برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۷/۰۹/۱۷ تا ۱۳۹۷/۰۹/۲۳

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

آمار مقاله
  • بازدید کل ۲۵۶
  • بازدید این ماه ۳۱
  • بازدید امروز ۰
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۸
  • قبول شدگان ۵
  • شرکت کنندگان یکتا ۸
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۶۳
واژه نامه فناوری نانو

نانو

nano

پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناوري‌نانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازه‌گيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده مي‌شود.

سطح مقاله

تخصصی

نویسندگان
کلمات کلیدی
امتیاز کاربران

بررسی جنبه‌های ناقص‌الخلقه‌زایی (تراتوژنیسیتی) نانوذرات (1)

کاربردهای نانوذرات در پزشکی، صنعت و سایر شاخه‌های مرتبط با انسان، موجودات زنده و محیط زیست با توجه به پیشرفت فناوری نانو بسیار شاخص و بارز است. با توجه به خواص جدید و نوین نانوذرات، جنبه‌های احتمالی اثرات نانوذرات بر سلامت موجودات زنده ناشناخته است. مطالعات متعددی در تعیین اثرات سوء مختلف نانوذرات موجود در محیط زیست بر سلامت انسان و موجودات زنده صورت گرفته است. بیشتر این مطالعات تجربی بر جمعیت‌های انسانی و حیوانات آزمایشگاهی بالغ صورت گرفته است. با این حال در برخی گونه‌ها، جنین به آلاینده‌ها و عوامل زیست محیطی حساس‌تر است. لذا پاره‌ای از تحقیقات به صورت ویژه، اثرات مختلف نانوذرات بر تکامل جنین را مورد توجه قرار داده‌اند و مطالعات جدیدی در این زمینه طراحی و اجرا شده‌اند. هدف دو مقاله بررسی جنبه‌های ناقص‌الخلقه‌زایی (تراتوژنیسیتی) نانوذرات (1) و (2)، بررسی اثرات نانومواد مختلف به ویژه اثرات سمی آن‌ها بر تکامل جنین و بررسی مطالعات انجام شده در این زمینه است. بر این اساس، استراتژی‌های محافظتی مختلف در برابر اثرات سوء محتمل اتخاذ خواهد شد.

1- مقدمه

نانوذرات به موادی اطلاق می‌شود که حداقل در یک بعد اندازه‌ای کمتر از 100 نانومتر داشته باشند. با توجه به اندازه کوچک نانوذرات، مساحت سطحی ذرات و فعالیت آن‌ها در واحد وزن افزایش خواهد یافت. گسترش روزافزون علم و فناوری نانو زمینه استفاده از نانوذرات در محصولات مختلف پزشکی و دامپزشکی و فرآورده‌های دارویی و آزمایشی را فراهم آورده است. انواع مختلف نانوذرات فلزی شامل طلا، مس، روی، تیتانیوم، آهن و پلاتینیوم هستند. نانوذرات فلزی به راحتی با مولکول‌های آبی و سیاه نظیر پلی لیزین، پلی اتیلن گلیکول و آلبومین سرم گاو اتصال یافته و پوشش‌دار می‌شود [1]. از موارد کاربرد پزشکی نانوذرات می‌توان به تولید واکسن در درمان سرطان، دارورسانی یا در روش‌های تشخیصی اشاره کرد. تعداد کمی از نانوذرات با قطر 10-2 نانومتر برای تصویربرداری در فرآیندهای تکاملی کاربرد دارند. اما هنوز موارد ابهام بسیاری وجود دارد که در تست‌های بالینی و پیش بالینی، جنبه‌های سلامت استفاده از نانوذرات باید مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد [2]. شمار زیادی از نانوذرات اطراف ما ممکن است وارد محیط زیست شده و مواجهه انسان و حیوانات را با این مواد افزایش دهند. افزایش میزان این مواد از دُز آستانه سمیت در خلال دُزهای حساس جنینی می‌تواند باعث ایجاد ناهنجاری‌های تکامل شده و اثرات کشنده بر حیوانات در معرض و نسل‌های بعدی شود. لذا آگاهی از اثرات احتمالی نانوذرات در مراحل مختلف تکامل جنین ضروری است. در سال‌های اخیر، مطالعات گسترده‌ای بر روی اثرات مختلف نانوذرات در مراحل مختلف جنینی صورت گرفته است. با این حال مقایسه تنوع این آزمایشات به علت گوناگونی نوع، اندازه، غلظت، ویژگی‌های سطحی، خصوصیات تجمعی و بار نانوذرات مختلف دشوار است.

 

2- عوامل مؤثر بر سمیت جنینی نانوذرات

ترکیب شیمیایی، اندازه نانوذره، شکل، تغییرات سطحی و درجه کلوخه‌ای شدن بر میزان تجمع زیستی نانو مواد و نوع ناهنجاری‌های تکاملی در مراحل مختلف جنینی اثر دارد. علاوه بر این اثرات پوشش‌های سطحی، غلظت نانوذرات، بار سطحی، پتانسیل زتا و شکل کریستال بر میزان سمیت جنینی مؤثر است. فاکتورهای متعددی نظیر PH محلول، غلظت نمک و حرارت می‌تواند فعالیت بیولوژیکی نانوذرات را مختل کند. بنابراین در طی آزمایش این فاکتورها باید مدنظر قرار گیرند تا شرایظ مناسبی برای آزمایش فراهم آید.

به طور خلاصه نتایج مختلفی راجع به اندازه و کلوخه‌ای شدن نانوذرات در رابطه با سمیت جنین وجود دارد که احتمالاً به علت مشکلات تولید محلول‌های هموژن و با ثبات نانوذرات در آزمایشات روی موجود زنده (in vivo) است. بنابراین روش‎های آماده‌سازی محلول و بسیاری از جزئیات دیگری که ممکن است در مطالعات جدیدتر مد نظر قرار گیرند، می‌توانند بر سمیت جنین تأثیرگذار باشند. تأثیرات سمی نانوذرات در محیط آزمایشگاهی (in vitro) با مطالعات روی موجود زنده (in vivo) متفاوت است و در نتیجه نیاز است که تأثیرات مختلف نانوذرات بر مراحل اولیه و مراحل آخر جنینی در حیوانات مدل مورد بررسی قرار گیرد. به ویژه راه ورود نانوذرات می‌تواند بر میزان سمیت جنین تأثیرگذار باشد. تماس پوستی، راه خوراکی با غذا و تنفس، از راه‌های ورود نانوذرات به بدن هستند. متعاقباً نانوذرات در بدن توزیع شده و از طریق جفت به جنین پستانداران انتقال می‌یابند.

در این جا به مرور ترکیبات مختلف نانوذره و تأثیرات آن‌ها بر جنین حیوان و گونه‌های مختلف و نقایص و ناهنجاری‌های تکامل در دوران جنینی خواهیم پرداخت.

 

3- سمیت جنینی نانوذرات در مدل‌های حیوانی

1-3- جنین ماهی

گورخر ماهی (Zebra fish) مدل ارزشمندی برای بررسی سمیت نانوذرات به شمار می‌رود زیرا حساسیت بسیار بالایی نسبت به مقادیر بسیار کم آلاینده‌ای محیط دارد. علاوه بر این جنین‌های ماهی بسیار کوچک و شفاف بوده و تکامل آن‌ها بسیار سریع است و در مدت کوتاهی می‌توان تعداد زیادی از آن‌ها را تکثیر کرد. همچنین جنین گورخر ماهی (Zebra fish) جزء گروه an amniote هستند (گروهی از جانوران که شامل ماهی‌ها و دوزیستان است که مهره‌داران رده‌های پایین‌تر هستند) و در آب تخم می‌گذارند و پرده آمنیون در جنین آن‌ها رشد نمی‌کند و بنابراین تخم آن‌ها مستقیم با آب در تماس است و مواد زاید از جمله آمونیاک را به آب انتشار می‌دهد. نشان داده شده است برخی از نانوذرات به هم چسبیده و تجمع یافته و در منافذ کوریونیک به دام افتاده و این منافذ را مسدود کرده و بر نقل و انتقال مواد مغذی تأثیر می‌گذارند که می‌تواند اثرات سوئی بر تکامل جنین داشته باشد. در ماهی، نانوذرات به بسیاری از ارگان‌ها نظیر چشم، مغز و قلب توزیع شده و در جنین در مدت تکاملش باقی می‌مانند. تجمع مقادیر زیادی از نانوذرات در جنین می‌تواند باعث ناهنجاری و افزایش مرگ و میر و تغییرات رفتاری شود [9].

اثر اندازه بر سمیت جنینی نانوذرات در گورخر ماهی (Zebra fish) نشان داده شده است. مواجهه با اندازه‌های مختلف نانوذرات نیکل و ذرات بزرگ‌تر تجمع یافته با ساختارهای دندریتی، اثرات سمی بیشتری از سایر اشکال و اندازه‌های نانوذرات دارد. از آن‌جا که اختلافات معناداری در سمیت اندازه‌های مختلف نانوذرات نیکل وجود ندارد، پیکربندی فضایی بیشتر از اندازه نانوذرات در سمیت آن دخیل است [3]. از طرفی اثرات سمی وابسته به دُز نانوذرات نقره در گورخر ماهی نشان داده شده است. اندازه کوچک‌تر به راحتی از غشای کوریون انتشار کرده و در جنین‌های ناهنجار تجمع پیدا کرده‌اند که این مؤید اثرات ناهنجار وابسته به دُز نانوذرات است. برخی دیگر از مطالعات نشان داده‌اند که اندازه، به میزان ترکیب‌بندی شیمیایی در سمیت جنینی نانوذرات به کار گرفته شده، اهمیت ندارد. مقایسه طلا و نقره کلوئیدی نشان داده که نقره کلوئیدی 100% باعث شکنندگی جنین می‌شود در حالی که در شرایط مشابه، طلا کلوئیدی تنها 3% مرگ و میر را نشان داد. نانوذرات نقره در دُزهای تحت کشنده باعث ناهنجاری‌های تکاملی ماهی نظیر کوچک شدن باله‌های سری و دمی ‌و بزرگ شدن کیسه زرده و چشم‌ها می‌شود. از طرفی نانوذرات طلا اثرات سمی کمتری در دُز‌های تحت کشنده نشان دادند. علاوه بر این، غلظت‌های درجه‌بندی شده نانوذرات نقره باعث مرگ وابسته به نور جنین ماهی شدند، در حالی که نانوذرات طلا باعث مرگ و میر در غلظت‌های بالا شدند [4]. مقایسه سه نانوماده TiO2، Al2O3 و ZnO نیز وابستگی سمیت به ترکیب شیمیایی نانوذرات را در Zebra fish نشان داد. در این بین، نانوذرات اکسید روی سمی‌تر از سایرین بودند. تأثیر غلظت نانوذرات به صورت تعداد ذره در واحد حجم در جنین ماهی Zebra fish که با نقره خالص مواجه شده بود، نشان داده شده است. تعداد جنین‌های ناهنجار و تغییر فونوتیپ با افزایش غلظت نانوذرات به صورت وابسته به دُز نشان داده شده است. اثرات افزایش غلظت بر افزایش مرگ و میر در مورد نانوذرات نقره در ماهی برنج ژاپنی (oryzia latipes) و جنین ماهی قنات (Pimephales promelas) نشان داده شد [5].

نانو اکسید روی و نانوذره مس مرگ و میر وابسته به دُز را در جنین ماهی نشان دادند. از طرفی مطالعات در جنین گورخر ماهی نشان داد که نانوذرات طلا با افزایش دُز در جنین تجمع یافته ولی مراحل تکامل جنین تناسبی با غلظت‌های مورد مواجهه ندارد. تغییرات در سمیت جنین می‌تواند ناشی از اثرات تجمعی (آگلومراسیون) نانوذرات باشد؛ آگلومراسیون خود باعث تغییر میزان سطح ذرات و خصوصیات شیمیایی نانوذرات می‌شود. نانوذرات اکسید روی تمایل به تشکیل تجمعات بزرگ‎تر در محیط آبی دارند و اثرات بیولوژیکی و سمی وابسته به نور این نانوذرات تجمع یافته در جنین و لارو گورخر ماهی (Zebra fish) نشان داده شده است [6]. با این حال سوکسیله کردن نانوذرات نقره باعث کاهش تجمع نانوذرات تجمع یافته و افزایش معنی‌دار مرگ و میر جنین شده است. برخی نانوذرات در مایعات فیزیولوژیک تولید یون می‌کنند که باعث تأثیر بر تکامل جنین می‌شود. برای مثال، نانوذرات نقره و یون‌های نانوذرات +Ag در ماهی باعث تدخیر در بیرون آمدن از تخم جنین‌ها می‌شود ولی یون‌های +Ag باعث تغییرات مورفولوژی شدید و حتی مرگ و میر جنین‌ها شده‌اند [7].

یون‌های نانوذرات +Ag در مقایسه با نانوذرات نقره باعث افزایش میزان آپوپتوز در بلاستوسیت‌های موش و همچنین اثرات سوء بیشتر نسبت به نانو نقره در جنین، بعد از انتقال جنین به موش و لانه گزینی شده‌اند. از طرفی نانوذرات نیکل در مقایسه با نمک‌های محلول نیکل در گورخر ماهی باعث نقایص گوارشی در جنین شدند. علاوه بر این نانوذرات مس اثرات مشابه Cu+2 در جنین گورخر ماهی داشتند. نانوذرات ZnO در مقایسه با Zn محلول (نانوذرات ZnO می‌تواند Zn+2 در محیط آزاد کنند) سمیت بیشتری در جنین گورخر ماهی داشته‌اند. اهمیت اصلاح سطح در پاسخ‌های بیولوژیکی in vivo ( شامل پوشش‌دار کردن یا سایر تغییرات در سطح نانوذرات برای افزایش ایمنی آن‌ها) در جنین‌های zebrafish نشان داده شده است [8]. نانوذرات سولفید سرب با پوشش‌هایی بی نظیر گیرنده‌های سدیم 3 دی مرکاتیو پروپان سولفانات یا سدیم 2 و 3 دی مرکاتیو پروپان سولفات پوشش داده شدند. هر دو گیرنده آنالوگ ساختاری یکدیگر بودند که شامل ساختار کربنی مشابه با گروه سولفات هستند و فقط در یک گروه تیول با یکدیگر اختلاف داشتند. مواجهه جنین‌ها با این نانوذرات باعث پاسخ‌های بیولوژیک مختلفی شد. در درون جنین‌ها با گیرنده اول مرگ و میر 100% و با گیرنده دوم 5% مرگ و میر با غلظت‌های مشابه مشاهده شد. پوشش سیترات یا پوشش پلی وینیل پیرولیدون نانوذرات نقره تنها باعث کاهش سرعت از تخم بیرون آمدن و اختلالات رفتاری عصبی در ماهی شد که احتمالاً به علت این است که آگلومراسیون پلی وینیل پیرولیدون پوشش‌دار میزان سطح به حجم را کاهش داده و باعث کاهش آزادسازی یون‌های +Ag نقره به محلول می‌شود.

از طرفی اثرات سوء نانوذرات طلا بر تکامل ماهیچه‌ها با کونژوگه شدن با هپارین سولفات افزایش می‌یابد. اما کونژوگه شدن باتوزین، تغییری در فنوتیپ جوجه‌ها نداد. به کار گیری نانوذرات طلا با پلی وینیل الکل برای پوشش‌دار کردن، اثرات سمی در جنین Zebra fish نداشت. بار سطحی هم بر خواص زیستی اثر می‌گذارد. نانوذرات نقره پوشش داده شده با پوشش‌های زیست سازگاری نظیر (CALNNE, CALNNK, CALNNS) بار مثبت یا منفی در آن‌ها ایجاد می‌کند [9].

مواجهه جنین گورخر ماهیان با نانوذره نقره باعث تأخیر در خروج از تخم و مرگ و میر وابسته به دُز نانوذرات می‌شود. نقایص تکاملی شامل بدشکلی باله‌های سینه‌ای، خمیده شدن و کوتاه شدن طناب نخاعی، نوتوکورد ناهنجار و ناهنجاری شدید در قلب و چشم می‌شود. نقایص مورفولوژیک شامل کدورت و پر شدن کیسه زرده، کوچک شدن سر و ناهنجاری در پوزه و جریان گردش خون (لخته خون و خونریزی) می‌شود. سمیت تکاملی در ماهی ژاپنی (O.latipe) هم نشان داده شده است [10]. عمدتاً اثرات مسمومیت با نانونقره شبیه اثرات ایجاد شده با کادمیوم است. با این حال مطالعات بیشتری با تمرکز بر اثر نقره بر پروسه‌های تکامل سلولی در این مواد الزامی است. مشابه نقره، برای نانو ذرات طلا، انتشار به فضای کوریونیک در جنین Zebra fish از طریق منافذ کانالی کوریونیک نشان داده شده است.

میزان تجمع طلا در جنین بسته به میزان دُز مواجهه افزایش می‌یابد، با این وجود اثرات نانو طلا در جنین به صورت وابسته به دُز نبوده است. نانوذرات طلا در مقایسه با نانوذرات نقره کمتر سمی بوده‌اند. میزان مرگ و میر در تجویز کلوئید طلا کمتر از 3% بوده است. در مطالعات دیگری حدود 24% مرگ و میر جنین با شرایط متفاوت آزمایش و نحوه آماده‌سازی نانوذره و روش‌های آماده‌سازی متفاوت مشاهده شده است [11].

نانوذره متداول دیگری که در صنایع آرایشی، الکترونیک، فوتونیک و سرامیک‌سازی کاربرد دارد نانوذره ZnO است. تغییرات شکل نانوذرات (نواری، بیضوی یا کره‌ای بودن آن‌ها) در فنوتیپ جنین‌ها تغییری ایجاد نمی‌کند. این امر ممکن است به این دلیل باشد که خوشه تجمعی این نانوذرات در محیط آبی شبیه یکدیگر باشد [6].

برآورد سمیت نانوذرات مس در جنین گورخر ماهی باعث تأخیر در خروج از تخم، تغییرات و ناهنجاری‌های مورفولوژیک لاروها و توقف تکامل جنین در مرحله گاسترولا می‌شود. بر خلاف نانوذرات روی، نانو ذرات مس در دُز‌های مشابه باعث آزادسازی سریع یون‌های Cu+2 شده و سمیت کمتری در سطح سلولی در مقایسه با نانوذرات روی نشان دادند.

دی اکسید تیتانیوم (TiO2) اخیراً در صنعت و در کرم‌های ضد آفتاب و صابون‌ها، شامپو‌ها و خمیر دندان مورد استفاده قرار گرفته و به خاطر ویژگی‌های فوتوکاتالیتیکی و خود تمیزشوندگی به طور فزاینده در رنگ‌ها و مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار گرفته است. مواجهه جنین گورخر ماهیان یا ماهی قنات (fathead minnow) با نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم باعث مرگ و میر و تغییرات مورفولوژیک نشد. با این حال درمان با نانوذرات در غلظت‌های موجود در محیط زیست باعث تحریک سیستم ایمنی و افزایش بیان مارکرهای ژن‌های التهابی (NCF2 , IL-II , MSF-I) شد. همچنین تزریق غلظت‌های کشنده دی‌اکسید تیتانیوم به ویزیکول بینابینی ماهی Zebra fish سمیت مشهودی در جنین‌ها و لاروهای ماهی Zebra fish ایجاد نکرد [12]. میزان خروج از تخم مشابه گروه کنترل بود و لاروها و جنین‌ها، ناهنجاری‌های معناداری را نشان ندادند. با این حال بررسی‌های ریزآرایه (microarray) تغییر ژن‌های مربوط به ریتم‌های شبانه‌روزی و ضایعات کینازهای سلولی و همچنین با تردد‌های داخل سلولی، پتانسیل سمی بودن شاخص‌های رفتاری را نشان داد.

دی‌اکسید تیتانیوم به عنوان کارسینوژن در انسان نشان داده است. مطالعات تکمیلی بر اثرات دی‌اکسید تیتانیوم در مواجهه طولانی مدت کل جنین الزامی است. سیستم Cu doped TiO2 که به عنوان فوتوکاتالیست به کار گرفته شده است، در مواجهه با جنین‌های Zebra fish باعث تغیییرات و ناهنجاری‌های مورفولوژیک در جنین می‌شود. این ناهنجاری‌ها شامل ادم وآبسه دم و سر است [13]. پیشنهاد شده است که Cux TiOy می‌تواند به سلول‌ها وارد شده و بر تنظیمات یون‌ها اثر گذاشته و باعث آسیب کشنده به جنین‌ها و ایجاد ناهنجاری‌های تکاملی شود. ناهنجاری‌های تکاملی باعث انسداد کانال‌های انتقالی یون‌های کلسیم می‌شود. مس می‌تواند به عنوان آنالوگ و رقیب سدیم در آبشش‌ها عمل کند.

نانوذرات نیکل که اخیراً در تولید جواهرات، فولاد زنگ نزن و باطری‌های نیکل کادمیوم و لوازم الکترونیک به‌کار گرفته شده است، در مواجهه با جنین‌های ماهی Zebra fish باعث آسیب گوارشی می‌شود. این نشان می‌دهد روده‌ها راه اصلی مواجهه در فرایند تکامل جنینی محسوب می‌شوند. نانوذرات نیکل همچنین باعث ناهنجاری‌های اسکلتی و آسیب سر و آرواره و غضروف‌ها می‌شود. اثرات سمی نانونیکل حل شده در آب کمتر از ذرات آگلومراسیون یافته (تجمع یافته) است. این تفاوت در میزان سمیت و نقایص ناشی از آن در نانوذرات نیکل به مکانیسم‌های بیولوژیکی متفاوت و راه‌های ورود متفاوت آن‌ها بستگی دارد. نقایص عضلانی و گوارشی در دُزهای بسیار بالای نیکل محلول در آب ایجاد می‌شود. نانوذرات پلاتین که در پزشکی برای درمان سرطان استفاده می‌شوند، در مواجهه با با جنین ماهی Zebra fish باعث تأخیر خروج از تخم و کاهش سرعت قلب و اختلال در انحنای ستون اسکلتی می‌شوند [14].

تجمع پلاتین در جنین در مقایسه با نانوذرات نقره و طلا بیشتر است که این می‌تواند به علت اندازه کوچک‌تر آن‌ها باشد. Chitosan {poly(1,4-B-D-glucopyranosamine)} که در سال‌های اخیر به عنوان دارو یا عامل انتقال ژن به کار گرفته شده اس،. در مواجهه با جنین‌های ماهی Zebra fish باعث کاهش خروج از تخم و افزایش مرگ و میر وابسته به دُز می‌شود. میزان ناهنجاری با افزایش غلظت افزایش می‌یابد. چیتوسان در جنین‌ها باعث افزایش سرعت مرگ سلولی، افزایش بیان رادیکال‌های آزاد، افزایش میزان بیان heat shock protein 70 و افزایش استرس اکسیداتیو سلولی می‌شود [15].

پاسخ‌های ایمنی یا مرگ سلولی با اندازه‌گیری در مورد فیلتراسیون لکوسیتی ایجاد شد.

سمیت تکاملی نانوذرات سلیکای فلورسانس در جنین‌های D.latipes گزارش شده است. این نانوذرات اندکی تأخیر در خروج از تخم جنین، کاهش اندک مرگ و میر و تغییرات مورفولوژیک با افزایش غلظت نانوذرات ایجاد کردند. در غلظت‌های بالا این ذرات تجمع پیدا کرده و باعث کاهش مسمومیت در جنین شدند. فلورسنس ناشی از نانوذرات بیشتر در روده مشاهده شد که این امر گویای این بود که این نانوذرات عمدتاً از طریق گوارش و نه از طریق پوستی وارد بدن جنین می‌شوند.

نانولوله‌های کربن در اکثر صنایع الکترونیکی و کامپیوتر و صنایع ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند. نانولوله‌های کربنی تک دیواره SWCNT (Singl Wall Carbon NanoTube) قطر کوچکی معادل 1 تا 2 نانومتر دارند، در حالی که نانولوله‌های کربنی چنددیواره (Maltiwall Carbon Nano Tube) MWCNT از چند لایه کربن به صورت سیلندری تشکیل شده‌اند که قطر تقریبی مجموع آن‌ها 10 تا 30 نانومتر است. از این نانو‌لوله‌ها برای انتقال دارو استفاده می‌شود [16].

جنین ماهی‌های Zebra fish که مورد مواجهه با MWCNT قرار گرفته بودند، تأخیر در خروج از تخم، ستون فقرات غیرنرمال و موکوس لزج اطراف جنین به صورت وابسته به دُز را نشان دادند. خصوصیات نانوذرات بسته به پروسه ساخت آن‌ها متفاوت است، حتی مدت سونیکه شدن MWCNT که بر میزان اندازه نهایی نانولوله‌ها اثر می‌گذارد، بر میزان سمیت این ترکیبات بر جنین نیز اثر می‌گذارد. زمان سونیکاسیون بالاتر باعث ایجاد اثرات سمی شدیدتر می‌شود در حالی که در زمان‌های کوتاه سونیکاسیون، به وضوح اثرات کمتری از ناهنجاری‌های جنین مشاهده شده است. بیشتر جنین‌های درگیر، توقف رشد تا زمان مرگ داشتند. برون‌رویی (Epiboly) شروع شد و جنین‌ها در مرحله کره‌ای باقی ماندند. تغییر فنوتیپ در این موارد وابسته به دُز بود. تغییر کوچکی در طول و اندازه نانولوله‌ها تغییرات زیادی در خصوصیات نانوذرات ایجاد می‌کرد. مواجهه جنین ماهی‌های Zebra fish با SWCNT باعث تأخیر در خروج از تخم در غلظت‌های بالای این نانوماده شد و در مورد نانولوله‌های کربنی دو دیواره به غلظت‌های بالاتری نیاز بود. به دلیل این که SWSNT تمایل به آگلومراسیون دارد، شبکه‌های بزرگ‌تر نانولوله‌های کربنی از منافذ کوریونی عبور نمی‌کنند ولی باعث تغییر فشار کوریونی و تأخیر در خروج از تخم می‌شوند.

نانوکریستال‌های فلورسنس یا کوانتوم دات‌ها QD که اخیراً در تصویربرداری پزشکی و تشخیص تومورها استفاده می‌شوند، پوشش‌دار شده تا به محلول‌ها نفوذ نکرده و سریع‌تر به اهداف بیولوژیکی خود در بدن برسند. پوشش‌دار کردن کوانتوم دات می‌تواند بر میزان سمیت جنینی آن بیفزاید، همان طور که پوشش‌های PEG یا پلی لیزین بر روی کوانتوم دات می‌تواند در ماهی Zebra fish باعث افزایش اثرات سمی آن بر جنین شود [17]. میزان مرگ و میر در تجویز کوانتوم دات در مقایسه با میزان مشابه Cd2+ ، مرگ و میر بیشتری ایجاد می‌کند که این امر می‌تواند به علت پوشش ویژه آلی آن، اندازه و میزان آگلومراسیون آن در محلول باشد. افزایش میزان آپوپتوز سلولی وابسته به غلظت کوانتوم دات مارکر تشخیصی حساس در موارد تغییرات غیرکشنده است.

 

منابـــع و مراجــــع

Asharani, P.V., Y. Lian Wu, Z. Gong, and S. Valiyaveettil; Toxicity of silver nanoparticles in zebrafish models, Nanotechnology, Vol.19, I.25, p. 255102, (2008).

Cheng, J. and S.H. Cheng; Influence of carbon nanotube length on toxicity to zebrafish embryos, International Journal of Nanomedicine, Vol.7, p. 3731-3739, (2012)

Lee, K.J., L.M. Browning, P.D. Nallathamby, and X.-H.N. Xu; Study of Charge-Dependent Transport and Toxicity of Peptide-Functionalized Silver Nanoparticles Using Zebrafish Embryos and Single Nanoparticle Plasmonic Spectroscopy, Chemical Research in Toxicology, Vol.26, I.6, p. 904-917, (2013)

Ispas, C., D. Andreescu, A. Patel, D.V. Goia, S. Andreescu, and K.N. Wallace; Toxicity and Developmental Defects of Different Sizes and Shape Nickel Nanoparticles in Zebrafish, Environmental Science & Technology, Vol.43, I.16, p. 6349-6356, (2009)

Bar‐Ilan, O., R.M. Albrecht, V.E. Fako, and D.Y. Furgeson; Toxicity Assessments of Multisized Gold and Silver Nanoparticles in Zebrafish Embryos, Small, Vol.5, I.16, p. 1897-1910, (2009)

Laban, G., L.F. Nies, R.F. Turco, J.W. Bickham, and M.S. Sepúlveda; The effects of silver nanoparticles on fathead minnow (Pimephales promelas) embryos, Ecotoxicology, Vol.19, I.1, p. 185-195, (2010)

Powers, C.M., T.A. Slotkin, F.J. Seidler, A.R. Badireddy, and S. Padilla; Silver nanoparticles alter zebrafish development and larval behavior: distinct roles for particle size, coating and composition, Neurotoxicology and Teratology, Vol.33, I.6, p. 708-714, (2011)

Truong, L., I.S. Moody, D.P. Stankus, J.A. Nason, M.C. Lonergan, and R.L. Tanguay; Differential stability of lead sulfide nanoparticles influences biological responses in embryonic zebrafish, Archives of Toxicology, Vol.85, I.7, p. 787-798, (2011)

Wu, Y., Q. Zhou, H. Li, W. Liu, T. Wang, and G. Jiang; Effects of silver nanoparticles on the development and histopathology biomarkers of Japanese medaka (Oryzias latipes) using the partial-life test, Aquatic Toxicology, Vol.100, I.2, p. 160-167, (2010)

Browning, L.M., K.J. Lee, T. Huang, P.D. Nallathamby, J.E. Lowman, and X.-H. Nancy Xu; Random walk of single gold nanoparticles in zebrafish embryos leading to stochastic toxic effects on embryonic developments, Nanoscale, Vol.1, I.1, p. 138-152, (2009)

Zhu, X., L. Zhu, Z. Duan, R. Qi, Y. Li, and Y. Lang; Comparative toxicity of several metal oxide nanoparticle aqueous suspensions to Zebrafish (Danio rerio) early developmental stage, Journal of Environmental Science and Health. Part A: Toxic/Hazardous Substances & Environmental Engineering, Vol.43, I.3, p. 278-284, (2008)

ovanović, B., L. Anastasova, E.W. Rowe, Y. Zhang, A.R. Clapp, and D. Palić; Effects of nanosized titanium dioxide on innate immune system of fathead minnow (Pimephales promelas Rafinesque, 1820), Ecotoxicology and Environmental Safety, Vol.74, I.4, p. 675-683, (2011).

Yeo, M.-K. and M. Kang; Effects of Cu x TiO y nanometer particles on biological toxicity during zebrafish embryogenesis, Korean Journal of Chemical Engineering, Vol.26, I.3, p. 711-718, (2009)

Asharani, P., Y. Lianwu, Z. Gong, and S. Valiyaveettil; Comparison of the toxicity of silver, gold and platinum nanoparticles in developing zebrafish embryos, Nanotoxicology, Vol.5, I.1, p. 43-54, (2011)

Hu, Y.-L., W. Qi, F. Han, J.-Z. Shao, and J.-Q. Gao; Toxicity evaluation of biodegradable chitosan nanoparticles using a zebrafish embryo model, International Journal Nanomedicine, Vol.6, p. 3351-3359, (2011)

Lacerda, L., A. Bianco, M. Prato, and K. Kostarelos; Carbon nanotubes as nanomedicines: From toxicology to pharmacology, Advanced Drug Delivery Reviews, Vol.58, I.14, p. 1460-1470, (2006)

King-Heiden, T.C., P.N. Wiecinski, A.N. Mangham, K.M. Metz, D. Nesbit, J.A. Pedersen, R.J. Hamers, W. Heideman, and R.E. Peterson; Quantum Dot Nanotoxicity Assessment Using the Zebrafish Embryo, Environmental Science & Technology, Vol.43, I.5, p. 1605-1611, (2009)

Dubertret, B., P. Skourides, D.J. Norris, V. Noireaux, A.H. Brivanlou, and A. Libchaber; In vivo imaging of quantum dots encapsulated in phospholipid micelles, Science, Vol.298, I.5599, p. 1759-1762, (2002)

Grodzik, M. and E. Sawosz; The influence of silver nanoparticles on chicken embryo development and bursa of Fabricius morphology, Journal of Animal and Feed Sciences, Vol.15, I.Suppl. 1, p. 111-114, (2006)

Sikorska, J., M. Szmidt, E. Sawosz, T. Niemiec, M. Grodzik, and A. Chwalibog; Can silver nanoparticles affect the mineral content, structure and mechanical properties of chicken embryo bones?, Journal of Animal and Feed Sciences, Vol.19, I.2, p. 286-291, (2010)

Roman, D., A. Yasmeen, M. Mireuta, I. Stiharu, and A.-E. Al Moustafa; Significant toxic role for single-walled carbon nanotubes during normal embryogenesis, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, Vol.9, I.7, p. 945-950

De, S.K., B.C. Paria, S.K. Dey, and G.K. Andrews; Stage-specific effects of cadmium on preimplantation embryo development and implantation in the mouse, Toxicology, Vol.80, I.1, p. 13-25, (1993)

Park, M.R., S. Gurunathan, Y.J. Choi, D.N. Kwon, J.W. Han, S.G. Cho, C. Park, H.G. Seo, and J.H. Kim; Chitosan nanoparticles cause pre- and postimplantation embryo complications in mice, Biology of Reproduction, Vol.88, I.4, p. 88, (2013)

CHAN, W.h. and N.h. SHIAO; Cytotoxic effect of CdSe quantum dots on mouse embryonic development, Acta Pharmacologica Sinica, Vol.29, I.2, p. 259-266, (2008)

Li, C., X. Li, A.K. Suzuki, Y. Zhang, Y. Fujitani, K. Nagaoka, G. Watanabe, and K. Taya; Effects of Exposure to Nanoparticle-rich Diesel Exhaust on Pregnancy in Rats, The Journal of Reproduction and Development, Vol.59, I.2, p. 145-150, (2013)

Hoelting, L., B. Scheinhardt, O. Bondarenko, S. Schildknecht, M. Kapitza, V. Tanavde, B. Tan, Q.Y. Lee, S. Mecking, M. Leist, and S. Kadereit; A 3-dimensional human embryonic stem cell (hESC)-derived model to detect developmental neurotoxicity of nanoparticles, Archives of Toxicology, Vol.87, I.4, p. 721-733, (2013)

Kohen, R. and A. Nyska; Invited Review: Oxidation of Biological Systems: Oxidative Stress Phenomena, Antioxidants, Redox Reactions, and Methods for Their Quantification, Toxicologic Pathology, Vol.30, I.6, p. 620-650, (2002)

Buzea, C., I.I. Pacheco, and K. Robbie; Nanomaterials and nanoparticles: sources and toxicity, Biointerphases, Vol.2, I.4, p. MR17-MR172, (2007)