۲۰ فروردین ۱۴۰۳
یازدهمین کنفرانس nanotox۲۰۲۴ در ایتالیا
۲۲ اسفند ۱۴۰۲
۲۹ اردیبهشت ۱۳۹۵
هنوز تاثیر نانو مواد سنتتیک رها شده به محیط زیست یا مورد استفاده در محصولات بر انسانها و حیوانات مشخص نیست. شناسایی این نانو مواد در محیط زیست خیلی مشکل می باشد، زیرا غلظت آنها خیلی کم می باشد و ذرات کوچک هستند. شرکای پروژه NanoUmwelt روشی را توسعه دادند که قادر به شناسایی حتی مقادیر جزئی از نانو مواد در نمونه های محیط زیستی می باشد.
مواد ریز پوشاک را تمیز نگه می دارند، آسیب های وارده به دندانهای ما را تعمیر می نمایند، از چسبیدن تخم مرغ ها به تابه جلوگیری می کنند، و طول عمر مواد غذایی را بیشتر می نمایند. ما درباره نانو مواد صحبت می کنیم- "نانو" ازکلمه یونانی"dwarf" گرفته شده است. این ذرات تنها چند میلیاردم متر ریز هستند، و در محدوده وسیعی از محصولات مصرفی استفاده شده اند. اگر چه، تا به حال تاثیر این مواد بر محیط زیست خیلی ناشناخته مانده است، و اطلاعات در مورد غلظت ها و فرم های آنها در محیط زیست کم می باشد. دکتر Yvonne Kohl از موسسه مهندسی بیو مدیکال فرانهوفر IBMY در زولتسباخ گفت " درست است که تعدادی از مطالعات آزمایشگاهی تاثیر نانو مواد بر سلولهای انسانی حیوانی انجام داده اند تا امروز، گرچه، شناسایی مقادیر کوچک در نمونه های محیط زیستی غیر ممکن بود."
میلیونوم میلی گرم در لیتر
این دقیقا هدف پروژه NanoUmwelt می باشد. تیم پروژه بین رشته ای از سم شناسان انسانی و محیط زیستی، فیزیک دانها، شیمیدانها و بیولوژیست ها تشکیل شده است، و آنها مدیریت شده اند تا گام اصلی اولیه برای رسیدن به اهداف را بردارند: آنها روشی برای آزمایش کردن انواعی از نمونه های محیط زیستی از قبیل آب رودخانه، بافت حیوانی، یا نمونه ادرار و خون انسانی را توسعه دادند که قادر به شناسایی نانو مواد در سطح غلظتی نانو گرم بر لیتر(ppb- قسمت در بیلیون) بود. این معادل نصف مکعب شکر در حجم آب حاوی ۱۰۰ استخر شنا اجزاء(۱۰۰۰ competition swimming pools). با استفاده از روش جدید، اکنون نه تنها امکان شناسایی مقادیر بزرگی از نانو مواد در سیال های شفاف وجود دارد، بلکه ذرات خیلی کم در مخلوط مواد پیچیده از قبیل نمونه خون انسان یا خاک نیز قابل شناسایی هستند. این رویکرد بر اساس field –flow fractionation(FFF) می باشد، که می تواند مخلوط های هتروژن پیچیده سیال ها و ذرات را به اجزاء شان جدا نماید- درحالی که به طور همزمان اجزای کلیدی بوسیله سایز مرتب خواهند شد. این از طریق ترکیب جریان کنترل شده سیال و میدان جداسازی فیزیکی بدست می آید، که به طور عمودی روی سوسپانسیون سیال عمل می نماید.
برای پروسه های شناسای، نمونه های محیطی باید به طور مناسبی پردازش شوند. تیم Fraunhofer IBMT’s Bioprocessing & Bioanalytics Department آب رودخانه، ادرار انسان، و بافت ماهی را برای مناسب بودن برای وسیله FFF ، آماده کردند." ما نمونه ها را با آنزیم های خاص آماده نمودیم. در این پروسه، ما باید اطمینان حاصل کنیم که نانو مواد تخریب یا تغییر نخواهند کرد. این به ما امکان شناسایی مقادیر واقعی و فرم های نانو مواد در محیط زیست را خواهد داد،" Kohl توضیح داد. دانشمندان تخصص های خاصی را در فراهم کردن، پردازش و ذخیره سازی نمونه های بافت انسانی دارند. هر سال موسسه تحقیقاتی نمونه های خون و ادرار از ۱۲۰ فرد داوطلب در چهار شهر آلمان جمع آوری می نماید. نمونه های انفرادی ابزار با ارزش برای ترسیم نقشه روند زمانی مواجهه انسان با آلاینده ها می باشد. "علاوه بر این، نمونه های خون و ادرار به پروژه NanoUmwelt اهدا گردید و در کاریوستوراژ در Fraunhofer IBMT قرار داده شد. ما این نمونها را برای توسعه متد شناسایی جدید استفاده کردیم،" دکتر Dominik Lermen مدیر کار گروه Biomonitoring & Cryobanks at Fraunhofer IBMT گفت. بعد از تایید بوسیله UBA، تعداد ی از نمونه های انسان در آرشیو ESB همچنین ممکن است با استفاده از متد جدید آزمایش شود.
نانو مواد از طریق مسیر های مختلف در محیط زیست خاتمه(end up) می یابند، و وارد سیستم فاضلاب می شوند. انسانها و حیوانات احتمالا آنها را از طریق موانعی از قبیل ریه و روده جذب می کنند. تیم پروژه این پروسه ها را در پتری دیش شبیه سازی کردند تا نحوه انتقال نانو مواد از بین این موانع را دریابند، Kohl توضیح داد " این یک پروسه خیلی پیچیده ای می باشد که شامل محدوده بی نهایت وسیعی از سلولها و لایه های بافتی می باشد،". محققین ای پروسه ها را به شیوه تا حد امکان واقعی تکرار کردند. آنها این را بوسیله اندازه گیری جریان های الکتریکی در داخل موانع به منظور تعیین عملکرد موانع – یا بوسیله شبیه سازی تعامل ریه- هوا بوسیله ابرهایی از مه انجام داده ند. در فاز اول پروژه NanoUmwelt، تیم IBMT در توسعه مدلهای کشت سلولی برای انتقال نانو مواد از عرض موانع بیولوژیکی موفق بوده اند. IBMT همراه با Fraunhofer Institute for Molecular Biology و Applied Ecology IME کار کردند، که سلولهای بنیادی پرتوان به منظور توسعه مدلی برای بررسی سمیت قلبی استفاده کردند. Empa، همکار سوئیسی پروژه، مدل مانع جفتی برای مطالعه انتقال نانو مواد بین مادر و کودک را بیان نمود.
شرکا خواستار استفاده از روش خودشان برای اندازه گیری غلظت نانو مواد در تنوع وسیعی از نمونه های محیطی بودند. آنها سپس نتایج بدست آمده را در موقعیت بهتر آنالیز خواهند کرد تا رفتار نانو مواد در محیط زیست و خطر بالقوه برای انسان ها، حیوانات و محیط زیست بررسی نمایند. Kohl گفت " هدف بعدی ما شناسایی ذرات حتی در مقادیر کمتر می باشد". برای دستیابی به این، دانشمندان برنامه هایی برای استفاده از فیلتر های خاص به منظور حذف عوامل منحرف کننده نمونه های محیطی دارند، و آنها مشتاقانه دنبال توسعه تکنیک های پردازش جدید هستند.