Bizmut sülfür (Bi2S3) ve kobalt (Co) nanopartiküllerinin model organizmalar üzerinde olası nanotoksikolojik etkilerinin belirlenmesi

Abstract

Bilim ve teknolojideki en önemli gelişmelerden biri olan nanomalzemeler, görünmez küçük boyutlu parçacıklar olup; çeşitli alanlarda uygulamaları olan benzersiz fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklere sahiptir. Sürekli olarak kullanılan nanoyapıların birçok avantajının arkasında hala belirsizliğini koruyan nanotoksik etkileri ve çelişkili durumları mevcuttur. Teknolojik çalışmalarda popüler olan nanomalzemelerin akuatik ekosistemde toksik etkileri belirsizdir. Çalışmamızda, Bizmut sülfür (Bi2S3) nanoçiçekler ve Kobalt (Co) nanoyaprakları mikrodalga bazlı hidrotermal süreç kullanılarak sentezlenmiş ve sentezlenen nanomalzemelerin ayırt edici özellikleri saptamak için; XRD (X ışını kırınımı), SEM (Taramalı elektron mikroskobu) ve FTIR (Fourier Dönüşüm Kızılötesi Spektroskopisi) analizleri yapılarak, model organizma (Cyprinus carpio), (Daphnia magna) üzerindeki genotoksik etkileri araştırılmıştır. Kullanılan nanomalzemelerin (Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü) yönergelerine göre yapılmıştır. İlk bölüm de Bi2S3nanoçiçeklerin 96.saat sonunda LC50değeri probit analizi ile 350 mg L -1 olarak belirlenmiş ve LC50değerine göre üç subletal konsantrasyon (35, 87 ve 175 mg L-1) seçilmiştir. LC50değerine göre Bi2S3 nanoçiçekleri AB Direktifi 93/67/EEC sınıflandırma şemasına göre sucul organizmalar için toksik bulunmamıştır. Bi2S3nanoçiçeklerinin subletal konsantrasyonlarına ait genotoksikolojik değerlendirmede, 35 ve 87 mg L -1 doz gruplarının DNA hasarı ve mikronükleus düzensizlikleri; kontrol grubu ile benzer bulunurken; 175 mg L -1 Bi2S3 grubunda, kontrol ve diğer doz gruplarına göre yüksek DNA hasarı ve eritrosit anormallikleri belirlenmiştir. İkinci bölümünde, sentezlenen kobalt nanoyapraklarının diğer model organizmamız olan Daphnia magna üzerinde olası sitotoksik ve genotoksik etkileri araştırılmıştır. Model organizma, Kobalt (Co) nanoyaprakların farklı konsantrasyonları (1, 5, 10, 15, 20 ve 25 μg L-1 ) 24, 48, 72 ve 96 saatlik periyotlarda maruz bırakılmış ve 96. saatin sonunda, LC50değeri probit analizi ile 9.705 μg L-1 olarak belirlenmiştir. Kimyasalların Sınıflandırılması ve Etiketlenmesine İlişkin Küresel Uyumlaştırılmış Sistem tarafından belirlenen toksisite seviyelerine göre, Kobalt (Co) nanoyapraklarının yüksek derecede toksik kategorisine girmiştir. Ayrıca, 96 saatlik akut toksisite testi ile Güvenli Uygulama Oranı (SAR) ve Güvenlik Faktörü (SAFE) katsayıları hesaplanmış, sırasıyla 0,025 ve 0,243 olarak bulunmuştur. Subakut denemede, Co nanoyaprakların en yüksek konsantrasyonundaki (2,5 μg L-1 ) DNA hasarı (%53.00±0.94) kontrol grubuna (%28,33±1,52) göre yaklaşık 2 kat daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, ISO10993-5;e göre, Kobalt nanoyapraklar D. magna üzerinde belirli konsantrasyonlar için sitotoksik olarak sınıflandırılmıştır. Bu tez çalışması Bi2S3 nanoçiçekleri ve Co nanoyapraklarının sucul yaşam üzerindeki etkilerini ortaya çıkarmak ve toksikolojisi hakkında somut veriler ortaya koymak adına ilk çalışma olup, bu nanomalzemelerinin çevresel etkileri ve risklerine yönelik daha fazla sistematik çalışma yapılması gerekmektedir.