緑藻類におけるグルコース被覆銀ナノ粒子の毒性、生体蓄積性および生体変換

Toxicity, Bioaccumulation and Biotransformation of Glucose-Capped Silver Nanoparticles in Green Microalgae .

• Stefania Mariano
• Elisa Panzarini
• Maria D Inverno
• Nick Voulvoulis
• Luciana Dini

抄録

銀ナノ粒子（AgNP）は、消費者製品に最も広く使用されているナノ材料の一つである。水生環境に排出された場合、AgNPs は、まだ議論が進んでいないメカニズムを介して水生生物に毒性を引き起こす可能性があるため、ナノ粒子（NPs）の影響評価が必要なステップとなります。微細藻類、ムール貝、ウニなどの異なる水生生物モデルは、NPs 毒性評価のために大部分が利用されてきた。一方、自然界に豊富に存在する代替生物学的微生物、すなわち、微細藻類は、最近では環境から有害物質を除去するための潜在的なシンクとして利用されています。実際、緑藻類は廃棄物処理に最も利用されている微生物の一つである。我々は、NPsの毒性のモデル微生物としてだけでなく、NPs汚染に対する保護にも関与している可能性を検証する目的で、これらの微細藻類を用いてAgNPsの生物毒性と生物濃縮度を測定した。特に、Agイオンの放出による毒性を除外するために、グリーンケミストリーで合成したグルコースコートAgNPs（AgNPs-G）を使用した。AgNPs-Gはその結晶性を維持しているので、大きな液胞の内側に見られる内部化されたNPは、1週間後であっても、培地に戻って放出されなかったし、生物変換を経ていませんでした。AgNPs-Gの生物毒性は、曝露時間とAgNPs-Gの用量依存的な生育低下とクロロフィルa量の減少を引き起こす。これらの結果から、生物蓄積性微細藻類として環境保護に利用できる可能性があることが確認された。

Silver nanoparticles (AgNPs) are one of the most widely used nanomaterials in consumer products. When discharged into the aquatic environment AgNPs can cause toxicity to aquatic biota, through mechanisms that are still under debate, thus rendering the nanoparticles (NPs) effects evaluation a necessary step. Different aquatic organism models, i.e., microalgae, mussels, , sea urchins and , etc. have been largely exploited for NPs toxicity assessment. On the other hand, alternative biological microorganisms abundantly present in nature, i.e., microalgae, are nowadays exploited as a potential sink for removal of toxic substances from the environment. Indeed, the green microalgae is one of the most used microorganisms for waste treatment. With the aim to verify the possible involvement of not only as a model microorganism of NPs toxicity but also for the protection toward NPs pollution, we used these microalgae to measure the AgNPs biotoxicity and bioaccumulation. In particular, to exclude any toxicity derived by Ag ions release, green chemistry-synthesised and glucose-coated AgNPs (AgNPs-G) were used. actively internalised AgNPs-G whose amount increases in a time- and dose-dependent manner. The internalised NPs, found inside large vacuoles, were not released back into the medium, even after 1 week, and did not undergo biotransformation since AgNPs-G maintained their crystalline nature. Biotoxicity of AgNPs-G causes an exposure time and AgNPs-G dose-dependent growth reduction and a decrease in chlorophyll-a amount. These results confirm as a bioaccumulating microalgae for possible use in environmental protection.