Графеноксид как троянский конь: переносчик органических загрязнителей к рыбам

Графен — это двумерный наноматериал из углерода, состоящий из одного слоя плотно упакованных атомов. Его высокая механическая прочность и значительные электрические и тепловые свойства делают его пригодным для новых применений в электронике, биологических, химических и магнитных сенсорах, фотодетекторах, а также для хранения и генерации энергии. Ожидается, что производство графена значительно возрастёт, но из-за низкого рыночного спроса и ограничений в анализе его воздействия, информации о концентрациях графеновых наноматериалов в экосистемах пока мало.

Из-за поверхностных характеристик графен в водной среде может действовать как переносчик органических загрязнителей, например, полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), к водным организмам. Исследовательская группа CBET (Cell Biology in Environmental Toxicology) оценила не только способность оксида графена сорбировать ПАУ, но и токсичность оксида графена отдельно и в комбинации с определёнными ПАУ для эмбрионов и взрослых рыбок данио-рерио. Исследование проводилось совместно с Университетом Бордо.

Эмбриональные мальформации и нейротоксичность

Результаты показывают, что оксид графена может переносить ПАУ в организм рыбы (эффект троянского коня) и оказывать сублетальные эффекты. В условиях эксперимента токсические эффекты не были огромными — ни рыбы, ни эмбрионы не погибли, но в некоторых биомаркерах были обнаружены эффекты, которые заставили насторожиться.

Во-первых, было обнаружено, что при высоких концентрациях могут возникать мальформации у эмбрионов, что означает, что при более длительном воздействии и более высоких концентрациях могут рождаться нежизнеспособные особи. Во-вторых, подтвердилось, что в долгосрочной перспективе (в течение трёх недель воздействия) фермент ацетилхолинэстераза, который замедляет нервные импульсы, был ингибирован у всех обработанных рыб. Таким образом, несмотря на не очень высокие концентрации, с увеличением времени воздействия начинают проявляться нейротоксические эффекты.

Исследователи использовали специфические концентрации и временные периоды, но неизвестно, как эти концентрации будут развиваться в природе или каково их возможное влияние в сочетании с другими загрязнителями. Результаты показали, что существующие в настоящее время в окружающей среде концентрации не очень опасны, но необходима осторожность: неизвестно, какие эффекты могут иметь эти низкие концентрации при более длительном воздействии. Полученные результаты относятся к условиям эксперимента. В окружающей среде графен обычно встречается не один, а вместе со многими другими загрязнителями, которые также влияют на животных. Необходимо рассматривать их все одновременно.