Alfa ve gamma Fe2O3 nanopartiküllere maruz bırakılan Daphnia magna'da nanotoksisite ve oksidatif stres etkilerinin belirlenmesi

Nanopartikül (NP) (<100 nm) içeren ürünler; tıbbi cihazlar, elektronik, enerji üretimi ve depolanması, sağlık bilimleri ve gıda sektörleri gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Ancak, NP'lerin çevre ve insan sağlığına etkileri hakkında literatürdeki bilgi henüz yeterli düzeye ulaşamamıştır. Bununla birlikte nanomateryaller yarı-iletken maddeler, metal oksitlerler ve metaller olmak üzere oldukça geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Bu çalışmada, tatlısu ortamında yaşayan birincil tüketici zooplankton türlerinden Daphnia magna, demir oksit (Fe2O3) NP'lere maruz bırakılarak nanotoksisite testleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan Fe2O3 NP'lerin karakterizasyonu; TEM, DLS, Zeta Potansiyeli, XRD, SEM, FT-IR ve UV-görünüm spektroskopisi yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Organizmalarda NP'lere bağlı birikim ve atılım oranın belirlenmesi ICP-MS analiziyle yapılmıştır. Zooplanktonik organizmalarda NP etkileri faz kontrast mikroskobuyla görüntülenmiştir. Zooplanktonik organizmalardaki toksik etkiler, mortalite ve oksidatif stres testleriyle (GSH ve TBARS) incelenmiştir. Sonuçlar NP'lerin organizmalar üzerindeki farklı etkilerini göstermekle birlikte, NP'lerin birikim ve atılım oranlarında farklılıklar olduğunu göstermiştir. Organizmadaki birikim NP konsantrasyonuyla artış göstermiştir. Çalışmada her bir NP'nin tatlısuda farklı metal iyon salınımı gösterdiği gözlenmiştir. Ayrıca, NP'lere maruz bırakılan zooplankterlerin yüzeylerinin NP'ler ile sarıldığı gözlemlenmiştir. Oksidatif stres analizlerinde, TBARS değeri D. magna bireylerinde artış göstermiş olup benzer şekilde GSH seviyesinde azalma ve artmalar meydana gelmiştir. Organizma tarafından alınan NP'ler hem organizma hem de bir üst tüketici için tehlike oluşturmaktadır.

The products that include Nanoparticle (NP) are used in many fields, such as medical devices, electronics, the production and the storage of energy, health sciences and food sectors. Unfortunately, the knowledge in the literature is lack on the effects of NPs on the environment and human health. On the other hand, nanomaterials are commonly used in the wide range on half-conductive materials, metals and metal-oxides. This is because nanomaterials have a wide range, from metals, metal-oxides to half-conductive materials. In this study, nanotoxicity tests are conducted by means of exposing Daphnia magna, which is one of the primary zooplankton species living in freshwater ecosystem, to iron oxide (Fe2O3) NPs. The characterization of Fe2O3 NPs used in this study has been made with the methods of TEM, DLS, Zeta Potential, XRD, SEM, FT-IR and UV-Visible Spectroscopy. The measurement of NP-related accumulation and elimination rates has been made with ICP-MS analysis. The NP effects on zooplanktonic organisms has been monitored with phase-contrast microscopy. The toxic effects on zooplanktonic organisms have been examined with the GSH and TBARS, which are among mortality and oxidative stress symptoms. The results indicate that there are differences in the accumulation and the elimination rates of NPs, with differing influences of NPs on organisms. The accumulation in the organism increased with NP concentration. It has been observed that each NP made different metal ion oscillation in freshwater. The surfaces of the zooplankters which were exposed to NPs have been encapsulated with NPs. In oxidative stress analysis, TBARS value has increased in D. magna individuals, whereas ups and downs have been observed on the level of GSH. NPs taken by an organism constitue danger for the higher consumer.