سمّیت سه نانوماده مبتنی برکربن برای کرم‌های خاکی: اثرمورفولوژی بر بیومارکرها سیتوتوکسیسیتی و متابولومیکس

Abstract

استفاده گسترده از نانومواد مبتنی بر کربن (CNs) منجر به تجمع آن‌ها در اکوسیستم‌های خاکی شده و به‌طور پایدار تنوع زیستی فون و کل محیط‌زیست را تهدید می‌کند. بااین‌حال، درباره تأثیر CNs با غلظت‌های بالا بر زیست‌مندان خاکی نسبت به موجودات جوی یا آبزی اطلاعات کمتری وجود دارد.در این مطالعه، اثرات سه نوع CN شامل CB (carbon black)، RGO (reduced graphene oxide) و SWCNT (single-wall carbon nanotube) بر Eisenia fetida به‌عنوان یک بی‌مهره خاکی هشداردهنده زودهنگام برای رویدادهای آلودگی مقایسه شد. مشاهدات نشان دادند که سمّیت CNs برای کرم‌های خاکی وابسته به مورفولوژی است.نسبت منظر (aspect ratio) و اندازه هیدرودینامیکی CNs به‌احتمال زیاد اثرات نامطلوب آن‌ها را بر وزن بدن، سیستم‌های آنتی‌اکسیدانی، کوئلوموسیت‌ها و پروفایل‌های متابولومیکس غیرهدفمند کرم‌ها تعیین کرده‌اند. تحلیل‌های رگرسیون چندمتغیره نشان داد که CNs با نسبت منظر بالاتر (SWCNT و سپس RGO) تنش بیشتری بر فرایندهای متابولیکی کرم‌های خاکی وارد کردند.زیست‌پذیری سلولی و نسبت phenylalanine/leucine بیومارکرهای متمایزی بودند که میزان اثرات زیان‌بار اشکال مختلف CNs را نشان دادند. تغییرات متابولیت غشایی choline بیانگر آن بود که آسیب بالقوه CNs نوک‌تیز احتمالاً ناشی از اختلال در غشاء بوده است.این نتایج به‌طور قوی نشان می‌دهند که ریسک زیست‌محیطی خاکی CNs با مورفولوژی ذرات آن‌ها مرتبط است و به درک جامع‌تر nano-agriculture کمک می‌کند.