Transport nanočástic rostlinou Seminář v rámci udržitelnosti projektu OPVK NANOTEAM Transport nanočástic rostlinou Olga Kryštofová Datum konání: 8.9.2017

Od roku 1999 se začínají objevovat první zmínky o nanočásticích a jejich vlivu na živé organismy a poukazují na možnou toxicitu nanočástic jak pro člověka a pro životní prostředí. Jedná o experimenty porovnáváním vlivu zabývající se nanomateriálů oproti běžným iontům či sloučeninám. Environmentální studie dokazují, že nanočástice mají tendenci k aglomeraci, agregaci, adhezi, difúzi, disociaci, degradaci, adsorpci různých částic a také jsou schopny bioakumulace v organismech Bohužel velká část studií se velmi obtížně opakuje, a nebo různá vědecká pracoviště došla k rozdílným až protichůdným výsledkům. To je často dáno nejednotným výběrem parametrů, které jsou sledovány a různými metodami, které jsou v experimentech využity . Kromě toxicity nanočástic mnohé vědecké skupiny také zajímá, zda fytotoxicita nanočástic je důsledkem specifických vlastností nanočástic, nebo jejich chemického složení.

Co vše může mít vliv na výsledky experimentu ‐ druh rostliny ‐ Velikost semen ‐ Menší semena náchylnější k fytotoxicitě ‐ Vliv na půdní mikroorganismy ‐ Povrchové pokrytí – funkční skupiny, huminové kyseliny, polysacharidy,…. ‐ Typ nanočástic (nano‐Cu, CuO ) ‐ Velikost nanočástic ‐ Velikost povrchové plochy‐ čím větší tím biodostupnější ‐ Schopnost tvořit koloidní agregáty‐ větší schopnost = menší biodostupnost ‐ Velikost koloidních agregátů – menší agregáty = větší riziko ‐ Rozpustnost ve vodě – lépe rozpustné = více biodostupné ‐ Povrchový náboj ‐ pH ‐ Teplota ‐ Iontová síla

Naše experimenty Zjistit míru toxicity nanočástic vyrobených na našem pracovišti Zjistit zda jsou nanočástice schopny vstoupit do rostliny a pohybovat se v ní Zjistit jak rychlý je transport nanočástic rostlinou

Fytotoxicita roztoků CdTe‐QDs, červené (5‐10 nm) 0 h 24 h 48 h

Transport CdTe‐QDs v listu, červené (5‐10 nm), ‐ Omenzená doba transportu listem ‐ kumulace po vnitřním obvodu buněčných stěn cévních svazků Příčný řez řapíku listu Helianthus annuus L. vystaveného působení CdTe‐QDs, měřítko 20 nm. Červená šipka znázorňuje kumulaci CdTe‐QDs v cévním svazku. Olympus IX70 s využitím fl. kostky U‐MWU (excitační filtr BP 330 ‐ 385, bariérový filtr BA420, dichroické zrcadlo DM400)

Vliv prostředí

CdTe 15‐60 (2 mM roztok), ʎex=480 nm, ʎem=535 nm VLEVO nepřesrážené naředěné (1 mM) VPRAVO přesrážené neředěné 0 hod 1 hod 2 hod 3 hod 4 hod 5 hod 6 hod

Vliv velikosti nanočástic

„Oranžové“ QDs (vlevo), ʎex 550 nm, ʎem 600 nm; 0,1 mM 0 hod 1 hod 2 hod 3 hod 4 hod 5 hod 6 hod 7 hod 8 hod 24 hod

„Zelené“ QDs (vpravo), ʎex 480 nm, ʎem 535 nm; 0,1mM 0 hod 1 hod 2 hod 3 hod 4 hod 5 hod 6 hod 7 hod 8 hod 24 hod

Vliv povrchové modifikace nanočástic

0 hod 24 hod 48 hod 72 hod 96 hod CdTe 15‐60 PEG CdTe 15‐60 PVP

QDs, vlevo CdTe 15‐60 PEG, vpravo CdTe 15‐60 PVP; 0,1mM

QDs CdTe 15‐60 PVP, ʎex 450 nm, ʎem 535 nm 0,01mM 0,1mM kontrola 2016‐08‐29_15‐42‐45‐MWL‐Ex(450)‐Em(535)

QDs CdTe 15‐60 PEG, ʎex 450 nm, ʎem 535 nm 0,01mM 2016‐08‐29_15‐30‐02‐MWL‐Ex(450)‐Em(535) 0,1mM kontrola

Shrnutí Jsou schopny vstoupit do segmentu rostliny, ale záleží na vstupní koncentraci, transpiračním tokem Postup nanočástic rostlinou je v řádu hodin Na rychlost transtportu a možnost vstupu má vliv velikost nanočástic, prostředí i povrchové pokrytí Domníváme se že jsou schopny vstoupit i do celé rostliny přes kořenová systém – opakovat experiment

Děkuji za pozornost