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Tipo: Tese
Título : Interaction of nanostructured materials in biological systems: toxicity of silver nanoparticles (AgNPs) and titanium dioxide (TiO2) in lettuce (Lactuca sativa) and Artemia salina
Autor : Pinheiro, Sergimar Kennedy de Paiva
Tutor: Miguel, Emilio de Castro
Co-asesor: Souza Filho, Antonio Gomes de
Palabras clave : Microscopia eletrônica;Nanoestruturados;Toxicidade
Fecha de publicación : 2021
Citación : PINHEIRO, Sergimar Kennedy de Paiva. Interaction of nanostructured materials in biological systems: toxicity of silver nanoparticles (AgNPs) and titanium dioxide (TiO2) in lettuce (Lactuca sativa) and Artemia salina. 2021. 157 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia de Recursos Naturais) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumen en portugués brasileño: Nos últimos anos com o avanço da tecnologia, novos produtos foram produzidos e inseridas no cotidiano. Esses produtos apresentam em sua composição nanomateriais que conferem novas características de acordo com seu objetivo e uso. Diferentes áreas como a engenharia, medicina, tecnologia e alimentos já incorporam nanopartículas (NPs) em sua composição e o uso diário desses produtos inserem no ambiente essas NPs. Consequentemente as NPs acumulam-se no meio causando danos a biota, principalmente nos organismos da base da cadeia alimentar. As principais NPs utilizadas na produção de novos produtos são as nanopartículas de prata (AgNPs) e nanopartículas de óxido de titânio (TiO2NPs) sendo de grande importância avaliar os risco inerentes ao descarte destas NPs no ambiente. Nossa pesquisa utilizou dois modelos já bem descrito na literatura, sendo um modelo vegetal e outro animal. O modelo vegetal utilizado foi o alface (Lactuca sativa L) e o modelo animal utilizado foi o camarão salmora (Artemia salina), nos quais quais foram avaliados parâmetros como índice de velocidade de germinação, crescimento, alterações morfológicas e bioacumulação para o alface e taxa de mortalidade, danos morfológicos e dano celular para A. salina. Utilizamos em nossos ensaios AgNPs nas concentrações de 12,5, 25, 50 e 100 ppm. Em L. sativa foi observado efeito toxico na maior concentração utilizada de AgNPs (100 ppm) apresentando menor índice de germinação, menor tamanho das raízes como resultado do acumulo de NPs na célula. Além disso, nesse estudo foi proposto um modelo de passagem de AgNPs através da parede celular externa. Em A. salina, AgNPs nas concentrações de 50 e 100 ppm apresentaram maior toxicidade com maior taxa de mortalidade, alterações morfológicas e dano celular em nauplio estágio I e estágio II. Em nauplio estágio I não e comum observar toxicidade de NPs, pois nesse estágio, A. salina apresenta trato digestório incompleto impossibilitando a filtração das NPs pelo animal. No entanto, no estágio I de A. salina foi observado efeito toxico de AgNPs. Diante do exposto foi dado ênfase no processo de muda no processo de absorção das AgNPs. Utilizando partículas de dióxido de titânio (TiO2) em A. salina foi observado o efeito toxico em altas concentrações (50 e 100 ppm) somente em nauplio estágio II. De acordo com nossos resultados, altas concentrações de NPs apresentam riscos a organismos terrestres e aquáticos de acordo com análises morfológicas, acúmulo de NPs e dano celular.
Abstract: In recent years, with the advancement of technology, new products have been produced and introduced into everyday life. These products have nanomaterials in their composition that provide new characteristics according to their purpose and use. Different areas such as engineering, medicine, technology and food already incorporate nanoparticles (NPs) in their composition and the daily use of these products inserts these NPs into the environment. Consequently, NPs accumulate in the environment causing damage to the biota, mainly in organisms at the base of the food chain. The main NPs used in the production of new products are silver nanoparticles (AgNPs) and titanium oxide nanoparticles (TiO2NPs) being of great importance to assess the risks inherent to the disposal of these NPs in the environment. Our research used two models already well described in the literature, a plant model and an animal model. The plant model used was lettuce (Lactuca sativa L) and the animal model used was brine shrimp (Artemia salina), in which parameters such as germination speed index, growth, morphological changes and bioaccumulation for lettuce and rate were evaluated of mortality, morphological damage and cell damage for A. salina. We use AgNPs in our assays at concentrations of 12.5, 25, 50 and 100 ppm. In L. sativa, a toxic effect was observed in the highest concentration of AgNPs used (100 ppm) with lower germination index, smaller root size as a result of the accumulation of NPs in the cell. Furthermore, in this study a model of passage of AgNPs through the outer cell wall was proposed. In A. salina, AgNPs at concentrations of 50 ppm and 100 ppm showed higher toxicity with higher mortality rate, morphological changes and cell damage in nauplii instar I and instar II. In nauplii instar I it is not common to observe NPs toxicity, because at this stage A. salina presents an incomplete digestive tract, making it impossible for the animal to filter NPs. Given the above, emphasis was given to the molting process in the AgNPs absorption process. Using titanium dioxide particles (TiO2) in A. salina, the toxic effect was observed at high concentrations (50 and 100 ppm) only in nauplii instar II. According to our results, high concentrations of NPs pose risks to terrestrial and aquatic organisms according to morphological analysis, NP accumulation and cell damage.
URI : http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64685
Aparece en las colecciones: PPGBRN - Teses defendidas na UFC

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