Federica Cavion , aLaura Fusco , b Silvio Sosa , a Chiara Manfrin , a Beatriz Alonso , c Amaia Zurutuza , c Roberto Della Loggia , b Aurelia Tubaro , a Maurizio Prato bde and Marco Pelin *
Astratto
Date le numerose potenziali applicazioni dell’ossido di grafene (GO) e il suo conseguente rilascio nell’ambiente, questo studio è stato condotto per valutare gli effetti tossici del GO su Artemia franciscana , un organismo modello ben consolidato per studi ecotossicologici marini. I naupli o gli adulti di A. franciscana stadio I sono stati esposti a GO (1-100 μg mL -1 ) fino a 72 ore, il che ha indotto una mortalità significativa solo negli adulti esposti alla concentrazione più alta per 72 ore. La suscettibilità degli adulti alla OB è stata ulteriormente studiata valutando altri biomarcatori di tossicità: già 24 h di esposizione a 100 μg mL -1 GO inducevano una significativa attivazione dell’enzima xenobiotico detossificante e antiossidante glutatione S.-transferasi, mentre altri parametri tossicologici, come la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), l’attività della colinesterasi e il tasso di crescita, non sono stati influenzati anche dopo 72 ore di esposizione. Inoltre, è stata studiata la captazione della GO in relazione all’integratore alimentare: l’accumulo di GO nel tratto digerente era inferiore in presenza di cibo, rispetto agli organismi non nutriti. In conclusione, questo studio evidenzia i deboli effetti tossici della GO sugli adulti di A. franciscana , inferiori a quelli indotti da altri materiali a base di carbonio. Tuttavia, questo suggerisce un possibile impatto ecotossicologico della OB che deve essere ulteriormente studiato.
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Importanza ambientale
L’ampia varietà di applicazioni tecnologiche dei materiali a base di grafene (GBM) e il loro conseguente ingresso nel mercato pongono serie preoccupazioni sulla loro sicurezza ambientale. Tuttavia, il loro potenziale impatto ambientale, in particolare sull’ecosistema acquatico, è ancora poco studiato. Per studiare l’effetto ecotossicologico dell’ossido di grafene (GO), come rappresentativo dei GBM, questo studio è stato condotto sull’organismo modello Artemia franciscana per studi ecotossicologici. GO ha mostrato una debole tossicità sugli adulti di A. franciscana , ma non sulle larve, portando alla morte dell’organismo, non associata a stress ossidativo, solo dopo una lunga esposizione ad alte concentrazioni. Questi risultati non possono escludere che GO possa compromettere l’ Artemiapopolazione, con possibili effetti sulla biodiversità dell’ecosistema, Artemia spp. far parte della catena alimentare acquatica.
1. Introduzione
I materiali a base di grafene (GBM) sono una classe di materiali a base di carbonio caratterizzati dalle loro straordinarie caratteristiche meccaniche, ottiche, elettriche e termiche. Le loro proprietà fisico-chimiche li qualificano come nanostrumenti attraenti, trovando potenziali applicazioni in biomedicina e nanoelettronica come nuovi componenti per la terapia fototermica/fotodinamica, l’ingegneria dei tessuti e la somministrazione di geni/farmaci, 1 così come celle chimiche solari e a combustibile, supercondensatori, sensori ultrasensibili e carica/scarica rapida delle batterie, solo per citarne alcune. 2 Tra i GBM, l’ossido di grafene (GO) è stato ampiamente esplorato in diversi campi, in particolare per le strategie terapeutiche cliniche, 1grazie alla facile funzionalizzazione e disperdibilità in soluzioni acquose. L’ampia varietà di possibili applicazioni di GO, lo sviluppo di prodotti commerciali e la relativa generazione di rifiuti pongono il problema dell’immissione di materiale nell’ambiente. Pertanto, è importante studiare l’impatto ecotossicologico del GO. In particolare, le proprietà fisico-chimiche del GO, come l’ampia area superficiale e la presenza di gruppi funzionali reattivi dell’ossigeno ( ad es. , gruppi epossido, idrossile, estere, carbossilico e carbonilico), conferiscono al materiale un’idrofilia superiore rispetto ad altri GBM, 3-7favorendone la dispersione negli ambienti acquatici nonché le interazioni con gli organismi acquatici. Tuttavia, il potenziale impatto della GO sull’ecosistema acquatico, in particolare su quello marino, è stato finora poco chiarito. Di conseguenza, la tossicità del GO sugli organismi acquatici e il rischio associato alla loro esposizione al materiale nelle sorgenti acquatiche meritano di essere studiati a fondo.
È già stato segnalato che questo materiale potrebbe indurre un impatto negativo sugli organismi marini. Ad esempio, è stato dimostrato che GO è stato in grado di ridurre la crescita e la concentrazione di pigmenti fotosintetici nelle alghe del genere Picochlorum . 8 Nel polichete Diopatra neapolitana , il danno cellulare indotto da GO, ha effetti negativi sulla capacità rigenerativa e sulle risposte energetiche alterate. 9 Inoltre, i test in vitro sugli emociti di cozze ( Mytilus galloprovincialis ) hanno mostrato che il GO induce effetti citotossici significativi, con un aumento della produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e danni alla membrana. 10Inoltre, studi condotti su crostacei, come le larve di Amphibalanus amphitrite 11 e i naupli di Artemia salina , 12-14 , hanno dimostrato la capacità del GO di aumentare la mortalità e la produzione di ROS.
Artemia , genere di crostacei anostracani adattati all’ambiente ipersalino e presente in laghi salati, lagune costiere e saline artificiali, 15 comprende specie comunemente utilizzate negli studi tossicologici ed ecotossicologici, in particolare quelli relativi alla valutazione degli impatti negativi a il livello marino. 16 Le diverse caratteristiche di Artemia spp. renderli organismi modello in questo campo di ricerca. Ad esempio, le specie di Artemia sono adatte alla coltura e al mantenimento in laboratorio, hanno un ciclo di vita breve e un’ampia distribuzione geografica e vi è una buona conoscenza della loro biologia ed ecologia. 15Queste specie sono caratterizzate da più di 15 mute durante il loro ciclo vitale, con quattro stadi di sviluppo principalmente distinguibili (nauplius, metanauplius, giovanile e adulto), e si nutrono di batteri, microalghe e protozoi. 17 I principali predatori di Artemia sono uccelli e corixidi 18 ma questo crostaceo è una fonte di cibo adatta per diversi organismi, come foraminiferi, celenterati, vermi piatti, policheti, cnidari, calamari, insetti, chetognati, pesci e altri crostacei. 19 Artemia franciscana è la specie più abbondante di Artemia , largamente utilizzata anche per scopi di acquacoltura.
Nell’ultimo decennio, Artemia spp. hanno iniziato ad attirare l’attenzione come modello biologico adatto per i test di nanoecotossicità 20 e sono state recentemente introdotte linee guida specifiche dell’Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) per valutare la tossicità acquatica acuta dei nanomateriali mediante una procedura di test standardizzata utilizzando Artemia spp. naupli. 21 Dal 2009 sono stati pubblicati più di 50 studi su Artemia spp. utilizzato come modello di organismo per la valutazione dell’impatto ecotossicologico dei nanomateriali a livello acquatico, inclusi argento, biossido di titanio e vari materiali a base di carbonio, come fullerene, nerofumo, nanopunti di carbonio e grafene. 21Ad esempio, Pretti et al. non hanno trovato mortalità in A. salina nauplii esposti a scaglie di monostrato di grafene incontaminate (fino a 10 μg mL -1 ) per 24 h; tuttavia, dopo 48 ore di esposizione, concentrazioni più basse hanno indotto stress ossidativo, rilevato da un’aumentata attività della catalasi e della glutatione perossidasi. 22 Inoltre, la riduzione dei punti quantici di ossido di grafene ha indotto la mortalità dose- e tempo-dipendente di A. salina nauplii, con un effetto massimo (circa il 50% di mortalità) dopo 48 ore di esposizione alla concentrazione più alta (160 μg mL -1 ). 23
Considerando il possibile futuro rilascio di GO nell’ambiente acquatico durante il suo ciclo di vita industriale, qui abbiamo studiato gli effetti di GO su A. franciscana . L’effetto GO è stato valutato sia sui naupli che sugli adulti, determinando la mortalità dopo 24, 48 e 72 ore di esposizione, così come altri biomarcatori di tossicità, tra cui la produzione di ROS, il tasso di crescita e l’attività di enzimi selezionati (glutatione S- transferasi, come un enzima xenobiotico disintossicante e antiossidante, e la colinesterasi, come marker di neurotossicità). Inoltre, sono stati studiati l’assorbimento e l’accumulo di GO in A. franciscana .
2. Metodi
2.1 Prodotti chimici
GO (batch #GOB067) è stato fornito da Graphenea (San Sebastian, Spagna). La caratterizzazione completa del materiale è stata precedentemente riportata: 24 brevemente, l’analisi elementare ha mostrato valori medi di 59,40 ± 0,10% C, 1,40 ± 0,10% H, 0,07 ± 0,02% N e <36,6% O. La dimensione laterale media, valutata da la diffrazione laser nello slurry GO, era di 15 100 ± 400 nm con una distribuzione dimensionale laterale situata tra 6000 e 30 000 nm. L’analisi di diffrazione dei raggi X (XRD) eseguita su un film secco GO ha rivelato sei strati. Spettri Raman rappresentativi, microscopia a trasmissione elettronica ad alta risoluzione (HR-TEM) e immagini di microscopia elettronica a scansione (SEM) sono riportati nell’ESI †(Fig. S1). Per la caratterizzazione fisico-chimica completa del GO, fare riferimento al nostro precedente studio eseguito con lo stesso lotto di GO. 24 La sintesi di GO è stata effettuata in ambiente acido (H 2 SO 4 ) e la dispersione finale del materiale è stata in acqua. La purificazione è stata effettuata mediante ripetuti lavaggi in acqua distillata, ma l’analisi elementare ha rivelato che una piccola percentuale di S (circa il 2%) rimaneva nel materiale finale, principalmente come SO 4 2− .
2.2 Organismo modello
Cisti disidratate di A. franciscana e prodotti per la schiusa e l’allevamento di questo crostaceo sono stati acquistati da Hobby (Gelsdorf, Germania). Per ottenere larve allo stadio I, circa 300 mg di cisti sono state schiuse in una capsula specifica per l’ incubazione di Artemia in 750 ml di acqua di mare artificiale (per ogni litro di H 2 O deionizzata , 36 g di sale basico di Optimum Sea; Wave) in presenza costante di acqua di mare artificiale luce a 25 °C per 24 h. I sali basici Optimum Sea sono specifici per gli organismi marini e, come dichiarato dal fornitore, sono composti da oltre 70 elementi con le seguenti caratteristiche principali: Ca 2+ = 440 mg L −1 , Mg 2+ = 1300 mg L −1e assenza di nitrati e fosfati. Successivamente, le larve sono state separate dalle cisti non schiuse, trasferite in acqua di mare artificiale fresca e (i) utilizzate per il test di mortalità o (ii) trasferite in un becher e allevate in acqua di mare artificiale per 21 giorni per ottenere adulti di A. franciscana . Durante i primi 10 giorni dalla schiusa, le Artemia sono state alimentate tre volte alla settimana con alimenti liquidi (Liquizell, Hobby; Germania) e, successivamente, solidi (Mikrozell, Hobby; Germania), specifici per la coltura di Artemia . Gli organismi sono stati mantenuti a 25°C con un ciclo luce/buio di 16:8 ore.
2.3 Identificazione genetica di Artemia francescana
L’identificazione della specie Artemia franciscana è stata effettuata utilizzando gDNA estratto da 5 organismi con il kit GenElute™ Blood Genomic DNA (Sigma-Aldrich, Milano, Italia). Un frammento del gene della subunità I della citocromo c ossidasi (COI) è stato amplificato utilizzando primer LCO1490: 5′-ggtcaacaaatcataaagatattgg-3′ e HC02198: 5′-taaacttcagggtgaccaaaaaatca-3′. 25La PCR, eseguita in un volume finale di 50 μL, è stata eseguita con 1× PerfeCTa SYBR Green SuperMix (Quantabio Beverly, MA, USA), 0,3 μM di ciascun primer e 18 ng di gDNA, seguendo il profilo termico di contatto come segue: denaturazione iniziale 95 °C per 60 s; 35 cicli con denaturazione a 95 °C per 10 s, annealing a 56 °C per 30 s e allungamento a 72 °C per 20 s più un’estensione finale a 72 °C per 60 s. La PCR è stata controllata utilizzando gel elettroforetico TAE 1,5% e la banda prevista di 710 bp è stata asportata e purificata con il kit di estrazione EZNA® Gel (Omega Bio-tek; Norcross, USA). Le PCR purificate sono state inviate a un servizio esterno per essere sequenziate da Sanger (Eurofins; Amburgo, Germania).
2.4 Test di mortalità
Il test di mortalità è stato eseguito in triplicato su naupli prelevati dopo 24 h dalla schiusa che corrispondono approssimativamente al primo stadio (stadio I), e su organismi adulti (21 giorni). Per ogni trattamento, 5 naupli instar sono stati trasferiti in ciascun pozzetto di una piastra di polistirene da 96 pozzetti contenente 200 µl di GO sospesi in acqua di mare (1, 10 e 100 µg mL −1 ) e incubati per 24, 48 e 72 h a 25° C in un ciclo luce/buio di 16: 8 h, mentre per gli adulti, 50 organismi sono stati trasferiti in ciascun pozzetto di una piastra a 6 pozzetti contenente 4,5 mL di sospensione GO nelle stesse condizioni. I naupli non sono stati nutriti durante l’esposizione a GO, mentre Artemiagli adulti hanno ricevuto mangime solido 24 ore prima e 24 ore dopo l’esposizione a GO. Dopo l’esposizione a GO, le piastre sono state esaminate sotto uno stereomicroscopio binoculare (Kyowa, Tokyo, Giappone) con ingrandimento 3× per i naupli e ingrandimento 1× per gli adulti. Il numero di gamberetti morti è stato valutato definendo la mortalità in assenza di qualsiasi movimento durante 10 secondi di osservazione secondo Zulkifli et al. 26 I dati sono riportati come % di organismi morti rispetto al numero totale di organismi esposti alla stessa concentrazione di GO.
2.5 Rilevamento ROS
La produzione di ROS negli adulti di A. franciscana è stata valutata dopo 24 e 72 ore di esposizione a GO (1, 10 e 100 μg mL -1 ) utilizzando il test 2′,7′-diclorofluorescina diacetato (DCFDA) (Sigma-Aldrich; Milano, Italia ) in grado di misurare in modo fluorimetrico i radicali idrossile/perossinitrito secondo Zhu et al. 13 In breve, per ogni determinazione, 5 organismi sono stati lavati 3 volte in TRIS-HCl (100 mM, pH 7,5) e omogeneizzati in 1 mL dello stesso tampone per 15 secondi utilizzando un sonicatore ad immersione (processore ad ultrasuoni UP50H; Hielscher, Teltow, Germania ). I campioni sono stati centrifugati a 12000 gper 15 min a 4°C e il surnatante è stato raccolto e conservato a -80°C. Per misurare la produzione di ROS, in ciascun pozzetto di una piastra da 96 pozzetti, sono stati aggiunti 20 µl di surnatante e miscelati con 160 µl di tampone fosfato salino (PBS) e 20 µl di DCFDA (concentrazione finale 40 µM). La piastra è stata incubata per 30 minuti a 37 ° C al buio e la fluorescenza è stata letta utilizzando un lettore di micropiastre (Fluorocount, Packard; Germania) a 485 nm e 520 nm (la lunghezza d’onda di eccitazione ed emissione, rispettivamente). Il contenuto proteico è stato misurato utilizzando un NanoDrop 2000 (Thermo Scientific, Milano, Italia) e, per ogni campione, i risultati finali sono stati riportati come unità di fluorescenza relativa (RFU) normalizzate su mg di proteine.
2.6 Estrazione enzimatica
Gli enzimi (glutatione S- transferasi e colinesterasi) sono stati estratti da adulti di Artemia secondo Jemec et al. 27 In breve, 50 adulti sono stati esposti a GO (1, 10 o 100 μg mL -1 ) per 24 e 72 ore. Successivamente, gli organismi viventi sono stati raccolti, lavati tre volte con tampone fosfato (50 mM, pH 7 composto da Na 2 HPO 4 e NaH 2 PO 4 ) contenente EDTA (5 mM), sonicati in 240 μL di tampone fosfato (50 mM, pH 7) e centrifugato a 15000 g per 25 min a 4 °C. I surnatanti sono stati raccolti e conservati a -80 °C dopo la quantificazione delle proteine utilizzando il NanoDrop.
2.6.1 Attività del glutatione S-transferasi
Per valutare l’attività della glutatione S- transferasi (GST), sono stati aggiunti 25 μL di surnatante in ciascun pozzetto di una piastra da 96 pozzetti, seguiti da 25 μL di l- glutatione ridotto 4 mM (Sigma-Aldrich; Milano, Italia), 2 μL di 50 mM 1-cloro-2,4-dinitrobenzene (CDNB; Sigma-Aldrich; Milano, Italia) e 48 μL di tampone fosfato di potassio (100 mM, pH 6.5, composto da K 2 HPO 4 e KH 2 PO 4 ). Il bianco è stato preparato allo stesso modo, ma la sonda (CDNB) è stata sostituita con 2 μL di tampone fosfato di potassio. L’assorbanza è stata letta utilizzando un lettore di micropiastre (PowerWaveX, Bio-Tek Instruments Inc.; Vermont, USA) a 340 nm ogni 30 s per 4 min.
2.6.2 Attività della colinesterasi
Per valutare l’attività della colinesterasi (ChE), in ciascun pozzetto di una piastra da 96 pozzetti, 50 μL di surnatante sono stati miscelati con 10 μL di acetiltiocolina ioduro 10 mM (Sigma-Aldrich; Milano, Italia), 10 μL di 5 mM 5 ,5′-ditiobis(acido 2-nitrobenzoico) (DTNB) (Sigma-Aldrich; Milano, Italia) e 30 μL di tampone fosfato di potassio (100 mM, ph 7.4). Nel caso del bianco, DTNB è stato sostituito con tampone fosfato di potassio. L’assorbanza è stata misurata a 405 nm ogni minuto per 3 minuti con un lettore di micropiastre (TECAN; Männedorf, Svizzera).
2.6.3 Quantificazione dell’attività enzimatica
L’attività enzimatica è stata espressa in unità enzimatiche (EU), calcolate come segue:dove ε era 9600 M -1 cm -1 e 13 600 M -1 cm -1 rispettivamente per GST e ChE.
L’attività enzimatica è stata riportata come UE per numero di organismi nel campione.
2.7 Contenuto proteico
Il contenuto proteico è stato analizzato per studiare l’effetto GO sulla crescita di A. franciscana . In breve, dopo l’esposizione a GO, gli organismi sono stati raccolti e processati come riportato per l’estrazione enzimatica. Il contenuto proteico nei surnatanti è stato misurato utilizzando uno strumento NanoDrop (NanoDrop 2000; Thermo Scientific; Milano, Italia) a una lunghezza d’onda di 280 nm. I risultati sono stati riportati come mg di proteine normalizzate sul numero di organismi in ciascun campione.
2.8 Assorbimento di GO
Per valutare l’assorbimento di GO da parte di A. franciscana , 10 organismi, alimentati 24 ore prima del trattamento, sono stati esposti a GO (1, 10 e 100 μg mL -1 ) in presenza o assenza di cibo (aggiunto 24 ore dopo l’esposizione a GO ). Dopo 24, 48 e 72 ore di esposizione, gli organismi sono stati fissati con p- formaldeide al 4% (Sigma-Aldrich; Milano, Italia) per 20 minuti a temperatura ambiente. Dopo tre lavaggi con acqua distillata, gli organismi sono stati osservati allo stereomicroscopio binoculare (Kyowa; Tokyo, Giappone) ed è stata valutata otticamente la presenza di GO e/o mangime nel lume del tratto intestinale (colore nero e verde, rispettivamente).
2.9 Analisi statistica
Le analisi statistiche sono state fornite utilizzando il software GraphPad Prism versione 6.00. Le medie e gli errori standard delle medie (SE) di esperimenti indipendenti sono stati calcolati e analizzati con il test t di Student . Per ogni analisi è stata considerata la significatività statistica per valori di p <0,05.
3. Risultati
3.1 Identificazione genetica di Artemia francescana
Poiché sono state mostrate variazioni di sensibilità interspecie verso varie tossine e fattori di stress ambientale tra le specie di Artemia (ad esempio A. franciscana e A. salina ), 28 per evitare imprecisioni tassonomiche, è stata inizialmente effettuata l’identificazione genetica dell’organismo impiegato in questo studio. Infatti, nonostante appartengano allo stesso genere, la corretta identificazione delle specie è di primaria importanza per delineare risposte specifiche al GO che possono variare da specie a specie. Il sequenziamento PCR della regione del gene COI ha confermato l’identità di Artemia franciscana mediante confronto BLASTn con A. franciscanaisolati (ID GenBank: DQ119645 e MK393317), che hanno portato a un’identità di sequenza del 99%. La sequenza condivisa con quella di Artemia salina variava tra l’84,8 e l’84,2%, consentendo l’esclusione della specie A. salina .
3.2 Effetto della GO sulla vitalità di A. franciscana
Per valutare la tossicità della GO verso A. fanciscana , naupli o adulti sono stati esposti a diverse concentrazioni di GO (1, 10 e 100 μg mL -1 ) per 24, 48 e 72 h, o non trattati (0 μg mL -1 ; controlli), e la mortalità è stata valutata allo stereomicroscopio ( Fig. 1 ). Sebbene non sia stata osservata alcuna tossicità GO significativa nei confronti dei naupli a nessuna concentrazione e tempo di esposizione ( Fig. 1a ), è stato osservato un aumento significativo della mortalità (25%) per gli adulti di A. franciscana dopo 72 ore di esposizione alla più alta concentrazione di GO (100 μg mL -1 ), rispetto ai controlli ( p < 0,05) ( Fig. 1b ). La mortalità diI controlli di A. franciscana negli adulti erano bassi (<5%) in ciascuna condizione sperimentale, indicando il benessere degli organismi durante tutte le analisi.

3.3 Effetto della GO su A. franciscana come produzione di ROS e attività del glutatione S- transferasi
Per chiarire il meccanismo alla base della mortalità indotta da GO osservata negli adulti di A. franciscana , è stata valutata la capacità di GO di indurre stress ossidativo mediante un’aumentata produzione di ROS, utilizzando il test DCFDA. Inoltre , è stata valutata l’attività della glutatione S- transferasi (GST), uno dei principali enzimi xenobiotici disintossicanti e antiossidanti. Rispetto ai controlli non trattati, l’esposizione di adulti di A. franciscana a GO (1, 10 e 100 μg mL -1 ) per 24 e 72 ore non ha indotto alcun aumento significativo della produzione di ROS ( Fig. 2a ). Tuttavia, l’esposizione degli adulti di A. fanciscana alla più alta concentrazione di GO (100 μg mL -1) ha indotto un significativo aumento tempo-dipendente dell’attività GST rispetto ai controlli non trattati (aumenti del 156% e del 264% dopo 24 e 72 h, rispettivamente; p < 0,05) ( Fig. 2b ).

3.4 Effetti della GO sulla motilità di A. franciscana e sull’attività della colinesterasi
Durante il test di mortalità, la ridotta motilità degli adulti di A. franciscana è stata associata all’esposizione a GO, in particolare alla concentrazione più alta (100 μg mL -1 ). Questo risultato potrebbe essere correlato a un danno fisico dovuto alla presenza di aggregati di GO e/o agglomerati sopra le appendici natatorie, come osservato dopo 72 ore di esposizione al materiale ( Fig. 3a ). Tuttavia, potrebbe essere correlato anche alla compromissione dei movimenti mediata biochimicamente. Pertanto, è stata valutata l’attività della colinesterasi (ChE), un enzima chiave coinvolto nella regolazione della ricezione dell’acetilcolina nei siti neuromuscolari. Rispetto ai controlli non trattati, non sono stati osservati effetti significativi sull’attività ChE dopo 24 o 72 ore di esposizione a GO (1, 10 e 100 μg mL−1 ) ( Fig. 3b ).

3.5 Effetti della GO sulla crescita adulta di A. franciscana
Per valutare gli effetti della GO sul tasso di crescita degli adulti di A. franciscana , gli organismi sono stati esposti al materiale (1, 10 e 100 μg mL -1 ) per 24 e 72 ore. Successivamente, è stata valutata la velocità di crescita misurando il contenuto proteico nel surnatante raccolto dopo centrifugazione degli organismi omogeneizzati ( Fig. 4 ). Rispetto ai controlli non trattati, l’esposizione a GO non ha indotto alcuna differenza significativa nel contenuto proteico in nessun momento dell’esposizione, suggerendo alcun effetto sul tasso di crescita dei gamberetti. Inoltre, il contenuto proteico registrato dopo 72 h di esposizione a GO era significativamente superiore a quello registrato dopo 24 h sia nei controlli non trattati che negli organismi trattati con GO, confermando un tasso di crescita fisiologico di A. franciscana adulti nell’arco di tempo.

3.6 Assunzione di GO da parte degli adulti di A. franciscana
Il bioaccumulo di GO negli adulti di A. franciscana dopo 24, 48 e 72 h di esposizione a 1, 10 e 100 μg mL -1 del materiale è stato valutato utilizzando uno stereomicroscopio, sia in presenza che in assenza di cibo (è stato aggiunto 24 h dopo l’esposizione a GO). Come mostrato in Fig. 5 , adulti esposti alla più alta concentrazione di GO (100 μg mL -1) accumulato aggregati/agglomerati di GO nero nel lume dell’intestino (frecce nere). L’accumulo di GO nell’intestino sembra essere maggiore negli organismi privi di cibo rispetto agli organismi con libero accesso al cibo. Quest’ultimo ha mostrato la presenza di particelle alimentari verdi (frecce verdi) e solo un leggero accumulo di GO nella parte terminale del tratto intestinale (frecce nere). Come previsto, i controlli non trattati presentavano un intestino vuoto in assenza di cibo o particelle verdi nel lume dopo l’aggiunta di cibo (frecce verdi). Risultati simili sono stati registrati anche dopo 48 ore di esposizione a tutte le concentrazioni di GO. L’assorbimento di GO da parte degli adulti di A. franciscana dopo 24 e 48 ore di esposizione è visibile nell’ESI † (Fig. S2).

4. Discussione
GO è un GBM che ha un ampio spettro di possibili applicazioni grazie alle sue peculiari proprietà fisico-chimiche. Tuttavia, alcune evidenze di effetti negativi in diversi organismi invertebrati e vertebrati 29 suggeriscono un possibile impatto ecotossicologico dei GBM. Nell’ambiente acquatico è stato osservato un impatto negativo per le microalghe, 30,31 i crostacei Daphnia magna , 32 Ceriodaphnia dubia 33 e Amphibalanus anfitrite , 11 policheti, 9 e protozoi, 34 nonché embrioni di zebrafish 35,36 e adulti. 37In generale, i nanomateriali a base di carbonio, inclusi i GBM, sono leggermente tossici per la maggior parte degli organismi acquatici e il loro effetto semimassimo (EC 50 ) varia tra 10 e 100 μg mL -1 . Tuttavia, i loro effetti tossici dipendono (i) dal tipo di materiale, poiché le proprietà fisico-chimiche ei metodi di produzione possono modulare la tossicità ( ad es . dimensione, funzionalizzazione e solvente utilizzato per la preparazione); (ii) la sensibilità di ciascuna specie (le più sensibili sembravano essere le alghe, seguite da crostacei, pesci e batteri) e (iii) il tempo di esposizione. 38Inoltre va considerato che il GO si agglomera facilmente in acqua salina e che un aumento della salinità oltre il 10‰ diminuisce la velocità di sedimentazione per la formazione di agglomerati ramificati. Pertanto, nelle acque saline, il GO potrebbe subire alcune trasformazioni che influiscono sui suoi potenziali effetti sugli organismi acquatici. 39
Nel presente lavoro, l’ A. franciscana è stata utilizzata come organismo modello per studiare il possibile effetto ecotossicologico del GO, in prospettiva del suo crescente rilascio futuro nell’ambiente. A. franciscana è stata esposta a GO a concentrazioni (1, 10 e 100 μg mL -1 ) selezionate sulla base dei dati di letteratura sulla tossicità dei nanomateriali a base di carbonio per gli organismi acquatici. 38
Inizialmente, per valutare lo stadio di sviluppo più sensibile alla GO, è stata studiata la mortalità esponendo naupli (instar I) o adulti di A. franciscana a GO (1, 10 e 100 μg mL -1 ) per 24, 48 e 72 h. La GO ha indotto un debole ma significativo aumento della mortalità (25%) solo negli adulti di A. franciscana esposti alla massima concentrazione di materiale per 72 h, dimostrando che la sensibilità di questa specie alla GO è influenzata dallo stadio di sviluppo. In letteratura è riportata una mortalità bassa ma significativa (circa il 10%) per nauplii di A. franciscana stadio I esposti per 24 h al nerofumo, a partire da una concentrazione di 100 μg mL -1 . 16Un tasso di mortalità simile è stato osservato nelle stesse condizioni di A. salina stadio I naupli esposti a nanotubi di carbonio a parete multipla ossidati, con una concentrazione letale per il 50% degli organismi esposti (LC 50 ) maggiore di 600 mg mL -1 . 40 Tuttavia, il nostro studio non ha mostrato mortalità significativa di naupli di stadio I di A. franciscana esposti fino a 100 μg mL -1GO per 72 h, suggerendo una tossicità inferiore di GO rispetto a quella di altri materiali a base di carbonio, come il nerofumo o i nanotubi di carbonio a parete multipla ossidati. Inoltre, non si può escludere che la bassa mortalità dei naupli esposti al GO possa essere dovuta, almeno in parte, alle condizioni di digiuno in cui sono stati esposti al GBM. D’altra parte, non si può escludere che questa condizione possa implicare una mortalità sopravvalutata, poiché il digiuno potrebbe aumentare la sensibilità dell’organismo agli stimoli stressanti. Pertanto, è ragionevole ipotizzare che i naupli siano meno sensibili agli effetti tossici del GO rispetto agli adulti.
Per quanto a nostra conoscenza, non sono riportati dati di letteratura che confrontino gli effetti della GO verso lo stadio larvale e quello adulto dell’Artemia . La nostra scoperta è in accordo con studi precedenti che dimostrano che i naupli di Artemia allo stadio I sono più resistenti ad alcuni xenobiotici, come reagenti o elementi chimici inorganici (rame), rispetto agli stadi più sviluppati. 41,42 Questo riscontro è stato registrato anche per A. salina esposta al fullerene (C 60 ): i naupli di stadio I erano più resistenti a questo materiale carbonioso, mentre gli adulti erano più sensibili degli organismi a stadi di sviluppo inferiori, come i naupli di stadio 2, metanauplii (fino a 96 h dopo la schiusa) e zoea (fino a 7 giorni). 43In particolare, in linea con la nostra osservazione, i pochi dati di letteratura sulla tossicità del GO verso A. salina , limitati allo stadio larvale, mostrano un aumento della mortalità dei naupli di Artemia instar I solo a concentrazioni di GO superiori a 100 μg mL -1 . 12-14 La resistenza delle larve rispetto agli adulti è probabilmente dovuta a differenze morfologiche e funzionali e stati metabolici. Ad esempio, le larve instar I mancano di formazioni anatomiche critiche ( es . bocca e ano), che iniziano a svilupparsi allo stadio II, limitando la possibilità di ingestione e il conseguente bioaccumulo di GO.
La mortalità di Artemia spp. esposti ai nanomateriali a base di carbonio dipende non solo dal loro stadio di sviluppo, ma anche dal tipo di nanomateriale, dalle modalità della sua produzione e dalla sua funzionalizzazione. Infatti, la potenza letale del nerofumo verso i naupli di stadio II di A. franciscana dopo 24 ore di esposizione (LC 50 = 370 μg mL -1 ) era superiore a quella del nerofumo funzionalizzato mediante l’introduzione di gruppi aril-carbossilato dal para- ammino benzoico acido (LC 50 = 1000 μg mL -1 ). 16 Per quanto riguarda i metodi di produzione, Kim et al. differenze osservate nella mortalità di A. franciscananaupli di stadio I esposti per 24 e 48 ore a nanopunti di carbonio prodotti con lo stesso metodo sintetico e precursori, ma utilizzando solventi diversi. 44
Considerando che, nel nostro studio, la GO ha indotto una mortalità lieve, ma significativa, solo negli adulti di A. franciscana , solo gli organismi in questa fase di sviluppo sono stati studiati per la loro suscettibilità alla GO, valutando altri biomarcatori e parametri di tossicità. Uno dei principali meccanismi di tossicità da GBM sembra essere un aumento della produzione di ROS e il conseguente stress ossidativo, come precedentemente dimostrato in cellule umane esposte a GO. 45,46 A causa delle loro proprietà chimiche, i ROS sono reattivi con diverse molecole biologiche, causando danni ossidativi di proteine, lipidi e DNA. 47 Tali effetti sono stati registrati anche in A. salinae altri organismi esposti a nanomateriali a base di carbonio, tra cui GO, attraverso la valutazione della produzione di ROS e l’attività di enzimi antiossidanti come biomarcatori dello stress ossidativo. 12,13,48 L’enzima antiossidante considerato in questo lavoro è il GST, un enzima multifunzionale coinvolto nella disintossicazione da xenobiotici e ROS, 49 anche nell’Artemia . 50,51 L’attività degli enzimi di disintossicazione può essere alterata in risposta agli xenobiotici, rendendoli idonei marker di stress da xenobiotici 52 e l’induzione di GST fa parte di un meccanismo di risposta adattativa allo stress chimico, ampiamente distribuito negli organismi viventi. 53Negli organismi acquatici, l’attività del GST può essere aumentata dall’esposizione a diversi xenobiotici, inclusi contaminanti ambientali come pesticidi e organofosfati. 54
Quindi, è stato valutato il possibile ruolo dello stress ossidativo nella mortalità degli adulti di A. franciscana indotta da GO. Nonostante il GO non abbia indotto alcun aumento significativo della produzione di ROS fino a 72 ore di esposizione, la sua concentrazione più alta (100 μg mL -1 ) ha causato un significativo aumento dell’attività GST dipendente dal tempo, rilevabile già dopo 24 ore di esposizione e diventando più pronunciato dopo 72 ore. h. Questo risultato e l’evidenza che la più alta attività GST è stata registrata nelle stesse condizioni di esposizione al GO che inducono mortalità di A. franciscana adulti (100 μg mL -1 a 72 h), suggeriscono un possibile ruolo di questo enzima nel tentativo di disintossicare il materiale e/o scavenging ROS. Tuttavia, dato che molti enzimi antiossidanti sono presenti inArtemia ( cioè catalasi, glutatione perossidasi, superossido dismutasi e altri), non si può escludere che anche altri sistemi antiossidanti intracellulari possano contribuire alla detossificazione dei ROS, oltre al GST. Nonostante l’aumentata attività GST indotta dal GO e l’evidenza che nessuna delle condizioni di esposizione (comprese quelle che inducono mortalità) abbia causato un aumento significativo dei ROS, possiamo ipotizzare che la morte per Artemia possa non essere associata allo stress ossidativo, escludendo quindi i ROS da i meccanismi di tossicità GO in questo organismo. I nostri risultati sono in accordo con un aumento dell’attività GST indotta da GO in altri organismi acquatici, come Crossostrea virginicadopo una lunga esposizione (14 giorni), che suggerisce una up-regulation degli enzimi di disintossicazione come risposta di difesa per contrastare lo stress ossidativo causato dalla GO. 55 Tuttavia, contrariamente alle nostre osservazioni, Zhu et al. hanno riportato un leggero ma significativo aumento della produzione di ROS e una ridotta attività GST nel primo stadio larvale di A. salina esposta a 100 μg mL -1 GO per 24 h. 13 Questa discrepanza potrebbe essere dovuta all’uso di differenti stadi di sviluppo o differenti Artemiaspecie e/o alle differenze fisico-chimiche tra i due GO. Sulla base della caratterizzazione fisico-chimica disponibile, il materiale utilizzato da Zhu era più piccolo e sottile (dimensione fino a 3 μm; numero di strati < 3) rispetto al GO utilizzato in questo studio (dimensione laterale media di circa 15 μm; numero di strati = 6). Tuttavia, non sono disponibili dati di analisi elementare, in particolare la quantità di atomi di O. Poiché la quantità di atomi di O è una caratteristica chiave che influenza la tossicità del GBM, non è possibile estrapolare ulteriori considerazioni sulla relazione struttura-attività.
Dopo l’esposizione a GO, è stata osservata anche una diminuzione della motilità negli adulti di A. franciscana , in particolare alla concentrazione più alta (100 μg mL -1 ). Per valutare se questo effetto fosse correlato a una possibile neurotossicità mediata da fattori biochimici che porta a una ridotta motilità dell’organismo, è stata valutata l’attività di ChE come enzima chiave coinvolto nell’idrolisi del neurotrasmettitore acetilcolina. La ChE, in particolare l’acetilcolinesterasi, svolge un ruolo chiave nella regolazione del sistema di segnalazione colinergico e nel mantenimento di una regolare funzione neuromuscolare. Questo enzima può essere inibito da xenobiotici neurotossici, portando ad un aumento del livello di acetilcolina nella sinapsi con conseguente compromissione della funzione neuromuscolare. 56Tuttavia, non sono state osservate differenze significative in questa attività enzimatica dopo l’esposizione di adulti di A. franciscana a GO. Questo risultato è in linea con uno studio precedente che mostrava che GO (100 μg mL -1 ) non ha modificato l’attività ChE nei naupli di Artemia dopo 48 ore di esposizione. 12 Queste osservazioni suggeriscono che la ridotta mobilità dell’Artemia non è correlata alla ridotta attività ChE come effetto biochimico mediato innescato dalla GO, ma piuttosto al blocco fisico degli organismi da parte della GO. Questa ipotesi è corroborata dalla presenza di aggregati/agglomerati di GO al di sopra del corpo dell’Artemia , che probabilmente ostacolano la motilità di questi organismi.
Ulteriori esperimenti per indagare gli effetti del GO sulla crescita di A. franciscana sono stati effettuati valutando il contenuto proteico negli organismi esposti al materiale. Infatti nel crostaceo Daphnia magna il contenuto proteico è considerato un buon indicatore dello stato nutrizionale e riflette le condizioni fisiologiche dell’organismo. Per questo motivo questo parametro viene utilizzato come indicatore delle condizioni di stress e può essere utilizzato per valutare gli effetti tossici dei contaminanti ambientali. 57 Il contenuto proteico totale in Artemiariflette le condizioni metaboliche dell’organismo, e di conseguenza l’esposizione a uno xenobiotico potrebbe influenzare il livello proteico in risposta allo stress e alla perdita di energia, come mostrato dopo l’esposizione a nano-sferule di polistirene. 58 Tuttavia, i nostri risultati mostrano che il contenuto proteico di A. franciscana non è stato significativamente influenzato dall’esposizione a qualsiasi concentrazione di GO per 24 e 72 ore, suggerendo alcun effetto significativo sul tasso di crescita di questo organismo.
Come fase finale, abbiamo studiato se gli effetti tossici della GO sugli adulti di A. franciscana potrebbero essere correlati all’ingestione di questo materiale e se il cibo potrebbe avere un ruolo nella modulazione dell’ingestione di GO. La capacità di Artemia sp. per ingerire diversi tipi di nanomateriali, come nanotubi di carbonio, 40 fiocchi di monostrato di grafene incontaminati, 22 punti quantici di ossido di grafene, 23 nero di carbonio 16 e GO ( rif. 13 ) è stato già descritto. Va comunque segnalato che, in ambienti naturali, A. franciscana non è esposta esclusivamente alla GO, ma più verosimilmente anche alla sua alimentazione fisiologica ( es.microplancton). Questo presupposto ci ha portato a ipotizzare che la bassa tossicità del GO osservata nel nostro studio potesse essere correlata, almeno in parte, alla sua ridotta assunzione e di conseguenza ad un ridotto livello di esposizione a questo materiale, dovuto alla presenza di cibo. Pertanto, la presenza di GO nel tratto digestivo degli adulti Artemia è stata verificata in presenza o assenza di cibo. I gamberetti sono stati in grado di ingerire GO, ma quando gli organismi sono stati nutriti con i loro nutrienti fisiologici, la presenza di GO nel lume del tubo digerente è diminuita rispetto al cibo. Pertanto, la presenza di cibo potrebbe ridurre l’esposizione dell’organismo al GO per ingestione con conseguente attenuazione del suo effetto tossico.
Conclusioni
Il presente studio ha mostrato un debole effetto tossico del GO su A. franciscana , un organismo modello acquatico utilizzato per studi ecotossicologici. Gli organismi allo stadio adulto erano più sensibili di quelli allo stadio I dei naupli. Nello specifico, il GO ha aumentato significativamente la mortalità degli adulti del 25% solo alla concentrazione più alta (100 μg mL -1 ) e 72 ore di esposizione. La stessa concentrazione di GO ha indotto un aumento tempo-dipendente dell’attività GST, suggerendo l’attivazione dell’enzima di disintossicazione. Tuttavia, altri parametri biochimici, come la produzione di ROS, l’attività ChE e il contenuto proteico, non sono stati influenzati negli adulti di Artemia esposti a GO fino a 72 h. Pertanto, GO ha un impatto negativo, sebbene debole, su A. franciscanaadulti, inferiore a quello di altri materiali a base di carbonio. Considerando che gli effetti tossici del GO si osservano solo a concentrazioni molto elevate e lunghi tempi di esposizione, possiamo ipotizzare un basso impatto ecotossicologico del nanomateriale su questo organismo bersaglio. Infatti, 100 μg mL -1 è una concentrazione di GO piuttosto elevata e la mancanza di dati affidabili sul livello di contaminazione da GBM nell’ambiente acquatico non consente di considerarlo un possibile livello di esposizione per gli organismi acquatici. In ogni caso, non si può escludere che un tale livello di esposizione al GO possa verificarsi accidentalmente, come nel caso di rilascio improvviso di enormi quantità di nanomateriale in un lasso di tempo limitato. Questa ipotesi suggerisce che anche se l’impatto ecotossicologico di GO su A. franciscanapuò essere basso in situazioni particolari, questo nanomateriale potrebbe influenzare questo organismo come parte della catena alimentare nel sistema acquatico. Non si può quindi escludere che una diminuzione, anche modesta, della popolazione di Artemia conseguente agli effetti della OB possa incidere negativamente sulla disponibilità di cibo per i predatori. Inoltre, l’eventuale accumulo del nanomateriale in Artemia potrebbe anche portare ad effetti tossici in altri organismi conseguentemente al bioaccumulo di GO lungo la catena alimentare. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi su altri organismi acquatici per ampliare la conoscenza dell’impatto ecotossicologico del GO.
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano assenza di conflitto di interesse.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto dalla convenzione di sovvenzione Graphene Flagship Core 2 e Core 3 (rispettivamente n. 785219 e 881603,). Parte di questo lavoro è stato svolto nell’ambito del programma di unità di eccellenza Maria de Maeztu dell’Agenzia di ricerca statale spagnola – Grant No. MDM-2017-0720. M. Prato è destinatario della Cattedra AXA di Carbon Bionanotechnology (2016-2023). Gli autori sono grati al gruppo di Genomica Applicata e Comparata del Prof. Alberto Pallavicini (Università di Trieste, Dipartimento di Scienze della Vita) per il prezioso aiuto nell’analisi genetica.
Riferimenti
- D. Plachá e J. Jampilek , Materiali grafenici per applicazioni biomediche, Nanomateriali , 2019, 9 , 1758 Cerca PubMed .
- X. Gong , G. Liu , Y. Li , DYW Yu e WY Teoh , Compositi di grafene funzionalizzato: fabbricazione e applicazioni nell’energia e nell’ambiente sostenibili, Chem. Madre. , 2016, 28 , 8082 —8118 CrossRef CAS .
- DR Dreyer , S. Park , CW Bielawski e RS Ruoff , La chimica dell’ossido di grafene, Chem. Soc. Rev. , 2010, 39 , 228 —240 RSC .
- F. Barroso-Bujans , S. Cerveny , A. Alegría e J. Colmenero , Comportamento di assorbimento e desorbimento di acqua e solventi organici da ossido di grafite, Carbon , 2010, 48 , 3277 —3286 CrossRef CAS .
- X. Deng , L. Lü , H. Li e F. Luo , Le proprietà di adsorbimento di Pb(II) e Cd(II) su grafene funzionalizzato preparato con il metodo dell’elettrolisi, J. Hazard. Madre. , 2010, 183 , 923 —930 CrossRef CAS .
- C. Petit , B. Mendoza e TJ Bandosz , Adsorbimento reattivo di ammoniaca su compositi MOF/grafene a base di Cu, Langmuir , 2010, 26 , 15302 -15309 CrossRef CAS .
- TS Sreeprasad , SM Maliyekkal , KP Lisha e T. Pradeep , Compositi ridotti di ossido di grafene-metallo/ossido di metallo: facile sintesi e applicazione nella purificazione dell’acqua, J. Hazard. Madre. , 2011, 186 , 921 —931 CrossRef CAS .
- LJ Hazeem , M. Bououdina , E. Dewailly , C. Slomianny , A. Barras , Y. Caffinier , S. Szunerits e R. Boukherroub , Effetto tossico dell’ossido di grafene sulla crescita e pigmento fotosintetico dell’alga marina Picochlorum sp. durante le diverse fasi di crescita, Environ. Sci. Inquinante. Ris. , 2017, 24 , 4144 —4152 CrossRef CAS .
- L. De Marchi , V. Neto , C. Pretti , E. Figueira , L. Brambilla , MJ Rodriguez-Douton , F. Rossella , M. Tommasini , C. Furtado , AMVM Soares e R. Freitas , Impatti fisiologici e biochimici di ossido di grafene nei policheti: Il caso di Diopatra neapolitana, Comp. biochimica. Physiol., Parte C: Tossicolo. Farmaco. , 2017, 193 , 50 -60 CrossRef CAS .
- A. Katsumiti , R. Tomovska e MP Cajaraville , Localizzazione intracellulare e tossicità di ossido di grafene e nanopiastrine di ossido di grafene ridotte negli emociti di cozze in vitro, Aquat. tossico. , 2017, 188 , 138 —147 CrossRef CAS .
- T. Mesarič , K. Sepčič , V. Piazza , C. Gambardella , F. Garaventa , D. Drobne e M. Faimali , Effetti del nanocarbon black e dell’ossido di grafene monostrato sull’insediamento, la sopravvivenza e il comportamento di nuoto delle larve di Amphibalanus anfitrite , Chem. Eco. , 2013, 29 , 643 —652 CrossRef .
- T. Mesarič , C. Gambardella , T. Milivojević , M. Faimali , D. Drobne , C. Falugi , D. Makovec , A. Jemec e K. Sepčić , Le elevate proprietà di assorbimento superficiale dei nanomateriali a base di carbonio sono responsabili della mortalità, inibizione del nuoto e risposte biochimiche nelle larve di Artemia salina, Aquat. tossico. , 2015, 163 , 121 —129 CrossRef .
- S. Zhu , F. Luo , W. Chen , B. Zhu e G. Wang , Valutazione della tossicità dell’ossido di grafene su cisti e tre stadi larvali di Artemia salina, Sci. Ambiente totale. , 2017, 595 , 101 —109 CrossRef CAS .
- J. Lu , X. Zhu , S. Tian , X. Lv , Z. Chen , Y. Jiang , X. Liao , Z. Cai e B. Chen , Ossido di grafene nell’ambiente marino: tossicità per Artemia salina con e senza la presenza di Phe e Cd2, Chemosphere , 2018, 211 , 390 —396 CrossRef CAS .
- BS Nunes , FD Carvalho , LM Guilhermino e G. Van Stappen , Uso del genere Artemia nei test di ecotossicità, Environ. Inquinante. , 2006, 144 , 453 —462 CrossRef CAS .
- AL Rodd , MA Creighton , CA Vaslet , JR Rangel-Mendez , RH Hurt e AB Kane , Effetti dei disperdenti a base di nanoparticelle ingegnerizzati in superficie per le fuoriuscite di petrolio marino sull’organismo modello Artemia franciscana, Environ. Sci. Tecnol. , 2014, 48 , 6419 —6427 CrossRef CAS .
- SR González e F. Vega-Villasante , Sensibilità dei diversi stadi di Artemia franciscana al dicromato di potassio, Panam J. Aquat. Sci. , 2019, 14 , 8 —12 Cerca PubMed .
- GE Belovsky , D. Stephens , C. Perschon , P. Birdsey , D. Paul , D. Naftz , R. Baskin , C. Larson , C. Mellison , J. Luft , R. Mosley , H. Mahon , JV Leeuwen e DV Allen , The Great Salt Lake Ecosystem (Utah, USA): dati a lungo termine e un approccio di equazione strutturale, Ecosphere , 2011, 2 , art33 CrossRef .
- P. Léger , DA Bengtson , KL Simpson e P. Sorgeloos , L’uso e il valore nutritivo dell’Artemia come fonte di cibo, Oceanogr. Mar. Biol. , 1986, 24 , 521 —623 Cerca PubMed .
- G. Libralato Il caso di Artemia spp. in nanoecotossicologia, Mar. Environ . Ris. , 2014, 101 , 38 —43 CrossRef CAS .
- SA Johari , K. Rasmussen , M. Gulumian , M. Ghazi-Khansari , N. Tetarazako , S. Kashiwada , S. Asghari , J.-W. Park e IJ Yu , Introducendo una nuova procedura standardizzata di test di screening della tossicità ambientale dei nanomateriali, ISO/TS 20787: valutazione della tossicità acquatica dei nanomateriali fabbricati nei laghi di acqua salata utilizzando Artemia sp. naupli, Toxicol. mecc. Metodi , 2019, 29 , 95 —109 CrossRef CAS .
- C. Pretti , M. Oliva , RD Pietro , G. Monni , G. Cevasco , F. Chiellini , C. Pomelli e C. Chiappe , Ecotossicità del grafene incontaminato per gli organismi marini, Ecotossicolo. ambiente. sicuro , 2014, 101 , 138 —145 CrossRef CAS .
- B. Murugesan , J. Sonamuthu , N. Pandiyan , B. Pandi , S. Samayanan e S. Mahalingam , punti quantici fotoluminescenti di ossido di grafene ridotto dal lattice di Calotropis gigantea per rilevamento di metalli, scavenging radicale, citotossicità e bioimaging in Artemia salina: Un percorso più verde, J. Photochem. Fotobiol., B , 2018, 178 , 371 —379 CrossRef CAS .
- L. Fusco , M. Garrido , C. Martín , S. Sosa , C. Ponti , A. Centeno , B. Alonso , A. Zurutuza , E. Vázquez e A. Tubaro , Potenziale di irritazione cutanea dei materiali a base di grafene che utilizzano un test non su animali, Nanoscale , 2020, 12 , 610 —622 RSC .
- O. Folmer , M. Black , W. Hoeh , R. Lutz e R. Vrijenhoek , primer del DNA per l’amplificazione della subunità I mitocondriale della citocromo c ossidasi da diversi invertebrati metazoici, Mol. Mar. Biol. Biotecnologie. , 1994, 3 , 294 —299 CrossRef CAS .
- SZ Zulkifli , FZA Aziz , SZM Ajis e A. Ismail , From Sources to Solution , AZ Aris, TH Tengku Ismail, R. Harun, AM Abdullah e MY Ishak, Springer, Singapore, 2014, pp. 233–237 Cerca PubMed .
- A. Jemec , T. Tisler , D. Drobne , K. Sepcić , P. Jamnik e M. Ros , Biomarcatori biochimici in dafnidi cronicamente stressati da metalli, Comp. biochimica. Physiol., Parte C: Tossicolo. Farmaco. , 2008, 147 , 61 —68 Cerca PubMed .
- DR Ruebhart , IE Cock e GR Shaw , saggio biologico sui gamberi di salamoia: importanza di una corretta identificazione tassonomica delle specie di Artemia (Anostraca), Environ. tossico. , 2008, 23 , 555 —560 CrossRef CAS .
- B. Fadeel , C. Bussy , S. Merino , E. Vázquez , E. Flahaut , F. Mouchet , L. Evariste , L. Gauthier , AJ Koivisto , U. Vogel , C. Martín , LG Delogu , T. Buerki- Thurnherr , P. Wick , D. Beloin-Saint-Pierre , R. Hischier , M. Pelin , F. CandottoCarniel , M. Tretiach , F. Cesca , F. Benfenati , D. Scaini , L. Ballerini , K. Kostarelos , M. Prato e A. Bianco , Safety Assessment of Graphene-Based Materials: Focus on Human Health and the Environment, ACS Nano , 2018, 12 , 10582 —10620 CrossRef CAS .
- S. Du , P. Zhang , R. Zhang , Q. Lu , L. Liu , X. Bao e H. Liu , L’ossido di grafene ridotto induce citotossicità e inibisce le prestazioni fotosintetiche dell’alga verde Scenedesmus obliquus, Chemosphere , 2016, 164 , 499 —507 CrossRef CAS .
- J. Zhao , X. Cao , Z. Wang , Y. Dai e B. Xing , Comprensione meccanicistica verso la tossicità dei materiali della famiglia del grafene per le alghe d’acqua dolce, Water Res. , 2017, 111 , 18 —27 CrossRef CAS .
- X. Guo , S. Dong , EJ Petersen , S. Gao , Q. Huang e L. Mao , Assorbimento biologico e depurazione del grafene radiomarcato da Daphnia magna, Environ. Sci. Tecnol. , 2013, 47 , 12524 —12531 CrossRef CAS .
- JP Souza , FP Venturini , F. Santos e V. Zucolotto , Tossicità cronica in Ceriodaphnia dubia indotta dall’ossido di grafene, Chemosphere , 2018, 190 , 218 —224 CrossRef CAS .
- C. Hu , Q. Wang , H. Zhao , L. Wang , S. Guo e X. Li , Effetti ecotossicologici dell’ossido di grafene sul protozoo Euglena gracilis, Chemosphere , 2015, 128 , 184 —190 CrossRef CAS .
- XT Liu , XY Mu , XL Wu , LX Meng , WB Guan , Y. Qiang , SUN Hua , CJ Wang e XF Li , Tossicità di nanotubi di carbonio a parete multipla, ossido di grafene e ossido di grafene ridotto per embrioni di zebrafish, Biomed. ambiente. Sci. , 2014, 27 , 676 —683 CrossRef CAS .
- L. Chen , P. Hu , L. Zhang , S. Huang , L. Luo e C. Huang , Tossicità dell’ossido di grafene e dei nanotubi di carbonio a parete multipla contro le cellule umane e il pesce zebra, Sci. Cina: Chem. , 2012, 55 , 2209 —2216 CrossRef CAS .
- JP Souza , JF Baretta , F. Santos , IM Paino e V. Zucolotto , Effetti tossicologici dell’ossido di grafene su zebrafish adulto (Danio rerio), Aquat. tossico. , 2017, 186 , 11 —18 CrossRef CAS .
- A. Freixa , V. Acuña , J. Sanchís , M. Farré , D. Barceló e S. Sabater , Effetti ecotossicologici dei nanomateriali a base di carbonio negli organismi acquatici, Sci. Ambiente totale. , 2018, 619-620 , 328 —337 CrossRef CAS .
- AS Adeleye , KT Ho , M. Zhang , Y. Li e RM Burgess , Destino e trasformazione dell’ossido di grafene negli estuari e nelle acque marine, Environ. Sci. Tecnol. , 2019, 53 , 5858 —5867 CrossRef CAS .
- S. Zhu , F. Luo , X. Tu , W.-C. Chen , B. Zhu e G.-X. Wang , Tossicità dello sviluppo di nanotubi di carbonio ossidati a parete multipla su cisti e larve di Artemia salina: assorbimento, accumulo, escrezione e risposte tossiche, Environ. Inquinante. , 2017, 229 , 679 —687 CrossRef CAS .
- P. Sorgeloos , C. Remiche-Van Der Wielen e G. Persoone , L’uso dei naupli di Artemia per i test di tossicità – Un’analisi critica, Ecotoxicol. ambiente. sicuro , 1978, 2 , 249 —255 CrossRef CAS .
- M. Toğulga La tossicità a breve termine di due sostanze tossiche per i naupli di Artemia, Turk. J. Zool. , 1998, 22 , 259 —266 Cerca PubMed .
- SRR Rajasree , VG Kumar , LS Abraham e N. Manoharan , Valutazione sulla tossicità delle nanoparticelle ingegnerizzate sugli stadi di vita dell’artemia salina degli invertebrati acquatici marini, Int. J. Nanosci. , 2011, 10 , 1153 —1159 CrossRef CAS .
- TH Kim , JP Sirdaarta , Q. Zhang , E. Eftekhari , J. St. John , D. Kennedy , IE Cock e Q. Li , tossicità selettiva dei nanopunti di carbonio ricchi di idrossile per la ricerca sul cancro, Nano Res. , 2018, 11 , 2204 —2216 CrossRef CAS .
- M. Pelin , L. Fusco , C. Martín , S. Sosa , J. Frontiñán-Rubio , JM González-Domínguez , M. Durán-Prado , E. Vázquez , M. Prato e A. Tubaro , grafene e ossido di grafene inducono Produzione di ROS nei cheratinociti della pelle HaCaT umani: il ruolo della xantina ossidasi e della NADH deidrogenasi, Nanoscale , 2018, 10 , 11820 —11830 RSC .
- J. Frontiñán-Rubio , MV Gómez , C. Martín , JM González-Domínguez , M. Durán-Prado e E. Vázquez , Effetti differenziali dei materiali di grafene sul metabolismo e sulla funzione delle cellule della pelle umana, Nanoscale , 2018, 10 , 11604 —11615 RSC .
- M. Schieber e NS Chandel , Funzione ROS nella segnalazione Redox e nello stress ossidativo, Curr. Biol. , 2014, 24 , R453 —R462 CrossRef CAS .
- S. Zhu , B. Zhu , A. Huang , Y. Hu , G. Wang e F. Ling , Effetti tossicologici dei nanotubi di carbonio a parete multipla su Saccharomyces cerevisiae: cinetica e meccanismi di assorbimento e risposte tossiche, J. Hazard. Madre. , 2016, 318 , 650 —662 CrossRef CAS .
- KD Tew e Z. Ronai , Funzione GST nella risposta alla droga e allo stress, Drug Resist. Aggiornamenti , 1999, 2 , 143 —147 CrossRef CAS .
- A. Vehovszky , H. Szabó , A. Acs , J. Gyori e A. Farkas , Effetti del rotenone e di altri inibitori del complesso mitocondriale I sull’artemia artemia, Acta Biol. Sospeso. , 2010, 61 , 401 —410 CrossRef CAS .
- AI Papadopoulos , E. Lazaridou , G. Mauridou e M. Touraki , Glutatione S-transferasi nel branchiopode Artemia salina, Mar. Biol. , 2004, 144 , 295 —301 CrossRef CAS .
- L. Lagadic , T. Caquet e F. Ramade , Il ruolo dei biomarcatori nella valutazione ambientale (5). Popolazioni e comunità di invertebrati, Ecotossicologia , 1994, 3 , 193 —208 CrossRef CAS .
- S. Fernandes , M. Welker e VM Vasconcelos , Cambiamenti nell’attività GST della cozza Mytilus galloprovincialis durante l’esposizione e la depurazione delle microcistine, J. Exp. Zool., Parte A , 2009, 311 , 226 —230 CrossRef .
- I. Domingues , AR Agra , K. Monaghan , AMVM Soares e AJA Nogueira , attività di colinesterasi e glutatione- S- transferasi negli invertebrati d’acqua dolce come biomarcatori per valutare la contaminazione da pesticidi, Environ. tossico. chimica. , 2010, 29 , 5 —18 CrossRef CAS .
- B. Khan , AS Adeleye , RM Burgess , SM Russo e KT Ho , Effetti delle esposizioni di nanomateriali all’ossido di grafene sui bivalvi marini, Crassostrea virginica, Aquat. tossico. , 2019, 216 , 105297 CrossRef CAS .
- T. Olsen , L. Ellerbeck , T. Fisher , A. Callaghan e M. Crane , Variabilità nelle attività di acetilcolinesterasi e glutatione S-transferasi in Chironomus riparius Meigen dispiegato in situ in siti di campo incontaminati, Environ. tossico. chimica. , 2001, 20 , 1725 —1732 CrossRef CAS .
- E. Sancho , MJ Villarroel , E. Andreu e MD Ferrando , Disturbi del metabolismo energetico di Daphnia magna dopo esposizione a tebuconazolo, Chemosphere , 2009, 74 , 1171 -1178 CrossRef CAS .
- P. Mishra , S. Vinayagam , K. Duraisamy , SR Patil , J. Godbole , A. Mohan , A. Mukherjee e N. Chandrasekaran , Impatto distintivo delle nano-sferule di polistirene come inquinante emergente verso l’ambiente, Environ. Sci. Inquinante. Ris. , 2019, 26 , 1537 —1547 CrossRef CAS .
Nota
- † Disponibilità di informazioni supplementari elettroniche (ESI). Vedi DOI: 10.1039/d0en00747a
Questa rivista è © The Royal Society of Chemistry 2020