A study on citotoxicity of carbon nanotubes by spin probe method

  • N. T. Kartel Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
  • V. I. Grischenko Institute of Cryobiology and Cryomedicine Problems of National Academy of Sciences of Ukraine
  • V. P. Cherhykh National Pharmaceutical University of Ukraine
  • L. V. Ivanov National Pharmaceutical University of Ukraine
  • O. A. Nardid Institute of Cryobiology and Cryomedicine Problems of National Academy of Sciences of Ukraine
  • Yu. I. Sementsov Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
  • G. P. Prikhod'ko Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
  • S. N. Kovalenko National Pharmaceutical University of Ukraine
  • Yu. I. Gubin National Pharmaceutical University of Ukraine
  • S. V. Repina Institute of Cryobiology and Cryomedicine Problems of National Academy of Sciences of Ukraine

Анотація

In order to study toxicity mechanisms of carbon nanotubes (CNT), modifications of spin probe method have been applied allowing us to determine quantitatively the CNT effect on membrane integrity of human erythrocites and on mitochondrial activity of rat liver homogenate without extraction of mitochondria from hepatocyte cells.

CNT-induced damage of erythrocyte membranes has been shown to be time-germinating: an introduction of CNT suspension with concentration of 10 to 20 mcg/ml firstly does not result in erythrocyte membrane disturbance but in 2 days after sample exposition at 6 ºC with CNT concentrations of 10, 50, 100, and 200 mcg/ml the amount of damaged erythrocytes was 4, 10, 16, and 25 per cent respectively. An exposition of liver homogenate to CNT for 4 hours at 0ºC results in a considerable decrease in the mitochondrial activity (inhibition of the chain of electron transfer in mitochondria). The data obtained show the CNT-induced cytotoxicity to be caused not only by changes in cell membrane structures but also by affecting their functional properties.

Посилання

Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. – 1991. – V. 354. – P. 56 – 58.

Радушкевич Л.В., Лукьянович В.М. О структуре углерода, образующегося при терми­ческом разложении окиси углерода на железном контакте // Журн. физ. химии. – 1952. – Т. 26, № 1. – С. 88 – 95.

Toxicology of Carbon Nanomaterials // Carbon (Special Iss.). – 2006. – V. 44, № 6. – P. 1027 – 1120.

Sinha N., Yeow J.T.-W. Carbon nanotubes for biomedical applications // IEEE Trans­actions on Nanobioscience. – 2005. – V. 4, № 2. – P. 180 – 195.

Rey D.A., Batt C.A., Miller J.C. Carbon nanotubes in biomedical applications // Nano­technology Law @ Business. – 2006. – V. 3, № 3. – P. 263 – 292.

Carbon nanotubes for biological and biomedical application / W. Yang, P. Thordarson, J. Gooding et al. // Nanotechnology. – 2007. – № 18. – P. 1 – 12.

Direct imaging of single-walled carbon nanotubes in cells / Alexandra E. Porter, Mhairi Gass, Karin Muller et al. //Nature Nanotechnology. – 2007. – V. 2. - Р. 713 – 717.

DNA Damage Induced by Multiwalled Carbon Nanotubes in Mouse Embryonic Stem Cells / Lin Zhu, Dong Wook Chang, Liming Dai et al. // Nano Lett. – 2007. – V7, № 12. – Р. 3592 – 3597.

A pilot toxicology study of single-walled carbon nanotubes in a small sample of mice / Schipper, M.L., Nakayama-Ratchford, N., Davis, C.R. et al. // Nature Nanotechnology. – 2008. – V. 3, № 4. – P. 216 – 221.

Лихтенштейн Г.И. Метод спиновых меток в молекулярной биологии. – М.: Наука, 1974. – С. 12 – 24.

Семенцов Ю.И., Мележик А.В., Приходько Г.П Синтез, структура, физико-химические свойства наноуглеродных материалов // Физикохимия наноматериалов и супрамоле­кулярных структур / Под ред. А.П.Шпака, П.П.Горбика. – Киев: Наук. думка, 2007. – Т. 2. – С. 116 – 158.

Supplementation with fetal-specific factors ameliorates oxidative liver damage during hypothermic storage and reperfusion in a rat model / Cherkashina D.V., Semenchenko O.A., Grischuk V.P. et al. // Cell preservation technology. – 2005. – V. 3, № 3. – P. 201 – 208.

Иванов Л.В., Моисеев В.А. Способ определения степени деструкции клеток // Авт. свид. СССР 1049808, 1983. – Опубл. 23.06.1983, Бюл. № 39.

Раков Э.Г. Химия и применение углеродных нанотрубок // Успехи химии, 2001. – Т. 70, № 10. – С. 934 – 973.

Нардід О.А. Відновлення спінового зонда в оцінці життєздатності біологічних об’єктів // Фізика живого. – 2008. – Т. 16, № 1. – С. 44 – 49.

Опубліковано
2008-07-30
Як цитувати
Kartel, N. T., Grischenko, V. I., Cherhykh, V. P., Ivanov, L. V., Nardid, O. A., Sementsov, Y. I., Prikhod’ko, G. P., Kovalenko, S. N., Gubin, Y. I., & Repina, S. V. (2008). A study on citotoxicity of carbon nanotubes by spin probe method. Поверхня, (14), 557-561. вилучено із http://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/316
Розділ
Медико-біологічні проблеми поверхні