Uusi menetelmä nanomateriaalien turvallisuuden arviointiin

Nature Protocols -tiedelehdessä vastikään julkaistu tutkimus esittelee kokonaisvaltaisen ja kattavan menetelmän, jolla voidaan arvioida pienten, teollisesti valmistettujen nanomateriaalien turvallisuutta ihmisille ja eliöille.

Teollisesti valmistetut nanomateriaalit voivat mullistaa monia teollisuudenaloja ja niitä käytetään monilla aloilla, kuten lääketieteessä ja tietojenkäsittelyssä. Kestävää nanoteknologiaa kehitettäessä turvallisuus ja vain haluttuun kohteeseen vaikuttaminen ovat tärkeitä tekijöitä. Turvallisten ja tehokkaiden teollisesti valmistettujen nanomateriaalien suunnittelu eri sovelluksiin edellyttää ymmärrystä siitä, miten ne käyttäytyvät kussakin kohteessa ja minkälaisessa vuorovaikutuksessa ne ovat ympäristönsä kanssa.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa esiteltiin uusi menetelmä, jolla voidaan arvioida teollisesti valmistettujen nanomateriaalien turvallisuutta sekä arvioida ja parantaa niiden haluttuun kohteeseen vaikuttavuutta lääketieteellisissä sovelluksissa. Tutkijat analysoivat teollisesti valmistettujen nanomateriaalien käyttäytymistä erilaisten eliöiden, kuten bakteerien, eläinten ja kasvien, yksittäisissä soluissa, solukerroksissa, kudoksissa ja elimissä sekä esimerkiksi veressä ja suolen sisällössä. Uuden menetelmän avulla on mahdollista määrittää, karakterisoida ja kvantifioida metallia sisältäviä nanomateriaaleja biologisista kudoksista ja soluista sekä määrittää niiden dynaamista käyttäytymistä ja pitoisuuksia jäämätasolla.

Toisin kuin aiemmissa menetelmissä, nyt julkaistussa menetelmässä ei käytetä fluoresoivia väriaineita tai radioaktiivisesti merkittyjä aineita metallia sisältävien teollisesti valmistettujen nanomateriaalien jäljittämiseen kudoksissa ja soluissa. Tulokset helpottavat metallia sisältävien teollisesti valmistettujen nanomateriaalien biologisen ja dynaamisen käyttäytymisen ymmärtämistä esimerkiksi ihmiskehon kudoksissa.

– Julkaisemamme protokolla on ensimmäinen kattava menetelmä, jonka avulla voidaan analysoida, mitä nanohiukkasille tapahtuu ihmisten ja eliöiden kehossa käytön jälkeen. Tämä on tärkeä askel kohti nanomateriaalien käyttäytymisen parempaa ymmärrystä ja toivottavasti jonain päivänä auttaa nanoteknologiaa saavuttamaan täyden potentiaalinsa, tutkija ja artikkelin pääkirjoittaja Fazel Monikh Itä-Suomen yliopistosta sanoo.

Lisätietoja:
Tutkija Fazel Monikh, fazel.monikh@uef.fi, p. +358 50 528 1646

Tutkimusartikkeli:
Fazel Abdolahpur Monikh, Zhiling Guo, Peng Zhang, Martina G. Vijver, Iseult Lynch, Eugenia Valsami-Jones and Willie J. G. M. Peijnenburg. An analytical workflow for dynamic characterization and quantification of metal-bearing nanomaterials in biological matrices. Nature Protocols. DOI: 10.1038/s41596-022-00701-x