Todavía no está claro cuál es el impacto en humanos, animales y plantas de nanomateriales sintéticos liberados al medio ambiente o utilizados en productos. Es muy difícil detectar estos nanomateriales en el medio ambiente ya que las concentraciones son muy bajas y las partículas son muy pequeñas.Ahora, los socios en el proyecto NanoUmwelt han desarrollado un método que es capaz de identificar incluso pequeñas cantidades de nanomateriales en muestras ambientales.
Los enanos diminutos mantienen limpios nuestros colchones, reparan el daño a nuestros dientes, evitan que los huevos se peguen a nuestras sartenes y extienden la vida útil de nuestros alimentos. Estamos hablando de nanomateriales: "nano" proviene de la palabra griega que significa "enano"."Estas partículas son solo unas pocas billonésimas de metro, y se usan en una amplia gama de productos de consumo. Sin embargo, hasta ahora el impacto de estos materiales en el medio ambiente ha sido en gran parte desconocido, y falta información sobre las concentracionesy las formas en que están presentes allí. "Es cierto que muchos estudios de laboratorio han examinado el efecto de los nanomateriales en las células humanas y animales. Sin embargo, hasta la fecha, no ha sido posible detectar cantidades muy pequeñas en muestras ambientales".Dr. Yvonne Kohl del Instituto Fraunhofer de Ingeniería Biomédica IBMT en Sulzbach.
Una millonésima parte de un miligramo por litro
Ese es precisamente el objetivo del proyecto NanoUmwelt. El equipo interdisciplinario del proyecto está compuesto por toxicólogos, físicos, químicos y biólogos eco y humanos, y acaban de dar el primer gran paso para lograr su objetivo:han desarrollado un método para analizar una variedad de muestras ambientales como agua de río, tejido animal u orina y sangre humana que pueden detectar nanomateriales a un nivel de concentración de nanogramo por litro ppb - partes por billón. Eso es equivalente a la mitadun cubo de azúcar en el volumen de agua contenido en 1000 piscinas de competición. Usando el nuevo método, ahora es posible detectar no solo grandes cantidades de nanomateriales en fluidos transparentes, como era el caso anteriormente, sino también muy pocas partículas en sustancias complejasmezclas como sangre humana o muestras de suelo. El enfoque se basa en el fraccionamiento de flujo de campo FFF, que puede usarse para separar mezclas heterogéneas complejas de fluidos y partículas en elcomponentes IR: mientras se clasifican simultáneamente los componentes clave por tamaño.Esto se logra mediante la combinación de un flujo controlado de fluido y un campo de separación física, que actúa perpendicularmente en la suspensión que fluye.
Para que el proceso de detección funcione, las muestras ambientales deben procesarse adecuadamente. El equipo del Departamento de Bioprocesamiento y Bioanálisis de Fraunhofer IBMT preparó agua de río, orina humana y tejido de peces para que quepan en el dispositivo FFF ". Preparamos las muestras conenzimas especiales. En este proceso, debemos asegurarnos de que los nanomateriales no se destruyan ni cambien. Esto nos permite detectar las cantidades reales y las formas de los nanomateriales en el medio ambiente ", explica Kohl. Los científicos tienen experiencia especial cuando se trata depara proporcionar, procesar y almacenar muestras de tejido humano. Fraunhofer IBMT ha estado administrando el "Banco Alemán de Muestras Ambientales ESB - Muestras humanas" desde enero de 2012 en nombre de la Agencia de Medio Ambiente de Alemania UBA. Cada año, el instituto de investigación recolecta sangre ymuestras de orina de 120 voluntarios en cuatro ciudades de Alemania. Las muestras individuales son una herramienta valiosa para mapear las tendencias a lo largo del tiempo de la exposición humana a contaminantes ". Además,Muestras de sangre y orina han sido donadas para el proyecto NanoUmwelt y puestas en crioconservación en Fraunhofer IBMT.Utilizamos estas muestras para desarrollar nuestro nuevo método de detección ", dice el Dr. Dominik Lermen, gerente del grupo de trabajo sobre Biomonitorización y Cryobanks en Fraunhofer IBMT. Después de la aprobación de la UBA, algunas de las muestras humanas en el archivo ESB también pueden ser examinadasusando el nuevo método.
Desarrollo de nuevos modelos de cultivo celular Los nanomateriales terminan en el medio ambiente a través de diferentes vías, entre otras, el sistema de alcantarillado. Los seres humanos y los animales presumiblemente los absorben a través de barreras biológicas como el pulmón o el intestino. El equipo del proyecto está simulando estos procesos en placas de Petri para comprender cómolos nanomateriales se transportan a través de estas barreras. "Es un proceso muy complejo que involucra una gama extremadamente amplia de células y capas de tejido", explica Kohl. Los investigadores replican los procesos de la manera más realista posible. Lo hacen, por ejemplo,midiendo los flujos eléctricos dentro de las barreras para determinar la funcionalidad de estas barreras, o simulando la interacción pulmón-aire usando nubes de niebla artificial. En la primera fase del proyecto NanoUmwelt, el equipo de IBMT logró desarrollar varios modelos de cultivo celular paratransporte de nanomateriales a través de barreras biológicas IBMT trabajó junto con el Instituto Fraunhofer de Biología Molecular y Ecol Aplicadoogy IME, que utilizó células madre pluripotentes para desarrollar un modelo para investigar la cardiotoxicidad.Empa, el socio suizo en el proyecto, entregó un modelo de barrera placentaria para estudiar el transporte de nanomateriales entre madre e hijo.
A continuación, los socios desean utilizar su método para medir las concentraciones de nanopartículas en una amplia variedad de muestras ambientales. Luego analizarán los resultados obtenidos para estar en una mejor posición para evaluar el comportamiento de los nanomateriales en el medio ambiente ysu peligro potencial para los humanos, los animales y el medio ambiente. "Nuestro próximo objetivo es detectar partículas en cantidades aún más pequeñas", dice Kohl. Para lograr esto, los científicos planean usar filtros especiales para eliminar elementos distractores de las muestras ambientales,y esperan desarrollar nuevas técnicas de procesamiento.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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