Zur Aufnahme und zum Risiko von Nanodiamant-Partikeln für Umweltorganismen gibt es bislang nur wenige Studien. Dabei war das Auftreten von toxischen Effekten stark von der Art der Oberflächenmodifikationen des Nanodiamants abhängig. Es gibt derzeit keine Studie zu Langzeiteffekten von Diamant-Nanopartikeln.

 

Eine Studie untersuchte den Einfluss verschiedener Oberflächenmodifikationen von Nanodiamant-Partikeln auf die Embryonalentwicklung von Fröschen. Dabei wurden Froschembryonen den Partikeln ausgesetzt und die Entwicklung im Vergleich zu unbehandelten Embryonen verfolgt. Sowohl die Überlebensrate als auch die Ausbildung von embryonalen Fehlbildungen war dabei stark von der Art der Oberflächenmodifizierung abhängig. Das Spektrum reichte von gänzlich untoxisch (Hydroxylgruppen an der Oberfläche) bis stark toxisch (Carboxylgruppen an der Oberfläche). Für eine praktische Anwendung der Partikel könnte somit eine untoxische Variante ausgewählt werden [1].

 

Der Fadenwurm C. Elegans, welcher sich normalerweise von Bakterien ernährt, nimmt Diamant-Nanopartikel auf und reichert sie im Darm an. Ein Übergang von unmodifizierten Partikeln aus dem Darm in Körpergewebe findet nicht statt, hingegen sind Dextran- und Albumin-beschichtete Partikel in der Lage die Darmschleimhaut zu passieren [2]. Trotz dieser Unterschiede in der Aufnahme ist keiner der verwendeten Partikel toxisch für die Fadenwürmer. Sowohl Lebensdauer, Anzahl der Nachkommen, ROS Level und Stressantwort unterscheiden sich nicht von unbehandelten Kontrollwürmern.

 

In Wasserflöhen hingegen beeinflusste Nanodiamant die Fortpflanzung und Überlebensrate. Zunächst wurde mikroskopisch festgestellt, dass die Partikel am Außenskelett der Tiere anhaften und sich auch im Darm anreichern. Letzteres kann zu einer verminderten Aufnahme von Nährstoffen führen, was wiederum zu einer erhöhten Sterblichkeit (ab 12,5 mg/l) und einer verringerten Fortpflanzungsrate (ab 1,3 mg/l) beitragen kann [3]. Eine Aufnahme der Partikel aus dem Darm in die Körperzellen wurde nicht beobachtet.

 

Literatur arrow down

  1. Marcon, L et al. (2010), J Mater Chem, 20(37): 8064-8069.
  2. Mohan, N et al. (2010), Nano Lett, 10(9): 3692-3699.
  3. Mendonca, E et al. (2011), J Hazard Mater, 186(1): 265-271.

 

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