La disponibilidad de agua para la sustentabilidad de los

TECNICAS MICROSCOPICAS APLICADAS EN METODOS DE ENSAYO
NORMALIZADOS DE ECOTOXICIDAD CON NANOMATERIALES
Dufou, L.1, Guraya, M.1, Barba, V.2, Perez Catán, S3 y Pérez Coll, C.S2, 4
1
Separación Isotópica, CTP-CNEA,2UNSAM, 3LAAN, CAB-CNEA, 4CONICET
[email protected], [email protected]
Los nanomateriales (NMs) ofrecen muchas y novedosas aplicaciones a la sociedad. Es
copiosa la información acerca de sus propiedades pero escasa la información acerca de los
efectos sobre la salud del hombre y los organismos silvestres. Así como no se cuenta con
normativas que regulen su uso y disposición final, los procedimientos con ensayos normalizados
deben ser validados así como las técnicas de caracterización.
La microscopía electrónica representa una técnica importante para la visualización de los
NMs, de sus tamaños originales. La microscopía electrónica de barrido (MEB) o transmisión
(MET), es particularmente útil para el estudio de NMs en matrices ambientales y biológicas
complejas (p.ej.: agua dulce y de mar, suelos, células o tejidos) y por su capacidad para crear
imágenes tridimensionales. El tamaño de partícula, forma y distribución de tamaño se pueden
determinar directamente a partir de imágenes MEB o MET utilizando procesamiento digital.
Además, la mayoría de los sistemas MET cuentan con capacidades de detección de rayos X,
como espectroscopía de difracción de rayos X (DRX) o dispersiva en energía (EDX). Esto
permite la identificación de las partículas en la imagen, por su patrón de difracción de rayos x,
asumiendo que la partícula es suficientemente cristalina para la coincidencia de la base de datos.
Esto se puede hacer especialmente para los NMs de metal siempre a una dilución adecuada de
manera que las partículas individuales se puedan ver. Ejemplo de ello es la publicación de
Federici et al.[1] quienes siguiendo un análisis estadístico sobre aproximadamente 100 partículas
de una suspensión de 10 mg/L de TiO2 determinaron el tamaño medio de partícula primaria en
MEB. Aun mas, Choi et al. [2] atribuyeron la reducción de la toxicidad nanoplata en bacterias
nitrificantes a la formación de complejos de plata disuelta por grupos tiol biológicos. Esta
conclusión se alcanzó a partir de imágenes MEB-EDX que muestran la co-localización
inmediata de azufre y Ag disueltos en la superficie celular.
El presente trabajo se enmarca en la evaluaciónde toxicidad a un nanocerámico
Ni/alúmina sobre larvas (Estadio 25) de un anfibio autóctono, Rhinellaarenarum mediante
bioensayos estandarizados [3]; [4]. Una suspensión saturada de 0,15% Ni y 0,305% Al en
Solución ANFITOX fue la solución madre a partir de la cual se realizaron las diluciones para los
ensayos. Se evaluaron los efectos letales y subletales durante 15 días, por exposición a
concentraciones nominales de la matriz comprendidas entre 0,005 y 50 mg/L.
El nanocerámico está formado por una matriz porosa de gamma alúmina de 3,8 nm de
diámetro de poro, con inclusión de nanopartículas de Ni de 20-30 nm (TEM, Philips CM200)
como muestra la Figura 1. Los efectos subletales caracterizados mediante microscopía
estereoscópica, ver Figura 2 (ZeissSMETi DV4 - cámara digital Olympus Modelo FE46, X41,
X42) consistieron en alteraciones en la movilidad, descamación, cavidades colapsadas e
incurvaciones en la cola. Aún a las concentraciones más bajas (0,5 mg/L), las larvas no se
alimentaban y la caracterización elemental (MEB-EDS, Phillips 505) mostró mayores contenidos
de Al y Ni en la cabeza respecto de la cola. El mapeo MEB-EDS evidencia la presencia de Al y
Ni en el disco oral, ver Figura 3.
Este estudio preliminar de efectos de nano-cerámicos en anfibios alerta sobre los efectos
letales y subletales en larvas de Rhinellaarenarum, indicando la vulnerabilidad de especies
silvestres y potencial incidencia en las cadenas tróficas.Asimismo se destaca la utilidad delas
técnicas microscópicas como herramienta fundamental en la construcción de ensayos
normalizados de ecotoxicidad.
Palabras clave: Test ANFITOX; nanotoxicología; microscopía; TEM; MEB-EDS
Referencias:
[1] Federici G, Shaw BJ, Handy RD (2007) Toxicity of titanium dioxide
nanoparticles to rainbow trout, (Oncorhynchusmykiss): Gill injury, oxidative stress,
and other physiological effects. AquatToxicol 84:415-430.
[2] Choi O, Clevenger TE, Deng B, Surampalli RY, Ross L, Hu Z (2009) Role of
sulfide and ligand strength in controlling nanosilver toxicity. Water Res 43:18791886
[3] Barba, V., Dufou, L., Guraya, M, Pérez Catán, S y Pérez Coll, C.S . (2012)
Toxicidad a nano-cerámicos Ni/alúmina durante el desarrollo larval temprano de un
anfibio. IV Congreso SETAC Arg, Resúmenes, p.86, Bs As, 16-19/10, 2012
[4] Samter, P.; Papa, M.; Barba, V.; Guraya, M.; Pérez Coll, C. Perez Catán, S.
(2013)Evaluación de ecotoxicidad a nanocerámicos de base alúmina. XVIII Congreso
ATA Acta Toxicol. Argent. 21 (Suplem): 8-36 p.53, Bs As, 18-20/09, 2013
Matriz de alúmina
Partícula de Ni
Figura 1:NMs catalizador de gamma alúmina con inclusión de partículas de Ni de 30-40
nm. TEM Philips CM200
Figura 2:Anormalidades de R.arenarum por exposición a nano-cerámicos. a) y b)
Descamación, subdesarrollo de la aleta. c), d) y e) Incurvación de la cola, cavidades colapsadas.
f) Pérdida de simetría, reducción de la talla, descamación celular.
Figura 3: Micrografías de SEM: a) y b) Detalle del disco oral de larva control (E. 25) c)
larvaexpuesta (E. 25); d) mapeo de AL/Ni por EDS;color verde indica AL y azul Ni.