Ecotoxicidad de nanopartículas metálicas y superparamagnéticas de óxido de hierro en dos especies / Ecotoxicity of metalic and superparamagnetics iron oxide nanoparticles in two species

Introducción: la nanotecnología y el empleo de materiales a nano escala son un área relativamente nueva de la ciencia y la tecnología con un gran crecimiento en el mercado global. Muchos de los productos no cuentan con estudios que garanticen su uso seguro, tanto para el hombre como para los ecosistemas. Los estudios ecotoxicológicos permiten evaluar los efectos de un determinado xenobiótico sobre especies representativas de los diferentes compartimentos ambientales. Objetivo: evaluar los efectos tóxicos de nanopartículas de Ag, Au, Ag/Ag y superparamagnéticas de óxido de hierro, en dos especies bioindicadoras de los ecosistemas terrestre y acuático. Métodos: como parte de los estudios de seguridad se realizaron ensayos de toxicidad aguda por contacto en lombriz de tierra de la especie Eisenia andrei, con una duración de 96 horas y estudios en anfibios de la especie Osteopillus septentrionales en diferentes etapas del desarrollo (embrionario y larval). Se evaluó la ocurrencia de mortalidad y de efectos tóxicos, en el caso del ensayo en lombriz de tierra; se determinó además la viabilidad celular. Resultados: los efectos tóxicos más significativos en el caso de la lombriz de tierra fueron, la ocurrencia de alteraciones fisiológicas y conductuales al ser expuesta a NPs de Ag de 3 nm y superparamagnéticas de óxido de hierro, estas últimas provocaron citotoxicidad a la concentración 1,38 mg/mL. En el caso de los anfibios se evidenció toxicidad en NPs de Ag 3 nm y superparamagnéticas de óxido de hierro. Conclusiones: todas las nanopartículas mostraron efectos tóxicos en las especies bioindicadoras evaluadas(AU)

Introduction: Nanotechnology and the use of nanoscale materials are a relatively new area of science and technology with big growth in the global market. Many of these products don't have studies that guarantee their safe use, both for man and for ecosystems. Ecotoxicological studies allow the evaluation of the effects of a particular xenobiotic on representative species of the different environmental compartments. Objective: To evaluate the toxic effects of nanoparticles of Ag, Au, Ag / Ag and super paramagnetic iron oxide in two bioindicators of terrestrial and aquatic ecosystems. Methods: Acute contact toxicity tests were carried out on ground worm of the Eisenia andrei species, with a duration of 96 hours and studies on amphibians of the species Osteopillus septentrionales at different stages of development (embryonic and larval). The occurrence of mortality and toxic effects was evaluated in the case of earthworm test; cell viability was also determined. Results: The most significant toxic effects in the case of earthworms were the occurrence of physiological and behavioral alterations when exposed to 3 nm Ag of superparamagnetic iron oxide nanoparticles, where the latter caused cytotoxicity at concentration of 1.38 mg / mL. In the case of amphibians, toxicity was evidenced in Ag 3 nm nanoparticles and superparamagnetic iron oxide. Conclusions: All nanoparticles showed toxic effects in the evaluated bioindicator species(AU)

Modificación del proceso de reducción expansiva para la síntesis de nanopartículas de hierro / Changing the reductive expansion process to synthesize iron nanoparticles / Modificação do processo de redução expansiva para a síntese de nanopartículas de ferro

La metodología de expansión reductiva ha sido exitosa en la síntesis de nanopartículas metálicas. Sin embargo, no hay reportes en la literatura respecto al uso de métodos de expansión para la producción de nanopartículas oxidadas. Se propuso una modificación en la aplicación de corriente de atmósfera oxidante durante el proceso de expansión reductiva. Mezclas de diferentes relaciones en peso de sales nitrogenadas de hierro y urea (agente expansor), fueron sometidas a choque térmico en un horno donde la sublimación súbita de la urea y las sales nitrogenadas, generaron una dispersión fina de material que entró en contacto con gases reductores. Durante esta sublimación se propició la formación de nanopartículas metálicas de hierro subsecuentemente oxidadas por la atmósfera oxidante reinante. Caracterización por medio de difracción de rayos X permitió concluir que el tipo de fase cristalina de las nanopartículas formadas es dependiente de la composición de los reactantes; por el contrario, la distribución de tamaño de partícula, área superficial y absorción de aceite no se ve fuertemente influenciados por dicha composición.

The reductive expansion method has been used successfully in the synthesis of metal nanoparticles. However, there are no reports regarding the use of expansion methods to produce oxidized nanoparticles. Here, we propose an adjustment to the current oxidizing atmosphere application during reductive expansion. Mixtures of different weight ratios of iron nitrogen salts and urea (blowing agent) were subjected to thermal shock in an oven; the sudden sublimation of the urea and nitrogen salts originated a fine dispersion of material that came into contact with reducing gases. During this sublimation, metallic iron nanoparticles were produced and subsequently oxidized by the prevailing oxidizing atmosphere. Through characterization using X-ray diffraction, we determined that the crystalline phase of the formed nanoparticles depends on the composition of the reactants. In contrast, particle size distribution, surface area and oil absorption are not strongly influenced by this composition.

A metodologia da expansão redutiva tem sido exitosa na síntese de nanopartículas metálicas. No entanto, não tem sido reportado na literatura respeito ao uso de métodos de expansão para a produção de nanopartículas oxidadas. Foi proposta uma modificação na aplicação da corrente de atmosfera oxidante durante o processo de expansão redutora. Mistura de diferentes relações em peso de sais nitrogenados de ferro e ureia (agente expansor), foram submetidas a choque térmico num forno onde a sublimação súbita da ureia e os sais nitrogenadas, geraram uma dispersão fina de material que entrou em contacto com gases redutores. Durante esta sublimação proporcionou-se a formação de nanopartículas metálicas de ferro subsequentemente oxidadas pela atmosfera oxidante reinante. Caracterização por meio de difração de raios-X permitiu concluir que o tipo de fase cristalina das nanoparticulas formadas é dependente da composição dos reagentes; pelo contrario, a distribuição do tamanho da partícula, área superficial e absorção de óleo não se vêm fortemente influenciados por dita composição.