Online bibliotheek helpt de ontwikkeling van nanomaterialen vooruit

NM’s hebben hun weg gevonden naar ons leven en helpen veel industrieën te verbeteren – zelfs te revolutioneren. In de cosmetica-industrie helpen minerale nanodeeltjes bij het maken van zonnefilters die een betere bescherming bieden tegen de schadelijke stralen van de zon. In de sport zorgen koolstofnanobuisjes voor lichtere en betere honkbalknuppels. Voordelen voor de gezondheidszorg zijn onder meer een effectievere medicijnafgifte aan de getroffen delen van het lichaam. Deze voorbeelden zijn slechts het topje van de ijsberg. NM’s vinden ook toepassingen in de elektronica-, energie-, bouw-, automobiel- en defensiesectoren, om er maar een paar te noemen.

Maar hoe zit het met hun mogelijke nadelige effecten? Hoewel NM’s ons op veel manieren ten goede komen, zijn er ook zorgen over de weinige informatie die beschikbaar is over hoe blootstelling aan deze materialen mensen en het milieu kan beïnvloeden. Om dit probleem aan te pakken, introduceert het door de EU gefinancierde NanoSolveIT-project een nieuwe Integrated Approach to Testing and Assessment (IATA) voor NM’s. De IATA zal worden gebruikt om de kritische kenmerken van NM’s te identificeren die verantwoordelijk zijn voor hun nadelige effecten op de menselijke gezondheid en het milieu, of voor hun functionaliteiten in hightech-toepassingen. Het zal bovendien worden geïmplementeerd als een beslissingsondersteunend systeem dat wordt gepresenteerd via stand-alone open-source software en een cloudplatform.

Dr. Antreas Afantitis, directeur van het Cypriotische in silico-geneesmiddelontwerpbedrijf en NanoSolveIT-projectcoördinator NovaMechanics Ltd, vertelt over de resultaten van het project tot nu toe: “In de afgelopen twee jaar heeft het project al enkele zeer indrukwekkende resultaten opgeleverd met meer dan 30 publicaties , waardoor het project een van de meest actieve in de NMs-ruimte is”, merkt hij op in een persbericht op de EIN Presswire-website. Een van deze prestaties is een gratis beschikbare online bibliotheek met de volledige fysische en chemische kenmerken van 69 NM’s, evenals berekende moleculaire descriptoren die de waarde van de beschikbare informatie verhogen.

Betrouwbare gegevens voor NM-karakterisering

Met meer dan 70 descriptoren per NM werd de rijke dataset gebruikt om een ​​in silico workflow te ontwikkelen om het zeta-potentieel, of effectieve oppervlaktelading, van NM’s te voorspellen. Deze voorspelling was gebaseerd op descriptoren die kunnen worden gebruikt als onderdeel van een ‘safe-by-design’-benadering die veiligheid in een zo vroeg mogelijk stadium van NM-ontwikkeling omvat om gezondheids- en milieurisico’s te voorkomen.

“Een van de beperkingen van de wijdverbreide toepassing van in silico-benaderingen is het gebrek aan grote hoeveelheden gegevens van hoge kwaliteit, of aan gegevens met voldoende metagegevens die interoperabiliteit van gegevenssets en hun combinatie mogelijk maken om grotere gegevenssets te creëren”, merkt prof. Iseult Lynch op. van NanoSolveIT-projectpartner University of Birmingham in hetzelfde persbericht. Het project helpt aan deze behoefte te voldoen door de bibliotheek van berekende en experimentele descriptoren, evenals details over hoe descriptoren werden berekend (gepresenteerd in MODA-sjabloonformaat), vrij beschikbaar te stellen voor onderzoekers en geïnteresseerde belanghebbenden.

Het read-across zeta-potentieel voorspellend model is beschikbaar als een webservice via het NanoSolveIT Cloud Platform en het door de EU gefinancierde project NanoCommons. Dit is een belangrijke stap in de ambitie van het NanoSolveIT-project (Innovative Nanoinformatics models and tools: to a Solid,Verified and Integrated Approach to Predictive (eco)Toxicology (NanoSolveIT)) om toegankelijke, gebruiksvriendelijke en betrouwbare nano-informaticamodellen te creëren die barrières zullen wegnemen van nanoveiligheidsgerelateerde regelgevende en industriële processen.