Net als een Trojaans paard kan grafeenoxide fungeren als drager van organische verontreinigende stoffen voor vissen

Grafeen is een tweedimensionaal nanomateriaal dat is samengesteld uit koolstof en wordt gevormd door een enkele laag dicht opeengepakte koolstofatomen. De hoge mechanische sterkte en aanzienlijke elektrische en thermische eigenschappen van grafeen maken het zeer geschikt voor veel nieuwe toepassingen op het gebied van elektronica, biologische, chemische en magnetische sensoren, fotodetectoren en energieopslag en -opwekking. Vanwege de mogelijke toepassingen ervan, wordt verwacht dat de grafeenproductie de komende jaren aanzienlijk zal toenemen, maar gezien de lage marktopname en de beperkingen bij het analyseren van de effecten ervan, is er momenteel weinig informatie beschikbaar over de concentraties van grafeennanomaterialen in ecosystemen.

Als gevolg van de oppervlakte-eigenschappen van grafeen zou grafeen, eenmaal in het aquatisch milieu, kunnen fungeren als een drager van organische verontreinigende stoffen, zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen, voor waterorganismen. Dienovereenkomstig heeft de onderzoeksgroep CBET (Cell Biology in Environmental Toxicology) niet alleen het vermogen van grafeenoxide om polycyclische aromatische koolwaterstoffen te sorberen geëvalueerd, maar ook de toxiciteit van grafeenoxide alleen en in combinatie met bepaalde polycyclische aromatische koolwaterstoffen bij embryo’s en volwassen zebravissen. Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met de Universiteit van Bordeaux.

Embryonale misvormingen en neurotoxiciteit

“De resultaten laten zien dat grafeenoxide polycyclische aromatische koolwaterstoffen in de zebravis kan brengen (via een soort Trojaans paard-effect) en subletale effecten kan uitoefenen. Onder de omstandigheden die we hebben aangenomen, zijn de toxische effecten niet enorm geweest, er zijn geen vissen of embryo’s gestorven, maar in sommige biomarkers hebben we effecten gedetecteerd die ons op onze hoede hebben gezet ”, zegt Amaia Orbea, een Ph.D.-houder in de CBET-groep bij de UPV / EHU.

Ten eerste ontdekten ze dat bij hoge concentraties misvormingen kunnen optreden in embryo’s, “wat betekent dat bij langere blootstellingen en bij hogere concentraties niet-levensvatbare dieren geboren kunnen worden”, legt Orbea uit. Ten tweede heeft dit onderzoek bevestigd dat “op de lange termijn, gedurende een blootstellingsperiode van drie weken, het enzym acetylcholinesterase, dat zenuwprikkels vertraagt, werd geremd in alle behandelde vissen, dus ondanks dat we geen erg hoge concentraties gebruikten, zagen we dat naarmate de blootstellingstijd toeneemt, beginnen neurotoxische effecten op te treden “, aldus de onderzoeker.

“We hebben specifieke concentraties en tijdsperioden gebruikt, maar we weten niet hoe deze concentraties zich voortaan in de natuur zullen ontwikkelen of wat hun mogelijke invloed kan zijn in relatie tot andere verontreinigende stoffen. De resultaten hebben ons laten zien dat de concentraties die kunnen voorkomen in de omgeving is op dit moment niet erg gevaarlijk, maar we moeten voorzichtig zijn: we weten niet welke effecten deze lage concentraties kunnen hebben bij langere blootstellingen. De verkregen resultaten zijn gerelateerd aan de omstandigheden die in onze experimenten zijn toegepast. normaal gesproken kom je grafeen alleen tegen in het milieu; samen met grafeen zijn er veel andere vervuilende stoffen die ook dieren aantasten … We moeten ze allemaal tegelijk in overweging nemen, “concludeerde ze.