Разработка методологии биотестирования и создание средств обнаружения наночастиц в окружающей среде для оценки их безопасности, распространения и воздействия

Краткое описание выполненных работ:
В соответствии с техническим заданием и календарным планом работ проведена оценка чувствительности лабораторных организмов к присутствию в среде наночастиц. Проведен выбор тестовых лабораторных организмов различных систематических групп, наиболее адекватно отвечающих целям биотестирования. Оценка чувствительности к присутствию в среде наночастиц показала, что наиболее адекватно отвечают целям биотестирования Photobacterium phosphoreum, Pseudomonas fluorescens, Bacillus ucilogenisis, Trichoderma viride и Trichoderma koningii, Bifidobacterium, Chlorella vulgaris Beijer, овес (для которого наиболее чувствительными параметрами являются длина корня проростков и энергия прорастания), Ceriodaphnia affinis, показатели роста и развития личинок Anopheles atroparvus, пробы крови высших млекопитающих (мыши) in vitro (по изменению параметров обратимой агрегации эритроцитов, хемилюминесценции плазмы крови, по изменению ее антирадикальной активности). Ряд тестовых лабораторных организмов (Chlorella vulgaris Beijer, Ceriodaphnia affinis и др.) обнаруживают дифференцированную чувствительность к присутствию в среде различных форм наночастиц оксида алюминия (α-форма, корунд). Проведена адаптация для работы с наноматериалами процедуры приготовления дисперсных систем с наночастицами и методики определения обратимой агрегации эритроцитов, культивации почвенных микроорганизмов, анализа состояния проростков растений и гидробионтов.

Проведены оценка биодоступности, биоаккумуляции и биотрансформации наноматериалов и оценка степени опасности нанопорошков диоксида титана (5, 50, 350 нм, 10 мкм) и оксида алюминия (7, 70 нм, 400 нм, 4 и 160 мкм) в широком диапазоне концентраций.
Получены результаты о различиях в биодоступности, биоаккумуляции и биологических эффектах наночастиц диоксида титана и оксида алюминия для тест-организмов разных систематических групп. Показана возможность биотрансформации нанопорошков оксида титана с участием симбионтной микрофлоры кишечника крыс.
Установлены количественные характеристики зависимости степени опасности/безопасности наноматериалов от структурных характеристик и химической природы частиц. Показано, что опасность наноматериалов возрастает при уменьшении размеров наночастиц.

Обоснован выбор индикаторных организмов и методов биотестирования для характеристики влияния наноматериалов на состояние экосистем.
Проведены выбор и сравнительная оценка методов биотестирования наноматериалов на лабораторных организмах. Созданы средства обнаружения наночастиц в окружающей среде на основе выбора индикаторных организмов.
Разработан курс лекций «Основы безопасности при обращении с наноматериалами»