Avaliação toxicológica de nanoestruturas de óxido de cobre utilizando embriões de peixe-zebra como biossensores

Abstract

Nanopartículas de óxido de cobre (CuO-np) são, atualmente, nanomateriais de grande interesse tecnológico devido às suas atividades catalítica e bactericida. Nestas aplicações, seu desempenho é dependente do tamanho e formato, bem como dos métodos de preparação. Com a expectativa de uso extensivo, os impactos de CuO-np sobre o meio ambiente e a saúde humana têm sido cada vez mais estudados. Destemodo, essa dissertação demestrado versa sobre a síntese deCuOnp e caracterizaçãode sua estrutura, morfologia e toxicidade, sendo esta avaliada por meio de testes embriotoxicológicos utilizando embriões de peixe-zebra como organismos modelo. Especificamente, é avaliada a influência do formato e da cobertura das CuO-np sobre a sua toxicidade. Para tanto, foram sintetizadas e caracterizadas quatro CuO-np, nos formatos esférico e bastão, sem e com recobrimento (funcionalização) de citrato. A síntese foi realizada pelo método de precipitação utilizando cloreto de cobre (CuCl2) ou acetato de cobre (Cu(CH3COO)2.H2O) como precursor e hidróxido de sódio como agente de hidrólise/precipitação. A caracterização das nanoestruturas foi realizada utilizando diferentes técnicas: difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET); espectroscopia de absorção no ultravioleta visível (UV-Vis); espectroscopia Raman; análise termogravimétrica (TGA); espalhamento dinâmico de luz (DLS). Os ensaios embriotoxicológicos foram realizados utilizando o protocolo da “(OECD, 2013), no qual os organismos foram expostos a diferentes concentrações das nanoestruturas diluídas em água a fim de verificar os efeitos toxicológicos. Medidas de DRX mostraram que as nanopartículas apresentam tamanhos médios de cristalito, variando da ordem de 11 nm a 27 nm para partículas nos formatos de bastão e esfera, respectivamente, com citrato e sem citrato. Tal resultado é corroborado pelos espectros Raman e UV-Vis. A cobertura com citrato foi confirmada por curvasTGA e medidas de potencial zeta, que variavam entre -45 mV e -30 mV. A análise morfológica por MET revelou CuO-np em dois formatos distintos: bastões e esferas, com estrutura nanocristalina bem definida. Os bastões apresentam um comprimento médio de 23 nm e largura de 12 nm, enquanto as esferas apresentam um diâmetro médio de 12 nm. Estudos embriotoxicológicos mostraram que as nanoestruturas em formato esférico são menos tóxicas que aquelas com formato de bastão. A cobertura de citrato reduz a toxicidade de ambos os formatos de CuO-np em 30% quando comparadas às nanopartículas sem cobertura. Os valores de LC50 foram 9,99 mg/L, 13,27 mg/L, 16,0 mg/L e 24,9 mg/L para as nanoestruturas em formato de bastão sem cobertura, bastão com cobertura, esfera sem cobertura e esfera com cobertura. A atividade de acetilcolinesterase foi diminuída por ambos os formatos apresentando pequenas diferenças quando as estrutras possuem cobertura com citrato.