Bakır ve bakır oksit nanopartiküllerinin Artemia salina'daki birikim, eliminasyon ve oksidatif stres üzerine etkilerinin araştırılması

Nanopartikül (NP) (<100 nm) içeren ürünlerin kullanımının artmasıyla birlikte, sucul sistemler ve besin zincirini oluşturan organizmaların antropojenik faaliyetler sonucu salınan NP'lerin etkisiyle risk altında olmalarından dolayı, bu çalışmada, deniz suyu ortamında yaşayan birincil tüketici zooplankton türlerinden Artemia salina'nın metal bazlı bakır (Cu) ve bakır oksit (CuO) NP'lere maruz bırakılmasiyla nanotoksisite testleri gerçekleştirilmiştir. Denemede, toplam 7 grup (Kontrol, 0,2 ppm, 1 ppm, 5 ppm, 10 ppm, 25 ppm ve 50 ppm) oluşturulmuş ve üç tekerrür ile çalışılmıştır. Çalışmada kullanılan Cu ve CuO NP'lerine karakterizasyonu; Transmisyon/Geçirimli Elektron Mikroskop (TEM), Dinamik Işık Saçılımı (DLS), Zeta Potansiyeli, X-ışını Difraksiyon (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşüm Kızılötesi (FT-IR) ve UV-Görünür Spektroskopisi yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Organizmalarda NP'lere bağlı birikim ve eliminasyon oranının belirlenmesi Endüktif Eşleşmiş Plazma-Kütle Spektrometresi (ICP-MS) analiziyle yapılmıştır. Zooplanktonlarda NP etkileri faz kontrast mikroskobuyla görüntülenmiştir. Zooplanktonlardaki toksik etkiler, mortalite ve oksidatif stres belirteçlerinden olan glutatyon (GSH) ve tiyobarbitürik asit reaktif maddeler (TBARS) testleriyle incelenmiştir. Çalışmanın 24., 48. ve 72. saatlerinde Cu NP'lerin GSH seviyelerinde kısmi artışlara neden olduğu belirlenmiştir. Cu (60-80 nm) NP'ne maruz bırakılan A. salina'da artan konsantrasyon oranlarıyla paralel olarak TBARS değeri artmış ve en yüksek artış 5 ppm grubunun 24. saatinde gözlenmiştir. Sonuçlar, NP'lerin organizmalar üzerindeki farklı etkilerini göstermekle birlikte, NP'lerin birikim ve eliminasyon oranlarında farklılıklar olduğunu göstermistir. Organizmadaki birikim oranı, NP konsantrasyonuyla paralel bir artış göstermiştir. Cu NP'lerinde birikim oranları, 0,2 ve 1 ppm konsantrasyonlarında 48. saatte artış ve 72. saatte düşüş eğilimi göstermiş olup, tüm diğer konsantrasyonlarda ise süre artışına paralel olarak bir artış eğiliminin olduğu saptanmıştır. CuO (40 nm) NP'lerinde ise 10 ppm konsantrasyonu hariç, 48. saatte düşüş ve 72. saatte artış eğilimleri görülmüş olup, 10 ppm konsantrasyonunda ise zaman ortalamaları arasındaki farkın önemli olmadığı belirlenmiştir (p>0,05). Cu (60-80 nm) NP'lerin LC50 değeri 52,37 mg/L; CuO (40nm) NP'lerin LC50 değeri 55,39 mg/L olarak bulunmuştur. NP'lerin metal iyon salınımlarının ise, her bir NP'de farklılık gösterdiği gözlenmiştir. NP'lere maruz bırakılan zooplanktonların yüzeylerinin NP'ler ile sarıldığı gözlemlenmiştir. Çalışmada çok yönlü yapılan analizler sonucunda, Cu ve CuO NP'lerin organizmada birikim yapmakla birlikte, deney organizmasında toksik etkilerinin olduğu ve aynı paralellikle oksidatif stres oluşturduğu da görülmektedir. Bu nano boyuttaki malzemelerin artan kullanım alanları ile birlikte, çevre için büyük bir problem olarak karşımıza çıkabileceği belirlenmiştir. Buna bağlı olarak besin zincirinde yer alan organizmalar tarafından alınan NP'ler, dokuda birikim yaptığında daha üst tüketici organizmalar için tehlike oluşturabilecektir. Bu partiküllerin kullanımı ve doğaya bulaşması ile ilgili bir kontrol mekanizması oluşturulmalı ve etkileri üzerinde daha geniş çalışmalar da yürütülmelidir. Antahtar Kelimeler: Nanopartikül, Cu, CuO, Karakterizasyon, Zooplankton, Nanotoksisite, Birikim, Oksidatif stres.