通过人工智能和体内研究对二价离子改性ZnO纳米材料的毒理评估
Karthikeayn Chandrasekaran1, Vijay Kakani2, Varaprasad Kokkarachedu3
1Department of Chemical & Biochemical Engineering, Dongguk University, Seoul, 04620, Republic of Korea.
Aquatic toxicology (Amsterdam, Netherlands)
|January 14, 2024
概括
研究人员使用环保方法开发了更安全的氧化 (ZnO) 纳米材料 (NMs). 氧化 (ZnCaO) NMs在鱼和小鼠中显示出降低的毒性,为工业应用提供了更安全的替代方案.
科学领域:
- 材料科学和纳米技术
- 环境科学和毒理学
- 生物化学和生态毒理学
背景情况:
- 金属氧化物纳米材料 (NM),特别是氧化物 (ZnO),在各种行业中至关重要,但由于离子 (Zn2+) 释放,它们会给环境带来风险.
- 在水生生态系统和鱼类中的积可以导致野生动物和人类的健康问题,需要更安全的NM开发.
- 目前的ZnO NMs需要提高安全性,而无需损害其宝贵的纳米级特性,以减轻毒性问题.
研究的目的:
- 通过元素合并开发环保ZnO NMs,通过元素合并降低环境毒性.
- 在水生和哺乳动物模型中研究合成的NMS的抗氧化特性和体内毒性.
- 探索NM表面粗度,基于计算机视觉 (CV) 的AI分析和毒性之间的相关性.
主要方法:
- 用于合成含有Mg,Ca,Sr和Ba的 ZnO NMs 的环保沉方法.
- 合成NMS的结构性,形态性和光学性质的表征.
- 在Oreochromis mossambicus鱼和瑞士阿尔比诺小鼠的体外抗氧化活性测定和体内毒性研究,以及基于CV的SEM图像AI分析.
主要成果:
- 合成的NMS表现出降低的ZnO毒性,而氧化 (ZnCaO) 的NMS在鱼和小鼠中显示出明显较低的毒性,与其他变体相比.
- ZnCaO NMs显示出潜在的抗氧化特性和自由基清除活动.
- 基于CV的AI分析提供了基于图像的表面形态数据,以检测与毒性的潜在相关性.
结论:
- 通过环保方法将纳入ZnO NMs,通过降低毒性,可能通过改进代谢过程来提高材料安全性.
- 在工业应用中,ZnCaO NMs是传统ZnO NMs的安全替代品,最大限度地降低了环境和健康风险.
- 该研究强调了基于CV的AI在评估NM表面特性及其毒理影响方面的实用性.
