بررسی ویژگی‌های رشد و اثرات ژنوتوکسیک در جلبک سبز chlorella vulgaris در حضور نانو لوله‌های کربنی تک دیواره

افزایش کاربری نانولوله های کربنی سبب سنتز گسترده و رهایش آنها در محیط زیست بویژه زیست بوم های آبی گشته است. از این‌رو، بررسی اثرات اکوتوکسیسیتی و ژنوتوکسیسیتی آنها بر جلبک‌ها به عنوان اولین زنجیره از شبکه غذایی حائز اهمیت می‌باشد. در این مطالعه اثرات نانو لوله‌های کربنی تک‌دیواره با قطر 21 نانومتر با انتخاب 6 تیمار با غلظت‌های 0 ( شاهد)، 5/2، 25، 50، 100 و 150 میلی‌گرم بر لیتر بر جلبک سبزchlorella vulgaris در ساعات مختلف بررسی گردید. تعداد سلول، غلظت کلروفیل a و نرخ رشد ویژه، اندازه lrm;گیری شدند. نتایج نشان داد که تراکم سلولی دردامنه غلظت‌های مذکور کاهش یافته است و اختلاف تراکم سلولی بین شاهد و تیمارها معنی‌دار بود (05/0p<). حداکثر تعداد سلول در تیمار شاهد از 48 ساعت به بعد حدود 104 ×2/6 سلول در میلی‌لیتر بود و کمترین آن در غلظت 150 میلی‌گرم برلیتر نانو ذره از 72 ساعت به بعد از معرض‌گذاری برابر 104 × 2 سلول در میلی‌لیتر ثبت شد. غلظت کلروفیل a در تیمار 5/12 میلی‌گرم بر لیتر نانو ذره تا 96 ساعت در معرض‌گذاری، روند افزایشی داشت به‌طوری‌که حداکثر مقدار به میزان 175/0میکروگرم بر لیتر در 72 ساعت از معرض گذاری ثبت شد. بیشترین نرخ رشد ویژه پس از 96 ساعت در معرض قرار گرفتن سلول جلبکی، در تیمار 5/12 میلی‌گرم بر لیتر نانو ذره مشاهده شد که برابر 055/0 بود. به استثناء تیمار 5/12 میلی‌گرم بر لیتر نانو ذره، روند نرخ رشد ویژه سایر تیمارها نسبت به شاهد کاهشی بود. جهت بررسی آسیب dna، سلول‌های جلبکی تیمار شده با روش ژل الکتروفورز تک سلول قلیایی (آزمون کامت) آماده‌سازی شده و با استفاده از رنگ فلوروسنت رنگ‌آمیزی شدند. بررسی تصاویر تهیه شده با میکروسکپ فلوئورسانس نشان داد که سلول‌های آسیب‌دیده‌ای متشکل از توده رنگی که به عنوان سرکامت شناخته می‌شوند به همراه یک دنباله که رشته‌های dna مهاجرت کرده می‌باشند، دیده می شوند. سلول‌های تیمار نشده (شاهد) فاقد این دنباله می‌باشند. بنابراین، نانو لوله‌های کربنی تک دیواره آسیب dna را در سلول جلبکی القاء می‌کنند.

Study of growth characteristics and genotoxicity effects in Chlorella vulgaris in the presence of single-walled carbon nanotubes

The increasing use of carbon nanotubes has led to their synthesis and releasing into the environment, especially aquatic ecosystems. Therefore, it is important to study the effects of their ecotoxicity and their genotoxicity on algae as the first chain of the food web. In this study, the effects of singlewalled carbon nanotubes with a diameter of 12 nm on green algae Chlorella vulgaris were analyzed. Treatments include: 0 (control), 12.5, 25, 50, 100, 150 mg/l were chosen to survey their effects on C. vulgaris at different hours. Cells number, chlorophyll a concentration and specific growth rate were measured. The results showed that cell density decreased, and there was significant difference between control and other treatments (p<0.05). The maximum and minimum number of cells in the control and 150 mg/l treatments were about 6.2 ×104 (after 48 hours) and 2 × 104 cells/ml (After 72 hours) respectively. Increasing trend in chlorophyll a concentration was observed by treatment of 12.5 mg/l up to 96 after exposure. After 72 hours, the maximum chlorophyll a concentration was recorded (0.175 mu;g/l). There was significant difference between control and other treatments (p<0.05). The specific growth rate at the treatment of 12.5 mg/l nanoparticles was the highest value equal to 0.055 after 96 hours, and decreasing trend of specific growth rate of control sample with other treatments was observed. According to DNA damage, treatmented cells were prepared by Alkaline singlecell gel electrophoresis method (comet assay), and stained with fluorescent dye. Microscopic images showed that damaged cells appear as comets composed of an intensively stained comet head and a tail of migrated DNA fragments. There was not sequence in untreated cells (control). Thus, singlewalled carbon nanotubes induced DNA damage in algal cells.