سم شناسی نانو سم شناسی نانو (Nanotoxicology) یکی از جديدترين شاخه های سم شناسی است که به مطالعه و بررسی پتانسیل سمیت ریزمواد و ریزذرات می پردازد. در حال حاضر تحقيقات بسیار اندکی در زمینه سميت نانوذرات صورت گرفته است. با این وجود تحقیقات اولیه سم شناسی نشان داده است که سمیت نانوذرات بطور معنی داری با خصوصیات نوظهور فیزیکوشیمیایی این مواد ارتباط دارد. این خصوصیات که در مقیاس نانو مطرح است، موجب بروز رفتارهای جدید شده و سبب می شود که نه تنها شیمی و فیزیک این ذرات تغییر کند بلکه باعث می گردد این ذرات در سیستمهای بیولوژیکی نیز بطور متفاوتی عمل نمایند.
شکسته شدن ماده جامد و تبدیل شدن آن به ذرات ریز موجب کوچک شدن ذرات و افزوده شدن سطح کلی آن شده و می تواند خصوصیات سم شناسی ماده را تغيير دهد. موادی که حتی به آنها مواد بی اثر اطلاق می شود، مانند.TiO، در مقیاس نانو به ذرات ریزتری تبدیل شده و به همین خاطر فعال می شوند. در مقیاس نانومتر، خصوصیات ذرات بطور معنی داری تغییر می کند. مقایسه ذرات معمولی یک ماده شیمیایی با ذرات همان ماده در مقیاس نانو نشان داده است که در مقیاس نانومتر بسیاری از خصوصیات ماده مانند خواص مکانیکی، نوری، مغناطیسی و الکتریکی و فعالیت شیمیایی تغيير نموده و در نتیجه موجب بروز اثرات شگفت آور و پیش بینی نشده می شود. بدلیل سایز کوچک، نانوذرات سطح بسیار وسیعی دارند که آمادگی برای جذب سطحی با واکنش را داشته و باعث
افزایش فعالیت شیمیایی ماده می گردد. بنابراین یک ماده در مقیاس نانو بسیار فعالتر از ذرات معمولی همان ماده ودرنتیجه با سمیت بیشتر خواهد بود.
مکانیسم های سمیت نانوذرات
می توان انتظار داشت که سایز بسیار کوچک نانوذرات نقش مهمی در سمیت این مواد داشته باشد، خصوصا اگر سایز این ذراتِ کمتر از ۱۰۰نانومتر با سایر اجزا بیولوژیکی بدن انسان مانند گلبولهای قرمز ۷۰۰۰ نانومتر مورد مقایسه قرار گیرد. نانوذارت توانایی این را دارند که غشاء سلولی را پشت سر گذاشته و وارد سلولها شوند. با استفاده از روشهای میکروسکوپی انتقال الكترون (TEM) مشخص شده است که نانوذرات اکسیدهای فلزی مانند Y , O , Fe می توانند وارد سلولهای آندوتلیال عروقی انسان شده و دوز انتقال یافته بدرون سلولها نیز متناسب به غلظت نانوذرات در محیط کشت بوده است. علاوه براین، سایز کوچک نانو پارتیکل ها میتواند بطور مستقیم باعث آسیب سلولی شود. مکانیسم های دفاعی بدن انسان ممکن است نتوانند بطور مناسبی با اینگونه مواد بسیار ریز مقابله کنند. به عنوان مثال، مدارکی وجود دارد مبنی براینکه سلولهای ماکروفاژ ریه انسان که وظیفه برداشتن ذرات استنشاق شده را به عهده دارند نمی توانند با ریزموادی کوچکتر از ۷۰ نانومتر مقابله نموده و در نتیجه این مواد می توانند به اعماق ریه نفوذ کرده و حتی خود را به جریان خون برسانند. بطور مثال گزارش شده است که نانوذرات ناشی از فرآیندهای احتراقی (CDNP) و اجزاء آنها می توانند از محل نشست خود در ریه ها مهاجرت نموده و خود را به سایر ارگانها بر برسانند. بدلیل افزایش قابل ملاحظه سطح نسبت به جرم ماده، در مقیاس نانو مواد سمی تر هستند. افزایش میزان سطح باعث افزایش فعالیت شیمیایی و در نتیجه خواص سمی آن ماده خواهد شد.