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Titelbild NR 8/2015 – Wirkung von Silber-Nanopartikel auf die Grünalge Euglena gracilis
Die Verwendung des antibakteriell hochwirksamen Nanosilbers hat in den letzten erheblich zugenommen, so dass es zunehmend in die Umwelt gelangt und vor allem wasserlebende Organismen schädigt. Diese nehmen die Partikel direkt oder mit der Nahrung auf, was vor allem bei kleinen Lebewesen wie Wasserflöhen (vgl. Beitrag S. 389) und Einzellern eine rasche Wirkung hat. Das Titelbild dokumentiert experimentelle Ergebnisse, die von Adam. J. Noble und Andressa F. Lacerda (Trent University, Petersborough, Ontario/Kanada) an der Grünalge Euglena gracilis durchgeführt wurden. Mit dem Lichtmikroskop sowie mit konfokaler Laser-Mikroskopie und Transmissions-Elektronenmikroskopie studierten sie die Wirkung von Nanosilber-Partikel auf Euglena-Zellkulturen. Die Nanosilber-Partikel penetrieren die Zellmembran und bewirken intrazellulär strukturelle und funktionelle Veränderungen, die letztlich zum Zelltod führen, wie in dieser Bildserie dokumentiert wird. Die Abbildungen zeigen Euglena-Zellen vor (a) und nach Kontakt (b: 1 Min., c: 30 Min., d: 5 Std., e: 24 Std., f. 48 Std.) mit Nanosilber in einer Konzentration von 50 µg/l. Die Schädigung ist bereits innerhalb einer Minute an einer verminderten Motilität und dem Verlust der gewöhnlich länglich gestreckten Form zu erkennen (b). Aufgenommene Nanosilber-Partikel reichern sich während der ersten 24 Std. zunächst in den Vakuolen an (c – e), migrieren dann ins Cytoplasma und werden schließlich in den Chloroplasten deponiert. Nach 48 Stunden kommt es zum Zelltod mit Lyse, und die Nanosilber-Partikel werden freigesetzt (f).
Die toxische Wirkung von Silber-Nanopartikeln sollte Anlass geben, den Gebrauch von Nanosilber auf das erforderliche Maß einzuschränken. Ferner stellt sich das Problem der Abwasserreinigung.
Da Euglena-Zellen Silber-Nanopartikel rasch akkumulieren, könnten mit ihnen Verfahren der biologischen Trinkwasser-Aufbereitung in biologische Kläranlagen implementiert werden, wozu A. J. Noble bereits einen ersten Prototyp entwickelt hat [Noble A. Euglena Biofilter. Patent number WO 2013138899 A1 (2012)].
[Abb. aus. A. J. Noble, A. F. Lacerda: Einwirkung von sphärischen Silber-Nanopartikeln auf Euglena gracilis. Mikroskopie 1, 172 (2014), mit frdl. Genehmigung der Autoren und J. Feistle, Dustri-Verlag Dr. Karl Feistle, www.dustri.com]
  

     
   
     ÜBERSICHT
   
    Carolin Völker:
    Kleine Teilchen, große Nebenwirkung? – Über das Risiko von Silber-Nanopartikeln für aquatische Ökosysteme
     
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    FORSCHUNGSBERICHT
   
    Lucien Trueb: 
    Die lange erwartete Neudefinition des Kilogramms
     
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    BERICHT
   
    Roland Glaser: 
    Electroceuticals – Produkte eines neuen Zweiges der Medizintechnik?
     
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    Hochwirksame neutralisierende Antikörper gegen HIV-1
    Zooplankton fördert giftige Algenblüten
     
     

 

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Eckart Voland, Renate Voland:
Die Evolution des Gewissens. Strategien zwischen Egoismus und Gehorsam

Jochem Marotzke, Martin Stratmann (Hrsg.):
Die Zukunft des Klimas. Neue Erkenntnisse, neue Herausforderungen

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Das große Kosmos-Buch der Mikroskopie
 

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Von Mao zur Marktwirtschaft – wie Forscher Chinas Aufstieg zur Weltmacht erklären
 
     
   
     
   
   

Kleine Teilchen, große Nebenwirkung? – Über das Risiko von Silber-Nanopartikeln für aquatische Ökosysteme

Meldungen über Nanosilber im Abwasser sorgen seit einigen Jahren für Schlagzeilen. Seine antibakterielle Wirkung soll helfen, Wunden zu desinfizieren und die Haltbarkeit von Kosmetika zu verlängern oder − mittels Beschichtung des Verpackungsmaterials − die von Lebensmitteln. In Textilien eingearbeitetes Nanosilber, um beispielsweise bei Sportbekleidung die mikrobielle Zersetzung von Schweiß und den dabei entstehenden Geruch zu reduzieren, kann sich beim Waschvorgang ablösen und letztlich im Klärschlamm der Abwasserreinigung anreichern. Der Beitrag fasst den Wissensstand zum Gefahrenpotential aus Sicht der Ökotoxikologie zusammen.
 

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Die lange erwartete Neudefinition des Kilogramms

Die Voraussetzungen stehen nicht schlecht, dass das Kilogramm als letzte der sieben physikalischen Basiseinheiten, durch Naturkonstanten definiert wird. Damit wären das bei Paris bei Sèvres aufbewahrte Urkilogramm aus Platin-Iridium sowie die zahlreichen in den nationalen Anstalten für Maße und Gewichte aufbewahrten Kopien hinfällig. Der Beitrag greift ein Thema auf, über das Klaus von Klitzing, Nobelpreisträger der Physik von 1985, auf dem diesjährigen Treffen der Nobelpreisträger in Lindau berichtet hat.
 

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Electroceuticals – Produkte eines neuen Zweiges der Medizintechnik?

Die jüngeren Entwicklungen auf dem Gebiet der Elektronik und der Neurobio­logie eröffnen neue Perspektiven, über die Reizung des Nervensystems pathologischen Ausfällen und Veränderungen entgegenzusteuern. Derzeit arbeitet man daran, Teile des peripheren Nervensystems gezielt manipulieren zu können.
 

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