Nanoparticles contained in airborne aerosols are a significant risk factor and require a comprehensive approach to studying and eliminating the gap in knowledge about interaction with biological media. The aim of the work is to study the dynamics of the interaction of industrial dust with serum proteins and to develop a new, integrated approach to assessing exposure and the impact of environmental components on health. The paper shows the results of studies of the interaction of isolated fractions of industrial dust with a solution of serum albumin using diffraction grating and molecular absorption spectroscopy, and its elemental composition is determined by the ICP-MS method. It was found that after 24 hours of exposure to industrial dust in a protein solution, protein-dust particles agglomerate, followed by their decomposition by 744 hours and the particle size approaches the initial one. An inverse correlation was found between the specific surface area of the particles, their diffusion coefficient and size. The results obtained by the diffraction grating method are in good agreement with the qualitative characteristics obtained by molecular absorption spectroscopy. The ICP-MS method has recorded the complex dynamics of the redistribution of elements between phases over time. An assumption is made about the interaction of the analyzed elements with the protein, leading to the formation of nanoscale aggregates and the binding of metals, which is important for understanding their biological effects. Experimental data can be used to determine the standards of air aerosol pollution.
Наночастицы, содержащиеся в воздушных аэрозолях, являются значимым фактором риска и требуют комплексного подхода к изучению и устранению пробела в знаниях о взаимодействии с биологическими средами. Целью работы является изучение динамики взаимодействия промышленной пыли с белками сыворотки крови и развитие нового, комплексного подхода к оценке экспозиции воздействия и влияния компонентов окружающей среды на здоровье. В работе показаны результаты исследований взаимодействия выделенных фракций промышленной пыли с раствором сывороточного альбумина методами дифракционной решетки и молекулярной абсорбционной спектроскопии, определен ее элементный состав методом ИСП-МС. Установлено, что через 24 ч экспозиции промышленной пыли в белковом растворе происходит агломерация белково-пылевых частиц с последующим их распадом к 744 ч и приближением размера частиц к исходному. Обнаружена обратная корреляции между удельной поверхностью частиц, их коэффициентом диффузии и размером. Результаты, полученные методом дифракционной решетки, хорошо согласуются с качественными характеристиками, полученными методом молекулярной абсорбционной спектроскопии. Методом ИСП-МС зарегистрирована сложная динамика перераспределения элементов между фазами во времени. Сделано предположение об взаимодействие анализируемых элементов с белком, приводящие к формированию наноразмерных агрегатов и связыванию металлов, что важно для понимания их биологического воздействия. Экспериментальные данные могут быть использованы для определения нормативов загрязнения воздушных аэрозолей.