Intrinsically green iron oxide nanoparticles? from synthesis via (eco-)toxicology to scenario modelling

Nanoscale

Volumn 5, Issue 3, 2013, Pages 1034-1046

  Filser, Juliane ^a,b   Arndt, Darius ^a   Baumann, Jonas ^a,b   Geppert, Mark ^a   Hackmann, Stephan ^a,b   Luther, Eva M ^a   Pade, Christian ^a,b   Prenzel, Katrin ^a,b   Wigger, Henning ^a,b   Arning, Jürgen ^a,b   Hohnholt, Michaela C ^a   Köser, Jan ^a,b   Kück, Andrea ^a,b   Lesnikov, Elena ^a,b   Neumann, Jennifer ^a,b   Schütrumpf, Simon ^a,b   Warrelmann, Jürgen ^a,b   Bäumer, Marcus ^a   Dringen, Ralf ^a   Von Gleich, Arnim ^a,b   Swiderek, Petra ^a   Thöming, Jorg ^a,b   more..

^a UNIVERSITY OF BREMEN   (Germany)

^b UFT Centre for Environmental Research and Sustainable Technology ^*  (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACETYLCHOLINE ESTERASE; ACTIVATED SLUDGE BACTERIA; ACUTE TOXICITY TEST; AQUEOUS DISPERSIONS; ARTHROBACTER GLOBIFORMIS; BIOLOGICAL ASSAYS; CONTRAST AGENT; DAPHNIA MAGNA; ENVIRONMENTAL EXPOSURE; ENVIRONMENTAL REMEDIATION; GLUTATHIONE REDUCTASE; HUMAN HEALTH; HYDRODYNAMIC DIAMETER; IRON CONTENT; IRON OXIDE NANOPARTICLE; MRI CONTRAST AGENTS; PARTICLE DISPERSION; PREDICTED ENVIRONMENTAL CONCENTRATIONS; SCENARIO MODELLING; SEDIMENT CONTACT TEST; THEORETICAL APPROACH; ZERO-VALENT IRON NANOPARTICLES;

DISPERSIONS; GADOLINIUM; HEALTH RISKS; MAMMALS; METAL NANOPARTICLES;

POLLUTION;

MAGNETITE NANOPARTICLE; WATER;

ANIMAL; ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; DAPHNIA; DRUG EFFECT; GREEN CHEMISTRY; HUMAN; MATERIALS TESTING; METHODOLOGY; PARTICLE SIZE; PHYSIOLOGY; SOLUBILITY;

ANIMALS; COMPUTER SIMULATION; DAPHNIA; GREEN CHEMISTRY TECHNOLOGY; HUMANS; MAGNETITE NANOPARTICLES; MATERIALS TESTING; MODELS, CHEMICAL; PARTICLE SIZE; SOLUBILITY; WATER;

MLCS; MLOWN;

EID: 84872743163     PISSN: 20403364     EISSN: 20403372     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2nr31652h     Document Type: Article

References (107)

1. S. Iavicoli B. M. Rondinone F. Boccuni Hum. Exp. Toxicol. 2009 28 6-7 433 443
2. D. Rejeski D. Lekas J. Cleaner Prod. 2008 16 8-9 1014 1017
3. R. A. McIntyre Sci. Prog. 2012 95 1 1 22
4. K. D. Grieger S. F. Hansen A. Baun Nanotoxicology 2009 3 3 222 233
5. A. D. Maynard D. B. Warheit M. A. Philbert Toxicol. Sci. 2011 120 S1 S109 S129
6. B. Nowack J. F. Ranville S. Diamond J. A. Gallego-Urrea C. Metcalfe J. Rose N. Horne A. A. Koelmans S. J. Klaine Environ. Toxicol. Chem. 2012 31 1 50 59
7. L. Reijnders J. Mater. Sci. 2012 47 5061 5073
8. H. F. Krug P. Wick Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 6 1260 1278
9. N. A. Monteiro-Riviere A. O. Inman L. W. Zhang Toxicol. Appl. Pharmacol. 2009 234 2 222 235
10. C. M. Sayes K. L. Reed S. Subramoney L. Abrams D. B. Warheit J. Nanopart. Res. 2009 11 2 421 431
11. K. D. Grieger A. Baun R. Owen J. Nanopart. Res. 2010 12 2 383 392
12. M. Mahmoudi H. Hofmann B. Rothen-Rutishauser A. Petri-Fink Chem. Rev. 2012 112 2323 2338
13. A. von Gleich M. Steinfeldt U. Petschow J. Cleaner Prod. 2008 16 8-9 899 909
14. Q. A. Pankhurst N. K. T. Thanh S. K. Jones J. Dobson J. Phys. D: Appl. Phys. 2009 42 22 224001
15. R. Qiao C. Yang M. Gao J. Mater. Chem. 2009 19 35 6274 6293
16. C. Sun J. S. H. Lee M. Zhang Adv. Drug Delivery Rev. 2008 60 11 1252 1265
17. S. Laurent D. Forge M. Port A. Roch C. Robic L. Vander Elst R. N. Muller Chem. Rev. 2008 108 6 2064 2110
18. G. Mandarano J. Lodhia P. Eu N. J. Ferris R. Davidson S. F. Cowell Biomed. Imaging Intervention J. 2010 6 2 e13 10.2349/biij.6.2.e13
19. S. Hirano K. T. Suzuki Environ. Health Perspect. 1996 104 suppl. 1 85 95
20. R. Liu R. Lal J. Nanotechnol. 2012 2012 1 18
21. R. A. Crane T. B. Scott J. Hazard. Mater. 2012 211-212 112 125
22. C. Noubactep S. Caré R. Crane Water, Air, Soil Pollut. 2012 223 3 1363 1382
23. A.-H. Lu E. L. Salabas F. Schüth Angew. Chem., Int. Ed. 2007 46 8 1222 1244
24. W. Wu Q. He C. Jiang Nanoscale Res. Lett. 2008 3 11 397 415
25. A. K. Gupta M. Gupta Biomaterials 2005 26 18 3995 4021
26. M. Mahmoudi S. Sant B. Wang S. Laurent T. Sen Adv. Drug Delivery Rev. 2011 63 1-2 24 64
27. A. Bee R. Massart S. Neveu J. Magn. Magn. Mater. 1995 149 1-2 6 9
28. K. D. Kim S. S. Kim Y. H. Choa H. T. Kim J. Ind. Eng. Chem. 2007 13 7 1137 1141
29. T. Hyeon S. S. Lee J. Park Y. Chung H. B. Na J. Am. Chem. Soc. 2001 123 51 12798 12801
30. N. R. Jana Y. Chen X. Peng Chem. Mater. 2004 16 20 3931 3935
31. C. Corot P. Robert J.-M. Idée M. Port Adv. Drug Delivery Rev. 2006 58 14 1471 1504
32. F. G. Shellock E. Kanal J. Magn. Reson. Imag. 1999 10 3 477 484
33. R. M. Singer, A Review of Contrast Agents in Magnetic Resonance Imaging, Enterprises for Continuing Education Inc. (ECEI), 2010, vol. 810, pp. 1-10
34. M. Auffan L. Decome J. Rose T. Orsiere M. De Meo V. Briois C. Chaneac L. Olivi J. L. Berge-Lefranc A. Botta M. R. Wiesner J. Y. Bottero Environ. Sci. Technol. 2006 40 14 4367 4373
35. C. Huang K. G. Neoh L. A. Wang E. T. Kang B. Shuter J. Mater. Chem. 2010 20 39 8512 8520
36. S. M. Hussain K. L. Hess J. M. Gearhart K. T. Geiss J. J. Schlager Toxicol. In Vitro 2005 19 7 975 983
37. N. Singh G. J. Jenkins R. Asadi S. H. Doak Nano. Rev. 2010
38. E. Ying H.-M. Hwang Sci. Total Environ. 2010 408 20 4475 4481
39. S. M. Hussain L. K. Braydich-Stolle A. M. Schrand R. C. Murdock K. O. Yu D. M. Mattie J. J. Schlager M. Terrones Adv. Mater. 2009 21 16 1549 1559
40. R. Arvidsson S. Molander B. A. Sanden M. Hassellov Hum. Ecol. Risk Assess. 2011 17 1 245 262
41. M. Auffan W. Achouak J. Rose M. A. Roncato C. Chanéac D. T. Waite A. Masion J. C. Woicik M. R. Wiesner J. Y. Bottero Environ. Sci. Technol. 2008 42 17 6730 6735
42. A. Garcia R. Espinosa L. Delgado E. Casals E. Gonzalez V. Puntes C. Barata X. Font A. Sanchez Desalination 2011 269 1-3 136 141
43. C. W. Lee S. Mahendra K. Zodrow D. Li Y.-C. Tsai J. Braam P. J. J. Alvarez Environ. Toxicol. Chem. 2010 29 3 669 675
44. X. Zhu S. Tian Z. Cai PLoS One 2012 7 9 e46286
45. K. D. Grieger A. Fjordboge N. B. Hartmann E. Eriksson P. L. Bjerg A. Baun J. Contam. Hydrol. 2010 118 3-4 165 183
46. C. Lee J. Y. Kim W. Lee K. Nelson J. Yoon D. Sedlak Environ. Sci. Technol. 2008 42 4927 4933
47. B. Jastorff R. Störmann J. Ranke K. Mölter F. Stock B. Oberheitmann J. Hoffmann M. Nüchter B. Ondruschka J. Filser Green Chem. 2003 5 136 142
48. B. Jastorff K. Mölter P. Behrend U. Bottin-Weber J. Filser A. Heimers B. Ondruschka J. Ranke M. Schaefer H. Schröder A. Stark P. Stepnowski F. Stock S. Stolte U. Welz-Biermann S. Ziegert J. Thöming Green Chem. 2005 7 362 372
49. M. Matzke S. Stolte J. Arning U. Uebers J. Filser Ecotoxicology 2009 18 197 203
50. S. Stolte S. Steudte A. Igartua P. Stepnowski Green Chem. 2011 15 12 1946 1973
51. M. Geppert M. C. Hohnholt K. Thiel S. Nürnberger I. Grunwald K. Rezwan R. Dringen Nanotechnology 2011 22 145101 145101
52. E. Navarro A. Baun R. Behra N. B. Hartmann J. Filser A.-I. Miao A. Quigg P. H. Santschi R. Sigg Ecotoxicology 2008 17 5 372 386
53. F. Hu K. W. MacRenaris E. A. Waters T. Liang E. A. Schultz-Sikma A. L. Eckermann T. J. Meade J. Phys. Chem. C 2009 113 49 20855 20860
54. M. Geppert M. Hohnholt L. Gaetjen I. Grunwald M. Bäumer R. Dringen J. Biomed. Nanotechnol. 2009 5 285 293
55. J. M. Gutterer R. Dringen J. Hirrlinger B. Hamprecht J. Neurochem. 1999 73 4 1422 1430
56. F. Stock J. Hoffmann J. Ranke R. Störmann B. Ondruschka B. Jastorff Green Chem. 2004 6 6 286 290
57. C. Richter-Landsberg M. Heinrich J. Neurosci. Res. 1996 45 2 161 173
58. M. Hohnholt M. Geppert R. Dringen Neurochem. Res. 2010 35 8 1259 1268
59. W. Busch S. Bastian U. Trahorsch M. Iwe D. Kühnel T. Meißner A. Springer M. Gelinsky V. Richter C. Ikonomidou A. Potthoff I. Lehmann K. Schirmer J. Nanopart. Res. 2011 13 1 293 310
60. M. C. Hohnholt R. Dringen J. Nanopart. Res. 2011 13 6761 6774
61. M. C. Hohnholt M. Geppert R. Dringen Acta Biomater. 2011 7 3946 3954
62. R. Dringen O. Kranich B. Hamprecht Neurochem. Res. 1997 22 6 727 733
63. E. M. Luther Y. Koehler J. Diendorf M. Epple R. Dringen Nanotechnology 2011 22 37 375101
64. OECD, in 23 November 2004, 2004, pp. 1-12
65. M. Dworkin, S. Falkow, E. Rosenberg, K.-H. Schleifer and E. Stackebrandt, The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria, Springer, New York, 2006
66. P. Doelman G. Nieboer J. Schrooten M. Visser Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1984 32 1 717 723
67. DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Deutsches Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser und Schlammuntersuchung-Testverfahren mit Wasserorganismen (Gruppe L)-Teil 48; Arthrobacter globiformis-Kontakttest für kontaminierte Feststoffe (L 48), Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2002, pp. 1-15, DIN Deutsches Institut für Normung e.V. 38412-38448
68. H. Neumann-Hensel K. Melbye J. Soils Sediments 2006 6 4 201 207
69. OECD, Allianz in Opportunities and Risks of Nanotechnologies, 2007, ch. 6.4, pp. 30-35
70. T. Phenrat N. Saleh K. Sirk H. J. Kim R. Tilton G. Lowry J. Nanopart. Res. 2008 10 5 795 814
71. L. Stebounova E. Guio V. Grassian J. Nanopart. Res. 2011 13 1 233 244
72. J. C. Berg, An Introduction to Interfaces and Colloids the Bridge to Nanoparticle Science, World Scientific Publishing Co. Pte Ltd., Hackensack, NJ, 2009
73. J. K. Lim S. A. Majetich R. D. Tilton Langmuir 2009 25 23 13384 13393
74. J. O. Straub Toxicol. Lett. 2002 135 3 231 237
75. J. Höck, T. K. Epprecht, H. Hofmann, K. Höhener, H. Krug, C. Lorenz, L. Limbach, P. Gehr, B. Nowack, M. Riediker, K. Schirmer, B. Schmid, C. Som, J. W. Stark, C. Studer, A. Ulrich, N. von Götz, S. Wengert and P. Wick, Guidelines on the Precautionary Matrix for Synthetic Nanomaterials, Federal Office of Public Health (FOPH) and Federal Office for the Environment (FOEN), Berne, Version 2, 2010, pp. 1-38, http://www.temas.ch/wwwtemas/temas- homepage.nsf/vwRes/NanoSR13/$FILE/D6-5-1-Wegleitung-Version2-EN-def.pdf, accessed 12/06/2012
76. X. Jin M. Li J. Wang C. Marambio-Jones F. Peng X. Huang R. Damoiseaux E. M. V. Hoek Environ. Sci. Technol. 2010 44 19 7321 7328
77. S. L. Chinnapongse R. I. MacCuspie V. Hackley Sci. Total Environ. 2011 409 12 2443 2450
78. K. A. Huynh K. L. Chen Environ. Sci. Technol. 2011 45 13 5564 5571
79. H. T. R. Wiogo M. Lim V. Bulmus J. Yun R. Amal Langmuir 2010 27 2 843 850
80. S. J. H. Soenen M. Hodenius T. Schmitz-Rode M. De Cuyper J. Magn. Magn. Mater. 2008 320 5 634 641
81. J. Dausend A. Musyanovych M. Dass P. Walther H. Schrezenmeier K. Landfester V. Mailander Macromol. Biosci. 2008 8 12 1135 1143
82. S. Scheler M. Kitzan A. Fahr Int. J. Pharm. 2011 403 1-2 207 218
83. P. Rosenkranz Q. Chaudhry V. Stone T. F. Fernandes Environ. Toxicol. Chem. 2009 28 10 2142 2149
84. U. Hansen W. Peters Zool. Anz. 1998 236 2-3 103 108
85. M. Heinlaan A. Kahru K. Kasemets B. Arbeille G. Prensier H.-C. Dubourguier Water Res. 2011 45 1 179 190
86. S. B. Lovern H. A. Owen R. Klaper Nanotoxicology 2008 2 1 43 48
87. A. Alves de Matos, M. S. Diniz, E. Mendonça, I. Peres, L. Silva, J. Brito Correia and A. Picado, Histological and Ultrastructural Observations of DAPHNIA MAGNA Exposed to Diamond Nanoparticles. Abstract of the Joint Congress of the Spanish and Portuguese Microscopy Societies, 2009, vol. 139-140
88. XXIV Congress of the Spanish Microscopy Society. XLIV Annual Meeting of the Portuguese Society for Microscopy, Segovia, Spain, 2009
89. J. M. Harris Microb. Ecol. 1993 25 3 195 231
90. H. Peter R. Sommaruga J. Plankton Res. 2008 30 9 997 1006
91. A. Dabrunz L. Duester C. Prasse F. Seitz R. Rosenfeldt C. Schilde G. E. Schaumann R. Schulz PLoS One 2011 6 5 e20112 10.1371/journal.pone.0020112
92. B. D. Johnston T. M. Scown J. Moger S. A. Cumberland M. Baalousha K. Linge R. van Aerle K. Jarvis J. R. Lead C. R. Tyler Environ. Sci. Technol. 2010 44 3 1144 1151
93. A. Kumar A. K. Pandey S. S. Singh R. Shanker A. Dhawan J. Biomed. Nanotechnol. 2011 7 1 102 103
94. D. Touati Arch. Biochem. Biophys. 2000 373 1 1 6
95. H. Schwegmann A. J. Feitz F. H. Frimmel J. Colloid Interface Sci. 2010 347 1 43 48
96. T. L. Kirschling P. L. Golas J. M. Unrine K. Matyjaszewski K. B. Gregory G. V. Lowry R. D. Tilton Environ. Sci. Technol. 2011 45 5253 5259
97. J. L. Nielsen S. Juretschko M. Wagner P. H. Nielsen Appl. Environ. Microbiol. 2002 4629 4636
98. B. Karn T. Kuiken M. Otto Environ. Health Perspect. 2009 117 1823 1831
99. H. Y. Hu N. Goto K. Fujie T. Kasakura T. Tsubone J. Chem. Eng. Jpn. 2001 34 9 1097 1102
100. K. Kümmerer E. Helmers Environ. Sci. Technol. 2000 34 4 573 577
101. M. Bau P. Dulski Earth Planet. Sci. Lett. 1996 143 1-4 245 255
102. M. Rabiet F. Brissaud J. L. Seidel S. Pistre F. Elbaz-Poulichet Chemosphere 2009 75 8 1057 1064
103. S. Kulaksiz M. Bau Appl. Geochem. 2011 26 1877 1885
104. S. Fuma H. Takeda K. Miyam Oto K. Yanagisawa Y. Inoue N. Ishii K. Sugai C. Ishii Z. Kawabata Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2001 66 231 238
105. M. Grung, E. S. Heimstad, M. Moe, M. Schlabach, A. Svenson, K. Thomas and A. Woldegiorgis. Current State of Knowledge and Monitoring Requirements-Human and Veterinary Pharmaceuticals, Narcotics, and Personal Care Products in the Environment, Oslo, TA-2325/2007, 2007, pp. 1-98
106. C. Neubert, Umweltverhalten und Ökotoxikologie von gadoliniumhaltigen Magnetresonanztomographie-Kontrastmitteln. Dissertation, Technische Universität, Berlin, 2008
107. A. Hanini A. Schmitt K. Kacem F. Chau S. Ammar J. Gavard Int. J. Nanomed. 2001 6 787 794