नैनो विषविज्ञान

नैनोटॉक्सिकोलॉजी या नैनोविषविज्ञान, नैनोपदार्थ की विषाक्तता का अध्ययन है। जो क्वांटम आकार के प्रभावों और बड़े सतह क्षेत्र से आयतन अनुपात के कारण नैनोपदार्थ(नैनोमैटेरियल्स) में उनके बड़े समकक्षों की तुलना में अद्वितीय गुण होते हैं, तथा उनकी विषाक्तता को प्रभावित करते हैं। एवं संभावित खतरों में से, अंतःश्वसन अनावृत्ति सबसे अधिक चिंता का विषय प्रतीत होता है, जानवरों के अध्ययन में कुछ नैनोपदार्थ के लिए सूजन, फाइब्रोसिस और कैंसरजन्यता जैसे फुफ्फुसीय प्रभाव दिखाई देते हैं। तथा त्वचा का संपर्क और अंतर्ग्रहण जोखिम भी एक चिंता का विषय होता है।

वातावरण
नैनोपदार्थ का कम से कम एक प्राथमिक आयाम 100 नैनोमीटर से कम होता है और अधिकांश उनके गुण उनके स्थूल घटकों से भिन्न होते हैं जो तकनीकी रूप से उपयोगी होते हैं। क्योंकि नैनोप्रौद्योगिकी विज्ञान एक ताजा विकास है, जो नैनोपदार्थ के जोखिम के स्वास्थ्य और सुरक्षा प्रभाव किस स्तर के जोखिम संतोषजनक हो सकते हैं, अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं जा सका है। नैनोकणों को दहन-व्युत्पन्न नैनोकणों (जैसे डीजल कालिख), कार्बन नैनोट्यूब जैसे निर्मित नैनोकणों और ज्वालामुखी विस्फोट, वायुमंडलीय रसायन आदि से स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होने वाले नैनोकणों में विभाजित किया जा सकता है। विशिष्ट नैनोकणों का अध्ययन किया गया है। जिन विशिष्ट नैनोकणों का अध्ययन किया गया है वे टाइटेनियम डाइऑक्साइड, एल्यूमिना, जिंक ऑक्साइड, कार्बन ब्लैक, कार्बन नैनोट्यूब और बकमिंस्टरफुलरीन हैं।

नैनोटॉक्सिकोलॉजी कण विषविज्ञान की एक उप-विशेषता होती है। जो नैनोपदार्थ में विषाक्तता प्रभाव के रूप मे दिखाई देते हैं तथा पूर्ण असामान्य होते हैं और बड़े कणों के साथ नहीं देखे जाते हैं, ये छोटे कण मानव शरीर के लिए अधिक खतरा उत्पन्न कर सकते हैं, क्योंकि शरीर को आक्रमण करने के लिए प्ररूपित किए जाने पर उच्च स्तर की स्वतंत्रता के साथ चलने की क्षमता होती है। नैनो पैमाने के अतिरिक्त बड़े कण। उदाहरण के लिए, सोना जैसे अक्रिय तत्व भी नैनोमीटर आयामों पर अत्यधिक सक्रिय हो जाते हैं। नैनोटॉक्सिकोलॉजिकल अध्ययनों का उद्देश्य यह निर्धारित करना है, कि क्या और किस हद तक ये गुण पर्यावरण और मनुष्यों के लिए खतरा उत्पन्न कर सकते हैं। नैनोकणों में इकाई द्रव्यमान अनुपात के लिए बहुत बड़ा सतह क्षेत्र होता है, जो कुछ परिस्थितियों में उदाहरण के लिए, फेफड़े के ऊतकों में अधिक से अधिक उत्तेजक प्रभाव उत्पन्न कर सकता है। इसके अतिरिक्त, कुछ नैनोकण अपने निक्षेपण स्थल से रक्त और मस्तिष्क जैसे दूर के स्थलों में स्थानांतरित होने में सक्षम प्रतीत होते हैं।

चिकित्सा प्रक्रियाओं के दौरान नैनोकणों को साँस में लिया या निगला जा सकता है, तथा त्वचा के माध्यम से अवशोषित भी किया जा सकता है और जानबूझकर या गलती से अन्तःक्षेप किया जा सकता है। तथा वे गलती से या अनजाने में जीवित ऊतक में प्रत्यारोपित पदार्थ से मुक्त हो सकते हैं।  एक अध्ययन में कार्यस्थलों पर एयरबोर्न इंजीनियर नैनोकणों को अवमुक्त, विभिन्न उत्पादन और संचालन गतिविधियों से संबंधित कार्यकर्ता जोखिम को बहुत संभावित माना जाता है।

गुण जो विषाक्तता को प्रभावित करते हैं
किसी कण की संभावित विषाक्तता का निर्धारण करने में आकार एक महत्वपूर्ण कारक होता है। हालांकि यह एकमात्र महत्वपूर्ण कारक नहीं है। बल्कि विषाक्तता को प्रभावित करने वाले नैनोपदार्थो के अन्य गुणों में सम्मिलित होते हैं। रासायनिक संरचना, आकार, सतह संरचना, सतह आवेश, एकत्रीकरण, घुलनशीलता और अन्य रसायनों के कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति या अनुपस्थिति मे विषाक्तता को प्रभावित करने वाले चरों की बड़ी संख्या का अर्थ है कि नैनोपदार्थ के संपर्क से जुड़े स्वास्थ्य जोखिमों के बारे में सामान्यीकरण करना जटिल होता है तथा प्रत्येक नए नैनोपदार्थ का व्यक्तिगत रूप से सभी भौतिक गुणों को ध्यान में रखा कर मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

धातु आधारित
धातु आधारित नैनोकणों (NPs) अर्धचालकों, इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट्स और ताप वैद्युतीय पदार्थ के रूप में अपने कार्यों के लिए संश्लेषित NPs का एक प्रमुख वर्ग होते है। बायोमेडिकल रूप से इन जीवाणुरोधी NPs का उपयोग दवा वितरण प्रणाली में पारंपरिक चिकित्सा के लिए दुर्गम क्षेत्रों तक पहुंचने के लिए किया गया है। हाल ही में नैनोप्रौद्योगिकी विज्ञान में रुचि और विकास में वृद्धि के साथ यह आकलन करने के लिए कई अध्ययन किए गए हैं, कि क्या इन NPs की अद्वितीय विशेषताओं, अर्थात् उनके बड़े सतह क्षेत्र से आयतन अनुपात उस वातावरण पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं, जिस पर उन्हें प्रस्तुत किया गया था। शोधकर्ताओं ने पाया है कि कुछ धातु और धातु ऑक्साइड NPs, DNA टूटने और ऑक्सीकरण, उत्परिवर्तन, कम सेल व्यवहार्यता, विकृत रूप प्रक्रिया (जीव विज्ञान), प्रेरित एपोप्टोसिस और नेक्रोसिस को प्रेरित करने वाली कोशिकाओं को प्रभावित कर सकते हैं, तथा प्रसार को कम कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, धातु के नैनोकण प्रशासन के बाद भी जीवों में बने रह सकते हैं। यदि उन्हें सावधानी से नहीं बनाया गया हो।

कार्बन आधारित
कार्बन नैनोट्यूब (CNT) के संपर्क में 2013 तक चूहों पर नवीनतम विषविज्ञान अध्ययन ने MWCNT की एक सीमित फुफ्फुसीय उत्तेजक क्षमता को अमेरिका मे स्थित CNT सुविधाओं में देखी गई औसत साँस लेने योग्य मौलिक कार्बन सांद्रता के अनुरूप दिखाया। तथा अध्ययन में अनुमान लगाया गया है कि महत्वपूर्ण पैथोलॉजी के होने के लिए काफी वर्षों तक संपर्क में रहना आवश्यक होता है।

एक समीक्षा का निष्कर्ष है कि फुलरीन की खोज के बाद से एकत्र किए गए सबूत C60 के गैर-विषैले होने की ओर इंगित करते हैं। जैसा कि किसी संरचनात्मक अंश के किसी भी रासायनिक संशोधन के साथ विषाक्तता वर्णन के स्थिति में है, लेखकों का सुझाव है कि अलग-अलग अणुओं का व्यक्तिगत रूप से मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

अन्य
नैनोपदार्थ के अन्य वर्गों में बहुलक जैसे नैनोसेल्युलोज और डेनड्रीमर सम्मलित हैं।

आकार
ऐसे कई तरीके हैं, जिनसे आकार नैनोकणों की विषाक्तता को प्रभावित कर सकता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न आकार के कण फेफड़ों में अलग-अलग जगहों पर जमा हो सकते हैं, और फेफड़ों से अलग-अलग दरों पर साफ किए जाते हैं। आकार कणों की प्रतिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान) और विशिष्ट तंत्र को भी प्रभावित कर सकता है जिसके द्वारा वे विषाक्त होते हैं।

फैलाव अवस्था


पर्यावरण या जैविक तरल पदार्थ में रखे जाने पर कई नैनोकण ढेर या एकत्रित हो जाते हैं। मानक संगठनों आईएसओ और एएसटीएम के अनुसार समूह और एकत्रीकरण की अलग-अलग परिभाषाएँ हैं, जहाँ ढेर अधिक ढीले-ढाले कणों को दर्शाता है और एकत्रीकरण बहुत कसकर बंधे या जुड़े हुए कणों को दर्शाता है (आमतौर पर संश्लेषण या सुखाने के दौरान होता है)। पर्यावरण और जैविक तरल पदार्थों की उच्च आयनिक शक्ति के कारण नैनोपार्टिकल्स अधिकांश ढेर हो जाते हैं, जो नैनोकणों पर आवेशों के कारण प्रतिकर्षण को ढाल देता है। दुर्भाग्य से, समूहन को अधिकांश नैनोटॉक्सिसिटी अध्ययनों में अनदेखा किया गया है, भले ही ढेर से नैनोटॉक्सिसिटी को प्रभावित करने की उम्मीद की जाएगी क्योंकि यह नैनोकणों के आकार, सतह क्षेत्र और अवसादन गुणों को बदलता है। इसके अतिरिक्त, कई नैनोकण अपने लक्ष्य तक पहुँचने से पहले पर्यावरण या शरीर में कुछ हद तक ढेर हो जाएंगे, इसलिए यह अध्ययन करना वांछनीय है कि कैसे विषाक्तता ढेर से प्रभावित होती है।

एयरबोर्न इंजीनियर्ड नैनोकणों के समूहों की संकुलन/विसंकुलन (यांत्रिक स्थिरता) क्षमता का भी उनके पर्यावरण परिवहन मार्गों के अंत-बिंदु पर उनके आकार वितरण प्रोफाइल पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। नैनोपार्टिकल एग्लोमेरेट्स की स्थिरता का परीक्षण करने के लिए विभिन्न एयरोसोलाइजेशन और डीएग्लोमरेशन सिस्टम स्थापित किए गए हैं।

भूतल रसायन और आवेश
एनपी, उनके कार्यान्वयन में, विलेपन के साथ कवर किए जाते हैं और कभी-कभी इच्छित कार्य के आधार पर घनात्मक या निषेधात्मक आवेश दिए जाते हैं। अध्ययनों में पाया गया है कि ये बाहरी कारक एनपी की विषाक्तता की डिग्री को प्रभावित करते हैं।

श्वसन
अंतःश्वसन अनावृत्ति कार्यस्थल में हवाई कणों के संपर्क का सबसे आम मार्ग है। श्वसन पथ में नैनोकणों का जमाव कणों या उनके समूह के आकार और आकार से निर्धारित होता है, और वे फेफड़ों में बड़े श्वसन कणों की तुलना में अधिक मात्रा में जमा होते हैं। जानवरों के अध्ययन के आधार पर, नैनोकण फेफड़ों से रक्तप्रवाह में प्रवेश कर सकते हैं और मस्तिष्क सहित अन्य अंगों में स्थानांतरित हो सकते हैं। अंतःश्वसन अनावृत्ति पदार्थ की धूल से प्रभावित होता है, एक उत्तेजना के जवाब में कणों की हवा बनने की प्रवृत्ति। धूल का उत्पादन कण के आकार, आकार, थोक घनत्व और अंतर्निहित स्थिर वैद्युत् बलों से प्रभावित होता है, और क्या नैनोपदार्थ एक सूखा पाउडर है या घोल या तरल निलंबन में सम्मलित है।

पशु अध्ययनों से संकेत मिलता है कि कार्बन नैनोट्यूब और कार्बन नैनोफाइबर सूजन, ग्रेन्युलोमा (कणिकागुल्म) और फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस सहित फुफ्फुसीय प्रभाव उत्पन्न कर सकते हैं, जो सिलिका, एस्बेस्टस और अल्ट्राफाइन कार्बन ब्लैक जैसे अन्य ज्ञात फाइब्रोजेनिक सामग्रियों की तुलना में समान या अधिक शक्ति वाले थे। कोशिकाओं या जानवरों में कुछ अध्ययनों ने जीनोटॉक्सिक या कार्सिनोजेनिक प्रभाव, या फुफ्फुसीय जोखिम से प्रणालीगत हृदय संबंधी प्रभाव दिखाए हैं। हालांकि किस हद तक पशु डेटा श्रमिकों में नैदानिक ​​​​रूप से महत्वपूर्ण फेफड़ों के प्रभाव की भविष्यवाणी कर सकता है, ज्ञात नहीं है, अल्पकालिक पशु अध्ययनों में देखी गई विषाक्तता इन नैनोपदार्थ के संपर्क में आने वाले श्रमिकों के लिए सुरक्षात्मक कार्रवाई की आवश्यकता का संकेत देती है। 2013 तक, श्रमिकों में दीर्घकालिक पशु अध्ययन और महामारी विज्ञान के अध्ययन में और अधिक शोध की आवश्यकता थी। 2013 तक इन नैनोपदार्थ का उपयोग या उत्पादन करने वाले श्रमिकों में वास्तविक प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभावों की कोई रिपोर्ट ज्ञात नहीं थी। टाइटेनियम डाइऑक्साइड TiO2 धूल को फेफड़ों के ट्यूमर का जोखिम माना जाता है, अल्ट्राफाइन (नैनोस्केल) कणों के साथ एक माध्यमिक जीनोटॉक्सिसिटी तंत्र के माध्यम से सूक्ष्म TiO2 के सापेक्ष द्रव्यमान आधारित शक्ति में वृद्धि होती है जो TiO2 के लिए विशिष्ट नहीं है लेकिन मुख्य रूप से कण आकार और सतह क्षेत्र से संबंधित है।

त्वचीय
कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि व्यावसायिक जोखिम के दौरान नैनोपदार्थ बरकरार त्वचा के माध्यम से संभावित रूप से शरीर में प्रवेश कर सकते हैं। अध्ययनों से पता चला है कि व्यास में 1 माइक्रोमीटर से छोटे कण यांत्रिक रूप से मुड़ी हुई त्वचा के नमूनों में प्रवेश कर सकते हैं, और विभिन्न भौतिक-रासायनिक गुणों वाले नैनोकण सूअरों की अक्षुण्ण त्वचा में प्रवेश करने में सक्षम थे। आकार, आकार, पानी में घुलनशीलता और सतह कोटिंग जैसे कारक त्वचा में प्रवेश करने के लिए नैनोकणों की क्षमता को सीधे प्रभावित करते हैं। इस समय, यह पूरी तरह से ज्ञात नहीं है कि नैनोकणों के त्वचा प्रवेश से पशु मॉडल में प्रतिकूल प्रभाव पड़ेगा, हालांकि नग्न चूहों के लिए कच्चे SWCNT के सामयिक अनुप्रयोग को त्वचीय जलन उत्पन्न करने के लिए दिखाया गया है, और इन विट्रो अध्ययनों में प्राथमिक या सुसंस्कृत मानव त्वचा का उपयोग किया जाता है। कोशिकाओं ने दिखाया है कि कार्बन नैनोट्यूब कोशिकाओं में प्रवेश कर सकते हैं और प्रो-प्रिनफ्लेमेटरी साइटोकिन, ऑक्सीडेटिव तनाव और घटी हुई व्यवहार्यता की रिहाई का कारण बन सकते हैं। हालांकि, यह स्पष्ट नहीं है कि कैसे इन निष्कर्षों को एक संभावित व्यावसायिक जोखिम के लिए एक्सट्रपलेशन किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, नैनोकण घावों के माध्यम से शरीर में प्रवेश कर सकते हैं, कण रक्त और लिम्फ नोड्स में चले जाते हैं।

जठरांत्र
अंतर्ग्रहण पदार्थ के अनजाने में हाथ से मुँह में स्थानांतरण से हो सकता है; यह पारंपरिक सामग्रियों के साथ होता पाया गया है, और यह मान लेना वैज्ञानिक रूप से उचित है कि यह नैनोपदार्थ के संचालन के दौरान भी हो सकता है। अंतर्ग्रहण भी अंतःश्वसन जोखिम के साथ हो सकता है क्योंकि म्यूकोसिलरी एस्केलेटर के माध्यम से श्वसन तंत्र से निकलने वाले कणों को निगला जा सकता है।

जैव वितरण
नैनोपदार्थ के अत्यंत छोटे आकार का अर्थ यह भी है कि वे बड़े आकार के कणों की तुलना में मानव शरीर में अधिक आसानी से प्रवेश कर जाते हैं। ये नैनोकण शरीर के अंदर कैसे व्यवहार करते हैं यह अभी भी एक बड़ा सवाल है जिसे हल करने की जरूरत है। नैनोकणों का व्यवहार उनके आकार, आकार और आसपास के ऊतकों के साथ सतह की प्रतिक्रियाशीलता का एक कार्य है। सिद्धांत रूप में, बड़ी संख्या में कण शरीर के फागोसाइट्स, कोशिकाओं को अधिभारित कर सकते हैं जो विदेशी पदार्थ को निगलना और नष्ट कर देते हैं, जिससे तनाव प्रतिक्रियाएं शुरू हो जाती हैं जिससे सूजन हो जाती है और अन्य रोगजनकों के खिलाफ शरीर की रक्षा कमजोर हो जाती है। इस बारे में प्रश्नों के अतिरिक्त कि क्या होता है यदि गैर-अपघटनीय या धीरे-धीरे नष्ट होने वाले नैनोकण शारीरिक अंगों में जमा हो जाते हैं, एक और चिंता शरीर के अंदर जैविक प्रक्रियाओं के साथ उनकी संभावित बातचीत या हस्तक्षेप है। उनके बड़े सतह क्षेत्र के कारण, नैनोकण, ऊतक और तरल पदार्थों के संपर्क में आने पर, तुरंत उनकी सतह पर कुछ मैक्रोमोलेक्यूल्स का सामना करते हैं, जिनका वे सामना करते हैं। उदाहरण के लिए, यह एंजाइमों और अन्य प्रोटीनों के नियामक तंत्र को प्रभावित कर सकता है।

नैनोपदार्थ जैविक झिल्लियों को पार करने और कोशिकाओं, ऊतकों और अंगों तक पहुंचने में सक्षम हैं जो बड़े आकार के कण सामान्य रूप से नहीं कर सकते। नैनोमटेरियल्स इनहेलेशन या अंतर्ग्रहण के माध्यम से रक्त प्रवाह तक पहुंच प्राप्त कर सकते हैं। टूटी हुई त्वचा एक अप्रभावी कण बाधा है, यह सुझाव देती है कि मुँहासे, एक्जिमा, शेविंग घाव या गंभीर सनबर्न नैनोपदार्थ के त्वचा के उत्थान को तेज कर सकते हैं। फिर, एक बार रक्त प्रवाह में, नैनोपदार्थ को शरीर के चारों ओर ले जाया जा सकता है और मस्तिष्क, हृदय, यकृत, गुर्दे, प्लीहा, अस्थि मज्जा और तंत्रिका तंत्र सहित अंगों और ऊतकों द्वारा ग्रहण किया जा सकता है। नैनोपदार्थ मानव ऊतक और कोशिका संस्कृतियों के लिए विषाक्त हो सकती है (परिणामस्वरूप ऑक्सीडेटिव तनाव में वृद्धि, भड़काऊ साइटोकाइन उत्पादन और कोशिका मृत्यु) उनकी संरचना और एकाग्रता के आधार पर।

ऑक्सीडेटिव तनाव
कुछ प्रकार के कणों के लिए, वे जितने छोटे होते हैं, उनकी सतह का आयतन अनुपात उतना ही अधिक होता है और उनकी रासायनिक प्रतिक्रिया और जैविक गतिविधि उतनी ही अधिक होती है। नैनोपदार्थ की अधिक रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) का उत्पादन बढ़ सकता है, जिसमें मुक्त कण भी सम्मिलित हैं। आरओएस उत्पादन कार्बन फुलरीन, कार्बन नैनोट्यूब और नैनोपार्टिकल मेटल ऑक्साइड सहित नैनोपदार्थ की एक विविध श्रेणी में पाया गया है। आरओएस और मुक्त मूलक उत्पादन नैनोपार्टिकल विषाक्तता के प्राथमिक तंत्रों में से एक है; इसके परिणामस्वरूप ऑक्सीडेटिव तनाव, सूजन, और परिणामस्वरूप प्रोटीन, झिल्लियों और डीएनए को नुकसान हो सकता है। उदाहरण के लिए, चुंबकीय क्षेत्रों के साथ नैनोपार्टिकल मेटल ऑक्साइड का अनुप्रयोग जो आरओएस को संशोधित करता है जिससे ट्यूमर के विकास में वृद्धि होती है।

कोशिका आविषता
एनपी के हानिकारक प्रभावों के लिए एक प्राथमिक मार्कर सेल व्यवहार्यता है जैसा कि राज्य और सेल झिल्ली के उजागर सतह क्षेत्र द्वारा निर्धारित किया गया है। धातु एनपी के संपर्क में आने वाली कोशिकाओं में, कॉपर ऑक्साइड के मामले में, उनकी 60% तक कोशिकाएं अव्यवहार्य होती हैं। तनुकृत होने पर, सकारात्मक रूप से आवेशित धातु आयन अधिकांश आस-पास की कोशिकाओं की कोशिका झिल्ली के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण का अनुभव करते हैं, झिल्ली को ढंकते हैं और इसे आवश्यक ईंधन और कचरे में प्रवेश करने से रोकते हैं। परिवहन और संचार के लिए कम उजागर झिल्ली के साथ, कोशिकाओं को अधिकांश निष्क्रिय कर दिया जाता है।

एनपी को मुख्य रूप से सूत्रकणिका क्षति और विदेशी एनपी स्थिर वैद्युत् प्रतिक्रियाओं द्वारा लाए गए ऑक्सीडेटिव तनाव के कारण कुछ कोशिकाओं में एपोप्टोसिस को प्रेरित करने के लिए पाया गया है।

जीनोटॉक्सिसिटी
धातु और धातु ऑक्साइड एनपी जैसे सिल्वर, जिंक, कॉपर ऑक्साइड, यूरेनाइट और कोबाल्ट ऑक्साइड नैनोकण भी डीएनए को नुकसान पहुंचाते पाए गए हैं। डीएनए को होने वाले नुकसान का परिणाम अधिकांशतः उत्परिवर्तित कोशिकाओं और आबादी में होता है जैसा कि एचपीआरटी - हाइपोक्सैन्थिन-गुआनिन फॉस्फोरिबोसिलट्रांसफेरेज़ की कमी जीन परीक्षण में पाया गया है।

धातु और धातु ऑक्साइड एनपी जैसे सिल्वर, जिंक, कॉपर ऑक्साइड, यूरेनाइट और कोबाल्ट ऑक्साइड भी DNA को नुकसान पहुंचाते पाए गए हैं। DNA को हुई क्षति का परिणाम अधिकांश उत्परिवर्तित कोशिकाओं और कॉलोनियों में होगा जैसा कि एचपीआरटी की कमी को जीन परीक्षण में पाया गया है।

तरीके और मानक
विष विज्ञान अध्ययनों की पुनरुत्पादन सुनिश्चित करने के लिए एक नैनोपदार्थ के भौतिक और रासायनिक गुणों की विशेषता महत्वपूर्ण है, और यह अध्ययन करने के लिए भी महत्वपूर्ण है कि कैसे नैनोपदार्थ के गुण उनके जैविक प्रभावों को निर्धारित करते हैं। एक नैनोपदार्थ के गुण जैसे आकार आकार वितरण और संकुलन (रसायन विज्ञान) स्थिति बदल सकती है क्योंकि एक पदार्थ तैयार की जाती है और विष विज्ञान अध्ययन में उपयोग की जाती है, जिससे प्रयोग में विभिन्न बिंदुओं पर उन्हें मापना महत्वपूर्ण हो जाता है।

अधिक पारंपरिक विष विज्ञान अध्ययनों की तुलना में, नैनोटॉक्सिकोलॉजी में, संभावित संदूषकों का लक्षण वर्णन चुनौतीपूर्ण है। जैविक प्रणालियां अभी भी इस पैमाने पर पूरी तरह से ज्ञात नहीं हैं। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (SEM और TEM) और परमाण्विक बल सूक्ष्मदर्शी (AFM) विश्लेषण जैसे विज़ुअलाइज़ेशन तरीके नैनो दुनिया के विज़ुअलाइज़ेशन की अनुमति देते हैं। आगे के नैनोटॉक्सिकोलॉजी अध्ययनों के लिए किसी दिए गए नैनो-तत्व की विशिष्टताओं के सटीक लक्षण वर्णन की आवश्यकता होगी: आकार, रासायनिक संरचना, विस्तृत आकार, एकत्रीकरण का स्तर, अन्य वैक्टर के साथ संयोजन, आदि। इन सबसे ऊपर, इन गुणों को न केवल निर्धारित करना होगा नैनोकंपोनेंट जीवित वातावरण में इसकी शुरूआत से पहले लेकिन (ज्यादातर जलीय) जैविक वातावरण में भी।

वाणिज्यिक, पर्यावरण और जैविक नमूनों में नैनोकणों की उपस्थिति और प्रतिक्रियाशीलता का त्वरित आकलन करने के लिए नई पद्धतियों की आवश्यकता है क्योंकि वर्तमान पहचान तकनीकों के लिए महंगे और जटिल विश्लेषणात्मक उपकरण की आवश्यकता होती है।

नीति और नियामक पहलू
व्यावसायिक अनावृत्ति सीमा निर्धारित करने में नेनो पदार्थ का विष विज्ञान अध्ययन एक महत्वपूर्ण निविष्‍टि है।

रॉयल सोसाइटी नैनोकणों, त्वचा में प्रवेश करने की क्षमता की पहचान करती है, और अनुशंसा करती है कि सौंदर्य प्रसाधनों में नैनोकणों का उपयोग प्रासंगिक यूरोपीय आयोग सुरक्षा सलाहकार समिति द्वारा अनुकूल मूल्यांकन पर सशर्त हो।

वुडरो विल्सन केंद्र का उभरती प्रौद्योगिकियों पर परियोजना का निष्कर्ष है कि मानव स्वास्थ्य और सुरक्षा अनुसंधान के लिए अपर्याप्त धन है, और इसके परिणामस्वरूप वर्तमान में नैनो टेक्नोलॉजी से जुड़े मानव स्वास्थ्य और सुरक्षा जोखिमों की सीमित समझ है। जबकि यूएस नेशनल नैनो प्रौद्योगिकी विज्ञान इनिशिएटिव रिपोर्ट करता है कि लगभग चार प्रतिशत (लगभग $40 मिलियन) जोखिम संबंधी अनुसंधान और विकास के लिए समर्पित है, वुडरो विल्सन सेंटर का अनुमान है कि लगभग $11 मिलियन वास्तव में जोखिम संबंधी अनुसंधान के लिए निर्देशित हैं। उन्होंने 2007 में तर्क दिया कि आने वाले दो वर्षों में वित्त पोषण को न्यूनतम $50 मिलियन तक बढ़ाना आवश्यक होगा ताकि इन क्षेत्रों में ज्ञान की कमी को पूरा किया जा सके।

कार्यस्थल जोखिम की संभावना को 2004 की रॉयल सोसाइटी रिपोर्ट द्वारा उजागर किया गया था जिसमें नैनोकणों और नैनोट्यूब के कार्यस्थल जोखिम का आकलन और नियंत्रण करने के लिए मौजूदा नियमों की समीक्षा की सिफारिश की गई थी। रिपोर्ट ने निर्माण प्रक्रिया में सम्मिलित श्रमिकों द्वारा बड़ी मात्रा में नैनोकणों के अंदर जाने पर विशेष चिंता व्यक्त की।

नैनोकणों और नैनोट्यूब की रिहाई से जुड़े जोखिमों का आकलन और नियंत्रण करने के लिए एक नियामक ढांचे की कमी से संबंधित हितधारकों ने गोजातीय स्पंजीफॉर्म एन्सेफैलोपैथी ('पागल गाय की बीमारी'), थैलिडोमाइड, आनुवंशिक रूप से संशोधित भोजन, परमाणु ऊर्जा, प्रजनन प्रौद्योगिकियों, जैव प्रौद्योगिकी के साथ समानताएं खींची हैं।, और एस्बेस्टॉसिस। इस तरह की चिंताओं के आलोक में, कनाडा स्थित ईटीसी समूह (एजीईटीसी) ने कार्यस्थल सुरक्षा सुनिश्चित करने वाले व्यापक नियामक ढांचे के विकसित होने तक नैनो से संबंधित अनुसंधान पर रोक लगाने का आह्वान किया है।

यह भी देखें

 * तकनीकी मूल्यांकन के लिए अंतर्राष्ट्रीय केंद्र
 * विष विज्ञान

बाहरी संबंध

 * The Center for Biological and Environmental Nanotechnology (CBEN), Rice University
 * The Center for Biological and Environmental Nanotechnology (CBEN), Rice University