Ólom és ón alapú mikro- és nanorészecskék toxikológiájának összehasonlító vizsgálata HaCaT sejtvonalakon

Toxicological investigation of lead- and tin-based micro- and nanoparticles on HaCaT cell lines

Abstract

Perovskite-based solar cells represent a recently emerged method for harvesting solar energy. Although CsPbI3 perovskite is promising for solar cell applications, its lead content necessitates the search for more environmentally friendly alternatives, such as Cs2SnI6. The two perovskite types involved in this study were synthesized via hydrothermal methods at various temperatures. Cytotoxicity assays were conducted on a human keratinocyte (HaCaT) cell line. For testing, a 15-point concentration series ranging between 1.875 and 5000 µg/mL was prepared, alongside reference materials (NaBr, NaI, CsI, SnI4). Our results demonstrate that CsPbI3 exhibits a proliferation maximum followed by a more toxic region, with the concentration endpoints also deemed more toxic. In the case of Cs2SnI6, viability decreases toward the endpoints, albeit to a lesser extent than observed for CsPbI3. Thus, replacing lead with tin does not necessarily provide a safer alternative, as the cytotoxicity observed even at low concentrations indicates that the low-dose, low-risk principle does not apply.

KIVONAT
A perovszkit alapú napelemek használata újonnan elterjedt módszer a Nap energiájának felhsználására. A CsPb3 perovszkit ígéretes a napelemek használatában, viszont ólomtartalma miatt fontos egy környezetbarátabb alternatíva keresése, mint például a Cs2SnI6. A vizsgálatban szereplő két perovszkit típust hidrotermális módszerekkel állítottuk elő különböző hőmérsékleteken. A hatásvizsgálatokat humán keratinocita (HaCaT) sejtvonalon végeztük. A teszteléshez egy 15 elemű, 1,875 és 5000 µg/mL közötti koncentráció-sorozatot állítottunk elő, valamint referenciaanyagokat (NaBr, NaI, CsI, SnI₄) is vizsgáltunk. Eredményeinkből látszik, hogy a CsPbI3 esetében jelen van egy proliferációs maximum, melyet egy toxikusabb régió követ, és a végpontok is toxikusabb régióknak számítanak. A Cs2SnI6 esetében a végpontokhoz közeledve csökken a viabilitás, de nem akkora mértékben, mint a CsPbI3 esetében. Az ón használata tehát nem jelent feltétlenül biztonságosabb alternatívát az ólom helyett, mivel az alacsony koncentrációk esetén is megfigyelhető sejttoxicitás azt jelzi, hogy az alacsony dózis-alacsony kockázat elv nem érvényesül.