Comparative assessment of bioaccumulation and biological effects of cadmium sulfide (CDS) bulk particles versus nanoparticles on freshwater snail helisoma duryi /
Esraa Mahmoud Rabie Hasaballa,
Comparative assessment of bioaccumulation and biological effects of cadmium sulfide (CDS) bulk particles versus nanoparticles on freshwater snail helisoma duryi / تحليل مقارن للتراكم الحيوي والآثار البيولوجية لجسيمات كبريتيد الكادميوم (CdS) السائبة مقابل الجسيمات النانوية في حلزون المياه العذبة هيليسوما ديوراي by Esraa Mahmoud Rabie Hasaballa ; Supervisor Prof. Dr. Mohamed H. Gaber, Dr. Heba Mohamed Fahmy, Dr. Hossam M. Hwihy. - 119 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages 104-116 .
Cadmium sulfide (CdS) nanomaterials are used in photothermal therapy,
drug delivery, photocatalysis, and device lasers. Due to the rise of
nanotechnology, assessments of their impact on human health and
ecosystems are essential. Cadmium-based nanoparticles are notable for their
physicochemical properties and use in hazardous substances like pesticides.
While cadmium toxicity in fish species is well-researched, little is known
about how CdS nanoparticles affect other aquatic life. This study investigates
the toxicological effects of CdS in bulk and nanoparticle forms on the
freshwater snail Helisoma duryi, using starch as a stabilizer and various
characterization techniques. Snails were exposed to different CdS
concentrations to determine LC50 values, followed by a four-week sublethal
exposure and a two-week recovery phase to assess biochemical, oxidative
stress, and bioaccumulation responses.
Results showed that CdS-NP exhibited lower toxicity than bulk CdS. CdS-
NP induced significantly higher oxidative stress. Nitric oxide,
Malonaldehyde, marked by reduced antioxidant markers like catalase and
total antioxidant capacity (TAC).
In contrast, bulk CdS caused more pronounced biochemical disruptions,
increasing hepatic enzyme activities {alkaline phosphatase (ALP), alanine
XI
aminotransferase (ALT), and aspartate aminotransferase (AST)}.
Bioaccumulation studies indicated greater CdS retention in soft tissues, but
CdS-NP showed faster clearance during recovery. This study demonstrates
the extent of CdS nanoparticles' toxicity to the environment and human and
animal health. These findings highlight distinct toxicological risks: CdS-NP
intensifies oxidative stress, while bulk CdS leads to severe biochemical
disruptions. This study demonstrates that cadmium sulfide in nanoparticles
and bulk forms exerts differential toxic effects, necessitating targeted
environmental monitoring and regulation. تستخدم مواد كبريتيد الكادميوم في العلاج الضوئي الحراري، وتوصيل الأدوية، والتحفيز الضوئي، وأجهزة الليزر. ونظرًا لتطور تكنولوجيا النانو، يُعدّ تقييم تأثيرها على صحة الإنسان والنظم البيئية أمرًا بالغ الأهمية. تتميز الجسيمات النانوية القائمة على الكادميوم بخصائصها الفيزيائية والكيميائية واستخدامها في المواد الخطرة مثل المبيدات الحشرية. في حين أن سمية الكادميوم في أنواع الأسماك محل بحث جيد، إلا أنه لا يُعرف الكثير عن كيفية تأثير جسيمات كبريتيد الكادميوم النانوية على الحياة المائية الأخرى. تبحث هذه الدراسة في التأثيرات السمية لكبريتيد الكادميوم في أشكاله السائبة والجسيمات النانوية على حلزون المياه العذبة، باستخدام النشا كمثبت وتقنيات توصيف مختلفة. تعرضت القواقع لتركيزات مختلفة من كبريتيد الكادميوم لتحديد قيم LC50
تلاها تعرض دون مميت لمدة أربعة أسابيع ومرحلة تعافي لمدة أسبوعين لتقييم الاستجابات الكيميائية الحيوية والإجهاد التأكسدي والتراكم الحيوي. أظهرت النتائج أن كبريتيد الكادميوم النانوي أظهر سمية أقل من كبريتيد الكادميوم السائب. تسبب كبريتيد الكادميوم النانوي في إجهاد تأكسدي أعلى بكثير (أكسيد النيتريك، مالونالدهيد)، والذي تميز بانخفاض علامات مضادات الأكسدة مثل الكاتالاز والقدرة الكلية لمضادات الأكسدة
في المقابل، تسبب كبريتيد الكادميوم السائب في اضطرابات كيميائية حيوية أكثر وضوحًا، مما زاد من أنشطة إنزيمات الكبد (الفوسفاتيز القلوي (ALP)، وألانين أمينوترانسفيراز (ALT)، وأسبارتات أمينوترانسفيراز (AST)). وأشارت دراسات التراكم الحيوي إلى زيادة احتباس كبريتيد الكادميوم في الأنسجة الرخوة، إلا أن كبريتيد الكادميوم النانوي أظهر تصفية أسرع أثناء التعافي. وتوضح هذه الدراسة مدى سمية جسيمات كبريتيد الكادميوم النانوية للبيئة وصحة الإنسان والحيوان. وتسلط هذه النتائج الضوء على مخاطر سمية واضحة: إذ يزيد كبريتيد الكادميوم النانوي من الإجهاد التأكسدي، بينما يؤدي كبريتيد الكادميوم السائب إلى اضطرابات كيميائية حيوية شديدة. توضح هذه الدراسة أن كبريتيد الكادميوم في الجسيمات النانوية والأشكال السائبة يمارس تأثيرات سامة متباينة، مما يستلزم مراقبة وتنظيم بيئي مستهدف
Text in English and abstract in Arabic & English.
Medical physics
الفيزياء الحيويه
Cadmium Sulfide Nanoparticles Oxidative Stress Bioaccumulation Freshwater Snail Toxicology Environmental Contamination جسيمات نانوية من كبريتيد الكادميوم الإجهاد التأكسدي
571.4
Comparative assessment of bioaccumulation and biological effects of cadmium sulfide (CDS) bulk particles versus nanoparticles on freshwater snail helisoma duryi / تحليل مقارن للتراكم الحيوي والآثار البيولوجية لجسيمات كبريتيد الكادميوم (CdS) السائبة مقابل الجسيمات النانوية في حلزون المياه العذبة هيليسوما ديوراي by Esraa Mahmoud Rabie Hasaballa ; Supervisor Prof. Dr. Mohamed H. Gaber, Dr. Heba Mohamed Fahmy, Dr. Hossam M. Hwihy. - 119 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages 104-116 .
Cadmium sulfide (CdS) nanomaterials are used in photothermal therapy,
drug delivery, photocatalysis, and device lasers. Due to the rise of
nanotechnology, assessments of their impact on human health and
ecosystems are essential. Cadmium-based nanoparticles are notable for their
physicochemical properties and use in hazardous substances like pesticides.
While cadmium toxicity in fish species is well-researched, little is known
about how CdS nanoparticles affect other aquatic life. This study investigates
the toxicological effects of CdS in bulk and nanoparticle forms on the
freshwater snail Helisoma duryi, using starch as a stabilizer and various
characterization techniques. Snails were exposed to different CdS
concentrations to determine LC50 values, followed by a four-week sublethal
exposure and a two-week recovery phase to assess biochemical, oxidative
stress, and bioaccumulation responses.
Results showed that CdS-NP exhibited lower toxicity than bulk CdS. CdS-
NP induced significantly higher oxidative stress. Nitric oxide,
Malonaldehyde, marked by reduced antioxidant markers like catalase and
total antioxidant capacity (TAC).
In contrast, bulk CdS caused more pronounced biochemical disruptions,
increasing hepatic enzyme activities {alkaline phosphatase (ALP), alanine
XI
aminotransferase (ALT), and aspartate aminotransferase (AST)}.
Bioaccumulation studies indicated greater CdS retention in soft tissues, but
CdS-NP showed faster clearance during recovery. This study demonstrates
the extent of CdS nanoparticles' toxicity to the environment and human and
animal health. These findings highlight distinct toxicological risks: CdS-NP
intensifies oxidative stress, while bulk CdS leads to severe biochemical
disruptions. This study demonstrates that cadmium sulfide in nanoparticles
and bulk forms exerts differential toxic effects, necessitating targeted
environmental monitoring and regulation. تستخدم مواد كبريتيد الكادميوم في العلاج الضوئي الحراري، وتوصيل الأدوية، والتحفيز الضوئي، وأجهزة الليزر. ونظرًا لتطور تكنولوجيا النانو، يُعدّ تقييم تأثيرها على صحة الإنسان والنظم البيئية أمرًا بالغ الأهمية. تتميز الجسيمات النانوية القائمة على الكادميوم بخصائصها الفيزيائية والكيميائية واستخدامها في المواد الخطرة مثل المبيدات الحشرية. في حين أن سمية الكادميوم في أنواع الأسماك محل بحث جيد، إلا أنه لا يُعرف الكثير عن كيفية تأثير جسيمات كبريتيد الكادميوم النانوية على الحياة المائية الأخرى. تبحث هذه الدراسة في التأثيرات السمية لكبريتيد الكادميوم في أشكاله السائبة والجسيمات النانوية على حلزون المياه العذبة، باستخدام النشا كمثبت وتقنيات توصيف مختلفة. تعرضت القواقع لتركيزات مختلفة من كبريتيد الكادميوم لتحديد قيم LC50
تلاها تعرض دون مميت لمدة أربعة أسابيع ومرحلة تعافي لمدة أسبوعين لتقييم الاستجابات الكيميائية الحيوية والإجهاد التأكسدي والتراكم الحيوي. أظهرت النتائج أن كبريتيد الكادميوم النانوي أظهر سمية أقل من كبريتيد الكادميوم السائب. تسبب كبريتيد الكادميوم النانوي في إجهاد تأكسدي أعلى بكثير (أكسيد النيتريك، مالونالدهيد)، والذي تميز بانخفاض علامات مضادات الأكسدة مثل الكاتالاز والقدرة الكلية لمضادات الأكسدة
في المقابل، تسبب كبريتيد الكادميوم السائب في اضطرابات كيميائية حيوية أكثر وضوحًا، مما زاد من أنشطة إنزيمات الكبد (الفوسفاتيز القلوي (ALP)، وألانين أمينوترانسفيراز (ALT)، وأسبارتات أمينوترانسفيراز (AST)). وأشارت دراسات التراكم الحيوي إلى زيادة احتباس كبريتيد الكادميوم في الأنسجة الرخوة، إلا أن كبريتيد الكادميوم النانوي أظهر تصفية أسرع أثناء التعافي. وتوضح هذه الدراسة مدى سمية جسيمات كبريتيد الكادميوم النانوية للبيئة وصحة الإنسان والحيوان. وتسلط هذه النتائج الضوء على مخاطر سمية واضحة: إذ يزيد كبريتيد الكادميوم النانوي من الإجهاد التأكسدي، بينما يؤدي كبريتيد الكادميوم السائب إلى اضطرابات كيميائية حيوية شديدة. توضح هذه الدراسة أن كبريتيد الكادميوم في الجسيمات النانوية والأشكال السائبة يمارس تأثيرات سامة متباينة، مما يستلزم مراقبة وتنظيم بيئي مستهدف
Text in English and abstract in Arabic & English.
Medical physics
الفيزياء الحيويه
Cadmium Sulfide Nanoparticles Oxidative Stress Bioaccumulation Freshwater Snail Toxicology Environmental Contamination جسيمات نانوية من كبريتيد الكادميوم الإجهاد التأكسدي
571.4