תודות רשימה ומקורות מימון. NIH-ES015022 וES018274 (טורנירים) הסכם NSF-1003907 שיתופי (VCM)

נהלי כל גוף nanoparticle משאיפת חשיפת צעד אחר צעד ההפעלה מתוארים באופן הבא. הערה: 1) על שלבי 1 ו 3 יש לבצע במנדף, 2) מפעילים חייבים ללבוש ציוד מגן אישי מתאים (הנשמה, משקפי מגן וכפפות גומי). 1. 2 אבקות Nanoparticle יבשות טיו מיזוג <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח אבקות ננו טיו 2 במכל לא שקוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשאיר את מכסה המכל פתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את המכל בייבוש יבש במשך לפחות 24 שעות למיזוג. </li></ol> 2. מתחמם קליטת נתונים ומערכת בקרה, SMPS וELPI וכל מתמרים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את מערכת נתוני רכישה ומתגי הפעלה SMPS ניטור אירוסול (TSI Inc, Shoreview, מינסוטה) וELPI (Dekati, טמפרה, פינלנד) ניטור והאוויר, ולחמם את המערכות לשעה לפחות 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את כוחמתגים בכל מתמרים לחמם אותם במשך שעה לפחות 1. </li></ol> 3. טעינת טיו 2 אבקות יבשות Nanoparticle לגנרטורים תרסיס <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את כובעי הצילינדר בגנרטורים בתרסיס, ולהחליף את המסננים בגנרטורים בתרסיס. הערה: יש גנרטור אירוסול צילינדר אחד אחד. מספר מחוללי אירוסול כדי לשמש תלוי בריכוז המסה הרצוי של החלקיקים בתא חשיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל ~ 4 אבקות גרם ננו טיו 2 ולטעון אותם בכל צילינדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החזר את מכסי הצילינדרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל התחומים חושדים זיהום טיו 2 צריכים להימחק רטוב. </li></ol> 4. חיבור גנרטורים תרסיס ללשכת איפת חשיפה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחבר את כל השקעים של גנרטורים בתרסיס דרך סעפת למפריד ציקלון שנמצא בכניסה של חדר חשיפת משאיפת (TSE מערכות GmbH, באד הומבורג, גרמניה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר צינור אוויר דחוס כדיאת מפזרי נטורי בגנרטורים בתרסיס. </li></ol> 5. חיבור ניטור אוויר וכניסות דגימת תרסיס ללשכת איפת החשיפה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר טמפרטורה ולחות היחסית (RH), לחץ, חיישני O 2 &amp; CO 2 המסופקים על ידי מערכות TSE לבדוק יציאות ניטור אווירה בתא חשיפת השאיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הכניסה של dilutor אירוסול לאחת מיציאות דגימת התרסיסים על תא חשיפת השאיפה, ולאחר מכן חבר לשקע הכניסה לשל ELPI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר SMPS לאחת מיציאות דגימת התרסיסים בתא חשיפת השאיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר המפרצון של מוניטור ריכוז חלקיקים (TSE מערכות) לאחת מיציאות דגימת התרסיסים על תא החשיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל PTFE קרום מסנן (P / N 66,149, מל התאגיד, אן ארבור, מישיגן) ולטעון את המסנן לבעל מסנן נירוסטה (מוצרים ב- tox, מוריארטי NM). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הכניסה שלבעל מסנן נירוסטה עם מראש שקל מסנן לאחת מיציאות דגימת התרסיסים בתא חשיפת השאיפה, ולחבר את השקע שלו למשאבת דגימה. </li></ol> 6. הפעל נתונים רכישת מערכות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוכנת הפעלת ELPI נתונים רכישה, ELPIVI, לבדוק פרמטרים הגדרה, ולהפעיל את המשאבה לסומק ~ 5 דקות ולאחר מכן לאפס ELPI. ריכוז חשיפה טרום שיא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפעיל את תוכנת רכישת נתונים SMPS. ריכוז חשיפה טרום שיא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוכנת הפעלה, Daco (TSE מערכות), למעקב ולבקרת שיעור זרימת אוויר, טמפרטורה ולחץ תא לחות יחסית, טמפרטורה ולחות יחסית, O 2 ו-CO 2. </li></ol> 7. טעינת חיות ניסוי ללשכת איפת החשיפה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את חיות ניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן את החיות וכלובים ניסיוניות, כך שניתן לשים את בעלי החיים בחזרה באותם כלובים לאחר החשיפה אם ביתטוליפ אין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הדלת של חדר חשיפת השאיפה, ולטעון חיות ניסוי לכלובים קווית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מים עשויים להיות מסופקים לבעלי חיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסגור ולאבטח את הדלת של תא חשיפת השאיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעתים קרובות להתבונן בעלי חיים באמצעות החשיפה הקאמרית תצפית החלונות לסימני מצוקה. בעלי חיים צריכים להיות רגועים ומתנהגים כרגיל. עצור את החשיפה אם מהיר / נשימה מאומצת, מראה חריג, ליקויים יציבה או חוסר תנועה הם נצפו. הסר את החיות, להחזיר אותם לכלוביהם המקוריים, פנה לוטרינר המטפל ו / או ליזום טיפול בבעלי חיים מוסדיים מתאימים והשתמש בנהלי הוועדה. </li></ol> הערה: מפעילים חייבים ללבוש ציוד מגן אישי בעת ביצוע צעדים 8.7, 8.8 ו 8.17. 8. חשיפה לבעלי חיים קטנים תרסיסי Nanoparticle <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את משאבת ואקום הפליטה של ​​תא חשיפת השאיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">הפעל את תוכנת רכישת נתונים, Daco, כדי: א) לספק אוויר יבש מסונן לתא החשיפה, ב) שליטה על הלחץ בתא החשיפה, וג) לאסוף את הנתונים של סביבת החשיפה, כגון לחץ, טמפרטורה, לחות יחסית, O 2 ו-CO 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקים לחץ שלילי במקצת (נקודה להגדיר = -0.2 mbar) בלחץ קאמרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את הגנרטורים בתרסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל ELPI ותוכנת רכישת נתונים SMPS לפקח גודל חלקיקים וריכוז מסה יחסי בתא חשיפת משאיפת ברציפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר ריכוז האירוסולים הוא יציב, כלומר את פרופיל הריכוז בELPI לפקח הגיע רמה (בדרך כלל: זה לוקח 20 דקות לאחר שמחוללי אירוסול הם במבצע), להגדיר את זמן הדגימה (לדוגמה, שעה 1) והפעל את דגימת אירוסול לשאוב כדי לאסוף מדגם מייצג של חלקיקים עם מסננים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהוא הגיע בזמן הדגימה, הסר את המסננים וחבר sampling יציאות עם פקקי גומי למניעת חומרי בדיקת בריחה מתא החשיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את המסננים, ולחשב את ריכוז המסה הממוצע בתא החשיפה כפי שתואר לעיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הריכוז הממוצע הוא מעל הריכוז ממוקד, באופן ידני לכוון את זרימת האוויר בגנרטורים כדי להבטיח הריכוז ממוקד להשגת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב חלקיק תצהיר של ריאות מן החי כמו D = C = משך חשיפה מהותי * V מ &#39;XTX F R, כאשר D = מנה, C = ריכוז ממוצע מסה של חומר בדיקה, V = נפח מ&#39; רגע, לא, ו-F R = שבריר שיופקד או נספג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להחליף את המסננים בבעלי המסנן עם מסננים נקיים, מראש משוקללים, וחזור על שלבי 8.6 ו -8.8. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהתבסס על ריכוז המסה האמיתי בתא החשיפה וממוקד בתצהיר חלקיק בתוך הריאות מן החי, מעריך Exp שנותרזמן osure כ, לא יישארו = (ד ממוקד-D) / (C * V מ &#39;x F R), שבו לא יישאר = יישאר משך חשיפה, D = ממוקד מינון ממוקד, C = אומר ריכוז מסה של חומר בדיקה, V מ&#39; = נפח דקות, F R = חלק קטן מחומר שהופקד או נספג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את הגנרטור אירוסול כאשר לא נשארים הוא הגיע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הסרת החיות מתא החשיפה, שטוף את תא חשיפת משאיפת עם האוויר המסונן עד לריכוז החלקיקים שצוין במסך הוא קרוב לריכוז חלקיקי חשיפה טרום בתא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את משאבת ואקום הפליטה הקאמרית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תפסיק תוכנת רכישת נתונים, Daco. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר חשיפה, להתבונן בעלי חיים כדי לוודא נשימה והתנהגות נורמלית, ומסמך שלא לשעבר סיבוכי מחקר אחריםist. אם נזלת, מצוקה נשימתית או סיבוכים כלשהם רווחת בעלי חיים אחרים הם נצפו, פנו לוטרינר המטפל ו / או ליזום טיפול בבעלי חיים מוסדיים מתאימים והשתמש בנהלי הוועדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תפסיק ELPI ותוכנת רכישת נתונים SMPS. </li></ol> 9. יצירת דוח בדיקה 9.1 תנאי בדיקה כוללים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיאור של מערכת ייצור התרסיסים והפרמטרים התפעוליים שלה בשימוש בבדיקה זו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיאור של מנגנון החשיפה כולל עיצוב, סוג, ממדים והפרמטרים התפעוליים שלה נעשו שימוש במהלך החשיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכשור למדידת טמפרטורה, לחות, גודל חלקיקים, וריכוז בפועל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיפול באוויר פליטה והשיטה של ​​דיור בעלי החיים בחדר הבדיקה בעת שימוש. </li></ol> 9.2 נתונים אווירת חשיפה כוללים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיעורי זרימת אוויר דרך ציוד השאיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טמפרטורה ולחות שלהאוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ריכוז (אנליטי או gravimetric) בפועל באזור דגימת אירוסול שנמצא ליד כלובי החיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התפלגות גודל חלקיקים, ומחושב קוטר אווירודינמי חציון ספירה וסטיית תקן גיאומטרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסבר מדוע ריכוז התא הרצוי ו / או גודל חלקיקים אינו יכול להיות מושגת (אם רלוונטי), ואת המאמצים נלקחו כדי לעמוד בהיבטים של ההנחיות אלה. </li></ol> 9.3 אחרים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ שלילי במקצת במתקן המכיל משאיפת החדר צריך להישמר כדי למנוע מחומרי בדיקת המעבדה בריחת חשיפת שאיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את תא החשיפה יומי לחסל את ההשפעות של פסולת בעלי החיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ELPI, SMPS ומכשירים אחרים יש לנקות וכיול המבוססים על המדריכים למשתמש. </li></ol>

<ol>
	<li>Bide, R. W., Armour, S. J., Yee, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Allometric+respiration/body+mass+data+for+animals+to+be+used+for+estimates+of+inhalation+toxicity+to+young+adult+humans.">Allometric respiration/body mass data for animals to be used for estimates of inhalation toxicity to young adult humans.</a> J. Appl. Toxicol. 20 (4), 273-290 (2000).</li><li>Guyton, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+respiratory+patterns+in+laboratory+animals.">Analysis of respiratory patterns in laboratory animals.</a> Am. J. Physiol. 150, 70-77 (1947).</li><li>Knuckles, T. L., Yi, J., Frazer, D. G., Leonard, H. D., Chen, B. T., Castranova, V., Nurkiewicz, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+inhalation+alters+systemic+arteriolar+vasoreactivity+through+sympathetic+and+cyclooxygenase-mediated+pathways.">Nanoparticle inhalation alters systemic arteriolar vasoreactivity through sympathetic and cyclooxygenase-mediated pathways.</a> Nanotoxicology. , 1-12 (2011).</li><li>Pauluhn, J., Mohr, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeated+4-week+inhalation+exposure+of+rats:+effect+of+low-,+intermediate,+and+high-humidity+chamber+atmosphere.">Repeated 4-week inhalation exposure of rats: effect of low-, intermediate, and high-humidity chamber atmosphere.</a> Exp. Toxic Pathol. , 178-187 (1999).</li><li>Schmoll, L. H., Elzey, S., Grassian, V. H., O'Shaughnessy, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+aerosol+generation+methods+from+bulk+powders+for+inhalation+exposure+studies.">Nanoparticle aerosol generation methods from bulk powders for inhalation exposure studies.</a> Nanotoxicology. 3, 265-275 (2009).</li><li>To, D., Yin, X., Sundaresan, S., Dave, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deagglomeration+of+nano-particle+aggregates+via+rapid+expansion+of+high+pressure+suspensions.">Deagglomeration of nano-particle aggregates via rapid expansion of high pressure suspensions.</a> AIChE J. 55 (11), 2756-3032 (2009).</li><li>U.S. Environmental Protection Agency (US EPA). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Health+effects+test+guidelines:+OPPTS.,+870.1300.+Acute+inhalation+toxicity.">Health effects test guidelines: OPPTS., 870.1300. Acute inhalation toxicity.</a> EPA. , 712-C-98-193 (1998).</li><li>Wong, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+feedback+control+of+an+inhalation+exposure+system+with+discrete+sampling+intervals:+testing,+performance,+and+modeling.">Automated feedback control of an inhalation exposure system with discrete sampling intervals: testing, performance, and modeling.</a> Inhal. Toxicol. 15, 729-743 (2003).</li><li>Wong, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhalation+Exposure+Systems:+Design,+Methods+and+Operation.">Inhalation Exposure Systems: Design, Methods and Operation.</a> Toxicologic Pathology. 35, 3-14 (2007).</li><li>Yi, J., Nurkiewicz, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+Aerosol+Generator.">Nanoparticle Aerosol Generator.</a> US patent. , (2011).</li></ol>

הממצאים והמסקנות בדו&quot;ח זה הם אלה של הכותבים ואינם מייצגים בהכרח את עמדתה של המכון הלאומי לבטיחות ובריאות תעסוקתית. כל האזכור של שמות חברות או מוצרים אינו מעיד על אישור על ידי NIOSH, וגם אינו מרמז שמוצרים חלופיים אינם זמינים, או שאינם מסוגלים להיות תחליף לאחר ההערכה מתאימה.

יש לנו התאספנו ומתוארים כאן במערכת כל גוף nanoparticle אירוסול משאיפת חשיפה. פונקציונליות המערכת קבלו תוקף עם שיטות אפיון תרסיסי nanoparticle מדינה-of-the-art. עם מערכת דור אירוסול nanoparticle רומן, מערכת חשיפת איפה זה יכול לספק, אווירת מבחן אירוסול nanoparticle מבוקרת ואחידה מאופיינת היטב עם ?...

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Inhalation exposure system</td>
			<td>TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Air monitoring system</td>
			<td>TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Titanium dioxide Aeroxide P25</td>
			<td>Evonik, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Scanning mobility particle sizer-3936L75</td>
			<td>TSI Inc., Shoreview, MN</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Electric low pressure impactor, Standard 10 LPM</td>
			<td>Dekati, Tampere, Finland</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ultra Micro Balance, XP2U</td>
			<td>METTLER TOLEDO, Switzerland</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Field Emission Scanning Electron Microscope-S-4800</td>
			<td>Hitachi, Japan</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Energy dispersive X-ray analysis </td>
			<td>Princeton Gamma-Tech, Rocky Hill, N.J.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Nuclepore polycarbonate filters </td>
			<td>Whatman, Clinton, PA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PTFE membrane filters </td>
			<td>Pall corporation, Ann Arbor, Michigan </td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposures

שאיפה היא הדרך הסבירה ביותר לחשיפה לאנשים שעובדים עם aerosolizable ההנדסה חומרים ננו (ENM). כדי לבצע כראוי מחקרי רעלים משאיפת nanoparticle, את תרסיסים בחדר דיור בניסויים בעכברים חייבים להיות: 1) שמרה על ריכוז יציב ברמה רצויה לתקופת החשיפה כולה, 2) הרכב הומוגני ללא מזהמים; ו3) יציבים התפלגות גודל בקוטר ממוצע גיאומטרי &lt;200 ננומטר וסטיית תקן σ גיאומטרי גרם &lt;2.5 5. הדור של אירוסולים המכילים חלקיקים הוא די מאתגר, כי חלקיקי קלות מצבר. זה נובע במידה רבה לכוחות בין חלקיקים חזקים מאוד וההיווצרות של מבנים פרקטלית גדולים בעשרות או מאות מיקרונים בגודל 6, שהן קשה להיות שבור. כמה גנרטורים תרסיסים נפוצים, כולל nebulizers, מיטות מרחפות, התקן ליניקה ונטורי ולהאכיל אבק רייט, אנחנונבדק מחדש, עם זאת, אף לא אחד הצליחו לייצר אירוסולים nanoparticle אשר לספק את כל הקריטריונים 5. מערכת משאיפת תרסיס nanoparticle כל גוף חשיפה הייתה מפוברקת, תוקף ומנוצלת ל2 מחקרי רעלים משאיפת ננו טיו. מרכיבים קריטיים: 1) ננו טיו גנרטור רומן אירוסול 2: 2) 0.5 מ &#39;3 כל גוף תא חשיפת משאיפת: 3) מערכת בקרה וניטור. אירוסולים ננו טיו 2 שנוצרו בין 2 אבקות ננו טיו יבשות בתפזורת (בקוטר של 21 ננומטר עיקרי, צפיפות בצובר של 3.8 גר &#39;/ ס&quot;מ 3) נמסרו לתא החשיפה בשיעור של 90 LPM זרימה (10.8 אוויר שינויים / hr) . פרופילי ריכוז חלקיקים בגודל הפצה ומסה נמדדו ברציפות עם ניידות חלקיק סייזר סריקה (SMPS), וimpactor לחץ נמוך חשמלי (ELPI). ריכוז מסת אירוסול (C) אומת gravimetrically (מ&quot;ג / מ &#39;3). המסה (M) של החלקיקים שנאספו נקבע כM = (M M-הודעה מראש), שבו לפני ואחרי M M הם המוני המסנן לפני ואחרי הדגימה (מ&quot;ג). ריכוז המסה חושב כC = M / (Q * t), שבו ש הוא דגימת קצב הסעה (מ &#39;3 / דקות), ולא הוא זמן הדגימה (דקות). הלחץ קאמרי, הטמפרטורה, הלחות יחסית (RH), O 2 וריכוזי CO 2 היו במעקב ובשליטה ברציפות. אירוסולים ננו טיו 2 נאספו במסנני Nuclepore נותחו עם מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) וניתוח רנטגן נפיצה אנרגיה (edx). לסיכום, אנו מדווחים כי אירוסולים ננו חלקיקים שנוצרו ומועברים לתא החשיפה שלנו יש: 1) ריכוז מסה יציב, 2) הרכב הומוגני ללא מזהמים; 3) הפצות חלקיקים בגודל יציבים עם aerody ספירת חציוןקוטר של 157 ננומטר NAMIC במהלך דור אירוסול. מערכת זו אמינה ושוב ושוב יוצרת אטמוספרות מבחן המדמות חשיפות תרסיסי ENM מקומיים או סביבתיות, תעסוקתיות.

מחקר איפת חשיפה כרוכה בדרך כלל שמירה על בעלי חיים בניסוייים סביבת בדיקה ידועה וקבועה תוך חשיפת בעלי החיים הניסיוניים לריכוז מוגדר של חומר בדיקת 8,9. מערכת חשיפת משאיפת nanoparticle כל הגוף מוצגת באיור 1. החדר כל הגוף הופעל על בסיס תזרים דינמי שבו הייתה זרימה ר?...

Watch this Scientific Journal Video about Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures at JoVE.com

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

מתקן משאיפת תרסיס nanoparticle כל גוף חשיפה נבנה עבור תחמוצת טיטניום בגודל ננו (טיו<sub&gt; 2</sub&gt;) מחקרי רעלים אינהלציה. מערכת זו מספקת ננו טיו<sub&gt; 2</sub&gt; אטמוספרות תרסיסי בדיקה שיש להם: 1) ריכוז יציב המוני; 2) הרכב הומוגני ללא מזהמים; ו3) התפלגות גודל חלקיקים יציב במהלך הדור בתרסיס.

כיווני שאיפת תרסיס Nanoparticle כל הגוף

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle ...

whole-body-nanoparticle-aerosol-inhalation-exposures

Research

JoVE Journal

Biology

15.7K Views.  West Virginia University. מתקן משאיפת תרסיס nanoparticle כל גוף חשיפה נבנה עבור תחמוצת טיטניום בגודל ננו (טיו 2) מחקרי רעלים אינהלציה. מערכת זו מספקת ננו טיו 2 אטמוספרות תרסיסי בדיקה שיש להם: 1) ריכוז יציב המוני; 2) הרכב הומוגני ללא מזהמים; ו3) התפלגות גודל חלקיקים יציב במהלך הדור ?...

Video: Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

Measuring Respiratory Function in Mice Using Unrestrained Whole-body Plethysmography

Respiratory dysfunction is one of the leading causes of morbidity and mortality in the world and the rates of mortality continue to rise. Quantitative assessment of lung function in rodent models is an important tool in the development of future therapies. Commonly used techniques for assessing respiratory function including invasive plethysmography and forced oscillation. While these techniques provide valuable information, data collection can be fraught with artefacts and experimental variability due to the need for anesthesia and/or invasive instrumentation of the animal. In contrast, unrestrained whole-body plethysmography (UWBP) offers a precise, non-invasive, quantitative way by which to analyze respiratory parameters. This technique avoids the use of anesthesia and restraints, which is common to traditional plethysmography techniques. This video will demonstrate the UWBP procedure including the equipment set up, calibration and lung function recording. It will explain how to analyze the collected data, as well as identify experimental outliers and artefacts that results from animal movement. The respiratory parameters obtained using this technique include tidal volume, minute volume, inspiratory duty cycle, inspiratory flow rate and the ratio of inspiration time to expiration time. UWBP does not rely on specialized skills and is inexpensive to perform. A key feature of UWBP, and most appealing to potential users, is the ability to perform repeated measures of lung function on the same animal.

The assessment of respiratory physiology has traditionally relied upon techniques, which require restraint or sedation of the animal. Unrestrained whole-body plethysmography, however, provides precise, non-invasive, quantitative analysis of respiratory physiology in animal models. In addition, the technique allows repeated respiratory assessment of mice allowing for longitudinal studies.

מדידת תפקודי נשימה בעכברים באמצעות Plethysmography של כל הגוף ללא ריסון

Respiratory dysfunction is one of the leading causes of morbidity and mortality in the world and the rates of mortality continue to rise. Quantitative ...

Chitosan/Interfering RNA Nanoparticle Mediated Gene Silencing in Disease Vector Mosquito Larvae

Vector mosquitoes inflict more human suffering than any other organism&#8212;and kill more than one million people each year. The mosquito genome projects facilitated research in new facets of mosquito biology, including functional genetic studies in the primary African malaria vector Anopheles gambiae and the dengue and yellow fever vector Aedes aegypti. RNA interference- (RNAi-) mediated gene silencing has been used to target genes of interest in both of these disease vector mosquito species. Here, we describe a procedure for preparation of chitosan/interfering RNA nanoparticles that are combined with food and ingested by larvae. This technically straightforward, high-throughput, and relatively inexpensive methodology, which is compatible with long double stranded RNA (dsRNA) or small interfering RNA (siRNA) molecules, has been used for the successful knockdown of a number of different genes in A. gambiae and A. aegypti larvae. Following larval feedings, knockdown, which is verified through qRT-PCR or in situ hybridization, can persist at least through the late pupal stage. This methodology may be applicable to a wide variety of mosquito and other insect species, including agricultural pests, as well as other non-model organisms. In addition to its utility in the research laboratory, in the future, chitosan, an inexpensive, non-toxic and biodegradable polymer, could potentially be utilized in the field.

Here we describe a procedure for inhibiting gene function in disease vector mosquitoes through the use of chitosan/interfering RNA nanoparticles that are ingested by larvae.

Chitosan / השתקת הגנים RNA Nanoparticle המתווכת להתערב במחלת וקטור כילה נגד זחלים

Vector mosquitoes inflict more human suffering than any other organism&#8212;and kill more than one million people each year. The mosquito genome projects ...

A Method for Selecting Structure-switching Aptamers Applied to a Colorimetric Gold Nanoparticle Assay

Small molecules provide rich targets for biosensing applications due to their physiological implications as biomarkers of various aspects of human health and performance. Nucleic acid aptamers have been increasingly applied as recognition elements on biosensor platforms, but selecting aptamers toward small molecule targets requires special design considerations. This work describes modification and critical steps of a method designed to select structure-switching aptamers to small molecule targets. Binding sequences from a DNA library hybridized to complementary DNA capture probes on magnetic beads are separated from nonbinders via a target-induced change in conformation. This method is advantageous because sequences binding the support matrix (beads) will not be further amplified, and it does not require immobilization of the target molecule. However, the melting temperature of the capture probe and library is kept at or slightly above RT, such that sequences that dehybridize based on thermodynamics will also be present in the supernatant solution. This effectively limits the partitioning efficiency (ability to separate target binding sequences from nonbinders), and therefore many selection rounds will be required to remove background sequences. The reported method differs from previous structure-switching aptamer selections due to implementation of negative selection steps, simplified enrichment monitoring, and extension of the length of the capture probe following selection enrichment to provide enhanced stringency. The selected structure-switching aptamers are advantageous in a gold nanoparticle assay platform that reports the presence of a target molecule by the conformational change of the aptamer. The gold nanoparticle assay was applied because it provides a simple, rapid colorimetric readout that is beneficial in a clinical or deployed environment. Design and optimization considerations are presented for the assay as proof-of-principle work in buffer to provide a foundation for further extension of the work toward small molecule biosensing in physiological fluids.

A protocol is provided to select structure-switching aptamers for small molecule targets based on a tunable stringency magnetic bead selection method. Aptamers selected with structure-switching properties are beneficial for assays that require a conformational change to signal the presence of a target, such as the described gold nanoparticle assay.

שיטה לבחירת Aptamers מיתוג מבנה יישומית לColorimetric זהב Nanoparticle Assay

Small molecules provide rich targets for biosensing applications due to their physiological implications as biomarkers of various aspects of human health ...

Design and Development of Aptamer&#8211;Gold Nanoparticle Based Colorimetric Assays for In-the-field Applications

The design and development of an aptamer&#8211;gold nanoparticle (AuNP) colorimetric assay for the detection of small molecules for in-the-field applications was examined. Target selective AuNP based color assays have been developed in controlled proof-of-concept laboratory settings. However, these schemes have not been exerted to a point of failure to determine their practical use beyond laboratory settings. This work describes a generic approach to design, develop, and troubleshoot an aptamer-AuNP colorimetric assay for small molecule analytes and using the assay for in-the-field settings. The assay is advantageous because adsorbed aptamers passivate the nanoparticle surfaces and provide a means to reduce and eliminate false positive responses to non-target analytes. Transitioning this system to practical uses required defining not only the shelf-life of the aptamer-AuNP assay, but establishing methods and procedures for extending the long-term storage capabilities. Also, one of the recognized concerns with colorimetric readout is the burden placed on analysts to accurately identify often subtle changes in color. To lessen the responsibility on analysts in the field, a color analysis protocol was designed to perform the color identification duties without the need for performing this task on laboratory grade equipment. The method for creating and testing the data analysis protocol is described. However to understand and influence the design of adsorbed aptamer assays, the interactions associated with the aptamer, target, and AuNPs require further study. The knowledge gained could lead to tailoring aptamers for improved functionality.

The design and development of an aptamer&#8211;gold nanoparticle colorimetric assay for the detection of small molecules for in-the-field applications was examined. Additionally, a smart-device colorimetric application (app) was validated and long-term storage of the assay was established for use in the field.

עיצוב ופיתוח של מבוסס Nanoparticle Aptamer-זהב מדד-צבע מבחנים עבור יישומי in-the-השדה

The design and development of an aptamer&#8211;gold nanoparticle (AuNP) colorimetric assay for the detection of small molecules for in-the-field ...

An Air-liquid Interface Bronchial Epithelial Model for Realistic, Repeated Inhalation Exposure to Airborne Particles for Toxicity Testing

For toxicity testing of airborne particles, air-liquid interface (ALI) exposure systems have been developed for in vitro tests in order to mimic realistic exposure conditions. This puts specific demands on the cell culture models. Many cell types are negatively affected by exposure to air (e.g., drying out) and only remain viable for a few days. This limits the exposure conditions that can be used in these models: usually relatively high concentrations are applied as a cloud (i.e., droplets containing particles, which settle down rapidly) within a short period of time. Such experimental conditions do not reflect realistic long-term exposure to low concentrations of particles. To overcome these limitations the use of a human bronchial epithelial cell line, Calu-3 was investigated. These cells can be cultured at ALI conditions for several weeks while retaining a healthy morphology and a stable monolayer with tight junctions. In addition, this bronchial model is suitable for testing the effects of repeated exposures to low, realistic concentrations of airborne particles using an ALI exposure system. This system uses a continuous airflow in contrast to other ALI exposure systems that use a single nebulization producing a cloud. Therefore, the continuous flow system is suitable for repeated and prolonged exposure to airborne particles while continuously monitoring the particle characteristics, exposure concentration, and delivered dose. Taken together, this bronchial model, in combination with the continuous flow exposure system, is able to mimic realistic, repeated inhalation exposure conditions that can be used for toxicity testing.

Described is the cell culture and exposure method of an in vitro bronchial model for realistic, repeated inhalation exposure to particles for toxicity testing.

מודל אפיתל ממשק נוזלי אוויר לחשיפה מציאותית וחוזרת ונשנית לחלקיקים מוטסים לבדיקות רעילות

For toxicity testing of airborne particles, air-liquid interface (ALI) exposure systems have been developed for in vitro tests in order to mimic realistic ...

Dosimetry for Cell Irradiation using Orthovoltage (40-300 kV) X-Ray Facilities

The importance of dosimetry protocols and standards for radiobiological studies is self-evident. Several protocols have been proposed for dose determination using low energy X-ray facilities, but depending on the irradiation configurations, samples, materials or beam quality, it is sometimes difficult to know which protocol is the most appropriate to employ. We, therefore, propose a dosimetry protocol for cell irradiations using low energy X-ray facility. The aim of this method is to perform the dose estimation at the level of the cell monolayer to make it as close as possible to real cell irradiation conditions. The different steps of the protocol are as follows: determination of the irradiation parameters (high voltage, intensity, cell container etc.), determination of the beam quality index (high voltage-half value layer couple), dose rate measurement with ionization chamber calibrated in air kerma conditions, quantification of the attenuation and scattering of the cell culture medium with EBT3 radiochromic films, and determination of the dose rate at the cellular level. This methodology must be performed for each new cell irradiation configuration as the modification of only one parameter can strongly impact the real dose deposition at the level of the cell monolayer, particularly involving low energy X-rays.

Dosimetry for Cell Irradiation using Orthovoltage 40-300 kV X-Ray Facilities

This document describes a new dosimetry protocol for cell irradiations using low energy X-ray equipment. Measurements are performed in conditions simulating real cell irradiation conditions as much as possible.

דוזימטריה עבור הקרנת תאים באמצעות Orthovoltage (40-300 kV) מתקני רנטגן

The importance of dosimetry protocols and standards for radiobiological studies is self-evident. Several protocols have been proposed for dose ...

Construction of a Realistic, Whole-Body, Three-Dimensional Equine Skeletal Model using Computed Tomography Data

Therapies based upon whole-body biomechanical assessments are successful for injury prevention and rehabilitation in human athletes. Similar approaches have rarely been used to study equine athletic injury. Degenerative osteoarthritis caused by mechanical stress can originate from chronic postural dysfunction, which, because the primary dysfunction is often distant from the site of tissue injury, is best identified through modeling whole-body biomechanics. To characterize whole-body equine kinematics, a realistic skeletal model of a horse was created from equine computed tomography (CT) data that can be used for functional anatomical and biomechanical modeling. Equine CT data were reconstructed into individual three-dimensional (3D) data sets (i.e., bones) using 3D visualization software and assembled into a complete 3D skeletal model. The model was then rigged and animated using 3D animation and modeling software. The resulting 3D skeletal model can be used to characterize equine postures associated with degenerative tissue changes as well as to identify postures that reduce mechanical stress at the sites of tissue injury. In addition, when animated into 4D, the model can be used to demonstrate unhealthy and healthy skeletal movements and can be used to develop preventative and rehabilitative individualized therapies for horses with degenerative lamenesses. Although the model will soon be available for download, it is currently in a format that requires access to the 3D animation and modeling software, which has quite a learning curve for new users. This protocol will guide users in (1) developing such a model for any organism of interest and (2) using this specific equine model for their own research questions.

The purpose of this protocol is to describe the method of creation of a realistic, whole-body, skeletal model of a horse that can be used for functional anatomical and biomechanical modeling to characterize whole-body mechanics.

בניית מודל שלד סוסים מציאותי, שלם,שלם, תלת-ממדי, באמצעות נתוני טומוגרפיה ממוחשבים

Therapies based upon whole-body biomechanical assessments are successful for injury prevention and rehabilitation in human athletes. Similar approaches ...

Nanoparticle Tracking Analysis for the Quantification and Size Determination of Extracellular Vesicles

The physiological and pathophysiological roles of extracellular vesicles (EVs) have become increasingly recognized, making the EV field a quickly evolving area of research. There are many different methods for EV isolation, each with distinct advantages and disadvantages that affect the downstream yield and purity of EVs. Thus, characterizing the EV prep isolated from a given source by a chosen method is important for interpretation of downstream results and comparison of results across laboratories. Various methods exist for determining the size and quantity of EVs, which can be altered by disease states or in response to external conditions. Nanoparticle tracking analysis (NTA) is one of the prominent technologies used for high-throughput analysis of individual EVs. Here, we present a detailed protocol for quantification and size determination of EVs isolated from mouse perigonadal adipose tissue and human plasma using a breakthrough technology for NTA representing major advances in the field. The results demonstrate that this method can deliver reproducible and valid total particle concentration and size distribution data for EVs isolated from different sources using different methods, as confirmed by transmission electron microscopy. The adaptation of this instrument for NTA will address the need for standardization in NTA methods to increase rigor and reproducibility in EV research.

We demonstrate how to use a novel nanoparticle tracking analysis instrument to estimate the size distribution and total particle concentration of extracellular vesicles isolated from mouse perigonadal adipose tissue and human plasma.

ניתוח מעקב חלקיקים לכימות וקביעת גודל של שלל חוץ-תאי

The physiological and pathophysiological roles of extracellular vesicles (EVs) have become increasingly recognized, making the EV field a quickly evolving ...

יעילות אנטי-מיקרוביאלית של בדים מצופים ננו-צמחי מרפא

An Antimicrobial Fabric Using Nano-Herbal Encapsulation of Essential Oils

Lab coats are widely used in biohazard laboratories and healthcare facilities as protective garments to prevent direct exposure to pathogens, spills, and burns. These cotton-based protective coats provide ideal conditions for microbial growth and attachment sites due to their porous nature, moisture-holding capacity, and retention of warmth from the user&#39;s body. Several studies have demonstrated the survival of pathogenic bacteria on hospital garments and lab coats, acting as vectors of microbial transmission.
A common approach to fix these problems is the application of antimicrobial agents in textile finishing, but concerns have been raised due to the toxicity and environmental effects of many synthetic chemicals. The ongoing pandemic has also opened a window for the investigation of effective antimicrobials and eco-friendly and toxic-free formulations. This study uses two natural bioactive compounds, carvacrol and thymol, encapsulated in chitosan nanoparticles, which guarantee effective protection against four human pathogens with up to a 4-log reduction (99.99%). These pathogens are frequently detected in lab coats used in biohazard laboratories.
The treated fabrics also resisted up to 10 wash cycles with 90% microbial reduction, which is sufficient for the intended use. We made modifications to the existing standard fabric tests to better represent the typical scenarios of lab coat usage. These refinements allow for a more accurate evaluation of the effectiveness of antimicrobial lab coats and for the simulation of the fate of any accidental microbial spills that must be neutralized within a short time. Further studies are recommended to investigate the accumulation of pathogens over time on antimicrobial lab coats compared to regular protective coats.

Author Spotlight: מארג אנטי-מיקרוביאלי באמצעות אנקפסולציה ננו-צמחית של שמנים אתריים  

Antimicrobial lab coats prevent the cross-contamination of pathogen accumulation and accidental bio-spills. Here, we describe the protocol for developing a skin-friendly antimicrobial fabric using nano-herbal encapsulation and modified standard tests to precisely evaluate the efficacy and suitability for typical usage of the lab coat.

מארג אנטי-מיקרוביאלי באמצעות אנקפסולציה ננו-צמחית של שמנים אתריים

Lab coats are widely used in biohazard laboratories and healthcare facilities as protective garments to prevent direct exposure to pathogens, spills, and ...