목록 승인 및 자금 조달. NIH-ES015022 및 ES018274 (TRN) NSF-협력 협정 1,003,907 (VCM)

전신 나노 입자의 흡입 노출 단계별 운영 절차는 다음과 같이 설명되어 있습니다. 주 : 1) 1 단계와 3 흄 후드에서 수행되어야한다 2) 연산자 (호흡, 고글, 고무 장갑) 적절한 개인 보호 장비를 착용해야합니다. 1. 에어컨 광촉매 나노 입자 건조 분말 <ol><li> 불투명 한 용기에 나노 광촉매 분말을 넣습니다. </li><li> 용기 뚜껑을 열어 둡니다. </li><li> 에어컨 적어도 24 시간 동안 건조 데시 케이 터에 컨테이너를 배치합니다. </li></ol> 2. 데이터 수집 및 제어 시스템, SMPS 및 ELPI 및 모든 트랜스 듀서 워밍업 <ol><li> 공기 모니터링 및 데이터 수집 시스템 및 에어로졸 모니터링 SMPS (TSI 주식 회사, 쇼어, MN) 및 ELPI (Dekati, 탐 페레, 핀란드)의 전원 스위치를 끄고, 최소 1 시간 동안 시스템을 따뜻하게. </li><li> 전원을 켭니다모든 트랜스 듀서 스위치는 적어도 1 시간 동안 그들을 따뜻하게. </li></ol> 3. 에어로졸 발생기에 광촉매 나노 입자 건조 분말을로드 <ol><li> 에어로졸 발생기에 실린더 캡을 열고, 에어로졸 발전기 필터를 교체합니다. 참고 : 하나의 에어로졸 발생기는 하나의 실린더가있다. 사용되는 에어로졸 발생기의 수는 노출 챔버에서 입자의 원하는 질량 농도에 따라 달라집니다. </li><li> ~ 4g 나노 광촉매 분말의 무게를 각 실린더에 그들을로드합니다. </li><li> 실린더 캡을 교체합니다. </li><li> 모든 분야 광촉매 오염의 의심이 젖은 삭제해야합니다. </li></ol> 4. 흡입 노출 챔버에 에어로졸 발생기를 연결 <ol><li> 흡입 노출 챔버 (TSE 시스템 GmbH에, 나쁜 Homburg, 독일)의 입구에있는 사이클론 분리기 매니 폴드를 통해 에어로졸 발생기의 모든 콘센트를 연결합니다. </li><li> 압축 공기 배관에 연결에어로졸 발전기 벤 투리 분산기. </li></ol> 5. 흡입 노출 챔버에 공기 모니터링 및 에어로졸 샘플링 인렛 연결 <ol><li> 온도 및 상대 습도 (RH), 압력, 흡입 노출 챔버에서 분위기 모니터링 포트를 테스트하는 TSE 시스템에서 제공 O 2 및 CO 2 센서를 연결합니다. </li><li> 흡입 노출 챔버에서 에어로졸 샘플링 포트 중 하나에 에어로졸 dilutor의 입구를 연결 한 다음 ELPI의 입구에 해당 콘센트에 연결합니다. </li><li> 흡입 노출 챔버에서 에어로졸 샘플링 포트 중 하나에 SMPS를 연결합니다. </li><li> 노출 챔버에서 에어로졸 샘플링 포트 중 하나에 입자 농도 모니터 (TSE 시스템)의 입구를 연결합니다. </li><li> PTFE 멤브레인 필터 (P / N 66149, 폴 법인, 앤 아버, 미시간)의 무게와 스테인레스 스틸 필터 홀더 (중 - 독극물 제품, 모리아 티 NM)에 필터를로드합니다. </li><li> 의 입구에 연결샘플링 펌프 흡입 노출 챔버에서 에어로졸 샘플링 포트 중 하나에 필터를 미리 무게를 측정하고, 연결의 콘센트 스테인레스 스틸 필터 홀더. </li></ol> 6. 데이터 수집 시스템을 활성화 <ol><li> 활성화 ELPI 데이터 수집 소프트웨어 ELPIVI는 설정 매개 변수를 확인하고 5 분 ~를위한 세척 펌프의 전원을 켠 다음, ELPI을 제로. 기록 전 노출 농도. </li><li> SMPS 데이터 수집 소프트웨어를 활성화합니다. 기록 전 노출 농도. </li><li> 활성화 소프트웨어, DACO (TSE 시스템), 공기 유량, 온도 및 상대 습도 챔버 압력을 모니터링 및 제어, 온도와 RH, O 2와 CO 2. </li></ol> 7. 흡입 노출 챔버에 실험 동물을로드 <ol><li> 실험 동물의 무게. </li><li> 동물이 노출 된 후 같은 새장에 다시 넣을 수 있도록 실험 동물 케이지를 표시하면 니DED. </li><li> 흡입 노출 챔버의 문을 열고 유선 케이지에 실험 동물을로드합니다. </li><li> 물은 동물을 제공 할 수 있습니다. </li><li> 흡입 노출 챔버의 문을 닫고 고정합니다. </li><li> 자주 고통의 흔적이 노출 챔버 관찰 창을 통해 동물을 관찰합니다. 동물을 끌어 일반적으로 행동해야한다. 신속한 / 호흡을 고심한 흔적이있는 경우, 노출을 중단, 비정상적인 모양, 자세 이상 또는 부동이 관찰된다. , 동물을 제거 원래 케이지에 반환 참석 수의사 및 / 문의하거나 해당 기관 애니멀 케어를 시작하고위원회의 절차를 사용합니다. </li></ol> 참고 : 단계 8.7, 8.8 및 8.17을 수행 할 때 연산자 개인 보호 장비를 착용해야합니다. 8. 나노 입자 에어로졸에 작은 동물에 노출 <ol><li> 흡입 노출 챔버의 배기 진공 펌프를 켭니다. </li><li>의 데이터 수집 소프트웨어, DACO를 실행 : 같은 압력, 온도, 상대 습도, ​​O 등의 노출 환경의 데이터를) 노출 챔버에서 압력을 조절) B, 노출 챔버 필터 건조한 공기를 공급하고, C)의 수집 2와 CO 2. </li><li> 챔버 압력에서 약간 부정적인 압력 (설정 점 = -0.2 밀리바) 설정합니다. </li><li> 에어로졸 발생기의 전원을 켭니다. </li><li> 지속적으로 흡입 노출 챔버에서 입자의 크기 및 상대 질량 농도를 모니터링하는 ELPI 및 SMPS 데이터 수집 소프트웨어를 실행합니다. </li><li> 에어로졸 농도가 안정되면, ELPI 모니터에 집중 프로필 (일반적으로 : 에어로졸 발전기가 가동 된 뒤에 20 분 정도 소요) 고원에 도달 즉, (예를 들어, 1 시간) 샘플링 시간을 설정하고, 에어로졸 샘플링 설정 필터 나노 입자의 대표 샘플을 수집하는 펌프. </li><li> 샘플링 시간에 도달하면 필터를 제거하고 SA를 연결노출 챔버에서 탈출 시험 물질을 방지하기 위해 고무 플러그와 포트를 mpling. </li><li> 필터를 달아 위에서 설명한대로 노출 챔버의 평균 질량 농도를 계산한다. </li><li> 평균 농도가 목표 농도가 꺼져있는 경우, 수동으로 목표 농도가 달성되도록하기 위해 발전기의 공기 흐름을 조절합니다. </li><li> D = C X V m XTX F R, 여기서 D = 용량, C 시험 재료의 평균 질량 농도, V m = 분, 양, t = 노출 기간, F의 R = 분수 소재로 동물의 폐에 입자 증착을 계산 그는 입금 또는 흡수된다. </li><li> 깨끗하고 사전 가중 필터를 필터 홀더에 필터 단계를 반복 8.6 및 8.8을 대체합니다. </li><li> 동물의 폐에 노출 챔버와 대상 입자의 증착 실제 질량 농도에 따라, 나머지 경험치를 추정, t는 남아 osure 시간 = (D 대상-D) / (C X V m X F R) t이 남아 = 노출 시간 유지, D 대상 = 대상 량, C = 시험 물질의 질량 농도, V m을 의미 = 분당 호흡량, F R 입금하거나 흡수 재료의 비율. </li><li> 남아 t에 도달 할 때 에어로졸 발생기의 전원을 끕니다. </li><li> 모니터에 표시된 입자 농도는 챔버의 사전 노출 입자 농도에 가까운 때까지 노출 챔버에서 동물을 제거하기 전에, 여과 된 공기와 함께 흡입 노출 챔버를 세척하십시오. </li><li> 챔버 배기 진공 펌프를 끕니다. </li><li> 데이터 수집 소프트웨어 DACO를 중지합니다. </li><li> 노출 된 후 정상 호흡과 동작을 확인하기 위해 동물을 관찰하고 문서화하는 것이 다른 연구 합병증 예 없음IST. 콧물, 호흡 곤란이나 다른 동물 복지 합병증이 관찰되는 경우, 참석 수의사 및 / 문의하거나 해당 기관 애니멀 케어를 시작하고위원회의 절차를 사용합니다. </li><li> ELPI 및 SMPS 데이터 수집 소프트웨어를 중지합니다. </li></ol> 9. 시험 보고서 만들기 9.1 시험 조건은 다음과 같습니다 <ol><li> 이 테스트에 사용 된 에어로졸 생성 시스템과 작동 매개 변수에 대한 설명입니다. </li><li> 노출 동안 사용 디자인, 유형, 크기 및 운영 매개 변수를 포함 노광 장치의 설명입니다. </li><li> 측정 온도, 습도, 입자 크기 및 실제 농도 장비. </li><li> 배기 공기와 사용하면 테스트 챔버에서 동물을 유숙하는 방법의 치료. </li></ol> 9.2 노출 분위기 데이터를 포함 <ol><li> 흡입 장치를 통해 공기 흐름 속도. </li><li> 온도 및 습도공기. </li><li> 동물 케이지 근처 에어로졸 샘플링 영역의 실제 (분석 또는 중량) 농도. </li><li> 입자 크기 분포 및 계산 횟수 평균 공기 역학적 직경과 기하 표준 편차. </li><li> 왜 원하는 챔버 농도 및 / 또는 입자 크기에 관해서 설명 (해당되는 경우)을 달성 할 수 있고, 노력은 지침의 이러한 측면을 준수하는 데 걸리는. </li></ol> 기타 9.3 <ol><li> 방 포함하는 흡입 시설에서 약간 부정적인 압력은 흡입 노출 실험실을 탈출 시험 자료를 방지하기 위해 유지되어야한다. </li><li> 동물 폐기물의 영향을 제거하기 위해 매일 노출 챔버를 청소합니다. </li><li> ELPI, SMPS 및 기타 악기 세척 및 사용자 매뉴얼에 따라 조정해야한다. </li></ol>

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	<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>

이 보고서의 결과 및 결론은 저자의 견해이며, 반드시 산업 안전 보건 국립 연구소의 관점과 관련이 없습니다. 어떤 회사 이름 또는 제품을 언급 NIOSH에 의해 승인을 의미하지 않으며, 다른 제품에 사용할 수없는, 또는 적절한 평가 후 대체 할 수없는 것이 그것을 의미하는 것은 아닙니다.

우리는 조립 전신 나노 입자 에어로졸 흡입 노출 시스템에 여기에 설명했다. 시스템 기능은 최첨단 나노 입자 에어로졸 특성화 기술을 검증 하였다. 새로운 나노 입자 에어로졸 생성 시스템으로,이 흡입 노출 시스템은 비교적 일관된 온도, 습도, 공기 흐름, 실험 동물을위한 산소 함량과 잘 특징, 제어 및 균일 한 나노 입자 에어로졸 시험 분위기를 제공 할 수 있습니다. 노출 시스템은 동물, 또는 ?...

<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

흡입 aerosolizable이 (ENM) 나노 재료 설계 작업을 개인에 대한 가장 가능성이 높은 노출 경로입니다. 제대로 나노 입자의 흡입 독성 연구를 수행하기 위해 챔버 하우징 에어로졸 실험 동물이 필요합니다 1) 정상 농도가 전체 노출 기간 동안 원하는 수준으로 유지 2) 동질 오염 물질 조성, 3) 안정적 기하 평균 직경 &lt;200 nm의 기하학적 표준 편차의 크기 분포는 g &lt;2.5, σ. 쉽게 응집 나노 입자 때문에 나노 입자를 포함하는 에어로졸의 생성은 매우 도전이다. 이것은 매우 강력한 입자 간 힘과 수십 나눌 수하기 어려운 크기 6 미크론의 수백 큰 프랙탈 구조의 형성에 크게 때문입니다. 분무기, 유동층, 벤 흡인기와 라이트 먼지 피드 등의 몇 가지 일반적인 에어로졸 발생기, 우리다시 테스트를하지만, 아무도는 모든 표준에게 5를 만족 나노 입자 에어로졸을 생성 할 수 없었다. 전신 나노 입자 에어로졸 흡입 노출 시스템은 조작 검증 및 나노 광촉매 흡입 독성 연구에 활용 하였다. 중요한 구성 요소 : 1) 새로운 나노 광촉매 에어로졸 발생기 2) 0.5 m 3 전신 흡입 노출 챔버, 3) 감시 제어 시스템. 대량 건조 나노 광촉매 분말 (밀도 3.8 g / cm 3 21 ㎚의 기본 직경)에서 생성 된 나노 광촉매 에어로졸은 90 LPM의 유량 (10.8 공기 변화 / HR)에 노출 챔버로 전달 된 . 입자 크기 분포와 질량 농도 프로파일을 스캔 이동성 입자 선별기 (SMPS) 및 전기 저압 충격기 (ELPI)를 연속적으로 측정 하였다. 에어로졸 질량 농도 (C)는 (㎎ / m 3) 중량 측정 확인 하였다. 질량 (M) 수집 된 입자는 M 사전 및 M 포스트 샘플링 (MG) ​​전후 필터의 질량입니다 M = (M 포스트-M 프리)로 측정 하였다. 질량 농도는 다음과 같이 계산 C = M Q는 유량 (m 3 / 분) 샘플링 / (Q * T), 그리고 t는 샘플링 시간 (분)입니다. 챔버 압력, 온도, 상대 습도 (RH), O 2와 CO 2 농도 모니터링하고 지속적으로 조절 하였다. Nuclepore 필터에 수집 된 나노 광촉매 에어로졸은 주사 전자 현미경 (SEM)과 에너지 분산 X-선 (EDX) 분석을 분석 하였다. 요약하면, 우리는 나노 입자 에어로졸 생성하고 노출 챔버에 전달 것을보고 : 1) 안정 질량 농도 2) 균일 한 조성 오염 물질 3) 카운트 평균 aerody 안정된 입자 크기 분포를에어로졸 생성하는 동안 157 나노 미터의 역학적 직경. 이 시스템은 안정적이고 반복적 직업, 환경 또는 국내 ENM 에어로졸 노출을 모의 시험 분위기를 만듭니다.

흡입 노출 연구는 일반적으로 시험 물질 8,9의 정의 농도로 실험 동물을 노출하면서 알려진 지속적인 테스트 환경에서 실험 동물을 유지하는 포함한다. 전신 나노 입자의 흡입 노출 시스템은 그림 1에 표시됩니다. 챔버를 통해 공기의 90 LPM 연속 흐름이 어디​​에 있었 전신 챔버는 동적 흐름을 기준으로 운영되었다. 이 공기 흐름 급성 흡입 노출 7 미국 환경 보호?...

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Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

전신 나노 입자 에어로졸 흡입 노출 시설은 (산화 티타늄 나노 크기의 이산화 티탄을 위해 건설되었다<sub&gt; 2</sub&gt;) 흡입 독성 연구. 이 시스템은 나노 산화 티타늄을 제공합니다<sub&gt; 2</sub이&gt; 에어로졸 시험 대기 : 1) 안정 질량 농도 2) 균일 한 조성 오염 물질, 에어로졸 생성하는 동안 3) 안정적인 입자 크기 분포.

전신 나노 입자 에어로졸 흡입 노출

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 조회수.  West Virginia University. 전신 나노 입자 에어로졸 흡입 노출 시설은 (산화 티타늄 나노 크기의 이산화 티탄을 위해 건설되었다 2) 흡입 독성 연구. 이 시스템은 나노 산화 티타늄을 제공합니다 2 에어로졸 시험 대기 : 1) 안정 질량 농도 2) 균일 한 조성 오염 물질, 에어로졸 생성하는 동안 3) 안정적인 입자 크기 분포.

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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.

무제한 전신 혈량 측정법을 사용하여 마우스의 호흡 기능을 측정

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

연구

생물학

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.

질병 벡터 모기 유충의 키토산 / 간섭 RNA 나노 입자 중재 유전자 음소거

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.

색채 금 나노 입자 분석에 적용 구조 전환 앱 타머를 선택하는 방법

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.

인 - 더 - 필드 응용 프로그램에 대한 설계 및 앱 타머 - 금 나노 입자 기반 비색 분석법 개발

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.

독성 테스트를 위해 공기 중 입자에 대한 사실적이고 반복적인 흡입 노출을 위한 공기 액체 인터페이스 기관지 상피 모델

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.

정형 전압 (40-300 kV) X 선 시설을 사용하여 세포 조사를위한 Dosimetry

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.

컴퓨터 단층 촬영 데이터를 사용하여 현실적이고 전신, 입체 말 골격 모델 구축

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.

세포외 소포의 정량화 및 크기 측정을 위한 나노 입자 추적 분석

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

Nano-Herbal-Coated Fabrics의 항균 효능

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.

저자 스포트라이트: 에센셜 오일의 나노 허브 캡슐화를 사용한 항균 직물  

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.

에센셜 오일의 나노 허브 캡슐화를 이용한 항균 직물

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