Listesi teşekkür ve finansman kaynakları. NIH-ES015022 ve ES018274 (TRN) NSF-Kooperatif Sözleşmesi 1003907 (VCM)

Tüm vücut nanoparçacık inhalasyon maruz adım adım çalışma prosedürleri aşağıda açıklanmıştır. Not: 1) 1. ve 3. adımları bir davlumbaz yapılmalıdır, 2) operatörleri (solunum, gözlük ve lastik eldiven) uygun kişisel koruyucu donanım giymelidir. 1. Klima TiO2 Nanopartikül Kuru Tozlar <ol><li> Bir saydam olmayan kapta nano-TiO2 tozlar yerleştirin. </li><li> Kabın kapağı açık bırakın. </li><li> Klima için en az 24 saat boyunca kuru bir desikatör içinde kap yerleştirin. </li></ol> 2. Veri Toplama ve Kontrol Sistemi, AGK ve ELPI ve Tüm Dönüştürücüler Isınma <ol><li> Hava izleme ve veri toplama sistemi ve aerosol izleme SMPS (TSI Inc, Shoreview, MN) ve ELPI (Dekati, Tampere, Finlandiya) için güç anahtarları açın ve en az 1 saat süreyle sistemleri ısınmak. </li><li> Gücü açınTüm dönüştürücüler anahtarları, en az 1 saat boyunca onları ısıtmak için. </li></ol> 3. Aerosol Jeneratörler içine TiO2 Nanopartikül Kuru Tozlar Yükleniyor <ol><li> Aerosol jeneratörleri üzerinde silindir kapakları açın ve aerosol jeneratörleri de filtreleri değiştirin. Not: Bir aerosol jeneratör bir silindir vardır. Kullanılmak üzere aerosol jeneratörleri sayısı maruz odası içinde bulunan parçacıkların istenen kütle konsantrasyonuna bağlıdır. </li><li> ~ 4 g nano-TiO2 tozlar tartılır ve her silindir yükleyin. </li><li> Silindir kapaklarını değiştirin. </li><li> Tüm alanlarda TiO2 kontaminasyon şüphesi ıslak silinmelidir. </li></ol> 4. Soluma Pozlama Odası Aerosol Jeneratörler bağlanması <ol><li> Inhalasyon maruz odası (TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Almanya) girişine de bir siklon ayırıcı bir manifoldu ile aerosol jeneratörleri tüm çıkışları bağlayın. </li><li> Basınçlı hava hortumu bağlayınaerosol jeneratörleri de Venturi dağıtıcılar. </li></ol> 5. Soluma Pozlama Odası&#39;na Hava İzleme ve Aerosol Örnekleme Girişleri bağlanması <ol><li> Sıcaklık ve bağıl nem (RH), basınç, inhalasyon maruz odası üzerinde atmosfer izleme portları test etmek için TSE Systems tarafından sağlanan O 2 ve CO 2 sensörleri bağlayın. </li><li> Inhalasyon maruz odası üzerinde aerosol örnekleme bağlantı noktalarından birine bir aerosol seyreltici girişine bağlayın ve sonra ELPI girişine kendi çıkış bağlayın. </li><li> Inhalasyon maruz odası üzerinde aerosol örnekleme bağlantı noktalarından birine SMPS bağlayın. </li><li> Maruz odası üzerinde aerosol örnekleme bağlantı noktalarından birine bir partikül konsantrasyonu monitör (TSE Sistemleri) girişine bağlayın. </li><li> PTFE membran filtre (P / N 66149, Pall şirket, Ann Arbor, Michigan) tartılır ve bir paslanmaz çelik filtre tutucu (In-Tox ürünleri, Moriarty NM) içine filtre yükleyin. </li><li> Girişine iletişimebir örnekleme pompası için bir inhalasyon maruz odası üzerinde aerosol örnekleme bağlantı noktalarından birine filtre önceden tartılmış ve bağlantı kendi çıkış ile paslanmaz çelik filtre tutucu. </li></ol> 6. Veri Toplama Sistemleri etkinleştirin <ol><li> Etkinleştir ELPI veri toplama yazılımı, ELPIVI, kurulum parametrelerini kontrol edin ve 5 dakika ~ için gömme pompa açın ve sonra ELPI sıfır. Kayıt öncesi maruz kalma konsantrasyonu. </li><li> SMPS veri toplama yazılımı etkinleştirin. Kayıt öncesi maruz kalma konsantrasyonu. </li><li> Etkinleştir yazılım, Daco (TSE Sistemleri), hava akış hızı, sıcaklık ve nem odası basıncı izleme ve kontrol için, sıcaklık ve RH, O 2 ve CO 2. </li></ol> 7. Soluma Pozlama Odası içine Deney Hayvanları Yükleniyor <ol><li> Deney hayvanları tartılır. </li><li> Hayvanlar maruz kaldıktan sonra, aynı tekrar kafeslerine konabilir böylece deney hayvanları ve kafesler işaretleyin nee eğerded. </li><li> Inhalasyon maruz odasının kapısını açın ve kablolu kafes içine deney hayvanları yükleyin. </li><li> Su hayvanlar için temin edilebilir. </li><li> Inhalasyon maruz odasının kapağını kapatın ve güvenli. </li><li> Sıkça sıkıntı belirtileri için poz odası gözlem pencerelerden hayvanlar gözlemlemek. Hayvanlar rahat ve normal çalışmıyor olmalıdır. Hızlı / nefes yorucu ise pozlama durdurun, anormal görünüm, postural anormallikler veya hareketsizlik gözlenmektedir. , Hayvanlar çıkarın orijinal kafesleri için iade, katılan veteriner ve / temas veya uygun Kurumsal Hayvan Bakım başlatmak ve Komite işlemleri kullanın. </li></ol> Not: adımları 8.7, 8.8 ve 8.17 gerçekleştirirken Operatörler kişisel koruyucu ekipman giymelidir. 8. Nanopartikül Aerosoller Küçük Hayvanlar maruz <ol><li> Inhalasyon maruz odasının egzoz vakum pompası açın. </li><li>Için veri toplama yazılımı, Daco, çalıştırın: bir, basınç, sıcaklık, nem, O gibi poz çevre verileri,) maruz kalma odasındaki basınç kontrol b), pozlama odasına filtre kuru hava tedarik, ve c) toplamak 2 ve CO 2. </li><li> Oda basıncında hafif negatif basınç (ayar noktası = -0.2 mbar) oluşturulması. </li><li> Aerosol jeneratörleri açın. </li><li> Sürekli solunması odasında partikül büyüklüğü ve bağıl kütle konsantrasyonu izlemek için ELPI ve SMPS veri toplama yazılımı çalıştırın. </li><li> Aerosol konsantrasyonu stabil olduğunda, ELPI monitörde konsantrasyon profili (Normalde: aerosol jeneratörleri operasyonda olduktan sonra bu 20 dakika sürer) plato ulaştı yani (örneğin, 1 saat) örnekleme zaman kurmak, ve aerosol örnekleme açın filtrelerle nanopartiküller temsilcisi örnek toplamak için pompa. </li><li> Örnekleme zaman ulaşıldığında, filtreleri kaldırabilirsiniz ve sa takınmaruz odası kaçan test materyalleri önlemek için kauçuk fişleri ile port mpling. </li><li> Filtreleri tartılır, ve yukarıda tarif edildiği gibi maruz odasındaki ortalama kitle konsantrasyonunun hesaplanması. </li><li> Ortalama konsantrasyon, hedef konsantrasyonu ise, manuel olarak hedef değere ulaşılana sağlamak için jeneratör akımı ayarlayın. </li><li> D = C x V m XTX F r, burada D = Doz, C testi malzemenin = ortalama kütle konsantrasyonu, V m = dakika hacmi, t = maruziyet süresi ve F r = fraksiyonu malzemesi olarak hayvan akciğerlerde partikül birikimi hesaplayın Bu çökelmiş ya da absorbe edilir. </li><li> Temiz, ön ağırlıklı filtreleri ile filtre sahipleri filtreler ve adımları tekrarlayın 8.6 ve 8.8 değiştirin. </li><li> Hayvan akciğerlerde pozlama odası ve hedeflenen partikül birikimi gerçek kütle konsantrasyonu dayanarak, kalan exp tahmin, t kalır gibi osure zaman = (D hedef-D) / (C x V m x F r) t kalır = maruziyet süresi kalır, D hedef = hedef doz, C = test malzemesi kütle konsantrasyonu, V m ortalama = Dakika hacmi, F r yatırılır veya emilir malzeme = kesir. </li><li> Kalır t ulaşıldığında aerosol jeneratörü kapatın. </li><li> Monitörün de belirtilen partikül konsantrasyonu odasında önceden maruz partikül konsantrasyonuna yakın oluncaya kadar maruz odasından hayvanlar çıkarmadan önce, filtrelenmiş hava ile solunması odası yıkayın. </li><li> Oda egzoz vakum pompası kapatın. </li><li> Veri toplama yazılımı, Daco durdurun. </li><li> Maruz kaldıktan sonra normal solunum ve davranış doğrulamak için hayvanları gözlemlemek, ve belge başka hiçbir çalışma komplikasyon eskiist. Burun akıntısı, solunum sıkıntısı veya başka bir hayvan refahı komplikasyonlar gözlenir ise, katılan veteriner ve / temas veya uygun Kurumsal Hayvan Bakım başlatmak ve Komite işlemleri kullanın. </li><li> ELPI ve SMPS veri toplama yazılımı durdurun. </li></ol> 9. Test Raporu Oluşturma 9.1 Test koşulları dahil <ol><li> Bu testte kullanılan aerosol üretim sistemi ve çalışma parametrelerinin tanımlanması. </li><li> Pozlama sırasında kullanılan tasarım, tip, boyutlar ve çalışma parametreleri de dahil olmak üzere maruz kalma aparatı açıklaması. </li><li> Ölçüm sıcaklık, nem, partikül boyutu ve gerçek konsantrasyon için donatım. </li><li> Atık hava ve kullanıldığında, test odasının içinde hayvanların konut yöntemi tedavisi. </li></ol> 9.2 Pozlama atmosfer veri içerir <ol><li> Inhalasyon ekipman doğru hava akışı oranları. </li><li> Sıcaklık ve nemhava. </li><li> Hayvan kafesleri yakın aerosol örnekleme bölgesinde Gerçek (analitik veya gravimetrik) konsantrasyonu. </li><li> Tane boyut dağılımı, ve hesaplanan sayısı ortalama aerodinamik çapı ve geometrik standart sapma. </li><li> Neden istenen odası konsantrasyonu ve / veya partikül boyutu açıklanması ve (varsa) elde edilemedi ve çabaları kurallar bu yönleri ile uyum için alınan. </li></ol> Diğer 9.3 <ol><li> Oda içeren inhalasyon tesiste biraz negatif basınç solunması laboratuvar kaçan test materyalleri önlemek için muhafaza edilmelidir. </li><li> Hayvan atıkların etkilerini ortadan kaldırmak için her gün maruz odası temizleyin. </li><li> ELPI, SMPS ve diğer enstrümanlar temizlenmiş ve kullanım kılavuzları dayalı kalibre edilmelidir. </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>

Bu raporda yer alan bulgular ve sonuçlar yazarların aittir ve İş Güvenliği ve Sağlığı Ulusal Enstitüsü görüşlerini temsil etmemektedir. Herhangi bir şirket adları veya ürün söz NIOSH tarafından onaylandığı anlamına gelmez, ne de alternatif ürünler kullanılamaz, ya da uygun değerlendirilerek yerine edemiyoruz o anlamına gelmez.

Biz monte ve tüm vücut nanoparçacık aerosol inhalasyon maruz sistemi burada tarif var. Sistem işlevselliğini state-of-the-art nanoparçacık aerosol karakterizasyon teknikleri ile doğrulandı. Bir roman nanoparçacık aerosol üretim sistemi ile bu solunması sistemi nispeten tutarlı sıcaklık, nem, hava akımı, ve deney hayvanları için oksijen içeriği ile iyi karakterize, kontrollü ve düzgün nanoparçacık aerosol testi atmosfer sağlayabilir. Pozlama sistemi hayvanlar, ya da uzun vadeli çalışmalar ...

<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

Soluma aerosolizable (ENM) nano-malzemeler mühendislik ile çalışan bireyler için en olası maruz yoldur. Düzgün nanoparçacık inhalasyon toksikoloji çalışmaları gerçekleştirmek için, bir oda konut aerosoller deney hayvanları olmalıdır: 1) sabit bir konsantrasyon maruz kalınan tüm riski dönem için istenilen düzeyde tutulur, 2) homojen bir yabancı maddelerden arındırılmış kompozisyon ve 3) istikrarlı bir Bir geometrik ortalama çap &lt;200 nm ve geometrik standart sapma ile boyut dağılımı g &lt;2,5 5 σ. Kolayca aglomera nanopartiküller çünkü nanopartiküller içeren aerosollerin üretimi oldukça zordur. Bu çok güçlü bir parçacık arası güçler, on ya da kırık edilmesi zor büyüklüğü 6 mikron, yüzlerce büyük fraktal yapılarının oluşumunu büyük ölçüde bağlıdır. Nebülizörleri, akışkan yatak, Venturi aspiratör ve Wright toz yem dahil olmak üzere birçok ortak aerosol jeneratörleri,, bizyeniden test, ancak hiçbiri kriterleri 5 karşılamak nanoparçacık aerosoller üretmek başardık. Bir bütün vücut nanoparçacık aerosol inhalasyon maruz sistemi, fabrikasyon onaylanmış ve nano-TiO2 inhalasyon toksikoloji çalışmaları için kullanılmıştır. Kritik bileşenleri: 1) yeni nano-TiO2 aerosol jeneratör, 2) 0,5 m 3 tüm vücut solunması odası ve 3) monitör ve kontrol sistemi. Kuru yükler nano-TiO2 tozlar (yığın yoğunluğu 3.8 g / cm 3 21 nm birincil çapı,) üretilen Nano-TiO2 aerosoller 90 LPM bir akış hızı (10.8 hava değişiklikleri / saat) maruz kalma odasına teslim edildi . Partikül boyut dağılımı ve kütle konsantrasyon profilleri tarama hareketlilik parçacık büyüklük (SMPS), ve elektrikli düşük basınç darbe (ELPI) ile sürekli olarak ölçüldü. Aerosol kütle konsantrasyonu (C) (mg / m 3) gravimetrik olarak doğrulandı. Kitle (M) Toplanan partiküllerin ön M ve M, örnekleme sonrası (mg) önce ve sonra filtrenin kitleler M = (M-sonrası M öncesi) olarak belirlenmiştir. Kitle konsantrasyonu olarak hesaplanmıştır C = M Q debi (m 3 / dak) örnekleme edilir / (Q * t), ve t örnekleme süresi (dakika) &#39;dir. Odacık basıncı, sıcaklık, bağıl nem (BN), O2 ve CO2 konsantrasyonları sürekli olarak izlenip kontrol edilmiştir. Nuclepore filtreleri toplanan Nano-TiO2 aerosoller bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını (EDX) analizi ile analiz edilmiştir. Özet olarak, nano-parçacık aerosoller oluştuğunda ve maruz kalma odasına teslim olduğunu bildirmektedir: 1) sabit kütle konsantrasyonu, 2) homojen kompozisyon yabancı maddelerden arındırılmış, 3) bir sayısı-medyan aerodinamik ile istikrarlı tane boyutu dağılımlarıaerosol üretimi sırasında 157 nm namik çapı. Bu sistem güvenilir ve sürekli mesleki, çevresel veya yerli ENM aerosol maruz simüle testi atmosfer oluşturur.

Bir solunması çalışma tipik olarak bir test malzemesi 8,9 arasında tanımlanmış bir yoğunlukta için deneysel bir hayvan teşhir ederken bir bilinen ve sabit bir test ortamında, bir deney hayvanı korumak içerir. Tüm vücut nanoparçacık solunması sistemi Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Odası ile hava 90 LPM sürekli bir akış var nerede tüm vücut odası dinamik bir akış olarak ameliyat edildi. Bu hava akımı akut inhalasyon pozlama 7 için ABD Çevre Kor...

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

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

Bir bütün vücut nanoparçacık aerosol inhalasyon maruz tesisi (TiO nano boyutlu titanyum dioksit için inşa edilmiştir<sub&gt; 2</sub&gt;) Inhalasyon toksikoloji çalışmaları. Bu sistem nano-TiO sağlar<sub&gt; 2</subSahip&gt; Test aerosol ortamlar: 1) sabit bir kütle konsantrasyonu, 2) homojen bir kompozisyon yabancı maddelerden arındırılmış ve aerosol üretim sırasında 3) sabit bir parçacık boyutu dağılımı.

Tüm-Vücut Nanopartikül Aerosol Solunum Etkilenmeler

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 Görüntüleme.  West Virginia University. Bir bütün vücut nanoparçacık aerosol inhalasyon maruz tesisi (TiO nano boyutlu titanyum dioksit için inşa edilmiştir 2) Inhalasyon toksikoloji çalışmaları. Bu sistem nano-TiO sağlar 2 Test aerosol ortamlar: 1) sabit bir kütle konsantrasyonu, 2) homojen bir kompozisyon yabancı maddelerden arındırılmış ve aerosol üretim sırasında 3) sabit bir parçacık boyutu dağılımı.

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.

Yarı Tüm vücut pletismografisi kullanılarak Farelerde Solunum Fonksiyon Ölçme

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

Biyoloji

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.

Hastalık Vektör Sivrisinek Larva içinde Kitosan / Müdahale RNA Nanopartikül Aracılı gen susturma

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.

Bir Kolorimetrik Altın Nanopartikül Testi Uygulanan Yapı-anahtarlama aptamers seçilmesi için bir yöntem

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.

In-alan uygulamaları için tasarım ve Aptamer-Altın Nanopartikül Tabanlı Kolorimetrik Tahliller Gelişimi

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.

Toksisite Testi için Havadaki Parçacıklara Gerçekçi, Tekrarlanan Soluma Maruziyeti için Hava Sıvısı Arayüzü Bronşiyal Epitel Modeli

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.

Ortovoltage (40-300 kV) X-Ray İmkanları Kullanılarak Hücre Işıtması için Dozimetri

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.

Bilgisayarlı Tomografi Verileri Kullanılarak Gerçekçi, Tüm Vücut, Üç Boyutlu At İskelet Modelinin Yapımı

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.

Hücre Dışı Veziklinlerin Nicelleştirilmesi ve Boyut Tayini için Nanopartikül Takip Analizi

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

Nano Bitki Kaplı Kumaşların Antimikrobiyal Etkinliği

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.

Yazar Spotlight: Esansiyel Yağların Nano-Bitkisel Kapsüllemesini Kullanan Antimikrobiyal Bir Kumaş  

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.

Uçucu yağların nano-bitkisel kapsüllemesini kullanan bir antimikrobiyal kumaş

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