Name: whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposures
Uploaded: 2013-05-07T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures at JoVE.com

Liste anerkendelser og finansieringskilder. NIH-ES015022 og ES018274 (TRN) NSF-samarbejdsaftale 1003907 (VCM)

De hel-krop nanopartikel eksponering ved indånding trin-for-trin operationelle procedurer er beskrevet som følger. Note: 1) trin 1 og 3 skal udføres i et stinkskab, 2) den erhvervsdrivende skal bære egnede personlige værnemidler (åndedrætsværn, beskyttelsesbriller og gummihandsker). 1.. Conditioning TiO 2 Nanopartikel tørre pulvere <ol><li> Placer nano-TiO2 pulvere i en uigennemsigtig beholder. </li><li> Aflever b...

<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>

Vi har samlet og beskrevet her i en hel-krops nanopartikel aerosol indånding system. Systemet funktionalitet blev valideret med state-of-the-art nanopartikel aerosol karakteriseringsteknikker. Med en roman nanopartikel aerosol generation af systemet, kan dette eksponering ved indånding systemet give et godt karakteriseret, styret og ensartet nanopartikler aerosoltesten atmosfære med relativt ensartet temperatur, luftfugtighed, luft-flow, og iltindhold for forsøgsdyr. Eksponeringen system er mest effektive for et sto...

<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

Indånding er den mest sandsynlige eksponeringsvej for personer, der arbejder med aerosolizable manipuleret nano-materialer (ENM). Til korrekt udføre nanopartikel indånding toksikologiske undersøgelser af aerosoler i et kammer boliger forsøgsdyrene skal have: 1) en stabil koncentration holdes på et ønsket niveau for hele eksponeringsperioden, 2) en homogen sammensætning fri for forurenende stoffer, og 3) en stabil størrelsesfordeling med en geometrisk gennemsnitlig diameter &lt;200 nm og en geometrisk standardafvigelse σ g &lt;2.5 5. Den generation af aerosoler, der indeholder nanopartikler er ganske udfordrende, fordi nanopartikler let klumpe. Dette skyldes i høj grad meget stærke inter-partikel kræfter og dannelsen af store fraktale strukturer snesevis eller hundredvis af mikron 6, som er vanskelige at blive brudt op. Flere fælles aerosolgeneratorer, herunder nebulizers, fluid senge, Venturi Aspiratører og Wright støvet foder, vire afprøvet, men ingen var i stand til at producere nanopartikler aerosoler, som opfylder alle kriterier 5.. En hel-krops nanopartikel aerosol indånding system blev fabrikeret, valideret og anvendt til nano-TiO2 indånding toksikologiske undersøgelser. Kritiske komponenter: 1) nye nano-TiO2 aerosol generator, 2) 0.5 m 3 hele kroppen indånding kammer, og 3) overvåge og kontrolsystem. Nano-TiO2 aerosoler, der genereres fra bulk tør nano-TiO2 pulvere (primær diameter på 21 nm, rumvægt på 3,8 g / cm 3) blev leveret i eksponeringen kammeret ved en strømningshastighed på 90 lpm (10.8 luftudskiftninger / time) . Partikelstłrrelsesfordelingen og masse koncentration profiler blev målt kontinuerligt med en scanning mobilitet Particle Sizer (SMPS), og en elektrisk lavtryk slaglegeme (ELPI). Den aerosolmassen koncentration (C) blev verificeret gravimetrisk (mg / m 3). Massen (M) Af de indsamlede partikler blev bestemt som M = (M post-M pre), hvor M før og M indlæg er masser af filteret før og efter prøvetagning (mg). Massekoncentrationen blev beregnet som C = M / (Q * t), hvor Q er prøveudtagning flowhastighed (m 3 / min), og t er prøveudtagning (minut). Kammeret tryk, temperatur, relativ luftfugtighed (RH), O 2 og CO 2-koncentrationer blev overvåget og kontrolleret kontinuerligt. Nano-TiO2 aerosoler indsamlet på Nuclepore filtre blev analyseret med en scanning elektron mikroskop (SEM) og energi Dispersive X-ray (EDX) analyse. Sammenfattende rapporterer vi, at nano-partikel aerosoler genereres og leveres til vores ekspositionskammeret har: 1) steady massekoncentration, 2) homogen sammensætning fri for forurenende stoffer, 3) stabile partikelstørrelsesfordelinger med en optælling-median aerodymisk diameter på 157 nm under aerosoldannelse. Dette system pålideligt og gentagne gange skaber test atmosfærer, der simulerer erhvervsmæssige, miljømæssige eller indenlandsk ENM aerosol engagementer.

En eksponering ved indånding undersøgelse involverer typisk opretholde et forsøgsdyr i en kendt og konstant testmiljø mens udsætter den eksperimentelle dyr til en defineret koncentration af et testmateriale 8,9. Hele kroppen nanopartikel indånding er vist i figur 1.. Hele kroppen kammer blev opereret på et dynamisk flow basis, hvor der var en 90 LPM konstant luftstrøm gennem kammeret. Denne luftstrøm forudsat 10,8 luftskifter / time, som overstiger det minimum antal luftskifte (10,0)...

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

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

En hel-krops nanopartikel aerosol indånding facilitet blev bygget for nanostørrelse titandioxid (TiO<sub&gt; 2</sub&gt;) Indånding toksikologiske undersøgelser. Dette system giver nano-TiO<sub&gt; 2</sub&gt; Aerosoltesten atmosfære, der har: 1) en konstant massekoncentration, 2) en homogen sammensætning fri for forurenende stoffer, og 3) en stabil partikelstørrelsesfordeling under aerosoldannelse.

Hele kroppen Nanopartikel aerosolinhalation Engagementer

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

Research

JoVE Journal

Biology

Measuring Respiratory Function in Mice Using Unrestrained Whole-body Plethysmography

Måling respiratoriske funktion på mus med Hæmningsløs Helkrops plethysmografi

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

Chitosan / interfererende RNA Nanopartikel medieret gendæmpning i Disease Vector myggelarver

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

En metode til at vælge Struktur-skifte Aptamerer Anvendt på en kolorimetrisk Gold Nanopartikel 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

Design and Development of AptamerÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Å“Gold Nanoparticle Based Colorimetric Assays for In-the-field Applications

Design og Udvikling af aptamer-Gold Nanopartikel kolorimetrisk Analyser 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 ...

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

En luft-flydende Interface Bronchial Epitel Model for realistisk, gentagen indånding Eksponering for luftbårne partikler til toksicitet Test

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

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

Dosimetri til cellebestråling ved hjælp af orthovoltage (40-300 kV) røntgenfaciliteter

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

Konstruktion af en realistisk, helkrops, tredimensionel hesteskeletalmodel ved hjælp af computertomografidata

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

Nanopartikler Tracking Analyse for kvantificering og størrelse bestemmelse af ekstracellulære vesikler

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

Antimicrobial Efficacy of Nano-Herbal-Coated Fabrics

An Antimicrobial Fabric Using Nano-Herbal Encapsulation of Essential Oils

An Antimicrobial Fabric Using Nano-Herbal Encapsulation of Essential Oils (Video) | JoVE 

Et antimikrobielt stof ved hjælp af nano-urteindkapsling af æteriske olier

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

Direct Synthesis of Gold Nanoparticles for Protein Localization Analysis

Direct Synthesis of EM-Visible Gold Nanoparticles in Cells for Protein Localization Analysis with Well-Preserved Ultrastructure

Direct Synthesis of EM-Visible Gold Nanoparticles in Cells for Protein Localization Analysis with Well-Preserved Ultrastructure (Video) | JoVE 

Direkte syntese af EM-synlige guldnanopartikler i celler til proteinlokaliseringsanalyse med velbevaret ultrastruktur

Analyzing the precise localization of protein molecules in cells with ultrastructural resolution is of great significance for the study of various ...