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 opphavspersoner og finansieringskilder. NIH-ES015022 og ES018274 (TRN) NSF-samarbeidsavtale 1003907 (VCM)

De hele kroppen nanopartikler inhalasjonseksponering trinn-for-trinn operasjonsprosedyrer er beskrevet som følger. Merk: 1) trinn 1 og 3 bør utføres i et avtrekksskap, 2) operatører må bruke egnet personlig verneutstyr (åndedrettsvern, vernebriller og gummihansker). En. Condition TiO2 nanopartikler tørt pulver <ol><li> Plasser nano-TiO2 pulver i en ikke-transparent beholder. </li><li> Forlate beholderen lokket åpen...

<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-kropp nanopartikler aerosol innånding eksponering system. Systemets funksjonalitet ble validert med state-of-the-art nanopartikler aerosol karakterisering teknikker. Med en roman nanopartikler aerosol generasjons system, kan dette inhalasjonseksponering systemet gi en godt karakterisert, kontrollert og ensartet nanopartikler aerosol test atmosfære med relativt jevn temperatur, fuktighet, luftstrøm, og oksygeninnhold for forsøksdyr. Eksponeringen system er mest effektive for et...

<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

Innånding er den mest sannsynlige eksponering rute for personer som arbeider med aerosolizable konstruert nano-materialer (ENM). Til riktig utføre nanopartikkel inhalasjon toksikologiske studier aerosolene i en kammerhuset de eksperimentelle dyrene må ha: 1) en jevn konsentrasjon opprettholdes på et ønsket nivå for hele eksponeringsperiode, 2) en homogen blanding fri for forurensninger, og 3) en stabil størrelse fordeling med et geometrisk gjennomsnitt diameter &lt;200 nm og en geometrisk standardavvik σ g &lt;2,5 5. Generering av aerosoler som inneholder nanopartikler er ganske utfordrende fordi nanopartikler lett klumpe. Dette skyldes i stor grad meget sterke inter-partikkel krefter og dannelse av store fraktal strukturer i titalls eller hundrevis av mikron i størrelse 6, som er vanskelig å bli brutt opp. Flere vanlige aerosol generatorer, inkludert nebulizers, fluidized senger, Venturi sugepumper og Wright støv fôr, vire testet, men ingen var i stand til å produsere nanopartikler aerosoler som tilfredsstiller alle kriteriene 5. En hel-kropp nanopartikler aerosol innånding eksponering systemet ble fabrikkert, validert og benyttet til nano-TiO2 innånding toksikologiske studier. Kritiske komponenter: 1) romanen nano-TiO2 aerosol generator, 2) 0,5 m 3 hele kroppen inhalasjonseksponering kammer, og 3) overvåke og kontrollere systemet. Nano-TiO2 aerosoler frembrakt fra bulk tørre nano-TiO2 pulvere (primær diameter på 21 nm, bulk-tetthet på 3,8 g / cm 3) ble levert inn i eksponeringskammeret ved en strømnings-hastighet på 90 liter per minutt (10,8 luftskifter / time) . Partikkelstørrelsesfordeling og massekonsentrasjonen profiler som ble målt kontinuerlig med en skanning mobilitet partikkel sizer (SMPS), og en elektrisk lavtrykks nedslaget (ELPI). Aerosolen massekonsentrasjonen (c) ble bekreftet gravimetrisk (mg / m 3). Massen (M) Av de innsamlede partiklene ble bestemt som M = (M post-pre M), hvor M og M pre innlegget er masser av filteret før og etter prøvetaking, (mg). Massekonsentrasjonen ble beregnet som C = M / (Q * t), hvor Q er sampling strømningshastighet (m 3 / min), og t er den samplingstid (minutt). Kammeret trykk, temperatur, relativ fuktighet (RH), 2 O og CO 2-konsentrasjoner ble overvåket og kontrollert kontinuerlig. Nano-TiO2 aerosoler samlet på Nuclepore filtre ble analysert med en scanning elektronmikroskop (SEM) og energi dispersive X-ray (EDX) analyse. I sammendraget, rapporterer vi at nano-partikkel aerosoler generert og levert til vår eksponering kammeret har: 1) jevn masse konsentrasjon, 2) homogen sammensetning fri for forurensninger, 3) stabile partikkelstørrelsesfordelingen med en telling-median aerodyNamic diameter på 157 nm i løpet av aerosol generasjon. Dette systemet pålitelig og gjentatte ganger skaper test atmosfærer som simulerer tjenestepensjon, miljømessige eller innenlands ENM aerosol eksponeringer.

En inhalasjonseksponering undersøkelse involverer vanligvis å opprettholde et forsøksdyr, i en kjent og konstant test miljø og samtidig utsette den eksperimentelle dyr til en definert konsentrasjon av et testmateriale 8,9. Den helkropps nanopartikkel inhalasjonseksponering systemet er vist i figur 1.. Den helkropps kammer ble operert på en dynamisk strømning basis hvor det var en 90 LPM kontinuerlig strøm av luft gjennom kammeret. Denne luften tilført 10,8 luftvekslinger / time som ov...

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

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

En hel-kropp nanopartikler aerosol innånding eksponering anlegget ble bygget for nano-sized titandioksid (TiO<sub&gt; 2</sub&gt;) Inhalasjon toksikologiske studier. Dette systemet gir nano-TiO<sub&gt; 2</sub&gt; Aerosol test atmosfærer som har: 1) en jevn massekonsentrasjon, 2) en homogen blanding fri for forurensninger, og 3) en stabil partikkelstørrelsesfordeling under aerosol.

Whole-Body Nanoparticle Aerosol inhaleringsstudier

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

Måle lungefunksjon hos mus Bruke Uhemmet hele kroppen pletysmografi

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 / interfering RNA Nanopartikkel mediert genet Slå i Disease Vector mygglarver

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 for å velge Struktur-bytte aptamerer Anvendt til en Colorimetric Gold Nanopartikkel analysen

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 utvikling av Aptamer-gull nanopartikkel-basert kolo Analyser for In-the-feltet 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

Et luftvæsket grensesnitt bronkial epitelmodell for realistisk, gjentatt innåndingseksponering for luftbårne partikler for toksisitetstesting

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 for cellebestråling ved bruk av Orthovoltage (40-300 kV) røntgenanlegg

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

Bygging av en realistisk, helkropps, tredimensjonal hesteskjelemodell ved hjelp av beregnede tomografidata

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

Nanopartikkelsporingsanalyse for kvantifisering og størrelsesbestemmelse av ekstracellulære vesicles

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 stoff ved hjelp av nano-urteinnkapsling av essensielle oljer

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 av EM-synlige gullnanopartikler i celler for proteinlokaliseringsanalyse med godt bevart ultrastruktur

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