Name: כיווני שאיפת תרסיס Nanoparticle כל הגוף (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-07T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 11 s
Description: למדו לבנות מתקן חשיפה לאירוסולי ננו-חלקיקים לכל הגוף לחקר טוקסיקולוגיה של שאיפת TiO₂. המערכת יוצרת אטמוספירות בדיקה יציבות ואחידות המדמות תרחישי חשיפה מקצועיים וסביבתיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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

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

<ol><li>Bide, R. W., Armour, S. J., Yee, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Allometric+respiration%2Fbody+mass+data+for+animals+to+be+used+for+estimates+of+inhalation+toxicity+to+young+adult+humans%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Toxicol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Analysis+of+respiratory+patterns+in+laboratory+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Nanoparticle+inhalation+alters+systemic+arteriolar+vasoreactivity+through+sympathetic+and+cyclooxygenase-mediated+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotoxicology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Repeated+4-week+inhalation+exposure+of+rats%3A+effect+of+low-%2C+intermediate%2C+and+high-humidity+chamber+atmosphere%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Toxic+Pathol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Nanoparticle+aerosol+generation+methods+from+bulk+powders+for+inhalation+exposure+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotoxicology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Deagglomeration+of+nano-particle+aggregates+via+rapid+expansion+of+high+pressure+suspensions%5BTitle%5D)+AND+%22AIChE+J%22%5BJournal%5D)">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). Health effects test guidelines: OPPTS., 870.1300. Acute inhalation toxicity. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22EPA%22">EPA</a>. , 712-C-98-193(1998).</li>
<li>Wong, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+feedback+control+of+an+inhalation+exposure+system+with+discrete+sampling+intervals%3A+testing%2C+performance%2C+and+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Inhal.+Toxicol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Inhalation+Exposure+Systems%3A+Design%2C+Methods+and+Operation%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicologic+Pathology%22%5BJournal%5D)">Inhalation Exposure Systems: Design, Methods and Operation.</a> Toxicologic Pathology. 35, 3-14 (2007).</li>
<li>Nanoparticle Aerosol Generator. US patent. , 13/317, 472 (2011).</li>
</ol>

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

יש לנו התאספנו ומתוארים כאן במערכת כל גוף nanoparticle אירוסול משאיפת חשיפה. פונקציונליות המערכת קבלו תוקף עם שיטות אפיון תרסיסי nanoparticle מדינה-of-the-art. עם מערכת דור אירוסול nanoparticle רומן, מערכת חשיפת איפה זה יכול לספק, אווירת מבחן אירוסול nanoparticle מבוקרת ואחידה מאופיינת היטב עם טמפרטורה עקבית יחסית, לחות, זרימת אוויר, ותכולת חמצן לחיות ניסוי. מערכת החשיפה היא יעילה ביותר למספר גדול של בעלי חיים, או ללימודים לטווח ארוכים. בחדר כל הגוף הגדול הזה, חיות ניסוי הן חסרת מ...

<table><tbody><tr><td>מערכת חשיפה לאינהלציה</td><td>TSE Systems GmbH, באד הומבורג, גרמניה</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מערכת ניטור אוויר</td><td>TSE Systems GmbH, באד הומבורג, גרמניה</td><td></td><td></td></tr><tr><td>טיטניום דו חמצני Aeroxide P25</td><td>Evonik, גרמניה</td><td></td><td></td></tr><tr><td>סיזר חלקיקי ניידות סריקה-3936L75</td><td>TSI Inc., Shoreview, MN</td><td></td><td></td></tr><tr><td>אימפקטור חשמלי בלחץ נמוך, סטנדרטי 10 LPM</td><td>דקטי, טמפרה, פינלנד</td><td></td><td></td></tr><tr><td>אולטרה מיקרו איזון, XP2U</td><td>מטלר טולדו, שוויץ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים לסריקת פליטת שדה - S-4800</td><td>היטאצ'י, יפן</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ניתוח קרני רנטגן מפזר אנרגיה </td><td>פרינסטון גמא-טק, רוקי היל, ניו ג'רזי</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מסנני פוליקרבונט גרעיניים </td><td>ווטמן, קלינטון, הרשות הפלסטינית</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מסנני ממברנה PTFE </td><td>תאגיד פאל, אן ארבור, מישיגן</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

כיווני שאיפת תרסיס nanoparticle כל הגוף

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

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

מחקר איפת חשיפה כרוכה בדרך כלל שמירה על בעלי חיים בניסוייים סביבת בדיקה ידועה וקבועה תוך חשיפת בעלי החיים הניסיוניים לריכוז מוגדר של חומר בדיקת 8,9. מערכת חשיפת משאיפת nanoparticle כל הגוף מוצגת באיור 1. החדר כל הגוף הופעל על בסיס תזרים דינמי שבו הייתה זרימה רציפה 90 LPM של אוויר דרך החדר. זרימת אוויר זה סיפק 10.8 אוויר שינויים / שעה שעולה על המספר המינימאלי של החלפות אוויר (10.0) הנדרש על ידי סוכנות להגנת הסביבה בארה&quot;ב לחשיפות משאיפת חריפ...

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

כיווני שאיפת תרסיס Nanoparticle כל הגוף

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

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא להקים מתקן לחשיפה של הגוף כולו לארוזול של ננו-חלקיקים, עבור מחקרי רעילות של שאיפת טיטניום דיוקסיד בגודל ננומטרי. מטרה זו מושגת תחילה על ידי יצירת ארוזולים של ננו-חלקיקים באמצעות מחולל ארוזולים של ננו-חלקיקים חדשני. כשלב שני, מוביאים את ארוזולי הננו-חלקיקים לתא חשיפה בשאיפה לגוף כולו, כדי ליצור אטמוספירות בדיקה המדמות חשיפות לארוזולים של ננו-חומרים מהונדסים בסביבה תעסוקתית, סביבתית או ביתית.בשלב הבא, חשפו את חיות המעבדה לארוסוליים מאופיינים של ננו-טיטניום דיאוקסיד, תוך ניטור ובקרת אטמוספירות הבדיקה כדי להשיג את שיקוע החלקיקים המתוכנן. בריאות מתקבלים תוצאות המראות כי לארוסולי הננו-חלקיקים שהופקו והועברו לתא החשיפה יש ריכוזי מס יציבים, הרכב הומוגני, היעדר מזהמים והתפלגויות גודל חלקיקים יציבות. מערכת זו יוצרת באופן מהימן וחזרתי אטמוספירות בדיקה המדמות חשיפות לארוסולים של ננו-חומרים בהקשרים תעסוקתיים, סביבתיים או ביתיים.הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית מכיוון שטכניקות של יצירה ואפיון של אירוסול ננו-חלקיקים הן קשות מאוד ללמידה, ולא קיים עבורן מדריך הדרכה רשמי. יתרה מכך, לציוד שתוכנן במיוחד, כגון מחולל אירוסול הננו-חלקיקים שלנו, ישנם משתנים מרובים שיש לשלוט בהם כראוי כדי ליצור אירוסולים בהצלחה ולאפיין אותם בזמן אמת. את הפרוצדורה ידגימו חברים בתוכנית המחקר שלי, ד"ר Jing Hay, פרופסורית עזר למחקר, ומר Carol McBride, עוזר המחקר הראשי שלי, Beacon.יש להתחיל את התניית אבקות הננו-חלקיקים של טיטניום דיאוקסיד לפחות יום אחד לפני מחקר השאיפה. השתמשו בציוד מגן אישי מתאים ועבדו תחת מנדף כימיים. הניחו 200 grams של אבקות הננו-חלקיקים בתוך מכל שאינו שקוף, כאשר מכסה המכל פתוח.לאחר מכן, מקמו את המכל בתוך דסיקטור יבש למשך 24 שעות לפחות לצורך התנייה, לפחות שעה אחת לפני הניסוי. הפעילו את מערכות ניטור האוויר ואיסוף הנתונים. ה-SMPS לניטור אירוסולים.כמו כן, הפעילו את מערכת ה-ELPI כדי לאפשר למערכות אלו להתחמם תחת מ hút העשן תוך כדי לבישת ציוד מגן אישי. פתחו את מכסי הגליל במחוללי הארסול והחליפו את המסננים. לאחר מכן, מודדו כארבעה גרמים של אבקות ננו-חלקיקים שעברו התנייה ומלאו איתן גליל אחד.חזור על הפעולה עבור כל גליל. לאחר סיום הפעולה, החזר את מכסי הגלילים למחוללי הארוסול ונגב את כל האזורים שבהם קיים חשש לזיהום באבקת ננו.העבירו את מחולל הארוסול לתא החשיפה. חברו את כל פתחי היציאה של מחוללי הארוסול באמצעות סבב (manifold) למפריד ציקלון, הנמצא בכניסה לתא החשיפה לשאיפה. לאחר מכן, חברו צינורות אוויר דחוס למפזרי הונטורי (Venturi Dispersers) במחוללי הארוסול.כדי להתחיל, חברו חיישנים למדידת טמפרטורה, לחות יחסית, לחץ, חמצן ופחמן דו-חמצני לפתחי ניטור האטמוספירה בתא החשיפה לשאיפה. כעת, חברו את פתח הכניסה של מדלל אירוסול לאחד מפתחי דגימת האירוסול בתא החשיפה לשאיפה. חברו את פתח היציאה של התא לפתח הכניסה של פגיעת חלקיקים (impactor) חשמלי בלחץ נמוך.בשלב הבא, חברו את ה-s ואת ה-PS לפתח דגימת אירוסול. חברו בנוסף את הכניסה של מד ריכוז חלקיקים לפתח דגימת אירוסול נפרד. בנקודה זו, קחו מסנן ממברנת A-P-T-F-E שנשקל והוכנס למחזיק מסננים מפלדת אל חלד.חבר את כניסת מחזיק המסנן לאחת מנקודות דגימת הארוזול בתא החשיפה לשאיפה, וחבר את יציאתו למשאבת דגימה. כעת הפעל את תוכנת רכישת הנתונים של ה-ELPI ובדוק את פרמטרי ההגדרה. לאחר מכן, הפעל את אספקת החשמל למשאבת הוואקום של ה-ELPI.לאחר איפוס זה, בצע LPI ומדוד את הריכוז לפני החשיפה. הפעל את התוכנה לרכישת נתונים של ה-SMPS ורשום את הריכוז לפני החשיפה. כמו כן, הפעל את התוכנה לניטור ובקרה של סביבת התא.לאחר שקילת בעלי החיים הניסיוניים, סמנו אותם ואת הכלובים שלהם כדי שניתן יהיה להחזירם לאותם כלובים לאחר החשיפה במידת הצורך; פתחו את דלת תא החשיפה לשאיפה והכניסו את בעלי החיים הניסיוניים לתוך הכלובים ברשת. ניתן לספק מים לבעלי החיים, ולאחר מכן סגרו ואבטחו את דלת תא החשיפה לשאיפה.יש להשגיח על בעלי החיים באופן תכוף דרך חלונות התצפית של התא. השלב הראשון הוא הפעלת משאבת הוואקום של מערכת הפליטה בתא החשיפה לשאיפה. השתמש בתוכנת הבקרה ורכישת הנתונים כדי לספק אוויר יבש ומסונן לתא החשיפה וליצור לחץ שלילי קל בתא עם נקודת ייחוס של negative two-tenths millibar.התוכנה צריכה לאסוף גם נתונים על הלחץ, הטמפרטורה, הלחות היחסית ורמות החמצן והפחמן הדו-חמצני בסביבת החשיפה. כעת הפעילו את מחוללי הארוסול. הפעילו את תוכנת רכישת הנתונים של ה-ELPI וה-SMPS כדי לנטר באופן רציף את גודל החלקיקים ואת ריכוז המסה היחסי בתא חשיפה לשאיפה כאשר ריכוז הארוסול יציב.בתוך כ-20 דקות, הגדירו את זמן הדגימה והפעילו את משאבת דגימת האירוסול כדי לאסוף דגימות מייצגות של ננו-חלקיקים. עם הגעה לזמן הדגימה, לבשו ציוד מגן אישי, הוציאו את המסננים ואטמו את פתחי הדגימה בעזרת פקקי גומי. כדי למנוע בריחה של חומרי הבדיקה מתא החשיפה, שקלו את המסננים וחשבו את ריכוז המסה הממוצע בתא החשיפה. אם הריכוז הממוצע אינו תואם לערך היעד, כוונו ידנית את זרימת האוויר במחוללי האירוסול כדי להבטיח את הגעת הריכוז המבוקש.השתמש במידע כדי לחשב את שיקוע החלקיקים בריאות של בעלי חיים. המינון שווה לריכוז המסה הממוצע כפול נפח הדקה, כפול משך החשיפה כפול חלק החומר ששקע או נספג.נא לנקות את המסננים שנשקלו מראש בתושבות המסננים. החזירו את המכלול לתא החשיפה. הזינו זמן דגימה חדש והפעילו שוב את משאבת הדגימה.בסיום זמן הדגימה, הוצא את המסננים וסתום את הפתחים. שקול את המסננים וחשב את ריכוז המסה הממוצע. קבע את זמן החשיפה שנותר עבור בעלי החיים.בעזרת השקיעה המכוונת של החלקיקים והמידע שנאסף, זמן החשיפה הנותר שווה להפרש בין המינון המכוון למינון שנמדד, חלקי ריכוז המסה הממוצע, נפח הדקה וחלק החומר שהשקיע או נספג. כאשר הזמן חלף, כבה את מחולל הארוזול.שטפו את תא החשיפה לשאיפה באוויר מסונן עד שקריאת ריכוז החלקיקים תהיה קרובה לריכוז בתא לפני החשיפה. בנקודה זו, כבו את משאבת הוואקום של פליטת התא והפסיקו את פעולת התוכנה לבקרה ואיסוף נתונים. הוציאו את בעלי החיים הניסיוניים מתא החשיפה והחזירו אותם למתקן השמירה שלהם.יש להשגיח על בעל החיים בתדירות גבוהה ולהבטיח שבעל החיים הניסויי נמצא במצב נוח. יש לכבות את התוכנות והציוד הנותרים, כפי שניתן לראות בתרשים זה של לחץ התא. לחץ התא נוטר ונוהל כפונקציה של זמן בערך שלילי קל במהלך הניסוי, וזאת כדי למזער דליפה של חומר הבדיקה אל תוך המעבדה.מוצגים כאן קצב הזרימה בכניסה באדום וקצב הזרימה ביציאה בשחור כפונקציה של הזמן. ההפרש בין קצבי הזרימה יצר את הלחץ השלילי הרצוי. תא הגוף השלם הופעל על בסיס זרימה דינמית של כ-90 liters per minute, בזרימה רציפה של אוויר דרך התא.דבר זה סיפק יותר מקצב חילופי האוויר המינימלי לשעה הנדרש על ידי הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב (US Environmental Protection Agency) עבור מחקרי חשיפה לנשימה חריפה. גרף זה מראה עד כמה ערכי הטמפרטורה והלחות היחסית נשמרו במהלך הניסוי. ריכוזי החמצן והפחמן הדו-חמצני נוטרו גם הם, כפי שמוצג כאן.רמת החמצן הייתה יציבה על כ-21% ורמת הפחמן הדו-חמצני הייתה יציבה על 580 חלקים למיליון. גודל החלקיקים נמדד באמצעות ELPI. הגרף משמאל מציג את גודל החלקיקים לעומת הזמן במהלך חשיפה של ארבע שעות.מימין מופיע הספירה. הקוטר האירודינמי החציוני D שווה ל-157 nanometers כפי שניתן לראות בתרשים זה. גודל החלקיקים נמדד באמצעות SMPS.להלן דוגמה לריכוז מסה בזמן אמת במהלך חשיפה לשאיפה של ארבע שעות. לבסוף, נמצאו ריכוזי מסה של אירוסול עבור 29 חשיפות שאיפה נפרדות של ארבע שעות, כאשר ריכוז היעד של 6 mg/m³ מוצג בצבע אדום. גרף זה מצביע על כך שהמערכת יכולה לספק אטמוספירות בדיקה יציבות וניתנות לשחזור של טיטניום דיאוקסיד עבור חשיפות שאיפה אקוטיות.לאחר השליטה בטכניקה, ניתן להשלימה תוך שמונה שעות אם תקופת החשיפה היא ארבע שעות. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור לנטר ולאפיין כראוי את כל אטמוספרות הבדיקה. זכרו כי עבודה עם חומרים ננומטריים עלולה להיות מסוכנת ביותר ויש לנקוט באמצעי זהירות כגון בקרות הנדסיות.יש להקפיד תמיד על נקיטת אמצעי זהירות מיוחדים ושימוש בציוד מגן אישי בעת ביצוע הליך זה.

whole-body-nanoparticle-aerosol-inhalation-exposures

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

במאמר זה, פרוטוקול ניסוי לחקור aerosolization חלקיקים של מוצר תחת שחיקה ותחת בליה סביבתית הוצג. תוצאות על הפליטה של ​​ננו המהונדס, בצורת אירוסולים מוצגות. הסט-אפ הניסוי הספציפי מתואר בפירוט.

פרוטוקול ניסוי לחקור חלקיקי Aerosolization של מוצרים תחת שחיקה תחת בלית הסביבה

תכננו ופיתחנו מערך ופרוטוקול הפעלה יעיל של תרסיס ננו-אבקה. המערכת יצרה אירוסולים של ננו-חלקיקים עם ריכוזי מספרים יציבים והתפלגות גודל לפרקי זמן ארוכים, ודרשו רק כמויות קטנות של חומר בדיקה (מינימום 200 מ"ג).

מערכת ליצור אירוסולים Nanoparticle יציבים מן ננו אבקות

יחידת שאיפה כפי שיתואר בהמשך ניתן להפיק, מדגם לאפיון, ואחיד להפקיד תרסיס סמים בתוך הריאות של מכרסמים. זה מאפשר קביעה מראש קלינית של היעילות והבטיחות של התרופה במינונים שהופקדו הריאות; נתוני מפתח המאפשרים פיתוח תרופה בשאיפה קליני.

אבקת ניקוי ו nebulized תרסיס שאיפת תרופות ביצוע עכברים באמצעות מערכת חשיפת אף בלבד

סיגריה אלקטרונית (e-סיגריה) משתמשים הן הגוברת ברחבי העולם. מעט, עם זאת, ידוע על ההשפעות הבריאותיות המושרה על ידי אירוסולים בשאיפה e-סיגריה. מאמר זה מתאר שיטת דור תרסיס e-cig מתאים חשיפות בעלי חיים, מחקרים מאוחרים יותר רעילות. פרוטוקולים כזה נדרש להקים מערכות חשיפה מתוקננת הדירים השפעול e-סיגריה.

דור של תרסיס סיגריה אלקטרונית על ידי מכשיר הדור השלישי המכונה-Vaping: יישום מחקרים רעילות

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לבנות מודל תפליט פלאורלי בחולדות על ידי החדרה intratracheal של polyacrylate/nanosilica.

מודל תפליט פלאורלי בחולדות על ידי החדרה Intratracheal של Polyacrylate/Nanosilica

תא רעילות שאיפת האף בלבד מסוגל בדיקות רעילות אינהלציה בריכוזים חשיפה שונות ארבעה המיועד ואומת עבור זרימת שדה אחידות, זיהום צולב בין הנמלים חשיפה לריכוז כל. כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לאשר כי החדר מעוצב הוא יעיל לבדיקת רעילות אינהלציה.

התפתחות תא בדיקת רעילות שאיפת האף בלבד המספק חשיפה ארבע, ריכוזי חלקיקים בגודל ננו

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לבצע חשיפות תרסיס סלולרי נייד ולמדוד את תגובת תאי. השיטה משתמשת בתאים, גדל הממשק אוויר נוזלי, מחקה ויוו פיזיולוגיה. תגובה תאית nanoparticle נחושת אירוסולים נצפתה כמו לחץ חימצוני באמצעות הדור מינים חמצן תגובתי cytotoxicity כמו שחרור לקטט דהידרוגנאז.

חדש נייד במבחנה חשיפה קלטת לדיגום אירוסול

אנו מציגים חזקה, להעברה וניבוי מערכת חשיפה מחוץ למערכת להקרנה וניטור של חלקיקים מוטס בנוגע לרעילות חריפה של הריאות שלהם על ידי חשיפת מעובד בתאי הריאה האנושיים בממשק האוויר-נוזלי (ALI).

הערכת הרעלת שאיפת חריפה של חלקיקי מוטס על ידי חשיפת תאי ריאה אנושיים בממשק האוויר-נוזלי

מוצג כאן פרוטוקול לבידוד מונוציט דם אנושי ראשי, כמו גם ההבידול שלהם לתוך מקרופאגים ותאים דנדריטיים והרכבה עם תאים אפיתל לתוך מודל ריאות אנושי רב תאי. תגובות ביולוגיות של cocultures המורכבים תאים חיסוניים מובדלים או חדוציטים מבודדים טריים או מופשרים, עם חשיפה לגירוייםדלקתיים, מושווים.

מודל אדם רב-תאי המורכב מתאי אפיתל ותאי מערכת החיסון העיקריים להערכת סיכונים

המתוארת היא תרבות התא ושיטת החשיפה של מודל הסימפונות במבחנה לחשיפה מציאותית וחוזרת ונשנית לשאיפת חלקיקים לבדיקות רעילות.

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

מחסניות אידוי תזקיקי קנאביס הן מכשירים המופעלים על ידי סוללות המרססים תמציות המכילות ריכוזים גבוהים של קנבינואידים. היעדר מודלים פרה-קליניים מבוססים למוצרים אלה יוצר אתגרים בחקר ההשפעות הפיזיולוגיות שלהם. כדי להתמודד עם הפער הזה, פותח מודל עכברי אינהלציה פרה-קליני סטנדרטי לתזקיקי קנאביס מאודים.

פיתוח מודל אינהלציה פרה-קליני לבדיקת תזקיקי קנאביס מאודים

למדו לבנות מתקן חשיפה לאירוסולי ננו-חלקיקים לכל הגוף לחקר טוקסיקולוגיה של שאיפת TiO₂. המערכת יוצרת אטמוספירות בדיקה יציבות ואחידות המדמות תרחישי חשיפה מקצועיים וסביבתיים.

כיווני שאיפת תרסיס Nanoparticle כל הגוף

גלה סרטונים נוספים