Rimozione di Oligoelementi per Cupric nanoparticelle di ossido di uranio da In Situ Recupero Bleed Acqua e il suo effetto sulla vitalità cellulare

Jodi R. Schilz; K. J. Reddy; Sreejayan Nair; Thomas E. Johnson; Ronald B. Tjalkens; Kem P. Krueger; Suzanne Clark

doi:10.3791/52715

Method Article

Rimozione di Oligoelementi per Cupric nanoparticelle di ossido di uranio da In Situ Recupero Bleed Acqua e il suo effetto sulla vitalità cellulare

DOI:

10.3791/52715

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June 21st, 2015

Jodi R. Schilz¹ , K. J. Reddy² , Sreejayan Nair³ , Thomas E. Johnson⁴ , Ronald B. Tjalkens⁵ , Kem P. Krueger³ , Suzanne Clark⁶

¹Division of Physical Therapy, Department of Orthopedics & Rehabilitation, University of New Mexico, ²Department of Ecosystem Science and Management, University of Wyoming, ³School of Pharmacy, University of Wyoming, ⁴Department of Environmental and Radiological Health Sciences, Colorado State University, ⁵Center for Environmental Medicine, Colorado State University, ⁶College of Pharmacy, California Northstate University

Summary

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L'acqua di spurgo di produzione (PBW) è stata trattata con nanoparticelle di ossido rameico (CuO-NPs) e la tossicità cellulare è stata valutata in cellule umane in coltura. L'obiettivo di questo protocollo è stato quello di integrare il campione ambientale nativo in un formato di coltura cellulare che valuti i cambiamenti di tossicità dovuti al trattamento con CuO-NP.

Abstract

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Recupero in situ (ISR) è il metodo predominante di estrazione di uranio negli Stati Uniti. Durante ISR, l'uranio è dilavati da una massa minerale e estratto attraverso scambio ionico. L'acqua di spurgo risultante produzione (PBW) contiene contaminanti quali arsenico e altri metalli pesanti. Campioni di PBW da un impianto di uranio ISR attivo sono stati trattati con nanoparticelle di ossido rameico (CuO-NP). Trattamento CuO-NP di pbw ridotto contaminanti prioritari, tra cui l'arsenico, selenio, l'uranio, e vanadio. Assay greggia e CuO-NP trattata PBW stato utilizzato come componente liquida dei terreni di crescita cellulare e cambiamenti di redditività sono stati determinati dalla MTT (3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazolio bromuro) in rene umano embrionale (HEK 293) ed il carcinoma epatocellulare umano (Hep G2) cellule. Trattamento CuO-NP è stata associata con una migliore HEK e vitalità cellulare HEP. Limiti di questo metodo includono la diluizione del PBW da componenti multimediali di crescita e durante osmolRegolazione nalità così come la regolazione del pH necessario. Questo metodo è limitato nel suo contesto più ampio a causa di effetti di diluizione e cambiamenti nel pH del PBW che è tradizionalmente leggermente acida tuttavia; questo metodo potrebbe avere un uso più ampio valutare trattamento CuO-NP in acque più neutri.

Introduction

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Circa il 20% della fornitura elettrica degli Stati Uniti è fornito da energia nucleare e, in parte basato su incentivi nazionali per aumentare l'indipendenza energetica, Stati Uniti è previsto capacità nucleare per aumentare ^1. Crescita mondiale dell'energia nucleare dovrebbe inoltre continuare, con gran parte della crescita che si verificano al di fuori degli Stati Uniti ^2. Dal 2013, l'83% degli Stati Uniti di uranio è stato importato, ma esistono 952.544 tonnellate di riserve negli Stati Uniti ^3,4. Nel 2013 ci sono stati 7 nuove applicazioni impianto e applicazioni 14 riavvio / dilatazione tra Wyoming, New Mexico, e Nebr....

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Protocol

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Tutti i campioni sono stati raccolti presso la sede di elaborazione liquido dell'uranio di un impianto ISR uranio in Wyoming.

1. Produzione Bleed Water (PBW)

Raccogliere due tipi di campioni d'acqua da un impianto di uranio ISR: PBW e osmosi (RO) acqua retromarcia. Raccogliere PBW da un rubinetto monitoraggio dopo il processo di scambio ionico ma prima di osmosi inversa decontaminazione. Raccogliere campioni RO dopo il PBW è decontaminato da un trattamento di osmosi inversa.
NOTA: lixiviant è trasportato nelle condotte dai campi più oltre alla costruzione trasformazione liquido uranio, dove viene raccolta in una ....

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Results

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Concentrazioni dei componenti pbw e pH in greggia e CuO-NP-trattati PBW sono riportati in Tabella 1. Martinson e Reddy (2009), hanno riferito che il punto di carica zero del CuO-NP è stimato a 9.4 ± 0.4. Dato che il pH della PBW era 7,2-7,4, in queste condizioni, l'acqua dona protoni CuO-NP, causando la superficie delle nanoparticelle da caricare positivamente consentendo l'assorbimento di specie cariche negativamente. Trattamento CuO-NP rimosse contaminanti prioritari da PBW, tra l'arsenico, selenio, u.......

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Discussion

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Precedenti studi hanno segnalato che CuO-NP rimosso l'arsenico dalle acque sotterranee ^11,13,30,31. Questo studio supporta questi risultati precedenti e anche rapporti che CuO-NP rimuovere i contaminanti aggiuntivi da PBW. Questo studio conferma anche precedenti relazioni che CuO-NP sono efficaci a rimozione dell'arsenico, nonostante la presenza di altri contaminanti e potenziali ioni concorrenti ^11. Modellazione speciazione ha previsto che il 97% delle specie di vanadio in PBW sono a caric.......

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Disclosures

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgements

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Ringraziamo il Dr. Roger Hopper e il Dipartimento dell'Agricoltura del Wyoming, Analytical Services Lab per l'analisi di spettroscopia di massa dei nostri campioni. Vorremmo esprimere la nostra gratitudine all'Università del Wyoming, School of Pharmacy per averci permesso di filmare questo protocollo nei loro laboratori. Vorremmo anche ringraziare l'Accordo di Cattedra di Theodore O. e Dorothy S. King per il loro assistentato universitario (SC), l'Università del Wyoming per il supporto dell'Assistentato Laureato (JRS) e la Science Posse (NSF GK-12 Project # 084129) per la borsa di studio per l'insegnamento (JRS). Vorremmo anche ringraziare Uranium One per averci pe....

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Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
CuCl₂	Sigma	203149
sfere di vetro borosilicato	VWR	26396-639	6 mm
Acido nitrico	Fisher	A509-P500	Tracce di metallo grado
0,45 μ m filtro siringa	Fisher	SLHA 033S S
10x EMEM	Fisher	BW12-684F
Siero fetale bovino ATCC		30-2020
L-glutammina	Fisher	BP379-100
NaHCO₃	Sigma	S5761
Penicillina/Streptomicina	ATCC	30-2300
0,22 μ m unità filtrante sottovuoto	Fisher	09-740-28C
HEK293	ATCC	CRL-1573
HEPG2	ATCC	HB-8065
Tripsina	Sigma	SV3003101
MTT	Sigma	M2128
D-penicillamina	Fisher	ICN15180680
piastre a 96 pozzetti	Fisher	07-200-92
DMSO	Fisher	D12814
Spectra Max 190	Molecular Devices
Visual MINTEQ versione 3.0	KTH Royal Institute of Technology
ICP-MS	Agilent		I dettagli di strumenti, modelli e limiti di rilevamento sono stati pubblicati in Reddy et al., 2013.
IC DIONEX DX 500	Dionex		I dettagli degli strumenti, dei modelli e dei limiti di rilevamento sono stati pubblicati su Reddy et al., 2013.
Incubatore VWR	VWR

References

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What is the status of the U.S. nuclear industry? Washington (DC): U.S. Energy Information Administration (US). , Available from: http://www.eia.gov/energy_in_brief/article/nuclear_industry.cfm (2014).
International Energy Outlook. Washington (DC): U.S. Energy Information Administration (US). , Available from: http://www.eia.gov/forecasts/archive/ieo11/pdf/0484%282011%29.pdf (2011).
Uranium Marketing Annual Report. Washington (DC): U.S. Energy Inf....

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