Name: A remoção do Trace Elements por Óxido de Cupric nanopartículas de urânio In Situ Recuperação sangro água e seu efeito na viabilidade celular (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: Aprenda a usar nanopartículas de óxido cúprico para remover contaminantes de água residual industrial e avaliar sua citotoxicidade em células humanas de rim e fígado cultivadas. Este método permite analisar a viabilidade celular ao longo de sete dias.

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Agradecemos ao Dr. Roger Hopper e ao Departamento de Agricultura de Wyoming, Laboratório de Serviços Analíticos pela análise de espectroscopia de massa de nossas amostras. Gostaríamos de expressar nossa gratidão à Escola de Farmácia da Universidade de Wyoming por nos permitir filmar este protocolo em seus laboratórios. Também gostaríamos de agradecer ao Acordo de Professor Theodore O. e Dorothy S. King por sua assistência de pós-graduação (SC), à Universidade de Wyoming pelo apoio à Assistência de Pós-Graduação (JRS) e ao Science Posse (NSF GK-12 Project # 084129) pela bolsa de ensino (JRS). Também gostaríamos de agradecer à Uranium One por nos permitir obter amostras e nos ajudar com perguntas. Este trabalho foi apoiado pela Escola de Recursos Energéticos da Universidade de Wyoming.

Todas as amostras foram coletadas no prédio de processamento de líquido de urânio de uma instalação ISR urânio em Wyoming. 1. Produção sangro Água (PBW) <ol><li> Recolha dois tipos de amostras de água de uma instalação de urânio ISR: PBW e osmose (RO) água reverter. Recolhe PBW a partir de uma torneira de monitorização, após o processo de permuta iónica mas antes de descontaminação de osmose inversa. Coletar amostras RO após a PBW é descontaminada por meio de tratamento por osmose reversa. NOTA: lixiviant é transportado em dutos de vários campos de poços para a construção de processamento de líquido de urânio, onde é coletado em uma coluna e preparados para troca iônica. Aproximadamente 1-3% da lixiviante após a permuta de iões é removida do circuito e denominada água de exsudação de produção (PBW). PBW é reutilizada nos processos de mineração ou descontaminado / desmineralizada com filtração RO. </li><li> Coletar amostras de água em polietileno de alta densidade (HDPE) com espaço de cabeça zero, de acordoa procedimentos operacionais padrão para coleta de amostras e análise do Departamento de Qualidade Ambiental Wyoming (WYDEQ) 23. </li><li> Medir a temperatura e pH no local e transporte de amostras em gelo para mantê-los frescos. </li><li> PBW armazenar a 4 ° C. Manter a solução PBW legal até depois mínimos mídia essencial (EMEM-10x) o concentrado de Eagle é adicionado durante a preparação da mídia conforme as instruções da seguinte protocolo. NOTA: PBW é uma solução oxidada que se vai precipitar deixada a congelar ou aquecida até à temperatura ambiente. Após diluição, a solução PBW é suficientemente diluído que não irá precipitar quando aquecido a 37 ° C antes da aplicação às células e durante a incubação. </li></ol> 2. Preparação de CuO Nanopartículas (CuO-PN) <ol><li> Combinar uma solução etanólica puro contendo 250 ml de 0,2 M de CuCl 2 • 2H 2 O, 250 ml de 0,4 M hidróxido de sódio (NaOH), e 5 g de polietileno glicol (PEG) num balão de fundo redondo com seis milímetros bolas de vidro de borosilicato. </li><li> Colocar a solução em um forno de microondas modificado e permitir que ele se reagir sob refluxo à pressão atmosférica durante 10 min a 20% de potência (intervalos de 6 seg de, 24 segundos desligado). </li><li> Arrefece-se a solução até à temperatura ambiente (20 ° C), em seguida, decantada para tubos cónicos de 50 mL, deixando as esferas de vidro. </li><li> Centrifugar a solução em 50 mL em tubos cónicos de 1000 xg durante 30 min, decantou-se, e, em seguida, lava-se a CuO-PN com uma sequência de 300 ml de água quente (60-65 ° C), 100 ml de etanol, e 100 ml de acetona. </li><li> Seca-se a CuO-NPs até à temperatura ambiente (20 ° C) em 50 ml de tubos cónicos. </li><li> Raspe a CuO-NPs fora de seus tubos em um almofariz. Cobrir o CuO-NPs com folha de estanho e aquecer o CuO-PN a 110 ° C num forno para retirar o líquido restante. Combinar CuO-NPs em um lote e pesar o CuO-PN. NOTA: A preparação de CuO-NPs e tratamento CuO-NP de PBW foram conduzidos de água Qualdade Laboratório de Ecossistema de Ciência e Gestão da Universidade do Wyoming. CuO-NP síntese seguido o procedimento de Martinson e Reddy (2009) 11. </li></ol> 3. Tratamento de PBW com CuO-NPs <ol><li> Adicionar 50 mg (1 mg / ml) de CuO-NP para um tubo de 50 ml, seguido por 50 ml de PBW. Fecha-se o tubo e feita reagir durante 30 min num agitador orbital de bancada a 250 rpm. </li><li> Os tubos de amostra, centrifugar a 250 xg durante 30 min e, em seguida, filtrar o sobrenadante através de um filtro de seringa de 0,45 um. Alterar a velocidade de centrifugação e tempo podem depender da nanopartícula para assegurar o CuO-NPs de se tornar compacta no tubo de centrifugação. </li></ol> 4. Análise Elementar <ol><li> Prepare não tratada (controle) e amostras tratadas PBW-CuO-NP por análise elementar como se segue. </li><li> Acidifica-se alíquotas (40 ml) de CuO-NP-tratados e não tratados com ácido nítrico PBW grau de vestígios metálicos para um pH de 2,0. Analisar alíquotas PBW acidificadas para cátions por coupl indutivamenteed plasma-espectroscopia de massa (ICP-MS), tal como descrito em Roth e Reddy (2012) 13. </li><li> Preparar alíquotas unacidified (20 ml) de CuO-NP-tratados e não tratados PBW e analisar as alíquotas unacidified para aniões por cromatografia iónica (IC), como descrito em Roth e Reddy (2012) 13. NOTA: As aliquotas foram analisadas pelo Departamento de Agricultura Wyoming Analytical Services, Laramie WY 82070. Uma descrição do procedimento IC ICPMS e pode ser encontrado em Reddy e Roth, (2012) 13. </li></ol> 5. Preparação de Cultura de Células de mídia Usando PBW <ol><li> Use duas controle (EMEM-1x e RO + mídia) e oito soluções de mídia teste PBW (quatro concentrações de cada PBW não tratada e mídia tratou-CuO-NP) nos estudos de viabilidade. Panorâmica das soluções são as seguintes: <ol><li> Para o controle de EMEM-1x, compra de mídia essencial mínimo de Eagle (EMEM-1x) com L-glutamina e bicarbonato de sódio já adicionou. Adicionar soro fetal de bovino (FBS) E antibióticos acordo com as instruções do fabricante. NOTA: EMEM-1x é comprado diluída para a concentração adequada para o crescimento celular e contendo L-glutamina e bicarbonato de sódio. EMEM-1x requer a adição de soro fetal bovino (FBS) e uma mistura de antibióticos de penicilina e estreptomicina (50 Ul / ml de penicilina e 50 ug / ml de estreptomicina). EMEM-1x é usado como um meio de controlo, porque é o meio de crescimento recomendado do fabricante para ambos os tipos de células utilizadas neste estudo. Concentrado de EMEM-10x é diluída com água a partir da instalação de RO ou não tratado ou tratado com CuO-NP PBW para produzir as soluções de teste. Concentrado de EMEM-10x quando comprado não contém L-glutamina ou de bicarbonato de sódio de forma que estes são adicionados para além do soro fetal bovino (FBS) e uma mistura de antibióticos de penicilina e de estreptomicina. </li><li> Para a solução de controle RO usar água RO recolhidos da instalação de ISR. Use o mesmo protocolo que os meios de teste PBW única substituir 100% RO water a partir da instalação de ISR em lugar de PBW. Para diluir a água não tratada e uso solução tratada com CuO-NP RO ou ultrapura do laboratório. </li><li> Diluir não tratada PBW em quatro concentrações de ensaio antes de se misturar com os componentes do meio de cultura de células. Prepare os quatro concentrações diferentes de soluções PBW não tratados misturando PBW não tratada com o RO (do laboratório) nas seguintes combinações: 100% (PBW puro sem água RO +), 75% (187,5 ml de PBW + 62,5 ml de água RO), 50% (125 ml de PBW + 125 ml de água RO) ou 25% (62,5 ml de PBW + 187,5 ml de água RO). </li><li> Diluir CuO-NP-tratados PBW em quatro concentrações de ensaio antes de se misturar com os componentes do meio de cultura de células. Prepare os quatro concentrações diferentes de soluções PBW tratados com NP-CuO por mistura PBW (pré-tratado com 1 mg / ml de NP-CuO durante 30 min) com o RO (do laboratório) nas seguintes combinações: 100% (CuO- puro PBW tratados com NP + RO sem água), 75% (187,5 ml de PBW + 62,5 ml de água tratada RO-CuO-NP), 50% (125ml de CuO-NP-tratados PBW + 125 ml de água RO) ou 25% (62,5 ml de PBW tratados com CuO-NP + 187,5 ml de água RO). </li></ol></li><li> Prepare 250 ml de RO + media, PBW não tratada + mídia e tratados com CuO-NP PBW + media concentração pela adição de 25 ml de concentrado EMEM-10x para 190 ml de 100% RO e 100%, 75%, 50% ou 25% das concentrações não tratados ou tratados com CuO-NP premade PBW criados no passo 6.1.3 e 6.1.4. </li><li> Ajustar o pH de cada solução para 7,4 com NaOH ou HCl. </li><li> Suplemento cada concentração de não tratado e tratado com CuO-NP PBW, bem como meios + RO com os seguintes componentes padrão: 25 mL (10%) de soro fetal de bovino (FBS), 2,5 ml de L-glutamina, 0,55 g de NaHCO3 e 1,25 ml Pen / Strep (50 UI / ml de penicilina e 50 ug / ml de estreptomicina). </li><li> Ajustar a osmolalidade de cada concentração de PBW não tratada + meios, CuO-NP-tratados PBW + media e + RO meios para 290-310 mOsm / kg por adição de água RO e medida utilizando um osmómetro. </li><li> Filtrar cada solução utilizandouma unidade de filtro de vácuo de 0,22 um, e armazenar a 4 ° C. NOTA: Devido a pequenas variações na quantidade de água RO usado para ajustar a osmolaridade, variar as concentrações finais de mídia dentro de uma faixa de 5%, com concentrações de mídia em 56%, 44% PBW não tratada +, 29% e 16,5% e CuO-NP- tratada PBW + media concentrações a 53%, 45%, 30% e 17%. </li></ol> 6. Viabilidade celular NOTA: Dado que nos rins e fígado são os órgãos alvo da toxicidade do metal pesado, empregar rim embrionário humano (HEK293) células cultivadas (HEK) e carcinoma hepatocelular humano (HepG2) células (HEP) métodos de teste 24-26. <ol><li> Prepara-se uma cultura de células HEK e HEP 2-3 dias antes do plaqueamento das placas de 96 poços utilizados na experiência de acordo com as instruções do fabricante. </li><li> Medir a viabilidade celular utilizando o ácido 3- [4, 5-dimetiltiazol-2-il] -2, brometo de 5-difeniltetrazólio (MTT). NOTA: O protocolo de ensaio MTT foi modificado a partir do Meerloo et al. (2011) 27. <ol><li> Obter MTT em forma de pó. Adicionar salina tamponada com fosfato (PBS) para perfazer uma concentração de estoque de 50 mg / ml. Agita-se a solução durante 2 horas e depois filtra-se com um filtro de seringa de 0,45 um e alíquota de 1,5 ml em tubos de congelação seguras. Proteja tubos de luz e armazenar a 4 ° C. </li></ol></li><li> Remover as células HEK e HEP das suas placas de cultura utilizando tripsina, centrifugar a 1000 xg durante 5 minutos e decantar a tripsina. Adicionar 5 ml de PBS e as células misturar para se obter uma solução de células única. Em seguida, aplicam-se 20 ul da solução de células única para um hemocitómetro para se obter uma contagem de células por mililitro de solução. Centrifugar as células novamente em 1000 xg durante 5 minutos e decanta-se o PBS usado para lavar as células. Adicionar a quantidade adequada de EMEM-1x a ajustar a concentração de células de 500 células / 100 uL (100 ul / poço). </li><li> Encha as cavidades perímetro da placa com 200 ul de PBS para controlar a evaporação. </li><li> Semente células a uma densidade de 500 células / poço adição de 100 ul a cada poço, excepto para as cavidades perimetrais (que não são revestidos a células). NOTA: densidade de sementeira de células HEK e HEP baseia-se curvas de crescimento experimentais que permitem que o pico de crescimento a ocorrer em torno de 4-5 dias. Preparar as curvas de crescimento de todas as linhas celulares para estimar a densidade de sementeira. </li><li> Incubar as células em 24 h a 37 ° C, o que lhes permite recuperar (forma apertados aderências à placa) antes de efectuar leituras da linha de base de MTT densidade celular. </li><li> Realizar as leituras da linha de base de MTT densidade celular através da remoção do meio de inoculação a partir da primeira coluna (não incluindo o perímetro) e adição de 100 ul de MTT (5 mg / ml em meio) para os poços, durante 1 h. </li><li> Após uma hora, remover o MTT e adicionar 100 ul de dimetilsulfóxido (DMSO) para dissolver o formazano-MTT produzido pelas células viáveis ​​(20 min). </li><li> Leia a densidade óptica (OD) da primeira coluna a um comprimento de onda de absorção de 570 nm, para se obter uma base deleitura linha. <ol><li> Use leituras de linha de base para assegurar todas as placas foram semeadas corretamente e que as células estão crescendo de forma consistente entre as placas. Remover o DMSO a partir da coluna a ser testado antes de incubação durante 24 horas a próxima. NOTA: Se DMSO é deixado na placa durante a noite ele puxa a humidade a partir da coluna adjacente, provocando uma redução no volume do meio. </li></ol></li><li> Aquecer as soluções de ensaio (isto é, o EMEM-1x, RO, PBW não tratada e soluções de mídia PBW tratados com CuO-NP) a 37 ° C num banho de água. </li><li> Remover o meio de inoculação a partir do resto da placa (não incluindo o perímetro ou a primeira coluna que foi utilizada para a leitura da linha de base) e substituído por 100 uL de EMEM-1x, RO + media, PBW não tratada + media concentrações ou CuO NP- As concentrações de mídia PBW tenha sido tratada com + (uma solução por placa). Incubar as células em concentrações suas soluções de teste ou de controlo para um total de sete dias (dias 2-8). NOTA: Há 10 placas no total: 1 EMEH-1x, 1 RO + meios, um de cada concentração PBW + meios não tratada (56%, 44%, 29% e 16,5%) e uma placa de cada concentração PBW + meios tratados com NP-CuO (53%, 45% , 30% e 17%) por experimento por linha celular. </li><li> Cada dia seguinte leitura MTT linha de base, remova as soluções de controle e de teste (listados na nota sob 6.11) a partir da próxima coluna da respectiva placa (por exemplo, Dia 2 media teste e controle são removidos da linha 3, poços BG; Dia 3: linha 4, BG poços, etc.) e repetir o protocolo de MTT, tal como descrito nos passos 6,7-6,9 acima. </li><li> Repetir o protocolo todos os dias durante sete dias. Calcular a média dos resultados de DO para cada linha (6 poços) e relatados em função do tempo para gerar uma curva de crescimento de sete dias. </li><li> Para avaliar o efeito de quelação de cobre sobre a viabilidade celular em CuO-NP-tratados PBW + meios seguem o mesmo procedimento tal como acima, excepto adicionar 100 | iM de D-penicilamina para controlar e soluções de ensaio antes de se adicionar as soluções para as suas respectivas placas. Execute anal dadosysis usando software de representação gráfica científica. </li></ol> 7. Modelagem geoquímica <ol><li> Baixe a versão Visual MINTEQ 3.0 / 3.1 um freeware do seguinte site da <a href="http://www2.lwr.kth.se/English/Oursoftware/vminteq/">http://www2.lwr.kth.se/English/Oursoftware/vminteq/</a> . NOTA: Visual MINTEQ é um modelo de equilíbrio químico do freeware para o cálculo de especiação do metal, equilíbrios de solubilidade, etc. sorção de águas naturais. Além disso, é usado para prever especiação de iões, as actividades de iões, complexos de iões e índices de saturação, que é comparado com a concentração de elementos antes e após o tratamento (resultados de espectroscopia de massa) para examinar possíveis mecanismos de remoção do elemento 28. </li><li> Abra o programa e os dados de entrada de espectroscopia de massa a partir do passo 4, incluindo o pH, alcalinidade e as concentrações dos diferentes elementos, para o programa. NOTA: Dado que as águas subterrâneas é oxidado durante a urani situhum processo de extração, uso de espécies oxidadas de arsênico, vanádio e urânio para a entrada. </li></ol> 8. Concentração Inibitória 50 (IC50) <ol><li> Calcula-se a CI 50 para os meios de comunicação PBW + concentrações não tratados e tratados com CuO-NP em primeiro lugar a viabilidade média (média OD) no dia 5 de três experiências separadas. </li><li> Subtrair dia cinco médias de viabilidade das PBW + mídia concentrações não tratados e tratados-CuO-NP do dia cinco médias de viabilidade de EMEM-1x para calcular as diferenças de viabilidade. Em seguida, dividir as diferenças de viabilidade por parte da viabilidade média no dia 5 em EMEM, e multiplique por 100 para obter a percentagem de inibição. </li><li> Subtrair a percentagem de inibição de 100 (viabilidade EMEM-1x) para obter a percentagem de viabilidade para cada PBW + media concentração não tratados e tratados com CuO-NP. </li><li> Entrada em software gráficos científica, definindo EMEM-1x a uma concentração de um e uma viabilidade por cento dos 100; transformar todas as concentrações no registoescala (X = Log (X)) e realizar análise de regressão não linear com menos apto quadrado. </li></ol> 9. Análise de Dados <ol><li> Compare as concentrações de elementos não tratados e tratados com NP-CuO PBW com uma de duas caudas, emparelhado, T-Student. </li><li> Calcular as áreas sob a curva (AUC), utilizando os dados da curva de crescimento, recolhidas ao longo de sete dias, e analisar a variância com medidas repetidas de análise de variância (ANOVA), seguido por comparação de Tukey post hoc de entre todos os grupos (n = 3). </li><li> Calcule o IC 50, usando dados a partir do dia cinco de a curva de crescimento tanto para PBW não tratados e tratados com CuO-NP + soluções de mídia (descritos acima). Os valores de p &lt;0,05 são considerados significativos. NOTA: Para efeitos de análise estatística, os valores de espectroscopia de massa de metade do limite de detecção foi atribuída aos iões de níveis de concentrações inferior a esse limite 29. </li></ol>

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</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

Estudos anteriores relataram que CuO-NPs removido arsénio das águas subterrâneas 11,13,30,31. Este estudo suporta essas descobertas anteriores e também relata que CuO-NPs remover os contaminantes adicionais de PBW. Este estudo também confirma os relatos anteriores que CuO-NPs são eficazes na remoção de arsénio, apesar da presença de outros contaminantes potenciais e iões concorrentes 11. Modelagem especiação previu que 97% das espécies de vanádio em PBW são carregados negativamente, permitindo a ad...

Cerca de 20% da rede elétrica dos EUA é fornecida por energia nuclear e, em parte baseada em incentivos nacionais para aumentar a independência energética, dos EUA deverá capacidade nuclear para aumentar 1. Crescimento mundial da energia nuclear também é esperado que continue, com grande parte do crescimento que ocorre fora os EUA 2. A partir de 2013, 83% do urânio US foi importado, mas 952.544 toneladas métricas de reservas existem em os EUA 3,4. Em 2013 houve 7 novas aplicações de instalações e aplicações de 14 de reiniciar / expansão entre Wyoming, Novo México, e Nebraska 5. Em os EUA, o urânio é extraído através predominantemente na recuperação in situ (ISR) processa 6. ISR provoca menos perturbações terra e evita a criação de decantação pilhas que podem liberar contaminantes ambientais 7. ISR utiliza soluções de oxidantes à base de água para lixiviar de urânio a partir do corpo de minério subterrânea, após o que o urânio é extraído a partir do percolado atravésum processo de permuta de iões 8. Para manter um balanço hídrico negativo no corpo de minério, uma parte do chorume, chamada produção sangrar água (PBW), é sangrado fora. Uma porção do PBW é descontaminada por osmose reversa (RO) e re-introduzido no processo de mineração, mas também poderiam ter PBW usos industriais ou agrícolas benéficas, se os contaminantes tóxicos pode ser reduzida para níveis aceitáveis ​​determinados por agências reguladoras e de estado para a superfície águas subterrâneas 9. Atualmente, a maioria das instalações ISR urânio usar RO para remover contaminantes de PBW. No entanto, o processamento RO consome muita energia e produz salmoura resíduos tóxicos, o que requer disposição regulamentado. Existem muitos métodos de descontaminação da água, incluindo adsorventes, membranas e troca iônica. Destes, adsorção é a mais utilizada, e os recentes desenvolvimentos na síntese de nanopartículas aprimorou as capacidades de descontaminação da água à base de adsorvente processa 10. Oxi Cupricde nanopartículas (CuO-PN) não haviam sido estudados extensivamente sobre o urânio ISR PBW, mas em estudos recentes de remoção de contaminantes da água subterrânea, CuO-NPs foram encontrados para ter propriedades únicas, incluindo não requerendo etapas de tratamento de água (pré ou pós por exemplo, o ajuste de pH ou potencial redox) e um bom desempenho em diferentes composições de água (por exemplo, em diferentes valores de pH, concentrações de sal, ou iões concorrentes) 11. Além disso, CuO-NPs são facilmente regenerados por lixiviação com hidróxido (NaOH) de sódio, após o que a regenerada CuO-PN pode ser reutilizado. Detalhes de CuO-NP vestígio de metal recursos de filtragem de águas naturais foram previamente publicados 11-14. Embora útil para o tratamento da água, as nanopartículas de óxido de metal pode ser tóxico para os organismos vivos, mas a extensão da toxicidade depende, em parte, das características e componentes de nanopartículas 10,15,16. Portanto, é importante para estudar simultaneous remoção e nanopartículas toxicidades de contaminantes antes de aplicações de campo. O estudo actual, determinada a capacidade de CuO-NPs para remover contaminantes PBW prioritárias (incluindo arsênio, selênio, vanádio e urânio), e avaliou o efeito do tratamento CuO-NP em PBW citotoxicidade. PBW foi recolhido a partir de uma instalação de urânio ISR activo e utilizado para determinar a eficácia do tratamento com NP-CuO na remoção de contaminantes de prioridade. PBW citotoxicidade antes e após o tratamento CuO-NP também foi avaliada. PBW é uma geológica complexa mistura (industrial / ambiental) e tanto o Instituto Nacional de Saúde Ambiental e Ciência (NIEHS) e da Agência de Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças (ASTDR) estão colocando ênfase no estudo da toxicidade de misturas ambientais relevantes, incluindo as misturas como elas existem na natureza ou industriais configurações, assim como promover a testes in vitro para dar prioridade produtos químicos para mais testes in vivo17-19. Estudos de baixa dosagem, mistura exposições crônicas são um desafio porque a exposição crônica a uma mistura de baixa dose não produzem efeitos óbvios, pelo menos não no curto espaço de tempo da maioria dos estudos de laboratório. Do mesmo modo, a maioria dos estudos in vitro misturas químicas expor as células a uma mistura feita em laboratório definido de duas ou mais metais 20,21. Estes estudos fornecem informações de base, mas misturas simplificados não replicar as interações antagônicas e sinérgicos complexas que podem ocorrer em uma amostra ambiental natal, onde toda a gama de componentes da mistura estão presentes. Os objetivos deste estudo foram analisar processos de remoção de contaminantes alternativos para PBW e avaliar o efeito de (CuO-NP) tratamento em PBW citotoxicidade utilizando células humanas cultivadas. Os resultados poderiam beneficiar a indústria de urânio através do desenvolvimento de métodos mais eficientes ou ecológicos para a remoção de contaminantes. Este estudo fornecea primeira evidência de que a redução de contaminantes prioritários em PBW por CuO-NPs reduz citotoxicidade em células de mamíferos 22.

<table><tbody><tr><td>CuCl2</td><td>Sigma</td><td>203149</td><td></td></tr><tr><td>Bolas de vidro borossilicato</td><td>VWR</td><td>26396-639</td><td>6 mm</td></tr><tr><td>Ácido nítrico</td><td>Fisher</td><td>A509-P500</td><td>Traço de metal grau</td></tr><tr><td>0,45 &#956; m filtro de seringa</td><td>Fisher</td><td>SLHA 033S S</td><td></td></tr><tr><td>10x EMEM</td><td>Fisher</td><td>BW12-684F</td><td></td></tr><tr><td>Soro bovino fetal</td><td>ATCC</td><td>30-2020</td><td></td></tr><tr><td>L-glutamina</td><td>Fisher</td><td>BP379-100</td><td></td></tr><tr><td>NaHCO3</td><td>Sigma</td><td>S5761</td><td></td></tr><tr><td>Penicilina/estreptomicina</td><td>ATCC</td><td>30-2300</td><td></td></tr><tr><td>0,22 &#956; m unidade de filtro de vácuo</td><td>Fisher</td><td>09-740-28C</td><td></td></tr><tr><td>HEK293</td><td>ATCC</td><td>CRL-1573</td><td></td></tr><tr><td>HEPG2</td><td>ATCC</td><td>HB-8065</td><td></td></tr><tr><td>Tripsina</td><td>Sigma</td><td>SV3003101</td><td></td></tr><tr><td>MTT</td><td>Sigma</td><td>M2128</td><td></td></tr><tr><td>D-penicilamina</td><td>Fisher</td><td>ICN15180680</td><td></td></tr><tr><td>placas de 96 poços</td><td>Fisher</td><td>07-200-92</td><td></td></tr><tr><td>DMSO</td><td>Fisher</td><td>D12814</td><td></td></tr><tr><td>Spectra Max 190</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Visual MINTEQ versão 3.0</td><td>KTH Royal Institute of Technology</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ICP-MS</td><td>Agilent</td><td></td><td>Detalhes de instrumentos, modelos e limites de detecção foram publicados em Reddy et al., 2013.</td></tr><tr><td>IC DIONEX DX 500</td><td>Dionex</td><td></td><td>Detalhes de instrumentos, modelos e limites de detecção foram publicados em Reddy et al., 2013.</td></tr><tr><td>Incubadora</td><td>VWR VWR</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a remoção do trace elements por Óxido de cupric nanopartículas de urânio<em&gt; in situ</em&gt; recuperação sangro água e seu efeito na viabilidade celular

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Na recuperação in situ (ISR) é o método mais utilizado para a extracção de urânio nos Estados Unidos. Durante ISR, o urânio é lixiviado a partir de um corpo de minério e extraída através de troca iônica. A produção resultante de purga água (PBW) contém contaminantes, tais como arsénio e outros metais pesados. Amostras de PBW de uma instalação de urânio ISR ativo foram tratados com nanopartículas de óxido cúprico (CuO-PN). Tratamento CuO-NP de PBW reduzida contaminantes prioritários, incluindo arsênio, selênio, urânio e vanádio. Ensaio não tratado e CuO-NP PBW tratado foi usado como o componente líquido de os meios de crescimento da célula e alterações na viabilidade foram determinados por o MTT (brometo de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazólio) no rim embrionário humano (HEK 293) e carcinoma hepatocelular humano (Hep G2), células. Tratamento CuO-NP foi associada com melhora HEK e HEP viabilidade celular. As limitações deste método incluem diluição do PBW por componentes do meio de crescimento e durante osmolajuste lidade, bem como o ajuste do pH necessário. Este método é limitado no seu contexto mais amplo devido aos efeitos de diluição e mudanças no pH da PBW que é tradicionalmente acídico no entanto ligeiramente; este método poderia ter um uso mais amplo avaliando tratamento CuO-NP em águas mais neutros.

As concentrações dos componentes PBW e pH em não tratado e tratado com CuO-NP PBW são apresentados na Tabela 1. Martinson e Reddy (2009), relataram que o ponto de carga zero do CuO-NP é estimado em 9,4 ± 0,4. Dado que o pH era de 7,2-7,4 PBW, nestas condições, água doa protões de CuO em NPS, fazendo com que a superfície da nanopartícula para ser carregado positivamente para permitir a adsorção de espécies carregadas negativamente. Tratamento de NP-CuO removidos contaminantes prioritários de PBW, incluin...

A água de sangria de produção (PBW) foi tratada com nanopartículas de óxido cúprico (CuO-NPs) e a toxicidade celular foi avaliada em células humanas cultivadas. O objetivo deste protocolo foi integrar a amostra ambiental nativa em um formato de cultura de células avaliando as mudanças na toxicidade devido ao tratamento com CuO-NP.

A remoção do Trace Elements por Óxido de Cupric nanopartículas de urânio<em&gt; In Situ</em&gt; Recuperação sangro água e seu efeito na viabilidade celular

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

O objetivo geral deste procedimento é examinar o tratamento com nanopartículas de óxido cúprico como um processo de remoção de contaminantes na água de sangria de produção e avaliar sua citotoxicidade utilizando células humanas cultivadas. Isso é realizado primeiramente tratando a água de sangria de produção com nanopartículas de óxido cúprico. As alterações na concentração de elementos individuais são avaliadas antes e após o tratamento.Em seguida, o meio de cultura celular concentrado é diluído com água de sangria de produção não tratada ou com óxido cúprico. A água de sangria de produção tratada com nanopartículas, juntamente com suplementos padrão de cultura celular, é utilizada para preparar os meios de teste: água de sangria de produção não tratada, meio aquoso e óxido cúprico, e água de sangria de produção tratada com nanopartículas. O meio aquoso é então aplicado a células humanas de rim e fígado em cultura, e a viabilidade é medida ao longo de sete dias.Por fim, o M-T-T-S-A demonstra a remoção de arsênio, selênio, vanádio e urânio da água de sangria. A remoção por nanopartículas de óxido cúprico está associada ao aumento da viabilidade de células humanas renais e hepáticas. Este é o primeiro estudo a investigar a remoção de contaminantes específicos utilizando nanopartículas de óxido de cobre, ao mesmo tempo em que avalia as alterações na citotoxicidade associadas à remoção em um formato de cultura celular.A principal vantagem desta técnica em relação aos métodos existentes é que a amostra ambiental, tal como existe na natureza, é testada em conjunto com as nanopartículas em um formato hidrofílico barato. As nanopartículas de óxido cúprico testadas neste estudo podem ser aplicadas a outros sistemas de águas subterrâneas, como águas subterrâneas domésticas associadas a pequenas comunidades. A regeneração das nanopartículas de óxido cúprico gera menos resíduos e minimiza os problemas de descarte de resíduos.Para iniciar este procedimento, prepare nanopartículas de óxido cúprico e colete a água residual da produção ou PBW conforme descrito no protocolo textual. Trate a PBW com nanopartículas de óxido cúprico adicionando 50 miligramas das nanopartículas preparadas a um tubo cônico de 50 mililitros, seguido por 50 mililitros de PBW. Feche o tubo e reaja por 30 minutos em um agitador orbital de bancada a 250 RPM. Em seguida, centrifugue os tubos de amostra a 250 × g por 30 minutos. Ajuste a velocidade e o tempo de centrifugação conforme necessário, dependendo da nanopartícula, para garantir que as nanopartículas fiquem compactadas no tubo de centrífuga. Após a centrifugação, filtre o sobrenadante utilizando uma seringa com filtro de 0,45 mícron. As amostras filtradas são então enviadas para análise elementar. Para preparar o meio de cultura celular, utilize primeiro água RO proveniente do laboratório.Esses incluem 100%, 75%, 50% e 25% de PBW não tratado ou PBW tratado com nanopartículas de óxido CIC. Em seguida, adicione 25 mililitros de meio X-E-M-E-M concentrado 10 X a 190 mililitros de água RO, bem como a cada uma das concentrações de PBW tratado e não tratado. Ajuste o pH de cada solução para 7,4 com hidróxido de sódio ou ácido clorídrico.Em seguida, suplemente cada concentração de PBW não tratada e tratada mais meio, bem como o meio controle RO, com componentes padrão listados no protocolo textual. Após o preparo de cada concentração de PBW não tratada, PBW não tratada mais meio, bem como água controle RO mais meio, a osmolaridade é ajustada. Uma gota de cada solução é aplicada em um disco de papel livre de solutos e o disco é colocado em um osmômetro de pressão de vapor.A osmolaridade é então ajustada entre 290 e 310 miliosmols por quilograma mediante a adição de água RO. Por fim, filtre cada solução utilizando uma unidade de filtração a vácuo de 0,22 mícrons e armazene a quatro graus Celsius. Prepare um cultivo de células renais embrionárias humanas e células de carcinoma hepatocelular humano dois a três dias antes de serem semeadas.Em placas de 96 poços, de acordo com as instruções do fabricante, após remover as células de seus frascos de cultura, centrifugue com tripsina a 1000 × g durante cinco minutos e decante a tripsina. Adicione cinco mililitros de solução salina tamponada com fosfato ou PBS e misture as células para obter uma solução de células isoladas.Em seguida, aplique 20 microlitros da solução de células isoladas em um hemocitômetro para obter a contagem celular por mililitro da solução após a centrifugação. Novamente, como anteriormente, e após decantação, utilize o PBS para lavar as células e adicione a quantidade apropriada de meio X-E-M-E-M para ajustar a concentração celular a 500 células por 100 microlitros por poço. A seguir, preencha os poços periféricos da placa com 200 microlitros de PBS para controle da evaporação.Semente as células em uma densidade de 500 células por poço, adicionando 100 microlitros a cada poço, exceto aos poços periféricos. Incube as células por 24 horas a 37 graus Celsius, permitindo que se recuperem antes de realizar a leitura de referência de densidade celular com MTT.Realize leituras basais de MTT da densidade celular removendo o meio de semeadura da primeira coluna e adicionando 100 microlitros de MTT aos poços durante uma hora. Após uma hora, remova o MTT e adicione 100 microlitros de dimetil sulfoxido para dissolver a formazão de MTT produzida por células viáveis.Em seguida, leia a densidade óptica da primeira coluna em um comprimento de onda de absorção de 570 nanômetros. Para obter uma leitura de linha de base, adicione uma solução por placa. Substitua o meio de semeadura por 100 microlitros de um meio controle X-E-M-E-M RO, bem como cada uma das concentrações de meio PPW tratado e não tratado.Incube as células nas suas concentrações de teste ou soluções controle por um total de sete dias, um dia após o outro. Após a leitura inicial do MTT, remova as soluções controle e de teste da próxima coluna da respectiva placa e repita o protocolo do MTT. Repita o protocolo a cada dia durante uma média de sete dias.Os resultados de OD foram anotados em cada linha e confrontados com o tempo para gerar uma curva de crescimento de sete dias, a fim de avaliar o efeito da quelatização de cobre na viabilidade celular e no óxido cúprico. O PBW tratado com nanopartículas mais meio segue o mesmo procedimento, exceto pela adição de 100 micromolar de d-penicilina às soluções controle e teste antes de adicionar as soluções às respectivas placas. Como etapa final, realize a análise dos dados utilizando software científico de criação de gráficos; o tratamento com nanopartículas de óxido cúprico removeu arsênio, selênio, urânio e vanádio da especiação do PBW.Os resultados da modelagem apoiam os resultados analíticos, indicando que na PBW 99% do arsênio, 94% do selênio e 99% do vanádio estão presentes como espécies negativas capazes de se adsorverem a nanopartículas de óxido cúprico. No entanto, apenas 35,5% das espécies dissolvidas de urânio apresentam carga negativa, o que limitaria a adsorção do urânio ao óxido cúprico. A viabilidade das nanopartículas foi prejudicada de maneira dependente da concentração em células cultivadas em PBW não tratada mais meio de cultura, enquanto o tratamento com nanopartículas de óxido cúprico melhorou a viabilidade celular em ambas as linhagens celulares.O crescimento celular de heck e hep no quinto dia em meio controle mostra células saudáveis, bem aderidas e confluentes. Por outro lado, as células de heck e hep cultivadas em meio PBW não tratado apresentam menor confluência, mostram desprendimento e parecem arredondadas ou não saudáveis.Além disso, células HeLa cultivadas em meio contendo óxido de cálcio apresentaram maior confluência, adesão e saúde celular quando tratadas com nanopartículas em meio PBW+, em comparação com células cultivadas em meio PBW+ não tratado. Após este procedimento, outros métodos de teste de toxicidade, como citometria de fluxo, podem ser utilizados para responder perguntas adicionais sobre alterações mecanicistas e citotoxicidade de misturas antes e após o tratamento.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como testar a eficácia do cobre cúprico e de nanopartículas na remoção de contaminantes da água e seus efeitos sobre culturas celulares. No entanto, é importante lembrar-se de monitorar as concentrações de cobre nas águas tratadas.

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Environment

Ambiente

Os macrófagos hepáticos, denominados células de Kupffer, são responsáveis pela captura de nanopartículas circulantes. Descrevemos aqui um método, de alta pureza e rendimento celular, para isolamento de células de Kupffer. O ensaio LDH modificado é usado aqui para medir a toxicidade induzida por nanotubos de carbono em células de Kupffer.

Kupffer isolamento celular para Nanoparticle Toxicity Testing

Devido à importância e ampla utilização de paládio, ouro e cobalto   metais em equipamentos de alta tecnologia, a sua recuperação e reciclagem constituem um importante desafio industrial. O sistema de recuperação de metal aqui descrito é uma low-cost simples, significa para a eficaz detecção, remoção e recuperação destes metais da mina urbana.

Detecção e recuperação de paládio, do ouro e cobalto Metais da Mina Urbana Usando novos sensores / adsorventes Designados com poros em nanoescala em forma de roda de carroça

A técnica de gradientes difusivos em filmes finos (DGT) é proposto para estudos de especiação de plutónio. Este protocolo descreve experiências sondando o comportamento de difusão de Pu (IV) e Pu (V) na presença de matéria orgânica. DGTS implantados em uma mola karstic permitir a avaliação da biodisponibilidade de Pu.

Especiação e biodisponibilidade Medidas de plutônio ambiental utilizando Difusão em Filmes Finos

Descrevemos um procedimento para a detecção de elementos químicos presentes em situ em células humanas, bem como a sua quantificação em vitro . O método é adequado para qualquer tipo de célula e é particularmente útil para análises químicas quantitativas em células únicas em vitro exposição a nanopartículas de óxido metálico.

In Situ Deteção e única célula quantificação de nanopartículas de óxido de Metal usando análise de microsonda Nuclear

Urânio é conhecido por afetar o metabolismo ósseo. Aqui, apresentamos um protocolo que visa investigar o efeito da exposição de urânio natural sobre a viabilidade, a diferenciação e a função dos osteoclastos, as células responsável pela reabsorção óssea.

Métodos para analisar os impactos de urânio Natural em In Vitro Osteoclastogenesis

Este protocolo apresenta a preparação de U2O5 filmes finos obtidos em situ sob vácuo ultra elevado. O processo envolve oxidação e redução dos filmes de2 UO com o oxigênio e o hidrogênio atômico, respectivamente.

U2O5 filme preparação via UO2 deposição por pulverização catódica de corrente contínua e sucessiva oxidação e redução com o oxigênio e hidrogênio atômico

O protocolo descreve um método para purificar e separar o você e o nuclide do th na amostra hidrotermal submarina do sulfeto com a coprecipitação do Fe e a cromatografia da extração para datar do disequilibrio de 230th-U.

Separação de Urânio e Tório para Datação 230Th-U de Sulfetos Hidrotermais Submarinos

Neste trabalho, nós preparamos um adsorvente composto de n catiônico , n-dimethylamino propilacrilamida cloreto de metilo quaternário (DMAPAAQ) gel de polímero e hidróxido de ferro para adsorver arsênico das águas subterrâneas. O gel foi preparado através de um novo método projetado para garantir o máximo teor de partículas de ferro em sua estrutura.

Remoção de arsênico usando um gel de polímero catiônico impregnado com hidróxido de ferro

Um protocolo para o projeto racional de um filtro eletroativo dual-funcional que consiste em nanotubos de carbono e nanofios titanatos é relatado e suas aplicações ambientais para a oxidação e sequestro sb (III) são apresentadas.

Um filtro eletroativo dual-funcional para simultaneamente sb (III) oxidação e sequestro

Este artigo apresenta uma rota nova e conveniente para sintetizar material compósito de zeólita do tipo Fe2O3/faujasite (FAU) a partir de solo vermelho. Os parâmetros de síntese detalhados foram ajustados. O material compósito obtido pode ser usado para remediação eficiente de água contaminada por metais pesados, indicando suas potenciais aplicações em engenharia ambiental.

Reciclagem de Recursos de Solo Vermelho para Sintetizar Material Compósito de Zeólita do Tipo Fe2O3/FAU para Remoção de Metais Pesados

Aprenda a usar nanopartículas de óxido cúprico para remover contaminantes de água residual industrial e avaliar sua citotoxicidade em células humanas de rim e fígado cultivadas. Este método permite analisar a viabilidade celular ao longo de sete dias.

A remoção do Trace Elements por Óxido de Cupric nanopartículas de urânio In Situ Recuperação sangro água e seu efeito na viabilidade celular (Vídeo) | JoVE Journal

A remoção do Trace Elements por Óxido de Cupric nanopartículas de urânio

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