Wissenschaftler am Brookhaven-Nationalen Laboratorium haben eine Screening-Methode entwickelt, um zu prüfen, wie eben gemachte nanoparticles auf menschliche Zellen nach Berührung für verschiedene Zeiten und Dosen einwirken. Unter Verwendung dieser neuen Methode sind die Forscher in der Lage gewesen, sichtbar zu machen, wie menschliche Zellen auf eine spezifischen Baumuster Kohlenstoff nanoparticles einwirken.
Die Methode wird im Zapfen von Physik beschrieben: Kondensierter Stoff.
„Nanomaterials zeigen großes Versprechen, aber wegen ihrer extrem kleinen und eindeutigen Eigenschaften, bekannt wenig über ihre Effekte auf lebende Anlagen,“ sagte Barbara Panessa-Waren, Ph.D., der das Forschungsteam führte. „Unsere Experimente versehen möglicherweise Wissenschaftler mit Informationen, um zu helfen, nanoparticles neu zu entwerfen, um Sicherheitsinteressen herabzusetzen, und ihren Gebrauch in den gesundheitsbezogenen Anwendungen zu optimieren. Sie führen möglicherweise auch zu effektive Screeningpraxis für Kohlenstoff-basierte Materialien.“
Eine Vielzahl von den Studien, die in lebende Tiere geleitet werden, hat eine Reichweite der Giftwirkungen gefunden, resultierend aus Aussetzung zu den Kohlenstoff-basierten nanoparticles. Alle diese studiert in vivo offenbar Show, dass mehrfache Faktoren folgende Nanoparticleaussetzung zu den akuten und chronischen Änderungen des Erzeugnisses innerhalb einzelner Zellen und des Organismus selbst zusammenwirken. In-vitrolaboruntersuchungen, wie die Zellekultur Methode, die vom Brookhaven-Team entwickelt wird, sind ein Versuch, die Forschung zu vereinfachen, indem sie viele der Variablen beseitigen, die in den Untersuchungen an Tieren gefunden werden und Forschern größere Regelung über experimentellen Bedingungen geben.
„, Indem wir Techniken der Molekularbiologie mit hoch entwickelten Darstellungsmethoden kombinieren, können wir Informationen über die Antwort von spezifischen Zellbaumustern zu den spezifischen nanoparticles schnell erfassen und in-vitroprüfung ein billiges und unmittelbares Hilfsmittel für das Mit filter versehen und das Einstellen von Nanoparticleauslegung herstellen, um Sicherheits- und Zielbesonderheit zu maximieren,“ sagte Panessa-Waren.
In den Studien des Brookhaven-Teams verwendeten die Wissenschaftler Lungen- und Doppelpunktepithelzellen, denen sie beschlossen, zwei wahrscheinliche Wege Nanoparticleberührung darzustellen - Einatmung und Einsaugen. Die Forscher wuchsen die Zellen als Zellmonomolekulare schichten, in denen die einzelnen Zellen zusammen verbinden, um eine feste Schicht mit vielen der Eigenschaften der Lungen- und Doppelpunktzellen zu bilden, die im Gehäuse als Epithel wachsen. Diese monomolekularen Schichten von lebenden Zellen werden dann unterschiedlichen Dosen von Kohlenstoff nanoparticles über Unterscheidungsdauer ausgesetzt, und die Zellen werden jedes Mal am Zeitraum und an der Dosis studiert.
Die Forscher prüften auch die Antwort der Zellen zu den verschiedenen Baumustern von nanoparticles, einschließlich eine rohe nanotube Vorbereitung, die größtenteils einzel-ummauerte Kohlenstoffnanotubes, -nanoropes, -graphene und -Spurenelemente enthält; teilweise gesäuberte luft-oxidierte Kohlenstoff nanotubes; und Kohlenstoff-nanotube-berechnete nanoloops bestimmten für Gebrauch, wenn sie therapeutische Antikörper als Drogen entbanden. Die Forscher schätzten Zellentwicklungsfähigkeits- und -wachstumseigenschaften der monomolekularen Schicht ein und prüften alle mögliche Änderungen innerhalb der Zellen unter Verwendung der verschiedenen Mikroskopietechniken. Diese Techniken aktivierten sie, den ersten Kontakt der nanoparticles mit den Zellen sichtbar zu machen und diesem Prozess „ultrastrukturell“ zu folgen, also konnten sie sehen, wie die Zellen reagierten und bestimmen, ob die nanoparticles die Zellen eintrugen oder spezifische Änderungen an den Zelloberflächen jener Zellen verursachten, die nicht starben.
Unter Verwendung dieses in-vitroreinigungssystems fanden die Wissenschaftler, dass nanoloops nicht schienen, zu jedem Zellbaumuster unabhängig davon Dosis und Zeit giftig zu sein. Demgegenüber erhöhten die Doppelpunkt- und Lungenzellen, die Kohlenstoff nanoparticles von der rohen gezeigten nanotube Vorbereitung ausgesetzt wurden, Zelltod mit erhöhter Expositionsdauer und Dosis. Mikroskopische Studien deckten Verluste von Zelle-zuzellenauhängen in den monomolekularen Schichten und Änderungen in Zelleoberfläche Morphologie auf Zellen auf, in denen Kohlenstoff nanotubes und andere Kohlenstoff nanoparticles befestigt hatten. Schaden war für die niedrigen und höheren Dosen bei drei Stunden schwer und vorschlug, dass Expositionsdauer möglicherweise vom Schaden als Nanoparticlekonzentration sogar vorbestimmt ist.