I ricercatori dimostrano il metodo novello per le nanoparticelle costruite la rappresentazione in tessuti

La ricerca ha pubblicato in dettaglio rapida della ricerca e di tecnica di microscopia, metodo hyperspectral redditizio della rappresentazione per l'analisi del nanomaterial che può fare luce impatto di salubrità sui nanomaterials'

Come testamento alla direzione di Andrew Cuomo del governatore nello sviluppare un ecosistema ineguagliabile di ricerca e sviluppo nello stato di New York, Sara Brennero, il MD, i MPH ed i suoi colleghi all'istituto politecnico di SUNY (SUNY poli), le scienze della scuola di medicina di George Washington e di salubrità e la Stony Brook University hanno dimostrato un metodo novello per la visualizzazione e l'identificazione rapide delle nanoparticelle costruite in tessuti. Questa ricerca, pubblicata nella ricerca di microscopia e nella tecnica (“rappresentazione Hyperspectral delle nanoparticelle in campioni biologici: La visualizzazione simultanea e l'identificazione elementare "), i presente un metodo per l'utilizzazione la microscopia migliorata del darkfield (EDFM) e della rappresentazione hyperspectral (SUA) a facilmente e rapido nanoparticelle di immagine in tessuti dagli studi di tossicologia e mappano la distribuzione delle nanoparticelle in tutto i campioni biologici basati su composizione elementare.

Il tessuto porcino dell'interfaccia ha esposto alla soluzione ENM-contenente ed ha mappato contro la libreria spettrale di riferimento (RSL). Le righe corrispondono al tessuto porcino dell'interfaccia esposto al ceria ed all'allumina ENMs, rispettivamente. Ogni colonna mostra lo stesso campo visivo imaged con differenti tecniche. La prima colonna corrisponde ad un'immagine del brightfield di un hematoxylin e di un campione macchiato l'eosina (ingrandimento 40x). L'area unita in un quadrato rosso è stata ingrandetta a 100x ed è stata osservata facendo uso di EDFM (colonne 2) e SUO (colonna 3), dove ENMs compare come elementi ad alto contrasto (frecce). Manifestazioni che della colonna 4 la SUA immagine ha mappato contro il RSL, dove le corrispondenze positive sono indicate in blu per il ceria ed in magenta per allumina. Dall'alto al basso, le righe corrispondono a: corneum dello strato, derma e tessuto sottocutaneo, rispettivamente.

“Come conseguenza degli investimenti immaginari di Andrew M. Cuomo del governatore in corridoio alta tecnologia dello stato di New York, SUNY poli è fiero essere alla prima linea dei nanomaterials che la ricerca dove le sue risorse di avanguardia possono essere fatte leva per massimizzare la nostra comprensione dell'impatto vero di questi materiali,„ ha detto il Dott. Michael Liehr, vice presidente esecutivo di SUNY il poli di innovazione e la tecnologia ed il vicepresidente della ricerca. “Lodo il Dott. Brennero ed i suoi partner della ricerca per la dimostrazione della tecnica più efficiente di valutazione, in grado di contribuire ad assicurare che i lavoratori e ad ambienti basati a nana dell'industria siano tenuti sicuri come possibile.„

Poichè le nanoparticelle sempre più sono incorporate nei processi industriali e nei generi di consumo, studiare gli effetti potenziali dell'esposizione è critico da assicurare sanità e sicurezza dei lavoratori, dei consumatori e dell'ambiente. In particolare, l'industria a semiconduttore utilizza le nanoparticelle dell'ossido di metallo in un trattamento di montaggio, che è stato identificato dall'industria come una zona critica per salubrità e ricerca in materia di sicurezza dovuto il potenziale per l'esposizione del lavoratore. In loro pubblicazione recente, i ricercatori potevano dettagliare come hanno individuato le nanoparticelle dell'ossido di metallo ex vivo in un modello porcino del tessuto dell'interfaccia dell'esposizione cutanea.

“Il sistema monetario aureo corrente per visualizzazione delle nanoparticelle nei campioni di tessuto è microscopia elettronica, che è altamente del tempo e risorsa-intensiva,„ ha detto il Dott. Sara Brennero, assistente universitario di Nanobioscience e vicepresidente di aiuto per le iniziative di NanoHealth al poli ed autore corrispondente di SUNY dello studio. “La disponibilità di un'alternativa, di una rapida e di un metodo redditizio allevierebbe questo grave ostacolo analitico, non solo in nanotoxicology, ma in molti campi in cui la visualizzazione del nanoscale è critica. I nuovi e metodi analitici emergenti e gli strumenti per rilevazione del nanomaterial, visualizzazione e la caratterizzazione devono stare al passo con innovazione in termini di sviluppo, uso e commercializzazione del nanomaterial. Di conseguenza, i moduli della selezione di alto-capacità di lavorazione e della tecnologia diretta di visualizzazione, come questo, devono essere fatti leva per lo studio non solo del comportamento del nanomaterial nei sistemi biologici, ma anche applicarsi nel contesto della valutazione dell'esposizione. Il sistema ha la grande versatilità ed alta utilità pratica - abbiamo cominciato soltanto a graffiare la superficie di cui può fare,„ abbiamo detto il Dott. Brennero.

Il gruppo di ricerca ha utilizzato il SUO sistema dell'inc, di CytoViva, che incorpora un microscopio migliorato del darkfield che ha migliorato il contrasto e un alto rapporto segnale-rumore per visualizzazione facile delle nanoparticelle come pure una macchina fotografica hyperspectral della rappresentazione, che combina la spettrofotometria e la rappresentazione, facendo uso dell'ottica e degli algoritmi avanzati per catturare uno spettro da 400-1,000nm ad ogni pixel in un'immagine hyperspectral. I dati Hyperspectral possono poi essere usati per identificare i materiali di interesse in un campione senza l'esigenza del contrassegno fluorescente o di altre tecniche distruttive del preparato del campione.

“I Nanomaterials sono stati utilizzati per le decadi nello spazio del consumatore della dermatologia, variando dalle protezioni solari ai cosmetici antinvecchiamento ai condimenti antimicrobici. La nostra capacità di dissipare le preoccupazioni per quanto riguarda la sicurezza è stata limitato dovuto i vincoli dei nostri approcci della rappresentazione, che è perché la pubblicazione di questa tecnica ora convalidata è così importante,„ ha detto il Dott. Adam Friedman, professore associato della dermatologia e Direttore della ricerca di traduzione alle scienze della scuola di medicina e di salubrità di George Washington.

“Siamo emozionanti che la ricerca e la tecnica di microscopia ha riconosciuto il significato dei nostri risultati uniti della ricerca, che sono stati resi diretto possibile questa collaborazione unica,„ abbiamo detto il Dott. Maria l'Frame, professore associato di Stony Brook University ed abbiamo distinto professore di servizio nel Servizio tecnico biomedico. “Stendendo il fondamento per i mezzi più efficienti con cui prevedere i materiali nani nei minimi particolari, possiamo valutare meglio le implicazioni di salubrità di queste particelle poichè entr inare contatto con gli esseri umani nell'ambiente del lavoro e di là, potenzialmente aprendo la strada per le misure migliorate che possono assicurare sanità e sicurezza.„

“La punta del progresso di CytoViva il SUO sistema è uno strumento potente per la visualizzazione delle nanoparticelle, permettendo alla alto-capacità di lavorazione per il raggiungimento efficiente dei dati critici di salubrità,„ ha detto CEO Sam Lawrence di CytoViva, Inc. “Siamo entusiasmati per svolgere un ruolo chiave in questo da partenariato pubblico-privato alta tecnologia guidato da poli di SUNY che sta abbattendo le barriere precedenti della ricerca per permettere agli agli ambienti basati a nana guidati da dati e più sicuri del lavoro del futuro.„

Non solo i ricercatori hanno dimostrato la capacità di EDFM-HSI per identificare e mappare le nanoparticelle dell'ossido di metallo in un modello porcino del tessuto dell'interfaccia dell'esposizione (figura 1), ma delle loro egualmente ha confermato questo metodo facendo uso dei metodi tradizionali: Microscopia elettronica (RS) di spettroscopia e di scansione di Raman (SEM) con la spettroscopia edx (EDS) per analisi elementare. Dopo l'identificazione delle aree all'interno dei campioni di tessuto positivi di controllo che sono stati conosciuti per contenere le nanoparticelle di interesse, le stesse aree sono state analizzate via SEM-EDS e RS, che hanno confermato l'identità dei materiali. Una volta che queste aree fossero confermate per essere le nanoparticelle di interesse, le librerie spettrali di riferimento (RSLs) che contengono i dati hyperspectral sono state create da queste aree. RSLs poi è stato usato per mappare i campioni sperimentali per valutare la presenza e la distribuzione di nanoparticelle in quei tessuti, facendo uso dell'algoritmo spettrale del rilevamento (SAM) di angolo nel software hyperspectral di analisi e della rappresentazione (ENVI 4,8).

Sebbene EDFM-HSI abbia risoluzione spaziale più bassa che la microscopia elettronica, conferisce parecchi vantaggi sopra i metodi tradizionali di microscopia elettronica e della spettroscopia di Raman, specialmente in termini di del tempo e costo-riduzione, rendentegi un'alternativa attraente per la visualizzazione e l'identificazione delle nanoparticelle. Poiché EDFM-HSI è utile per lo studio della distribuzione biologica di nanoparticella, può anche applicarsi nei campi di ricerca medica, quale la consegna della droga del nanoscale. Il gruppo di ricerca sta ampliando questo lavoro ad altri modelli tossicologici dell'esposizione, di vari nanomaterials e di altri tipi di media, compreso i campioni dell'esposizione ambientale e professionale. In società con l'istituto nazionale per il salute e sicurezza sul lavoro (NIOSH), i metodi di EDFM-HSI stanno mettendi a punto per analizzare i filtri dell'aria indossati dai lavoratori che trattano i nanomaterials costruiti, che rivela le informazioni sull'esposizione di inalazione nel posto di lavoro. Ulteriore lavoro egualmente continua sullo sviluppo di protocollo a valutare l'infiltrazione di nanoparticella nei modelli cutanei dell'esposizione e la quantificazione di nanoparticella in campioni istologici.

Considerevolmente, questa ricerca rappresenta una di molte aree del fuoco nel consorzio della sicurezza & di NanoHealth (NHSC), ad una in una piattaforma pubblica -privata basata a poli di SUNY che collega l'essere umano e salute ambientale e la sicurezza attraverso le industrie per promuovere la commercializzazione di nanotecnologia, che è una componente chiave di un'iniziativa recentemente annunciata della Casa Bianca.