Os pesquisadores demonstram o método novo para nanoparticles projetados imagem lactente nos tecidos

A pesquisa publicou o rapid nos detalhes da pesquisa e da técnica da microscopia, método hyperspectral eficaz na redução de custos da imagem lactente para a análise do nanomaterial que pode derramar a luz impacto da saúde nos nanomaterials'

Como um testamento à liderança de Andrew Cuomo do regulador em desenvolver um ecossistema incomparável da investigação e desenvolvimento nos Estados de Nova Iorque, Sara Brenner, a DM, os MPH e seus colegas no instituto politécnico de SUNY (SUNY poli), as ciências da Faculdade de Medicina de George Washington e da saúde, e a universidade rochoso do ribeiro demonstraram um método novo para o visualização e a identificação rápidos de nanoparticles projetados nos tecidos. Esta pesquisa, publicada na pesquisa da microscopia e na técnica (“imagem lactente Hyperspectral de Nanoparticles em amostras biológicas: O visualização simultâneo e a identificação elementar "), os presentes um método para utilizar a microscopia aumentada do darkfield (EDFM) e a imagem lactente hyperspectral (SUA) a facilmente e ràpida nanoparticles da imagem nos tecidos dos estudos da toxicologia e traçam a distribuição dos nanoparticles durante todo as amostras biológicas baseadas na composição elementar.

O tecido suíno da pele exps à solução decontenção e traçou contra a biblioteca espectral da referência (RSL). As fileiras correspondem ao tecido suíno da pele expor ao ceria e à alumina ENMs, respectivamente. Cada coluna mostra o mesmo campo de visão imaged com técnicas diferentes. A primeira coluna corresponde a uma imagem do brightfield de um hematoxylin e de uma amostra manchada eosina (ampliação 40x). A área fechada em um quadrado vermelho foi ampliada a 100x e vista usando EDFM (coluna 2) e SEU (coluna 3), onde ENMs aparece como elementos do contraste alto (setas). Mostras que da coluna 4 SUA imagem traçou contra o RSL, onde os fósforos positivos são mostrados no azul para o ceria e na magenta para a alumina. De cima para baixo, as fileiras correspondem a: corneum do estrato, derma, e tecido subcutâneo, respectivamente.

“Em conseqüência dos investimentos visionários de Andrew M. Cuomo do regulador no corredor da alto-tecnologia dos Estados de Nova Iorque, SUNY poli são orgulhoso estar no pelotão da frente dos nanomaterials que a pesquisa onde seus recursos pioneiros podem ser leveraged para maximizar nossa compreensão do impacto verdadeiro destes materiais,” disse o Dr. Michael Liehr, o vice-presidente executivo poli de SUNY da inovação e a tecnologia e o vice-presidente da pesquisa. “Eu recomendo o Dr. Brenner e seus sócios da pesquisa para demonstrar uma técnica mais eficiente da avaliação, que poderia ajudar a se assegurar de que os trabalhadores e os ambientes nano-baseados da indústria estivessem mantidos tão seguros como possível.”

Porque os nanoparticles são incorporados cada vez mais em processos industriais e em produtos de consumo, estudar os efeitos potenciais da exposição é crítico para assegurar a saúde e a segurança dos trabalhadores, dos consumidores, e do ambiente. Em particular, a indústria do semicondutor utiliza nanoparticles do óxido de metal em um processo da fabricação, que seja identificado pela indústria como uma área crítica para a pesquisa de saúde e de segurança devido ao potencial para a exposição do trabalhador. Em sua publicação recente, os pesquisadores podiam detalhar como encontraram nanoparticles do óxido de metal ex vivo em um modelo suíno do tecido da pele da exposição cutâneo.

“A bandeira de ouro actual para o visualização dos nanoparticles em amostras de tecido é a microscopia de elétron, que é altamente tempo e recurso-intensiva,” disse o Dr. Sara Brenner, professor adjunto de Nanobioscience e vice-presidente assistente para iniciativas de NanoHealth no autor poli e correspondente de SUNY do estudo. A “disponibilidade de um método alternativo, rápido, e eficaz na redução de custos aliviaria este gargalo analítico, não somente no nanotoxicology, mas em muitos campos onde o visualização do nanoscale é crítico. Os métodos analíticos novos e emergentes e as ferramentas para a detecção do nanomaterial, o visualização, e a caracterização devem manter o ritmo com inovação em termos da revelação, do uso, e da comercialização do nanomaterial. Conseqüentemente, os formulários da selecção da alto-produção e da tecnologia directa do visualização, tais como este, devem ser leveraged para estudar não somente o comportamento do nanomaterial em sistemas biológicos, mas igualmente aplicado no contexto da avaliação da exposição. O sistema tem a grande versatilidade e o serviço público prático alto - nós começamos somente a riscar a superfície do que pode fazer,” dissemos o Dr. Brenner.

A equipa de investigação utilizou CytoViva, Inc. fácil ' s SEU sistema, que incorpora um microscópio aumentado do darkfield que melhore o contraste e uma relação de relação sinal-ruído alta para o visualização dos nanoparticles, assim como uma câmera hyperspectral da imagem lactente, que combinasse a espectrofotometria e a imagem lactente, usando sistema ótico e algoritmos avançados para capturar um espectro de 400-1,000nm em cada pixel em uma imagem hyperspectral. Os dados Hyperspectral podem então ser usados para identificar materiais do interesse em uma amostra sem a necessidade para a rotulagem fluorescente ou outras técnicas destrutivas da preparação da amostra.

Os “Nanomaterials foram usados por décadas no espaço do consumidor da dermatologia, variando das protecção solar aos cosméticos antienvelhecimento aos molhos antimicrobiais. Nossa capacidade para dissipar interesses em relação à segurança foi limitado devido às limitações de nossas aproximações da imagem lactente, que é porque a publicação desta técnica agora validada é tão importante,” disse o Dr. Adam Friedman, professor adjunto da dermatologia e director da pesquisa Translational nas ciências da Faculdade de Medicina e da saúde de George Washington.

“Nós somos entusiasmado que a pesquisa e a técnica da microscopia reconheceram o significado de nossos resultados comum da pesquisa, que foram feitos a directo possível esta colaboração original,” dissemos o Dr. Mary Quadro, professor adjunto de universidade rochoso do ribeiro e distinguimos o professor do serviço no departamento de engenharia biomedicável. “Colocando o fundamento para os meios os mais eficientes com que para visualizar em grande detalhe materiais nano, nós podemos avaliar melhor as implicações da saúde destas partículas porque entram o contacto com os seres humanos no ambiente do trabalho e além, potencial pavimentando a maneira para as medidas aumentadas que podem assegurar a saúde e a segurança.”

De “o último modelo CytoViva SEU sistema é uma ferramenta poderosa para o visualização dos nanoparticles, permitindo a alto-produção para a realização eficiente de dados críticos da saúde,” disse CEO Sam Lawrence de CytoViva, Inc. “Nós somos excitados para jogar um papel chave nesta parceria público-privado Poli-conduzida SUNY da alto-tecnologia que está dividindo barreiras precedentes da pesquisa para permitir os ambientes nano-baseados dados-conduzidos, mais seguros do trabalho do futuro.”

Não somente os pesquisadores demonstraram a capacidade de EDFM-HSI para identificar e de nanoparticles do óxido de metal do mapa em um modelo suíno do tecido da pele da exposição (figura 1), mas igualmente confirmaram este método usando métodos tradicionais: Microscopia de elétron (RS) da espectroscopia e da exploração de Raman (SEM) com espectroscopia de raio X dispersiva da energia (EDS) para a análise elementar. Após ter identificado áreas dentro das amostras de tecido positivas do controle que foram sabidas para conter nanoparticles do interesse, as mesmas áreas foram analisadas através de SEM-EDS e de RS, que confirmaram a identidade dos materiais. Uma vez que estas áreas foram confirmadas para ser os nanoparticles do interesse, as bibliotecas espectrais da referência (RSLs) que contêm dados hyperspectral foram criadas destas áreas. RSLs foi usado então para traçar as amostras experimentais para avaliar a presença e a distribuição dos nanoparticles naqueles tecidos, usando o algoritmo espectral do cartógrafo (SAM) do ângulo no software hyperspectral da imagem lactente e de análise (ENVI 4,8).

Embora EDFM-HSI tenha uma mais baixa definição espacial do que a microscopia de elétron, confere diversas vantagens sobre métodos tradicionais da microscopia de elétron e da espectroscopia de Raman, particularmente em termos do tempo e da custo-redução, fazendo lhe uma alternativa atractiva para o visualização e a identificação dos nanoparticles. Desde que EDFM-HSI é útil para estudar o biodistribution do nanoparticle, pode igualmente ser aplicado nas áreas de investigação médica, tais como a entrega da droga do nanoscale. A equipa de investigação está expandindo este trabalho a outros modelos toxicological da exposição, de vários nanomaterials, e de outros tipos de media, incluindo amostras da exposição ambiental e ocupacional. Em parceria com o instituto nacional para a saúde e segurança no trabalho (NIOSH), os métodos de EDFM-HSI estão sendo desenvolvidos para analisar os filtros de ar vestidos pelos trabalhadores que seguram nanomaterials projetados, que revela a informação sobre a exposição de inalação no local de trabalho. Um trabalho mais adicional igualmente continua na revelação do protocolo a avaliar a penetração do nanoparticle em modelos cutâneos da exposição e a quantificação do nanoparticle em amostras histológicas.

Notàvel, esta pesquisa representa uma de muitas áreas do foco no consórcio de NanoHealth & de segurança (NHSC), em uma plataforma público-privado Poli-baseada SUNY ligando a saúde humana e ambiental e a segurança através das indústrias para promover a comercialização da nanotecnologia, que é um componente-chave de uma iniciativa branca recentemente anunciada da casa.