Phát hiện hạt nano TiO2 trong tế bào bằng phương pháp phân tích tế bào chảy

Cytometry. Part A : the journal of the International Society for Analytical Cytology - Tập 77A Số 7 - Trang 677-685 - 2010
Robert M. Zucker1, Edward J. Massaro2, Kristen M. Sanders1, Laura L. Degn1, William K. Boyes1
1Toxicology Assessment Division (MD-67), National Health and Environmental Effects Research Laboratory, Office of Research and Development, US Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, North Carolina 27711
2Intergrated Systems Toxicology Division, Toxicology Assessment Division (MD-67), National Health and Environmental Effects Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, North Carolina 27711

Tóm tắt

Tóm tắtViệc đánh giá các mối nguy tiềm ẩn của vật liệu nano do con người tạo ra đã bị cản trở bởi khả năng quan sát và đo lường hạn chế các hạt nano trong tế bào. Trong nghiên cứu này, các nồng độ khác nhau của hạt nano TiO2 đã được hòa trộn trong môi trường nuôi cấy tế bào. Suspensions sau đó được siêu âm và phân tích bằng phương pháp tán xạ ánh sáng động và vi kính. Các tế bào biểu mô sắc tố võng mạc (ARPE‐19) được nuôi cấy từ người đã được ủ với các hạt nano TiO2 tại các nồng độ 0, 0.1, 0.3, 1, 3, 10 và 30 μg/ml trong 24 giờ. Các phản ứng của tế bào đối với các hạt nano đã được đánh giá bằng phương pháp phân tích tế bào chảy và vi kính trường tối. Máy phân tích tế bào chảy FACSCalibur™ đã được sử dụng để đo các thay đổi trong tán xạ ánh sáng sau khi ủ với hạt nano. Cả tán xạ bên và tán xạ phía trước đều thay đổi đáng kể phản ánh sự hiện diện của TiO2. Từ 0.1 đến 30 μg/ml TiO2, tán xạ bên tăng liên tục trong khi tán xạ phía trước giảm, có thể do sự phản xạ ánh sáng mạnh bởi các hạt TiO2. Dựa trên các tham số hình thái và xét nghiệm khả năng sống sót calcein‐AM/iodide propidium, các nồng độ TiO2 dưới 30 μg/ml TiO2 gây độc tế bào tối thiểu. Phân tích kính hiển vi được thực hiện trên cùng các tế bào bằng kính hiển vi Nikon E‐800 có nguồn sáng xenon và các vật kính trường tối đặc biệt. Tại các nồng độ thấp nhất của TiO2 (0.1–0.3 μg/ml), máy phân tích tế bào chảy có thể phát hiện ít nhất 5–10 hạt nano trong mỗi tế bào do sự tán xạ ánh sáng mạnh từ TiO2. Các vòng hạt nano tập trung được quan sát quanh các nhân ở gần lưới nội mô tại các nồng độ cao hơn. Các dữ liệu này cho thấy rằng sự hấp thụ các hạt nano bên trong tế bào có thể được theo dõi bằng phương pháp phân tích tế bào chảy và xác nhận bằng vi kính trường tối. Cách tiếp cận này có thể giúp đáp ứng một nhu cầu quan trọng của cộng đồng khoa học trong việc đánh giá mối quan hệ giữa liều lượng hạt nano và độc tính tế bào. Những thí nghiệm như vậy có thể được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng hơn bằng cách sử dụng máy phân tích tế bào chảy để đo lường cả sự hấp thụ hạt nano và sức khỏe tế bào. Được xuất bản năm 2010 bởi Wiley‐Liss, Inc.

Từ khóa

#hạt nano TiO<sub>2</sub>; phân tích tế bào chảy; độc tính tế bào; vi kính trường tối; hạt nano; tế bào ARPE‐19

Tài liệu tham khảo

10.1038/444267a

10.1289/ehp.10327

U.S. Environmental Protection Agency, 2007, Nanotechnology white paper

U.S. Environmental Protection Agency, 2009, Nanomaterial research strategy

10.1038/nnano.2009.242

10.1080/10408440601177780

10.1002/jemt.20847

10.1016/j.aanat.2008.11.001

10.1007/s00216-009-3360-1

10.1016/j.lfs.2009.02.030

10.1016/j.ejpb.2009.09.005

U.S. Environmental Protection Agency, 2009, Nanomaterial case studies: Nanoscale titanium dioxide (external review draft)

10.1002/0471142956.cy0113s09

10.1002/cyto.a.20242

Fujishima A, 1999, TiO2 Photocatalysis Fundamentals and Applications

10.1016/S0887-2333(02)00041-3

Weast RC, 1984, Handbook of Chemistry and Physics

10.1080/10934520903263231

Hackley VA, 2001, The use of nomenclature in dispersion science and technology, 960

10.1117/1.2737351

Shapiro HM, 2003

10.1016/S0091-679X(01)63009-7

10.1002/cyto.a.10115

10.1002/cyto.990090307

10.1002/cyto.990100310

10.1002/cyto.990200106

10.1021/es0625632

10.1002/cyto.990130108

10.1095/biolreprod39.1.157

10.1016/0014-4827(89)90300-5

10.1016/S0091-679X(08)61730-6

10.1002/cyto.990050518

10.1016/j.taap.2009.09.021

10.1002/cyto.990110712

10.1007/4243_2008_047

10.1002/jbio.200910039

10.1021/nl062795z

10.2217/17435889.2.5.681

10.1039/b606090k

10.1016/j.cbpa.2005.08.021

10.1021/jp057170o

10.1002/cyto.a.20886

10.1002/cyto.a.20846

10.1002/cyto.a.20833

10.1002/cyto.a.20706

10.1002/cyto.a.20520

10.1002/(SICI)1097-0320(19980701)32:3<191::AID-CYTO5>3.0.CO;2-N

10.1002/cyto.a.20891

10.1002/cyto.a.20677

10.1002/cyto.a.20587

10.1002/1097-0320(20001201)41:4<298::AID-CYTO8>3.0.CO;2-0

10.1002/cyto.a.20384

10.1002/cyto.a.20889

10.1002/biot.200800358

10.1016/j.tox.2007.12.022

Thông tin
Thông tin xuất bản

Cytometry. Part A : the journal of the International Society for Analytical Cytology

Tập 77A Số 7

677-685

Thông tin tác giả