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Carbon nanomaterial-derived lung burden analysis using UV-Vis spectrophotometry and proteinase K digestion.
Particle and Fibre Toxicology ( IF 10 ) Pub Date : 2020-09-11 , DOI: 10.1186/s12989-020-00377-9 Dong-Keun Lee 1 , Soyeon Jeon 1 , Jiyoung Jeong 1 , Kyung Seuk Song 2 , Wan-Seob Cho 1
Particle and Fibre Toxicology ( IF 10 ) Pub Date : 2020-09-11 , DOI: 10.1186/s12989-020-00377-9 Dong-Keun Lee 1 , Soyeon Jeon 1 , Jiyoung Jeong 1 , Kyung Seuk Song 2 , Wan-Seob Cho 1
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The quantification of nanomaterials accumulated in various organs is crucial in studying their toxicity and toxicokinetics. However, some types of nanomaterials, including carbon nanomaterials (CNMs), are difficult to quantify in a biological matrix. Therefore, developing improved methodologies for quantification of CNMs in vital organs is instrumental in their continued modification and application. In this study, carbon black, nanodiamond, multi-walled carbon nanotube, carbon nanofiber, and graphene nanoplatelet were assembled and used as a panel of CNMs. All CNMs showed significant absorbance at 750 nm, while their bio-components showed minimal absorbance at this wavelength. Quantification of CNMs using their absorbance at 750 nm was shown to have more than 94% accuracy in all of the studied materials. Incubating proteinase K (PK) for 2 days with a mixture of lung tissue homogenates and CNMs showed an average recovery rate over 90%. The utility of this method was confirmed in a murine pharyngeal aspiration model using CNMs at 30 μg/mouse. We developed an improved lung burden assay for CNMs with an accuracy > 94% and a recovery rate > 90% using PK digestion and UV-Vis spectrophotometry. This method can be applied to any nanomaterial with sufficient absorbance in the near-infrared band and can differentiate nanomaterials from elements in the body, as well as the soluble fraction of the nanomaterial. Furthermore, a combination of PK digestion and other instrumental analysis specific to the nanomaterial can be applied to organ burden analysis.
中文翻译:
使用UV-Vis分光光度法和蛋白酶K消化的碳纳米材料衍生的肺负荷分析。
累积在各个器官中的纳米材料的定量对于研究其毒性和毒代动力学至关重要。但是,某些类型的纳米材料,包括碳纳米材料(CNM),很难在生物基质中进行定量。因此,开发用于量化重要器官中CNM的改进方法对它们的持续修饰和应用是有帮助的。在这项研究中,炭黑,纳米金刚石,多壁碳纳米管,碳纳米纤维和石墨烯纳米片被组装并用作CNM的面板。所有CNM在750 nm处均表现出明显的吸光度,而它们的生物成分在此波长下均显示出最小的吸光度。使用其在750 nm处的吸光度对CNM进行定量显示,在所有研究的材料中,其准确性均超过94%。将蛋白酶K(PK)与肺组织匀浆和CNM的混合物孵育2天,平均回收率超过90%。在使用CNM的鼠咽抽吸模型中,以30μg/小鼠的剂量证实了该方法的实用性。我们使用PK消解和UV-Vis分光光度法开发了一种改进的CNM肺负荷测定方法,其准确度> 94%,回收率> 90%。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。在使用CNM的鼠咽抽吸模型中,以30μg/小鼠的剂量证实了该方法的实用性。我们使用PK消解和UV-Vis分光光度法开发了一种改进的CNM肺负荷测定方法,其准确度> 94%,回收率> 90%。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。在使用CNM的鼠咽抽吸模型中,以30μg/小鼠的剂量证实了该方法的实用性。我们使用PK消解和UV-Vis分光光度法开发了一种改进的CNM肺负荷测定方法,其准确度> 94%,回收率> 90%。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。90%使用PK消化和UV-Vis分光光度法。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。90%使用PK消化和UV-Vis分光光度法。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。
更新日期:2020-09-11
中文翻译:
使用UV-Vis分光光度法和蛋白酶K消化的碳纳米材料衍生的肺负荷分析。
累积在各个器官中的纳米材料的定量对于研究其毒性和毒代动力学至关重要。但是,某些类型的纳米材料,包括碳纳米材料(CNM),很难在生物基质中进行定量。因此,开发用于量化重要器官中CNM的改进方法对它们的持续修饰和应用是有帮助的。在这项研究中,炭黑,纳米金刚石,多壁碳纳米管,碳纳米纤维和石墨烯纳米片被组装并用作CNM的面板。所有CNM在750 nm处均表现出明显的吸光度,而它们的生物成分在此波长下均显示出最小的吸光度。使用其在750 nm处的吸光度对CNM进行定量显示,在所有研究的材料中,其准确性均超过94%。将蛋白酶K(PK)与肺组织匀浆和CNM的混合物孵育2天,平均回收率超过90%。在使用CNM的鼠咽抽吸模型中,以30μg/小鼠的剂量证实了该方法的实用性。我们使用PK消解和UV-Vis分光光度法开发了一种改进的CNM肺负荷测定方法,其准确度> 94%,回收率> 90%。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。在使用CNM的鼠咽抽吸模型中,以30μg/小鼠的剂量证实了该方法的实用性。我们使用PK消解和UV-Vis分光光度法开发了一种改进的CNM肺负荷测定方法,其准确度> 94%,回收率> 90%。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。在使用CNM的鼠咽抽吸模型中,以30μg/小鼠的剂量证实了该方法的实用性。我们使用PK消解和UV-Vis分光光度法开发了一种改进的CNM肺负荷测定方法,其准确度> 94%,回收率> 90%。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。90%使用PK消化和UV-Vis分光光度法。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。90%使用PK消化和UV-Vis分光光度法。该方法可以应用于在近红外波段具有足够吸收率的任何纳米材料,并且可以将纳米材料与体内的元素以及纳米材料的可溶部分区分开。此外,可以将PK消化和其他特定于纳米材料的仪器分析结合起来进行器官负荷分析。