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Candle soot derived carbon nanoparticles: An assessment of cellular and progressive toxicity using Drosophila melanogaster model.
Comparative Biochemistry and Physiology C: Toxicology & Pharmacology ( IF 3.9 ) Pub Date : 2019-10-22 , DOI: 10.1016/j.cbpc.2019.108646 Harshita Pandey 1 , Sanjay Saini 2 , Sheelendra Pratap Singh 3 , Naveen Kumar Gautam 4 , Shiv Singh 5
Comparative Biochemistry and Physiology C: Toxicology & Pharmacology ( IF 3.9 ) Pub Date : 2019-10-22 , DOI: 10.1016/j.cbpc.2019.108646 Harshita Pandey 1 , Sanjay Saini 2 , Sheelendra Pratap Singh 3 , Naveen Kumar Gautam 4 , Shiv Singh 5
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The biomedical demand of the nanomaterials is continuously increasing due to their wide range of applications in the field. However, before the implementation of these nanomaterials, toxicity assessment is essential for its safe usage. In the present study, the toxicity of carbon nanoparticles (CNPs) was investigated which was derived from candle soot and compared with commercially available multi-walled carbon nanotubes (CNTs) by using Drosophila melanogaster as a model system. First instar Drosophila larvae were exposed to CNPs as well as CNTs, and the toxic effects of these nanomaterials were compared. The result shows that both nanomaterials enhance the level of reactive oxygen species and oxidative stress in the Drosophila, which leads to the upregulation of heat shock proteins that may cause cytotoxicity in exposed Drosophila larvae. In contrast, exposure to CNPs and CNTs did not affect the developmental period of the larvae. Morphology of the internal organs, brain, gut and Malpighian tubules was also not altered in the exposed larvae. Similarly, no change observed in the cytoskeleton (F-actin) of these organs. Reproductive performance was slightly reduced in the case of CNPs compare to control. However, CNTs exposure did not show any significant effect on the reproductive performance of the flies that emerged from exposed larvae in comparison to control. Hence the study concludes that exposure to CNPs and CNTs cause a moderate level of cytotoxicity in Drosophila. The study also indicates that the inexpensive CNPs may use as an alternative to expensive CNTs for biomedical and biological applications.
中文翻译：
蜡烛烟灰衍生的碳纳米颗粒：使用果蝇果蝇模型评估细胞毒性和进行性毒性。
纳米材料的生物医学需求由于其在该领域的广泛应用而持续增长。但是，在实施这些纳米材料之前，毒性评估对于其安全使用至关重要。在本研究中，研究了使用碳黑果蝇（Drosophila melanogaster）作为模型系统，对源自蜡烛烟灰的碳纳米颗粒（CNP）的毒性进行了比较，并将其与市售的多壁碳纳米管（CNT）进行了比较。第一龄果蝇幼虫暴露于CNPs和CNTs，并比较了这些纳米材料的毒性作用。结果表明，两种纳米材料均能提高果蝇中活性氧和氧化应激的水平，从而导致热休克蛋白上调，从而可能导致果蝇幼虫的细胞毒性。相反，暴露于CNPs和CNTs不会影响幼虫的发育期。在暴露的幼虫中，内部器官，脑，肠和马尔皮安小管的形态也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。暴露于CNPs和CNTs不会影响幼虫的发育期。在暴露的幼虫中，内部器官，脑，肠和马尔皮安小管的形态也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。暴露于CNPs和CNTs不会影响幼虫的发育期。在暴露的幼虫中，内部器官，脑，肠和马尔皮安小管的形态也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。暴露的幼虫的肠道和Malpighian小管也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。暴露的幼虫的肠道和Malpighian小管也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。与对照相比，CNTs暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。与对照相比，CNTs暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。
更新日期：2019-10-22
中文翻译：
蜡烛烟灰衍生的碳纳米颗粒：使用果蝇果蝇模型评估细胞毒性和进行性毒性。
纳米材料的生物医学需求由于其在该领域的广泛应用而持续增长。但是，在实施这些纳米材料之前，毒性评估对于其安全使用至关重要。在本研究中，研究了使用碳黑果蝇（Drosophila melanogaster）作为模型系统，对源自蜡烛烟灰的碳纳米颗粒（CNP）的毒性进行了比较，并将其与市售的多壁碳纳米管（CNT）进行了比较。第一龄果蝇幼虫暴露于CNPs和CNTs，并比较了这些纳米材料的毒性作用。结果表明，两种纳米材料均能提高果蝇中活性氧和氧化应激的水平，从而导致热休克蛋白上调，从而可能导致果蝇幼虫的细胞毒性。相反，暴露于CNPs和CNTs不会影响幼虫的发育期。在暴露的幼虫中，内部器官，脑，肠和马尔皮安小管的形态也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。暴露于CNPs和CNTs不会影响幼虫的发育期。在暴露的幼虫中，内部器官，脑，肠和马尔皮安小管的形态也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。暴露于CNPs和CNTs不会影响幼虫的发育期。在暴露的幼虫中，内部器官，脑，肠和马尔皮安小管的形态也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。暴露的幼虫的肠道和Malpighian小管也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。暴露的幼虫的肠道和Malpighian小管也没有改变。同样，在这些器官的细胞骨架（F-肌动蛋白）中也未观察到变化。与对照相比，CNP的生殖性能略有下降。但是，与对照相比，CNTs的暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。与对照相比，CNTs暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。与对照相比，CNTs暴露对从暴露的幼虫出来的果蝇的繁殖性能没有显示任何显着影响。因此，该研究得出的结论是，接触CNP和CNT在果蝇中引起中等程度的细胞毒性。研究还表明，廉价的CNP可以替代昂贵的CNT用于生物医学和生物应用。
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