NanoBioDetect - Nanopartikel im Gewebe: Detektion, Quantifizierung und Darstellung biologischer Effektmarker^NanoBioDetect - Nanopartikel im Gewebe: Detektion, Quantifizierung und Darstellung biologischer Effektmarker, NanoBioDetect - Nanopartikel im Gewebe: Detektion, Quantifizierung und Darstellung biologischer Effektmarker

Description: Inhalierte Nanopartikel, die in den Alveolarbereich der Lunge vordringen können, werden dort ganz überwiegend von Alveolarmakrophagen aufgenommen und aus dem Organ heraustransportiert. Ein sehr kleiner Anteil der Nanopartikel kann jedoch auch in andere Zellen der Lunge gelangen oder erreicht periphere Organe und Gewebe, in denen weitere Effekte ausgelöst werden könnten. Um diese Prozesse genauer zu untersuchen, wollen die Partner des Projekts NanoBioDetect Nanopartikel mit State-of-the-Art Methoden in der Lunge und anderen Zielorganen detektieren. Ziel ist es, den Einfluss von Nanopartikeln auf Körperfunktionen noch besser zu verstehen, indem Zelltypen, die Nanopartikel enthalten, zunächst identifiziert und charakterisiert werden. Die pro Zelle enthaltene Partikelmasse soll nach Möglichkeit quantifiziert werden. Weitere Arbeiten werden sich der Detektion veränderter Biomoleküle widmen, zu denen u.a. Protein- oder DNA-Modifikationen gehören. Neben Nanopartikel-haltigen Zellen werden auch Geweberegionen untersucht, in denen Nanopartikel angereichert sind. Obschon Effekte von zumeist hohen Nanopartikelkonzentrationen seit langem für Zellen in vitro beschrieben sind, ist die Übertragbarkeit dieser Resultate auf den komplexen Organismus noch immer unklar. Das Wissen um die in vivo Dosis von Nanopartikeln im Tierexperiment, das im Verlauf des Projekts zusammengetragen wird, soll diese Fragen neu beleuchten. In diesem Sinne sollen die Ergebnisse helfen, die Aussagekraft vorhandener in vitro Tests zu verbessern. Gegebenenfalls werden im Projekt auch neue in vitro Tests bereitgestellt, die hinsichtlich Zelltyp und Dosis besser auf die in vivo Situation abgestimmt sind. Die interdisziplinäre Arbeit an Zellen und Geweben zusammen mit der physikalisch-chemischen Expertise soll es den Projektpartnern erlauben, dieses 'Dosis-Effekt-Problem' für eine repräsentative Auswahl von Nanopartikeln zu lösen. Mit Hilfe der intensivierten Dunkelfeld-, der Raman-, sowie der Hyperspektral-Mikroskopie sollen partikelhaltige Gewebebereiche zunächst identifiziert werden. Wichtige Ergebnisse werden dabei elektronenmikroskopisch kontrolliert. Eine spezielle Übertragungsmethode soll erarbeitet und etabliert werden, um lichtmikroskopisch aufgefundene Gewebebereiche den bildgebenden Analysemethoden zuzuführen: Mit Hilfe der Ionenstrahl-Mikroskopie (engl. ion beam microscopy, IBM) sollen dabei Elementgehalte hochaufgelöst und quantitativ mittels Protonen-Beschuss bestimmt werden. Die 'time-of-flight'-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) kann bereits jetzt Nanopartikel zusammen mit organischen Molekülen nachweisen, doch ist ein weiterer instrumenteller Ausbau der Methode vorgesehen, um ihre Effizienz und Auflösung weiter zu steigern. Die 'laser-ablation-inductively-coupled-mass spectrometry' (LA-ICP-MS) wird ebenfalls weiter optimiert und als quantitatives Nachweisinstrument zusammen mit weiteren Techniken (myXRF) eingesetzt. (Test gekürzt)

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Alveolarmakrophagen ? Sensor ? Probenaufbereitung ? Verfahrensoptimierung ? Analyseverfahren ? Bioindikator ? Organisches Gewebe ? in vitro ? Quantitative Analyse ? Tierversuch ? Zelle ? Nanopartikel ? Gutachten ? Auswertungsverfahren ? Schadstoffnachweis ? Sekundärionenmassenspektrometrie ? Selektivität ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (Geldgeber*in)
• Fachhochschule Dortmund, Fachbereich Informatik (Mitwirkende)
• IBE R&D Institute for Lung Health gGmbH (Mitwirkende)
• ION-TOF Technologies GmbH (Mitwirkende)
• TASCON Gesellschaft für Oberflächen- und Materialcharakterisierung mbH (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Leipzig, Institut für Medizinische Physik und Biophysik (Mitwirkende)
• Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Anorganische und Analytische Chemie (Mitwirkende)

Time ranges: 2014-08-01 - 2017-07-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: NanoBioDetect - Nanoparticles in the tissue: detection, quantification and presentation of biological effect markers
  Description: Inhaled nanoparticles which enter the alveolar region of the lung are largely taken up and cleared from the organ by alveolar macrophages. However, a minor fraction appears to reach other cells inside the lungs or becomes distributed to remote organs where hitherto unknown effects may be induced. To describe these processes more closely, the partners of the NanoBioDetect project aim to visualize nanoparticles with state-of-the-art imaging methods within the lungs and other target organs. To better understand effects of nanoparticles inside the body, cell types containing nanoparticles shall be identified and the mass of particles within these cells shall be quantified. Further research will focus on the detection of altered cell constituents such as protein or DNA modifications in nanoparticle-laden cells, or in regions where nanoparticles may have accumulated. Although effects of nanoparticles have been widely described for cells in vitro, most often secondary to high concentrations of nanoparticles, the meaning of these results for the complex organism still remains elusive. Knowledge of the in vivo dose of nanoparticles in experimental animals, to be collected during the project, will shed more light on these questions. Results shall furthermore be used to strengthen the predictability of in vitro assays and for setting up more appropriate in vitro assays. The interdisciplinary work of biomedical research on cells and tissues and physico-chemical expertise shall enable the partners to solve the 'dose-effect problem' for a representative selection of different nanoparticles. By means of enhanced darkfield-, Raman-, and hyperspectral microscopy particle laden sites within tissue sections will by identified and results will be controlled by electron microscopy. A special device will be developed in order to subject tissue areas pre-selected by light microscopy to further imaging tools: Ion beam microscopy (IBM) can quantitatively determine the element content via proton bombardment with high spatial resolution. Time-of-flight mass spectrometry (ToF-SIMS) is already capable to detect nanoparticles together with organic molecules but will receive further instrumental development during the project to increase efficacy and resolution. Laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) will also be refined and used together with further methods (micro XRF) as a quantitative approach. (abridged text) https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1052725

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  http://www.nanobiodetect.de/ (Webseite)

Status

Aktiv

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