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Uptake and molecular impact of aluminum-containing nanomaterials on human intestinal caco-2 cells
(2018)
Aluminum (Al) is one of the most common elements in the earth crust and increasingly used in food, consumer products and packaging. Its hazard potential for humans is still not completely understood. Besides the metallic form, Al also exists as mineral, including the insoluble oxide, and in soluble ionic forms. Representatives of these three species, namely a metallic and an oxidic species of Al-containing nanoparticles and soluble aluminum chloride, were applied to human intestinal cell lines as models for the intestinal barrier. We characterized physicochemical particle parameters, protein corona composition, ion release and cellular uptake. Different in vitro assays were performed to determine potential effects and molecular modes of Action related to the individual chemical species. For a deeper insight into signaling processes, microarray transcriptome analyses followed by bioinformatic data analysis were employed. The particulate Al species showed different solubility in biological media. Metallic Al nanoparticles released more ions than Al2O3 nanoparticles, while AlCl3 showed a mixture of dissolved and agglomerated particulate entities in biological media. The protein corona composition differed between both nanoparticle species. Cellular uptake, investigated in transwell experiments, occurred predominantly in particulate form, whereas ionic Al was not taken up by intestinal cell lines. Transcellular transport was not observed. None of the Al species showed cytotoxic effects up to 200 mg Al/mL. The transcriptome analysis indicated mainly effects on oxidative stress pathways, xenobiotic metabolism and metal homeostasis. We have shown for the first time that intestinal cellular uptake of Al occurs preferably in the particle form, while toxicological effects appear to be ion-related.
Zusammenfassung
Die Anwendung des Ultraschallecho-Verfahrens zur Hohlstellenortung in Holzbalken wird beschrieben.
An Hand der Versuchsergebnisse wird der Einfluss der Anisotropie des Holzes auf die Messkopfanordnung und Schallgeschwindigkeit dargestellt. Mit der optimierten Messanordnung ist die erfolgreiche Detektierung von Nachbildungen von Minderdicken und Kernfäule möglich. Besonders klar sind Schäden in Faserrichtung (Kernfäulenachbildung) nachzuweisen. Die sehr guten Ergebnisse zeigen die Anwendbarkeit des Ultraschallecho-Verfahrens an Holz.
Laser vibrometric contactless sound field measurements at a concrete test block are presented. Both excitation by an ultrasonic probe and by an impactor were used. The wave modes can be identified by their geometric wave forms and propagation velocities. Additionally, numerical simulation of the experimental situation is used to support this interpretation. Possible applications of the presented technique are discussed. ©2005 American Institute of Physics
Kurzfassung
Die Anwendung niederfrequenter Ultraschall-Echotechnik mit Longitudinal- und Transversalwellen für die Materialuntersuchung von Holzbauteilen wird beschrieben. Weiterhin wird der Einfluss der Holzfasern auf die Schallgeschwindigkeiten und Oberflächenwellen an Hand von Messergebnissen aufgezeigt. Die Leistungsfähigkeit des Ultraschall-Echoverfahrens an ungeschädigten Holzkörpern und Körpern mit eingebrachten Bohrungen in Faserrichtung (Kernfäulnissimulation) wird dargestellt. Es ist zudem möglich, bei koppelmittelfreier Ankopplung mit Transversalwellen indirekt Fäulnis von der ungeschädigten Bauteilseite aus zu orten. Als Referenzverfahren werden die Bohrwiderstandsmethode oder die Röntgendurchstrahlung eingesetzt.
In diesem Beitrag wird die Anwendung von Radiographiesystemen zum Auffinden von Holzschäden beschrieben. Die Anlage besteht aus einer mobilen Röntgenblitzröhre und einem digitalen Radiographiesystem mit Speicherfolie oder einem Flachdetektor. An Hand der durchgeführten Versuche an Laub- und Nadelbäumen sowie an Eichenbalken der Marienkirche der Lutherstadt- Wittenberg wird die Detektion innerer Schäden gezeigt.