Interactions of Nanoparticles with Lipid Vesicles: A Population Based Computer Aided Image Analysis Approach

机译：纳米颗粒与脂质囊泡的相互作用：基于群体的计算机辅助图像分析方法

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Novel properties of nanoparticles have numerous potential technological applications but at the same time they underlie new kinds of biological effects. Uniqueness of nanoparticles and nanomaterials requires a new experimental methodology. Much evidence suggests that nanoparticles affect cell membrane stability and subsequently exert toxic effects. For this kind of research, lipid vesicles are of high value due to controllability and repeatability of experimental conditions. The aim of work presented here was to develop a computer aided analysis of lipid vesicles shape transformations. We studied a population of palmitoyloleoylphosphatidylcholine (POPC) lipid vesicles after exposure to nanoparticles (C_(60)) or a reference chemical (ZnCl_2). With the use of computer image analysis methods, we detected differences in size distributions of vesicles in different exposure groups. Though, at the present state, we are not able to precisely identify effects of nanoparticles on shape transformations of vesicles, those incubated with nanoparticles were in average larger than those in other groups. This population based approach holds many promises for future investigation of nanoparticles - lipid vesicles, or even nanoparticles - biological membranes interactions. However, in order to get reliable results, numerous images have to be analyzed which requires improved and highly automated image segmentation and analyses methods.

机译：纳米粒子的新特性有许多潜在的技术应用，但在同一时间，他们背后的新种生物效应。纳米颗粒和纳米材料的独特性，需要一个新的实验方法。很多证据表明，纳米颗粒会影响细胞膜的稳定性，并随后使出毒性作用。对于这方面的研究，脂质囊泡具有很高的价值，由于可控性和实验条件的可重复性。工作的目的这里介绍的是开发脂质囊泡形状变换的计算机辅助分析。我们接触到纳米粒子（C_（60））或参考化学（ZnCl_2）后研究棕榈酰（POPC）脂质囊泡的人口。随着使用计算机的图像分析方法，我们发现在不同暴露组囊泡的尺寸分布的差异。虽然，在本状态中，我们不能够精确地识别在囊泡的形状变换的纳米颗粒的影响，这些纳米颗粒温育均高于其他基团平均大。这个人口为基础的方法适用于纳米粒子的未来研究许多承诺 - 脂质囊泡，甚至是纳米颗粒 - 生物膜相互作用。然而，为了得到可靠的结果，众多图像具有要分析这需要改进的和高度自动化的图像分割和分析方法。

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来源
《Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society》|2009年||共4页
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作者
Jernej Zupanc; Janez Valant; Andrej Dobnikar; Veronika Kralj-Iglic; Ales Iglic; Damjana Drobne;
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中图分类 R-53;
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