In Situ Détection et Quantification de la cellule unique de nanoparticules d’oxyde métallique à l’aide de l’analyse par microsonde nucléaire

Giovanna Muggiolu; Marina Simon; Nathanael Lampe; Guillaume Devès; Philippe Barberet; Claire Michelet; Marie-Hélène Delville; Hervé Seznec

doi:10.3791/55041

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Article de méthode

In Situ Détection et Quantification de la cellule unique de nanoparticules d’oxyde métallique à l’aide de l’analyse par microsonde nucléaire

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DOI :

10.3791/55041

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3 février 2018

Giovanna Muggiolu^*¹^,² , Marina Simon^*¹^,² , Nathanael Lampe¹^,² , Guillaume Devès¹^,² , Philippe Barberet¹^,² , Claire Michelet¹^,² , Marie-Hélène Delville³^,⁴ , Hervé Seznec¹^,²

¹Centre d'Etudes Nucléaires Bordeaux Gradignan (CENBG), Université de Bordeaux, ²Centre d'Etudes Nucléaires Bordeaux Gradignan (CENBG), CNRS, ³Institut de Chimie de la Matière Condens é e de Bordeaux (ICMCB), CNRS, ⁴Institut de Chimie de la Matière Condens é e de Bordeaux (ICMCB), Université de Bordeaux

^* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Nous décrivons une procédure pour la détection des éléments chimiques présents in situ dans les cellules humaines, mais aussi leur quantification in vitro . La méthode est bien adaptée à tout type de cellule et est particulièrement utile pour des analyses chimiques quantitatives dans des cellules individuelles après in vitro l’exposition nanoparticules d’oxyde métallique.

Résumé

Micro-analytical techniques basées sur l’imagerie de l’élément chimique permettent la localisation et quantification de composition chimique au niveau cellulaire. Ils offrent de nouvelles possibilités pour la caractérisation des systèmes vivants et sont particulièrement adaptés pour détecter, localiser et quantifier la présence de nanoparticules d’oxyde METALLIQUE en spécimens biologiques et l’environnement. En effet, ces techniques de toutes les exigences correspondantes en matière de (i) la sensibilité (de 1 à 10 µg.g^-1 de masse sèche), résolution spatiale de gamme micromètre (ii) et (iii) multi-éléments détection. Compte tenu de ces caractéristiques, imagerie élément chimique microfaisceaux peut puissamment compléter les techniques d’imagerie courants tels qu’optique et microscopie de fluorescence. Ce protocole décrit comment effectuer une analyse par microsonde nucléaire sur des cellules cultivées (U2OS) exposés à des nanoparticules de dioxyde de titane. Les cellules doivent grandir et être exposés directement dans un porte-échantillon spécialement conçu pour utiliser le microscope optique et dans les étapes de l’analyse par microsonde nucléaire. Plongée-gel fixation cryogénique des échantillons conserve l’organisation cellulaire et la distribution des éléments chimiques. Analyse simultanée microsonde nucléaire (microscopie ionique de transmission, de rétrodiffusion de Rutherford et de particule induite par émission de rayons x) effectuée sur l’échantillon fournit des informations sur la densité cellulaire, la distribution locale des les éléments chimiques, ainsi que le contenu cellulaire des nanoparticules. Il y a un besoin croissant de ces outils analytiques au sein de la biologie, en particulier dans le contexte émergent Nanotoxicologie et nanomédecine pour lesquels notre compréhension des interactions entre les nanoparticules et les échantillons biologiques doit être approfondie. En particulier, comme l’analyse par microsonde nucléaire ne nécessite pas de nanoparticules d’être étiquetés, abondance de nanoparticules est quantifiables jusqu’au niveau des cellules individuelles dans une population de cellules, indépendamment de leur état de surface.

Introduction

Homéostasie cellulaire est déterminée par le contrôle de l’absorption, l’assimilation et la localisation intracellulaire de différents oligo-éléments (ions, métaux, composés inorganiques exogènes). Ces composants sont souvent sous forme de traces, mais néanmoins, peuvent avoir un impact considérable dans la physiologie du système. Ainsi, l’étude de la biochimie cellulaire dans des situations normales et pathologiques/a souligné est une étape-clé vers une compréhension globale des mécanismes métaboliques cellulaires. Par conséquent, le développement des techniques d’imagerie et d’analyses permettant à l’enquête d’abondances chimiques intracellulaires, organisation stru....