Spettroscopia laser ripartizione indotta eseguita su organi sottile e tessuto tumorale rilevato con successo elementi naturali e gadolinio artificialmente iniettato (Gd), emessi da nanoparticelle a base di Gd. Immagini di elementi chimici raggiunto una risoluzione di 100 micron e sensibilità quantitativa sub-mM. La compatibilità del setup con la microscopia ottica standard sottolinea la sua capacità di fornire immagini multiple di uno stesso tessuto biologico.
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Articolo metodologico
Spettroscopia Laser-Induced Breakdown: un nuovo approccio per la mappatura di nanoparticelle e la quantificazione in Tissue Organ
In questo articolo
Sommario
Abstract
Spettroscopia di emissione di plasma indotto da laser è stato applicato ad analisi elementare di campioni biologici. Spettroscopia ripartizione laser-indotta (LIBS) eseguita su sezioni sottili di tessuti roditori: reni e tumorali, consente il rilevamento di elementi inorganici come (i) Na, Ca, Cu, Mg, P, Fe e, naturalmente presenti nel corpo e (ii) Si e Gd, rilevati dopo l'iniezione di nanoparticelle a base di gadolinio. Gli animali sono stati sacrificati da 1 a 24 ore dopo l'iniezione endovenosa di particelle. Una scansione bidimensionale del campione, effettuata utilizzando un micrometrica 3D-stadio motorizzato, ha permesso il raggio laser infrarosso esplorare la superficie con una risoluzione laterale di 100 μ m. Immagini chimica quantitativa di elemento Gd all'interno dell'organo sono stati ottenuti con sensibilità sub-mM. LIBS offre un metodo semplice e robusto per studiare la distribuzione di materiali inorganici senza labeli specificong. Inoltre, la compatibilità della configurazione con microscopia ottica standard sottolinea il suo potenziale di fornire immagini multiple dello stesso tessuto biologico con differenti tipi di risposte: elementari, molecolari o cellulari.
Introduzione
L'ampio sviluppo di nanoparticelle per applicazioni biologiche sollecitato il parallelo miglioramento delle tecniche analitiche per la loro quantificazione e di imaging in campioni biologici. Solitamente la rilevazione e la mappatura delle nanoparticelle in organi sono fatti da fluorescenza o microscopia confocale. Sfortunatamente questi metodi richiedono l'etichettatura delle nanoparticelle da un colorante vicino infrarosso che può modificare la biodistribuzione delle nanoparticelle, in particolare per le piccolissime nanoparticelle per le sue proprietà idrofobiche. La rilevazione delle nanoparticelle etichettati, e soprattutto le piccole nanoparticelle (dim....
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Protocollo
1. Preparazione del campione biologico
Tutti gli esperimenti descritti in questo studio sono stati approvati dal Comitato cura degli animali ed uso del CECCAPP (Lione, Francia) (autorizzazione # LYONSUD_2012_004), e gli esperimenti sono stati effettuati sotto la supervisione di persone autorizzate (L. Sancey, DDPP autorizzazione # 38 05 32).
- Aggiungere 1 ml di H 2 O a 100 pmol di nanoparticelle a base di gadolinio (Gd), attendere 15 min, e aggiungere 20 ml di HEPES 50 mM, NaCl 1,325 M, CaCl 2 20 mM a 100 ml di H 2 O e 80 microlitri la soluzione primaria di nanoparticelle a base ....
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Risultati
Come mostrato in figura 1, il fascio di un laser Nd: YAG nella lunghezza d'onda fondamentale di 1.064 nm è concentrata verticalmente sulla fetta di tessuto da una lente di quarzo di 50 mm di distanza focale. L'energia di impulso è stato di 4 mJ e la frequenza di ripetizione 10 Hz. Al fine di evitare la generazione di plasma in aria, il fascio laser è focalizzato circa 100 micron sotto la superficie del campione. Nessuna plasma ad aria è stato osservato in questa condizione. Durante gli esperimen.......
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Discussione
Applicato al campione biologico, questa tecnica consente di imaging chimica, cioè la mappatura e quantificazione, di Do e Si iniettati da nanoparticelle a base di Gd in diversi organi. Dalle principali impostazioni critiche, il controllo delle proprietà del laser (lunghezza d'onda, energia dell'impulso, focalizzazione e stabilità) è fondamentale per una ablazione del tessuto preciso e fine (cioè risoluzione mapping), nonché per la sensibilità. Lavorare ad alta energia offre una migliore sensibi.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori ringraziano il sostegno finanziario da parte della Labex-Imust.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Laser nanosecondo Nd:YAG | Quantel | Brillant | 5 nsec larghezza di impulso, lunghezza d'onda 1.064 nm |
| Spettrometro | Andor Technology | Shamrock 303 | con 1.200 linee/mm fiammato a 300 nm reticolo |
| Rivelatore ICCD | Andor Technology | Istar | 2 nsec risoluzione temporale |
| LIBS Unità | ILM | Strumentazione fatta in casa | |
| basata su Gd nanoparticelle | Particelle Nano-H | ||
| HEPES | Sigma-Aldrich | H4034 | per la diluizione delle particelle |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | 21108 | per la diluizione delle particelle |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S5886 | per la diluizione delle particelle |
| Topi | Charles River | a seconda dell'allevamento | |
| Isoflurano | Coveto / Virbac | per anestesia - Isoflurano | |
| Isopentano | Sigma-Aldrich | 59060 | per congelare lentamente il campione |
| Azoto liquido | Aria Liquide | per raffreddare l'isopentano | |
| Criostato | Leica | CM-3050S | per far scorrere i campioni |
| di Petri | Dutscher | 353004 | per attaccare il campione |
Riferimenti
- Smith, M. A., Harris, P. L., Sayre, L. M., Perry, G. Iron accumulation in Alzheimer disease is a source of redox-generated free radicals. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94, 9866-9868 (1997).
- Wang, Y., Zhu, S., Weisman, G. A., Gitlin, J. D., Petris, M. J.
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Ristampe e permessi
