Induzida por laser Breakdown Spectroscopy: Uma Nova Abordagem para Mapeamento e Quantificação de nanopartículas em Organ Tissue

Resumo

Espectroscopia de decomposição induzida por laser realizada em órgão fina e tecido do tumor detectado com sucesso elementos naturais e gadolínio injetado artificialmente (Gd), emitidos a partir de nanopartículas à base de Gd. Imagens de elementos químicos atingiu uma resolução de 100 um e sensibilidade quantitativa sub-mM. A compatibilidade da instalação com microscopia óptica padrão enfatiza seu potencial para fornecer várias imagens de um mesmo tecido biológico.

Resumo

A espectroscopia de emissão de plasma induzido por laser foi aplicado para a análise elementar de amostras biológicas. Espectroscopia de desagregação induzida por laser (LIBS) realizada em secções finas de tecido de roedor: rins e do tumor, permite a detecção de elementos inorgânicos, tais como (i) de Na, Ca, Cu, Mg, P, e Fe, presente naturalmente no corpo e (ii) Si e D'us, detectada após a injeção de nanopartículas à base de gadolínio. Os animais foram sacrificados 1 a 24 horas após a injecção intravenosa de partículas. Um varrimento bidimensional da amostra, realizada por meio de um micrométrica 3D-platina motorizada, permitiu que o feixe de laser de infravermelho a explorar a superfície com uma resolução lateral inferior a 100 μ m. Imagens química quantitativa de elemento Gd dentro do órgão foram obtidos com sensibilidade sub-mM. LIBS oferece um método simples e robusto para estudar a distribuição de materiais inorgânicos sem qualquer labeli específicong. Além disso, a compatibilidade da instalação com microscopia óptica padrão enfatiza seu potencial para fornecer várias imagens do mesmo tecido biológico com diferentes tipos de resposta: elementares, moleculares ou celulares.

Introdução

O grande desenvolvimento de nanopartículas para aplicações biológicas incitou a melhoria paralela de técnicas analíticas para a sua quantificação e formação de imagens de amostras biológicas. Normalmente, a detecção e o mapeamento das nanopartículas em órgãos são feitos por fluorescência ou microscopia confocal. Infelizmente, estes métodos requerem a rotulagem das nanopartículas por um corante do infravermelho próximo que pode alterar a biodistribuição das nanopartículas, em especial para as nanopartículas de muito pequenas, devido às suas propriedades hidrofóbicas. A detecção de nanopartículas rotulados, e especialmente as muito pequenas nanopartículas (tamanho <10 ....

Protocolo

1. Biológica Preparação de Amostras

Todos os experimentos descritos neste estudo foram aprovados pelo Comitê do CECCAPP (Lyon, França) (autorização # LYONSUD_2012_004) Animal Care e Use, e os experimentos foram realizados sob a supervisão de pessoas autorizadas (L. Sancey, DDPP autorização # 38 05 32).

1. Adicionar 1 ml de H ₂ O para 100 umol de nanopartículas à base de gadolínio (Gd), aguardar 15 minutos e adicionar 20 ul de HEPES 50 mM, NaCl 1,325 M, _CaCl2 20 mM para 100 ul de _H2O e 80 ul da solução primária de nanopartículas à base de Gd para obter uma solução de 200 mL em 40 mM....

Resultados

Como mostrado na Figura 1, o feixe de um laser Nd: YAG do comprimento de onda fundamental de 1,064 nm foi focado verticalmente para baixo sobre a fatia de tecido através de uma lente de quartzo de 50 mm de distância focal. A energia de pulso foi de 4 mJ e taxa de repetição de 10 Hz. A fim de evitar a geração de plasma no ar, o feixe de laser foi centrada em torno de 100 mm abaixo da superfície da amostra. No plasma do ar foi observada nesta condição. Durante as experiências, a amostra foi movido por um .......

Discussão

Aplicado a amostra biológica, a técnica permite a imagem química, isto é, o mapeamento e quantificação, de Gd e Si a partir de nanopartículas à base de Gd injectados em diferentes órgãos. A partir das configurações principais críticos, o controlo das propriedades de laser (comprimento de onda, a energia do pulso, centradas, e de estabilidade) é crítico para uma ablação de tecido preciso e fino (ou seja, uma resolução de mapeamento), bem como para a sensibilidade. Trabalhando em alta energia fornece uma.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Laser nanossegundo Nd:YAG	Quantel	Brillant	5 nsec largura de pulso, comprimento de onda 1.064 nm
Espectrômetro	Andor Technology	Shamrock 303	com 1.200 linhas/mm queimado a 300 nm grating
Detector ICCD	Andor Technology	Istar	2 nsec resolução
temporal LIBS Unidade	ILM		Instrumentação caseira
baseada em Gd nanopartículas	Partículas Nano-H
HEPES	Sigma-Aldrich	H4034	para diluição de partículas
CaCl2	Sigma-Aldrich	21108	para diluição de partículas
NaCl	Sigma-Aldrich	S5886	para diluição de partículas
Ratos	Charles River	dependendo da criação
Isoflurano	Coveto / Virbac		para anestesia - Isofluranum
Isopentane	Sigma-Aldrich	59060	para congelar a amostra  lentamente
Nitrogênio líquido	Air Liquide		para resfriar o isopentano
Cryostat	Leica	CM-3050S	para deslizar as amostras
Placas de Petri	Dutscher	353004	para colar o amostra

de animais