Abstract
Karbonbaserte nanomaterialer, som karbon nanorør (CNTs), tilhører denne type nanopartikler som er svært vanskelig å skille fra karbonrike cellestrukturer og de facto er det fortsatt ingen kvantitativ metode for å vurdere deres fordeling på celler og vev nivåer. Hva vi foreslår her er en innovativ metode som tillater påvisning og kvantifisering av CNTs i cellene ved hjelp av en multispektrale bilde flowcytometer (Image, Amnis). Denne nyutviklede enheten integrerer både en høy gjennomstrømning av celler og høy oppløsning, og gir således bilder for hver celle direkte i strømnings og derfor statistisk aktuelle bildeanalyse. Hver celle bildet er ervervet i lys-feltet (BF), mørkefeltet (DF), og fluoriserende kanaler, som gir adgang til henholdsvis plan og fordelingen av lys absorpsjon, lys som spres og fluorescens for hver celle. Analysen består da i en piksel-for-piksel sammenligning av hvert bilde, på 7,000-10,000 celler ervervet for hver tilstand av eksperimentet. Lokalisering og kvantifisering av CNTs er gjort mulig takket være noen spesielle iboende egenskapene til CNTs: sterkt lys absorbans og spredning, ja CNTs fremstå som sterkt absorbert mørke flekker på BF og lyse flekker på DF med en presis colocalization.
Denne metodikken kunne ha en betydelig innvirkning på studier om interaksjoner mellom nanomaterialer og celler gitt at denne protokollen er aktuelt for et stort spekter av nanomaterialer, i den grad de er i stand til å absorbere (og / eller spredning) sterkt nok lys.
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
ImageStream | Amnis |
References
- Kostarelos, K., Bianco, A., Prato, M. Promises, facts and challenges for carbon nanotubes in imaging and therapeutics. Nat. Nano. 4, 627-633 (2009).
- De La Zerda, A., et al. Carbon nanotubes as photoacoustic molecular imaging agents in living mice. Nat. Nano. 3, 557-562 (2008).
- Zavaleta, C., et al. Noninvasive Raman Spectroscopy in Living Mice for Evaluation of Tumor Targeting with Carbon Nanotubes. Nano Lett. 8, 2800-2805 (2008).
- Tong, L., et al. Label-free imaging of semiconducting and metallic carbon nanotubes in cells and mice using transient absorption microscopy. Nat. Nano. 7, 56-61 (2012).
- Welsher, K., et al. A route to brightly fluorescent carbon nanotubes for near-infrared imaging in mice. Nat. Nano. 4, 773-780 (2009).
- Jin, H., Heller, D. A., Sharma, R., Strano, M. S. Size dependent cellular uptake and expusion of single-wall carbon nanotubes: single particle tracking and a generic uptake model for nanoparticles. ACS Nano. 3, 149-158 (2009).
- Al-Jamal, K. T., et al. Cellular uptake mechanisms of functionalised multi-walled carbon nanotubes by 3D electron tomography imaging. Nanoscale. 3, 2627-2635 (2011).
- Reuel, N. F., Dupont, A., Thouvenin, O., Lamb, D. C., Strano, M. S. Three-Dimensional Tracking of Carbon Nanotubes within Living Cells. ACS Nano. 6, 5420-5428 (2012).
- Phanse, Y., Ramer-Tait, A. E., Friend, S. L., Carrillo-Conde, B., Lueth, P., Oster, C. J., et al. Analyzing Cellular Internalization of Nanoparticles and Bacteria by Multi-spectral Imaging Flow Cytometry. J. Vis. Exp. (64), e3884 (2012).
- Qian, F., Montgomery, R. R. Quantitative Imaging of Lineage-specific Toll-like Receptor-mediated Signaling in Monocytes and Dendritic Cells from Small Samples of Human Blood. J. Vis. Exp. (62), e3741 (2012).
- Marangon, I., et al. Intercellular Carbon Nanotube Translocation Assessed by Flow Cytometry Imaging. Nano Lett. 12, 4830-4837 (2012).
- Lacerda, L., et al. Translocation mechanisms of chemically functionalised carbon nanotubes across plasma membranes. Biomaterials. 33, 3334-3343 (2012).
- Al-Jamal, K. T., Kostarelos, K. Methods in Molecular Biology. Balasubramanian, K., Burghard, M. 625, Humana Press. 123-124 (2010).
- Zhou, F., et al. New Insights of Transmembranal Mechanism and Subcellular Localization of Noncovalently Modified Single-Walled Carbon Nanotubes. Nano Lett. 10, 1677-1681 (2010).