In Situ Rilevazione e quantificazione di singola cellula delle nanoparticelle di ossido di metallo mediante analisi della microsonda del nucleare

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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Articolo metodologico

In Situ Rilevazione e quantificazione di singola cellula delle nanoparticelle di ossido di metallo mediante analisi della microsonda del nucleare

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DOI:

10.3791/55041

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3 febbraio 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

In questo articolo

Sommario

Descriviamo una procedura per l'individuazione di elementi chimici presenti in situ in cellule umane, nonché la loro quantificazione in vitro . Il metodo è adatto a qualsiasi tipo di cellula ed è particolarmente utile per l'analisi chimiche quantitative in singole cellule in vitro esposizione di nanoparticelle di ossido di metallo.

Abstract

Tecniche di micro-analitico basati su formazione immagine elemento chimico consentono la localizzazione e la quantificazione della composizione chimica a livello cellulare. Essi offrono nuove possibilità per la caratterizzazione dei sistemi viventi e sono particolarmente appropriati per rilevare, localizzare e quantificare la presenza di nanoparticelle di ossido di metallo sia in campioni biologici e per l'ambiente. Infatti, queste tecniche tutti i pertinenti requisiti in termini di (i) sensibilità (da 1 fino a 10 µg.g^-1 di massa secca), (ii) micrometro gamma risoluzione spaziale e (iii) multi-elemento rilevamento. Date queste caratteristiche, formazione immagine di elemento chimico microbeam possa potentemente integrare tecniche di imaging routine come ottica e microscopia a fluorescenza. Questo protocollo viene descritto come eseguire un'analisi della microsonda nucleare su cellule in coltura (U2OS) esposte alle nanoparticelle di biossido di titanio. Le cellule devono crescere ed essere esposte direttamente in un portacampioni appositamente utilizzato il microscopio ottico e nelle fasi di analisi della microsonda nucleare. Tuffo-congelamento criogenica fissazione dei campioni conserva sia l'organizzazione e la distribuzione di elemento chimico. Analisi simultanea della microsonda nucleare (microscopia dello ione trasmissione, Rutherford backscattering spettrometria e particella indotto da emissione di raggi x) eseguita sul campione fornisce informazioni circa la densità cellulare, la distribuzione locale di gli elementi chimici, come pure il contenuto cellulare di nanoparticelle. C'è un crescente bisogno di tali strumenti analitici all'interno di biologia, soprattutto in ambito emergente di nanotossicologia e nanomedicina per cui occorre approfondire la nostra comprensione delle interazioni tra nanoparticelle e campioni biologici. In particolare, come analisi della microsonda nucleare non richiedono le nanoparticelle siano etichettati, abbondanze di nanoparticelle sono quantificabili fino al livello di singola cellula in una popolazione di cellule, indipendentemente dal loro stato superficiale.

Introduzione

L'omeostasi cellulare è determinato dal controllo di assorbimento, assimilazione e localizzazione intracellulare di diversi oligoelementi (ioni, metalli, composti inorganici esogeni). Questi componenti sono frequentemente sotto forma di tracce, ma tuttavia possono avere un impatto considerevole nella fisiologia del sistema. Così, lo studio della biochimica cellulare in situazioni sia normali che patologiche/sottolineato è un chiave-passo verso una comprensione globale dei meccanismi metabolici cellulari. Di conseguenza, lo sviluppo di tecniche di imaging e analitiche che consente l'indagine delle abbondanze chimiche intracellulari, organizzazione strutturale e delle f....