Korelacyjne mikroskopie świetlne i elektronowe (CLEM) to potężne podejście do analizy przejściowych zdarzeń dynamicznych1, rzadkich zdarzeń2, 3 i układów złożonych4. Dostępnych jest wiele różnych permutacji technicznych5 w zależności od zadawanego pytania, jednak powszechnym wymogiem jest, aby ta sama struktura w pojedynczej próbce6 była obrazowana za pomocą wielu modalności mikroskopowych. Nasze szczególne podejście do CLEM zostało opracowane do badania archiwalnych tkanek patologicznych człowieka, a zastosowany tutaj przypadek został dobrze scharakteryzowany i opublikowany wcześniej7. Celem było, po pierwsze, maksymalizacja danych analitycznych z pojedynczej biopsji lub próbki chirurgicznej, a po drugie, wykorzystanie mikroskopii światła fluorescencyjnego w celu wyjaśnienia kontekstu wzorca znakowania immunocytochemicznego obserwowanego na poziomie ultrastrukturalnym.
Nanokryształy kropek kwantowych (QD) oferują potencjał uniwersalnego systemu markerów, który można oglądać zarówno za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej, jak i mikroskopii elektronowej8, 9, 10. Ich krystaliczna struktura jądra pozwala QD o różnych rozmiarach generować szeroki zakres pików emisji fluorescencji, gdy są wzbudzane przez światło na długościach fal odległych od ich widm emisyjnych11. Ich masa atomowa jest wystarczająca do uzyskania gęstości elektronów, która jest wykrywalna za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej, skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (STEM) lub skaningowej mikroskopii elektronowej z emisją pola. Są one szczególnie przydatne w badaniach immunocytochemicznych, ponieważ można zaobserwować nawet pojedyncze QD, co daje ostateczną czułość 1 QD na cząsteczkę docelową12. Ponadto, w zależności od zastosowanego QD, mogą one posiadać indywidualną sygnaturę elementarną odpowiednią do mapowania.
Próbki z patologii człowieka oferują znaczące korzyści dla translacyjnych badań biomedycznych. Próbki tkanek chirurgicznych i biopsji są rutynowo przekazywane do biobankowania, a po uzyskaniu odpowiednich zezwoleń etycznych można uzyskać dostęp do badań naukowych. Tkanka ludzka nie ma problemów związanych z istotnością lub interpretacją, które mogą wystąpić w zwierzęcych lub in vitro modelach chorób. Jednak przygotowanie próbek patologicznych często nie jest optymalne. Może wystąpić opóźnienie w utrwalaniu tkanki, stosowanie niewłaściwego utrwalacza, takiego jak formalina zamiast aldehydu glutarowego do TEM oraz niewłaściwe pobieranie próbek. Metody CLEM mogą zoptymalizować informacje diagnostyczne i prognostyczne dostępne z pojedynczej próbki pobranej od człowieka. Jednak niektóre nowo opracowane podejścia korelacyjne, takie jak te wykorzystujące mini singletowy generator tlenu (miniSOG), nie są dostępne do stosowania w patologii ze względu na potrzebę genetycznego kodowania znacznika w komórce będącej przedmiotem zainteresowania13. Z tego powodu zbadaliśmy przydatność znakowania QD rutynowo przygotowywanej tkanki TEM do korelacyjnych badań immunocytochemicznych. Odstępy czasu nałożone na wytrawione skrawki żywicy epoksydowej lub akrylowej z lekko utrwalonej biopsji aldehydowej i próbek tkanek dają możliwość uzyskania korelacyjnych danych z fluorescencji, mikroskopii świetlnej i TEM z pojedynczej próbki.