Name: imaging metals in brain tissue by laser ablation - inductively coupled plasma - mass spectrometry (la-icp-ms)
Uploaded: 2017-01-22T14:00:00
Duration: 9 min 5 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry LA-ICP-MS at JoVE.com

DJH et PAD sont pris en charge par un projet Australian Research Council Linkage (LP120200081) avec Agilent Technologies et ESI Ltd. La contribution de BK a été soutenue par la recherche School PLUS Université de la Ruhr, financé par l&#39;Initiative d&#39;excellence de l&#39;Allemagne [DFG CGC 98/3]. DJH a été partiellement soutenue par la Fondation Ramaciotti. KK est soutenu par la Fondation Sigrid Juselius.

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	<li>Barnham, K. J., Bush, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+metals+and+metal-targeting+compounds+in+major+neurodegenerative+diseases.">Biological metals and metal-targeting compounds in major neurodegenerative diseases.</a> Chem Soc Rev. 43 (19), 6727-6749 (2014).</li><li>Hare, D. J., Double, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+and+dopamine:+a+toxic+couple.">Iron and dopamine: a toxic couple.</a> Brain. 139 (4), 1026-1035 (2016).</li><li>Savory, J., Herman, M. 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V., Dehnhardt, M., Pickhardt, C., Zilles, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Copper,+zinc,+phosphorus+and+sulfur+distribution+in+thin+section+of+rat+brain+tissues+measured+by+laser+ablation+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry:+possibility+for+small-size+tumor+analysis.">Copper, zinc, phosphorus and sulfur distribution in thin section of rat brain tissues measured by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry: possibility for small-size tumor analysis.</a> J Anal At Spectrom. 20 (9), 912 (2005).</li><li>Hare, D. J., Austin, C., Doble, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+strategies+for+elemental+imaging+of+biological+samples+using+laser+ablation-inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry.">Quantification strategies for elemental imaging of biological samples using laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry.</a> The Analyst. 137 (7), 1527-1537 (2012).</li><li>Hare, D. J., Lear, J., Bishop, D., Beavis, A., Doble, P. 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J., Adlard, P., Finkelstein, D., Doble, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+acquisition+times+of+elemental+bio-imaging+for+quadrupole-based+LA-ICP-MS.">Improving acquisition times of elemental bio-imaging for quadrupole-based LA-ICP-MS.</a> J Anal At Spectrom. 27 (1), 159 (2012).</li><li>Matusch, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+bioimaging+of+Cu,+Fe,+Zn,+and+Mn+in+the+MPTP+mouse+model+of+Parkinson's+disease+using+laser+ablation+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry+(LA-ICP-MS).">Cerebral bioimaging of Cu, Fe, Zn, and Mn in the MPTP mouse model of Parkinson's disease using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS).</a> J Am Soc MAss Spectrom. 21 (1), 161-171 (2010).</li><li>Hare, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+iron-dopamine+index+predicts+risk+of+parkinsonian+neurodegeneration+in+the+substantia+nigra+pars+compacta.">An iron-dopamine index predicts risk of parkinsonian neurodegeneration in the substantia nigra pars compacta.</a> Chem Sci. 5 (6), 2160-2169 (2014).</li><li>Portbury, S. D., Hare, D. J., Sgambelloni, C., Finkelstein, D. I., Adlard, P. 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J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+paraformaldehyde+fixation+and+sucrose+cryoprotection+on+metal+concentration+in+murine+neurological+tissue.">The effect of paraformaldehyde fixation and sucrose cryoprotection on metal concentration in murine neurological tissue.</a> J Anal At Spectrom. 29, 565-570 (2014).</li><li>Dodt, H. -. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultramicroscopy:+three-dimensional+visualization+of+neuronal+networks+in+the+whole+mouse+brain.">Ultramicroscopy: three-dimensional visualization of neuronal networks in the whole mouse brain.</a> Nat Meth. 4 (4), 331-336 (2007).</li><li>Hare, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+ablation-inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry+imaging+of+white+and+gray+matter+iron+distribution+in+Alzheimer's+disease+frontal+cortex.">Laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry imaging of white and gray matter iron distribution in Alzheimer's disease frontal cortex.</a> NeuroImage. 137, 124-131 (2016).</li><li>G&#252;nther, D., Heinrich, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+sensitivity+in+laser+ablation-ICP+mass+spectrometry+using+helium-argon+mixtures+as+aerosol+carrier.">Enhanced sensitivity in laser ablation-ICP mass spectrometry using helium-argon mixtures as aerosol carrier.</a> J Anal At Spectrom. 14 (9), 1363-1368 (1999).</li><li>Austin, C. 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S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+atlas+of+gene+expression+in+the+adult+mouse+brain.">Genome-wide atlas of gene expression in the adult mouse brain.</a> Nature. 445 (7124), 168-176 (2007).</li><li>Hare, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+atlas+of+iron,+copper,+and+zinc+in+the+mouse+cerebrum+and+brainstem.">Three-dimensional atlas of iron, copper, and zinc in the mouse cerebrum and brainstem.</a> Anal Chem. 84 (9), 3990-3997 (2012).</li><li>Hjornevik, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+atlas+system+for+mouse+and+rat+brain+imaging+data.">Three-dimensional atlas system for mouse and rat brain imaging data.</a> Frontiers Neuroinform. 1, 4 (2007).</li><li>Bishop, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elemental+bio-imaging+using+laser+ablation-triple+quadrupole-ICP-MS.">Elemental bio-imaging using laser ablation-triple quadrupole-ICP-MS.</a> J Anal At Spectrom. 31 (1), 197-202 (2016).</li><li>Balcaen, L., Bolea-Fernandez, E., Resano, M., Vanhaecke, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inductively+coupled+plasma+-+tandem+mass+spectrometry+(ICP-MS/MS):+a+powerful+and+universal+tool+for+the+interference-free+determination+of+(ultra)trace+elements+-+a+tutorial+review.">Inductively coupled plasma - tandem mass spectrometry (ICP-MS/MS): a powerful and universal tool for the interference-free determination of (ultra)trace elements - a tutorial review.</a> Analytica Chimica Acta. 894, 7-19 (2015).</li><li>Van Malderen, S. J. M., Managh, A. J., Sharp, B. L., Vanhaecke, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+developments+in+the+design+of+rapid+response+cells+for+laser+ablation-inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry+and+their+impact+on+bioimaging+applications.">Recent developments in the design of rapid response cells for laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry and their impact on bioimaging applications.</a> J Anal At Spectrom. 31, 423-439 (2016).</li></ol>

RWH and COC are paid employees of ESI Ltd. FF and TPH are paid employees of Agilent Technologies Australia.

métaux d&#39;imagerie dans le tissu neurologique est juste un exemple de la façon dont ce protocole peut fournir des informations utiles sur la distribution et des quantités de métaux dans toute matrice biologique. Bien que la préparation de matériaux de référence standard peut être ardu, il est une expérience qui peut être effectuée une fois et archivée pour une utilisation ultérieure. LA-ICP-MS présente certains avantages par rapport aux méthodes alternatives, telles que la fluorescence X microscopie à base de synchrotron, principalement en termes d&#39;accessibilité et de la sensibilité. Cependant, il y a certains inconvénients qui doivent être pris en considération lors de la préparation d&#39; une expérience en utilisant LA-ICP-MS, et en tant que tel , il est souvent une technique complémentaire utile pour l&#39; imagerie chimique qui comprend des techniques d&#39;analyse des métaux de remplacement, ainsi que histochimie comparative 5. Alignement avec les caractéristiques connues anatomiques du cerveau de la souris peut fournir des informations utiles sur la relati fonctionnelle possiblepionnat entre les niveaux de métaux et de la distribution spatiale. Auparavant, nous avons utilisé la ressource en ligne Allen Brain Atlas, 29 qui est un référentiel d&#39;accès ouvert à la fois des données d&#39;expression anatomiques et génétiques dans le cerveau de souris C57BL / 6 pour examiner la corrélation spatiale de la fois l&#39; expression de l&#39; enzyme dépendante métal-14 et neuroanatomie 27, 30. D&#39; autres ressources, telles que le WorkBench Rongeur cerveau 31 sont également disponibles pour aider à l&#39; enregistrement et l&#39; alignement des images métalliques pour faciliter l&#39;identification correcte de la distribution des métaux dans souvent de petites régions anatomiques. Les applications de cette technique sont utiles pour évaluer les niveaux comment métalliques et les changements de distribution à l&#39; échelle microscopique à travers les deux événements de la vie normale (par exemple, le vieillissement) et dans les états pathologiques; ainsi que d&#39;étudier les effets des deux composés et de médicaments contenant des métaux destinés à me ciblermétabolisme tal. Les principales limites actuelles de LA-ICP-MS comme technique d&#39;imagerie permettant d&#39;évaluer la distribution spatiale des métaux sont le débit et la sensibilité. Il y a un compromis entre la vitesse de l&#39; analyse et la résolution spatiale 5, 12, avec des images de haute résolution nécessitant de plus longues durées d&#39;analyse. La technique est bien adaptée à des éléments biologiques à des concentrations plus élevées, bien que des éléments tels que le manganèse, le cobalt et le sélénium sont limitées en raison de leur faible abondance dans les tissus et / ou des limites normales dans leur détection par des moyens classiques ICP-MS. De nouvelles avancées dans la technologie ICP-MS, tels que l&#39;introduction d&#39;analyseurs de masse triple quadripôle, permettent la détection ciblée des analytes difficiles, tels que le sélénium 32 à des sensibilités plus élevées 33. Comme une procédure axée sur la technologie, les progrès dans les deux laser et la conception de la spectrométrie de masse verra cette technique d&#39;imagerie continuent d&#39;évoluer, de plus en plusla vitesse d&#39;analyse et de sensibilité 34.

La chimie redox unique de métaux facilite une gamme de fonctions neurologiques, y compris la transduction du signal, la production d&#39;énergie et la synthèse des neurotransmetteurs. Dans un certain nombre de grandes maladies neurodégénératives, dyshomeostasis de ces métaux ont été à la fois impliqués dans la pathogenèse des maladies et identifiées comme de nouvelles cibles potentielles pour une intervention thérapeutique 1. Pour mieux comprendre comment les métaux sont impliqués dans des conditions telles que la maladie d&#39;Alzheimer et de Parkinson (AD et PD, respectivement), il est impératif de pouvoir mesurer la distribution et les niveaux de métal changent dans les régions affectées par le processus de la maladie. Ces changements sont souvent révélateurs des changements subtils dans les réactions biochimiques qui peuvent être intimement liés aux processus qui déclenchent la mort cellulaire, comme notre mécanisme proposé récemment de fer et de la dopamine dans la neurotoxicité PD 2. Traditionnellement, les métal les niveaux au sein des régions anatomiques définies a été réalisé grâce à l&#39; excision soigneuse, la digestion et l&#39; analyse en utilisant une gamme de techniques analytiques 3. Cependant, une telle approche perd l&#39;information spatiale, qui peut être critique lorsque des états pathologiques à l&#39;étude concernent les petites régions bien définies ou des types cellulaires spécifiques. Un certain nombre de méthodes analytiques sont disponibles pour la visualisation de métaux dans des systèmes biologiques, à partir d&#39; échantillons intacts à des coupes de tissus et en deux et trois dimensions, en utilisant la spectroscopie d&#39;émission, des sondes fluorescentes et spectrométrie de masse 4. Chaque technique a des avantages et des inconvénients en ce qui concerne la sensibilité, la sélectivité des espèces chimiques et de la résolution spatiale qui peut être atteint. Pour un aperçu complet de la gamme des techniques disponibles, voir la revue de Hare et al. 5. La spectrométrie de masse (MS) à base de méthodes sont les plus sensibles de ces techniquesCapable de mesurer la plupart des métaux biologiquement pertinents à la concentration native 6. L&#39;ablation laser - plasma à couplage inductif - spectrométrie de masse (LA-ICP-MS) imagerie utilise un faisceau laser ultraviolet concentré taille allant de 1 à&gt; 100 um de diamètre (ou largeur, quand une forme de faisceau quadrilatérale est utilisé), en vertu duquel le échantillon est passé 7. Des informations quantitatives peut être atteint grâce à l&#39;ablation représentatifs des matériaux de référence standard, qui peut être produit en utilisant une variété d&#39;approches différentes 8, chacune avec des degrés de difficulté technique et pratique analytique. L&#39;approche la plus courante utilise une matrice correspondante, où une série d&#39;une composition chimique prédominante comparable à celle de l&#39;échantillon est préparé en ensemençant avec l&#39;analyte cible et évaluées avec précision pour l&#39; homogénéité et de la concentration absolue en métal par des moyens analytiques indépendants 9, </sup&gt; 10. L&#39;ablation des étalons préparés peuvent ensuite être utilisées à des fins d&#39;étalonnage externe, permettant à des données de concentration de l&#39;échantillon d&#39;image résultante à extraire par pixel. La résolution d&#39;image est déterminée à la fois par la taille du faisceau et la vitesse à laquelle l&#39;échantillon est analysé. Le quadripôle-conception standard ICP-MS (qui représentent plus de 90% de tous les systèmes installés ICP-MS à travers le monde 11) est un analyseur de masse séquentielle, en ce que les cycles de détection de masse à travers tout rapport sélectionné masse-charge (m / z ) plutôt que la collecte de données simultanément. Ainsi, le temps d&#39;acquisition pour chaque cycle de la masse doit correspondre au temps nécessaire pour que l&#39;échantillon traverse une largeur du faisceau du laser afin d&#39; assurer un représentant des pixels de la résolution souhaitée est acquise 12. Laser sélection de la taille du faisceau est un paramètre crucial qui a des effets significatifs sur la sensibilité et le temps total d&#39;analyse. Comme l&#39;ablation au laser phyment enlève de la matière qui est balayé à l&#39;ICP-MS par un gaz porteur d&#39;argon, la quantité de matière qui peut être physiquement détecté par l&#39;analyseur de masse suit la loi carrée inverse. Par exemple, en réduisant le diamètre du faisceau laser à partir de 50 - 25 um entraîne une réduction de la matière ayant subi une ablation par un facteur de quatre. En outre, en tant que méthode d&#39;analyse, les diamètres des faisceaux plus petites augmentent la durée totale nécessaire pour réaliser l&#39;ablation d&#39;une zone sélectionnée. Par conséquent, la conception expérimentale est indispensable pour équilibrer la résolution spatiale nécessaire aux besoins de la sensibilité et des contraintes de temps. Imagerie par LA-ICP-MS a été appliquée à une gamme d&#39;échantillons, matrices et états pathologiques, y compris des modèles animaux de troubles neurologiques 13, 14, lésion cérébrale traumatique 15, la distribution de l&#39; exposition toxique médicaments anticancéreux 16 contenant du métal dans le placenta 17 et métal distribution dans les dents comme un biomarqueur du début de la vie des transitions alimentaires. 18 Dans ce protocole , nous décrivons une méthode générale pour l&#39; imagerie du fer, du cuivre et de zinc dans le cerveau de souris WT à une résolution de 30 um, mais il peut être facilement adapté à une gamme de types d&#39;échantillons et les résultats expérimentaux, sur la base des besoins de la analyste.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="668">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Soda glass microscope slides</td>
			<td style="width:71px;">n/a</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td style="width:263px;">Typical slides are suitable for all experiments</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">PTFE-coated microtome blades</td>
			<td style="width:71px;">C.L. Stuckey</td>
			<td style="width:119px;">DT315R50</td>
			<td>Blade size depends on cryostat blade holder. Check before ordering.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Parafomaldehyde</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">16005</td>
			<td>Any supplier suitable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sucrose</td>
			<td style="width:71px;">n/a</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Commercial grade white sugar is suitable</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Phosphate buffer saline</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P5368</td>
			<td>Pre-mixed sachets listed, can be prepared according to normal laboratory protocols</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Xylene</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">247624</td>
			<td>Any supplier suitable</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ethanol</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">E7023</td>
			<td>Any supplier suitable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Lamb brain</td>
			<td style="width:71px;">n/a</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Available from most local butchers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Metal salts</td>
			<td style="width:71px;">n/a</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Use water soluble metal salts containing desired analytes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Omni TH Tissue Homogeniser</td>
			<td style="width:71px;">Omni Inc</td>
			<td style="width:119px;">THP115</td>
			<td>Alternative homogenizers are suitable</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Polycarbonate homgenizer probes</td>
			<td style="width:71px;">Omni Inc</td>
			<td style="width:119px;">TH115-PCRH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microwave digestion unit</td>
			<td style="width:71px;">n/a</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Optional. See Section 2</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">1.5 mL microfuge tubes</td>
			<td style="width:71px;">TechnoPlas</td>
			<td style="width:119px;">P4010</td>
			<td>Metal-free polypropylene tubes. Acid washed tubes are also suitable</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">65% nitric acid</td>
			<td style="width:71px;">Merk Millipore</td>
			<td align="right" style="width:119px;">100441</td>
			<td>Trace analysis grade</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">30% hydrogen peroxide</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">95321</td>
			<td>Trace analysis grade</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">10 x 10 mm disposable cryomolds</td>
			<td style="width:71px;">Ted Pella</td>
			<td align="right" style="width:119px;">27181</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Iso-pentane</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">76871</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Liquid nitrogen</td>
			<td style="width:71px;">n/a</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Use local supplier</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NWR213 Laser Ablation system</td>
			<td style="width:71px;">ESI Ltd</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Used in these experiments. Other manufacturers suitable, may require modifications to protocol</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Agilent 8800 Series ICP-MS</td>
			<td style="width:71px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Used in these experiments. Other manufacturers suitable, may require modifications to protocol</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Iolite</td>
			<td style="width:71px;">Iolite Software</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Available from http://iolite-software.com/. Other methods are available, see protocol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Excel</td>
			<td style="width:71px;">Microsoft</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">IGOR Pro</td>
			<td style="width:71px;">Wave Metrics</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Avalable from https://www.wavemetrics.com/products/igorpro/igorpro.htm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

imaging metals in brain tissue by laser ablation - inductively coupled plasma - mass spectrometry (la-icp-ms)

On trouve des métaux ubiquitaire dans tout l&#39;organisme, leur rôle biologique dictée à la fois par leur réactivité chimique et de l&#39;abondance dans une région anatomique spécifique. Dans le cerveau, les métaux ont une distribution très compartimenté, selon la fonction principale qu&#39;ils jouent dans le système nerveux central. Imagerie de la distribution spatiale des métaux a fourni un aperçu unique dans l&#39;architecture biochimique du cerveau, ce qui permet une corrélation directe entre les régions neuroanatomiques et leur fonction connue en ce qui concerne les processus métal-dépendantes. En outre, plusieurs affections neurologiques liées à l&#39;âge FEATURE perturbé homéostasie des métaux, qui est souvent limitée à de petites régions du cerveau qui sont autrement difficiles à analyser. Ici, nous décrivons une méthode globale pour l&#39;imagerie quantitative des métaux dans le cerveau de la souris, en utilisant l&#39;ablation laser - plasma à couplage inductif - spectrométrie de masse (LA-ICP-MS) et de traitement d&#39;image spécialement conçulogiciel. En se concentrant sur le fer, le cuivre et le zinc, qui sont trois des métaux les plus abondants et les maladies pertinentes dans le cerveau, nous décrivons les étapes essentielles dans la préparation des échantillons, l&#39;analyse, les mesures quantitatives et traitement de l&#39;image pour produire des cartes de répartition du métal dans le bas micromètre gamme de résolution. Cette technique, applicable à toute section de tissu coupée, est capable de montrer la répartition des métaux très variable au sein d&#39;un organe ou d&#39;un système, et peut être utilisé pour identifier des changements dans l&#39;homéostasie des métaux et des valeurs absolues à l&#39;intérieur des structures anatomiques fines.

Pour démontrer les capacités de cette approche d&#39;imagerie LA-ICP-MS, une expérience simple utilisant une seule section d&#39;un WT C57BL / 6 cerveau de souris, bissectrice au corps calleux et en coupe dans le plan coronal, est présenté. Un flux de travail pour l&#39;analyse des données en utilisant Biolite (Figure 1), tel que décrit dans les sections 6 et 7, ainsi que pour fournir une image représentative de la distribution des métaux dans la section analysée (figure 2) est également décrit. Comme on le voit, la distribution du métal dans le cerveau de souris est variable en fonction de la région anatomique. Cela peut être attribué aux rôles variables des métaux, et plus particulièrement les protéines auxquelles ils sont liés, jouent dans chaque région du cerveau 27. Par exemple, le fer a tendance à avoir des concentrations plus élevées dans le mésencéphale et le long du gyrus denté, tandis que le zinc est le plus abondant dans le cortizones cal. Carbon, qui est une norme interne utilisée 8, est réparti de façon homogène. Cartes élémentaires (figure 2) peuvent être particulièrement utiles lorsqu&#39;ils sont utilisés en conjonction avec les atlas existants anatomiques et fonctionnels référence 29, où l&#39; information sur la colocalisation des métaux peut l&#39;expression des protéines de liaison de métal spécifiques peut fournir un aperçu de la fonction des métaux dans un cerveau région, ou des changements dans les niveaux de métaux en ligne avec une biomolécule liée à la maladie identifiée. En utilisant l&#39;approche décrite, qui est optimisé pour une plus large gamme d&#39;analytes, n&#39;empêche la sensibilité des éléments de faible abondance tels que le manganèse, et les méthodes peuvent être adaptées pour se concentrer principalement sur cette substance en augmentant les temps de séjour aux dépens des autres masses mesurées. L&#39;avantage majeur dans l&#39;utilisation de l&#39;imagerie par LA-ICP-MS observe des différences relatives à concentr métalliqueation et la distribution entre les groupes expérimentaux. Nous avons déjà utilisé cette technique pour démontrer fer accrue suite à une insulte neurotoxine imitant PD 2, 10, et les changements dans les niveaux de fer corticales dans les tissus de la maladie d&#39;Alzheimer humaine 21. Un tel protocole tel que décrit ici peut être facilement adapté à tout autre type de tissu avec des modifications minimales aux méthodes énumérées. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/55042/55042fig1.jpg" /> Figure 1: Flux de travail pour le traitement de l&#39; image. Flux de travail complémentaire aux articles 6 et 7, représentant la conversion des données brutes temps résolus du ICP-MS à des images quantitatives de la distribution des métaux dans le cerveau de la souris. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/55042fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> </p&gt; <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/55042/55042fig2.jpg" /> Figure 2: Distribution élémentaire typique de Biometals dans un cerveau de souris. élément cartes représentatives d&#39;une section coronale 30 um d&#39;épaisseur d&#39;un seul hémisphère de cerveau de souris analysées avec LA-ICP-MS. Images pour le phosphore-31 (P31) du carbone 13 (C13), le magnésium-24 (MG24) et affichées dans les échelles d&#39;or de couleur (comptes par seconde; CPS) (rangée du haut). Images quantitatives (rangée du bas) pour le manganèse-55 (Mn55), le cuivre-63 (Cu63), le fer-56 (FE56) et de zinc-66 (Zn66) affichés avec des échelles de couleurs BlueHot correspondantes (pg g -1). temps d&#39;analyse totale pour la partie du cerveau a été d&#39;environ 5 heures. Barre d&#39;échelle = 2 mm. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/55042fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <strong&gt; Code complémentaire Fichier 1. Open-source code Python décrit en 6.1, qui peut être modifié en utilisant un éditeur de Python appropriée selon la méthode de la production de données d&#39;ICP-MS fabricant. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/CopyFilesFromSubDirs_3.txt" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>

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Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry LA-ICP-MS

cartographie Quantitativement métaux dans les tissus par ablation laser - plasma à couplage inductif - spectrométrie de masse (LA-ICP-MS) est une technique d&#39;analyse sensible qui peut fournir un nouvel éclairage sur la façon dont les métaux participent aux processus fonctionnels et les maladies normales. Ici, nous décrivons un protocole pour l&#39;imagerie quantitative des métaux dans des coupes minces de tissu neurologique de la souris.

Métaux d&#39;imagerie dans le tissu cérébral par Laser Ablation - plasma à couplage inductif - spectrométrie de masse (LA-ICP-MS)

Metals are found ubiquitously throughout an organism, with their biological role dictated by both their chemical reactivity and abundance within a ...

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