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
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DJHとPADはBKの寄与はドイツのエクセレンス・イニシアチブ[DFG GSC 3分の98]によって資金を供給され、ルール大学研究科PLUSによってサポートされていましたアジレント・テクノロジーおよびESI社とオーストラリアの研究評議会の連携プロジェクト（LP120200081）によってサポートされています。 DJHは、部分的にRamaciotti財団によってサポートされていました。 KKはシグリッドJuselius財団によってサポートされています。

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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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D., McColl, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+metals+in+biology:+balancing+sensitivity,+selectivity+and+spatial+resolution.">Imaging metals in biology: balancing sensitivity, selectivity and spatial resolution.</a> Chem Soc Rev. 44 (17), 5941-5958 (2015).</li><li>Pozebon, D., Scheffler, G. L., Dressler, V. L., Nunes, M. A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+the+applications+of+laser+ablation+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry+(LA-ICP-MS)+to+the+analysis+of+biological+samples.">Review of the applications of laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) to the analysis of biological samples.</a> J Anal At Spectrom. 29 (12), 2204-2228 (2014).</li><li>Becker, J. S., Zoriy, M. 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. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+time-course+analysis+of+changes+in+cerebral+metal+levels+following+a+controlled+cortical+impact.">A time-course analysis of changes in cerebral metal levels following a controlled cortical impact.</a> Metallomics. 8 (2), 193-200 (2016).</li><li>Theiner, 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=LA-ICP-MS+imaging+in+multicellular+tumor+spheroids+-+a+novel+tool+in+the+preclinical+development+of+metal-based+anticancer+drugs.">LA-ICP-MS imaging in multicellular tumor spheroids - a novel tool in the preclinical development of metal-based anticancer drugs.</a> Metallomics. 8, 398-402 (2016).</li><li>Niedzwiecki, M. M., 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=A+multimodal+imaging+workflow+to+visualize+metal+mixtures+in+the+human+placenta+and+explore+colocalization+with+biological+response+markers.">A multimodal imaging workflow to visualize metal mixtures in the human placenta and explore colocalization with biological response markers.</a> Metallomics. 8, 444-452 (2016).</li><li>Austin, C., 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=Barium+distributions+in+teeth+reveal+early-life+dietary+transitions+in+primates.">Barium distributions in teeth reveal early-life dietary transitions in primates.</a> Nature. 498 (7453), 216-219 (2013).</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=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. 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=Factors+affecting+internal+standard+selection+for+quantitative+elemental+bio-imaging+of+soft+tissues+by+LA-ICP-MS.">Factors affecting internal standard selection for quantitative elemental bio-imaging of soft tissues by LA-ICP-MS.</a> J Anal At Spectrom. 26 (7), 1494-1501 (2011).</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+elemental+bio-imaging+of+Fe,+Zn,+Cu,+Mn+and+P+in+a+6-hydroxydopamine+lesioned+mouse+brain.">Three-dimensional elemental bio-imaging of Fe, Zn, Cu, Mn and P in a 6-hydroxydopamine lesioned mouse brain.</a> Metallomics. 2 (11), 745-753 (2010).</li><li>Osterholt, T., Salber, D., Matusch, A., Becker, J. S., Palm, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IMAGENA:+Image+Generation+and+Analysis+-+An+interactive+software+tool+handling+LA-ICP-MS+data.">IMAGENA: Image Generation and Analysis - An interactive software tool handling LA-ICP-MS data.</a> Int J Mass Spectrom. 307 (1-3), 232-239 (2011).</li><li>Uerlings, R., Matusch, A., Weiskirchen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+Laser+Ablation+Inductively+Coupled+Plasma+Mass+Spectrometry+(LA-ICP-MS)+Spatial+Distribution+Images+in+Microsoft+Excel+2007.">Reconstruction of Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) Spatial Distribution Images in Microsoft Excel 2007.</a> Int J Mass Spectrom. 395, 27-35 (2015).</li><li>Paul, B., 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=Visualising+mouse+neuroanatomy+and+function+by+metal+distribution+using+laser+ablation-inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry+imaging.">Visualising mouse neuroanatomy and function by metal distribution using laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry imaging.</a> Chem Sci. 6 (10), 5383-5393 (2015).</li><li>Paton, C., Hellstrom, J., Paul, B., Woodhead, J., Hergt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iolite:+Freeware+for+the+visualisation+and+processing+of+mass+spectrometric+data.">Iolite: Freeware for the visualisation and processing of mass spectrometric data.</a> J Anal At Spectrom. 26 (12), 2508 (2011).</li><li>Lein, E. 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.

神経組織におけるイメージング金属が、このプロトコルは、任意の生物学的マトリックス中の金属の分布および量に関する有用な情報を提供する方法のほんの一例です。標準物質の調製が困難であってもよいが、それは一度実行し、後で使用するためにアーカイブすることができます実験です。 LA-ICP-MSは、主に、アクセシビリティ及び感度の観点から、このようなシンクロトロン系蛍光X線顕微鏡などの代替方法を超えるいくつかの利点を有します。しかし、LA-ICP-MSを用いた実験を準備する際に考慮すべきいくつかの欠点があり、そのようなものとして、それは、多くの場合、代替的金属分析技術、並びに比較組織化学5を含む化学的イメージングのために有用な補完的な技術です。 マウス脳の既知の解剖学的特徴との位置合わせが可能な機能relatiに関する有用な情報を提供することができます金属レベルと空間分布の間onship。以前、我々は、金属依存性酵素発現14と神経解剖学27の両方の空間的相関を調べるために、C57BL / 6マウスの脳の両方の解剖学的および遺伝子発現データのオープンアクセスリポジトリであるアレン脳アトラスオンラインリソース、29を使用しています30。このような齧歯類の脳ワークベンチ31のような他のリソースは、また多くの場合、小さな解剖学的領域における金属分布の正確な同定を支援するために登録し、金属画像の位置合わせを支援するために利用可能です。 この技術の応用は、通常のライフイベント（ 例えば、老化）の両方の全体および疾患状態でマイクロスケールでどのように金属レベルと分布の変化を評価するのに有用です。同様に、私を標的とするように設計された金属含有化合物および薬物の両方の効果を研究しますタル代謝。空間的に金属分布を評価するためのイメージング技術としてLA-ICP-MSの現在の主な制限は、スループットと感度です。分析の速度及び空間分解能5、12の間のトレードオフは、より高い解像度の画像は、長い分析時間を必要とすると、があります。マンガン、コバルト、セレンなどの要素が原因で、正常組織および/または従来のICP-MSによるそれらの検出の限界での少量に制限されていても技術は、高濃度では生物学的要素に適しています。このようなトリプル四重極質量分析器の導入などICP-MS技術の新たな進歩は、より高い感度33でセレン32のような困難な分析物の標的と検出を可能にします。技術主導の手順としては、増加し、進化し続けるこのイメージング技術が表示され、レーザーおよび質量分析設計の両方に進みます分析および感度34の速度。

金属の固有の酸化還元化学は、シグナル伝達、エネルギー産生および神経伝達物質の合成を含む神経学的機能の範囲を容易にします。主要な神経変性疾患の数では、これらの金属のdyshomeostasisは、両方の疾患の病因に関与していると治療的介入の1のための潜在的な新規な標的として同定します。優れた金属は、アルツハイマー病やパーキンソン病（ADおよびPD、それぞれ）のような状態に関与しているかを理解するためには、金属分布とレベルに悪影響病気のプロセスによって影響を受ける領域内にどのように変化するかを測定できることが不可欠です。これらの変更は、多くの場合、密接に、このようなPD 2中の鉄及びドーパミン神経毒性の我々の最近提案されたメカニズムとして、細胞死を開始するプロセスにリンクすることができる生化学反応の微妙なシフトを示しています。 伝統的に、メタ定義された解剖学的領域内リットルレベルは、分析技術3の範囲を使用して慎重に切除、消化および分析によって達成されています。しかしながら、このようなアプローチが検討されている疾患状態が小さく、明確に定義された領域または特定の細胞型を含むときに重要であることができる、空間的な情報を失います。分析方法の数は、発光分光法、蛍光プローブ及び質量分析法4を用いて、無傷の試料からの組織切片を二三次元で、生体系中の金属の可視化のために利用可能です。それぞれの技術は、感度、化学種の選択性、および達成することができる空間分解能に関して利点と欠点を有します。利用可能な技術の範囲の包括的な概要については、ノウサギらによるレビューを参照してください。 5。 質量分析（MS）は、方法は、これらの技術の中で最も敏感であるベース母国濃度6で最も生物学的に関連性の高い金属を測定することができます。レーザーアブレーション - 誘導結合プラズマ - （四辺形のビーム形状が使用される場合、または幅）質量分析（LA-ICP-MS）イメージングは​​1から径&gt;100μmのサイズ範囲の集束紫外線レーザビームを用い、その下サンプルは7を渡されます。定量的情報は、異なる様々な使用して製造することができる標準物質の代表的な切除によって達成することができ、技術的な困難および分析実用性の様々な程度でそれぞれ8に近づきます。最も一般的なアプローチは、サンプルに匹敵する主要な化学構造を持つ標準は、標的分析物でスパイクすることによって調製され、正確に独立した分析手段9により均質性と絶対的な金属濃度のために評価されるマトリックスマッチングを使用しています</suP&gt; 10。調製された標準の切除は、次いで、得られた試​​料の画像からの濃度データは、画素ごとに抽出することを可能にする、外部較正の目的のために使用することができます。 画像解像度は、ビームサイズとサンプルが走査される速度の両方によって決定されます。標準的な四重極設計ICP-MS（11世界中でインストールされているすべてのICP-MSシステムの90％以上を占める）シーケンシャル質量分析器で、質量検出器サイクルという点で、選択したすべての質量電荷比（m / zまで）ではなく、同時にデータを収集するよりも。このように、大衆の各サイクルの取得時間は、所望の解像度のピクセル代表は12を取得されていることを確認するために、レーザビームの1幅を横断するサンプルに要する時間と同等でなければなりません。レーザビームサイズの選択は、感度、総分析時間の両方に有意な効果を有する重要なパラメータです。レーザーアブレーションphysiとして、的にアルゴンキャリアガスによりICP-MSに掃引される材料、物理的に質量分析によって検出することができる物質の量を除去することは、逆二乗則に従います。 4倍にアブレーションされた材料の低減さ25μmの結果 - 例えば、50からのレーザビームの直径を減少させます。また、走査方法として、より小さいビーム径は、選択された領域を除去するのに必要な合計時間を増加させます。そのため、実験計画は、感度のニーズや時間の制約で必要な空間分解能のバランスをとることが不可欠です。 LA-ICP-MSによるイメージングは、神経障害13、14、外傷性脳損傷15、胎盤中の金属含有抗癌剤16、毒物暴露の分布の動物モデルを含む、サンプルマトリックスおよび疾患状態の範囲に適用されています17と金属競合製品早期の生活、食事遷移のバイオマーカーとしての歯でibution。それは簡単のニーズに基づいて、試料の種類および実験結果の範囲に適合させることができるが、我々は、30マイクロメートルの解像度でWTマウス脳中の鉄、銅および亜鉛を画像化するための一般的な方法を説明する。このプロトコルでは18アナリスト。

<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)

金属は、特定の解剖学的領域内でそれらの化学的反応性と豊かさの両方によって決定されるそれらの生物学的役割で、生物全体に遍在発見されました。脳内では、金属は、それらは、中枢神経系内で再生主要な機能に応じて、高度に区画分布を有します。金属の空間分布を画像化することは、金属依存性プロセスに関する神経解剖学的領域およびそれらの既知の機能との間の直接的な相関関係をできるように、脳の生化学的なアーキテクチャにユニークな洞察を提供しています。さらに、いくつかの加齢に関連する神経障害は、多くの場合、そうでなければ分析することが困難である脳の小領域に限定された金属恒常性を破壊する機能します。ここでは、レーザアブレーションを使用して、定量的にマウス脳中の金属を画像化するための包括的な方法を説明する - 誘導結合プラズマ - 質量分析法（LA-ICP-MS）および特別に設計された画像処理ソフトウェア。脳内の最も豊富なと疾患関連の金属の3があり、鉄、銅、亜鉛、に焦点を当て、我々は低マイクロメーター内の金属分布のマップを生成するためのサンプル調製、分析、定量的測定および画像処理における基本的な手順を説明し解像度範囲。任意の切断組織切片に適用するこの技術は、臓器またはシステム内の金属の非常に可変分布を示すことが可能であり、微細な解剖学的構造内の金属恒常性と絶対的なレベルの変化を同定することができます。

このLA-ICP-MSイメージングアプローチの能力を実証するために、WT C57BL / 6マウス脳の単一セクションを使用して簡単な実験、脳梁で二分し、冠状面で切片は、提示されています。分析部（ 図2）に金属分布の代表的な画像を提供するため、ならびに、セクション6および7に記載したようにBiolite（ 図1）を用いてデータを分析するためのワークフローは、また、記載されています。 図から分かるように、マウス脳における金属分布は解剖学的領域に応じて可変です。これは、可変ロール金属に起因することができ、より具体的には、それらが結合しているタンパク質は、各脳領域27で再生します。例えば、鉄、亜鉛は、コルチで最も豊富であるのに対し、中脳及び歯状回に沿ってより高い濃度を有する傾向にありますCALエリア。一般的に使用される内部標準8である炭素は、均一に分布しています。金属の共局在化に関する情報は、特定の金属結合タンパク質の発現は、脳内の金属の作用への洞察を提供することができ、既存の解剖学的および機能的基準アトラス29に関連して使用される場合、元素マップ（ 図2）は 、特に有用であり得ます地域、または識別された疾患関連生体分子に沿った金属レベルの変化。検体の広い範囲のために最適化されて記載されたアプローチを用いて、例えば、マンガンなどの低存在量要素の感度を排除し、及び方法は、他の測定質量を犠牲にして、滞留時間を増加させることにより、この検体に主に焦点を合わせるように構成することができます。 LA-ICP-MSによるイメージングを使用する際の主な利点は、金属concentrにおける相対的な差を観察していますエーションと実験群との間に分布。我々は以前にPD 2,10、およびヒトアルツハイマー病の組織21における皮質鉄レベルの変化を模倣する神経損傷後に増加し、鉄を実証するために、このような技術を使用しています。ここに記載されるように、そのようなプロトコルは、容易に記載されている方法に最小限の修正と他の組織タイプに適合させることができます。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/55042/55042fig1.jpg" /> 図1： 画像処理のワークフロー。マウス脳における金属分布の定量的な画像にICP-MSからの未処理時間分解データの変換を示すセクション6及び7に相補的なワークフロー。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/55042fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> </p&gt; <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/55042/55042fig2.jpg" /> 図2： マウス脳内Biometalsの典型的な元素分布。 LA-ICP-MSを用いて分析し、単一のマウス脳半球の厚さ30μmの冠状断面の代表的な要素マップ。 （一番上の行）;炭素13（C13）、マグネシウム-24（MG24）とリン-31（P31）のための画像は、ゴールドカラースケール（CPSカウント毎秒）で表示されています。マンガン-55（MN55）、銅-63（Cu63）、鉄-56（Fe56）および亜鉛-66（Zn66）のための定量的画像（下段）は、対応するBlueHotのカラースケール（μgのグラム-1）で表示されます。脳切片の総分析時間は約5時間でした。スケールバー= 2ミリメートル。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/55042fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <strong&gt;補足コードは、データ出力のICP-MSの製造元の方法に従って、適切なPythonのエディタを使用して変更することができ6.1で説明1.オープンソースのPythonコードを、ファイル。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/CopyFilesFromSubDirs_3.txt" target="_blank">このファイルをダウンロードするにはこちらをクリックしてください。</a>

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

定量的にレーザアブレーションによって組織に金属をマッピングする - 誘導結合プラズマ - 質量分析法（LA-ICP-MS）は、金属が正常な機能と疾患過程に関与どのように新たな洞察を提供することができます敏感な分析技術です。ここでは、定量的にマウス神経組織の薄い部分に金属を画像化するためのプロトコルについて説明します。

誘導結合プラズマ -   - レーザーアブレーションによる脳組織におけるイメージング金属質量分析法（LA-ICP-MS）

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

Research

JoVE Journal

Medicine

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

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