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 y PAD son apoyados por un proyecto de Consejo de Investigación Australiano Enlace (LP120200081) con Agilent Technologies Ltd. y ESI La contribución de BK fue apoyada por la Escuela de Investigación PLUS Universidad del Ruhr, financiado por la Iniciativa de Excelencia de Alemania [DFG GSC 98/3]. DJH fue parcialmente apoyado por la Fundación Ramaciotti. KK es apoyado por la Fundación 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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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. 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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.

metales de imagen en tejido neurológico es sólo un ejemplo de cómo este protocolo puede proporcionar información útil sobre la distribución y las cantidades de los metales en cualquier matriz biológica. Aunque la preparación de materiales de referencia estándar puede ser arduo, es un experimento que se puede realizar de una vez archivada para su uso posterior. LA-ICP-MS tiene ciertas ventajas sobre los métodos alternativos, como la microscopía de fluorescencia de rayos X basada en sincrotrón, sobre todo en términos de accesibilidad y sensibilidad. Sin embargo, hay ciertas desventajas que deben ser considerados al preparar un experimento utilizando LA-ICP-MS, y como tal, a menudo es una técnica complementaria útil para formación de imágenes químico que incluye técnicas de análisis de metales alternativos, así como histoquímica comparativo 5. La alineación con las características anatómicas conocidas del cerebro del ratón puede proporcionar información útil sobre la posible relati funcionalonship entre los niveles de metal y distribución espacial. Anteriormente, hemos utilizado el recurso en línea Allen Atlas del Cerebro, 29, que es un repositorio de acceso abierto de los dos datos de expresión anatómicas y genéticas en los C57BL / 6 cerebro de ratón para examinar la correlación espacial de ambos expresión de la enzima dependiente de metal 14 y neuroanatomía 27, 30. Otros recursos, como el banco de trabajo del cerebro del roedor 31 también están disponibles para ayudar con el registro y alineación de las imágenes de metal para ayudar en la identificación correcta de distribución de metal en frecuencia pequeñas regiones anatómicas. Las aplicaciones de esta técnica son útiles en la evaluación de los niveles de la forma de metal y el cambio de distribución a la microescala a lo largo de ambos eventos normales de la vida (por ejemplo, envejecimiento) y en estados de enfermedad; así como el estudio de los efectos de ambos compuestos que contienen metal y fármacos diseñados para me objetivoTal metabolismo. Las corrientes principales limitaciones de LA-ICP-MS como una técnica de imagen para evaluar espacialmente distribución de metal son el rendimiento y la sensibilidad. Hay un compromiso entre la velocidad de análisis y resolución espacial 5, 12, con imágenes de mayor resolución requieren tiempos de análisis más prolongados. La técnica se adapta bien a elementos biológicos a concentraciones más altas, aunque elementos tales como manganeso, cobalto y selenio están restringidos debido a su baja abundancia en el tejido y / o limitaciones normal en su detección por convencional ICP-MS. Los nuevos avances en la tecnología ICP-MS, tales como la introducción de analizadores de masas de triple cuadrupolo, permiten la detección selectiva de analitos difíciles, como el selenio 32 a sensibilidades más altas 33. Como un procedimiento basado en la tecnología, los avances en el diseño tanto de láser y espectrometría de masas verá esta técnica de formación de imágenes siguen evolucionando, aumentandola velocidad de análisis y la sensibilidad 34.

La química redox única de metales facilita una gama de funciones neurológicas, incluyendo la transducción de señales, producción de energía y síntesis de neurotransmisores. En una serie de importantes enfermedades neurodegenerativas, dyshomeostasis de estos metales han sido los dos implicados en la patogénesis de la enfermedad e identificados como potenciales nuevas dianas para la intervención terapéutica 1. Para entender mejor cómo los metales están involucrados en condiciones tales como la enfermedad de Alzheimer y de Parkinson (AD y PD, respectivamente), es imperativo que ser capaz de medir la distribución de metal y los niveles cambian dentro de las regiones afectadas adversamente por el proceso de la enfermedad. Estos cambios suelen ser indicativos de cambios sutiles en las reacciones bioquímicas que pueden estar íntimamente vinculados a los procesos que inician la muerte celular, como nuestra propuesta recientemente mecanismo de hierro y dopamina neurotoxicidad en la EP 2. Tradicionalmente, metalos niveles de L dentro de las regiones anatómicas definidas se ha logrado a través de la escisión cuidado, la digestión y el análisis utilizando una serie de técnicas analíticas 3. Sin embargo, este enfoque pierde la información espacial, que puede ser crítico cuando los estados de enfermedad siendo investigados involucran regiones pequeñas y bien definidas o tipos celulares específicos. Un número de métodos de análisis están disponibles para la visualización de los metales en los sistemas biológicos, a partir de muestras intactas a las secciones de tejido y en dos y tres dimensiones, utilizando espectroscopia de emisión, sondas fluorescentes y espectrometría de masas 4. Cada técnica tiene ventajas y desventajas con respecto a la sensibilidad, la selectividad de especies químicas, y la resolución espacial que se puede lograr. Para una descripción completa de la gama de técnicas disponibles, véase la revisión de Hare et al. 5. La espectrometría de masas (MS) a base de métodos son los más sensibles de estas técnicas, Capaz de medir metales biológicamente más relevantes a las concentraciones nativa 6. La ablación con láser - plasma de acoplamiento inductivo - espectrometría de masas (LA-ICP-MS) de formación de imágenes emplea un rayo láser ultravioleta enfocado varían en tamaño de 1 a&gt; 100 micras de diámetro (o anchura, cuando se usa una forma del haz cuadrilátero), en las que el muestra se hace pasar 7. La información cuantitativa se puede lograr a través de la ablación representante de materiales de referencia estándar, que puede ser producida utilizando una variedad de diferentes enfoques 8, cada uno con diversos grados de dificultad técnica y practicidad analítica. El enfoque más común utiliza la matriz de coincidencia, en que una norma con una composición química predominante comparable a la de la muestra se prepara clavar con el analito diana y con precisión para evaluar la homogeneidad y la concentración de metal absoluto por medios analíticos independientes 9, </sup&gt; 10. La ablación de los estándares preparados a continuación, se puede utilizar para fines de calibración externos, permitiendo que los datos de concentración de la imagen de la muestra resultante a extraer por píxel. Resolución de la imagen está determinada tanto por el tamaño del haz y velocidad a la que se escanea la muestra. El cuadrupolo-diseño estándar ICP-MS (que representan más del 90% de todos los sistemas de ICP-MS instalados en todo el mundo 11) es un analizador de masas secuencial, en el que los ciclos del detector de masas a través de toda la relación seleccionada-masa-carga (m / z ) en lugar de la recogida de datos de forma simultánea. Por lo tanto, el tiempo de adquisición para cada ciclo de masas debe equiparar con el tiempo necesario para que la muestra de atravesar una anchura del haz de láser para asegurar un representante de píxeles de la resolución deseada se adquiere 12. Selección del tamaño de rayo láser es un parámetro crucial que tiene efectos significativos en la sensibilidad y el tiempo total de análisis. Como physi ablación con lásercamente elimina el material que se barrió a la ICP-MS por un gas portador de argón, la cantidad de materia que se puede detectar físicamente por el analizador de masas sigue la ley de la inversa del cuadrado. Por ejemplo, reducir el diámetro del haz de láser de 50 - 25 micras como resultado una reducción de material separada por ablación en un factor de cuatro. Adicionalmente, como un método de exploración, diámetros de haz más pequeños aumentan el tiempo total requerido para la ablación de un área seleccionada. Por lo tanto, el diseño experimental es esencial para equilibrar la resolución espacial necesaria con las necesidades de sensibilidad y limitaciones de tiempo. Imaging por LA-ICP-MS se ha aplicado a una variedad de muestras, matrices y estados de enfermedad, incluyendo modelos animales de trastornos neurológicos 13, 14, lesión cerebral traumática 15, la distribución, exposición tóxica medicamentos contra el cáncer 16 que contiene metal en la placenta 17 y metal distribution en los dientes como un biomarcador de transiciones dietéticas primeros años de vida. 18 En este protocolo se describe un método general para obtener imágenes de hierro, cobre y zinc en el cerebro de ratón WT con una resolución de 30 micras, aunque se puede adaptar fácilmente a una variedad de tipos de muestras y los resultados experimentales, en función de las necesidades de la analista.

<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)

Metales se encuentran en todos los apartados un organismo, con su papel biológico dictado por tanto su reactividad química y la abundancia dentro de una región anatómica específica. Dentro del cerebro, los metales tienen una distribución muy compartimentado, dependiendo de la función primaria que juegan dentro del sistema nervioso central. Imágenes de la distribución espacial de los metales ha proporcionado una visión única de la arquitectura bioquímica del cerebro, lo que permite la correlación directa entre regiones neuroanatómicas y su función conocida con respecto a los procesos dependiente de metal. Además, varios trastornos neurológicos relacionados con la edad característica interrumpidos homeostasis metal, que a menudo se limita a pequeñas regiones del cerebro que son difíciles de analizar. A continuación, describimos un método integral para obtener imágenes de forma cuantitativa los metales en el cerebro del ratón, utilizando ablación por láser - plasma de acoplamiento inductivo - espectrometría de masas (LA-ICP-MS) y el procesamiento de imágenes especialmente diseñadosoftware. Centrándose en hierro, cobre y zinc, que son tres de los metales más abundantes y relevantes de la enfermedad en el cerebro, se describen los pasos esenciales en la preparación de muestras, análisis, mediciones cuantitativas y procesamiento de imágenes para producir mapas de distribución de metal dentro de la baja micrómetro gama resolución. Esta técnica, aplicable a cualquier sección de tejido cortado, es capaz de demostrar la muy variable distribución de metales dentro de un órgano o sistema, y ​​se puede utilizar para identificar los cambios en la homeostasis de metal y los niveles absolutos dentro de las estructuras anatómicas finas.

Para demostrar las capacidades de este enfoque de formación de imágenes LA-ICP-MS, un sencillo experimento utilizando una única sección de un WT C57BL / 6 de cerebro de ratón, dividido en dos partes en el cuerpo calloso y seccionada en el plano coronal, se presenta. También se describe un flujo de trabajo para el análisis de datos utilizando Biolite (Figura 1), como se describe en las Secciones 6 y 7, así como para proporcionar una imagen representativa de la distribución del metal en la sección analizada (Figura 2). Como se puede observar, la distribución de metal en el cerebro de ratón es variable de acuerdo con la región anatómica. Esto se puede atribuir a las funciones metales variables, y más específicamente las proteínas a las que están unidos, jugar en cada región del cerebro 27. Por ejemplo, el hierro tiende a tener concentraciones más altas en el cerebro medio y a lo largo del giro dentado, mientras que el zinc es más abundante en el cortiáreas de la LAC. Carbono, que es un patrón interno utilizado comúnmente 8, se distribuye homogéneamente. Mapas elementales (Figura 2) puede ser particularmente útil cuando se utiliza junto con los atlas de referencia anatómicos y funcionales existentes 29, donde la información sobre la colocalización de metales puede la expresión de proteínas específicas de unión a metal puede dar una idea de la función de los metales dentro de un cerebro región, o cambios en los niveles de metales en línea con una biomolécula relacionada con la enfermedad identificada. Utilizando el enfoque descrito, que está optimizado para una gama más amplia de analitos, se opone a la sensibilidad para los elementos de baja abundancia como el manganeso, y los métodos se pueden adaptar a concentrarse principalmente en este analito mediante el aumento de tiempos de permanencia a expensas de otras masas medidas. La principal ventaja en el uso de imágenes por LA-ICP-MS es la observación de diferencias relativas en concentr metalesación y la distribución entre los grupos experimentales. Hemos utilizado anteriormente tal técnica para demostrar el aumento de hierro después de un insulto neurotoxina imitando PD 2, 10, y los cambios en los niveles de hierro en el tejido cortical de la enfermedad de Alzheimer humana 21. un protocolo tal como se describe aquí se puede adaptar fácilmente a cualquier otro tipo de tejido con modificaciones mínimas a los métodos enumerados. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/55042/55042fig1.jpg" /> Figura 1: Flujo de trabajo para procesamiento de imágenes. Flujo de trabajo complementaria a las secciones 6 y 7, que representan la conversión de los datos en bruto vez resueltos de la ICP-MS de imágenes cuantitativas de distribución de metal en el cerebro del ratón. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/55042fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> </p&gt; <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/55042/55042fig2.jpg" /> Figura 2: Distribución típica elemental del Biometals dentro de un cerebro de ratón. Los mapas de elementos representativos de una sección coronal de 30 micras de espesor de un solo hemisferio cerebral de ratón analizadas con LA-ICP-MS. Imágenes en el carbono 13 (C13), magnesio-24 (MG24) y el fósforo-31 (P31) que se muestran en las escalas de oro de color (cuentas por segundo; CPS) (fila superior). Imágenes cuantitativas (fila inferior) para el manganeso-55 (MN55), el cobre-63 (Cu63), hierro-56 (Fe56) y zinc-66 (Zn66) muestran con sus correspondientes escalas de color BlueHot (mg g-1). El tiempo total de análisis para la sección de cerebro fue de aproximadamente 5 h. Barra de escala = 2 mm. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/55042fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <strong&gt; Código complementario Archivo 1. código Python de código abierto en el punto 6.1, que se puede modificar con un editor de Python apropiada de acuerdo con el método de ICP-MS fabricante de salida de datos. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/CopyFilesFromSubDirs_3.txt" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para descargar este archivo.</a>

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

Cuantitativamente el mapeo de los metales en el tejido por ablación con láser - plasma de acoplamiento inductivo - espectrometría de masas (LA-ICP-MS) es una técnica analítica sensible que puede proporcionar nuevos conocimientos sobre cómo los metales participan en los procesos de funcionamiento y las enfermedades normales. A continuación, se describe un protocolo para obtener imágenes de los metales cuantitativamente en las secciones delgadas de tejido neurológico del ratón.

Metales de imagen en el tejido cerebral por ablación con láser - plasma de acoplamiento inductivo - espectrometría de masas (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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