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 ve PAD Almanya&#39;nın Mükemmellik Girişimi [DFG GSC 98/3] tarafından finanse Ruhr Üniversitesi Araştırma Okulu PLUS, tarafından desteklenmiştir Agilent Technologies ve ESI Ltd. BK katılım Avustralya Araştırma Konseyi Bağlantı Projesi (LP120200081) tarafından desteklenmektedir. DJH kısmen Ramaciotti Vakfı tarafından desteklenmiştir. KK Sigrid Juselius Vakfı tarafından desteklenmektedir.

<ol>
	<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. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+instrumental+methods+for+the+measurement+and+speciation+of+trace+metals.">Advances in instrumental methods for the measurement and speciation of trace metals.</a> Ann Clin Lab Sci. 29 (2), 118-126 (1999).</li><li>New, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+to+study+distinct+metal+pools+in+biology.">Tools to study distinct metal pools in biology.</a> Dalton Trans. 42 (9), 3210-3219 (2013).</li><li>Hare, D. J., New, E. J., de Jonge, M. 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. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protocol+for+production+of+matrix-matched+brain+tissue+standards+for+imaging+by+laser+ablation-inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry.">Protocol for production of matrix-matched brain tissue standards for imaging by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry.</a> Anal Meth. 5 (8), 1915-1921 (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=Quantitative+elemental+bio-imaging+of+Mn,+Fe,+Cu+and+Zn+in+6-hydroxydopamine+induced+Parkinsonism+mouse+models.">Quantitative elemental bio-imaging of Mn, Fe, Cu and Zn in 6-hydroxydopamine induced Parkinsonism mouse models.</a> Metallomics. 1 (1), 53 (2009).</li><li>Potter, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+commercial+perspective+on+the+growth+and+development+of+the+quadrupole+ICP-MS+market.">A commercial perspective on the growth and development of the quadrupole ICP-MS market.</a> J Anal At Spectrom. 23 (5), 690 (2008).</li><li>Lear, J., Hare, D. 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.

Nörolojik dokusunda görüntüleme metaller bu protokol herhangi bir biyolojik matris içinde metallerin dağılımı ve miktarı hakkında yararlı bilgiler sağlayabilir nasıl sadece bir örnektir. standart referans malzemelerin hazırlanması zorlu olabilir rağmen, bir kez gerçekleştirilir ve daha sonra kullanılmak üzere arşivlenebilir bir deneydir. LA-ICP-MS, çoğunlukla erişilebilirlik ve duyarlılık açısından böyle sinkrotron tabanlı X-ışını floresan mikroskop gibi alternatif yöntemler üzerinde bazı avantajlara sahiptir. Ancak, LA-ICP-MS kullanılarak bir deney hazırlanırken dikkate alınması gereken bazı dezavantajları vardır, ve gibi genellikle alternatif metal analiz teknikleri yanı sıra karşılaştırmalı histokimya 5 içerir kimyasal görüntüleme için yararlı bir tamamlayıcı bir tekniktir. fare beyninin bilinen anatomik özellikleri ile uyum olası fonksiyonel relati hakkında yararlı bilgiler sağlayabilirmetal düzeylerinin ve mekansal dağılımı arasındaki öğrenmekten yararlanma. Daha önce, Allen Beyin Atlas online kaynak, hem metal bağımlı enzim ifade 14 ve nöroanatomi 27 uzaysal korelasyonu incelemek için C57BL / 6 fare beyninde hem anatomik ve gen ifade verilerinin açık erişim depodur 29 kullandık, 30. Böyle Kemirgen Beyin WorkBench 31 gibi diğer kaynaklar da genellikle küçük anatomik bölgelerde metal dağılımının doğru teşhisinde yardımcı olmak için kayıt ve metal görüntüleri hizalama yardımcı vardır. Bu tekniğin Uygulamaları, normal yaşam olayları hem boyunca mikroölçeklerde nasıl metal düzeyleri ve dağıtım değişikliği değerlendirmede yararlıdır (örneğin, yaşlanma) ve hastalık durumlarında; olarak tasarlanan iki metal ihtiva eden bileşikler ve uyuşturucu etkilerini araştırmak beni hedeftal metabolizması. mekansal metal dağılımı değerlendirmek için bir görüntüleme tekniği olarak LA-ICP-MS mevcut büyük sınırlamalar çıktı ve hassasiyet vardır. Uzun analiz süreleri gerektiren yüksek çözünürlüklü görüntüleri ile analiz hızı ve uzamsal çözünürlük 5, 12 arasında bir değiş tokuş vardır. manganez, kobalt ve selenyum gibi elementler ICP-MS ile bunların tespit normal doku ve / veya sınırlamalar düşük çokluğu nedeniyle sınırlıdır da teknik, yüksek konsantrasyonlarda biyolojik elemanları uygundur. Bu tür üçlü dört kutuplu kütle analizörleri giriş olarak ICP-MS teknolojisinde yeni gelişmeler, yüksek hassasiyetleri 33 böyle selenyum 32 gibi zor analit, hedeflenen tespiti için izin verir. Bir teknoloji odaklı bir prosedür olarak, artan teknik gelişmeye devam bu görüntüleme göreceksiniz lazer ve kütle spektrometresi tasarımı hem de gelişmeleranaliz ve duyarlılık 34 hızı.

Metallerin eşsiz redoks kimyası sinyal iletimi, enerji üretimi ve nörotransmitter sentezi de dahil olmak üzere nörolojik fonksiyonları, bir dizi kolaylaştırır. En temel nörodejeneratif hastalık, bir dizi, bu metallerin dyshomeostasis iki hastalıkta patogenezinde ve terapötik müdahale 1 potansiyel yeni hedeflerin olarak tanımlanmıştır. Daha iyi metaller Alzheimer ve Parkinson hastalığı (AD ve PD, sırasıyla) olarak koşullarda katılmaktadırlar anlamak için, metal dağıtım ve seviyeleri olumsuz hastalık sürecinden etkilenen bölgeler içinde nasıl değiştiğini ölçebilmek için zorunludur. Bu değişiklikler genellikle yakından böyle PD 2 demir ve dopamin nörotoksisitenin bizim son zamanlarda önerilen mekanizma olarak, hücre ölümünü başlatmak süreçlerle bağlantılı olabilir biyokimyasal reaksiyonlarda ince vardiya göstergesidir. Geleneksel olarak, bir metatanımlanmış anatomik bölgeler içinde l seviyeleri analitik teknikler 3 bir dizi kullanarak dikkatli eksizyonu, sindirim ve analiz yoluyla elde edilmiştir. Ancak, böyle bir yaklaşım hastalık durumları incelenmiştir küçük, iyi tanımlanmış bölgeler veya belirli hücre tiplerini içeren edilirken kritik olabilir uzamsal bilgiyi kaybeder. Analitik bir dizi yöntem emisyon spektroskopisi, floresan probları ve kütle spektrometresi 4 kullanılarak sağlam örneklerinden doku bölümleri ve iki ve üç boyutlu olarak biyolojik sistemlerde metaller, görselleştirmek için kullanılabilir. Her teknik hassasiyet, kimyasal türlerin seçicilik ve elde edilebilir uzaysal çözünürlüğü ile ilgili avantajları ve dezavantajları vardır. Mevcut tekniklerin aralığında kapsamlı bir bakış için, Hare ve arkadaşları tarafından gözden bakın. 5. Kütle spektrometrisi (MS) yöntemleri, bu tekniklerin en duyarlı tabanlı, Kendi ana konsantrasyonda 6 en biyolojik ilgili metalleri ölçebilen. Lazer ablasyon - indüktif eşleşmiş plazma - kütle spektrometresi (LA-ICP-MS) görüntüleme (bir dörtgen ışın şekil kullanılır veya genişlik)&gt; çapı 100 mikron 1 arasında değişen büyüklüklerde odaklanmış morötesi lazer ışınını, istihdam altında örnek 7 geçirilir. Nicel bilgiler farklı yaklaşımlar 8, teknik zorluk ve analitik pratiklik değişen derecelerde her çeşitli kullanılarak üretilebilir standart referans malzemelerin temsili ablasyon yoluyla elde edilebilir. En yaygın yaklaşım, numunenin karşılaştırılabilir baskın kimyasal yapısına sahip, standart bağımsız analiz vasıtasıyla 9 ile homojenliğe ve mutlak metal konsantrasyonu açısından değerlendirildi doğru hedef analit ile spike hazırlanabilir ve matris eşlemeyi kullanır </sup&gt; 10. Hazırlanan standartların ablasyon daha sonra sonuçta meydana gelen örnek bir görüntü konsantrasyonu verileri piksel başına ekstre sağlayan dış kalibrasyon amaçlı kullanılabilir. Resim çözünürlüğü kiriş boyutu ve örnek taranır hızına tarafından belirlenir. (Dünya çapında tüm yüklü ICP-MS sistemleri 11% 90&#39;ından sorumludur), standart dört kutuplu tasarım ICP-MS seçilen tüm kütle-ücret oranı ile kitle detektörü döngüleri, sıralı kütle analizörü (m / z ) yerine eş zamanlı olarak veri toplamak daha. Bu nedenle, kitlelerin her bir döngü için elde etme zamanı, istenen çözünürlük piksel temsilci 12 elde edilir sağlamak için, lazer ışınının bir genişliği hareket örnek için alınan zaman eşit olmalıdır. Lazer ışın boyutu seçimi duyarlılık ve toplam analiz süresi hem de önemli etkilere sahip olan bir çok önemli bir parametredir. lazer ablasyon fiziksel durumları olarakCally&#39;nin argon taşıyıcı bir gaz ile, ICP-MS süpürülür malzemenin fiziksel kütle analizörü ile tespit edilebilir madde miktarı ters kare kanununa göre hareket kaldırır. dört kat ablasyon malzemenin bir azalma 25 um sonuç - Örneğin, 50, lazer ışını çapının azaltılması. Ayrıca, bir tarama yöntemi olarak, daha küçük kiriş çapları seçilen bir alanı baskılamak için gereken toplam süreyi artırır. Bu nedenle, deneysel tasarım duyarlılık ihtiyaçları ve zaman kısıtlamaları gerekli uzaysal çözünürlük dengelemek için esastır. LA-ICP-MS ile görüntüleme nörolojik bozuklukların 13, 14, travmatik beyin yaralanması, 15 plasentada metal içeren anti-kanser ilaçları, 16 zehirli maruz dağılımı hayvan modellerinde de dahil olmak üzere, örnekler, matris ve hastalıkların bir dizi tatbik edilmiştir 17 ve metal distrErken yaşam diyet geçişler bir biyolojik belirteç olarak dişlerde ibution. Kolayca örnek türleri ve deneysel sonuçlar bir dizi adapte edilebilir olsa bu protokol 18 biz ihtiyaçlarına göre, 30 mikron çözünürlükte WT fare beyin demir, bakır ve çinko görüntüleme için genel bir yöntem tarif analisti.

<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)

Metaller, belirli bir anatomik bölgede hem kimyasal reaktivite ve bolluk tarafından dikte biyolojik rolü, bir organizmanın boyunca yayg bulunur. beyin içinde, metaller, merkezi sinir sistemi içinde oynayabilir birincil işlevi ile ilgili olarak, bir yüksek bölümlere dağılımına sahiptir. Metallerin mekansal dağılımının görüntülenmesi Nöroanatomik bölgeler ve metal bağımlı süreçlerle ilgili kendi bilinen fonksiyonu arasındaki doğrudan bir ilişki sağlayan beynin biyokimyasal mimarisine benzersiz bir bakış açısı sağlamıştır. Buna ek olarak, çeşitli yaş ile ilişkili nörolojik bozukluklar genellikle, aksi analiz etmek zordur beynin küçük bölgelerle sınırlı metal homeostazını kesintiye sağlarlar. Burada, lazer ablasyon kullanarak, nicel fare beyninde metalleri görüntüleme için kapsamlı bir yöntem tarif - indüktif eşleşmiş plazma - kütle spektrometresi (LA-ICP-MS) ve özel olarak tasarlanmış görüntü işlemeyazılım. beyin içinde en bol ve hastalık ilgili metallerin üç olan demir, bakır ve çinko, üzerinde yoğunlaşırken, biz düşük mikrometre içindeki metal dağılımının haritalar üretmek için numune hazırlama, analiz, kantitatif ölçümler ve görüntü işleme temel adımları açıklar çözünürlük aralığı. herhangi bir kesim doku bölümü için geçerli Bu teknik, bir organ ya da sistemde metallerin oldukça değişken dağılımı sergileyebilme yeteneğine sahip olduğunu ve gayet iyi anatomik yapıların içindeki metal homeostazında değişiklik ve mutlak düzeylerini belirlemek için kullanılabilir.

Bu LA-ICP-MS görüntüleme yaklaşımının yeteneklerini göstermek için, koronal planda korpus kallosum de ikiye ve kesitli bir WT C57BL / 6 fare beyninin tek bir bölümünü kullanarak basit bir deney sunulmuştur. Analiz bölümü (Şekil 2), metal dağılımının temsili bir görüntüsünü temin etmek için hem de, Bölüm 6 ve 7&#39;de tarif edildiği gibi BioLite (Şekil 1) kullanılarak, veri analizi için bir iş akışı, aynı zamanda açıklanmaktadır. Görüldüğü gibi, fare beyninde metal dağıtım anatomik bölgeye göre değişkendir. Bu değişken roller metallere bağlanabilir ve daha özel olarak protein bağlı oldukları için, her beyin bölgesi 27 görüntülemektedir. Örneğin, demir, çinko Corti&#39;den en bol ise, orta beyin ve dentat girus birlikte yüksek konsantrasyonlarda eğilimical alanları. Yaygın olarak kullanılan bir iç standart 8 karbon, homojen dağıtılır. Metallerin ko bilgiler özel metal bağlayıcı proteinlerin ifade bir beynin içinde metallerin fonksiyonu içgörü sağlayabilir edebilir mevcut anatomik ve fonksiyonel referans atlasları 29 ile birlikte kullanıldığında Elemental haritalar (Şekil 2) özellikle yararlı olabilir bölgesi veya bir tespit hastalıkla ilişkili biyomolekülün uygun metal düzeylerindeki değişiklikler. analitlerin, daha geniş bir aralığı için optimize edilmiş açıklanan yaklaşım kullanarak, mangan gibi düşük bolluk elemanları duyarlılık engel yapar ve yöntemler diğer ölçülen kitlelerin pahasına bekleme sürelerini arttırarak bu analitin odaklanabilmenizi uyarlanabilir. LA-ICP-MS ile görüntüleme kullanarak büyük avantajı metal concentr göreli farklılıkları gözlemleyerek olduğunutirme ve deney grupları arasında dağılımı. Biz daha önce artan PD 2, 10 taklit bir nörotoksin hakaret aşağıdaki demir ve insan Alzheimer hastalığı dokusunda 21 kortikal demir düzeylerindeki değişimlerin göstermek için böyle bir teknik kullandık. Burada tarif edildiği gibi bir protokol kolayca belirtilen yöntemlere az değişikliklerle başka doku tipine adapte edilebilir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55042/55042fig1.jpg" /> Şekil 1: Görüntü İşleme için iş akışı. fare beyin metal dağılımının niceliksel resimlere ICP-MS ham zamana bağımlı veri dönüştürme gösteren Bölüm 6 ve 7, tamamlayıcı iş akışı. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/55042fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </p&gt; <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55042/55042fig2.jpg" /> Şekil 2: bir fare beyni içinde Biyo tipik Element dağılımı. LA-ICP-MS ile analiz tek bir fare beyin yarımkürede bir 30 mikron kalınlığında koronal bölümünün temsilcisi eleman haritaları. (Üst satır); Karbon-13 (C13), magnezyum-24 (MG24) ve fosfor-31 (P31) için Görüntüler Altın renkli pullarla (CPS saniye başına sayım) görüntülenen. Mangan-55 (Mn55), bakır-63 (Cu63), demir-56 (Fe56) ve çinko-66 (Zn66) kantitatif görüntüleri (alt sıra) karşılık gelen BlueHot renk ölçekleri (mikrogram g -1) görüntülenir. Beyin bölümü için toplam analiz süresi yaklaşık 5 saat oldu. Ölçek çubuğu = 2 mm. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/55042fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <strong&gt; Ek Kod veri çıkışı ICP-MS üreticinin yöntemine göre uygun bir Python editörü kullanılarak değiştirilebilir 6.1 de açıklandığı 1. Açık kaynak Python kodu, dosya. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55042/CopyFilesFromSubDirs_3.txt" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için tıklayınız.</a>

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

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

Kantitatif lazer ablasyon ile dokuda metallerin haritalama - indüktif eşleşmiş plazma - kütle spektrometresi (LA-ICP-MS) metaller, normal fonksiyon ve hastalık sürecine katılmaları nasıl yeni bir fikir verebilir hassas bir analitik tekniktir. Burada, kantitatif fare nörolojik doku ince kesitlerde metal görüntüleme için bir protokol açıklar.

İndaktif Plazma - - Lazer Ablasyon Beyin Dokusu Görüntüleme Metaller Kütle Spektrometresi (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)

MALDI Imaging Mass Spectrometry of Neuropeptides in Parkinson's Disease

Parkinson Hastalığında nöropeptitler MALDI Görüntüleme Kütle Spektrometresi

MALDI imaging mass spectrometry (IMS) is a powerful approach that facilitates the spatial analysis of molecular species in biological tissue samples2 ...

The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System

Pre-klinik araştırma Farmakolojik-meydan fMRI Kullanımı: 5-HT Sistemi Uygulaması

Pharmacological MRI (phMRI) is a new and promising method to study the effects of substances on brain function that can ultimately be used to unravel ...

Acute Brain Trauma in Mice Followed By Longitudinal Two-photon Imaging

Boyuna İki foton görüntüleme ile takip Farelerde Akut Beyin Travma

Although acute brain trauma often results from head damage in different accidents and affects a substantial fraction of the population, there is no ...

Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue

İnsan Epileptik Ameliyat sonrası Kortikal Doku Çok elektrot Dizi Kayıtlar

Epilepsy, affecting about 1% of the population, comprises a group of neurological disorders characterized by the periodic occurrence of seizures, which ...

Quantitative Mass Spectrometric Profiling of Cancer-cell Proteomes Derived From Liquid and Solid Tumors

Sıvı ve Katı Tümörler Kaynaklanan Kanser hücre Proteomlar Kantitatif Kitle Spektrometrik Profil

In-depth analyses of cancer cell proteomes are needed to elucidate oncogenic pathomechanisms, as well as to identify potential drug targets and diagnostic ...

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo: A Model of Single Vessel Stroke

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo:  A Model of Single Vessel Stroke

Konfokal Optik Görüntüleme ile Rose Bengal Fototromboz<em&gt; In Vivo</em&gt;: Tek Gemi İnme Bir Model

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to ...

Whole-brain Segmentation and Change-point Analysis of Anatomical Brain MRI&#8212;Application in Premanifest Huntington's Disease

Whole-brain Segmentation and Change-point Analysis of Anatomical Brain MRIÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚ÂApplication in Premanifest Huntington's Disease

Bütün beyin segmentasyon ve değişim noktası analizi anatomik beyin MR'ı — uygulama Premanifest Huntington hastalığı

Recent advances in MRI offer a variety of useful markers to identify neurodegenerative diseases. In Huntington&#39;s disease (HD), regional brain atrophy ...

Assessment of Plasma Coagulation on Liver Tissue in a Large Animal Model In Vivo

Assessment of Plasma Coagulation on Liver Tissue in a Large Animal Model In Vivo

Plazma koagülasyon büyük hayvan modeli Vivo içinde karaciğer dokusu üzerinde değerlendirilmesi

Plasma coagulation as a form of electrocautery is used in liver surgery for decades to seal the large liver cut surface after major hepatectomy to prevent ...

Spatial Quantification of Drugs in Pulmonary Tuberculosis Lesions by Laser Capture Microdissection Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LCM-LC/MS)

Spatial Quantification of Drugs in Pulmonary Tuberculosis Lesions by Laser Capture Microdissection Liquid Chromatography Mass Spectrometry LCM-LC/MS

Akciğer tüberkülozu lezyonlar lazer ilaçların kayma miktar yakalamak mikrodiseksiyon sıvı Kromatografi Kütle spektrometresi (LCM-LC/MS)

Tuberculosis is still a leading cause of morbidity and mortality worldwide. Improvements to existing drug regimens and the development of novel ...

An In Vivo Method for Evaluating the Gut-Blood Barrier and Liver Metabolism of Microbiota Products

An In Vivo Method for Evaluating the Gut-Blood Barrier and Liver Metabolism of Microbiota Products

Gut-kan bariyerini ve karaciğer metabolizması Microbiota ürünlerin değerlendirilmesi için In Vivo yöntemi

The gut-blood barrier (GBB) controls the passage of nutrients, bacterial metabolites and drugs from intestinal lumen to the bloodstream. The GBB integrity ...