Name: dose uptake of platinum- and ruthenium-based compound exposure in zebrafish by inductively coupled plasma mass spectrometry with broader applications
Uploaded: 2022-04-21T13:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Dose Uptake of Platinum- and Ruthenium-based Compound Exposure in Zebrafish by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry with Broader Applications at JoVE.

Финансирование: NJAES-Rutgers NJ01201, грант NIEHS на обучение T32-ES 007148, NIH-NIEHS P30 ES005022. Кроме того, Бриттани Карас поддерживается грантом на обучение T32NS115700 от NINDS, NIH. Авторы выражают признательность Андрее Валенте и Португальскому фонду науки и техники (Fundação para a Ciência e Tecnologia, FCT; PTDC/QUI-QIN/28662/2017) на поставку PMC79.

Штамм данио AB (Danio rerio) использовался для всех экспериментов (см. Таблицу материалов), а протокол животноводства (No 08-025) был одобрен Комитетом по уходу за животными и учреждениям Университета Рутгерса.
1. Разведение рыбок данио
<ol><li>Разводите и поддер...

<ol>
	<li>Rehman, K., Fatima, F., Waheed, I., Akash, M. S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+exposure+of+heavy+metals+and+their+impact+on+health+consequences.">Prevalence of exposure of heavy metals and their impact on health consequences.</a> Journal of Cellular Biochemistry. 119 (1), 157-184 (2018).</li><li>Anyanwu, B. O., Ezejiofor, A. N., Igweze, Z. N., Orisakwe, O. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heavy+metal+mixture+exposure+and+effects+in+developing+nations:+an+update.">Heavy metal mixture exposure and effects in developing nations: an update.</a> Toxics. 6 (4), 65 (2018).</li><li>Doherty, C. L., Buckley, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translating+analytical+techniques+in+geochemistry+to+environmental+health.">Translating analytical techniques in geochemistry to environmental health.</a> Molecules. 26 (9), 2821 (2021).</li><li>Boros, E., Dyson, P. J., Gasser, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classification+of+metal-based+drugs+according+to+their+mechanisms+of+action.">Classification of metal-based drugs according to their mechanisms of action.</a> Chem. 6 (1), 41-60 (2020).</li><li>Robertson, J., Barr, R., Shulman, L. N., Forte, G. B., Magrini, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essential+medicines+for+cancer:+WHO+recommendations+and+national+priorities.">Essential medicines for cancer: WHO recommendations and national priorities.</a> Bulletin of the World Health Organization. 94 (10), 735-742 (2016).</li><li>Wheate, N. J., Walker, S., Craig, G. E., Oun, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+status+of+platinum+anticancer+drugs+in+the+clinic+and+in+clinical+trials.">The status of platinum anticancer drugs in the clinic and in clinical trials.</a> Dalton Transactions. 39 (35), 8113-8127 (2010).</li><li>Brown, A., Kumar, S., Tchounwou, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cisplatin-based+chemotherapy+of+human+cancers.">Cisplatin-based chemotherapy of human cancers.</a> Journal of Cancer Science &amp; Therapy. 11 (4), 97 (2019).</li><li>Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cisplatin:+The+first+metal+based+anticancer+drug.">Cisplatin: The first metal based anticancer drug.</a> Bioorganic Chem. 88, 102925 (2019).</li><li>Abid, M., Shamsi, F., Azam, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ruthenium+complexes:+an+emerging+ground+to+the+development+of+metallopharmaceuticals+for+cancer+therapy.">Ruthenium complexes: an emerging ground to the development of metallopharmaceuticals for cancer therapy.</a> Mini Reviews in Medicinal Chemistry. 16 (10), 772-786 (2016).</li><li>Alessio, E., Messori, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NAMI-A+and+KP1019/1339,+two+iconic+ruthenium+anticancer+drug+candidates+face-to-face:+a+case+story+in+medicinal+inorganic+chemistry.">NAMI-A and KP1019/1339, two iconic ruthenium anticancer drug candidates face-to-face: a case story in medicinal inorganic chemistry.</a> Molecules. 24 (10), 1995 (2019).</li><li>Alessio, E., Mestroni, G., Bergamo, A., Sava, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ruthenium+antimetastatic+agents.">Ruthenium antimetastatic agents.</a> Current Topics in Medicinal Chemistry. 4 (15), 1525-1535 (2004).</li><li>Lin, K., Zhao, Z. -. Z., Bo, H. -. B., Hao, X. -. J., Wang, J. -. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+ruthenium+complex+in+tumor+diagnosis+and+therapy.">Applications of ruthenium complex in tumor diagnosis and therapy.</a> Frontiers in Pharmacology. 9, 1323 (2018).</li><li>Howe, K., 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+zebrafish+reference+genome+sequence+and+its+relationship+to+the+human+genome.">The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome.</a> Nature. 496 (7446), 498-503 (2013).</li><li>Wiley, D. S., Redfield, S. E., Zon, L. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+screening+in+zebrafish+for+novel+biological+and+therapeutic+discovery.">Chemical screening in zebrafish for novel biological and therapeutic discovery.</a> Methods in Cell Biology. 138, 651-679 (2017).</li><li>Bambino, K., Chu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+in+toxicology+and+environmental+health.">Zebrafish in toxicology and environmental health.</a> Current Topics in Developmental Biology. 124, 331-367 (2017).</li><li>Rubinstein, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+assays+for+drug+toxicity+screening.">Zebrafish assays for drug toxicity screening.</a> Expert Opinion on Drug Metabolism &amp; Toxicology. 2 (2), 231-240 (2006).</li><li>Cassar, 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=Use+of+zebrafish+in+drug+discovery+toxicology.">Use of zebrafish in drug discovery toxicology.</a> Chemical Research in Toxicology. 33 (1), 95-118 (2020).</li><li>Westerfield, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The zebrafish book. A guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio). 4th edition. , (2000).</li><li>Material safety data sheet: cisplatin injection). Pfizer Available from: <a target="_blank" href="https://cdn.pfizer.com/pfizercom/products/material_safety_data/PZ01470.pdf">https://cdn.pfizer.com/pfizercom/products/material_safety_data/PZ01470.pdf</a> (2011)</li><li>Nasiadka, A., Clark, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+breeding+in+the+laboratory+environment.">Zebrafish breeding in the laboratory environment.</a> ILAR Journal. 53 (2), 161-168 (2012).</li><li>OECD. Test No. 236: Fish embryo acute toxicity (FET) test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals Available from: <a target="_blank" href="https://www.oecd-ilibrary.org/environment/test-no-236-fish-embryo-acute-toxicity-fet-test_9789264203709-en">https://www.oecd-ilibrary.org/environment/test-no-236-fish-embryo-acute-toxicity-fet-test_9789264203709-en</a> (2013)</li><li>EMD Millipore Corporation. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Material+Safety+Data+Sheet:+OmniTrace+Nitric+Acid.">Material Safety Data Sheet: OmniTrace Nitric Acid.</a> EMD Millipore Corporation. , (2013).</li><li>Safety data sheet: Hydrogen peroxide 30% Suprapur. EMD Millipore Corporation Available from: <a target="_blank" href="https://www.merckmillipore.com/IN/en/product/Hydrogen-peroxide-300-0">https://www.merckmillipore.com/IN/en/product/Hydrogen-peroxide-300-0</a> (2014)</li><li>Karas, B. F., 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+novel+screening+method+for+transition+metal-based+anticancer+compounds+using+zebrafish+embryo-larval+assay+and+inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry+analysis.">A novel screening method for transition metal-based anticancer compounds using zebrafish embryo-larval assay and inductively coupled plasma-mass spectrometry analysis.</a> Journal of Applied Toxicology. 39 (8), 1173-1180 (2019).</li><li>Henn, K., Braunbeck, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dechorionation+as+a+tool+to+improve+the+fish+embryo+toxicity+test+(FET)+with+the+zebrafish+(Danio+rerio).">Dechorionation as a tool to improve the fish embryo toxicity test (FET) with the zebrafish (Danio rerio).</a> Comparative Biochemistry and Physiology. Toxicology &amp; Pharmacology: CBP. 153 (1), 91-98 (2011).</li><li>Mandrell, D., 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=Automated+zebrafish+chorion+removal+and+single+embryo+placement:+optimizing+throughput+of+zebrafish+developmental+toxicity+screens.">Automated zebrafish chorion removal and single embryo placement: optimizing throughput of zebrafish developmental toxicity screens.</a> Journal of Laboratory Automation. 17 (1), 66-74 (2012).</li><li>Karas, B. F., Hotz, J. M., Buckley, B. T., Cooper, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cisplatin+alkylating+activity+in+zebrafish+causes+resistance+to+chorionic+degradation+and+inhibition+of+osteogenesis.">Cisplatin alkylating activity in zebrafish causes resistance to chorionic degradation and inhibition of osteogenesis.</a> Aquatic Toxicology. 229, 105656 (2020).</li></ol>

Протокол, описанный здесь, был реализован для определения доставки и поглощения противоопухолевых препаратов на основе металлов, содержащих либо Pt, либо Ru. Хотя эти методы уже были опубликованы, в этом протоколе обсуждаются важные соображения и детали для адаптации этой методологии дл...

Металлы и соединения на их основе по-прежнему имеют фармакологическое и токсикологическое значение. Распространенность воздействия тяжелых металлов и его влияние на здоровье экспоненциально увеличили научные исследования с 1960-х годов и достигли рекордно высокого уровня в 2021 году. Концентрации тяжелых металлов в питьевой воде, загрязнение воздуха и профессиональное воздействие превышают нормативные пределы во всем мире и остаются проблемой для мышьяка, кадмия, ртути, хрома, свинца и других металлов. Новые методы количественной оценки воздействия окружающей среды и анализа патологического развития по-прежнему пользуются большим спросом 1,2,3.
И наоборот, медицинская область использовала физико-химические свойства различных металлов для клинического лечения. Препараты на основе металлов или металлопрепараты имеют богатую историю лечебных целей и показали активность против целого ряда заболеваний, с наибольшим успехом в качестве химиотерапевтическихсредств 4. Самый известный из металлопрепаратов, цисплатин, является противоопухолевым препаратом на основе Pt, признанным Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) одним из основных лекарств в мире5. В 2010 году цисплатин и его производные Pt имели до 90% успеха при нескольких видах рака и использовались примерно в 50% схем химиотерапии 6,7,8. Хотя химиотерапевтические средства на основе Pt имели неопровержимый успех, токсичность, ограничивающая дозу, привела в движение исследования альтернативных препаратов на основе металлов с рафинированной биологической доставкой и активностью. Из этих альтернатив соединения на основе Ru стали самыми популярными 9,10,11,12.
Новые модели и методология необходимы, чтобы идти в ногу со скоростью потребности в фармако- и токсикокинетических исследованиях металлов. Модель рыбок данио находится на пересечении сложности и пропускной способности, являясь высокоплотным позвоночным с 70% сохраненной гомологией гена13. Эта модель была активом в фармакологии и токсикологии, с обширными скринингами для различных соединений для обнаружения свинца, идентификации мишеней и механистической активности 14,15,16,17. Тем не менее, высокопроизводительный скрининг химических веществ обычно зависит от воздействия воды. Учитывая, что поглощение может быть переменным в зависимости от физико-химических свойств соединения в растворе (т.е. фотодеградации, растворимости), это может быть основным ограничением корреляции дозы доставки и ответа.
Чтобы преодолеть это ограничение для сравнения дозы с более высокими позвоночными, была разработана методология анализа концентраций следов металлов в ткани личинок рыбок данио. Здесь кривые «доза-реакция» летальных и сублетальных конечных точек были оценены для цисплатина и новых противоопухолевых соединений на основе Ru. Летальность и задержка вылупления оценивались для номинальных концентраций 0, 3,75, 7,5, 15, 30 и 60 мг/л цисплатина. Накопление Pt в тканях организма было определено анализом ICPMS, и поглощение организмом соответствующих доз составило 0,05, 8,7, 23,5, 59,9, 193,2 и 461,9 нг (Pt) на организм. Кроме того, личинки рыбок данио подвергались воздействию 0, 3,1, 6,2, 9,2, 12,4 мг/л PMC79. Эти концентрации были аналитически определены как содержащие 0, 0,17, 0,44, 0,66 и 0,76 мг/л Ru. Этот протокол также позволил различать концентрации Pt, секвестрированного в хорионе личинок, по сравнению с тканью рыбок данио. Эта методология смогла предоставить надежные, надежные данные для сравнения фармако- и токсикокинетической активности между хорошо зарекомендовавшим себя химиотерапевтическим и новым соединением. Этот метод может быть применен к широкому спектру металлов и соединений на их основе.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>AB Strain Zebrafish (Danio reri)</td>
			<td>Zebrafish International Resource Center</td>
			<td>Wild-Type AB</td>
			<td>Wild-Type AB Zebrafish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ACS Grade Nitric Acid</td>
			<td>VWR BDH Chemicals</td>
			<td>BDH3130-2.5LP</td>
			<td>Nitric Acid (68-70%); used to make 10% HNO3 acid-bath solution for soaking/pre-celaning centrifuge tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aquatox Fish Diet (Flake)</td>
			<td>Zeigler Bros, Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Flake food to be mixed in a 1:4 ratio of Aquatox Fish Diet to TetraMin Tropical Flakes and used as feed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artemia cysts, brine shrimp</td>
			<td>PentairAES</td>
			<td>BS90</td>
			<td>Brine shrimp eggs sold in 15-ozz, vacuum-packed cans to be hatched and used as feed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ASX-510 Autosampler for ICPMS</td>
			<td>Teledyne CETAC</td>
			<td></td>
			<td>Automatic sampler with conifgurable XYZ movement, flowing rinse station, and 0.3 mm inner dimension probe. Compatible with Nu AttoLab software for programmable batch analyses.&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>CL 2</td>
			<td>Thermo Scientific CL 2 compact benchtop centrifuge with variable speed range up to 5200 rpm; used to bring sample and acid condensate to the bottom of the centrifuge tube bewteen microwave digestion intervals; aids in sample retention</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21008-105</td>
			<td>Ultra high performance polypropylene centrifuge tubes with flat cap; 15 mL volume; leak-proof with conical bottom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Class A Clear Glass Threaded Vials</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>03-339-25B</td>
			<td>Individual glass vials for exposure containment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Sulfoxide</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>D8418</td>
			<td>Solvent or vehicle for hydrophobic compounds</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fixed Speed Vortex Mixer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10153-834</td>
			<td>Vortex mixer; used to homogenize sample after acid digestion and dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Purity Hydrogen Peroxide</td>
			<td>Merk KGaA, EDM Millipore</td>
			<td>1.07298.0250</td>
			<td>Suprapur Hydrogen peroxide (30%); used for sample digestion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Purity Nitric Acid</td>
			<td>EDM Millipore</td>
			<td>NX0408-2</td>
			<td>Omni Trace Ultra Nitric Acid (69%); used for sample digestion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instant Ocean Sea Salt</td>
			<td>Spectrum Brands, Inc.</td>
			<td>Instant Ocean&#174; Sea Salt</td>
			<td>Egg water solution contains instand ocean sea salt with a final concentration of 60 &#181;g/ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mars X Microwave Digestion System</td>
			<td>CEM, Matthews, NC</td>
			<td></td>
			<td>Microwave acid digestion system used to digest and homogenize samples under uniform conditions. For this methodology the open vessel digestion method was completed using single-use polypropylene centrifuge tubes at low power (300 W).&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-element Solution 3</td>
			<td>SPEX CertiPREP</td>
			<td>CLMS-3</td>
			<td>Contains 10 mg/L Au, Hf, Ir, Pd, Pt, Fu, Sb, Sr, Te, Sn in 10% HCl/1% HNO3; used as a quality control standard for Pt and Ru analyses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nu Instruments AttoM High Resolution Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (HR-ICP-MS)</td>
			<td>Nu Instruments/Amatek</td>
			<td></td>
			<td>Double focussing magnetic sector inductively coupled plasma mass spectrometer with flexible low to high resolution slit system, and dynamic range detector system. Data processing and quantification is done using NuQuant companion software.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum (Pt) standard solution, NIST 3140</td>
			<td>National Institute of Standards and Technology</td>
			<td>3140</td>
			<td>Prepared from ampoule containing 9.996 mg/g Pt in 10% HCl; ; used as a quality control standard for Pt analyses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum (Pt) standard solution, single-element</td>
			<td>High Purity Standards</td>
			<td>100040-2</td>
			<td>Contains 1000 mg/L Pt in 5% HCl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ruthenium (Ru) standard solution, single-element</td>
			<td>High Purity Standards</td>
			<td>100046-2</td>
			<td>Contains 1000 mg/L Ru in 2% HCl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TetraMin Tropical Flakes</td>
			<td>Tetra</td>
			<td>77101</td>
			<td>Flake food to be mixed in a 1:4 ratio of Aquatox Fish Diet to TetraMin Tropical Flakes and used as feed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trace Metal Grade Nitric Acid</td>
			<td>VWR BDH Chemicals</td>
			<td>87003-261</td>
			<td>Aristar Plus Nitric Acid (67-70%); used for rinse solution in ASX-510 Autosampler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic water bath</td>
			<td>VWR</td>
			<td>B2500A-DTH</td>
			<td>Ultrasonic water bath used to aid in acid digestion prior to microwave digestion</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dose uptake of platinum- and ruthenium-based compound exposure in zebrafish by inductively coupled plasma mass spectrometry with broader applications

Металлы и соединения на их основе содержат разнообразные фармакоактивные и токсикологические ксенобиотики. От токсичности тяжелых металлов до химиотерапии, токсикокинетика этих соединений имеет как историческое, так и современное значение. Рыбки данио стали привлекательным модельным организмом в выяснении фармако- и токсикокинетики в исследованиях воздействия окружающей среды и клинических трансляций. Хотя исследования рыбок данио имеют преимущество в том, что они имеют более высокую пропускную способность, чем модели грызунов, существует несколько существенных ограничений для модели.
Одно из таких ограничений присуще режиму дозирования на водной основе. Концентрации воды из этих исследований не могут быть экстраполированы для обеспечения надежных внутренних доз. Прямые измерения соединений на основе металлов позволяют лучше коррелировать с молекулярными и биологическими реакциями, связанными с соединениями. Чтобы преодолеть это ограничение для металлов и соединений на основе металлов, был разработан метод переваривания ткани личинок рыбок данио после воздействия и количественной оценки концентраций металлов в образцах тканей с помощью масс-спектрометрии индуктивно связанной плазмы (ICPMS).
Методы ICPMS были использованы для определения металлических концентраций платины (Pt) из цисплатина и рутения (Ru) из нескольких новых химиотерапевтических препаратов на основе Ru в ткани рыбок данио. Кроме того, этот протокол различал концентрации Pt, которые были изолированы в хорионе личинки по сравнению с тканью рыбки данио. Эти результаты показывают, что этот метод может быть применен для количественного определения дозы металла, присутствующего в тканях личинок. Кроме того, этот способ может быть скорректирован для идентификации конкретных металлов или соединений на основе металлов в широком диапазоне исследований воздействия и дозирования.

Таких результатов ранее было опубликовано24. Исследования поглощения тканей проводились с воздействием цисплатина на водной основе и нового противоопухолевого соединения на основе Ru, PMC79. Летальность и задержка вылупления оценивались для номинальных концентраций циспла?...

Watch this Scientific Journal Video about Dose Uptake of Platinum- and Ruthenium-based Compound Exposure in Zebrafish by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry with Broader Applications at JoVE.

Dose Uptake of Platinum- and Ruthenium-based Compound Exposure in Zebrafish by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry with Broader Applications

Повышенная скорость фармако- и токсикокинетического анализа металлов и соединений на основе металлов у рыбок данио может быть полезна для экологических и клинических трансляционных исследований. Ограничение неизвестного поглощения воздействия воды было преодолено путем проведения анализа следов металлов на переваренной ткани рыбок данио с использованием масс-спектрометрии индуктивно связанной плазмы.

Поглощение дозы воздействия соединений на основе платины и рутения у рыбок данио с помощью масс-спектрометрии индуктивно связанной плазмы с более широким применением

Metals and metal-based compounds comprise multifarious pharmaco-active and toxicological xenobiotics. From heavy metal toxicity to chemotherapeutics, the ...

Рыбки данио являются привлекательной моделью, но ученые не знают, насколько организм поднимается с помощью дозирования, передаваемого через воду. Мы разработали методику переваривания тканей после воздействия и количественной оценки металлов с помощью ICPMS. Этот метод позволяет нам точно количественно оценить и проверить реакцию дозы с помощью ICPMS.Этот метод имеет большой потенциал. Фармакологическое или экологическое воздействие металлов может быть применено от клеточного уровня до целых систем органов на животных моделях. Добавьте приблизительно 0,25 миллилитра азотной кислоты высокой чистоты в 15-миллилитровые полипропиленовые центрифужные трубки для 10 личинок.Ультразвуком в течение одного часа для предварительного переваривания образцов. Для ультразвуковой обработки выполняйте короткие циклы переваривания тканей с пятиминутными интервалами в кислотно-безопасном микроволновом реакторе до тех пор, пока вся ткань не будет заметно окислена, получая однородный, прозрачный желтый раствор. Тщательно контролируйте целостность труб, чтобы избежать разрыва и проводить короткие вращения в центрифуге между циклами.Как только ткань будет заметно окислена, разбавьте образцы в вытяжке до 3,5% азотной кислоты, используя 6,75 миллилитра воды высокой чистоты и вихря для тщательного смешивания. Затем провести 7-точечную калибровочную кривую с матрицей для учета любых потенциальных изобарических помех. Используя запасную концентрацию водного сертифицированного элементарного стандарта, возьмите 0,1 миллилитра аликвот и путем пипетки в новую 15-миллилитровую центрифужную трубку.Разбавляют 3,5% азотной кислотой до конечного объема 10 миллилитров для получения 10 частей на миллиард стандартных растворов. Используя 10 частей на миллиард запасов, делайте серийные разбавления 0,1, 1,0 и 5,0 частей на миллиард стандартных растворов в 3,5% азотной кислоты. Используя запас 0,1, производят серийные разведения 0,001, 0,005 и 0,01 частей на миллиард стандартных растворов в 3,5% азотной кислоте.Затем, прежде чем подготовить прибор ICPMS для анализа проб, убедитесь, что клапан аргонового газа открыт, вся трубка надежно подключена и очищена, 5% азотной кислоты открыто для промывки трубок и стеклянной посуды между анализами образцов. Проверьте состояние горелки и конусов и убедитесь, что коробка горелки надежно закреплена. А дренажная трубка распылительной камеры правильно подключена к перипумпу.Откройте программное обеспечение, проверьте показания вакуума и убедитесь, что все турбонасосы работают на 100%, нажмите кнопку START в окне состояния системы Plasma Control, чтобы инициировать последовательность запуска. Включите плазменный насос и плазменный чиллер, установите небулайзер и зажгите плазму. Подождите, пока плазма загорится и стабилизируется, когда в окне Status появится сообщение о завершении последовательности запуска.На этом этапе обратите внимание на зеленые точки в окне состояния системы, которые указывают на то, что все блоки питания включены. В строке меню нажмите Control, Autosampler в выпадающем меню. Войдите в положение стойки автопробоотборника для трубки, содержащей 5% азотной кислоты, позвольте кислоте попасть в плазму.В строке меню нажмите На Сканы, Магнит в выпадающем меню. В окне MagnetScan введите 115 в поле Положение массы маркера и нажмите кнопку ВВОД. Позвольте магниту сканировать в диапазоне масс в течение 30 минут, пока инструмент нагревается.Через 30 минут используйте элемент управления автоподборщиком, чтобы перейти в положение одной детали на миллиард многоэлементных настроек. Аспирируйте решение настройки и настройте прибор для оптимизации считывания сигнала. Отрегулируйте положение горелки для координат X, Y, Z таким образом, чтобы горелка выровнялась с центром конусов и скоростью потока небулайзера в окне «Контроль плазмы».Внесите необходимые изменения в окне Настройка ионной оптики для источника, детектора и анализатора. После оптимизации считывания сигнала нажмите «Стоп» в окне «Сканирование магнитов», нажмите «Откалибровать магнит» и выберите «Низкое разрешение» во всплывающем окне. Нажмите кнопку ОК и откройте файл SMC калибровки массы, чтобы откалибровать магнит.Нажмите кнопку Сохранить, Использовать, чтобы применить калибровку текущего магнита к анализу. При измерении неизвестных образцов с огромным диапазоном концентраций выполните калибровку детектора для сравнения сигналов подсчета ионных импульсов при низких концентрациях с ослабленными ионными сигналами, полученными при более высоких концентрациях. Начните анализ образца, щелкнув Сбор данных, затем выберите Настройка метода в раскрывающемся меню.Используйте существующий метод, предоставленный производителем, или создайте метод на основе интересующих элементов. При необходимости отрегулируйте режим анализа, время ожидания, задержку переключения, количество разверток и циклов, разрешение, режим обнаружения и массу парковки для настроек дефлектора. Нажмите кнопку Сохранить, чтобы записать параметры метода.Оптимизируйте параметры для каждого металла и изотипа. В строке меню выберите Сбор данных. Нажмите на Пакетный запуск в раскрывающемся меню.Кроме того, можно щелкнуть значок BATCH под строкой меню, импортировать параметры пакета из электронной таблицы или создать последовательность в окне Batch Run. Введите тип образца, положение стойки автоподборщика, время передачи, время стирки, реплики, идентификатор образца и файл метода. Организуйте серийный пробег для стандартных решений для калибровочной кривой, а затем стандарт контроля качества, а затем неизвестные образцы.Контролируйте дрейф прибора и воспроизводимость образцов, включая стандарт контроля качества 0,5 частей на миллиард каждые 5-10 образцов. Исследования поглощения тканей проводились с воздействием цисплатина на водной основе и нового противоракового соединения PMC79 на основе рутения. Летальность и задержка вылупления оценивались для номинальных концентраций цисплатина.0, 3,75, 7,5 15, 30 и 60 миллиграмм на литр цисплатина. Накопление платины в тканях организма было определено анализом ICPMS, и ткань организма содержала соответствующие дозы 0,05, 8,7, 23,5, 59,9, 193,2 и 461,9 нанограмма на организм. Задержка вылупления наблюдалась при всех концентрациях цисплатина.После дехорионации хорионы были собраны и проанализированы на платину отдельно. Нелетальные дозы цисплатина, используемые для исследований дехорионации, определили, что от 93 до 96% от общей дозы цисплатина накопилось в хорионе, а оставшаяся доза находится в ткани личинки. Личинки рыбок данио подвергались воздействию 0, 3,1, 6,2, 9,2 и 12,4 миллиграммов на литр PMC79.Эти концентрации были аналитически определены как содержащие 0, 0,17, 0,44, 0,66 и 0,76 миллиграмма на литр рутения. В отличие от этого цисплатина, задержка вылупления не наблюдалась у личинок PMC79. Хорионы не были включены в анализ рутения, поскольку они естественным образом деградировали до сбора личинок.Массивный металл в личиночных тканях, проанализированных в каждой концентрации, составлял 0,19, 0,41 и 0,68 нанограмма рутения на личинку. Любой из реагентов, добавленных в протокол воздействия, дает возможность для изобарических помех. Когда это возможно, рассмотрите альтернативы, такие как быстрое охлаждение по сравнению с трикаином.Этот метод позволяет сравнивать дозу металла для токсичности, эффективности, экспериментов с более высокими позвоночными. Мы были особенно взволнованы тем, что наша пороговая доза была в пределах порядка величины, данной пациентам.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

Подготовка гидрофобные Металл-органических структур через плазмостимулированного отложение химического пара перфторалканов для удаления аммиака

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

Improved In-gel Reductive &#946;-Elimination for Comprehensive O-linked and Sulfo-glycomics by Mass Spectrometry

Improved In-gel Reductive ÃƒÅ½Ã‚Â²-Elimination for Comprehensive O-linked and Sulfo-glycomics by Mass Spectrometry

Улучшенные В-гель восстановительного β-Ликвидация для Комплексная О-связанные и сульфо-glycomics помощью масс-спектрометрии

Separation of proteins by SDS-PAGE followed by in-gel proteolytic digestion of resolved protein bands has produced high-resolution proteomic analysis of ...

A Study of the Complexation of Mercury(II) with Dicysteinyl Tetrapeptides by Electrospray Ionization Mass Spectrometry

A Study of the Complexation of MercuryII with Dicysteinyl Tetrapeptides by Electrospray Ionization Mass Spectrometry

Исследование комплексообразования ртути (II) с Dicysteinyl тетрапептидов электрораспылительной ионизации масс-спектрометрии

In this study we evaluated a method for the characterization of complexes, formed in different relative ratios of mercury(II) to dicysteinyl tetrapeptide, ...

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical (Methylation) and Physical (Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance) Techniques

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical Methylation and Physical Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance Techniques

Секвенирование растений стены Heteroxylans Использование ферментативной, химической (метилирование) и физический (масс-спектрометрия, ядерный магнитный резонанс) Методики

This protocol describes the specific techniques used for the characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of ...

Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

Визуализация Ambient масс-спектрометрии с использования шлирен Фото

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass ...

A Practical Guide on Coupling a Scanning Mobility Sizer and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (SMPS-ICPMS)

A Practical Guide on Coupling a Scanning Mobility Sizer and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer SMPS-ICPMS

Практическое руководство по соединению сканирующего мобильщика и масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой (SMPS-ICPMS)

A large variety of analytical methods are available to characterize particles in aerosols and suspensions. The choice of the appropriate technique depends ...

Real-time Breath Analysis by Using Secondary Nanoelectrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry

Анализ реального времени дыхание с помощью вторичных Nanoelectrospray ионизации в сочетании с масс-спектрометрии высокого разрешения

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental ...

Synthesis and Evaluation of a Ruthenium-based Mitochondrial Calcium Uptake Inhibitor

Обобщение и оценка ингибитор поглощения на основе рутений митохондриальной кальция

We detail the synthesis and purification of a mitochondrial calcium uptake inhibitor, [(OH2)(NH3)4Ru(&#181;-O)Ru(NH3)4(OH2)]5+. The optimized synthesis of ...

Analyzing Protein Architectures and Protein-Ligand Complexes by Integrative Structural Mass Spectrometry

Анализ архитектуры белка и белка Ligand комплексов по интегративной структурных масс-спектрометрии

Proteins are an important class of biological macromolecules that play many key roles in cellular functions including gene expression, catalyzing ...

Integrated Cell Manipulation Platform Coupled with the Single-probe for Mass Spectrometry Analysis of Drugs and Metabolites in Single Suspension Cells

Интегрированная платформа манипулирования ячейками в сочетании с однозондом для анализа масс-спектрометрии наркотиков и метаболитов в односуспевающих клетках

Single cell mass spectrometry (SCMS) enables sensitive detection and accurate analysis of broad ranges of cellular species on the individual-cell level. ...