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前沿應用∣SC-ICP-MS測定單細胞中納米金屬元素含量

作者:管理員 來源:島津 瀏覽: 發布時間:2021-10-29 14:26

  細胞中金屬元素含量通常是將一定數量的細胞進行全消解測定得到金屬元素總量,但是這并不能說明金屬元素在細胞中的分布情況。由于細胞之間存在差異,研究細胞群體往往會掩蓋這種差異。單細胞分析可以獲得細胞在微環境中準確的個體信息,對于研究細胞的信號傳導,生理病理和重大疾病的早期診斷具有十分重要的意義。

  電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)由于其超高的靈敏度,超低的檢測限,成為痕量元素分析的重要工具,可以直接檢測單細胞中的金屬元素含量。金屬納米粒子以其優良的物理化學性質,被廣泛應用于生物醫學與生命科學等領域,ICP-MS亦成為單細胞中金屬納米粒子檢測的重要手段。

  常規的ICP-MS進樣系統對于單細胞分析會存在細胞可能破裂、進樣效率低等缺陷,為實現穩定的單細胞進樣,減少細胞破裂的概率及提高進樣效率,需要采用專門的單細胞進樣系統,其與ICP-MS在線聯用,可實現高效、穩定的單細胞金屬元素分析。


島津SC-ICP-MS系統

特點:

★進樣效率≥50%
★標配具有加熱功能
★無需氬氣吹掃氣路

應用實例

  小鼠靜脈注射15 nm金納米顆粒懸浮液,暴露24小時后對小鼠的不同器官進行取樣,得到肺、肝臟和脾臟組織后進行組織分解,經過細胞分離得到細胞懸浮液;樣品經過紅細胞去除后使用多聚甲醛溶液進行細胞固定,細胞樣品經過三次離心清洗和再分散,控制細胞濃度在106個/mL直接上機測試。

  根據ICP-MS采集得到的原始信號圖,通過有效數據識別、統計及高斯分布擬合,可以得到如下結論:

  在同一個組織樣品中,細胞攝取的納米顆粒數是不相同的,對于脾臟細胞可以用高斯分布擬合數據得到7種細胞群,每種細胞群攝取的金納米顆粒從363個到1040個不等。肝臟樣品和肺組織樣品也得到了類似的結果,細胞形態呈現多峰分布。總體來看,對納米顆粒的攝取量:脾臟細胞 > 肝臟肺細胞 > 肺細胞。

  島津SC-ICP-MS單細胞分析技術,高通量霧室搭配微流量進樣系統,可以快速準確的測量單個細胞中目標元素的濃度,得到細胞間的差異,并且可以以目標元素含量區分細胞群。SC-ICP-MS不需要對細胞進行熒光標記,前處理簡單,為金屬組學、納米毒理學的研究提供新的分析手段。



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