基于激光剥蚀鄄电感耦合等离子体质谱技术的生物元素成像-分析化学.PDF

第44卷 分析化学 (FENXI HUAXUE)摇 研究报告 第11期 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2016年11月 ChineseJournal of Analytical Chemistry 1646~1651 DOI:10.11895/j.issn.0253鄄3820.160109 基于激光剥蚀鄄电感耦合等离子体质谱技术的生物元素成像分析 1,2 2 2 2 2 *1 *2 张欣颖 摇 郑令娜摇 王海龙摇 史俊稳摇 丰伟悦摇 李 亮 摇 王 萌 1(武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉430205) 2(中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性重点实验室,北京 100049) 摘摇 要摇 生物体内的微量元素具有十分重要的生物功能,也与许多疾病密切相关。 现代生物医学的研究亟需 能在组织、细胞等不同水平上原位分析生物样品中微量元素的分析方法。 本研究建立了激光剥蚀鄄电感耦合 2 等离子体质谱(LA鄄ICP鄄MS)原位分析生物样品的方法。 采用线扫描模式和较小的激光输出能量(1J/ cm ), 得到了鼠脑切片和金纳米颗粒暴露后单细胞的金属元素成像图。 LA鄄ICP鄄MS具有空间分辨率高、检出限好、 运行成本较低等优势,有望在生物医学研究中得到更广泛的应用,发挥更重要的作用。 关键词摇 电感耦合等离子体质谱;激光剥蚀;元素成像;单细胞分析;鼠脑切片;金纳米颗粒 1摇 引摇 言 [1] 生物体内的微量元素具有十分重要的生物功能,参与多种生物化学过程 ,如金属离子常作为蛋 [2] 白质的活性中心,催化和调节生物体内的化学反应 。 微量元素还与一些疾病的发生发展密切相 [3] 关 。 研究发现,阿尔茨海默病(Alzheimer忆s disease,AD)患者大脑的沉积斑中有高浓度的铜、锌、铁离 [4] [5] 子 ;金属离子在脑组织微区内的代谢紊乱、氧化应激与AD 的形成和损伤关系密切 。 因此,生物样 品中微量元素的分析和检测,特别是元素的原位微区分析,无论对于研究微量元素在生物体内的结构、 功能和生物效应,还是对于阐明与微量元素相关疾病的发病机理,寻找这些疾病的预防和治疗策略,都 具有重要的意义。 生物体内微量元素的分析主要使用原子吸收、原子发射、原子荧光、无机质谱等原子光谱/ 质谱仪器 完成。 常规方法大都需要使用强酸消化样品,前处理过程冗长而繁琐,一般只能得到元素总量的信息, 而无法得到元素在生物样品中的分布信息。 如果采用具有空间分辨能力的原位分析方法,如二次离子 [6] [7] [8] 质谱 、激光电离飞行时间质谱 、同步辐射X射线荧光 、激光烧蚀鄄电感耦合等离子体质谱(Laser [9] ablation鄄inductively coupled plasma鄄mass spectrometry,LA鄄ICP鄄MS) 等方法,可以实现生物样品中元素 的原位、微