Gebruik van Autometallography om te lokaliseren en semi-kwantificeren zilver in walvisachtigen weefsels

Zilveren nanodeeltjes (AgNPs) zijn uitgebreid gebruikt in commerciële producten, met inbegrip van textiel, cosmetica en gezondheidszorg items, als gevolg van hun grote antimicrobiële effecten^1,2. De productie van AgNPs en het aantal AgNP-bevattende producten zijn dan ook toegenomen van tijd^3,4. Echter, AgNPs kunnen worden vrijgegeven in het milieu en zich ophopen in de oceaan^5,6. Zijn ze de belangrijkste bron van verontreiniging van de Ag, en de bewustwording van de milieutoxiciteit van Ag groeit.

De status van AgNPs en Ag in het mariene milieu is ingewikkeld en voortdurend veranderende. Eerdere studies hebben aangegeven dat de AgNPs blijven kunnen als deeltjes, statistische, ontbinden, met verschillende chemische soorten reageren of worden geregenereerd van Ag⁺ ionen^7,8. Verschillende soorten Ag verbindingen, zoals AgCl, gevonden in mariene sedimenten, waar ze door benthische organismen ingenomen kunnen worden en geef de voedselketen^9,10. Volgens een eerdere studie uitgevoerd in het Chi-ku lagune gebied langs de zuidwestelijke kust van Taiwan, de concentraties van de Ag van mariene sedimenten zijn uiterst lage en vergelijkbaar met de aardkorst overvloed, en die van de vis-lever weefsel zijn meestal onder de detectie beperken (< 0,025 μg/g NAT/NAT)¹¹. Vorige onderzoeken in verschillende landen hebben echter aangetoond dat relatief hoge concentraties van de Ag in de levers van walvisachtigen^12,13. De concentratie van de Ag in de levers van walvisachtigen is leeftijd afhankelijk, suggereert dat de bron van de Ag in hun lichaam waarschijnlijk hun prooi^{12 is}. Deze bevindingen verder stellen voor de biomagnificatie van Ag in dieren op hogere trofische niveaus. Walvisachtigen, kunnen als de apex roofdieren in de Oceaan, hebben geleden negatieve gezondheidseffecten veroorzaakt door Ag/Ag verbindingen^12,13,14. Belangrijkst, zoals walvisachtigen zijn mensen zoogdieren en de negatieve gezondheid gevolgen veroorzaakt door Ag/Ag verbindingen in walvisachtigen kunnen zich ook voordoen bij mensen. Met andere woorden, zou de walvisachtigen sentinel dieren voor de gezondheid van het mariene milieu en de mens. Effecten op de gezondheid, het weefsel distributie en concentratie van de Ag in walvisachtigen zijn daarom van groot belang.

Hoewel de concentraties van Ag/Ag verbindingen in walvisachtigen weefsels kunnen worden gemeten door inductief gekoppeld plasma massaspectrometrie (ICP-MS), wordt het gebruik van ICP-MS beperkt door haar hoge kapitaalkosten (instrument en onderhoud) en de vereisten voor opslag van weefsel /Preparation^12,15. Bovendien is het gewoonlijk moeilijk uitgebreide weefselmonsters in alle onderzoeken van de gestrande walvisachtigen gevallen als gevolg van logistieke problemen, een tekort aan arbeidskrachten en een gebrek aan verwante bronnen¹²te verzamelen. De bevroren weefselmonsters voor ICP-MS-analyse zijn niet gemakkelijk opgeslagen vanwege beperkte koeling ruimte en bevroren weefselsteekproeven toe te schrijven aan gebroken koeling apparatuur¹²mag worden weggegooid. Deze bovengenoemde obstakels belemmeren onderzoek naar verontreinigingen in walvisachtigen weefsels door ICP-MS-analyse met behulp van bevroren weefselmonsters. Daarentegen formaline vaste weefselsteekproeven zijn relatief gemakkelijk te verzamelen tijdens de necropsie van dode-stranded walvisachtigen. Daarom is het nodig om een makkelijk te gebruiken en goedkope methode voor het detecteren/maatregel de zware metalen in walvisachtigen weefsels met behulp van formaline vaste weefselmonsters.

Hoewel de suborgan distributies en concentraties van alkali en alkaline earth metalen kunnen worden gewijzigd tijdens de formaline-vaste, geweest paraffine-ingebedde (FFPE) proces, alleen minder effecten op overgangsmetalen, zoals Ag, bekende¹⁶. Vandaar, FFPE weefsel heeft beschouwd als een ideale steekproef bron voor metalen lokalisatie en metingen^16,17. Autometallography (AMG), een histochemische proces, zware metalen als variabel formaat goudgeel tot zwarte positieve signalen van de AMG op FFPE weefselsecties kunnen versterken, en deze versterkte zware metalen kunnen worden gevisualiseerd onder de lichte microscopie van^{18, 19 , 20 , 21}. Vandaar, de AMG-methode geeft informatie over de verdelingen van de suborgan van zware metalen. Het kan belangrijke aanvullende informatie voor het bestuderen van de metabole routes van zware metalen in biologische systemen omdat ICP-MS kan alleen het meten van de concentratie van zware metalen in het orgel niveau¹⁸bieden. Bovendien is analysesoftware van digitaal beeld, zoals ImageJ, vereffend met de kwantitatieve analyse van histologische weefsel secties^22,23. De variabel en middelgrote goudgeel met zwarte AMG positieve signalen van FFPE weefselsecties kan worden gekwantificeerd en methode voor het schatten van de concentraties van zware metalen. Hoewel de absolute Ag concentratie kan niet rechtstreeks worden bepaald volgens de methode van de AMG met afbeelding kwantitatieve analyse, kan worden geschat door een regressiemodel gebaseerd op de gegevens die zijn verkregen uit de kwantitatieve beeldanalyse en ICP-MS, die walvisachtigen heet histologische Ag assay (CHAA). Gezien de moeilijkheden bij de waardering van Ag concentraties door ICP-MS analyse in meest gestrande walvisachtigen, CHAA is een waardevol adjuvans methode te schatten Ag concentraties in walvisachtigen weefsels, die kunnen niet worden bepaald door analyse van de ICP-MS als gevolg van het ontbreken van bevroren weefselmonsters. Deze paper beschrijft het protocol van een histochemische techniek (AMG-methode) voor het lokaliseren van Ag op het niveau van de suborgan en een test met de naam CHAA te schatten van de Ag-concentraties in de lever en de nier weefsels van walvisachtigen.

Figuur 1: stroomdiagram beeltenis van de vaststelling en toepassing van walvisachtigen histologische Ag assay (CHAA) voor het inschatten van de Ag concentraties. CHAA = walvisachtigen histologische Ag assay, FFPE = formaline-vaste, paraffine-ingebedde, ICP-MS = inductief gekoppeld plasma massaspectrometrie. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.