Química de un parásito de la malaria en sangre humana e inmunoetiquetas en una célula de levadura

La espectroscopia de rayos X dispersativa de energía (EDX o EDS o EDXS) en la microscopía electrónica de transmisión (STEM) puede aportar datos valiosos en ciencias de la vida; por ejemplo para imágenes celulares y tisulares. Los detectores de deriva de silicio, utilizados para EDS, se han vuelto tan sensibles en la región de menor energía, que la detección de pequeñas cantidades de elementos de luz relevantes para la ciencia de la vida, como calcio, oxígeno, nitrógeno y azufre, es rutinariamente posible ahora. Además, EDS permite mapear el paradero de casi todos los elementos de la tabla periódica dentro de un solo experimento, tardando sólo unos minutos. Esto hace que EDS en microscopía electrónica predestina para la investigación de biomateriales complejos. La biomineralización es un objeto adecuado inmediatamente, pero también el mapeo de elementos como el oxígeno o Ca es factible. Además, las inmunoetiquetas pueden distinguirse por EDX fácilmente de su entorno si contienen o están compuestas de un elemento adecuado.

1: Resina incrustada células sanguíneas humanas infectadas con Plasmodium, el parásito causante de la malaria. Mapeo cuantitativo de elementos ligeros y pesados con una precisión de unos pocos m%. 30mm2 área del detector EDS, ángulo de recolección 0.09 sr, ángulo de despegue 13o, STEM estándar. Tiempo de adquisición 20 min. Cortesía de datos: C. Biot, C. Slomianny, Lab. of Cell Physiology, Universidad de Lille, Francia.
2: Desconvolución de línea de elementos para osmio y fósforo utilizando el software ESPRIT

Por ejemplo, se investigaron eritrocitos humanos incrustados en resina infectados con Plasmodium falciparum, el parásito causante de la malaria, utilizando EDX en un STEM estándar. La distribución de elementos se cartografió y analizó cuantitativamente (Fig. 1). Las superposiciones de picos, como el osmio, utilizado para la tinción, y el fósforo más ligero se pueden separar fácilmente utilizando el versátil y muy abierto software de análisis EDS ESPRIT. 2 muestra que la inclusión de fósforo superpuesto con osmio es esencial para la correcta representación del espectro medido. Además, el pico de calcio, utilizado para mapear aparece claramente en el espectro restado de fondo.

Un segundo ejemplo es un mapa de elementos de una célula de levadura incrustada en resina (Fig. 3). El paradero de elementos ligeros y pesados se puede recuperar claramente. La distribución de nitrógeno se muestra cuantitativamente con una precisión de un porcentaje de masa. Lo más interesante es el mapeo de las cuentas de plata utilizadas como inmunoetiquetas y la señal de azufre asociada a ellas.

3: Análisis de elementos de células de levadura incrustadas en resina. Los elementos ligeros y pesados se pueden distinguir fácilmente. El mapeo cuantitativo de un porcentaje de masa de nitrógeno es rutinariamente posible. Se pueden mostrar las etiquetas inmunoetiquetas de plata y el azufre asociado. 30mm2 área del detector EDS, ángulo de recolección 0.09sr, ángulo de despegue 22o, STEM estándar. Tiempo de adquisición 20 min.