A técnica de SC-ICP-MS explora recentes avanços em alguns aspectos relacionados com a eletrônica do equipamento e possibilidade de aquisição de dados em alta velocidade.

No último ano, a PerkinElmer desenvolveu e introduziu no mercado uma nova modalidade de experimentos que permitem monitorar o conteúdo de íons metálicos ou semimetálicos em amostras biológicas, mais precisamente o conteúdo presente no interior de células, chamada de Single Cell ICP-MS (SC-ICP-MS).

A técnica de SC-ICP-MS explora recentes avanços em alguns aspectos relacionados com a eletrônica do equipamento e possibilidade de aquisição de dados em alta velocidade. Nos experimentos, é possível monitorar a massa de um elemento da ordem de atogramas, ou seja, 10-18 g contida no interior de uma célula.

A possibilidade de quantificação de íons metálicos ou semimetálicos em concentrações extremamente baixas em uma amostra sempre se apresentou como um desafio analítico. Para atingir tais níveis, o uso de um sistema de ICP-MS torna-se praticamente obrigatório, permitindo aos analistas atingir limites de detecção da ordem de nanogramas por litro ou até inferiores em algumas situações.

Embora muito útil para detecção de baixas concentrações, um sistema de ICP-MS era, até então, empregado para monitorar a concentração total de um determinado elemento químico em uma amostra, ou utilizado em conjunto com um sistema de separação, tal como cromatógrafo a líquido ou a gás, que possibilitaria realizar experimentos com foco em especiação química.

Em termos práticos, o SC-ICP-MS, pode-se monitorar não só a concentração de um determinado íon no interior de uma célula, mas também a concentração de metal dissolvido no meio e também a distribuição deste íon em uma população de células. Até então, um procedimento clássico para monitoramento do teor de um íon consistia em realizar a digestão do material e posterior análise. No entanto, este procedimento impõe uma limitação, que consiste na perda de informação referente a distribuição do elemento na população de células. Neste caso, seria possível obter apenas um valor médio para o teor do elemento na solução digerida, o que, muitas vezes, não consiste em uma informação útil para algumas aplicações.

Em termos práticos, o equipamento teve o desenvolvimento, em sua nova configuração, de um sistema de introdução de amostras completamente novo, permitindo a introdução de células sem que ocorra entupimento ou ruptura da parede celular e um sistema de amostragem para permitir operar com micro volumes. De forma paralela, mudanças na eletrônica do equipamento também permitiram operar com elevadas taxas de aquisição (100.000 pontos/s e dwell times de até 10 µs), possibilitando monitorar o metal contido em cada célula que chega ao sistema de ionização do espectrômetro de massas.

Além do hardware, desenvolvimentos na área de software também contribuíram para a nova aplicação. Neste caso, um software dedicado permite ao usuário realizar a coleta de informações e o tratamento de grandes volumes de dados correlacionando informações referentes a massa de metal no interior celular e no meio externo, bem como dados referentes a distribuição do metal no interior da população de células em um meio.

Texto de Marcelo Anselmo Oseas da Silva, Ph.D. – Especialista de Aplicações PerkinElmer

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PerkinElmer, Single Cell ICP-MS

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