Development of correlative TEM/NanoSIMS imaging to identify, localize and quantify nanoparticles in biological tissues
Mise au point d'une imagerie corrélative MET/NanoSIMS pour identifier, localiser et quantifier des nanoparticules dans les tissus biologiques
Résumé
Titanium dioxide (TiO2) nanoparticles are the subject of numerous studies and controversies on the risks they could generate in the environment and on human health. They are electron dense nanoparticles that have a chemical signature and are thus detectable by Transmission Electron Microscopy (TEM) and Secondary Ion Mass Spectrometry (NanoSIMS 50). Moreover, abundant in sunscreens (for anti-ultraviolet sunscreen filter properties), they constitute a good material of study for the development of the imaging by correlation TEM/NanoSIMS.As TEM uses electrons and NanoSIMS uses ions, it was necessary to define a sample preparation protocol (sunscreen applied on human skin) adapted to both instruments for the detection, characterization and localization of few nanometers nano-objects in sections of a few tens of nanometers thickness. The data obtained and processed have allowed the development of the overlay of TEM and NanoSIMS images on the one hand and to lead to a 3D reconstruction of objects smaller than the thickness of the section on the other hand. It appears that the TEM/NanoSIMS correlation completes, reinforces and brings more results than each instrument provides, and that aggregated or isolated nanoparticles are retained by the corneocytes at the skin surface.
Les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) font l’objet de nombreux travaux et controverses sur les risques qu’elles pourraient engendrer dans l’environnement et sur la santé humaine. Ce sont des nanoparticules denses aux électrons qui possèdent une signature chimique et sont ainsi repérables au Microscope Electronique à Transmission (MET) et au Spectromètre de Masse d’Ions Secondaires (NanoSIMS 50). De plus, abondantes dans les crèmes solaires (pour leurs propriétés de filtre anti ultra-violets), elles constituent un bon matériel d’étude pour la mise au point de l’imagerie par corrélation MET/NanoSIMS.Comme le MET utilise des électrons et le NanoSIMS des ions, il a fallu définir un protocole de préparation d’échantillon (crème solaire appliquée sur la peau humaine) adapté aux deux instruments pour la détection, la caractérisation et la localisation de nano-objets de quelques nanomètres dans des coupes de quelques dizaines de nanomètres d’épaisseur. Les données obtenues et traitées ont permis de mettre au point la superposition des images MET et NanoSIMS d’une part et de conduire à une reconstruction 3D d’objets de taille inférieure à l’épaisseur de la coupe d’autre part. Il en ressort que la corrélation MET/NanoSIMS complète, renforce et apporte davantage de résultats que ce que fournit chaque instrument isolément. Il ressort également que les nanoparticules isolées ou agrégées sont retenues par la barrière cornéocytaire à la surface de la peau.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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