Phát hiện hạt nano TiO₂ trong tế bào bằng phương pháp phân tích tế bào chảy

Việc đánh giá các mối nguy tiềm ẩn của vật liệu nano do con người tạo ra đã bị cản trở bởi khả năng quan sát và đo lường hạn chế các hạt nano trong tế bào. Trong nghiên cứu này, các nồng độ khác nhau của hạt nano TiO₂ đã được hòa trộn trong môi trường nuôi cấy tế bào. Suspensions sau đó được siêu âm và phân tích bằng phương pháp tán xạ ánh sáng động và vi kính. Các tế bào biểu mô sắc tố võng mạc (ARPE‐19) được nuôi cấy từ người đã được ủ với các hạt nano TiO₂ tại các nồng độ 0, 0.1, 0.3, 1, 3, 10 và 30 μg/ml trong 24 giờ. Các phản ứng của tế bào đối với các hạt nano đã được đánh giá bằng phương pháp phân tích tế bào chảy và vi kính trường tối. Máy phân tích tế bào chảy FACSCalibur™ đã được sử dụng để đo các thay đổi trong tán xạ ánh sáng sau khi ủ với hạt nano. Cả tán xạ bên và tán xạ phía trước đều thay đổi đáng kể phản ánh sự hiện diện của TiO₂. Từ 0.1 đến 30 μg/ml TiO₂, tán xạ bên tăng liên tục trong khi tán xạ phía trước giảm, có thể do sự phản xạ ánh sáng mạnh bởi các hạt TiO₂. Dựa trên các tham số hình thái và xét nghiệm khả năng sống sót calcein‐AM/iodide propidium, các nồng độ TiO₂ dưới 30 μg/ml TiO₂ gây độc tế bào tối thiểu. Phân tích kính hiển vi được thực hiện trên cùng các tế bào bằng kính hiển vi Nikon E‐800 có nguồn sáng xenon và các vật kính trường tối đặc biệt. Tại các nồng độ thấp nhất của TiO₂ (0.1–0.3 μg/ml), máy phân tích tế bào chảy có thể phát hiện ít nhất 5–10 hạt nano trong mỗi tế bào do sự tán xạ ánh sáng mạnh từ TiO₂. Các vòng hạt nano tập trung được quan sát quanh các nhân ở gần lưới nội mô tại các nồng độ cao hơn. Các dữ liệu này cho thấy rằng sự hấp thụ các hạt nano bên trong tế bào có thể được theo dõi bằng phương pháp phân tích tế bào chảy và xác nhận bằng vi kính trường tối. Cách tiếp cận này có thể giúp đáp ứng một nhu cầu quan trọng của cộng đồng khoa học trong việc đánh giá mối quan hệ giữa liều lượng hạt nano và độc tính tế bào. Những thí nghiệm như vậy có thể được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng hơn bằng cách sử dụng máy phân tích tế bào chảy để đo lường cả sự hấp thụ hạt nano và sức khỏe tế bào. Được xuất bản năm 2010 bởi Wiley‐Liss, Inc.