Em sistemas biológicos, o carbono-14 pode ser usado como um traçador bioquímico para rastrear microdoses de nutrientes, toxinas e terapêuticas em humanos e animais. Crédito:Laboratório Nacional Lawrence Livermore
Os pesquisadores do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) desenvolveram um dispositivo de mesa baseado em laser para medir o carbono-14 (radiocarbono).
Em sistemas biológicos, carbono-14 ( 14 C) pode ser usado como um traçador bioquímico para rastrear microdoses de nutrientes, toxinas e terapêuticas em humanos e animais. Por exemplo, a 14 C pode ser adicionado a uma vitamina. Quando um humano ingere a vitamina, os pesquisadores podem rastrear quanto da vitamina é metabolizado e quanto é excretado por meio de análise de urina.
Para estudos de traçadores em sistemas bioquímicos, 14 As concentrações de C devem ser medidas com precisão na abundância natural e acima dela. No passado, isso normalmente era feito com espectrometria de massa de acelerador (AMS). AMS abriu novos regimes de experimentação, como testes de drogas em fase humana usando doses subterapêuticas. Contudo, A complexidade e o custo do AMS limitaram este método de medição e outras técnicas derivadas. Por causa das limitações do AMS, Os pesquisadores de Livermore desenvolveram um novo dispositivo para estudos de traçadores biológicos.
A espectroscopia de cavidade (CRDS) surgiu como um método baseado em laser capaz de 14 Medições C. Os cientistas de Livermore desenvolveram um espectrômetro CRDS capaz de medir o carbono-14 para estudos biológicos. “Nós desenvolvemos um 14 Espectrômetro C que equilibra complexidade e sensibilidade para 14 Medições C, "disse Daniel McCartt, líder do projeto. "Ele usa robusto, hardware maduro, adequado para uma operação chave na mão. "
O Lab's Center for Mass Spectrometry (CAMS) fez parceria com a Picarro Inc. O novo sistema baseado em laser complementa o acelerador de fonte de íons com um sistema mais acessível, dispositivo de mesa, que foi patenteado na semana passada.
As amostras biológicas devem ser homogeneizadas, secado e queimado em dióxido de carbono para AMS e CRDS. Para AMS tradicional, o dióxido de carbono é então reduzido a grafite. Isso requer aproximadamente 12 horas. O sistema CRDS mede o 14 Teor de C do dióxido de carbono queimado, e uma amostra pode ser preparada em minutos.
Para um estudo de caso farmacocinético, os cientistas usaram cobaias como organismo modelo e o conteúdo de carbono 14 das amostras foi medido com CRDS e comparado com os resultados do AMS. As cobaias foram administradas com 100 mg de um reativador oxima acetiltransferase, e as amostras de tecido e plasma foram coletadas em uma série de tempo geométrica. O estudo de caso CRDS da cobaia reproduziu com precisão os resultados do AMS usando hardware relativamente simples, e zero ajustes diários para o sistema óptico CRDS.
