利用 N? 冷流对冷冻水合脑组织进行 XANES 光谱分析，可最大程度保留体内铁和铜的赋存形态

《NeuroToxicology》：XANES Spectroscopic Analysis of Frozen-Hydrated Brain Tissue Using a N 2 Cryo-Stream Best Preserves In Vivo Fe and Cu Speciation

　　

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  Fe和Cu的氧化还原活性金属离子在脑组织的冷冻切片和组织切片风干过程中被氧化。
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  在冷冻水化状态下分析组织切片，对于尽可能接近体内状态地研究组织中金属离子的配位化学至关重要。
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  冷冻气流气体置换氧气，可最大限度减少X射线与样品界面处氧气的相互作用，进一步减少光氧化。

章节摘要

引言

氧化还原活性过渡金属Fe和Cu对细胞功能至关重要，这一点在脑细胞中尤为突出。Fe和Cu离子接受电子（还原）或提供电子（氧化）的能力驱动了大脑中多种多样的化学反应，例如：多巴胺合成（酶Fe辅因子）[1]、[2] 以及髓鞘合成[3]等等。此外，Fe和Cu在电子传递链和线粒体内的能量产生中也起着至关重要的作用。[2]、[4]，

动物模型与样品制备

所有动物实验均经柯廷大学动物伦理委员会批准，批准号为ARE2023-3。小鼠（n = 3个生物学重复）维持标准饲料喂养，自由饮水，并在12小时昼夜光照周期下饲养。组织采集前，小鼠使用异氟烷麻醉，并通过颈椎脱位安乐死。脑部组织迅速采集（死后＜ 3 分钟），切分为矢状面半球，并在液氮中快速冷冻

Fe氧化态与赋存形态的K边XANES光谱分析：冷冻水化与风干脑组织切片

为了比较风干对脑组织中Fe氧化态和赋存形态的影响，分析了两组样品：第一组为在氮气冷冻流（约120 K，-153 ⁰C）下分析的冷冻水化组织切片；第二组为在室温下分析的风干组织切片。用于本比较的兴趣区域来自海马体角胺区亚区1（CA1），具体为CA1锥体细胞层以及

讨论

本研究结果表明，组织切片风干会显著增加与磷酸盐配位的Fe³⁺相似的Fe赋存形态。这一发现与之前关于脑组织中Zn²⁺赋存形态的研究结果高度一致，后者也显示风干组织中磷酸盐配位的显著增加。[50]、[51] 尽管类似于与磷酸盐配位的Fe³⁺的化学形式是LCF分析检测到的风干组织中Fe赋存形态的主要形式，但

结论

总之，本研究使用N₂冷冻气流和微XANES光谱学分析冷冻水化组织中Fe和Cu的赋存形态，并将其结果与在环境温度室温下分析的风干组织中Fe和Cu赋存形态进行比较。本研究的一个局限是分析的生物学重复数量较少（n = 3），因此在解读统计分析时应谨慎。综合来看，本研究关于Fe和Cu的发现表明氧化

CRediT作者贡献声明

Kieran Reeve：形式分析、调查研究。Rhiannon E. Boseley：撰写——审阅与编辑、验证。Evelyn S. Innes：撰写——审阅与编辑、形式分析。Gae Ellison：撰写——审阅与编辑、形式分析。Meg Willans：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、形式分析。Daryl L. Howard：撰写——审阅与编辑、方法论。Hackett Mark J：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、资金获取、形式分析、概念化。

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的相互竞争的财务利益或个人关系，这些情况可能被视为影响本文所述工作。

致谢

MJH衷心感谢澳大利亚研究理事会的支持（ARC未来研究员计划FT190100017、ARC发现项目DP220103091）。本研究的部分工作在澳大利亚同步辐射装置（ANSTO的一部分）的中能X射线吸收光谱光束线站（MEX-1）和X射线荧光显微成像光束线站（XFM）上进行。我们衷心感谢澳大利亚同步辐射装置（ANSTO）提供的差旅资金支持。本工作在墨尔本中心部分完成

Meg Willans|Gae Ellison|Kieran Reeve|Evelyn S. Innes|Rhiannon E. Boseley|Daryl L. Howard|Simon A. James|Mark J. Hackett