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Proyectos
PROY_E17_24. Micromuestreo y alta resolución temporal y espacial para el análisis clínico mínimamente invasivo y el análisis de células individuales

- Fecha de inicio 01-01-2024
- Fecha de finalización 31-12-2026
- Investigador Principal: Martín Resano y Eduardo Bolea Fernández
- Tipo: Desarrollo de proyectos de I+D+i en líneas prioritarias y de carácter multidisciplinar para el periodo 2024-2026. Diputación General de Aragón
Resumen: El proyecto persigue el desarrollo de nuevas metodologías analíticas que permitan por un lado el análisis cuantitativo de dried blood spots y, por otro, el de células individuales, en ambos casos mediante la técnica de ICP-MS y usando nuevas estrategias de micromuestreo. Para conseguir mejorar estos métodos y extender su rango de aplicación es preciso explorar tanto el empleo de dispositivos novedosos que permitan la manipulación de muestras en el rango de los micro y nanolitros, como el desarrollo de enfoques alternativos de introducción de muestras basadas en la microfluídica.
El empleo de un sistema dispensador automatizado de nanolíquidos puede ayudar al desarrollo de nuevos métodos analíticos para la determinación de bajas concentraciones de analitos en todo tipo de muestras micro/nano, incluidas las células. Estos dispositivos son capaces de dispensar volúmenes controlados y asegurar la presencia de células en cada uno de ellos con alta eficiencia, lo que facilita mucho el análisis de células individuales. Asimismo, estos dispositivos permiten la deposición precisa de nanovolúmenes de sangre u otros fluidos sobre soportes DBS, garantizando una distribución más uniforme y controlada de la muestra. Empleando estos dispositivos, los DBS también pueden funcionalizarse con enzimas, marcadores o anticuerpos, lo que facilita su posterior análisis y abre el campo a la determinación de otras especies más allá de las elementales.
El empleo de chips microfluídicos como medio de introducción de muestras puede considerarse un enfoque elegante para superar el problema de la introducción de muestras de una sola entidad. Estos chips ofrecen la posibilidad de encapsular células antes de introducirlas en el ICP, aumentando así las posibilidades de que las células resistan al proceso de introducción como entidades intactas. También es esperable que las eficiencias de introducción sean mucho mayores que las comparadas con otros enfoques alternativos. Finalmente, la funcionalización de estos dispositivos permite realizar operaciones adicionales, incluidas reacciones y separaciones. De esta manera se aportan nuevas vías para el análisis en línea de diversos tipos de células y/o para el marcaje con anticuerpos específicos, lo que puede permitir estudiar diferentes tipos de células, estados y funciones en suspensiones celulares.
PUBLICACIONES
2025
Bazo, Antonio; Bolea-Fernandez, Eduardo; Rua-Ibarz, Ana; Aramendía, Maite; Resano, Martín
En: Anal. Chem., 2025, ISSN: 1520-6882.
@article{nokey,
title = {Ions with Ions, Entities with Entities: A Proof-of-Concept Study Using the SELM-1 Yeast Certified Reference Material for Intra- and Extracellular Se Quantification via Single-Cell ICP-Mass Spectrometry},
author = {Antonio Bazo and Eduardo Bolea-Fernandez and Ana Rua-Ibarz and Maite Aramendía and Martín Resano},
url = {https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.5c01588},
doi = {https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c01588},
issn = {1520-6882},
year = {2025},
date = {2025-06-07},
urldate = {2025-06-07},
journal = {Anal. Chem.},
abstract = {In this work, two novel nanoparticle (NP)-based calibration strategies, external calibration and a relative method, have been explored for single-cell ICP-mass spectrometry (SC-ICP-MS) analysis. The fundamental principle of these methods is to rely on individual entities (well-characterized NPs of the target analyte) for calibration rather than on ionic standard solutions. The performance of the NP-based calibration approaches has been compared to that of the reference method (particle size with AuNP standards). In addition to the intracellular Se content (mass per individual cell), the extracellular Se (dissolved fraction) was also determined directly and simultaneously using the average background from the SC-ICP-MS time-resolved signal. The figures-of-merit of the methods developed have been evaluated by relying on the analysis of the SELM-1 cell-certified reference material, consisting of Se-enriched yeast cells, and certified for its total Se content (intracellular + extracellular Se). All methods successfully determined the Se elemental contents, but an improvement in accuracy and precision was observed for the NP-based methods compared to the reference one. Furthermore, the NP-based methods were found to be less time-consuming, more straightforward, and more user-friendly in terms of calculations. These results open new avenues for calibration in quantitative SC-ICP-MS analysis and call for a fundamental change in the methodology, where the determination of ionic contents is based on the use of ionic standard solutions for calibration, while the determination of elemental contents in discrete micro/nanoentities, such as cells, should ideally be based on calibration using standard entities, thus avoiding the need to calculate a transport efficiency coefficient.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Nakadi, Flávio V.; Garcia-Garcia, Alicia; Rua-Ibarz, Ana; Resano, Martín
LAMIS in the gas phase: A new approach for obtaining Ca elemental and isotopic information via CaF molecule formation Artículo de revista
En: Talanta, vol. 292, pp. 127920, 2025, ISSN: 0039-9140.
@article{NAKADI2025127920,
title = {LAMIS in the gas phase: A new approach for obtaining Ca elemental and isotopic information via CaF molecule formation},
author = {Flávio V. Nakadi and Alicia Garcia-Garcia and Ana Rua-Ibarz and Martín Resano},
url = {https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0039914025004102},
doi = {https://doi.org/10.1016/j.talanta.2025.127920},
issn = {0039-9140},
year = {2025},
date = {2025-01-01},
urldate = {2025-01-01},
journal = {Talanta},
volume = {292},
pages = {127920},
abstract = {This work introduces a novel method for generating the calcium monofluoride (CaF) diatomic molecule by adding the molecule-forming reagent in the gaseous phase (a methyl fluoride-argon mixture), in order to perform laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) and laser ablation molecular isotopic spectrometry (LAMIS) measurements. By optimizing the instrumental parameters, CaF molecule formation was successfully achieved within the plasma plume, upon ablation of dried liquid samples. The isotopic shift for the X2Σ→A2Π (0,1) CaF vibronic transition at 583.0 nm was calculated to be 292.3 pm. The method proved capable of providing quantitative information for determining calcium concentrations in real samples, such as tap water and skimmed milk, using internal standardization (with Sr as internal standard; limit of detection, LOD, 20 mg L−1) and isotope dilution (which can be applied from 400 mg L−1on), respectively. Partial least squares regression (PLS) analysis was employed to enhance the quality of the isotopic data. The Ca concentration found in the tap water was 47 ± 16 mg L−1 (reference flame atomic absorption spectrometry, FAAS, value: 59 ± 0.2 mg L−1), and 1100 ± 140 mg L−1 for the skimmed milk (reference FAAS value: 1240 ± 120 mg L−1). No significant difference between LIBS and FAAS results could be established using a t-test at the 95% confidence level. Overall, this novel approach allows for the determination of calcium in terms of both the elemental concentration and the isotopic composition, thus broadening the applicability of LIBS (e.g., for tracer experiments, besides the already mentioned application of isotope dilution).},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}