Nouvelle technique de préparation des échantillons pour l'étude des biomatériaux

Utilisation de la DSC dans la recherche sur le développement de produits

Un aspect de la stratégie de développement du produit consiste à identifier et à développer des méthodes pour caractériser les changements moléculaires photoactivés dans la paroi du vaisseau. Les modifications des protéines de la matrice extracellulaire peuvent être détectées par un changement de la température de dénaturation. En principe, une température de dénaturation plus élevée indique une densité accrue de la matrice extracellulaire liée de manière covalente par le traitement NVS. La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est étudiée comme technique pour déterminer les différences de température de dénaturation des protéines structurelles des vaisseaux sanguins dans des conditions natives par rapport à des conditions traitées. La DSC n'est pas couramment utilisée pour les recherches sur les biomatériaux, mais elle présente un intérêt pour la caractérisation des tissus biologiques afin de faciliter le développement des produits. L'examen de la littérature pertinente n'a donné lieu qu'à une discussion limitée sur la préparation des échantillons et le développement de méthodes permettant d'obtenir des résultats DSC fiables et reproductibles.

Comment atténuer les artefacts du signal

Plusieurs techniques de préparation des échantillons ont été évaluées afin d'étudier une méthode susceptible d'atténuer les artefacts de signal attribués au mouvement de l'échantillon pendant le chauffage. Les techniques explorées comprenaient l'emballage serré de l'échantillon en dés, la configuration du creuset (couvercle serti, couvercle percé, couvercle non serti, pas de couvercle), la taille du creuset, l'utilisation d'un disque de l'échantillon correspondant au diamètre interne du creuset et l'empilement de plusieurs disques d'échantillons. Tous ces tests ont donné des résultats incohérents, car l'échantillon pouvait encore se déplacer à l'intérieur du creuset pendant le chauffage. Pour lutter contre ce phénomène, Alucent Biomedical Inc. a eu l'idée qu'au lieu d'empiler plusieurs disques d'échantillons, un objet inerte placé entre le couvercle hermétique et l'échantillon pourrait mieux maintenir l'échantillon pressé et minimiser les mouvements. La taille et la morphologie de l'échantillon et de l'objet inerte ont été choisies de manière à ce que le disque corresponde au diamètre interne du creuset, ce qui maximiserait la surface de contact de l'échantillon avec le fond du creuset pour permettre un transfert de chaleur optimal. Enfin, il était impératif que l'objet inerte ne produise aucune énergie DSC étrangère susceptible d'interférer avec les signaux sous-jacents de l'échantillon. C'est pour ces raisons que le saphir a été choisi, un étalon d'étalonnage de la sensibilité relativement bon marché, facilement disponible et dépourvu de propriétés énergétiques dans la zone d'intérêt des échantillons.

Deux facteurs critiques pour la préparation de l'échantillon

1) Taille de l'échantillon en fonction du diamètre interne de la coupelle DSC 2) Remplissage de l'espace libre de la coupelle DSC avec un matériau inerte pour empêcher le mouvement de l'échantillon induit par la chaleur pendant la mesure La figure montre les thermogrammes de sections du même tissu biologique préparées à l'aide de deux techniques de préparation d'échantillons différentes. Le thermogramme 1 de la figure représente un tissu biologique préparé en coupant l'échantillon en morceaux et en le plaçant dans la coupelle. Le thermogramme 2 de la figure représente un tissu biologique préparé selon la méthode décrite ci-dessus pour garantir que le mouvement de l'échantillon est réduit au minimum.

Les résultats démontrent qu'un paramètre critique dans la génération de thermogrammes précis et reproductibles pour les tissus biologiques est une méthodologie de préparation de l'échantillon qui minimise le mouvement de l'échantillon induit par la chaleur. L'adaptation de la taille des tissus au diamètre interne de la cuvette du DSC et le remplissage de l'espace de tête avec un matériau inerte peuvent aider à prévenir les signaux artificiels causés par le mouvement de l'échantillon dans la cuvette du DSC. La note d'application est disponible ici!