Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) han desarrollado un dispositivo de mesa basado en láser para medir el carbono 14 (radiocarbono).

En sistemas biológicos, carbono-14 ( ¹⁴ C) se puede utilizar como trazador bioquímico para rastrear microdosis de nutrientes, toxinas y terapéuticas en humanos y animales. Por ejemplo, los ¹⁴ C se puede agregar a una vitamina. Cuando un humano ingiere la vitamina, los investigadores pueden hacer un seguimiento de la cantidad de vitamina que se metaboliza y la cantidad que se excreta mediante análisis de orina.

Para estudios de trazadores en sistemas bioquímicos, ¹⁴ Las concentraciones de C deben medirse con precisión en y por encima de la abundancia natural. En el pasado, esto se hacía típicamente con espectrometría de masas con acelerador (AMS). AMS abrió nuevos regímenes de experimentación, como los ensayos de fármacos en fase humana utilizando dosis subterapéuticas. Sin embargo, La complejidad y el costo de AMS han limitado este método de medición y otras técnicas derivadas. Debido a las limitaciones de AMS, Los investigadores de Livermore desarrollaron un nuevo dispositivo para estudios de trazadores biológicos.

La espectroscopia de anillo de cavidad (CRDS) ha surgido como un método basado en láser capaz de ¹⁴ Medidas C. Los científicos de Livermore desarrollaron un espectrómetro CRDS capaz de medir el carbono 14 para estudios biológicos. "Hemos desarrollado un ¹⁴ Espectrómetro C que equilibra la complejidad y la sensibilidad para ¹⁴ Medidas C, "dijo Daniel McCartt, líder del proyecto. "Utiliza robusto, hardware maduro, apto para una operación llave en mano. "

El Centro de Espectrometría de Masas (CAMS) del laboratorio se asoció con Picarro Inc. El nuevo sistema basado en láser complementa el acelerador de fuente de iones con un sistema más accesible y dispositivo de mesa, que fue patentado la semana pasada.

Las muestras biológicas deben homogeneizarse, se seca y luego se quema a dióxido de carbono para AMS y CRDS. Para AMS tradicional, el dióxido de carbono luego se reduce a grafito. Esto requiere aproximadamente 12 horas. El sistema CRDS mide la ¹⁴ Contenido de C del dióxido de carbono quemado, y se puede preparar una muestra en minutos.

Para un estudio de caso farmacocinético, los científicos utilizaron conejillos de indias como organismo modelo y el contenido de carbono 14 de las muestras se midió con CRDS y se comparó con los resultados de AMS. A los conejillos de Indias se les administró una dosis de 100 mg de un reactivador de oxima acetiltransferasa, y se tomaron muestras de tejido y plasma en una serie de tiempo geométrica. El estudio de caso de CRDS de conejillo de indias reprodujo con precisión los resultados de AMS utilizando hardware relativamente simple, y cero ajustes diarios al sistema óptico CRDS.