Evaluación de la mineralización en mandíbula y diente de trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) mediante microscopía electrónica de barrido de presión variable acoplada a detector de espectroscopía de rayos X de energía dispersiva / Evaluation of mineralization in jaw and teeth of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) using variable pressure scanning electron microscopy coupled to energy-dispersive X-ray spectroscopy detector

RESUMEN

RESUMEN En salmonicultura se utilizan imágenes de rayos X, para evaluar la columna vertebral y las aletas, pero estas no permiten cuantificar los minerales que constituyen el hueso, para esto se utilizan otras técnicas que son destructivas. La Microscopía Electrónica de Barrido de presión variable (VP SEM) acoplada al detector espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDX) acoplado, nos permite analizar la microestructura y a la vez determinar elementos químicos, porcentaje y distribución presentes en puntos específicos en una muestra. Se utilizaron 5 truchas control y 5 con deformidad mandibular, de agua dulce en etapa de smolt, se analizó la estructura y mineralización del hueso, se eligieron en promedio 6 puntos de cuantificación por región de interés y se analizaron mediante Microscopía Electrónica de Barrido (VP SEM-EDX). Los datos obtenidos muestran porcentaje en masa de Ca promedio en hueso articular de truchas fueron de 8.07 % y de 14.48 % en truchas con deformidad mandibular y control respectivamente y el porcentaje en masa promedio de P es de 4.07 % y 7.60 %, en truchas con deformidad mandibular y control respectivamente. Se identificó además otros elementos presentes en la muestra como Mg, Na, C, O, N, S, F, Zn, Al y Fe, con especial interés en el aumento de carbono en las muestras analizadas con deformidad mandibular y la presencia de aluminio en todas las muestras. La Técnica de VP SEM-EDX, permite evaluar de forma directa, sin destrucción de la muestra y con una preparación mínima de la muestra. En el hueso, la aplicación más frecuente de SEM-EDX es la medición del contenido de Ca y P y la relación que existe entre estos elementos Ca/P, en la muestra. Paralelamente la técnica nos permite la detección de otros microelementos provenientes del agua o de la alimentación y que eventualmente pueden provocar alteraciones en los peces, confirmando la hipótesis que el microanálisis elemental tiene utilidad para la salmonicultura.

ABSTRACT

SUMMARY: In salmon farming systems, X-ray images are used to evaluate the spine and fins, but these do not allow quantifying the minerals that make up the bone, for different techniques that are destructive are used. Variable Pressure Scanning Electron Microscopy (VP SEM) coupled to an Energy Dispersive X-ray spectroscopy detector (EDX), allows us to analyze the microstructure and at the same time determine chemical elements, percentages, and distribution present at specific points in a sample. Five control and five jaw deformity trout, from freshwater and in the smolt stage were used. The structure and mineralization of the bone were analyzed, an average six quantification points were chosen per region of interest (ROI) and then they were analyzed by Scanning Electron Microscopy (VP SEM-EDX). The data obtained have shown the average mass percentage of calcium in trout joint bone was 8.07 % and 14.48 % in jaw deformity and control trout, respectively; and the average mass percentage of phosphorus is 4.07 % and 7.60 %, in jaw deformity and control trout, respectively. Other elements present in the sample were also identified, such as magnesium, sodium, carbon, oxygen, nitrogen, sulphur, fluorine, zinc, aluminium, and iron, with special interest the increase of carbon in the analyzed samples with mandibular deformity and the presence of aluminum in all samples. The VP SEM-EDX Technique allows direct evaluation, without destruction of the sample and with minimal sample preparation. In bone, the most frequent application of SEM-EDX is the measurement of the content of calcium (Ca) and phosphorus (P) and the relationship that exists between these elements, calcium/phosphorus (Ca/P), in the sample. At the same time, the technique allows us to detect other microelements from water or food that can eventually cause alterations in fish, confirming the hypothesis that elemental microanalysis is useful for salmon farming.