Konjugerede polymerer forbedrer massespektrometri og billeddannelse

Forbedringer i, hvordan prøver fremstilles, vil tilføje rækkevidde og fleksibilitet til en metode, der detekterer placeringen af ​​udvalgte molekyler i en biologisk prøve, såsom et stykke væv.

I det kemiske analyseværktøj kendt som matrix-assisteret laser-desorption/ionisering massespektrometri (MALDI MS), en laserstråle sparker ladede partikler, kendt som ioner, ud af prøven. Ionerne bliver derefter tilført gennem et massespektrometer, der detekterer dem baseret på deres masse. Gentagelse af denne proces tusindvis af gange, mens prøven flyttes i to dimensioner, genererer billeder, der afslører fordelingen af ​​udvalgte molekyler gennem prøven. Denne proces gør det muligt for forskere at studere specifikke kemikaliers rolle i biologiske og patologiske anvendelser.

Inden prøven kan analyseres på denne måde, det skal være indlejret i et materiale kaldet en matrix, men de små molekyler, der generelt bruges til at danne matricer, pålægger teknikken begrænsninger. Påvisning af metabolitter, små molekyler af biologisk og medicinsk interesse, har været særligt vanskelig på grund af interfererende signaler fra molekyler i matrixen.

Nu er en ny klasse af matricer lavet af polymerer, der har større molekyler end konventionelle matricer, blevet udviklet af Dominik L. Michels fra KAUSTs Visual Computing Center sammen med tidligere KAUST postdoc-forsker Franziska Lissel, som nu er et juniorfakultet, der forsker ved Leibniz Institute of Polymer Research (IPF) i Tyskland. Ud over, Nikos Hadjichristidis fra KAUST Catalysis Center var afgørende for projektets succes.

"Dette eliminerer mange af ulemperne ved små molekyle matricer, " siger Lissel. Hun forklarer, at de nye polymermatricer muliggør sporing af mange flere af de kemikalier, der er af interesse for at studere kræft, såvel som placeringen af ​​lægemidler, som tidligere var utilgængelige ved hjælp af MALDI-billeddannelse. "Der er så mange flere forskningsspørgsmål, vi nu kan udforske, " tilføjer hun.

En overraskelse for forskerne kom, da de indså, at prøver indlejret i polymermatricerne kunne undersøges for positivt såvel som negativt ladede ioner. Denne sjældne dual-mode analyse giver en kraftig øget fleksibilitet til proceduren.