Innovativ metode giver unik indsigt i strukturen af ​​celler og væv

Celler er livets grundlæggende byggesten - og som sådan, de har været genstand for intens undersøgelse siden opfindelsen af ​​det optiske mikroskop i 1600 -tallet. Udviklingen af ​​massespektrometri (MS) metoder - dem, der definerer cellers kemiske sammensætning - repræsenterer en yderligere milepæl for forskning inden for cellebiologi. I det seneste nummer af tidsskriftet Naturmetoder , arbejdsgruppen ledet af Prof. Klaus Dreisewerd og Dr. Jens Soltwisch fra Institut for Hygiejne ved Universitetet i Münster præsenterer en metode, der har forbedret den rumlige opløsning af MALDI-massespektrometri med omkring en tusindedel af en millimeter.

MALDI står for matrixassisteret laserdesorption/ionisering. Hvad der er så specielt ved den teknologi, som forskerne har navngivet t-MALDI-2 (med 't' står for transmissionstilstand) er brugen af ​​to specielt tilpassede lasere:en af ​​dem genererer et særligt lille fokus på det fjernede materiale, mens den anden producerer den nødvendige signalforbedring for mange biomolekyler med op til flere størrelser - f.eks. for fedtopløselige vitaminer såsom D-vitamin, kolesterol eller administreret medicin. Oplysninger om deres præcise fordeling i celler og væv kan, blandt andet, hjælpe med at producere en bedre forståelse af sygdomme og betændelsesprocesser og vise nye strategier til behandling af dem.

MALDI MS -metoder definerer arten og sammensætningen af ​​molekyler på grundlag af deres karakteristiske masse, dvs. deres "molekylvægt." Dette gør det muligt at tage en prøve bestrålet af laseren - f.eks. en tynd del af væv hentet fra en biopsi - og samtidig definere ofte snesevis, endda hundredvis, af forskellige biomolekyler i en enkelt måling. Imidlertid, indtil nu var opløsningen fra massespektrometri -billeddannelse langt under den for klassisk optisk mikroskopi. Som et resultat af introduktionen af ​​den nye t-MALDI-2-teknologi, det har været muligt at reducere dette hul mærkbart

"Den afgørende forbedring, som vores metode tilbyder, i sammenligning med etablerede MALDI -billeddannelsesmetoder, er baseret på kombinationen og udvidelsen af ​​to tidligere anvendte tekniske metoder, "forklarer Dr. Marcel Niehaus, en af ​​de to hovedforfattere af undersøgelsen. "For én ting, i transmissionsgeometrien bestråler vi vores prøver på bagsiden. Dette gør det muligt for os at placere mikroskoplinser af høj kvalitet meget tæt på prøven, dermed reducere størrelsen af ​​laser prik. Dette er forskelligt fra hvad der er muligt, af geometriske årsager, i standardmetoder - hvor prøverne bestråles fra masseanalysatorens retning. "Dog, i de små områder af prøven, der fjernes af laseren, der er kun en ekstremt lille mængde materiale til rådighed til den efterfølgende MS -måling. Det andet afgørende trin var derfor brugen af ​​en metode (kaldet MALDI-2), som forskerne allerede havde introduceret til den videnskabelige verden i 2015 i Videnskab tidsskrift. Effekten er, at den såkaldte post-ioniseringslaser producerer en øget overførsel af de oprindeligt uladede molekyler til en ionisk form. Kun hvis molekylerne har en positiv eller negativ ladning, er de synlige for masseanalysatoren.

I deres undersøgelse, forskerne demonstrerer mulighederne ved deres teknologi, tage de fine strukturer i lillehjernen hos en mus og bruge nyrecellekulturer. "Vores metode kunne forbedre den fremtidige forståelse af mange processer i kroppen på molekylært niveau, "siger professor Dreisewerd." Også, etablerede metoder fra optisk mikroskopi - f.eks. fluorescensmikroskopi-kunne fusioneres med massespektrometri-billeddannelse i et 'multimodalt' instrument, "tilføjer han, med henblik på fremtiden.