Vil du diagnosticere hjernesygdomme? En massespektrometri -billeddannelse kan en dag hjælpe dig

Læger vil alle gerne hurtigt og korrekt kunne diagnosticere sygdomme. Deres fremtidige evne til at gøre det vil afhænge af at identificere, hvilke biokemikalier der er til stede i vævssnit, hvor biomolekylerne er og i hvilke koncentrationer. Til dette formål, massespektrometri -billeddannelse - som kan identificere flere biokemikalier i et enkelt eksperiment - vil være nyttig. Imidlertid, stabiliteten af ​​biomolekylær prøvetagning skal forbedres for at opnå den kemiske distributionsinformation med høj rumlig opløsning.

I den nylige undersøgelse offentliggjort i Analytisk kemi , forskere fra Osaka University brugte massespektrometri til at forestille fordelingen af ​​fedtmolekyler i musens hjernevæv. De erhvervede data med en rumlig opløsning på 6,5 mikrometer, muliggør analyse på mobilniveau.

Forskerne brugte en meget lille kapillær til forsigtigt at ekstrahere lipidmolekyler fra et vævsafsnit, og en omhyggeligt designet opsætning til fin 3-D retningskontrol. Selvom biologisk væv ofte kan virke glat for det blotte øje, i ultralille skala er det ret groft. Evnen til at redegøre for denne ultralette ruhed er central for at opnå reproducerbare biokemiske data ved høj rumlig opløsning.

"I vores eksperimenter, sondens vibrationsamplitude er konstant, selv når prøvehøjden ændres, " siger Yoichi Otsuka, første forfatter. "Vi kan også måle ændringer i prøvehøjde op til 20 mikrometer, og det kan øges op til 180 mikrometer. "

Forskernes første eksperimenter var at måle uregelmæssige fordelinger af molekyler over en ujævn overflade:mikrobrønde fyldt med forskellige koncentrationer af et farvestof. De målte koncentrationer korrelerede med de kendte koncentrationer, og den målte overfladetopografi var tæt på den faktiske mikrobrønddiameter. Eksperimenter med musehjernesektioner gav en multidimensionel data om flere molekyler, såsom fordelingen af ​​visse hexosylceramider - lipider, der er vigtige i aldring.

"Principkomponentanalyse hjalp os med at integrere vores omfattende data, " forklarer Takuya Matsumoto, seniorforfatter. "For eksempel, vi kunne tildele de klasser af lipider, der primært er til stede i cortex og hjernestamme."

Korrelation af sådanne data med sygdomsprogression vil kræve yderligere undersøgelse og måske yderligere udvikling af forskernes biomolekylekstraktionsopsætning. Forskerne forventer, at deres tilgang vil være nyttig til kvantitativ billeddannelse af de utallige neurale netværk i hjernevæv. Ultimativt, de håber at hjælpe læger med pålidelig diagnosticering af sygdomme som hjernekræft i et vævsafsnit med støtte af molekylær information i høj rumlig opløsning.