En ny perceptuelt konsistent metode til visualisering af massespektrometri

Skoltech -forskere har foreslået en Mass Spectrometry Imaging (MSI) metode, der udnytter de unikke træk ved menneskesyn. Forskningen blev offentliggjort i tidsskriftet Analytisk kemi .

Højopløselig massespektrometri er en analytisk teknik, der præcist måler masse-til-ladningsforholdet (m/z) for ioner, fremstillet af molekyler ved en ioniseringsproces, og ion -signalintensiteten (det relative antal ioner). Disse målinger tillader bestemmelse af molekylers vægt og struktur, (ved at fragmentere dem), derved identificere forskellige forbindelser, såsom proteiner, lipider, metabolitter, peptider, lægemiddelkomponenter, og lignende. MSI giver information om den rumlige fordeling af molekyler i væv ved at udføre massespektrometri analyse af ioner ved hjælp af lokal laserionisering af molekyler på hvert punkt i prøven (f.eks. en tumorsektion).

At fortolke MSI -data er en ganske udfordring. Man kan starte med at afbilde fordelingen af ​​molekyler over vævsafsnittets overflade og skabe et fuld farvebillede, hvor hver farve repræsenterer et punkt med lignende ionsammensætning. Så tusinder af ioner med tilsvarende intensiteter på hvert punkt bør repræsenteres af kun tre numeriske værdier, der afspejler MSI-dataene i yderste omfang og er korreleret med et 3D-farveområde for at muliggøre yderligere analyse af en forsker.

"Det er vigtigt at få så mange oplysninger fra billedet som muligt, under hensyntagen til de ægte træk ved menneskesyn, såsom ikke-linearitet og væsentligt forskellig følsomhed over for ændringer i lysstyrke og farve. Selvom teorien om farveopfattelse er blevet undersøgt siden første halvdel af det 20. århundrede, eksperter mangler stadig almindeligt accepterede matematiske modeller, der præcist forklarer alle de kendte egenskaber ved menneskesyn, "Anastasia Sarycheva, hovedforfatteren og en Skoltech Ph.D. studerende, forklarer.

Forskere fra Skoltech Center for Computational and Data-Intensive Science and Engineering (CDISE) og A.A. Kharkevich Institute for Information Transmission Problems of RAS har foreslået en ny MSI -tilgang, der udnytter teorien om menneskelig farveopfattelse og kan sammenlignes med de eksisterende teknikker i detaljeringsniveau. Den nye metode bevarer grænser og gradienter ved overlejring af regioner med lignende ionsammensætning. Dermed, det resulterende billede er mere fortolkeligt end i andre MSI -visualiseringsteknikker. Metoden er blevet testet på både simulerede og eksperimentelle data indhentet af forskere fra Skoltech Mass Spectrometry Laboratory sammen med biologer fra Skoltech Center for Neurobiology and Brain Restoration (CNBR).