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双步激光质谱法可实现更精确的细胞研究

据悉,为了改进质谱法以加强细胞化学成分的研究,来自明斯特大学的研究人员在英国卫生机构开发了一种提高基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱分析法空间分辨率的方法,分辨率提升了大约千分之一毫米。

研究人员将该技术称为t-MALDI-2(‘t’表示传输模式),该技术使用了两种激光器:其中一种激光器用来产生对所移除材料的较小聚焦;另一种激光器则用来产生必要的信号增强,对于许多生物分子而言,信号增强了几个数量级别,例如包括维生素D及胆固醇等在内的脂溶性维生素以及给药药物等。关于它们在细胞和组织中的精确分布,以及其他信息等有助于更好地理解疾病和炎症过程,并显示治疗它们的新策略。

MALDI质谱法基于它们的特征质量 - 即它们的“分子量”来定义分子的性质和组成成分。这样一来,就可以拍摄由激光照射后的样品 - 例如,从活体组织检查获得的很薄的组织切片,在一次测量中可同时定义数十个、甚至是数百个不同的生物分子。然而,到目前为止,质谱成像提供的分辨率远低于经典光学显微镜的分辨率。新t-MALDI-2技术的引入,将极大地缩小这种差距。

作为该研究两位主要作者之一的Marcel Niehaus博士解释道:“与已建立的MALDI成像方法相比,我们的方法提供的决定性改进是基于之前使用的两种技术方法的组合和扩展。一方面,在透射几何结构中,我们在反面对样品进行了辐照处理。这样一来,我们就能将高质量的显微镜镜片放置在非常靠近样品的位置,从而减小激光点的尺寸。由于几何原因,这种方法与从质量分析器的方向照射样品的标准方法不同。”

然而,在通过激光去除的样品的微小区域中,仅有极少量的材料可用于随后的质谱测量。因此,第二个决定性步骤是使用一种称为MALDI-2的方法,研究人员已经于2015年在《科学》杂志上介绍过这种方法。其效果是所谓的后电离激光,使得最初不带电的分子更多的向离子形式转移。如果分子具有正电荷或负电荷,则它们对于质量分析器是可见的。

在他们采用小鼠小脑的精细结构和使用肾细胞培养的最新研究中,研究人员展示了他们的技术提供的可能性。英国卫生机构教授兼该研究领导者之一的Klaus Dreisewerd表示:“我们的方法,可以提高人们从分子层面对未来许多体内活动的了解。此外,通过光学显微镜开发的方法,如荧光显微镜,可以与‘多模式’仪器中的质谱成像融合使用。”

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