去年,史密斯和Ron Heeren合作马斯特里赫特多模态分子成像研究所在荷兰的马斯特里赫特大学。科学家们和他们的团队在21-T上进行了为期一个月的实验,检查了健康大鼠的非常薄的大脑切片。在每个24小时的实验中,他们专注于特定的生物分子。在为《分析化学》文章检查的两个数据集中,研究小组寻找了某些脂类,这是一类在体内(包括细胞膜)发挥关键功能的生物分子。
例如,上图显示了三种特定脂质在一个组织切片中的分布。红色的是卵磷脂O-36:2;绿色的是鞘磷脂40:1;蓝色是磷脂酰胆碱40:6。(白色棒子的长度为2毫米,约为5/64英寸。)
质谱仪是一种奇特的分子尺度,它使用强大的磁铁根据物质中每个分子的独特质量来识别。分子首先必须被赋予正电荷或负电荷(电离),这样磁铁才能检测到它们。该团队使用了一种称为基质辅助激光解吸电离(或谱技术这是该项目首次在21-T上使用),一次系统地蒸发、电离和测量一根头发宽的组织,每个组织包含数千个分子。通过这种方式,他们一点一点地收集测量数据,并用特殊软件将其转换成类似核磁共振成像的分子空间分布图。
“它马上就起作用了,”史密斯谈到这些实验时说。“这是一个非常令人愉快的惊喜。”
21-T,由国家磁实验室在2014年获得的资金爱游戏提现客服爱游戏提现客服国家科学基金会化学部被证明是一个非常敏感的量表。史密斯说:“我们现在能够分离分子量相差约3个电子的两个分子。”这大约是0.00179道尔顿(分子质量的单位),或者只是水分子的一小部分,水分子重18道尔顿。
唐·史密斯在创世界纪录的21特斯拉ICR磁铁旁。
史密斯补充说:“21-T使这个实验变得很容易。“使用其他质谱仪或低场质谱仪,这可能非常困难,甚至是不可能的。”
“这就是我们来到MagLab的原因,”Heeren说,“突破成像边界,看到原本隐藏的分子细节。”
21-T已被证明是一种非常多功能的仪器,实验室主任克里斯·亨德里克森说拥有设施也是这篇论文的合著者。“它所实现的实验涵盖了从医学生物学到新兴环境污染物的各个领域。”
史密斯说,这项技术可能成为健康研究的有力工具。目前,21-T常规用于检测复杂蛋白质和其他类型样品的分子组成。未来的MALDI实验不仅能揭示其中的分子,还能精确地揭示每个分子在组织样本中的位置。
癌症研究人员可以利用这项技术在分子水平上检查药物在病变组织中的确切位置和方式;另一位科学家可以研究生物体对暴露于污染物的反应。研究人员甚至可以将同种细胞的样本相互比较,以检测细微的分子差异。科学家们一直在申请在磁体上做实验,他们可以免费获得磁体,就这些和其他主题进行实验。
至于史密斯,他和他的团队(他正在招聘一名博士后助理,专注于高分辨率MALDI MSI,并获得了新的MALDI仪器)有大量的数据等待分析。
“我们基本上什么都试了一点,”史密斯谈到去年的实验时说。
这是两组数据,还有26组。
除了Smith, Heeren和Hendrickson,文章的贡献者还包括马斯特里赫特大学的Andrew Bowman(第一作者)和Shane Ellis以及国家MagLab的科学家Greg Blakney。爱游戏提现客服用于实验的MALDI仪器是在荷兰林堡省的支持下提供的。
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