新的成像技术使诊断变得更简单,更智能

新的成像技术使诊断变得更简单,更智能

发布时间:2018-05-17    浏览量:26

高分辨率大气压力质谱成像系统。大邱庆北理工大学(DGIST)

DGIST的一个研究小组最近开发了一种技术,该技术能够在一般大气压力环境下获得高分辨率的质量分析成像微米尺寸的活生物样品而无需化学预处理。新开发的质谱成像系统可分辨3μm分辨率的大气压环境中的活体生物样品,并可应用于分子生物学和医学诊断领域。 / em

这一成就得到了DGIST新生物系的Dae Won Moon教授和Jae Young Kim博士的领导。该研究展示了一种高分辨率质谱成像系统,能够以几微米(㎛)的分辨率分析活体生物样品。

质谱成像系统是一种技术,用于通过从组织和细胞中解吸生物分子来测量生物分子的质量,从而测量某个区域中存在多少物质,因为它获取组织和细胞的生物分子信息以及生物分子的空间分布,细胞。

研究人员通常使用离子束解吸系统或激光解吸方法,其中生物分子样品在真空状态下分离,以获得高分辨率质谱图像。然而,为了准确地将样品放置在真空室中进行分析,需要预处理过程,例如切割冷冻样品或化学处理。在此过程中,会出现副作用,例如损坏样品或丢失分子信息。

虽然过去10年来在全球范围内进行了大气压环境下的质谱和质谱成像方法的研究,但由于电离生物样品的性能限制,它们尚未直接应用于生物医学科学和医学领域气压。

在这项研究中,研究团队使用飞秒激光解吸生物样品中的生物分子和等离子体射流来电离生物分子,并同时分析生物样品的质谱。此外,研究人员通过利用活组织的内吞作用将金纳米粒子同样散布在生物样品上,并改变了生物样品的光吸收特性,使得在低激光功率下容易发生生物分子解吸。

为了解决生物样品大气压电离质谱分析过程中可能出现的工程问题,在装置之间增加了离子传输装置,激光聚焦透镜,2D扫描台和信号同步电路,并完成了该系统。

使用该系统,从小鼠脑的海马组织切片中提取约250种生物分子物质,并且从10种生物分子材料获得分辨率为3μm或更小的质谱成像。另外,使用来自相同大鼠的相邻组织切片来确定活检水平上药物的有效性。

通过本研究的发现,预计新药开发的可靠性可以得到改善,实验动物的牺牲可以通过使用质谱成像系统作为基于组织的药物筛选技术来降低。

Moon教授表示:“您可以从具有代谢活性的生物样本中获取大量完好无损的生物分子信息。与此同时,您可以以高分辨率对其进行可视化。因此,这项技术将对分子生物学研究作出重大贡献。“他还补充说:”我们将进一步开展研究,以扩大样本中可检测的分子量范围,并将其用于医学诊断领域,如开发新药筛查和质谱内窥镜检查。“

本研究于12月13日在国际期刊“自然”的姊妹刊物“自然通讯”的在线版上发表。该研究与韩国大学Dong-Kwon Lim教授和Ji教授研究团队合作 - 忠南大学公园。

出版物:Jae Young Kim等人,“具有亚细胞空间分辨率的活海马组织切片的大气压力质谱成像”,Nature Communications 8,文章编号:2113(2017)doi:10.1038 / s41467-017-02216-6

来源:DGIST

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