Uma equipe de pesquisa da DGIST desenvolveu recentemente uma tecnologia para adquirir imagens de espectrometria de massa de alta resolução em tamanhos de micrômetro, amostras biológicas vivas sem pré-tratamento químico no ambiente geral de pressão atmosférica.

Esta conquista foi liderada pelo Professor Dae Won Moon e Dr. Jae Young Kim do departamento de Nova Biologia da DGIST. O sistema de imagem por espectrometria de massa é uma tecnologia para medir a quantidade de uma substância existente em uma determinada região à medida que ela adquire informações biomoleculares de tecidos e células. Ele também adquire a distribuição espacial de biomoléculas por meio da medição da massa de biomoléculas por meio da dessorção de biomoléculas de tecidos e células.

Os pesquisadores normalmente usam um sistema de dessorção por feixe de íons ou um método de dessorção a laser, no qual as amostras de biomoléculas são separadas em um estado de vácuo para obter imagens de espectrometria de massa de alta resolução. Contudo, a fim de analisar com precisão a amostra, colocando-a em uma câmara de vácuo, processos de pré-tratamento, como corte das amostras congeladas ou tratamento químico, eram necessários. No processo, efeitos colaterais ocorreram, como danos às amostras ou perda de informações moleculares.

Embora pesquisas sobre espectrometria de massa e métodos de imagem de espectrometria de massa no ambiente de pressão atmosférica tenham sido realizadas em todo o mundo, eles não foram aplicados diretamente na ciência biomédica e na medicina devido à limitação de desempenho das amostras biológicas ionizantes sob pressão atmosférica,

No estudo, a equipe de pesquisa usou um laser de femtossegundo para dessorver biomoléculas de amostras biológicas e um jato de plasma para ionizar biomoléculas e analisou a espectrometria de massa de amostras biológicas ao mesmo tempo. Além disso, os pesquisadores espalharam nanopartículas de ouro em uma amostra biológica, utilizando a endocitose de tecidos vivos, e alterou as propriedades de absorção de luz de amostras biológicas para que a dessorção de biomoléculas possa ocorrer facilmente com baixa potência do laser.

A fim de resolver problemas de engenharia que podem ocorrer durante a ionização por pressão atmosférica, eles adicionaram um dispositivo de transmissão de íons, uma lente de foco a laser, um estágio de digitalização 2-D, e um circuito de sincronização de sinal entre os dispositivos e completou o sistema.

Usando este sistema, cerca de 250 substâncias biomoléculas foram extraídas de seções de tecido do hipocampo do cérebro de camundongo, e imagens de espectrometria de massa com resolução de 3 μm ou menos foram obtidas a partir de 10 materiais de biomolécula. Além disso, secções de tecido adjacentes retiradas dos mesmos ratos foram usadas para determinar a eficácia da droga ao nível da biópsia.

Por meio das descobertas deste estudo, espera-se que a confiabilidade do desenvolvimento de novos medicamentos possa ser melhorada e o sacrifício de animais de laboratório possa ser reduzido usando um sistema de imagem de espectrometria de massa como uma tecnologia de triagem de drogas baseada em uma organização.

Professor Moon disse, "Você pode adquirir uma grande quantidade de informações de biomoléculas não danificadas de amostras biológicas com atividade metabólica. Ao mesmo tempo, você pode visualizá-lo em alta resolução. Portanto, esta tecnologia contribuirá significativamente para a pesquisa de biologia molecular. "Ele também acrescentou" Faremos mais estudos para ampliar a faixa de peso molecular que são detectáveis ​​na amostra e utilizá-los no campo do diagnóstico médico, como o desenvolvimento de novos exames de drogas e endoscopia de espectrometria de massa. "