p Todos nós já ouvimos, e visto, como uma imagem vale mais que mil palavras. Agora, em uma torção científica sobre esse ditado, pesquisadores do National High Magnetic Field Laboratory (National MagLab), sediada na Florida State University, estão criando imagens que pintam milhares de moléculas. p Usando um instrumento excepcionalmente poderoso, os cientistas refinaram uma técnica chamada imagem de espectrometria de massa (MSI), que traduz resmas de dados em imagens detalhadas da composição molecular de amostras biológicas. Trabalho deles, publicado esta semana em Química Analítica , apresenta imagens com resolução de massa tão alta que cada cor na imagem representa um tipo distinto de molécula.

p MSI não é novo. Por anos, os cientistas usaram a técnica para converter análises de espectrometria de massa da composição química de uma amostra em representações espaciais que mostram quais moléculas ocorrem e onde.

p O que é diferente agora, explicou o químico do National MagLab, Don Smith, autor correspondente do estudo, é a amplitude e a profundidade dos dados gerados com o espectrômetro de massa de ressonância cíclotron (ICR) de íon de 21 tesla, recorde mundial, chamado de "21-T" para breve. Tesla é uma unidade de força do campo magnético; um ímã de geladeira tem um campo de cerca de 0,01 tesla e um ímã de ressonância magnética de hospital típico tem um campo de 2 ou 3 teslas.

p O 21-T permite que imagens de espectrometria de massa se tornem ultra-alta definição, com muitos mais pixels compondo a imagem.

p "Gosto de pensar nisso como a maior quantidade de informações por pixel - quanta informação química podemos obter de cada pixel em um determinado período de tempo, "Smith disse." Estamos observando novas moléculas que nunca foram observadas, nunca foi resolvido em massa em tecido antes. "

p Ano passado, Smith se juntou a Ron Heeren do Maastricht MultiModal Molecular Imaging Institute da Maastricht University na Holanda. Com sua equipe, os cientistas realizaram experimentos de um mês no 21-T, examinando o tecido cerebral de ratos saudáveis. Em cada experimento de 24 horas, eles se concentraram em biomoléculas específicas. Nos dois conjuntos de dados examinados para o Química Analítica artigo, a equipe procurou por certos lipídios, uma classe de biomoléculas que executam funções críticas no corpo, inclusive nas membranas celulares.

p Os espectrômetros de massa são escalas moleculares sofisticadas que usam um ímã forte para identificar cada molécula em uma substância por sua massa única. As moléculas devem primeiro receber uma carga positiva ou negativa (ionizada) para que o ímã possa detectá-las. A equipe usou uma técnica chamada ionização de dessorção a laser assistida por matriz (ou MALDI), usado pela primeira vez no 21-T para este projeto com um instrumento especial enviado de Maastricht para Tallahassee. Com esta configuração, eles foram capazes de vaporizar metodicamente, ionizar e medir a largura de um fio de cabelo de cada vez, cada um contendo milhares de moléculas. Desta maneira, aos poucos, eles acumularam medições que um software especial converteu em um mapa do tipo ressonância magnética da distribuição espacial das moléculas.

p "Funcionou imediatamente, "disse Smith sobre os experimentos." Foi uma surpresa muito agradável.

p O 21-T, adquirido pelo National MagLab em 2014 com financiamento da Divisão de Química da National Science Foundation, provou uma escala incrivelmente sensível. Smith observou que os cientistas foram capazes de separar duas moléculas com uma diferença de peso molecular de cerca de três elétrons - cerca de 0,00179 daltons (a unidade de massa molecular) ou apenas uma pequena fração do peso de uma molécula de água.

p "Esta é a razão pela qual viemos para o MagLab, "Heeren disse, "para ultrapassar os limites da imagem e ver detalhes moleculares que, de outra forma, permaneceriam ocultos."

p O 21-T provou ser um instrumento extremamente versátil, disse Chris Hendrickson, diretor das instalações de ICR do laboratório e co-autor do artigo.

p "Os experimentos que possibilitou percorreram uma gama de biologia médica a contaminantes ambientais emergentes, " ele disse.

p Smith disse que essa técnica pode se tornar uma ferramenta poderosa para a pesquisa em saúde. Atualmente, o 21-T é rotineiramente usado para examinar a composição molecular de, entre outros tipos de amostras, proteínas complexas. Futuros experimentos MALDI podem revelar não apenas quais moléculas estão lá, mas precisamente onde em uma amostra de tecido cada um está localizado.

p Os pesquisadores do câncer podem usar a técnica para examinar, no nível molecular, exatamente onde e como um medicamento viaja através do tecido doente; outro cientista poderia estudar como um organismo responde à exposição a um poluente. Os pesquisadores podem até comparar exemplos do mesmo tipo de célula entre si para detectar diferenças moleculares sutis.

p Quanto a Smith, ele e sua equipe têm muito trabalho para eles, com muitos dados aguardando análise.

p "Nós basicamente tentamos um pouco de tudo, "disse Smith sobre os experimentos do ano passado.

p São dois conjuntos de dados, 26 para ir.

p Além de Smith, Heeren e Hendrickson, contribuidores para o artigo incluíram Andrew Bowman (primeiro autor) e Shane Ellis da Maastricht University e o cientista do National MagLab Greg Blakney. A instrumentação MALDI usada para os experimentos foi disponibilizada com o apoio da província holandesa de Limburg.