質譜成像技術使臨床診斷更容易，更智能，分辨率可達3μm

　　韓國DGIST的生物學研究團隊最近開發出一種技術，該技術能夠在一般大氣壓環境中無需化學預處理即可獲得微米級活體生物樣品的高分辨率質譜成像。

　　這項技術由DGIST的生物系Dae Won Moon教授和Jae Young Kim博士共同研發。該研究展示了一種高分辨率質譜成像系統，這個系統能夠以幾微米的分辨率分析活體生物樣品。

左側Dae Won Moon教授，右側 Jae Young Kim博士

　　質譜成像系統是一種測量某個區域中存在多少物質的技術，因為它通過從組織中解吸生物分子來測量生物分子的質量，從而獲得組織和細胞的生物分子信息以及生物分子的空間分布。

　　研究人員通常使用離子束解吸系統或激光解吸方法在真空狀態下將生物分子樣品分離以獲得高分辨率質譜圖像。然而，為了通過將樣品置于真空室中以精確分析樣品，需要諸如切割冷凍樣品或化學處理的預處理過程。然而在此過程中，容易發生諸如損壞樣品或分子信息丟失的副作用。

　　盡管近10年來在世界范圍內對大氣壓力環境中的質譜和質譜成像方法進行了大量的研究，但由于電離生物樣品的性能限制，這些技術尚未直接應用于生物科學和醫學領域。

　　在該研究中，研究小組使用飛秒激光從生物樣品中解吸生物分子，用等離子體射流將電離生物分子解吸的同時使用質譜分析生物樣品。此外，研究人員通過利用活組織的內吞作用將金納米粒子均勻地擴散到生物樣品上，并改變了生物樣品的光吸收特性，從而使生物樣品低激光功率下容易發生生物分子解吸。

　　為了解決生物樣品在大氣壓電離質譜分析過程中可能出現的工程問題，他們在裝置之間增加了離子傳輸裝置，激光聚焦透鏡，2D掃描臺和信號同步電路，從而完善了這套系統。

　　通過使用該系統，研究團隊從小鼠腦的海馬組織切片中提取約250種生物分子物質，并從10種生物分子材料獲得分辨率為3μm或更小的質譜成像。此外，取自相同大鼠的相鄰組織切片用于確定藥物在活組織檢查水平的有效性。

　　通過本研究的結果，團隊預計通過使用這套質譜成像系統作為基于組織的藥物篩選技術，從而可以提高新藥開發的可靠性并且可以減少實驗動物的犧牲。

　　Moon教授說：“你可以從具有代謝活動的生物樣本中獲取大量未損壞的生物分子信息。同時，你可以在高分辨率條件下對其進行可視化研究。因此，這項技術將對分子生物學研究做出重大貢獻。”他還補充說：“我們將進行進一步研究以擴大樣品中可檢測的分子量范圍，并將其用于醫學診斷領域，如開發新藥篩選和質譜內窺鏡檢查。”