Un equipo de investigación de la DGIST ha desarrollado recientemente una tecnología para adquirir imágenes de espectrometría de masas de alta resolución en micrómetros de tamaño, muestras biológicas vivas sin pretratamiento químico en el entorno de presión atmosférica general.

Este logro ha sido dirigido por el profesor Dae Won Moon y el Dr. Jae Young Kim del departamento de Nueva Biología de DGIST. El sistema de imágenes por espectrometría de masas es una tecnología para medir la cantidad de sustancia que existe en una determinada región a medida que adquiere información biomolecular de tejidos y células. También adquiere la distribución espacial de biomoléculas a través de la medición de la masa de biomoléculas desorbiendo biomoléculas de tejidos y células.

Los investigadores suelen utilizar un sistema de desorción por haz de iones o un método de desorción por láser en el que las muestras de biomoléculas se separan en un estado de vacío para obtener imágenes espectrométricas de masas de alta resolución. Sin embargo, para analizar con precisión la muestra colocándola en una cámara de vacío, Se requirieron procesos de pretratamiento como el corte de las muestras congeladas o el tratamiento químico. En el proceso, se produjeron efectos secundarios, como dañar las muestras o perder información molecular.

Aunque se han realizado investigaciones en todo el mundo sobre espectrometría de masas y métodos de obtención de imágenes por espectrometría de masas en el entorno de presión atmosférica, no se han aplicado directamente en la ciencia biomédica y la medicina debido a la limitación del rendimiento de las muestras biológicas ionizantes a presión atmosférica,

En el estudio, El equipo de investigación utilizó un láser de femtosegundos para desorber biomoléculas de muestras biológicas y un chorro de plasma para ionizar biomoléculas y analizó la espectrometría de masas de muestras biológicas al mismo tiempo. Es más, los investigadores esparcieron nanopartículas de oro en una muestra biológica utilizando la endocitosis de tejidos vivos, y cambió las propiedades de absorción de luz de las muestras biológicas para que la desorción de biomoléculas pueda ocurrir fácilmente con una potencia láser baja.

Para resolver los problemas de ingeniería que pueden ocurrir durante la ionización a presión atmosférica, agregaron un dispositivo de transmisión de iones, una lente de enfoque láser, una etapa de escaneo 2-D, y un circuito de sincronización de señales entre dispositivos y completó el sistema.

Usando este sistema, Aproximadamente 250 sustancias biomoléculas se extrajeron de secciones de tejido hipocampal del cerebro de ratón, y se obtuvieron imágenes de espectrometría de masas con una resolución de 3 µm o menos a partir de 10 materiales de biomoléculas. Además, Se utilizaron secciones de tejido adyacentes tomadas de las mismas ratas para determinar la eficacia del fármaco a nivel de biopsia.

A través de los hallazgos de este estudio, Se espera que se pueda mejorar la fiabilidad del desarrollo de nuevos fármacos y se pueda reducir el sacrificio de animales de laboratorio mediante el uso de un sistema de imágenes por espectrometría de masas como tecnología de detección de fármacos basada en la organización.

El profesor Moon dijo:"Puede adquirir una gran cantidad de información de biomoléculas sin daños a partir de muestras biológicas que tienen actividad metabólica. Al mismo tiempo, puedes visualizarlo en alta resolución. Por lo tanto, esta tecnología contribuirá significativamente a la investigación en biología molecular ". También agregó" Realizaremos más estudios para ampliar el rango de peso molecular que son detectables en la muestra y utilizarlos en el campo del diagnóstico médico, como el desarrollo de nuevas pruebas de detección de drogas y endoscopia por espectrometría de masas ".