¿Cómo se distribuyen los productos químicos en una célula? Los científicos chinos han desarrollado un dispositivo combinado de espectrometría de masas e imágenes biológicas que permite detección sin etiquetas, y mapeo de alta resolución de sustancias químicas dentro de una célula biológica. Como se demostró en su publicación en la revista Angewandte Chemie , la distribución y acumulación del desinfectante proflavina alrededor de los orgánulos celulares podría visualizarse directamente, basado en la señal de masa de la molécula.

Métodos ópticos ultrafinos, como microscopía STED y PALM, son técnicas bien establecidas para identificar la expresión génica y localizar moléculas en compartimentos celulares en resoluciones moleculares. Pero estos son métodos indirectos, que generalmente controlan la fluorescencia generada cuando un tinte se une a las moléculas diana.

Un método directo para identificar moléculas es la espectrometría de masas, que detecta la masa química de una molécula que ha sido desorbida de una superficie e ionizada por un rayo láser. Sin embargo, La espectrometría de masas plantea problemas de difracción inherentes cuando se combina con procesos de obtención de imágenes de alta resolución. Además, las células biológicas suelen tener superficies rugosas, que dan lugar a artefactos de señal. Considerando todos estos desafíos, Wei Hang y colegas de la Universidad de Xiamen, Xiamen, Porcelana, ahora han construido un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo con un método de imágenes de desorción-ionización que tiene en cuenta tanto las condiciones especiales de la superficie de las células biológicas como la alta resolución exigida en tal sistema.

Desarrollaron una configuración elaborada llamada "espectrómetro de masas de tiempo de vuelo de posicionamiento de desorción de campo cercano" (NDPI-TOFMS) y lo usaron para detectar y mapear moléculas químicas en las células HELA, una línea celular humana y un caballo de batalla en biología celular. Las células secas se colocaron en un escenario y un láser ultrapreciso escaneó la superficie grabando cráteres de unas pocas décimas de micrómetro de tamaño. Las moléculas desorbidas fueron ionizadas por otro rayo láser y luego identificadas en el espectrómetro de masas.

Como señalaron los autores, la ventaja de este método es que las células se pueden obtener al mismo tiempo que la adquisición de la muestra, permitiendo así "imágenes químicas y topográficas co-registradas dentro de una célula individual". En efecto, sus imágenes reconstruidas en 3-D revelaron las señales de proflavina, una droga que se agregó a las células, exactamente donde se esperaban:en el citoplasma y alrededor de los orgánulos. La información tridimensional se recopiló para tener en cuenta la superficie irregular.

En contraste con las técnicas de imágenes de espectrometría de masas disponibles, esta "técnica híbrida, "que combinó la microscopía de sonda de barrido y la espectrometría de masas" proporciona un mapeo químico de alta resolución sin distorsiones de superficies irregulares, "dice Hang. Dada la naturaleza compacta del dispositivo, los autores recomiendan su implementación en diversas configuraciones de imágenes de espectrometría de masas, pero especialmente cuando se trata de muestras biológicas.

Sin embargo, todavía es necesario realizar algunos ajustes. Aunque esta primera prueba mostró que el mapeo químico era posible en la escala submicrométrica, los autores pretenden ir más abajo en la escala y, además, mejorar las condiciones de procesamiento de las células. Esto prepararía el escenario para directo, mapeo químico sin etiquetas de moléculas de fármacos dentro de células biológicas.