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Imaging MS

Die bildgebende Massenspektrometrie auf dem Vormarsch

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Bildgebende Massenspektrometrie – Vielseitige Anwendungen

Mögliche Einsatzgebiete für das IM Scope Trio sind vielseitig – etwa die Analyse von Biomarkern, Wirkstoffen und deren Metaboliten in Geweben, Verteilung von Inhaltsstoffen in Nahrungsmitteln und Pflanzen oder auch die Analyse von Mikrodefekten oder geringsten Kontaminationen in synthetischen Materialien. Generell steht die Forschung & Entwicklung im Fokus des Systems.

Ein Beispiel für den zusätzlichen Informationsgehalt, den der Vergleich des optischen Bildes mit dem MS-Bild bringt, liefert folgende Betrachtung: Untersucht wurde ein Schnitt durch die Leber einer Ratte, die mit Quercetin behandelt wurde, einem sekundären Inhaltsstoff in vielen Nutzpflanzen, der auch im menschlichen Körper gesundheitsfördernd wirkt. Zeigt das MS-Bild (s. Abb. 5 A, online) alleine eine scheinbar zufällige, gleichmäßige Verteilung des Quercetins über die gesamte Probe, so lässt sich nach der Überlagerung mit der Mikroskopaufnahme (s. Abb. 5 B, online) bereits erkennen, wie die Lokalisation des Moleküls mit den Strukturen innerhalb des untersuchten Lebergewebes korreliert. Vergrößert man das überlagerte Bild (s. Abb. 5 C, online) ist eindeutig, dass alle detektierten Quercetin-Moleküle ausschließlich zwischen den Zellen oder an den Zellwänden lokalisiert sind und nicht im Zellinneren.

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Stattdessen einen größeren Laserstrahldurchmesser einzusetzen, hätte in diesem Fall zum Verlust der räumlichen Informationen über die Lokalisierung des Quercetins im Zellverbund geführt und die präzise räumliche Zuordnung zum Intrazellularraum bzw. den Zellmembranen wäre nicht mehr möglich gewesen.

Auflösung individuell wählen

Abhängig vom Untersuchungsobjekt ist eine mittlere oder hohe Ortsauflösung notwendig. Reicht eine mittlere Auflösung aus, um die Lokalisierung innerhalb größerer Gewebestrukturen zu untersuchen, so erfordert die Lokalisierung auf zellularer Ebene eine möglichst hohe Auflösung. Diese Technik ist zum Beispiel hilfreich, um die Verteilung von Medikamenten in Mikrostrukturen oder auch die Akkumulation ihrer Metabolite zu untersuchen.

Für die Untersuchung verschiedener Lipide aus der Netzhaut (Retina) des Auges wurde daher eine hohe Auflösung von 10 µm gewählt. Das retinale Pigmentepithel, das die innere und äußere Retina voneinander trennt, zeigt sich als dunkles Band auf der mikroskopischen Aufnahme (s. Abb. 3). MS-Bilder (s. Abb. 3) von zwei verschiedenen Lipiden (m/z = 798,54 und m/z = 872,61) wurden in mehreren Auflösungen aufgenommen (10 µm, 20 µm, 50 µm und 100 µm). Lediglich eine Auflösung von mindestens 10 µm lässt den Umriss des retinalen Pigmentepithels erkennen, der bei geringeren Auflösungen verloren geht.

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