化學物質在細胞中是如何分布的？中國科學家開發(fā)了一種組合質譜和生物成像設備，可以直接和無標記地檢測生物細胞中的化學物質，并進行高分辨率制圖。正如他們發(fā)表在《Angewandte Chemie》雜志上的論文所證明的那樣，基于來自分子的質量信號，可以直接觀察到消毒劑proflavine在細胞器周圍的分布和積累。
超微光學方法，如STED顯微鏡和PALM顯微鏡，是以分子分辨率識別基因表達和定位細胞內分子的成熟技術。然而，這些是間接方法，通常監(jiān)測染料與目標分子結合時產生的熒光。
識別分子的直接方法是質譜，它檢測已經從表面解吸并被激光束電離的分子的化學質量。然而，當結合高分辨率成像過程時，質譜產生固有的衍射問題。此外，生物細胞通常表面粗糙，會產生信號偽像?？紤]到所有這些挑戰(zhàn)，中國廈門大學的杭煒和他的同事們現在已經建造了一個飛行時間質譜儀，其解吸電離成像方法可以解釋生物細胞的特殊表面條件和這種系統(tǒng)所需的高分辨率。
他們開發(fā)了一種被稱為“近場解吸位置飛行時間質譜儀”(NDPI-飛行時間質譜儀)的精密設備，并利用它來檢測和繪制HELA細胞中的化學分子——人類細胞系和細胞生物學的主力軍。將干燥的細胞放在臺上，通過蝕刻十分之幾微米大小的凹坑，用超精密激光掃描表面。解吸的分子被另一束激光束電離，然后在質譜儀中鑒定。
正如作者所指出的，這種方法的優(yōu)點是可以在采集樣本的同時對細胞進行成像，從而實現“化學和地形成像在單個細胞中共同配準”。事實上，他們的三維重建圖像顯示了添加到細胞中的藥物proflavine的信號，就在預期的位置：細胞質中和細胞器周圍。收集三維信息，解釋表面不平。
杭說，與現有的質譜成像技術相比，這種結合掃描探針顯微鏡和質譜的“混合技術”能夠“提供具有高分辨率化學作圖的不規(guī)則表面”。鑒于裝置的緊湊性，作者建議應在不同的質譜成像裝置中實施，但特別是當涉及生物樣品時。
然而，仍然需要一些微調。盡管第一次測試表明化學作圖在亞微米級是可能的，但作者的目標是進一步縮小規(guī)模并改善細胞的加工條件。這將為生物細胞中藥物分子的直接和無標記化學作圖奠定基礎。
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