Realtidsövervakning av dynamiken i endogena molekyler i organismer är en viktig aspekt vid studier av sjukdomar. Dock, denna process är svår på grund av frågor som känslighet, upplösning, och invasivitet. Denna utmaning har blivit en viktig motivation för utvecklingen av nya effektiva verktyg för realtidsövervakning av intresseanalytiker.

I deras senaste studie, ett team av Nagoya University-centrerade forskare har framgångsrikt hittat ett nytt tillvägagångssätt för in vivo övervakning av metaboliter i realtid med hjälp av en kombination av sondelektrosprayjonisering (PESI), en unik teknik för omgivande jonisering, och tandemmasspektrometri (MS/MS), en teknik för finare karakterisering av endogena metaboliter inom ett prov av intresse, särskilt när metaboliterna inte kan identifieras av enstaka MS. Teamet rapporterade sin studie i Analytisk kemi .

"Medan den tunna sondnålen i PESI möjliggör direkt provtagning med subcellulär nivå invasivitet, och kombinerad användning av PESI och enstaka masspektrometri (PESI/MS) har tillämpats för direkt analys av målföreningar, PESI/MS saknar selektivitet eftersom PESI inte har kromatografisk separationsegenskap, "säger den första författaren till studien Yumi Hayashi." Därför, Kombinationsanvändning med en specifik detektor som MS/MS måste undersökas för tillförlitlig identifiering av metaboliter. "

Det nya analytiska systemet som utvecklats av teamet består av ett fritt rörligt stadium och en unik sondelektrosprayjoniserings-tandem-masspektrometerenhet, som använder en extremt tunn fast nål (med en spetsdiameter på cirka 700 nm) för direkt provtagning och jonisering. Systemet övervakade framgångsrikt åtta hjärnmetaboliter relaterade till central energimetabolism i en isofluranbedövad mus i realtid med ett 20 sekunders intervall. I synnerhet, varken anmärkningsvärd traumatisk skada eller ödem observerades på hjärnans yta, undersökts 3 timmar efter in vivo realtidsövervakning.

För att ytterligare validera systemet, laget applicerade det på cannabinoid typ-1-receptoragonist (CB ₁ R-agonist) administrerade och kontrollerade mösshjärnor, och lyckades fånga dynamiken i energimetabolismen. CB ₁ R-agonist har visat sig minska matintaget och reglera kroppsviktökning.

"Den demonstrerade förmågan hos det nya PESI/MS/MS -systemet gör det till ett lovande verktyg för analys av neurodegenerativa sjukdomar, som Alzheimers sjukdom. Vi kan också använda den för att analysera andra vävnader som lever och njure, föreslår en omfattande tillämpning av det nuvarande systemet, "säger motsvarande författare Kei Zaitsu." Med hjälp av detta system, vi tror att ett nytt forskningsfält som kallas 'realtidsmetabolomik' kan utforskas och utökas. "