Kredit:Skolkovo Institute of Science and Technology
Skoltech-forskare har föreslagit en masspektrometrisk avbildningsmetod (MSI) som utnyttjar de unika egenskaperna hos människans syn. Forskningen publicerades i tidskriften Analytisk kemi .
Högupplöst masspektrometri är en analytisk teknik som noggrant mäter mass-till-laddning-förhållandet (m/z) för joner, produceras av molekyler genom en joniseringsprocess, och jonsignalintensiteten (det relativa antalet joner). Dessa mätningar gör det möjligt att bestämma molekylernas vikt och struktur, (genom att fragmentera dem), därigenom identifiera olika föreningar, som proteiner, lipider, metaboliter, peptider, läkemedelskomponenter, och liknande. MSI tillhandahåller information om den rumsliga fördelningen av molekyler i vävnader genom att utföra masspektrometrianalys av joner med hjälp av lokal laserjonisering av molekyler vid varje punkt i provet (till exempel, ett tumörsnitt).
Att tolka MSI-data är en ganska utmaning. Man kan börja med att avbilda fördelningen av molekyler över vävnadssektionens yta och skapa en fullfärgsbild där varje färg representerar en punkt med liknande jonsammansättning. Så tusentals joner med motsvarande intensiteter vid varje punkt bör representeras av bara tre numeriska värden som återspeglar MSI-data i största möjliga utsträckning och är korrelerade med en 3-D-färgrymd för att möjliggöra ytterligare analys av en forskare.
"Det är viktigt att få fram så mycket information från bilden som möjligt, med hänsyn till de verkliga egenskaperna hos människans syn, såsom icke-linjäritet och väsentligt olika känslighet för förändringar i ljusstyrka och färg. Även om teorin om färguppfattning har studerats sedan första hälften av 1900-talet, experter saknar fortfarande allmänt accepterade matematiska modeller som exakt förklarar alla kända egenskaper hos mänsklig syn, "Anastasia Sarycheva, huvudförfattaren och en Skoltech Ph.D. studerande, förklarar.
Forskare från Skoltech Center for Computational and Data-Intensive Science and Engineering (CDISE) och A.A. Kharkevich Institute for Information Transmission Problems of RAS har föreslagit en ny MSI-metod som utnyttjar teorin om mänsklig färguppfattning och är jämförbar med befintliga tekniker i detaljnivå. Den nya metoden bevarar gränser och gradienter när regioner med liknande jonsammansättning överlagras. Således, den resulterande bilden är mer tolkningsbar än i andra MSI-visualiseringstekniker. Metoden har testats på både simulerade och experimentella data som erhållits av forskare från Skoltech Mass Spectrometry Laboratory tillsammans med biologer från Skoltech Center for Neurobiology and Brain Restoration (CNBR).