МИКРОСКОП И МАСС-СПЕКТРОМЕТР В ОДНОМ КОРПУСЕ

МИКРОСКОП И МАСС-СПЕКТРОМЕТР В ОДНОМ КОРПУСЕ

Инструмент, который бы сочетал в себе возможности микроскопии и химического анализа с хорошим разрешением, мог бы оказаться полезным для многих областей исследования, включая химию и науки о материалах, разработку фармакологически активных препаратов и изучение заболеваний различной природы.

Исследователи из Национальной лаборатории Оак Ридж в США разработали гибридное аналитическое устройство, сочетающее в себе оптический микроскоп и масс-спектрометрическую систему анализа. Новому прибору для работы не требуется экзотических условий и предварительной обработки образцов, он может анализировать химические образцы с субмикронным разрешением.

Рисунок из Analytical Chemistry, 2015; 87 (21): 11113

Как отмечает один из руководителей проекта, Ван Беркель (Van Berkel), информация о взаимодействии материалов, происходящая на контакте различных фаз, бывает необходима для разработки новых и модификации уже известных функциональных материалов, которые важны для экспериментов в таких областях, как, например, органические фотогальванические элементы, применяющиеся для конверсии солнечной энергии. Помимо прочего, новый инструмент можно использовать для лучшего понимания химических основ фундаментальных биологических процессов, к которым, например, относятся направленная доставка лекарственных препаратов, прогресс заболеваний и отклик организма на различные виды терапии.

Гибридный инструмент может переносить небольшие количества изучаемого материала, например – ткани человека или органического полимера, из анализируемого образца с помощью процесса лазерной абляции (процесса быстрого плавления и испарения материала мишени под действием высокоэнергетического лазерного излучения, с последующим стехиометрическим переносом материала от мишени к подложке в вакууме). В данном случае лазерная абляция позволяет переносить материал в ионизирующую камеру масс-спектрометра. Вся процедура анализа занимает всего лишь несколько секунд, по прошествии которых полученные результаты отображаются на дисплее компьютера или заносятся в его память.

Исследователи отмечают, что менее чем микронное разрешение важно для точной дифференциации и распознавания различных типов полимеров и субкомпонентов клеток, сравнимых по размеру.

Известно, что современная масс-спектрометрия еще не может полноценно решать задачи всестороннего получения молекулярной информации для различных типов соединений молекулярной (и не только) природы – синтетических полимеров, материалов, из которых изготавливают светопоглощающие и светоизлучающие устройства, а также биополимеров, входящих в состав растительных (целлюлоза и лигноцеллюлозные комплексы) и животных (белки) тканей.

Новая технология позволяет обеспечить детальный анализ таких сложных для классической масс-спектрометрии систем, и помогает этому совмещение оптической микроскопии и системы электрораспылительной ионизации для масс-спектрометрии.

Источник: Analytical Chemistry, 2015; 87 (21): 11113; DOI: 10.1021/acs.analchem.5b03293