Real-time monitoring van de dynamiek van endogene moleculen in organismen is een belangrijk aspect in de studie van ziekten. Echter, dit proces is moeilijk vanwege zaken als gevoeligheid, oplossing, en invasiviteit. Deze uitdaging is een belangrijke motivatie geworden voor de ontwikkeling van nieuwe effectieve tools voor realtime monitoring van analyten van belang.

In hun laatste onderzoek, een team van op de Universiteit van Nagoya gecentreerde onderzoekers heeft met succes een nieuwe benadering gevonden voor in vivo realtime monitoring van metabolieten met behulp van een combinatie van sonde-elektrospray-ionisatie (PESI), een unieke ambient ionisatietechniek, en tandemmassaspectrometrie (MS/MS), een techniek voor fijnere karakterisering van endogene metabolieten binnen een monster van belang, vooral wanneer de metabolieten niet kunnen worden geïdentificeerd door een enkele MS. Het team rapporteerde zijn onderzoek in Analytische scheikunde .

"Terwijl de dunne sonde-naald in PESI directe bemonstering mogelijk maakt met invasiviteit op subcellulair niveau, en gecombineerd gebruik van PESI en enkelvoudige massaspectrometrie (PESI/MS) is toegepast op directe analyse van doelverbindingen, PESI/MS mist selectiviteit omdat PESI geen chromatografische scheidingseigenschap bezit, " studie co-eerste auteur Yumi Hayashi zegt. "Daarom, combinatiegebruik met een specifieke detector zoals MS/MS moet worden onderzocht voor een betrouwbare identificatie van metabolieten."

Het nieuwe analytische systeem dat door het team is ontwikkeld, bestaat uit een vrij beweegbaar platform en een unieke sonde-elektrospray-ionisatie-tandem massaspectrometer-eenheid, die een extreem dunne massieve naald (met een tipdiameter van ongeveer 700 nm) gebruikt voor directe bemonstering en ionisatie. Het systeem heeft in een met isofluraan verdoofde muis in realtime met een interval van 20 seconden met succes acht metabolieten van de hersenen gecontroleerd die verband houden met het centrale energiemetabolisme. Opmerkelijk, noch opmerkelijk traumatisch letsel noch oedeem werd waargenomen op het hersenoppervlak, onderzocht 3 uur na in vivo real-time monitoring.

Om het systeem verder te valideren, het team paste het toe op cannabinoïde type-1-receptoragonist (CB ₁ R-agonist) toegediende en controle muizenhersenen, en slaagde erin de dynamiek van het energiemetabolisme vast te leggen. CB ₁ Van R-agonist is aangetoond dat het de voedselinname vermindert en de toename van het lichaamsgewicht reguleert.

"De aangetoonde mogelijkheden van het nieuwe PESI/MS/MS-systeem maken het een veelbelovend hulpmiddel voor de analyse van neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer. We kunnen het ook gebruiken om andere weefsels te analyseren, zoals lever en nieren, suggereert een brede toepasbaarheid van het huidige systeem, " zegt de corresponderende auteur Kei Zaitsu. "Door dit systeem te gebruiken, we geloven dat een nieuw onderzoeksveld genaamd 'real-time metabolomics' kan worden verkend en uitgebreid."