Cellen zijn de fundamentele bouwstenen van het leven - en, als zodanig, ze zijn het voorwerp van intensief onderzoek geweest sinds de uitvinding van de optische microscoop in de 17e eeuw. De ontwikkeling van methoden voor massaspectrometrie (MS), methoden die de chemische samenstelling van cellen bepalen, vormt een nieuwe mijlpaal voor onderzoek op het gebied van celbiologie. In het laatste nummer van het tijdschrift Natuurmethoden , de werkgroep onder leiding van prof. Klaus Dreisewerd en dr. Jens Soltwisch van het Instituut voor Hygiëne van de Universiteit van Münster presenteert een methode die de ruimtelijke resolutie van MALDI-massaspectrometrie met ongeveer een duizendste van een millimeter heeft verbeterd.

MALDI staat voor matrix-assisted laser desorptie/ionisatie. Het bijzondere aan de technologie die de onderzoekers t-MALDI-2 hebben genoemd (waarbij 't' staat voor transmissiemodus) is het gebruik van twee speciaal aangepaste lasers:een ervan genereert een bijzonder kleine focus op het verwijderde materiaal, terwijl de andere de noodzakelijke signaalversterking voor veel biomoleculen produceert tot verschillende groottes, bijvoorbeeld, voor vetoplosbare vitamines zoals vitamine D, cholesterol of medicatie toegediend. Informatie over hun precieze verdeling in cellen en weefsels kan, onder andere, helpen om ziekte- en ontstekingsprocessen beter te begrijpen en nieuwe strategieën voor de behandeling ervan te laten zien.

MALDI MS-methoden definiëren de aard en de samenstelling van moleculen op basis van hun karakteristieke massa, d.w.z. van hun "molecuulgewicht". Dit maakt het mogelijk om een ​​door de laser bestraald monster te nemen, bijvoorbeeld een dun stukje weefsel verkregen uit een biopsie - en definieer tegelijkertijd vaak tientallen, zelfs honderden, van verschillende biomoleculen in één enkele meting. Echter, tot nu toe lag de resolutie van massaspectrometriebeeldvorming ver onder die van klassieke optische microscopie. Als gevolg van de introductie van de nieuwe t-MALDI-2-technologie, het is gelukt om deze kloof merkbaar te verkleinen

"De beslissende verbetering die onze methode biedt, in vergelijking met gevestigde MALDI-beeldvormingsmethoden, is gebaseerd op de combinatie en uitbreiding van twee technische methoden die eerder in gebruik waren, " legt Dr. Marcel Niehaus uit, een van de twee hoofdauteurs van het onderzoek. "Voor een ding, in de transmissiegeometrie bestralen we onze monsters op de achterkant. Hierdoor kunnen we hoogwaardige microscooplenzen heel dicht bij het monster plaatsen, waardoor de grootte van de laserpunt wordt verkleind. Dit is anders dan mogelijk is, om geometrische redenen, in standaardmethoden, waarbij de monsters worden bestraald vanuit de richting van de massa-analysator." in de minuscule gebieden van het monster die door de laser worden verwijderd, er is slechts een zeer kleine hoeveelheid materiaal beschikbaar voor de daaropvolgende MS-meting. De tweede beslissende stap was daarom het gebruik van een methode (genaamd MALDI-2) die de onderzoekers in 2015 al in de wetenschappelijke wereld hadden geïntroduceerd in de Wetenschap logboek. Het effect is dat de zogenaamde post-ionisatielaser een verhoogde overdracht van de aanvankelijk ongeladen moleculen naar een ionische vorm veroorzaakt. Alleen als de moleculen een positieve of negatieve lading hebben, zijn ze zichtbaar voor de massa-analysator.

In hun studie hebben de onderzoekers demonstreren de mogelijkheden die hun technologie biedt, het nemen van de fijne structuren in het cerebellum van een muis en het gebruik van niercelculturen. "Onze methode zou het toekomstige begrip van veel processen in het lichaam op moleculair niveau kunnen verbeteren, " zegt prof. Dreisewerd. "Ook, gevestigde methoden van optische microscopie, bijvoorbeeld fluorescentiemicroscopie - kan worden samengevoegd met massaspectrometriebeeldvorming in een 'multimodaal' instrument, " hij voegt toe, met het oog op de toekomst.