Nya tekniker för molekylär avbildning och karaktärisering
- Diarienummer
- ICA14-0044
- Start- och slutdatum
- 150901-190831
- Beviljat belopp
- 4 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Uppsala University
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Det huvudsakliga målet med det föreslagna projektet är att utveckla och etablera nya tekniker för masspektrometrisk analys av molekyler direkt från provytor och för kvantitiativ avbildande masspektrometri. Forskningens utgångspunkt kommer att vara nano-DESI (nanospray desorption electrospray ionization) där molekyler från provytan extraheras in i ett kontinuerligt flöde mellan två glaskapillärer. Teknikutvecklingen kommer att ske med innovativa tekniska lösningar för att möjliggöra kapillärelektrofores och derivatiseringar av molekyler direkt från provytan. Nano-DESI kommer dessutom att kopplas till moderna instrument med hög prestanda och användas för kvantitativ avbildande masspektrometri med appliktioner inom medicin och hälsa i samarbete med specialister inom området. Inom projektets tidsram förväntas de framtagna metodernas funktion bevisas och användas för komplicerade biologiska frågeställningar. Kvantitativ avbildning med nano-DESI är nydanande och förväntas leda till unika resultat inom lipidomik och metabolik i de studerade biologiska systemen. Resultat från projektet kommer att presenteras i vetenskapliga sammanhang vilket förväntas leda till framtida samarbeten inom kemi, biologi och medicin.
Populärvetenskaplig beskrivning
Forskningsprojektet kommer att använda en ny kvantitativ metod för avbildande masspektrometri som heter nano-DESI MSI (nanospray desorption electrospray ionization mass spectrometry imaging). Nano-DESI MSI använder två små glasrör som bara är 150 μm tjocka, att jämföras med ett hårstrå som är ungefär 80 μm tjockt. Det första röret tillför en vätska, som förenar de båda rören genom en liten droppe, medan det andra röret kontinuerligt suger vätska från droppen. När droppen nuddar en yta kommer molekyler från ytan att lösas upp och överföras till droppen. Därefter transporteras molekylerna i vätskan genom det andra röret till en masspektrometer för registrering. På detta sätt möjliggör tekniken avbildning av molekyler på en yta och producerar bilder av dessa. Forskningsprojekt kommer att framställa bilder av molekyler som har betydelse vid olika sjukdomstillstånd, såsom pseudoexfoliation i ögon, neuropatisk smärta och Parkinson´s sjukdom. Fördelarna med nano-DESI är att mängden av varje molekyl på ytan kan bestämmas och att prover kan analyseras direkt i lufttryck utan speciell provbehandling. Forskningsprojektet kommer även att utveckla metoder för säkrare identifiering av molekyler på provytan. Den första metoden kommer separera molekyler beroende på deras egenskaper direkt från provytan, vilket är världsunikt. Den andra metoden kommer att tillföra en reaktiv molekyl i vätskan och identifiera de molekyler som reagerar med den. Detta kommer ökar chansen att upptäcka molekyler som är särskilt intressanta. Nano-DESI kommer även kopplas ihop med unika masspektrometrar som är snabba, högupplösande och tillåter separation av molekyler beroende på deras 3D struktur. Metoderna i projektet ligger i forskningens absoluta framkant och kommer hjälpa forskarna att dra slutsatser om vilka molekylerna är, var de finns och hur mycket av dem som finns där. Detta krävde tidigare att flera analytiska metoder kombinerades. Nano-DESI MSI är unik i Sverige då den för tillfället är den enda teknik i Sverige som kan analysera molekyler på provytor utan att först behöva föra in provet i vakuum. Nano-DESI MSI kompletterar därför de tekniker för avbildande masspektrometri som finns i Sverige idag och kommer, tillsammans med de nya metoder som forskningsprojektet utvecklar, bli det ett enastående tillskott till svensk forskning.