Forskningsprojekt i Lanekoffs grupp
Vi arbetar med flera projekt där vi utvecklar masspekrometriska tekniker för att detektera, karakterisera och kvantifiera de kemiska beståndsdelarna i olika komplexa prover. Vår strategi är att koppla samman provtagningssteget med olika separations- och analystekniker. Genom att systematiskt flytta provtagningsproben över provet, exempelvis ett tunt vävnadssnitt, kan vi skapa en bild hur förekomsten av olika molekyler skiljer sig mellan olika delar av provet. Vi är alltså inte bara intresserade av vad som finns i provet, utan också var de olika beståndsdelarna finns. Utmaningen ligger i att designa små provtagningsprober för att kunna ta prov med hög precision från mycket små områden och därmed få en hög spatial upplösning på våra bilder samt att öka känsligheten i de analysmetoder vi använder så att de fungerar för den minimala mängd provmaterial som dessa små prober genererar. Våra framsteg inom detta område har lett till att vi nu även har börjat utveckla metoder för att studera enskilda celler.
Nano-DESI
Nanospray desorption electrospray ionization, nano-DESI, är en metod för ytavbildande masspektrometri. Metoden bygger på lokaliserad desorption av molekyler med hjälp av vätske-extraktion. En tunn stråle lösningsmedel flödar över ytan på en bestämd punkt där molekyler extraheras från provet till lösningsmedlet. Lösningsmedelsstrålen transporterar sedan molekylerna till masspektrometern för jonisering och detektion. Jonbilder som visar distributionen av en specifik molekyl över ytan skapas genom att provet sakta rörs under nano-DESI proben samtidigt som joner detekteras från särskilda ställen.
Vi jobbar med att utveckla nano-DESI och modifiera lösningsmedlet för att åstadkomma ett kvantitativt system med hög känslighet och flexibilitet för att avbilda tunna vävnadssnitt.
Schematisk figur och foto av nano-DESI, ett masspektrum av fosfolipidregionen och jonbilder som visar förekomsten av två fosfolipider i hjärnvävnad.
SS-CE-MS
Förkortningen SS-CE-MS kommer från engelskans surface sampling capillary electrophoresis mass spectrometry, vilket kan översättas till masspektrometrisk ytprovtagningskapillärelektrofores på svenska. Metoden har uppfunnits och vidareutvecklas nu i vår forskargrupp. SS-CE-MS är ett system för provtagning från en biologisk yta där molekylerna direkt förs in i en elektroforeskapillär för separation med efterföljande jonisering och masspektrometrisk detektion. Detta tillvägagångssätt kräver ingen förbehandling av provet och möjliggör spatial analys av molekyler i tunna vävnadssnitt.
Schematisk figur och foto av SS-CE-MS, samt ett elektroferrogram av metaboliter i gråhjärnvävnad.
Molekylär karakterisering
Molekylär karaktärisering med masspektrometri innefattar användning av högupplöst data med stor noggrannhet. Vi jobbar med att utvidga detta tillvägagångssätt genom att använda sekventiell masspektrometri (MSn) tillsammans med kemiska reaktioner och datamodellering för att urskilja isomerer och isobarer utan tidsödande separationssteg.
MSn spektra av isomererna vaccensyra och oleinsyra, optisk bild och jonbild av deras relativa distribution i hjärnvävnad.
Analys av enskilda celler
Kemisk analys av enskilda celler är en analytisk utmaning eftersom mängden provmaterial är så begränsad men har stora fördelar genom att kunna avslöja cellulär heterogenitet vid hälsa och sjukdomstillstånd. Vi utvecklar masspektrometriska tekniker för kemisk analys av enskilda celler.
Masspektrum från en enskild cell, valda metaboliter och lipider är angivna.