Новости химической науки > Слежение за биоактивными веществами без введения меток

Исследователи из США разработали метод отслеживания молекул в живых клетках, не требующий введения объемных заместителей или окрашивания образца.

Новый подход может найти широкое применение для решения таких биомедицинских задач, как обнаружение опухолей и слежение за доставкой лекарств. Возможно, что новый метод окажется полезным и для производителей косметики и парфюмерии, позволяя им следить за возможностью диффузии их продуктов сквозь кожу.

Кристиан Фройдигер (Christian Freudiger) из Гарварда использовал разновидность Рамановской спектроскопии для наблюдения жирных кислот в ткани легочной опухоли человека и для изучения распределения липидов в образцах кожи мышей. Использованный подход позволил построить подробную картину прохождения ретиновой кислоты через кожу и, используя, липиды в качестве контраста, получить образы отдельных нейронов в мозге мышей.

SRS-образ адипоцитов (красные) в слое подкожного жира мышей, в окружении ДМСО (зеленый), нанесенного на поверхность кожи. (Источник: Science, 2008,.DOI: 10.1126/science.1165758)

Использованная методика, микроскопия вынужденного Рамановского рассеяния [stimulated Raman scattering (SRS) microscopy], основана на использовании двух лазерных лучей высокой интенсивности, сканирующих образец. Частота излучения соответствует определенной частоте, являющейся характерной для определенного вибрационного состояния жирной кислоты. Такой подход позволяет получать 3D-изображение образцов очень быстро, нет необходимости введения дополнительных меток. Оба лазерных луча сходятся на анализируемом образце и могут быть легко подстроены по частоте.

Использованный подход основан на тех же принципах, что и другой вид Рамановской спектроскопии – спектроскопии когерентного антистоковского рассеяния [coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS)], считавшейся до настоящего времени наиболее перспективной методикой для слежения за биологическими объектами. Однако, с помощью CARS можно детектировать сигналы лишь в узкой области спектра, позволяя получить лишь ограниченную информацию о распределении биологически важных соединений.

Метод SRS лишен проблем, свойственных методам CARS и обычной Рамановской спектроскопии. Низкая мощность лазеров, используемых в этом методе, позволяет получить более легкий для интерпретации спектр.

Наблюдение за диффузией ДМСО (зеленый) и ретиновой кислоты (синяя) через кожу с помощью микроскопии SRS. (Источник: Science, 2008,.DOI: 10.1126/science.1165758)

В настоящее время исследователи уже работают над применением новой методики совместно с другими способами слежения за биологическими системами для изучения метаболизма полиненасыщенных кислот и построения картины распределения различных нейротрансмиттеров в синапсах. Исследователи также сотрудничают с медицинской школой Гарварда для разработки прибора, способного отслеживать опухоли.

Источник: Science, 2008,.DOI: 10.1126/science.1165758

метки статьи: #аналитическая химия, #биомедицинские микроприборы, #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология, #физическая химия