Weiterentwicklung

„Sehhilfe“ für massenspektrometrische Bildgebung

Forscher am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena haben ein massenspektrometrisches Verfahren weiterentwickelt, mit dem nun auch die Verteilung von Molekülen auf welligen, haarigen, bauchigen oder zerklüfteten Proben sichtbar gemacht werden kann.

Speziell angefertigte Laser-Quelle für bildgebende Massenspektrometrie

Speziell angefertigte Laser-Quelle für bildgebende Massenspektrometrie: Mit Hilfe des verbesserten LAESI-Verfahrens kann nun auch die Oberfläche dieses zerklüfteten Wirsingblatts analysiert werden. | Benjamin Bartels/Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Die Analyse von biologischen Gewebeproben mit unebenen Oberflächen stellte bislang ein großes Problem dar. Forscher am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena haben ein massenspektrometrisches Verfahren weiterentwickelt, mit dem nun auch die Verteilung von Molekülen auf welligen, haarigen, bauchigen oder zerklüfteten Proben sichtbar gemacht werden kann. Die Quelle für das Laser-basierte Verfahren wurde speziell angefertigt, um den Höhenunterschieden unebener Proben gerecht zu werden. Mit Hilfe eines Entfernungs-Sensors wird ein Höhenprofil der Oberfläche vor der eigentlichen chemischen Bildgebung aufgezeichnet. Das verbesserte Verfahren eröffnet neue Perspektiven, um ökologische Fragestellungen zu beantworten.

LAESI angepasst

Mit der Methode der Laser-Ablations-Elektrospray-Ionisierung (LAESI), einem massenspektrometrischen bildgebenden Verfahren, ist es möglich, die Verteilung verschiedener chemischer Verbindung in einer biologischen Probe sichtbar zu machen. Dabei wird mit Hilfe einer Lasers ein winziger Teil der Probe durch lokale Erhitzung entfernt: Irgendwann platzt der angestrahlte Teil der Probe auf und etwas Dampf entweicht. Die dabei gebildete Dampfwolke wird anschließend durch einen elektrisch aufgeladenen Nebel ionisiert, sodass die im Dampf enthaltenen Substanzen vom Massenspektrometer aufgespürt werden können. „Die räumlich eingegrenzte Laser-Sondierung ermöglicht es, die chemischen Informationen so zusammenzutragen, dass ein Gesamtbild entsteht, ähnlich wie auch Fotos aus einzelnen Pixeln zusammengesetzt sind,“ beschreibt Studienleiter Aleš Svatoš die technischen Grundlagen des Verfahrens.

neues Protokoll für die bildgebende Massenspektrometrie

Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München haben eine neue Methode für die bildgebende Massenspektrometrie entwickelt, mit der es erstmals möglich ist, in fixierten Gewebeproben hunderte von Metaboliten gleichzeitig zu analysieren.

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Verteilung ist oft von großer Bedeutung

Die Verteilung von chemischen Verbindungen in Blüten, Blättern, Stängeln und anderen Pflanzenteilen ist für die ökologische Forschung von großer Bedeutung. Viele solcher Verbindungen sind sogenannte sekundäre Pflanzenstoffe, die von Pflanzen gebildet werden, um beispielsweise Bestäuber anzulocken sowie Fraßfeinde oder schädliche Erreger abzuwehren. Dabei spielt es nicht nur eine Rolle, dass bestimmte Moleküle im Gewebe angereichert werden, sondern auch wo dies der Fall ist. Ist ein bestimmter Abwehrstoff gleichmäßig in einem Pflanzenblatt verteilt oder gibt es spezielle Drüsen, die durch die Bildung chemischer Substanzen Schutz verleihen? In welchen Teilen der Außenhaut eines Insekts sind Gifte oder chemische Botenstoffe für die Kommunikation mit Artgenossen besonders stark angereichert? Auch die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Lebewesen auf molekularer Ebene sind von Interesse.