Масс-спектрометры в биомедицинских исследованиях

Молекулы воздуха обычно ионизовали электронным ударом. Ускоренными электронами в вакуумных условиях ударяют по молекуле, образуются молекулярные ионы, либо молекулы распадаются на осколки, и их изучение позволяет нам проанализировать газ. Большие молекулы изучать таким образом нельзя: они развалятся на мелкие кусочки, которые трудно собрать. В начале 80-х были придуманы два метода, за которые в 2002 году были получены Нобелевские премии. Первый — ионизация/десорбция из матрицы, когда анализируемое вещество помещают в матрицу органической кислоты, на матрицу светят лазером, она поглощает лазерное излучение и ионизуется, создаются протоны, которые оседают на анализируемой нами молекуле.

Основное направление — поиски биомаркеров различных заболеваний. Если человек заболевает раком, то в его организме начинают синтезироваться белки, которые в нормальных условиях не синтезируются, либо синтез белков замедляется. Если мы будем иметь белковую карту, мы сможем диагностировать болезнь на ранней стадии, когда вероятность выздоровления очень высока. Этим исследованиям уделяется огромное внимание, открыто более 1500 биомаркеров рака. Сейчас идет стадия валидации, на которую уходят годы и десятки лет.

Одно из интереснейших направлений, в которых мы принимаем участие, — это использование масс-спектрометрии в хирургии. Пока это реализовано только в трех клиниках, например в Imperial College в Лондоне. При сопровождении хирургии с помощью масс-спектрометрии скальпель не только режет, но и отсасывает материал. Существуют электроразрядные скальпели: возникает искра, которая испаряет ткань. Ткань превращается в пары, которые мы можем отсосать, и в тот же момент времени, когда проходит операция, мы можем посмотреть состав ткани, которую режет хирург.