Четверг, 19 марта 2020 23:33

В Нидерландах создали прибор для измерения массы молекул – фото

Нидерландским физикам удалось создать масс-спектрометр, который может напрямую измерять массу отдельных молекул.

Об этом сообщает Преступная Россия

Об этом сообщается в журнале Nature Methods.

Ранее масс-спектрометры работали с молекулярными ансамблями, что приводило к ряду трудностей в измерении больших молекул: перекрытиям спектра и дополнительным сложностям в измерении заряда ионизованных молекул.

Новый метод позволяет проанализировать каждую молекулу в отдельности и избежать этих проблем. В ближайшее время изобретение получит широкое распространение в генной терапии.

Траектория нейтральной частицы (атома или молекулы) не подвержена действию электрического и магнитного поля. А вот если отобрать у неё несколько электронов, частица обретет заряд, а её траектория в поле начнёт изгибаться.

Характер изгиба траектории в поле будет определяться массой частицы и её зарядом. Физики измеряют её отклонение от прямолинейного движения, из которого легко получить отношение массы частицы к её заряду.

Отсюда - если известен заряд - физики находят массу молекулы или атома. Такой метод называется масс-спектрометрией.

В свою очередь, масс-спектрометрия делится на множество вариантов. Почти все они основаны на нахождении массы молекулы и её составных частей из графика отсчетов относительно отношения массы к заряду.

Проблема заключается в том, что для больших молекул (например, белковых) получить данные о заряде после ионизации не так просто. Учёные анализируют последовательные пики измерения множества молекул для нахождения нужных данных о заряде и только затем определяют массу молекулы.

Более того, самые незначительные структурные изменения молекул приводят к широкому разбросу в спектре масс и провоцируют нежелательные перекрытия, которые негативно влияют на точность измерения. Решение такой проблемы — измерение каждой молекулы отдельно.

Группа физиков во главе с Тобиасом Вернером из Утрехтского университета (Нидерланды) решила эту задачу. Учёные продемонстрировали одночастичную масс-спектрометрию с детектированием заряда на основе орбитрапа — электрода, вокруг которого вращаются ионы. Орбитрап — не новое устройство, однако раньше его использовали только для многочастичных измерений. В новой работе молекулы попадают на орбитрап по одной.

Чувствительность современных орбитрапов позволяет анализировать тысячи единичных молекул за несколько минут.

Сигнал, детектируемый орбитрапом, несёт в себе сразу два показателя: амплитуда связана с зарядом иона, а частота определяет отношение массы иона к заряду.

Сигнал с орбитрапа отправляют в компьютер, где проводят его анализ. Физикам удалось создать программу, способную обрабатывать сигнал орбитрапа и выдавать на выход точную массу молекулы.

Учёные провели несколько измерений с помощью новой установки и получили результаты, которые хорошо согласуются с предыдущими исследованиями.

Так у учёных появилась возможность рассмотреть каждую молекулу отдельно, а не изучать спектр ансамбля, как это было раньше.

Это особенно важно для исследования крупных макромолекулярных соединений, измерения которых на других масс-спектрометрах будут давать погрешность. С помощью одночастичной масс-спектрометрии можно анализировать огромное количество различных комплексов: антитела, рибосомы, белки и вирусы.

Авторы работы уверены, что их метод найдёт широкое применение в генной терапии, где точные измерения играют ключевую роль: главная задача генной терапии — правильно добавить ген в безвредый вирус, который доставит его к нужной клетке.

Этот ген должен быть строго определенного размера для того, чтобы вирус смог поглотить его правильно. С помощью нового вида масс-спектрометрии можно понять, поглощен ли ген вирусом или какие именно части он поглотил.



Источник: “https://realist.online/news/uchenye-v-niderlandakh-sozdali-pribor-dlja-izmerenija-massy-molekul-foto”

Оставить комментарий

Убедитесь, что Вы ввели всю требуемую информацию, в поля, помеченные звёздочкой (*). HTML код не допустим.