대기압 질량 분석법 기반 쥐 해마 뇌 조직의 질량 분석 이미징 기술

 기존 질량분석법은 고진공 하에서 미량의 유기물 시료의 분석이 가능하여 복잡 다양한 물질의 구조를 확인하는데 매우 유용한 방법이다. Matrix-assisted laser desorption and ionization mass analysis 방법을 개발한 공로로 2002년에 Koichi Tanaka가 노벨상을 수상한 분야 이기도 하다. 하지만 고진공 하에서의 분석 조건은 생체시료의 변형이 일어나기 때문에 3차원, 4차원 구조가 변형되지 않은 Live 상태의 생체 시료의 분석에는 적합하지 않다. 가장 이상적인 생체시료의 분석방법은 비파괴, 비표지 방식으로 live 상태에서 실시간(femto초 이하)으로 원자 단위의 해상도로 관찰이 가능한 방법이나, 아직 이와 같은 조건을 모두 만족하는 분석방법은 아직 없으나 많은 연구자가 다양한 시도를 하고 있는 분야이다.

 본 연구에서는 고진공 조건이 아닌 대기압 하에서 질량분석법이 가능한 방법을 개발하였으며, 개발된 대기압 질량 분석방법으로 살아있는 상태의 쥐의 해마 조직을 Laser와 plasma 를 이용한 질량분석법으로 분석하고, 이를 2차원 이미징하여 쥐의 해마조직의 해부학적인 구조와 함께 분자구성 정보를 확인이 가능함을 증명한 연구이다.

 효과적인 질량 분석을 위해서는 분자의 desorption과 ionization과정이 필수적인데, 본 연구팀은 금 나노입자와 펨토초 레이저를 사용하여 효과적인 생체시료에서의 효과적인 desorption을 유도하고, 플라즈마를 사용하여 탈착 된 분자의 이온화를 하는 방법으로 생체시료에서의 지질분자의 질량을 분석할 수 있었다.

본 연구의 논문명과 저자 정보는 아래와 같다.
-논  문  명 : Atmospheric pressure mass spectrometric imaging of live hippocampal tissue slices with subcellular spatial resolution, Nature Communications 8, 2113 (2017).

-저자 정보: 김재영 (제1저자, DGIST), 서은석, 김현민, 박지원 교수(충남대학교), 임동권 교수(고려대학교), 문대원 교수(교신저자, DGIST) 포함 총 6명