IRレーザーによる組織と細胞のイメージング

生体内では、細胞は三次元組織内で相互作用し、集合しています。細胞の空間的な方向と位置は、その機能、発達、周囲の環境との相互作用にとって重要です。空間生物学は、細胞や分子を可視化することに焦点を当て、これらの空間的分布が根本的な生物学的プロセスやメカニズムにどのような影響を及ぼすかを研究します。したがって、空間生物学は健康および疾病の研究に革命をもたらすと期待されています。

空間生物学の主要な手法には、赤外（IR）イメージングやマトリックス支援レーザー脱離イオン化（MALDI）イメージングなどの高度なイメージング技術があり、標識やタグ付けを必要とせずに、マイクロメートル・スケールでの分子分布のマッピングが可能です。しかし、スピードとスループットには限界があり、大きな組織切片や相当数の試料の分析には支障がありました。

現在では、生体組織の多様性と複雑性、すなわち細胞タイプ、微小環境、構造的特徴を、超高速かつ高精度で捉えることができます。IRレーザーイメージングは、従来のFT-IRイメージングの測定速度を大幅に上回り、同時に息をのむような画像を提供します。

赤外レーザーの使用により、組織のイメージングがかつてないほど高速になりました。5μmのピクセル分解能で毎秒9000ピクセルのスキャン速度を持つブルカーのILIMは、数cm2の組織片を数分でスキャンすることができます。特許取得済みのコヒーレンス低減技術を導入することで、アーティファクトのないイメージを取得することが可能になりました。これは他のIR装置では実現できなかった技術です。さらに、当社独自の機械学習主導型アルゴリズムは、事前の分子学的・組織学的インプットを必要とせずに、化学的フィンガープリントに基づく空間セグメンテーション・マップを生成します。その結果、IR-guided　MALDIイメージングなどの新たな可能性と応用につながる、前例のない組織分析ツールとなりました。

画期的な 高速IR レーザー イメージングとクラス最高の MALDI イメージングを組み合わせた分析法を紹介します。IR ガイド MALDI イメージングの新しいシームレスなエンドツーエンドのワークフローには、HYPERION II ILIM と timsTOF fleX が採用されており、これまでにない規模で空間生物学の研究を可能にします。

試料調製に関しては追加の処理を必要としないため、両測定法が同じ組織切片を用いて実施されます。IRレーザーイメージングによる包括的な組織セグメンテーションマップを分単位で取得し、空間情報を転送し、専用の組織特徴のガイド付きMALDIイメージングを実行することで、取得時間を短縮することができます。

赤外レーザーイメージング顕微鏡 (ILIM)

ブルカーのパイオニアであるQCLテクノロジーは、従来のFT-IRイメージングに比べ、最大180倍も高速な卓越したIRレーザーイメージング性能を提供します。コヒーレンス低減技術を実現した革新的なハードウェア設計により、従来のIR装置よりも高精細でアーティファクトのないIRイメージングデータを取得できます。FT-IR測定と同様のスペクトルが得られ、より詳細な分析が可能となります。

timsTOF fleX

デュアルイオンソースデザインにより、妥協のないESI/MALDIが可能となり、比類のない汎用性をもたらします。SpatialOMxにより、すべてのピクセルの背後にある分子情報をより多く得ることができます。TIMSにより、複雑な分子構造も解析可能となります。Smartbeam 3DとmicroGRIDによる比類ない空間分解能が得られます。