CC BY
14Секция 6 ФИЗИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ И МЕДИЦИНСКИХ ПРИЛОЖЕНИЙ
Лазерная масс-спектрометрия летучих органических соединений для применения в постгеномной медицине
12 2 Бухарина А.Б. , Пенто А.В. , Аблизен Р.С.
1 - ОК, лаборатория «Фотоника: квантовые материалы и технологии» 2 - ОК, лаборатория лазерной диагностики
Е-mail: Ay15@mail.ru Введение
Летучие органические соединения (ЛОС) выделяются всеми живыми организмами и во многих случаях служат средствами коммуникации или индикатором состояния организма. Известно множество попыток выделения из ЛОС соединений-маркеров конкретных заболеваний для использования их в доказательной медицине. Развитие понимания патологических процессов привело к формулировке задачи постгеномной медицины - вероятностной оценки наличия заболевания по всему доступному молекулярному профилю организма [1]. Для этого необходим метод, обеспечивающий регистрацию максимально возможного набора ЛОС. В нашей работе для анализа ЛОС мышей, инфицированных раком, использовался масс-спектрометрический метод анализа с ионизацией органических соединений излучением лазерной плазмы [2].
Экспериментальная часть
В отличие от проведенных ранее экспериментов для устранения влияния примесей, содержащихся в окружающем воздухе, область ионизации и заборник масс-анализатора располагались внутри герметичной камеры, куда в потоке чистого газа (аргон 99.995 %) при атмосферном давлении подаются пары исследуемого объекта. Для устранения ошибок, связанных с дрейфом прибора и действиями оператора, измерения проб мочи проводились строго в случайном порядке с использованием двойного слепого
метода.
Для эксперимента использовались три группы лабораторных мышей одной линии и одного пола и возраста: 10 интактных особей, 10 особей с перевитой тканью опухоли гепатокарциномы и 10 особей с перевитой тканью здоровой печени. Пробы урины собирали в течение 2 недель с интервалом в 1 день и анализировали. Это позволило проследить изменения в масс-спектрах, связанные с развитием заболевания. Масс-спектрометрические данные были классифицированы с использованием метода главных компонент.
Результаты и обсуждение
В работе показана возможность выявления мышей с развивающимся онкологическим процессом, вызванным перевитой тканью гепатокарциномы, на фоне здоровых особей по составу летучих компонент пробы. Основой анализа масс-спектров является применение методов машинного обучения. Рассматривается возможность использования метода в постгеномной медицине [2].
Продемонстрирована возможность применения предлагаемого ионного источника для анализа ЛОС биологических образцов.
Благодарности
Авторы выражают благодарность научному руководителю Никифорову Сергею Михайловичу за ценные советы и помощь в постановке задач и экспериментов. Симановскому Ярославу Олеговичу за обсуждение результатов и полезные замечания, Родионовой Елене Ивановне и Кочевалиной Марине Юрьевне за предоставленные биологические образцы, консультации и помощь в проведении экспериментов.
1. Лисица А.В., Пономаренко Е.А., Лохов П.Г. и др. Вестник Российской академии медицинских наук. 2016, 71(3), 255-260
2. Pento A.V. et al. Quantum Electronics. 2013, 43(1). 55.
