Nova MeV SIMS metoda snimanja omogućuje još precizniju molekularnu analizu organskih materijala
Multidisciplinarni tim znanstvenika s Instituta Ruđer Bošković (IRB) razvio je novi sustav za molekularno oslikavanje organskih materijala koristeći sekundarnu ionsku spektrometriju mase (MeV SIMS) koja omogućava analizu uzoraka bilo koje debljine. MeV SIMS je metoda koja koristi ione s MeV (mega-elektron volti) energijama za desorpciju molekula s površine uzorka.
Masena spektrometrija sekundarnih molekularnih iona pomoću iona MeV-skih energija (MeV SIMS) je vrsta masene spektrometrije koja se zadnjih desetak godina intenzivno razvija u Laboratoriju za interakcije ionskih snopova (LIIS) na IRB-u.
Zbog prirode interakcije iona energija nekoliko MeV-a s materijom, MeV SIMS se pokazao kao odlična metoda za analizu organskih materijala i određivanje njihovog kemijskog sastava. Kako se ioni mogu fokusirati na dimenzije od nekoliko mikrometara korištenjem ionskih leća, moguće je dobiti i prostornu distribuciju molekula u ispitivanom uzorku što je izuzetno važno za mapiranje uzoraka s prostornom distribucijom molekula kao što su na primjer uzorci tkiva, presjeci slika i sl. Samim time, MeV SIMS ima široku primjenu u analizi materijala iz područja biologije, forenzike, te kulturne baštine.
Prema broju publiciranih radova u zadnjih nekoliko godina, LIIS se nalazi u samom svjetskom vrhu u primjeni i razvoju MeV SIMS metode. To potvrđuje i nedavno objavljen članak u časopisu Analytical Chemistry u kojem su dr. sc. Zdravko Siketić, dr. sc. Iva Bogdanović Radović, dr. sc. Marko Barac, dr. sc. Marko Brajković i dr. sc. Marijana Popović Hadžija predstavili novi postav za MeV SIMS mapiranje organskih materijala, gdje se snop iona mikronskih dimenzija dobiva umjesto fokusiranjem, kolimiranjem pomoću kolimatora promjera 10 mikrometara.
S obzirom na to primarni snop iona fiksan je u prostoru pa se dvodimenzionalno molekularno mapiranje uzorka postiže montiranjem uzorka na precizni 3D piezo manipulator. To omogućava mapiranje puno većih površina uzoraka u jednom mjerenju, nego što je do sad bilo moguće korištenjem iona fokusiranih pomoću ionskih leća.
Također, za pobuđivanje molekula mogu se koristiti puno teži ioni nego do sada (Cu, I, Au) koji daju puno veći prinos sekundarnih molekularnih iona te je metoda na taj način puno osjetljivija. Novi MeV SIMS spektrometar također ima i bolju masenu rezoluciju, pet do deset puta veću nego stari jer se umjesto linearnog koristi reflektron ToF spektrometar.
Tim je demonstrirao mogućnosti snimanja MeV SIMS-a na različitim uzorcima, uključujući križanje linija tinte na papiru, dvodimenzionalno mapiranje tankog reza mišjeg mozga te otiska prsta na glatkoj podlozi. Ovo pokazuje potencijalne primjene ove tehnike u područjima kao što su biologija i forenzička znanost.
"Naša nova MeV SIMS metoda snimanja omogućuje molekularnu analizu organskih materijala s visokim stupnjem preciznosti i dosljednosti", rekao je dr. sc. Zdravko Siketić, voditelj istraživanja i dopisni autor na radu "Mogućnost skeniranja uzoraka bilo koje debljine i veličine čini ovu tehniku vrijednim alatom za širok raspon primjena, od proučavanja bioloških materijala do analize forenzičkih uzoraka," istaknuo je dr. Siketić.
Ova nova MeV SIMS tehnika mogla bi imati značajan utjecaj na razvoj metoda molekularnog oslikavanja.
''Važno je istaknuti da razvoj ove metode ne bi bilo moguće realizirati bez interdisciplinarne suradnje, gdje posebno ističemo rad dr. sc. Marijane Popović Hadžija iz Zavoda za molekularnu medicinu, u pripremi bioloških uzoraka, u ovom slučaju tankih presjeka mišjeg mozga. Također, financijska potpora je izuzetno važna, za što se zahvaljujemo HRZZ projektu BioCapSIMS te projektu razvoja karijera – izobrazba novih doktora znanosti, Horizon 2020 projektu RADIATE i projektu ZCI CEMS,'' zaključio je dr. Siketić.