Вчені створили високопродуктивний метод на базі мас-спектрометрії для складання 3D-карт органічних молекул - метаболітів, жирів і компонентів середовища - на шкірі людини і навколишніх її предметах. Протокол, придатний для виконання в будь-якій спектроскопічній лабораторії, опублікований в Там же опубліковані посилання на вільно поширюване програмне забезпечення, необхідне для молекулярної картографії, і його опис. За задумом авторів, подібна картографія може стати в нагоді мікробіологам і медикам, а також криміналістам.
У своєму середовищі проживання людина всюди залишає сліди у вигляді молекулярних міток з ліпідів і метаболітів з поверхні шкіри. Шкіра людини сама в свою чергу є середовищем для проживання бактерій, видовий склад яких може змінюватися в залежності від різних умов, наприклад, захворювань, якими людина страждає. Для визначення особливостей молекулярного і бактеріального складу поверхні шкіри вчені з Європейських лабораторій молекулярної біології (EMBL) і університету Сан-Дієго в Каліфорнії раніше розробили метод молекулярної картографії. Метод заснований на мас-спектрометрії - детекції молекул по співвідношенню маси до заряду.
У рамках тестування методу автори встановили особливості ліпідного складу шкіри на різних ділянках тіла - обличчі, руках, грудях і спині, а також досліджували мікробні спільноти, що мешкають на шкірі. Виявилося, що найбільш різноманітна мікробіота виявляється у чоловіка на ступнях, а у жінки на шиї. В іншій роботі вчені разом зі своїми студентами проаналізували поверхні предметів у кімнаті відпочинку університету, деякі особисті речі, наприклад, телефони і велосипеди, і слідами органіки змогли асоціювати з ними власників.
У новій роботі дослідники допрацювали метод і збільшили його можливості. Автори поєднали метод мас-спектрометрії з рідинною хроматографією, яка забезпечує ефективну екстракцію органічних молекул. Крім того, спектр доступних для детекції ЖХ-МС малих органічних молекул був істотно розширений.
Підсумковий протокол включає в себе покрокову інструкцію, що описує збір зразків у різних точках поверхні за допомогою спеціальних ватних тампонів, молекулярну екстракцію речовин і аналіз зразків за допомогою мас-спектрометрії, а також обробку даних за допомогою програмного забезпечення та побудову почесних і тривимірних молекулярних карт. За задумом авторів, протоколом може скористатися будь-яка лабораторія, що володіє хроматографом і мас-спектрометром.
Для демонстрації можливостей протоколу дослідники побудували карту речовин, що виділяються рослинами розмарину, і змогли виявити сліди пальців на поверхні клавіатури банкомату після того, як людина набрала на ній PIN-код, за градієнтом концентрації уроканової кислоти - продукту метаболізму гістидину, яка присутня у верхніх шарах шкіри.
За допомогою подібного аналізу, наприклад, поверхні смартфона, можна виявити багато особливостей його власника, зокрема, чи курить він, чи користується косметикою і навіть які ліки приймає. Також молекулярні карти стануть у нагоді і в сільському господарстві, наприклад, для аналізу розподілу пестицидів. Нарешті, приклад з аналізом поверхні клавіатури банкомату демонструє можливості застосування методу в криміналістиці. Мас-спектрометрія отримує в цій області все більш широке застосування. Наприклад, ми розповідали, як експерти запропонували визначати, через які органи пройшла куля, за присутніми на ній білковими залишками.