所有分化的细胞类型都促成了这个“汤”，但是癌前细胞和恶性肿瘤细胞增加了它们自己的特定分子标记，这些标记提供了体内肿瘤细胞存在的第一个迹象。然而，到目前为止，这些指示分子中只有很少一部分被识别出来，而那些已知分子在生物样本中出现的数量很少，这使得它们极难被检测到。
研究人员假设，许多信息量最大的分子签名包括属于细胞中所有不同类型分子的化合物组合，蛋白质、糖、脂肪及其各种衍生物。为了定义它们，研究人员需要一种单一的分析方法，这种方法具有足够的通用性和灵敏度，足以检测和测量它们的水平。由Ferenc Krausz教授领导的一个跨学科团队，现在已经建造了一种专门为此目的而设计的基于激光新系统。
新激光光谱仪建立在最初在LAP上开发用于产生超短激光脉冲的技术之上，超短激光脉冲用于研究亚原子系统的超快动力学。这台仪器是由物理学家约阿希姆·普佩扎(Ioachim Pupeza)和同事们建造，旨在发射极其强大的激光脉冲，覆盖红外波长的大部分光谱。
这项研究的第一作者、生物学家米哈拉·齐格曼(Mihaela Zigman)团队的成员马利纳斯·胡伯(Marinus Huber)说：使用这种激光器，我们可以覆盖从6微米到12微米的广泛红外波长，这些波长可以刺激分子的振动。与质谱不同的是，这种方法提供了对生物样本中发现的所有类型分子的访问。用于激发分子的每个超短激光脉冲只由光场的几次振荡组成。此外，脉冲的光谱亮度（即其光子密度）高达传统同步加速器产生光谱亮度的两倍，到目前为止，传统同步加速器一直是分子光谱可比方法的辐射源。
此外，红外辐射在空间和时间上都是相干的，所有这些物理参数共同解释了新激光系统极高的灵敏度，使极低浓度的分子能够被探测到，并产生高精度的分子指纹。此外，厚度达0.1毫米的活组织样本现在可以用红外线照明，并以无与伦比的灵敏度进行分析。在最初的实验中，该小组在圈内将这项技术应用于树叶和其他活细胞，以及血液样本。这种精确测量体液分子组成变化的能力，为生物学和医学开辟了新的可能性，在未来，这项技术可能会在疾病的早期检测中找到应用。
博科园｜研究/来自：慕尼黑路德维希马克西米利安大学
