مقالة منهجية

تطبيقات أحادية التحقيق: وسائل التصوير الطيفي والتحليل خلية واحدة في ظل الظروف المحيطة

DOI:

10.3791/53911

يونيو 14, 2016

في هذه المقالة

ملخص

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا ، نقدم بروتوكولات لإجراء كل من تصوير قياس طيف الكتلة المحيطة (MSI) للأنسجة وتحليل MS أحادي الخلية الحية (SCMS) في الموقع باستخدام المسبار الفردي ، وهو جهاز مصغر متعدد الوظائف لتحليل مرض التصلب العصبي المتعدد.

الملخص

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تصوير قياس الطيف الكتلي (MSI) وتحليل مطياف كتلة الخلية المفردة في الموقع (SCMS) في ظل الظروف المحيطة هما مجالان ناشئان يتمتعان بإمكانيات كبيرة لتحليل قياس الطيف الكتلي التفصيلي (MS) للجزيئات الحيوية من العينات البيولوجية. المسبار الفردي ، وهو جهاز مصغر يتمتع بقدرات أخذ العينات والتأين المتكاملة ، قادر على إجراء كل من MSI المحيط وتحليل SCMS في الموقع. بالنسبة إلى MSI المحيط ، يستخدم المسبار الفردي الاستخراج الدقيق السطحي لإجراء تحليل MS للعينة باستمرار ، وتسمح هذه التقنية بإنشاء صور MS بدقة مكانية عالية (8.5 ميكرومتر) من العينات البيولوجية مثل أقسام دماغ الفأر والكلى. يتمتع MSI المحيط بميزة عدم الحاجة إلى إعداد عينة قبل التحليل ، مما يقلل من كمية القطع الأثرية المحتملة الموجودة في الحصول على البيانات ويسمح بالحصول على تحليل أكثر تمثيلا للعينة. بالنسبة ل SCMS في الموقع ، يمكن إدخال طرف المسبار الفردي مباشرة في الخلايا حقيقية النواة الحية مثل خلايا HeLa ، نظرا لحجم طرف أخذ العينات الصغير (< 10 ميكرومتر) ، وهذه التقنية قادرة على اكتشاف مجموعة واسعة من المستقلبات داخل الخلايا الفردية في الوقت الفعلي تقريبا. يتيح SCMS الحصول على قدر أكبر من الحساسية والدقة للمعلومات الكيميائية على مستوى الخلية الواحدة ، مما قد يحسن فهمنا للعمليات البيولوجية على مستوى أساسي أكثر مما كان ممكنا في السابق. يمكن أن يقترن جهاز المسبار الفردي بمجموعة متنوعة من مطياف الكتلة لنطاقات واسعة من دراسات MSI و SCMS.

المقدمة

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تصوير قياس الطيف الكتلي (MSI) هو تقنية تصوير جزيئي جديدة نسبيا لتوفير التوزيع المكاني للمركبات ذات الأهمية على الأسطح. أثناء تحليل MSI ، يتم تسجيل قياسات قياس الطيف الكتلي (MS) عبر السطح على أساس بكسل فردي لإنشاء صورة ثنائية الأبعاد للأنواع ذات الأهمية 1. تتمتع تقنيات MSI بالقدرة على توفير توزيع ميزات محلوى لمجموعة كبيرة من المستقلبات ، مما يسمح بالحصول على كمية أكبر بكثير من المعلومات من العينة مقارنة باستخدام تقنيات التصوير الجزيئي التقليدية ، ولديها القدرة على تحسين تحليل العينات البيولوجية بشكل كبير للدراسات البيولوجية والصيدلانية 2. يمكن فصل MSI على نطاق واسع إلى مناهج غير محيطة ومحيطة. تقنيات تحليل MSI غير المحيطة ، مثل تأين الامتصاص بالليزر بمساعدة المصفوفة (MALDI) MS 3 ووقت الطيران الأيون الثانوي MS (ToF SIMS) 4 ، قادرة على الدقة المكانية العالية (حوالي 5 ميكرومتر و 100 نانومتر ، على التوالي) والحساسية العالية. ومع ذلك ، تتطلب هذه الطرق إعدادا مكثفا للعينات ، مثل تطبيق جزيئات المصفوفة على سطح العينة ، وبيئة أخذ العينات الفراغية ، والتي يمكن أن تقدم القطع الأثرية إلى البيانات التي تم الحصول عليها. التقنيات المحيطة مثل تأين الرش الكهربائي بالامتصاص (DESI) MS 5 ، وتأين الرش الكهربائي للاستئصال بالليزر (LAESI) MS 6 ، و nano-DESI MS 7 قادرة على MSI للعينات مع القليل من التحضير المسبق أو بدونها في ظل البيئة المحيطة ، والتي تكون قادرة على إنتاج صور MS التي من المحتمل أن تعكس العينة في حالتها الأصلية. ومع ذلك ، فإن معظم هذه التقنيات تفتقر عموما إلى الدقة المكانية العالية وحساسية الكشف مقارنة بالتقنيات غير المحيطة ، حيث يتم إجراء التجارب عادة عند حوالي 150 ميكرومتر لكل بكسل 8.

تحليل الخلية المفردة (SCA) هو مجال متنامي لديه القدرة على توصيف التركيب الكيميائي للعينات البيولوجية على المستوى الخلوي. يتيح SCA تحليل الأنظمة البيولوجية على مستوى أساسي أكثر من تقنيات تحليل الخلايا التقليدية ، والتي تنتج نتيجة متوسطة لمجموعة من الخلايا ، مما قد يوفر رؤى كانت مستعصية في السابق 9. تم تطبيق تقنيات MS مؤخرا على SCA (تسمى قياس طيف كتلة الخلية المفردة أو SCMS) باستخدام تقنيات غير محيطة مثل MALDI MS 10 و ToF SIMS 11 حيث تتم معالجة الخلايا مسبقا قبل التحليل ، ومع التقنيات المحيطة مثل LAESI MS 12 وطرق الاستخراج المباشر ، مثل الفيديو الحي أحادي الخلية - MS 13 ، 14، لتحليل مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا مثل البيض والنبات والسرطان. تتميز التقنيات المحيطة بتطبيقها على الخلايا الحية ، مما يقلل مرة أخرى من القطع الأثرية ، مما يؤدي إلى تمثيل أفضل للمستقلبات في الخلايا الحية. ومع ذلك ، فإن الطرق القائمة على الاستخراج المباشر الموضحة أعلاه تؤدي عملية استخراج العينة وتحليلها على خطوتين مختلفتين ، مما يؤدي إلى فجوة زمنية أثناء التحليل يمكن أن تغير المستقلبات الموجودة داخل العينة.

المسبار الفردي ، وهو جهاز مصغر متعدد الوظائف قادر على إجراء MSI محيط عالي الدقة على أقسام الأنسجة البيولوجية 15 و SCMS في الموقع في الوقت الفعلي تقريبا على الخلايا المفردة الحية 16. يحتوي المسبار الفردي على بنية متكاملة تتكون من شعرية كوارتز مزدوجة التجويف مسحوبة إلى جانب مدخل مزود بمذيب وباعث نانو ESI مصنوع من شعيرات الدموية السيليكا المنصهرة ، مما يتيح توصيل المذيبات واستخراج التحليل من جهاز واحد. في وضع MSI المحيط ، يتم وضع المسبار الفردي فوق أنسجة العينة ويحدث الاستخراج الدقيق للسطح ، مما يسمح بعمل صورة MS نقطية بدقة مكانية عالية. على وجه الخصوص ، يكون الطرف المدبب للمسبار الفردي صغيرا بما يكفي لإدخاله في الخلايا حقيقية النواة الحية لتحليل SCMS في الموقع ، حيث يستغرق اكتشاف المستقلب أقل من ثانيتين بين إدخال المسبار واكتشاف MS ، مما يسمح بأخذ المعلومات الكيميائية في الوقت الفعلي تقريبا. فيما يلي بروتوكولات تصنيع جهاز المسبار الفردي وإجراء كل من وضعي MSI و SCMS المحيطين باستخدام تقنيات MS أحادية المسبار.

البروتوكول

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

استخدام الحيوان ورعايته ينبغي أن تلتزم دليل المعاهد الوطنية للصحة للرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية التالية بروتوكولات مراجعتها والموافقة عليها من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي (IACUC). وقدمت عينات الأنسجة الماوس عن طريق متعاون الدكتور Chuanbin ماو.

1. ماوس الأنسجة إعداد القسم

  1. وضع جهاز الماوس كاملة من الفائدة (الدماغ والكلى والكبد، وغيرها) إلى مركز صغير من البلاستيك جيدا (على سبيل المثال، 12-جيدا لوحة الثقافة الخلية)، ويغرق في الأنسجة تضمين مركب يصل إلى حوالي 10 مم الارتفاع. تأكد من وجود أي فقاعة تتشكل في الأنسجة تضمين المجمع والتي يتم وضع الجهاز في الاتجاه المطلوب (أي السهمي، الاكليلية، وما إلى ذلك).
  2. المكان على الفور الأنسجة في النيتروجين السائل لتجميد فلاش. للتخزين على المدى الطويل، وتخزين العينات المجمدة في الفريزر -80 درجة مئوية.
  3. خذ جهاز الماوس المجمدة وذوبان الجليد إلى -15 درجة مئوية في من درجات الحرارةإعادة cryomicrotome التي تسيطر عليها.
  4. الأنسجة آمنة على قاعدة من الصلب مع ما يقرب من 500 ميكرولتر من الأنسجة تضمين المجمع وتضع على وcryomicrotome باجتزاء جبل بحيث يتم تقديم التوجه باجتزاء المطلوب إلى سكين.
  5. قسم الأنسجة إلى سماكة 12 ميكرون. وضع شرائح الأنسجة مقطوع على الشرائح المجهر البولي وتترك لتجف لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. للتخزين على المدى الطويل، وتخزين الشريحة المجمدة في الفريزر -80 درجة مئوية.

2. خلية ثقافة

ملاحظة: تم تنفيذ خلية ثقافة في مجلس الوزراء السلامة البيولوجية (السلامة الأحيائية المستوى الثاني) تحت ظروف معقمة. تم استخدام خط الخلية هيلا كنظام نموذج، وكان مثقف الخلايا في مستنبت الكامل مع البروتوكولات التقليدية التالية:

  1. الكواشف الدافئة (أي التربسين والفوسفات مخزنة المالحة (PBS)، وزراعة الخلايا المتوسطة) إلى 37 درجة مئوية.
    ملاحظة: يحتوي مستنبت الخلية سا غير العضويةLTS، والأحماض الأمينية، والفيتامينات، وغيرها. للحصول على قائمة كاملة من المكونات، الرجوع إلى صياغة من الشركة المصنعة.
  2. الحصول على عينة الخلية (على سبيل المثال، 1 مل تعليق خلية هيلا) وإضافته إلى 9 مل من اكتمال خلية ثقافة المتوسط ​​في 10 سم لوحة ثقافة الخلية القياسية. عدد الخلايا الأولية حوالي 0.5 × 10 6 خلية / مل. إبقاء الخلايا في الثقافة عند 37 درجة مئوية مع 5٪ CO 2 لمدة 2-3 أيام حتى يتم تغطية سطح المتزايد في 70-80٪ على لوحة ثقافة الخلية. سجل عدد الخلايا مرور كل جولة متتالية.
  3. أداء الركض الخلايا (أي خلية تقسيم) في لوحة الثقافة الخلية.
    1. نضح المتوسطة النمو، واستخدام 5 مل من برنامج تلفزيوني 1X لشطف الخلايا. إزالة PBS باستخدام طرف طموح العقيمة، واحتضان الخلايا مع 2.5 مل من التربسين (0.25٪) ل~ 5 دقائق عند 37 درجة مئوية لفصل الخلايا من لوحة الثقافة.
      ملاحظة: الساعة العلاج التربسين الفعلي يحتاج إلى أن يكون الأمثل وفقا لالم Ù التربسين محدداشترى ط م من الشركة المصنعة. وقت العلاج غير كاف يترك الخلايا التي تعلق على لوحة، في حين أن العلاج المفرطة تؤدي إلى موت الخلايا.
    2. وقف النشاط التربسين بإضافة 7.5 مل الكامل مستنبت الخلية، ثم موحد resuspend الخلايا (إجمالي حجم 10 مل). استخدام تعليق خلية للثقافة (الخطوة 2.2) أو إعداد عينات SCMS (الخطوة 2.4).
  4. إعداد عينات من الخلايا لإجراء التجارب SCMS.
    1. ضع الفردية الشرائح غطاء الصغير في لوحة 12-جيدا، وإضافة مستنبت 1.8 مل الخلية و 0.2 مل من تعليق خلية في البئر.
    2. المزيج بلطف خلايا مع الإثارة خفيف من لوحة، واحتضان في 5٪ CO 2 بيئة عند 37 درجة مئوية لمدة 24 ساعة ~. لإجراء العلاج من تعاطي المخدرات إلى الخلايا المستزرعة، إضافة محلول مركب المخدرات (على سبيل المثال، في DMSO (سلفوكسيد ثنائي ميثيل)) في 12-جيدا لوحة الثقافة الخلية.
      ملاحظة: تركيز الدواء النهائية (على سبيل المثال، 10 نانومتر، 100 نانومتر، 1 ميكرومتر، و 10 ميكرومتر) و روتتنوع الوقت reatment (على سبيل المثال، 4 ساعات) وفقا للغرض المحدد من الدراسات. يتم إرفاق الخلايا إلى شرائح غطاء الصغيرة وعلى استعداد للتجارب CSMS (الخطوة 6).

3. واحد مسبار تلفيق

  1. وضع مزدوج الجوف الكوارتز أنابيب (القطر الداخلي (ID) 127 ميكرون، القطر الخارجي (OD) 500 ميكرون) في الليزر micropipette مجتذب وسحب الكوارتز إبرة مزدوجة الجوف. استخدام المعلمات التالية كنقاط انطلاق: الحرارة = 400، سن الفيل = 3، فيل = 80، ديل = 150، وبول = 250 (جميع الوحدات هي وحدات الشركة المصنعة). ضمان سحب الإبرة المزدوجة الجوف الكوارتز لديه معلومات سرية مدبب لخصائص التحقيق الأمثل. قطع رأس انسحبت حتى لا يكون هناك ~ 5 مم طويل من unpulled ثنائي حمل الشعرية الكوارتز يسارا عند الطرف الآخر.
    ملاحظة: يجب أن يكون الأمثل المعلمات الفعلية للمجتذب الليزر وفقا لشروط محددة من الصك.
  2. قطع جزء ~ 80 ملم من الشعرية السيليكا تنصهر (ID 40 ميكرون، OD. 105 ميكرون) مثل المذيبات تقدم الشعرية، وأدخله في تجويف واحد في نهاية مسطحة من الكوارتز إبرة مزدوجة الجوف.
  3. قطع جزء مم ~ 40 من الشعرية السيليكا تنصهر (ID 40 ميكرون، OD 105 ميكرون)، واستخدام شفرة حلاقة لحلاقة ~ 5 ملم من طلاء بوليميد من منتصف. استخدام الشعلة البروبان للحرارة بسرعة وسحب شعري تنصهر في باعث نانو Electrospray التأين (ESI) مع تفتق على ما يرام. قطع باعث نانو ESI (~ 7-10 ملم طويلة)، وأدخله في حفرة أخرى في نهاية مسطحة من الكوارتز إبرة مزدوجة الجوف. بدلا من ذلك، استخدم مجتذب الليزر لإنتاج تفتق على ما يرام.
  4. تطبيق الحد الأدنى من (~ 1-2 ميكرولتر) للأشعة فوق البنفسجية الراتنج علاج على نهاية مسطحة من الكوارتز إبرة مزدوجة الجوف، وترسيخ الراتنج استخدام مصباح الأشعة فوق البنفسجية الصمام ل~ 20 ثانية لتأمين المذيب توفير الشعرية ونانو ESI باعث. وترد الإجراءات لتجميع الأجزاء الفردية في مسبار واحد في الشكل 1A.
  5. قطع GL المجهر القياسيةشريحة الحمار (1 "س 3") في النصف بالطول. وضع مسبار واحدة على نهاية واحدة من شريحة زجاجية بحيث يتم أشار باعث نانو ESI الخارج. تطبيق الايبوكسي العادي للجسم للتحقيق واحد بحيث يصبح تأمين على شريحة زجاجية (الشكل 1B). ترك بين عشية وضحاها لتصلب. الزوجان ملفقة مسبار واحد مع الإعداد مسبار واحد متكامل (الشكل 1C)، والتي يتم تركيبها على مطياف الكتلة كما هو موضح في الشكل 1D.

4. بناء الإعداد MS المتكاملة واحدة مسبار

  1. تعديل واجهة شفة مصدر أيون من مطياف الكتلة وافتعال موقف (مع موقف قابل للتعديل والارتفاع) من المجسام الرقمية (الأرقام 1e و 1F).
    1. حفر واجهة شفة مصدر ايون مع اثنين من الثقوب مما يسمح المرفق من لوحة الضوئية الألومنيوم. جعل جهاز السكك الحديدية الشريحة وقضيب تعديل الارتفاع (مرفقةمرحلة XY لضبط الوضع على ما يرام)، على ان يكون نظام المجسام الرقمية يمكن أن تعلق على الألومنيوم لوحة الضوئية (الشكل 1E).
  2. إرفاق تعديل المجهر ستيريو رقمي، مجهر رقمي USB، دليل مصغر XYZ مرحلة الترجمة مع حامل المشبك مرنة، وXYZ النظام مرحلة الترجمة الآلية إلى لوحة الضوئية الألومنيوم، والتي شنت على تخصيص مصدر أيون شفة واجهة من مطياف الكتلة (أرقام 1C و1F). استخدام حامل المشبك مرنة لإصلاح شريحة زجاجية مرفقة مع مسبار واحد.
  3. إرفاق الإعداد مسبار واحد لمطياف الكتلة (الشكل 1F). ضبط حامل المشبك مرنة والمرحلة XYZ مصغرة لوضع باعث للمسبار واحدة أمام مدخل مطياف الكتلة. استخدام مجهر رقمي USB (مع زاوية مشاهدة وتعديل) على جانب واحد مسبار لتقديم صورة التكبير في لف واحدرداء طرف أو باعث نانو ESI، والمجسام الرقمية (مع ارتفاع قابل للتعديل) فوق مسبار واحد لعرض الخلايا وتلميح التحقيق.
    ملاحظة: عن طريق المقابلة شفة مصدر أيون، وهذا النظام المتكامل مسبار واحد يمكن أن يقترن إلى أي أنواع أخرى من الطيف كتلة مجهزة مصادر التأين المحيطة.

5. المحيطة MSI

  1. ذوبان الجليد في القسم العينة في درجة حرارة الغرفة ووضعه على XYZ النظام مرحلة الترجمة الآلية تحت مسبار واحد. ضبط الموقف عينة عن طريق تغيير الإحداثيات في برنامج حاسوبي لمراقبة.
  2. باستخدام حقنة لضخ المذيب أخذ العينات بمعدل المناسب (على سبيل المثال، 0.2 ميكرولتر / دقيقة)، وتطبيق التأين الجهد (على سبيل المثال، 5 كيلو فولت). اختيار المذيب أخذ العينات مرنة، وتشمل تلك الشائعة MeOH: المياه (9: 1) والأسيتونتريل. قدرت حجم القتلى من باعث نانو ESI أن يكون ~ 3 نيكولا لانغ، والوقت بين التحقيق-المعالم الاتصال والمراقبة إشارة أيون هو عادة أقل من 1 ثانية 15.
    ملاحظة: تخصيص أيون واجهة مصدر شفة تسمح الجهد التأين ليتم تسليمها من مطياف الكتلة لاتحاد موصل من خلال مقطع التمساح. ثم ينتقل الجهد التأين من خلال اتحاد موصل للالمذيب داخل الشعيرات الدموية والقنوات مسبار واحد، وتطبيقها على باعث نانو ESI لتأيين التحاليل عينات. ضمان أن يتم تشغيل التيار الكهربائي التأين قبالة عندما ربط مقطع التمساح مع الاتحاد موصل.
  3. ضبط ارتفاع للتحقيق واحد بحيث يستريح فقط فوق سطح العينة، وقادرة على أداء سطح استخراج الأيض. رفع بعناية المرحلة Z، ومن ثم استخدام المجهر الرقمي USB (على الجانب للمسبار واحد) لمراقبة تغير المسافة بين طرف مسبار واحد وسطح الأنسجة. رصد التغيرات في الطيف الكتلي خلال هذا التعديل الارتفاع، والتوقف عن رفعجي في المرحلة Z عندما لوحظ تغيير في إشارة أيون من خلفية المذيبات لنواتج الأيض الأنسجة.
  4. كرر الخطوة 5.3 ثلاث مرات لضبط ثلاث نقاط مختلفة ضمن برنامج مكافحة مرحلة لسطح الآلية تعديل تسطيح. وضع غيض من مسبار واحد في ثلاث نقاط على سطح العينة على مسافة حوالي 10 ملم بعيدا عن بعضها البعض. أداء ضبط الارتفاع عن طريق الضغط على أعلى وأسفل الرموز، وتأمين النقاط الثلاث في موقف تحت "طريقة الخطة".
  5. تعيين المعلمات أخرى لrastering عبر قسم المصالح داخل العينة باستخدام هذا البرنامج. للأقسام الماوس الكلى المعروضة هنا، استخدم 10.0 ميكرون / ثانية سرعة rastering و 20 ميكرومتر المسافة بين السطور. النظام مرحلة الآلية لديه 0.1 ميكرون الحد الأدنى زيادة الحركة. يتم الحصول على المسافة بين طرف مسبار واحد ونسيج من الخطوة 5.3.
  6. إعداد وسيلة لاكتساب الآلي مرض التصلب العصبي المتعدد الأطياف من مطياف الكتلة. فوص قرار كتلة عالية MSI على عينة الماوس الكلى، واستخدام المعايير التالية: قرار جماعي 60000 (م / Δm)، ~ 5 كيلو فولت وضع إيجابي، 1 microscan، 150 ميللي ثانية كحد أقصى وقت الحقن، وAGC جرا. وقال إن جميع أطياف MS المكتسبة تمثل خطوط الفردية للصورة MS نفس العدد من المسح مع تباعد الوقت موحد بين كل فحص، مشيرا إلى أن أحجام بكسل للصور المنتجة والموزعة بانتظام.
  7. الشروع في الحصول على البيانات MSI. بدء تسلسل اكتساب MS لمطياف الكتلة، ومن ثم الشروع في تسلسل rastering لبرنامج مكافحة XYZ.
    1. على سبيل المثال، في برنامج الحصول على البيانات MS المستخدمة هنا، انتقل إلى "إعداد تسلسل"، حدد "تسلسل جديد"، وتوليد مجموعة من الملفات لسلسلة جديدة مرقمة من 01 إلى X، حيث X هو عدد الخطوط المستخدمة ل المطلوب صورة MS الواجب اتخاذها، ثم اضغط على "تسلسل تشغيل".
    2. استخدام جهاز الكتروني محلية الصنع للسماح للبرامج لإنتاج حساب المشتركط إشارة الإغلاق للمطياف الكتلة لجمع البيانات. يظهر مخطط الرسم البياني في الشكل التكميلي (الشكل S1) كمرجع.
  8. بناء الصور MS من ملفات MS الخام باستخدام MSI البرامج المناسبة التصور. على سبيل المثال، عند استخدام حزمة البرامج التي وضعتها مجموعة Laskin لفي PNNL 17، نفذ الخطوات التالية.
    1. انقر على "الحواجب ملف." حدد الملف الأول تم الحصول عليها من تجربة MSI. تحديد المكان الذي يبدأ ملف والتشطيبات تحت عنوان "عدد من الخطوط." تحديد نطاق من القيم / ض م لمجموعة صورة MS تحت "أدخل MZ المدى".
    2. اضغط على زر "ابدأ" لبدء عملية إنشاء صورة. وبمجرد التوصل إلى صورة MS، انقر فوق "حفظ الصورة" تحت عنوان "شريط الأدوات" لتخزين الصور في الكمبيوتر.

6. في الوضع الطبيعي لايف SCMS

  1. إعداد نظام مسبار واحد كما في إرشادأيونات لMSI. ضبط المذيب (على سبيل المثال، MeOH / H 2 O أو الأسيتونتريل) معدل التدفق (على سبيل المثال، ~ 25 نيكولا لانغ / دقيقة).
  2. غسل الخلايا المستزرعة، والتي تعلق على الشرائح الغطاء الزجاجي الصغير، مع برنامج تلفزيوني لإزالة وسائل الاعلام الثقافي ومكونات الدواء خارج الخلية. وضع الخلية التي تحتوي شريحة زجاجية على XYZ النظام مرحلة الترجمة الآلية للتجربة.
    ملاحظة: بدلا من ذلك، استخدم مستنبت الخلية الطازجة (غير المحتوية على مصل بقري جنيني) لشطف الخلايا المستزرعة. وقد لوحظ أقل قمع أيون. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للخلية البقاء على قيد الحياة لفترة أطول خلال التجربة حيث درجة الحرارة المحيطة (~ 20 درجة مئوية) هو أقل بكثير من درجة حرارة الثقافة (37 درجة مئوية). نوع المخدرات، تركيز المحلول، ووقت العلاج تختلف في مختلف الدراسات.
  3. التركيز المجهر ستيريو رقمي (فوق العينة) على غيض من مسبار واحد لمراقبة تسلل خلية أثناء التحليل. استخدام مجهر رقمي USB (على الصورةبيئة تطوير متكاملة للمسبار واحد) لمراقبة ظروف العمل من باعث نانو ESI على مسبار واحد.
  4. استخدام برنامج XYZ مرحلة التحكم الآلية والمجهر ستيريو رقمي (فوق الخلايا) لتحديد خلية من الفائدة، وبالضبط موقف طرف مسبار واحد فوق عينه. بدء الحصول على البيانات MS قبل إدراج معلومات سرية التحقيق واحدة في الخلية.
    1. استخدام المعلمات التالية كمرجع لتحليل MS باستخدام دقة عالية مطياف الكتلة: قرار الشامل 100000 (م / Δm)، ~ 3 كيلو فولت وضع الإيجابية والسلبية، 1 microscan، 150 ميللي ثانية كحد أقصى وقت الحقن، ووضع AGC جرا. يتم اكتساب الآلي مرض التصلب العصبي المتعدد الأطياف من خلال النقر على "ابدأ" في برنامج الحصول على البيانات MS.
    2. رفع بمحركات Z-المرحلة بالنقر على أيقونة لاختراق غشاء الخلية وتبقي تسجيل إشارة MS المتولدة من الخلايا. ويلاحظ عادة فترة زمنية من 1-2 ثانية بين الإدراج التحقيق والكشف عن إشارة MS. كما تأكيدا آخر للاختراق الخلية، إلى تغيير جذري في الإشارات MS يمكن ملاحظة على اختراق غشاء الخلية. إشارات MS المركبات داخل الخلايا عادة يمكن أن تستمر ل~ 15-20 ثانية قبل أن تنخفض بشكل كبير.
    3. انخفاض أسفل الخلية التي تحتوي على لوحة لسحب معلومات سرية التحقيق واحد خارج من الخلية. وعادة ما يستغرق <15 ثانية للإشارات أيون من المركبات الخلوية إلى الاقتراب من مستوى الضوضاء. السماح للتدفق المذيبات ل~ 3 دقائق لطرد تماما مسبار واحد. وفي الوقت نفسه، وضع نظام المرحلة XYZ الآلية لتحديد موقع الخلية التالية ليتم تحليلها. تتطلب كل تجربة خلية ~ 3 دقائق إلى أن يتحقق.

النتائج

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم استخدام مسبار واحد بنجاح لتحليل MSI المحيطة من الماوس مقطوع الكلى الأنسجة 15. ويستخدم الجهاز آلية السائل السطح الصغيرة استخراج (الشكل 1A)، التي تنص على استخراج تحليلها كفاءة عالية من مساحة صغيرة، مما أدى إلى وفرة شدة الإشارات أيون في نتائج MSI. على سبيل المثال، قد تحققت شدة إشارة من أكثر من 10 7 لبعض نواتج الأيض وفيرة (الشكل 2A). تم الكشف عن عدد كبير من المركبات على هذا النحو، بما في ذلك عدد من سفينغوميالين (SM) وفسفاتيديل (PC) الأنواع مثل [SM (34: 1) + نا] + (725،5575 م / ض)، [PC (32: 0) + H] + (734،5700 م / ض)، [PC (34: 1) + نا] + (782،5696 م / ض)، و[PC (38: 5 + نا)] + (814،5726 م / ض). وقد تم تحديد هذه المركبات لقرار جماعي عالية ودقة الجماعية عندما يقترن رالزراعة العضوية عالية الدقة مطياف الكتلة. على سبيل المثال، تم تحقيقه في التماهي مع أقل من 4 جزء في المليون م / دقة الجماعية ض (أي الفرق بين القيم المرصودة والنظرية) لكل الأيض (الشكل 2B) في نتائج عرض هنا. وبالإضافة إلى ذلك، جنبا إلى جنب MS تحليل (أي، MS / MS) وأجريت أيضا لتحديد أكثر ثقة من الأنواع ذات الأهمية. 15

ويرجع ذلك إلى قدرة على أداء كفاءة السائل استخراج الصغيرة على مساحة صغيرة، وجهاز مسبار واحد يمكن استخدامه لإجراء تجارب المكانية عالية الدقة MSI في ظل الظروف المحيطة 15. على سبيل المثال، قد تم الحصول عليها صورا تفصيلية MS أقسام الكلى الماوس توضح التوزيع المكاني لنواتج مختارة (الشكل 2C). تم تحديد القرار المكانية للصورة MS أن تكون 8.5 ميكرون، وبعد قياس تستخدم على نطاق واسع من وجود transiti. على نقطة ميزة حادة تحدد في تغيير كثافة 20-80٪ من إشارة MS 18 في حالة فوسفورية [PC (38: 5 + نا)] + على قسم الكلى الماوس، والانتقال ميزة بين النخاع الداخلي والنخاع الخارجي تتم عبر دورة مسح واحدة في قطعة تأريخ، والتي تبين تغير كثافة أكبر من 20-80٪ النطاق. استنادا إلى سرعة عينة تتحرك (10.0 ميكرون / ثانية) وMS معدل الحصول على البيانات (0.85 ثانية / الطيف)، وعينة تتحرك عن بعد في واحد MS مسح دورة (8.5 ميكرون)، أي القرار المكانية MSI، يمكن حساب (الشكل 2D). هذا القرار المكانية هو من بين أعلى المعدلات بعد تحقيقه لتقنيات MSI المحيطة التي أجريت على العينات البيولوجية.

لSCMS كان مسبار واحدة قادرة على تحقيق تحليل خلايا هيلا الحية الفردية 16. حجم غيض من مسبار واحد هو عادة أقل من 10 ميكرون (الشكللدى عودتهم 3A)، والتي هي صغيرة بما يكفي لإدراجها مباشرة في العديد من أنواع الخلايا حقيقية النواة، والتي قطرها ~ 10 ميكرون، لاستخراج وتحليل MS. عملية الإدراج من طرف مسبار واحد في خلية يمكن رصدها بالعين المجردة باستخدام مجهر ستيريو رقمي (الشكل 3B)، ويمكن التأكد من اختراق غشاء الخلية من خلال التغير السريع والكبير من أطياف الشامل من برنامج تلفزيوني (أو خلية ثقافة جديدة متوسطة) إلى مركبات داخل الخلايا (أرقام 3C و 3D). ويمكن إجراء التجارب في كل من وسائط أيون الإيجابية والسلبية للكشف عن أنواع أوسع من الأنواع الجزيئية. على سبيل المثال، تم تحديد 18 نوعا الدهون المختلفة في وضع إيجابي، بما في ذلك sphingomyelins (SM) وphosphatidylcholines (PC)، في حين أن (AMP، ADP، وATP) تم الكشف عن الفوسفات الأدينوساين في وضع الأيونات السالبة (أرقام 3C ود). التأخير الزمني بين الإدراج ط مسبار واحدn لخلية والكشف عن إشارة وعادة ما تكون أقل من ثانيتين، والسماح لالقريب كشف في الوقت الحقيقي من نواتج الأيض الخلوية. تم تطبيق SCMS أيضا في تجارب حيث تم علاج الخلايا مع الأدوية المضادة للسرطان (على سبيل المثال، OSW-1، باكليتاكسيل، ودوكسوروبيسين) 19]. يمكن الكشف عن المخدرات المقابلة داخل خلايا هيلا بعد العلاج 4 ساعات في سلسلة من تركيزات (أي 10 نانومتر، 100 نانومتر، 1 ميكرومتر، و 10 ميكرومتر) في DMSO (سلفوكسيد ثنائي ميثيل)، وذلك باستخدام الخلايا غير المعالجة (إضافة DMSO فقط ) كما الضوابط. وكانت إشارات MS الأدوية غير موجودة ضمن برنامج تلفزيوني خارج الخلية أو التحكم (الشكل 3E)، ولكن تم الكشف داخل الخلايا واحدة باستخدام MS تقنية مسبار واحد (تظهر فقط 100 النتائج العلاج نانومتر في الشكل 3F). لأنه تم تشطف الخلايا مع برنامج تلفزيوني (أو الطازجة مستنبت الخلية) لإزالة مركبات خارج الخلية والتلوث، والكشف عن نواتج الذاتية (على سبيل المثال، نسبة الدهون في الخلايا لد الفوسفات الأدينوساين) والمركبات خارجية (على سبيل المثال، الأدوية المضادة للسرطان) إلى أن مرض التصلب العصبي المتعدد تقنية واحد مسبار يمكن استخدامها لتحليل المركبات داخل الخلايا.

figure-results-1
الشكل 1. تصنيع والإعداد للمسبار واحد لMSI وSCMS تحليل المحيطة. أ) الإجراءات تلفيق للمسبار واحد. ب) صورة لمسبار واحدة ملفقة تعلق على شريحة زجاجية. ج) صورة من أحادية الإعداد التحقيق تعلق على مطياف الكتلة. ود) رسم تخطيطي لإعداد مسبار واحد إلى جانب وجود مطياف الكتلة. خلال التجربة، وتقدم المذيب أخذ العينات بشكل مستمر من الحقنة، يتم تطبيق الجهد التأين للاتحاد موصل من مطياف الكتلة، وتستخدم اثنين من المجاهر الرقمية لرصد عينة التنسيب، المرحلة XYZ الآليةيستخدم النظام للسيطرة على عينة الحركة، ويتم استخدام مطياف الكتلة للتحليل. ه) صورة للنظام المجسام الرقمية حسب الطلب. و) صورة تبين المجسام الرقمية التي تعلق على واجهة شفة مصدر أيون من خلال لوحة الضوئية. الرجاء النقر هنا ل عرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-2
الشكل 2. نتائج من دراسة MSI المحيطة قسم الماوس الكلى مع القرار المكانية والشامل عالية. أ) الطيف الكتلي تمثيلية من مسبار واحد MSI. كثافة القصوى من المركبات الكشف يمكن أن تصل إلى 3.39 × 10 7 (وحدات التعسفي). ب) مجموعة مختارة من نواتج الأيض الكشف قدمت مع دقتها الجماعية. ج)صور MS من [PC (32: 0) + H] + [والكمبيوتر (34: 1) + نا] + مأخوذة من القسم الماوس الكلى عند 8.5 ميكرون القرار المكانية. PC: فسفاتيديل. شريط النطاق: 2 مم. 0.20 مم (الشكل) د) تحديد القرار المكانية للصورة MS ل. [PC (38: 5) + نا] + (مقتبس بإذن من المرجع 15). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3
الشكل 3. النتائج من تحليل SCMS المحيطة من المخدرات تعامل خلايا هيلا مع قرار كتلة عالية. أ) تم تكبيره في صورة من طرف مسبار واحد يدل على حجم نموذجية من <10 ميكرون في القطر. ب) أخذت الصورة عند نقطة إدخال مسبار واحد في خلية هيلا. شريط الحجم: 50 ميكرون.ج) إيجابي الطيف نموذجي كتلة وضع أيون مع التعرف على عدد من أجهزة الكمبيوتر (فسفاتيديل) الأنواع. د) قائمة تمثيلية الأيض الكشف عن تحليل SCMS من خلايا هيلا سواء في وسائط أيون الإيجابية والسلبية. EF) قداس الأطياف ل مراقبة والمعالجة (100 نانومتر OSW-1) خلايا (مقتبس بإذن من المرجع 16). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

شخصية S1. مخطط الرسم البياني للجهاز إلكتروني يستخدم لإنتاج اتصال إشارة الإغلاق للمطياف الكتلة لجمع البيانات. الرجاء انقر هنا لعرض أو تحميل هذا الرقم.

المناقشة

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ومسبار واحد هو جهاز متعدد الوظائف التي يمكن أن تستخدم في كل التجارب MSI وSCMS. تم تصميم الإعداد مسبار واحد (بما في ذلك نظم مرحلة الترجمة، والمجاهر، مصدر أيون شفة واجهة، الخ) كعنصر إضافة على ذلك يمكن تكييفها بمرونة مع مطياف الكتلة الحالية. والتبادل السريع بين الإعداد مسبار واحد ومصدر أيون ESI التقليدية يمكن أن يتحقق في غضون دقيقة واحدة. من حيث المبدأ، وذلك باستخدام واجهة مصدر أيون شفة المناسبة، وإعداد مسبار واحدة يمكن تكييفها مع أي الطيف الإعلام الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، المذيب أخذ العينات التي تحتوي على مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية التي يمكن استخدامها مع الإعداد مسبار واحد للتجارب MSI وSCMS رد الفعل، مما يعزز إلى حد كبير في الكشف عن نطاقات أوسع من الجزيئات الحيوية. بالإضافة إلى الأنسجة الحيوانية وخطوط الخلايا، ومسبار واحد هو أيضا قادرة على تحليل النظم البيولوجية الأخرى مثل النباتات. لذلك، مع نفس الإعداد التجريبية وتدريب المستخدمين مماثل، ومجموعة متنوعة من الدراسات يمكن القيام بها باستخدام صك واحد وبنفس المستخدمين، مما يتيح للتجارب فعالة ومرنة إلى أن يتحقق مع وقت التدريب الحد الأدنى وتكلفة الأجهزة.

المكون الرئيسي للمسبار واحد MS التقنية هو التحقيق نفسه. نوعية للمسبار واحدة له تأثير كبير على أدائها، والذي يحدد إلى حد كبير على نوعية كل التجارب MSI وSCMS. عندما افتعال-تحقيقات واحدة، تأكد من أن الشعيرات الدموية داخل أنابيب مزدوج الجوف يتم لصقها بشكل آمن للقضاء على فرصة لتسرب المذيبات خلال التجارب. فمن الأهمية بمكان أن استخدام الحد الأدنى من الأشعة فوق البنفسجية الايبوكسي قابل للشفاء، مثل أن الفوهات والشعيرات الدموية ليست مسدودة خلال تلفيق التحقيق.

تم استخدام مسبار واحد لإجراء عالية المكانية والجماعية قرار المحيطة MSI على عينات بيولوجية 15. والميزة الرئيسية لMSI المحيط علىأساليب غير المحيطة، هي أن يتم الاحتفاظ إعداد العينات كحد أدنى دون الحاجة لبيئة أخذ العينات فراغ، والذي يسمح للعينة لتحليلها في حالة الأم بالقرب 8. كانت واحدة من العقبات الرئيسية لمعظم المحيطة أخرى MSI تقنية عدم وجود قرار المكاني 1. مقارنة مع الامتزاز على أساس MSI التقنيات (مثل ديسي وLAESI)، وحجم رأس صغير من مسبار واحد يسمح أكثر قوة وكفاءة السائل السطح الصغيرة استخراج التي يتعين القيام بها على مساحة صغيرة، مما أدى إلى قرار مكانية عالية من 8.5 ميكرون، والتي هي من بين أعلى منها تحقيقه باستخدام تقنيات MSI المحيطة 15. وبالإضافة إلى ذلك، وتعديل مكونات المذيب أخذ العينات يوفر مرونة إضافية لإجراء التجارب. على سبيل المثال، وأخذ العينات المذيبات التي تحتوي على المواد الكيميائية (مثل مركبات dicationic) استخدمت لإجراء تجارب MSI رد الفعل، والسماح لزيادة كبيرة في عدد من المركبات التي تم تحديدها بيص تجربة 20. ميزة أخرى للتحقيق واحد هو تصميم متكامل، والذي يوفر سهولة التشغيل أثناء عملية الحصول على البيانات بأكملها. لأن المسافة بين طرف وسطح الأنسجة حساسة جدا لشدة إشارة أيون والاستقرار، والحصول على قسم الأنسجة شقة وإجراء سطح تسطيح تعديل لتقليل التباين المسافة هو المفتاح للحصول على جودة عالية التجارب MSI. ويترتب على ذلك تقنيات MSI مسبار واحد ليست مناسبة للحصول على صور عالية MS المكانية من الأسطح غير المستوية.

بالإضافة إلى افتعال تحقيق جودة عالية، ضبط بعناية الصك ضروري لتجربة MSI ناجحة. بين جميع الخطوات ضبط، ضبط ارتفاع من طرف مسبار واحد فوق سطح قسم الأنسجة هو الأكثر حرجا. عند ضبط ارتفاع التحقيق، ضخ المذيب أخذ العينات وتشغيل التيار الكهربائي التأين، بحيث لا إشارات أيون خلفية المذيبات يمكن أن يكون observأد. ثم رصد التغير من الطيف الشامل مع الحد بعناية بعد التحقيق سطح برفع بمحركات Z-مرحلة حتى قوية ومستقرة إشارات أيون من قسم الأنسجة ويمكن ملاحظة. وسوف تستخدم هذا الارتفاع التحقيق لجمع البيانات MSI أثناء التجربة. وبالإضافة إلى ذلك، معدل تدفق المذيبات الأمثل هو ضروري لتجارب MSI. ضبط معدل تدفق مع ارتفاع التحقيق الأمثل. ضمان عدم وجود أي انتشار المذيبات على سطح النسيج (أي معدل تدفق مرتفع جدا) أو تشكيل فقاعة داخل باعث نانو ESI (أي معدل التدفق منخفض للغاية).

ومسبار واحد هو جهاز متعدد الوظائف لالتحاليل الطبية. بالإضافة إلى التجارب MSI، أنها قادرة على إجراء قرب الوقت الحقيقي في الموقع SCMS لتوضيح المعلومات الكيميائية مفصلة من الخلايا حقيقية النواة الحية 16، وهي ميزة كبيرة مقارنة مع فراغ آخر التقنيات SCMS أساس (مثل MALDI 10 و سيمز 21 ). صغر حجم تلميح التحقيق يوفر القدرة لإدراجها في خلية حقيقية النواة الحية واستخراج وتأين المركبات داخل الخلايا لتحليلها MS فوري. وبالمثل، فإن المذيبات أخذ العينات التي تحتوي على المواد الكيميائية (مثل مركبات dicationic) يمكن استخدامها في التجارب SCMS، ويمكن الكشف عن مجموعة واسعة من المكونات الخلوية في خلية واحدة حية من أي وقت مضى (البحوث الجارية، لا تظهر البيانات). على الرغم من أن التحليل في الوقت الحقيقي سوف توفر لمحات الكيميائية من الخلايا وحيدة حية، ويرجع ذلك إلى اختراق الخلية من غشاء واستخراج محتويات الخلوية، الخلية قيد التحقيق سيقتلون بعد التجربة، مما يعني أن SCMS تقنية مسبار واحد لا يزال طريقة مدمرة. وبالإضافة إلى ذلك، تلميح التحقيق ونانو ESI باعث في مسبار واحد يمكن انسداد بسهولة للمستخدمين عديمي الخبرة. لتقليل فرصة من انسداد الجهاز، ضمان لتجنب لمس نواة عند إدخال معلومات سرية التحقيق واحد إلى سلل. إذا حدث انسداد، الجهاز يمكن تجديدها عن طريق تسخين تلميح التحقيق انسداد أو نانو ESI باعث باستخدام homebuilt التدفئة لفائف 16. الحد آخر للتحقيق واحد SCMS التقنية هو أن فقط الخلايا لاصقة (أي تعلق الخلايا على الأسطح) يمكن تحليلها باستخدام الإعداد الحالي. ومع ذلك، من خلال دمج نظام معالجة الخلية في الجهاز MS-مسبار واحد، وأنواع أوسع من الخلايا يمكن دراستها في المستقبل.

على غرار تجربة MSI، والحصول على تحقيق جودة عالية ومعدل تدفق المذيبات الأمثل هو أمر حاسم لدراسات SCMS. عندما ضبط معدل تدفق المذيبات، يتم وضع طرف مسبار واحد فوق العينة (أي، لا يوجد اتصال مع خلية أو مستنبت)، والتأكد من أنه لا يوجد يقطر المذيب من تلميح التحقيق أو تشكيل فقاعة داخل النانو ESI باعث.

الإفصاحات

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدينا تضارب في المصالح لنعلنه مع العمل المعروض هنا.

شكر وتقدير

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يود المؤلفون أن يشكروا الدكتور لاسكين (مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني) لمشاركة برنامج التحكم في المسرح الآلي وبرنامج التصور MSI. نشكر أيضا الدكتور ماو (جامعة أوكلاهوما) على تقديم عينات من أعضاء الفئران والسيد تشاد إي كننغهام (جامعة أوكلاهوما) للمساعدة في أعمال التصنيع والإلكترونيات. تم دعم هذا البحث من خلال منح من مجلس البحوث في حرم جامعة أوكلاهوما نورمان الجامعي ، وجائزة الجمعية الأمريكية لأبحاث قياس الطيف الكتلي (برعاية شركة ووترز) ، ومركز أوكلاهوما لتقدم العلوم والتكنولوجيا (منحة HR 14-152) ، والمعاهد الوطنية للصحة (R01GM116116).

المواد

Cell Culture < / strong >

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
<قوي>تصنيع مسبار واحد< / قوي >
كوارتز مزدوجة التجويف ، 1.120 ' ’ & مرات; 0.005 بوصة & مرات; 12 بوصةفريدريش & أمبير Dimmock, Inc, Millville, NJ MBT-005-020-2Q
مجتذب ليزر ماصة دقيقة شركة سوتر للأدوات ، نوفاتو ، كاليفورنيا   ؛نموذج P-2000
شعرية السيليكا المنصهرة ، ID: 40 & nbsp ؛ ومايكرو. م ، OD: 110   ؛ ومايكرو. مموليكس ، ليسلي ، إلينويTSP040105
راتنج المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية   ؛Prime Dental ، Prime-Dent ، شيكاغو ، إلينوي ، الولايات المتحدة الأمريكيةرقم الصنف 006.030
مصباح LED للأشعة فوق البنفسجيةFoshan Liang Ya Dental Equipment ، قوانغدونغ ، الصينLY-C240
راتنجات الايبوكسيDevcon ، Danvers ، MA & nbsp ؛الجزء رقم 20945
مرشح دقيق مضمن آيدكس للصحة & العلوم ذ م م ، ليك فورست ، إلينويM-520
Microunion   ؛آيدكس للصحة & العلوم ذ م م ، ليك فورست ، إلينويM-539
شريحة مجهر (زجاج)C & amp علمي - العرض الأول, ماناساس, VA 9105
حقنة هاميلتون ، رينو ، نيفادا1725LTN 250UL
<قوي>مقياس طياف الكتلة
LTQ Orbitrap مقياس الكتلةThermo Fisher Scientific، Inc.، Waltham، MA & nbsp;LTQ Orbitrap XL
Xcalibur 2.1 SoftwareThermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA XCALIBUR21
Fance Stage Controlمختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني ، ريتشلاند ، واشنطن
MSI مختبر شمالغرب المحيط الهادئ الوطني ، ريتشلاند ، واشنطن
USB-6009 متعدد الوظائف DAQNational Instruments ، أوستن ، تكساس779026-01
DR-5V SDS تتابعباناسونيك، كادوما، اليابان DR-SDS-5
بوابات منطقية 50 أوم سائق خطتكساس إنسترومنتس، دالاس، تكساس SN74128N
<قوي>إعداد مسبار واحد< / قوي >
مرحلة خطية آلية ووحدة تحكم (3 مجموعات)نيوبورت ، إيرفين ، كاليفورنياConex-MFACC
مصغرة XYZ المرحلةنيوبورت ، إيرفين ، CAMT-XYZ   ؛
الترجمة المرحلة XYThorLab و Newton و NJPT1 و PT102
Thermo LTQ XL واجهة مصدر أيون شفةNew Objective ، Woburn ، MA & nbsp ؛رقمي PV5500
، 250X - 2,000XShenzhen D& F Co., Shenzhen , الصينSupereyes T004
USB مجهر التصوير الرقمي DX.com ، هونغ كونغ ، الصينS02 25 ~ 500X   ؛
مضخة حقنةChemyx Inc., Stafford, TX Nexus 3000
لوح تجارب بصري من الألومنيوم الصلب ، 8 "× 8" × 1/2 "Thorlabs ، نيوتن ، نيوجيرسيMB810
حامل مشبك مرنSiskiyou ، Grants Pass ، OR & nbsp ؛  MXB-3h
Solvents< / strong>
Methol   ؛سيجما ألدريتش ، سانت لويس ، ميزوري34860 Chromasolv
WaterSigma-Aldrich ، سانت لويس ، ميزوريW4502
AcetonitrileSigma-Aldrich ، سانت لويس ، MO34967 Chromasolv
Dulbecco' s النسر المعدل s متوسطة (DMEM)  Cellgro ، Manasas ، VA10-013-CV
10٪ مصل بقري جنين معطل بالحرارة (FBS)Gibco / Life Technologies ، لونغ آيلاند ، نيويورك10100-139
البنسلين / الستربتومايسين   ؛Cellgro, Manasas, VA30-002-CI
10 mM HEPES (درجة الحموضة 7.4) Cellgro ، Manasas ، VA25-060-CI
محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS)   ؛Cellgro, Manasas, VA46-013-CM
TrypLE Express ثيرمو فيشر العلمي ، والثام ، ماساتشوستس & nbsp ؛12604-013
ألواح 12 بئر شركة Corning Inc. ، Corning ، NY   ؛Falcon 351143
T25 قارورةCorning Inc. ، Corning ، NY   ؛Falcon 3055
نظارات الغطاء الصغير ، مستديرة ، رقم 1VWR International ، Radnor ، PA   ؛48380-046
DMSO (ثنائي ميثيل سلفوكسيد) VWRالدولية, Radnor, PA BDH1115-1LP
<قوي>تصوير الأنسجة< / قوي>
Cyro-Cut MicrotomeAmerican Optical Coporation
Tissue-Tek ، درجة حرارة القطع المثلى (OCT)   ؛شركة Sakura Finetek Inc. ، Torrance ، CA4583
شريحة مجهر (بولي كربونات)حلول توريد العلوم ، قرية إلك جروف ، إلينويP11011P
أنابيب < td colspan = "4" ><قوي>جهاز إغلاق الاتصال< / قوي>مجهر ستيريو < td colspan = "4" >

المراجع

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Vickerman, J. C. Molecular imaging and depth profiling by mass spectrometry-SIMS, MALDI or DESI? Analyst. 136 (11), 2199-2217 (2011).
  2. Schwamborn, K. Imaging mass spectrometry in biomarker discovery and validation. J. Proteomics. 75 (16), 4990-4998 (2012).
  3. Schwamborn, K., Caprioli, R. M. MALDI Imaging Mass Spectrometry - Painting Molecular Pictures. Mol Oncol. 4 (6), 529-538 (2010).
  4. Kraft, M. L., Klitzing, H. A. Imaging lipids with secondary ion mass spectrometry. Biochim. Biophys. Acta. 1841 (8), 1108-1119 (2014).
  5. Wiseman, J. M., et al. Desorption electrospray ionization mass spectrometry: Imaging drugs and metabolites in tissues. Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (47), 18120-18125 (2008).
  6. Nemes, P., Woods, A. S., Vertes, A. Simultaneous imaging of small metabolites and lipids in rat brain tissues at atmospheric pressure by laser ablation electrospray ionization mass spectrometry. Anal. Chem. 82 (3), 982-988 (2010).
  7. Laskin, J., Heath, B. S., Roach, P. J., Cazares, L., Semmes, O. J. Tissue Imaging Using Nanospray Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry. Anal. Chem. 84 (1), 141-148 (2012).
  8. Wu, C., Dill, A. L., Eberlin, L. S., Cooks, R. G., Ifa, D. R. Mass spectrometry imaging under ambient conditions. Mass. Spectrom. Rev. 32 (3), 218-243 (2013).
  9. Altschuler, S. J., Wu, L. F. Cellular heterogeneity: do differences make a difference? Cell. 141 (4), 559-563 (2010).
  10. Amantonico, A., Urban, P. L., Fagerer, S. R., Balabin, R. M., Zenobi, R. Single-Cell MALDI-MS as an Analytical Tool for Studying Intrapopulation Metabolic Heterogeneity of Unicellular Organisms. Anal. Chem. 82 (17), 7394-7400 (2010).
  11. Passarelli, M. K., Ewing, A. G., Winograd, N. Single-cell lipidomics: characterizing and imaging lipids on the surface of individual Aplysia californica neurons with cluster secondary ion mass spectrometry. Anal. Chem. 85 (4), 2231-2238 (2013).
  12. Shrestha, B., et al. Subcellular metabolite and lipid analysis of Xenopus laevis eggs by LAESI mass spectrometry. PLoS One. 9 (12), e115173(2014).
  13. Mizuno, H., Tsuyama, N., Harada, T., Masujima, T. Live single-cell video-mass spectrometry for cellular and subcellular molecular detection and cell classification. J. Mass. Spectrom. 43 (12), 1692-1700 (2008).
  14. Zhang, L., et al. In Situ metabolic analysis of single plant cells by capillary microsampling and electrospray ionization mass spectrometry with ion mobility separation. Analyst. 139 (20), 5079-5085 (2014).
  15. Rao, W., Pan, N., Yang, Z. High Resolution Tissue Imaging Using the Single-probe Mass Spectrometry under Ambient Conditions. J. Am. Soc. Mass. Spectrom. 26 (6), 986-993 (2015).
  16. Pan, N., et al. The single-probe: a miniaturized multifunctional device for single cell mass spectrometry analysis. Anal. Chem. 86 (19), 9376-9380 (2014).
  17. Thomas, M., et al. Visualization of High Resolution Spatial Mass Spectrometric Data during Acquisition. 2012 Annual International Conference of the Ieee Engineering in Medicine and Biology Society (Embc). , 5545-5548 (2012).
  18. Luxembourg, S. L., Mize, T. H., McDonnell, L. A., Heeren, R. M. High-spatial resolution mass spectrometric imaging of peptide and protein distributions on a surface. Anal. Chem. 76 (18), 5339-5344 (2004).
  19. Zhou, Y., et al. OSW-1: a natural compound with potent anticancer activity and a novel mechanism of action. J Natl Cancer Inst. 97 (23), 1781-1785 (2005).
  20. Rao, W., Pan, N., Tian, X., Yang, Z. High-Resolution Ambient MS Imaging of Negative Ions in Positive Ion Mode: Using Dicationic Reagents with the Single-Probe. J. Am. Soc. Mass. Spectrom. 27 (1), 124-134 (2016).
  21. Ostrowski, S. G., Kurczy, M. E., Roddy, T. P., Winograd, N., Ewing, A. G. Secondary ion MS imaging to relatively quantify cholesterol in the membranes of individual cells from differentially treated populations. Anal. Chem. 79 (10), 3554-3560 (2007).

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

NanoESI XYZ

مقالات ذات صلة