Preparación de semillas de palma dura para el análisis de espectrometría de masas por imágenes de desorción/ionización por láser asistida por matriz

Gabriel R. Martins; Felipe L. Brum; Davi Marconi Miranda Carvalho da Silva; Livia C. Barbosa; Ronaldo Mohana-Borges; Ayla Sant'Ana da Silva

doi:10.3791/65650

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Artículo de método

Preparación de semillas de palma dura para el análisis de espectrometría de masas por imágenes de desorción/ionización por láser asistida por matriz

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DOI:

10.3791/65650

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30 de junio de 2023

Gabriel R. Martins^*¹^,² , Felipe L. Brum^*¹^,²^,³ , Davi Marconi Miranda Carvalho da Silva^*¹^,² , Livia C. Barbosa³ , Ronaldo Mohana-Borges³ , Ayla Sant'Ana da Silva¹^,²

¹Laboratório de Biocatálise (LABIC), Instituto Nacional de Tecnologia, ²Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, ³Centro de Espectrometria de Massas de Biomoléculas, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro

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En este artículo

Resumen

Este protocolo tuvo como objetivo describir una guía detallada sobre la preparación de secciones de muestras de semillas duras con bajo contenido de agua para el análisis MALDI-IMS, manteniendo la distribución y abundancia originales de los analitos y proporcionando una señal de alta calidad y resolución espacial.

Resumen

La espectrometría de masas de imágenes de desorción/ionización por láser asistida por matriz (MALDI-IMS) se aplica para identificar compuestos en sus entornos nativos. En la actualidad, MALDI-IMS se utiliza con frecuencia en análisis clínicos. Aún así, existe una excelente perspectiva para aplicar mejor esta técnica para comprender la información fisiológica de los compuestos químicos en los tejidos vegetales. Sin embargo, la preparación puede ser un desafío para muestras específicas de materiales botánicos, ya que MALDI-IMS requiere cortes delgados (12-20 μm) para la adquisición adecuada de datos y el análisis exitoso. En este sentido, previamente, desarrollamos un protocolo de preparación de muestras para obtener secciones delgadas de semillas duras de Euterpe oleracea (palma de açaí), posibilitando su mapeo molecular mediante MALDI-IMS.

Aquí, mostramos que el protocolo desarrollado es adecuado para preparar otras semillas del mismo género. Brevemente, el protocolo se basó en sumergir las semillas en agua desionizada durante 24 h, incrustar las muestras con gelatina y seccionarlas en un criostato aclimatado. A continuación, para la deposición de la matriz, se acopló una plataforma de movimiento xy a una pulverización de aguja de ionización por electrospray (ESI) utilizando una solución de ácido 2,5-dihidroxibenzoico (DHB) y metanol 1:1 (v/v) con ácido trifluoroacético al 0,1% a 30 mg/mL. Los datos de las semillas de E. precatoria y E. edulis se procesaron utilizando software para mapear sus patrones de metabolitos.

Los oligómeros de hexosa se mapearon dentro de las rebanadas de muestra para demostrar la idoneidad del protocolo para esas muestras, ya que se sabe que esas semillas contienen grandes cantidades de manano, un polímero de la manosa de hexosa. Como resultado, se identificaron picos de oligómeros de hexosa, representados por aductos [M + K]⁺ de (Δ = 162 Da). Por lo tanto, el protocolo de preparación de muestras, previamente desarrollado a medida para semillas de E. oleracea , también permitió el análisis MALDI-IMS de otras dos semillas de palma dura. En definitiva, el método podría constituir una herramienta valiosa para la investigación en morfoanatomía y fisiología de materiales botánicos, especialmente a partir de muestras resistentes a cortes.

Introducción

La espectrometría de masas por imágenes de ionización/desorción láser asistida por matriz (MALDI-IMS) es un método potente que permite la asignación bidimensional de biomoléculas, proporciona una investigación no dirigida de compuestos ionizables y determina su distribución espacial, especialmente en muestras biológicas ^1,2. Durante dos décadas, esta técnica ha permitido la detección e identificación simultánea de lípidos, péptidos, carbohidratos, proteínas, otros metabolitos y moléculas sintéticas como fármacos terapéuticos ^3,4. MALDI-IMS facilita el ....