Obtención de imágenes de tejidos biológicos por desorción ionización electrospray espectrometría de masas

El objetivo general del siguiente experimento es mapear la distribución espacial de los productos químicos en un tejido biológico utilizando una técnica de espectrometría de masas ambiental. Esto se logra mediante el uso de la pulverización asistida neumáticamente de DESI para desororar e ionizar las moléculas presentes en el tejido. Como segundo paso, la fuente de iones DESI se escanea a través del área de muestra de manera controlada.

A continuación, la información espectral de masas se correlaciona con el movimiento espacial de la etapa de la muestra para trazar la intensidad del ion en función de la posición X e Y. En última instancia, la creación de una imagen química. Los resultados muestran que hay distintas distribuciones de lípidos en los tejidos cerebrales envueltos entre la materia gris y la blanca, basándose en las imágenes de espectrometría de masas de iones lipídicos seleccionados.

Sin embargo, este método puede proporcionar información sobre las distribuciones químicas en los tejidos biológicos. También se puede utilizar para una variedad de otros sistemas, incluidas placas de cromatografía de capa fina, reacciones de superficie mineral y algas marinas. Antes de comenzar este procedimiento, monte el tejido en un portaobjetos de vidrio de microscopio utilizando la prueba de acedonita con ácido acético al 1% como disolvente DESI y encienda la bomba de jeringa con un caudal de cinco microlitros por minuto.

Una vez que el solvente aparezca goteando de la punta de la fuente DESI, encienda el gas nebulizador de nitrógeno con una presión de 160 PS. A continuación, enciendo la fuente de alimentación de alto voltaje conectada a la fuente de iones, aplicando 3.600 voltios para una transferencia óptima de iones. Ajuste la altura de la platina para que el capilar de la interfaz MS se sitúe sobre la superficie de la muestra. El capilar debe estar a menos de un milímetro de la superficie y tener un ángulo de recolección de unos 15 grados.

Una vez que el portaobjetos se haya montado en la etapa de movimiento, coloque la punta a tres milímetros de la superficie de la muestra y a cinco milímetros de la entrada capilar MS con la sonda en un ángulo de 55 grados con respecto a la superficie de la muestra. A continuación, alinee la sonda DESI en la dimensión X con respecto a la entrada capilar MS para que estén directamente en línea. Usando la sección de tejido extra.

Ajuste la separación Y entre la punta de la fuente y la entrada capilar a unos cuatro milímetros y la separación Z entre la punta y la superficie de la muestra a aproximadamente 1,5 milímetros. A continuación, ajuste la distancia a la que se extruye el capilar interno desde el capilar exterior de la fuente para obtener la máxima sensibilidad y el mínimo tamaño del punto de impacto. El resplandor de la luz en la habitación en el portaobjetos del microscopio se puede utilizar para ver mejor el punto de impacto y mejorar la sensibilidad durante el proceso de ionización.

Caliente el capilar de transferencia con un calentador de cuerda o un bloque calefactor a 100 grados centígrados. El software de control VI de vista de laboratorio para las condiciones de imagen deseadas en función del impacto DESI, el tamaño de la pluma y la sensibilidad óptima. Utilice una velocidad de escaneo de etapa de 160 micrómetros por segundo y alinee el espaciado entre filas de 200 micrómetros.

Proporcione la ruta del directorio y el nombre del archivo para los archivos de posición y tiempo que se registrarán durante las imágenes dentro de la vista de laboratorio vi. En preparación para la adquisición de datos espectrales de masas, el software calcula automáticamente el tiempo total requerido para la entrada de imágenes el tiempo total en minutos en el espectrómetro de masas antes de comenzar la adquisición de datos. A continuación, coloque el punto de impacto de la pulverización en la parte superior izquierda del área que se va a fotografiar.

Comience la adquisición de los datos de MS y el movimiento del escenario simultáneamente. Una vez finalizada la adquisición de datos, regrese el espectrómetro de masas al modo de espera, apague el alto voltaje de la fuente DESI, apague el gas nitrógeno y la bomba de jeringa utilizando el administrador de datos dentro del centro de masas. Convierta los datos adquiridos en datos TED y luego expórtelos en formato CDF.

Finalmente, cargue los datos espectrales de masas CDF sin procesar y los dos archivos de texto para la posición y la hora en el sitio web de Omnis SPECT, o use el mapa biológico para visualizar los datos procesados en Firefly. Aquí se muestra un espectro representativo obtenido en modo positivo a partir de una sección de cerebro de rata no tratada. En el modo positivo, el espectro de masas está dominado por la fosfatidilcolina debido a sus altas eficiencias de hierro e ionización, que se atribuyen al grupo amonio cuaternario cargado positivamente.

Además, la imagen de iones totales de la sección de tejido muestra una señal abundante en toda la sección del cerebro. La distribución espacial de los lípidos muestra cómo la abundancia relativa de diferentes especies de fosfatidilcolina varía entre la materia gris y la blanca del cerebro. Por ejemplo, la especie fosfatidilcolina potásica 34 a uno con una relación de carga másica de 7 98 0,5364 muestra una mayor intensidad en la corteza cerebelosa o en la materia gris.

Por el contrario, la especie fosfatidilcolina potásica 36 a uno con una relación de carga de masa de 8 26 0,5558 muestra una mayor intensidad en el pedúnculo cerebeloso o sustancia blanca. La imagen compuesta obtenida para los dos iones destaca el contraste en la distribución de lípidos a través de la sección de tejido. Al realizar este tipo de experimento, es importante optimizar cuidadosamente la etapa de muestra de la fuente DSI y la geometría de la entrada.

Estas variables son críticas para el éxito de la obtención de imágenes DSI.