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Article de méthode

Microextraction en phase solide : une technique basée sur des sondes pour l’extraction d’échantillons à partir de tissus greffés

3.7K vues

30 avril 2023

Dans cet article

Résumé

Source : Stryjak, I. et al. Utilisation d’une biopsie chimique pour l’évaluation de la qualité des greffons. J. Vis. Exp. (2020)

Dans cette vidéo, nous démontrons l’extraction de métabolites à partir d’un rein de donneur pré-récolté, à l’aide d’une sonde SPME. Les métabolites extraits peuvent être utilisés pour effectuer des analyses métabolomiques et lipidomiques afin d’évaluer la qualité de l’organe pour la transplantation.

Protocole

Toutes les procédures impliquant des participants humains ont été effectuées conformément aux directives institutionnelles, nationales et internationales en matière de bien-être humain et ont été examinées par le comité d’examen institutionnel local.

1. Préparation des sondes

  1. Préparez des sondes en alliage de titane-nickel (40 mm de longueur, 0,2 mm de diamètre) recouvertes d’un sorbant en mode mixte de 7 mm. Le nombre de sondes dépend des points temporels ciblés pendant toute la procédure et du nombre de répétitions (3 est recommandé par point temporel).
    note: La durée et le type de phase d’extraction peuvent être ajustés en fonction du mode d’étude, de la polarité des métabolites et de la matrice de l’échantillon.
  2. Préparez un mélange de nettoyage composé de chloroforme :méthanol 2:1 (v/v). Pipeter 1,0 mL de la solution dans chaque flacon en verre de 2,0 mL et placer une sonde, préalablement percée à travers le bouchon, dans chaque flacon.
    note: Avant utilisation, nettoyez toutes les sondes pour éliminer les particules contaminantes.
  3. Placez les flacons sur l’agitateur et réglez la vitesse d’agitation à 1 200 tr/min. Après 45 min, arrêtez l’appareil et rincez les revêtements avec de l’eau de qualité LC-MS.
  4. Comme les revêtements doivent subir une étape de préconditionnement pour les activer, préparez un mélange de préconditionnement composé de 1:1 méthanol :eau (v/v). Pipeter 1,0 mL de la solution dans chaque flacon en verre de 2,0 mL et placer une sonde, préalablement percée à travers le bouchon, dans chaque flacon.
  5. Placez les flacons sur l’agitateur vortex et réglez la vitesse d’agitation à 1 200 tr/min.
  6. Après 60 min, arrêtez l’agitateur et rincez les revêtements avec de l’eau de qualité LC-MS.
  7. Stérilisez les sondes selon le protocole de stérilisation standard de l’équipement chirurgical.

2. Extraction

  1. Ouvrez l’emballage stérile juste avant l’échantillonnage pour vous assurer d’un environnement stérile.
  2. Insérez deux sondes directement dans le cortex rénal pendant 10 minutes à chaque point de temps. Toute la longueur du revêtement doit être recouverte par la matrice tissulaire ; Aucun angle spécifique n’est nécessaire, mais environ 90 degrés sont généralement utilisés.
    note: L’ensemble de la procédure médicale suit les protocoles standard d’une institution donnée. Aucune modification concernant l’échantillonnage SPME n’est envisagée. La procédure comprend les six points temporels d’échantillonnage suivants : a) avant la résection rénale, in vivo à partir d’un donneur ; b)–e) après 1 h, 3 h, 5 h, 7 h de perfusion rénale, ex vivo dans la chambre de l’organe ; f) après reperfusion, in vivo chez le receveur.
  3. Rétractez les sondes en les retirant du tissu, puis rincez les revêtements avec de l’eau de qualité LC-MS pour éliminer le sang restant de la surface du revêtement. Rincer loin du site chirurgical et immédiatement après le retrait des sondes.

3. Transport et stockage

  1. Placez les sondes dans des flacons séparés et fermez-les.
  2. Placez les flacons dans une boîte en polystyrène remplie de glace sèche ou d’azote liquide pour le transport.
  3. Conservez les échantillons dans un congélateur (-80 °C) ou commencez immédiatement l’étape de désorption.

4. Désorption

  1. Préparez des solutions de désorption composées de 80:20 acétonitrile :eau (v/v) pour l’analyse métabolomique et de 1:1 isopropanol :méthanol (v/v) pour l’analyse lipidomique.
  2. Pipeter 100 μL de la solution à insérer dans des flacons marqués de 2,0 mL et placer une sonde, préalablement percée à travers le bouchon, dans chaque flacon.
  3. Placez les flacons sur l’agitateur vortex et réglez la vitesse d’agitation à 1 200 tr/min pendant 120 min.
  4. Retirez les sondes des flacons. Les extraits obtenus sont maintenant prêts pour l’analyse instrumentale.

5. Analyse LC-MS

  1. Placer les flacons contenant des extraits dans l’échantillonneur automatique du système LC-MS.
    note: La chromatographie liquide (RP, HILIC) couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution et à un analyseur de masse orbitrap a été utilisée pour cette étude. Pour les paramètres d’analyse métabolomique, passez à l’étape 5.2. Pour les paramètres d’analyse lipidomique, passez à l’étape 5.6.
  2. Utilisez une colonne de pentafluorophényle (PFP) (2,1 mm x 100 mm, 3 μm) pour la séparation en phase inverse.
    1. Réglez le débit à 300 μL/min, et les températures de l’échantillonneur automatique et de la colonne à 4 °C et 25 °C, respectivement.
    2. Préparez les phases mobiles selon les proportions suivantes : phase mobile A : eau : acide formique (99,9 : 0,1, v/v), et phase mobile B : acétonitrile : acide formique (99,9 : 0,1, v/v). Réglez le débit de phase mobile en fonction des paramètres suivants : Début du flux de phase mobile (0-3 min) : 100 % A suivi d’un gradient linéaire jusqu’à 10 % A (3-25 min), se terminant par le flux isocratique de 10 % A jusqu’à 34 min, suivi de 6 min de temps de rééquilibrage de la colonne.
  3. Pour la séparation HILIC, utilisez une colonne HILIC (2,0 mm x 100 mm, 3 μm, 200A). Réglez le débit à 400 μL/min.
    1. Préparer les phases mobiles selon les proportions suivantes : phase mobile A : tampon acétonitrile :acétate d’ammonium (9:1, v/v, concentration efficace en sel 20 mM), phase mobile B : acétonitrile/tampon en acétate d’ammonium (1:1, v/v, concentration efficace en sel 20 mM).
    2. Réglez le débit de phase mobile en fonction des paramètres suivants : démarrez le débit de phase mobile (0 à 3 min) à 100 % A, maintenez le débit pendant 3,0 min, puis passez à 100 % B en 5 min. Maintenez avec 100 % B jusqu’à 12 min, suivi de 8 min de temps de rééquilibrage de la colonne.
  4. Réglez la plage de balayage sur 85-1000 m/z. Réglez les paramètres de la source ionique HESI en mode d’ionisation positive sur : tension de pulvérisation 1 500 V, température capillaire 300 °C, gaz de gaine 40 a.u., débit de gaz auxiliaire 15 a.u., température du chauffage de la sonde 300 °C, niveau RF de l’objectif S 55 %.
  5. Analysez des échantillons de CQ composés de 10 μL de chaque échantillon analysé (régulièrement, tous les 10 à 12 échantillons) pour surveiller les performances de l’instrument.
  6. Pour la séparation en phase inverse, utilisez une colonne C18 (2,1 mm x 75 mm, 3,5 μm).
    1. Réglez le débit à 200 μL/min, et les températures de l’échantillonneur automatique et de la colonne à 4 °C et 55 °C, respectivement. Préparer les phases mobiles selon les proportions suivantes : phase mobile A : H2O :MeOH (60 : 40, v/v), 10 mM d’acétate d’ammonium et 1 mM d’acide acétique ; phase B mobile : IPA :MeOH (90:10, v/v), 10 mM d’acétate d’ammonium et 1 mM d’acide acétique.
    2. Réglez le débit de phase mobile selon les paramètres suivants : 0 à 1 min (20 % B), 1 à 1,5 min (20 à 50 % B), 1,5 à 7,5 min (50 à 70 % B), 7,5 à 13 min (70 à 95 % B), 13 à 17 min (95 % B), 17 à 17,1 min (95 à 20 % B), 17,1 à 23 min (20 %).
  7. Pour la séparation HILIC, utilisez une colonne HILIC (100 x 2,1 mm, 3 μm).
    1. Réglez le débit à 400 μL/min, et les températures de l’échantillonneur automatique et de la colonne à 4 °C et 40 °C, respectivement.
    2. Préparer les phases mobiles selon les proportions suivantes : phase mobile A : ACN ; phase mobile B : 5 mM d’acétate d’ammonium dans l’eau. Réglez le débit de phase mobile selon les paramètres suivants : 0 à 2 min (96 % B), 2 à 15 min (96 à 80 % B), 15 à 15,1 min (80 à 96 % B), 15,1 à 21 min (96 % B).
  8. Réglez les paramètres de la source ionique HESI en mode d’ionisation positive sur la tension de pulvérisation 3 500 V, la température capillaire 275 °C, le gaz de gaine 20 UA, le débit de gaz auxiliaire 10 UA, la température du réchauffeur de sonde 300 °C, le niveau RF S-Lens 55 %.
  9. Analysez des échantillons de CQ composés de 10 μL de chaque échantillon analysé (tous les 10 à 12 échantillons) pour surveiller les performances de l’instrument.
  10. Effectuez l’acquisition des données dans un logiciel compatible avec l’instrument.

6. Analyse des données

  1. Effectuer le traitement de données, l’identification présumée et l’analyse statistique à l’aide d’un logiciel dédié à l’analyse métabolomique et lipidomique non ciblée.
    note: L’analyse en composantes principales (ACP) et les diagrammes à moustaches peuvent être obtenus pour visualiser la structure des données.

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Déclarations de divulgation

Aucun conflit d’intérêts n’a été déclaré.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
acide acétiqueMerck5330010050Additif de phase mobile
acétonitrileAlchimie696-34967-4X2.5LSolvant HPLC
Acétate d’ammoniumMerck5330040050Additif de phase mobile
BENCHMIXER XL VORTEXER MULTITUBESBenchmark scientifiqueBV1010 (en anglaisMélangeur vortex
CasquettesPerlan TechnologiesRéférence 5183-2076Bleu scrw tp, pré-fente PTFE/Si spta, 100PK
chloroformeMerck1024441000
Cartouche Discovery HS F5 Supelguard, 3 μm, L × D.I. 2 cm × 2,1 mmMerckRéférence 567570-UColonne de garde HPLC
Discovery HS F5, 2,1 mm x 100 mm, 3 μmMerckRéférence 567502-UColonne HPLC
acide méthanoïqueAlchimie497-94318-50MLAdditif de phase mobile
Flacons en verrePerlan TechnologiesRéférence 5182-0714
HILIC Luna 3 μm, 200A, 100 x 2,0 mmShim-PolPHX-00D-4449-B0Colonne HPLC
HILIC SecurityGuard Cartouche, 3 μm, 4 x 2,0 mmShim-PolPHX-AJ0-8328Colonne de garde HPLC
IsopropanolAlchimie231-AL03262500Solvant HPLC
méthanolAlchimie696-34966-4X2.5LSolvant HPLC
Eau nano-pureMerck1037281002Solvant HPLC
Q Exactive Focus hybride quadripôle-Orbitrap MSThermo ScientificQ Mise au point ExactiveSpectromètre de masse
SeQuant ZIC-cHILIC 3μm,100Å 100 x 2,1 mmMerck1506570001Colonne HPLC
SeQuant ZIC-HILIC Kit de protection 20 x 2,1 mmMerck1504360001Colonne de garde HPLC
Sondes à fibre optique SPME LC, mode mixteSupelcoFibres prototypes
Systèmes HPLC UltiMate 3000Thermo ScientificUltiMate 3000Système HPLC
Inserts de flacons (désactivés)Perlan TechnologiesRéférence 5181-8872
XSelect CSH C18 3,5 μm 2,1 x 75 mmeaux186005644Colonne HPLC
XSelect CSH C18 Cartouche VanGuard 3,5 μm, 2,1 x 5 mmeaux186007811Colonne de garde HPLC
)

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