Una sorgente di imaging per spettrometria di massa (MSI) operata a pressione atmosferica è stata sviluppata accoppiando il desorbimento laser nel medio infrarosso e la post-ionizzazione elettrospray. La matrice di ghiaccio esogena è stata utilizzata come matrice di assorbimento dell'energia per facilitare il desorbimento risonante del materiale correlato ai tessuti. Questo manoscritto fornisce un protocollo passo-passo per l'esecuzione dell'IR-MALDESI MSI di topo neonatale di tutto il corpo.
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Articolo metodologico
Tutto il corpo Imaging Mass Spectrometry da Infrared Matrix-Assisted Laser desorbimento per ionizzazione elettrospray (IR-Maldesi)
In questo articolo
Sommario
Abstract
fonti di ionizzazione ambientali per la spettrometria di massa (MS) sono stati oggetto di molto interesse negli ultimi dieci anni. Matrix-assisted laser desorbimento per ionizzazione elettrospray (Maldesi) è un esempio di tali metodi, in cui le caratteristiche del laser desorbimento / ionizzazione assistita dalla matrice (MALDI) (ad esempio, la natura pulsata di desorbimento) e la ionizzazione elettrospray (ESI) (ad esempio, soft-ionizzazione ) sono combinati. Uno dei principali vantaggi di Maldesi è la sua versatilità intrinseca. In esperimenti Maldesi, un ultravioletta (UV) o laser a infrarossi (IR) possono essere utilizzate per eccitare una matrice di risonanza endogena o esogena. La scelta di matrice non è analita dipendente, e dipende esclusivamente dalla lunghezza d'onda del laser utilizzato per l'eccitazione. In esperimenti IR-Maldesi, un sottile strato di ghiaccio viene depositato sulla superficie del campione come matrice ad assorbimento di energia. La geometria sorgente IR-Maldesi è stato ottimizzato utilizzando il modello statistico degli esperimenti (DOE) per l'analisi di campioni liquidi, nonché Biolcampioni di tessuto ogical. Inoltre, una robusta fonte di imaging IR-Maldesi è stato sviluppato, in cui un laser sintonizzabile mid-IR è sincronizzato con un computer controllato stadio XY traslazionale e uno spettrometro di massa ad alta potere risolutivo. Un'interfaccia utente grafica personalizzata (GUI) consente all'utente di selezionare la frequenza di ripetizione del laser, il numero di scatti per voxel, step-dimensioni del palcoscenico del campione, e il ritardo tra il desorbimento e scansione eventi per la fonte. IR-Maldesi è stato utilizzato in varie applicazioni come l'analisi forense delle fibre e coloranti e MSI di sezioni di tessuto biologico. Distribuzione di diversi analiti che vanno dai metaboliti endogeni a xenobiotici esogene all'interno di sezioni di tessuto può essere misurato e quantificato utilizzando questa tecnica. Il protocollo presentato in questo manoscritto descrive le principali misure necessarie per IR-Maldesi MSI di sezioni di tessuto di tutto il corpo.
Introduzione
imaging con spettrometria di massa (MSI) in modalità microsonda comporta desorbimento del campione da una superficie da una trave (laser o ioni) in posizioni discrete sulla superficie di un campione. Ad ogni punto raster, uno spettro di massa viene generato e gli spettri acquisiti, insieme con la posizione spaziale da cui sono stati raccolti, può essere utilizzato per mappare simultaneamente numerosi analiti nel campione. Questo modo senza etichetta delle immagini accoppiata alla sensibilità e la specificità della spettrometria di massa hanno contribuito MSI diventare uno dei campi più rapida evoluzione in spettrometria di massa 1,2.
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Protocollo
Nota: Il protocollo seguente descrive tutti i passi necessari per l'esecuzione di esperimenti di IR-Maldesi MSI. Approfondita dettagli circa la geometria ottimizzata della sorgente IR-Maldesi e la sua sincronizzazione con il laser, palco, e spettrometro di massa si possono trovare altrove 5,6. campioni di tessuti animali utilizzati in questo protocollo sono stati ottenuti secondo Institutional Animal Care e Usa Comitato (IACUC) e regolamenti North Carolina State University.
1. Preparazione del tessuto
- Preparare un / bagno di ghiaccio secco isopentano ponendo ~ 200 ml di isopentano in un becher pulito dentro un co....
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Risultati
Le immagini presentate in Figura 4 mostrano la distribuzione spaziale dei metaboliti in diversi organi nella sezione di tessuto corpo intero. I valori unici m / z a regioni specifiche del corpo sono stati trovati usando MSiReader PeakFinder, seguita dalla elaborazione in batch per la generazione di immagini. Lo strumento di sovrapposizione di immagini (Figura 3-4) è stato utilizzato per allineare l'immagine ottica presa prima deposizione di .......
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Discussione
Il protocollo di cui sopra sono descritti i passaggi chiave per l'esecuzione di un esperimento IR-Maldesi MSI. Il processo di applicazione della matrice (punto 3) dura circa 20 minuti, che è simile ad un tipico processo di applicazione matrice per esperimenti MALDI MSI per sublimazione o spray-coating utilizzando uno spruzzatore robotico. Inoltre, IR-Maldesi non si basa sulla separazione di analiti in cristalli di matrice 6, e la matrice di ghiaccio può essere usato universalmente per tutti gli analiti in.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamenti
Gli autori ringraziano il Professor H. Troy Ghashghaei del Dipartimento di Scienze Biomediche Molecolari dell'NCSU per aver fornito l'intero tessuto di topo. Gli autori riconoscono anche con gratitudine l'assistenza finanziaria ricevuta dal National Institutes of Health (R01GM087964), dalla fondazione WM Keck e dalla North Carolina State University.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| IR-MALDESI Source | Custom-made | N/A | Si prega di fare riferimento ai riferimenti 4 e 12 per una discussione approfondita sullo sviluppo della sorgente IR-MALDESI. |
| Q Exactive Plus | Thermo Scientific | Spettrometro di massa ibrido quadrupolo-orbitrap Q Exactive Plus | |
| acqua, grado HPLC | Burdick & Jackson | AH365-4 | |
| Metanolo, grado HPLC | Burdick & Jackson | AH230-4 | |
| Acido Formico | Sigma Aldrich | 56302 | |
| Laser a infrarossi medio sintonizzabile | Opotek Inc. | Opolette IR accordabile | 2.700-3.100 nm IR OPO laser |
| Azoto gassoso | Arc3 Gases | AG S-NI300-5.0 | Bombola di azoto gassoso ad alta purezza di grado 5.0 (300) |
| Criostato | Leica Biosystems | CM 1950 | Criomicrotomo |
| Lame per microtomo ad alto profilo Leica | Biosystems | 3802123 | Leica DB80HS |
| Mezzo di montaggio (OCT) | Leica Biosystems | 3801480 | Surgipath FSC 22 mezzo di montaggio |
| Disco per campioni di criostato | Leica Biosystems | 14047740045 | |
| vetrini per microscopio in vetro | VWR | 48312-003 | Satinato, selezionato, pre-pulito |
Riferimenti
- Mcdonnell, L. A., Heeren, R. M. A. Imaging Mass Spectrometry. Mass Spectrom. Rev. 26, 606-643 (2007).
- Chughtai, K., Heeren, R. M. A. Mass spectrometric imaging for biomedical tissue analysis. Chem. Rev. 110 (5), 3237-3277 (2010).
- Robichaud, G., Barry, J. A., Muddiman, D. C.
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Ristampe e permessi
