Methodenartikel

Beeldvorming van biologische weefsels door desorptie electrospray ionisatie massaspectrometrie

DOI:

10.3791/50575

⸱

12 juli 2013

 ,  , 
1School of Chemistry and Biochemistry, Georgia Institute of Technology

* These authors contributed equally

In dit artikel

Erratum-melding

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Samenvatting

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

Desorptie electrospray ionisatie massaspectrometrie (DESI-MS) is een ambient methode waarbij monsters, met inbegrip van biologische weefsels, kunnen worden afgebeeld met een minimale monstervoorbereiding. Door rastering het monster onder de ionisatie-elektrode, deze spray-gebaseerde techniek voldoende ruimtelijke resolutie om moleculaire kenmerken van belang te onderscheiden binnen coupes.

Samenvatting

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

Massaspectrometrie imaging (MSI) geeft ongerichte moleculaire informatie met de hoogste specificiteit en de ruimtelijke resolutie voor het onderzoeken van biologische weefsels aan de honderden tot tientallen microns schaal. Wanneer deze wordt uitgevoerd onder omgevingsomstandigheden, monstervoorbehandeling wordt overbodig, waardoor het protocol te vereenvoudigen met behoud van de hoge kwaliteit van de verkregen informatie. Desorptie electrospray ionisatie (DESI) is een spray-based ambient MSI techniek die voor de directe bemonstering van oppervlakken in de open lucht, zelfs in vivo. Bij gebruik met een softwaregestuurde monsterstellage, wordt het monster onder de gerasterde DESI ionisatie, en door het tijdsdomein wordt m / z gegevens gecorreleerd met de chemische species ruimtelijke verdeling. De betrouwbaarheid van het DESI-MSI uitvoer afhankelijk van de oriëntatie bron en positionering ten opzichte van het monsteroppervlak en massaspectrometer inlaat. Hierin bespreken we hoe weefselplakjes voorbereiden DESI imaging en aanvullende experimentele omstandigheden die rechtstreeks van invloed beeldkwaliteit. Specifiek, het protocol voor de beeldvorming van de rat hersenweefsel secties door DESI-MSI beschrijven we.

Inleiding

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

Ongerichte beeldvorming door massaspectrometrie vergemakkelijkt de overname van chemische informatie voor de ontdekking en hypothese-genererende toepassingen. Gerichte beeldvorming van een bekende chemische plaats, anderzijds, kan verhoogde gevoeligheid en selectiviteit omdat specifieke methode ontwikkeling. Massaspectrometrie imaging (MSI) wordt meestal uitgevoerd op weefsels met behulp van MALDI, 1 secundaire ionen massaspectrometrie (SIMS), 2 en ambient ionisatie technieken, waaronder desorptie electrospray ionisatie (DESI), 3 laser ablatie-elektrosprayionisatie (LAESI), 4, 5 en vloeibare micro-junction-oppervlak bemonst....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

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

1. Tissue Snijden

  1. Store flash-bevroren, in gehele weefsel in -80 ° C vriezer tot klaar voor het snijden.
  2. Laat het weefselmonster om de temperatuur vooraf te bereiken in de cryomicrotoom te snijden (30 min). Stel het lemmet en monster temperatuur tot -30 ° C.
  3. Zodra het weefsel temperatuur bereikt, de behandeling van de specimen met een pincet, gesneden voor-of achterkant van de hersenen afhankelijk van welk deel van de hersenen plaats voldoende montagevlak is (de voorzijde van de hersenen van primair belang monteren achterzijde hersenen op chuck).
    1. Solliciteer ~ 0,5 ml Optimal Cutting Temperatuur Compound (oktober, Tissu....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

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

Figuur 3 toont een representatief spectrum verkregen van een onbehandelde rat hersenpreparaat. In de positieve modus, wordt het massaspectrum gedomineerd door fosfatidylcholinen vanwege hun hoge ionisatie efficiëntie (toegeschreven aan de positief geladen quaternaire ammoniumgroep). De totale ion beeld van het weefsel deel wordt ook getoond in figuur 3, met overvloedige signaal over de gehele sectie hersenen. Belangrijkste lipiden gedetecteerd worden in tabel 1 door mid.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

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

De optimalisatie van de geometrie DESI bron kritisch is voor succesvolle MSI experimenten. De meerdere variabelen die bijdragen tot de aanpassing van het systeem rechtstreeks van invloed op de gevoeligheid en beeldresolutie. Indien tijdens optimalisatie, de experimentator heeft moeilijkheden met het verkrijgen van het signaal, raden we u aan rode Sharpie plek getrokken op de dia als benchmark, de kleurstof, rhodamine 6G, m / z 443, geeft een sterk signaal in de positieve ion-modus en kan gebruikt worden voor eerste opti.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

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

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.

Dankbetuigingen

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

Dit werk wordt ondersteund door ARRA NSF MRI Instrument Development subsidie ​​# 0923179 te FMF. Wij danken Aqua Asberry, Lab Coördinator voor de Parker H. Petit Instituut voor Biotechniek en Biosciences Histologie Core, voor hulp met weefsel snijden.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Reagents
Tissue-Tek O.C.T. CompoundSakura-Finetek4583http://www.sakuraeu.com/products/showitem.asp?cat=11&subcat=48
AcetonitrileEMDAX0156-6OmniSolv, LC-MS Grade
Acetic AcidSigma Aldrich695092-500 ml
Equipment
Cryostat microtomeThermo ScientificCryoStar* NX70Elke beschikbare microtoom kan worden gebruikt voor weefselsneden http://www.thermoscientific.com/ecomm/servlet/productsdetail?productId=13958375&groupType=PRODUCT&searchType=0&storeId=11152&from=search&ca=cryostar
Omni Spray®DESI Spray HeadProsolia Inc.Kan ook de 2-D Omni Spray® Source kit gebruiken in plaats van componenten van het beeldvormingsexperiment te monteren http://www.prosolia.com/sources.php
High Voltage Power SupplyStanford Research Systems, Inc.PS350/5000V-25Whttp://www.thinksrs.com/products/PS300.htm
Rope heater, RTD, controllerOmegahttp://www.omega.com/toc_asp/subsectionSC.asp?subsection=M02&book=Heaters
LabviewNational InstrumentsVersion 7.1
Translational stagePrior ScientificOptiscan IIhttp://www.prior.com/productinfo_auto_motorized_optiscan.html
AccuTOF Mass SpectrometerJEOLJMS-T100LCKan elke massaspectrometer gebruiken die is uitgerust met een uitgebreide capillaire atmosferische drukinterface

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Caprioli, R. M., Farmer, T. B., Gile, J. Molecular Imaging of Biological Samples: Localization of Peptides and Proteins Using MALDI-TOF MS. Anal. Chem. 69, 4751-4760 (1997).
  2. Pacholski, M. L., Winograd, N. Imaging with Mass Spectrometry. Chem. Rev. 99, 2977-3006 (....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Erratum

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

Formal Correction: Erratum: Imaging of Biological Tissues by Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry
Posted by JoVE Editors on 2/13/2014. Citeable Link.

A correction was made to Imaging of Biological Tissues by Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry. There was an error with an author's name. The author's surname was appended with a missing character:

Rachel V. Bennett

instead of:

Rachel V. Bennet

Trefwoorden

Massaspectrometrie imagingbiologische weefselimagingrattenhersenweefselambient massaspectrometrieoptimalisatie van de DESI bronpreparatie van weefselsnedenanalyse van lipidendistributiechemische ruimtelijke mappingpositionering van de ionenbron

Gerelateerde artikelen