Beeldvorming van biologische weefsels door desorptie electrospray ionisatie massaspectrometrie

Het algemene doel van het volgende experiment is om de ruimtelijke verdeling van chemicaliën in een biologisch weefsel in kaart te brengen met behulp van een ambient massaspectrometrietechniek. Dit wordt bereikt door de pneumatisch ondersteunde spray van DESI te gebruiken om de moleculen in het weefsel te verstoren en te ioniseren. Als tweede stap wordt de DESI-ionenbron op gecontroleerde wijze over het monstergebied gescand.

Vervolgens wordt de massaspectrale informatie gecorreleerd met de ruimtelijke beweging van de monsterstandaard om de intensiteit van de ionen als functie van X- en Y-positie uit te plotten. Uiteindelijk ontstaat er een chemisch beeld. De resultaten tonen aan dat er duidelijke verdelingen van lipiden in ingewikkelde hersenweefsels zijn tussen de grijze en witte stof op basis van de massaspectrometriebeelden van geselecteerde lipide-ionen.

Hoewel deze methode inzicht kan geven in de chemische verdelingen in biologische weefsels. Het kan ook worden gebruikt voor een verscheidenheid aan andere systemen, waaronder dunnelaagchromatografieplaten, minerale oppervlaktereacties en zeealgen. Voordat u met deze procedure begint, monteer het weefsel op een microscoopglaasje met behulp van ACEDONITE trial met 1% azijnzuur als de DESI-oplosmiddel, zet de spuitpomp aan met een stromingssnelheid van vijf microliter per minuut.

Zodra het oplosmiddel druppelt uit de DESI-brontip, zet je het stikstofvernevlingsgas aan met een druk van 160 PS.I en zet vervolgens de hoogspanningsvoeding aan die verbonden is met de ionenbron en past 3.600 volt toe voor een optimale overdracht van ionen. Pas de hoogte van de standaard aan zodat de MS-interfacecapillair boven het monsteroppervlak zweeft. De capillair moet minder dan één millimeter van het oppervlak zijn en een verzamelhoek hebben van ongeveer 15 graden.

Zodra de plaat op de bewegingsstandaard is gemonteerd, plaats je de punt drie millimeter van het monsteroppervlak en vijf millimeter van de MS-capillaris inlaat met de sonde in een hoek van 55 graden ten opzichte van het monsteroppervlak. Richt vervolgens de DESI-sonde in de X-dimensie uit met betrekking tot de MS-capillaris inlaat zodat ze direct op één lijn liggen. Gebruik het extra weefselgedeelte.

Stel de Y-afstand tussen de brontip en de capillaire inlaat in op ongeveer vier millimeter en de Z-afstand tussen de tip en het monsteroppervlak op ongeveer 1,5 millimeter. Pas vervolgens de afstand aan waarover de binnenste capillair uit de buitenste capillair van de bron steekt voor maximale gevoeligheid en minimale impactvlekgrootte. Het licht dat in de kamer op de microscoopplaat schijnt, kan worden gebruikt om de impactvlek beter te zien om de gevoeligheid tijdens het ionisatieproces te verbeteren.

Verwarm de overdrachtscapillaris met behulp van een touwverwarmer of verwarmingsblok tot 100 graden Celsius. Het labview VI-besturingssoftware voor gewenste beeldvoorwaarden op basis van DESI-impactpluimgrootte en optimale gevoeligheid. Gebruik een stagescansnelheid van 160 micrometer per seconde en lijn de afstand tussen rijen van 200 micrometer uit.

Geef het directorypad en de bestandsnaam voor de positie en tijdbestanden die moeten worden opgenomen tijdens afbeeldingen in de labview vi. Ter voorbereiding op de massaspectrometrische dataverwerving berekent de software automatisch de totale tijd die nodig is voor beeldvorming, voer de totale tijd in minuten in de massaspectrometer in voordat u begint met de dataverwerving. Positioneer vervolgens de sprayimpactvlek in de linkerbovenhoek van het te beeldende gebied.

Begin met de verwerving van de MS-gegevens en de stagesbeweging tegelijkertijd. Na afloop van de dataverwerving, zet de massaspectrometer in stand-bymodus, zet de hoogspanning van de DESI-bron uit, zet het stikstofgas en de spuitpomp uit met behulp van de datamanager binnen het massacentrum. Converteer de verworven gegevens naar TED Data en exporteer ze vervolgens in CDF-formaat.

Ten slotte uploadt u de ruwe CDF-massaspectrometrische gegevens en de twee tekstbestanden voor positie en tijd naar de Omnis SPECT-website, of gebruik bio map om gegevens te visualiseren die in Firefly zijn verwerkt. Hier getoond is een representatief spectrum verkregen in de positieve modus van een onbehandelde rattenhersensectie. In de positieve modus wordt het massaspectrum gedomineerd door fosfatidycholine vanwege hun hoge ijzer- en ionisatie-efficiënties, die worden toegeschreven aan de positief geladen quaternaire ammoniumgroep.

Daarnaast toont het totale ionenbeeld van de weefselsectie een overvloedig signaal over de hele hersensectie. De ruimtelijke verdeling van voorbeeldlipiden toont hoe de relatieve abundantie van verschillende fosfatidycholine-soorten varieert tussen de grijze en witte stof van de hersenen. Zo toont de soort potass fosfatidycholine 34 tot een met een massaladingsverhouding van 7 98 0,5364 een verhoogde intensiteit in de cerebellaire cortex of grijze stof.

In tegenstelling daarmee, toont de soort potass fosfatidycholine 36 tot een met een massaladingsverhouding van 8 26 0,5558 een verhoogde intensiteit in de cerebellaire pedunculus of witte stof. Het samengestelde beeld verkregen voor de twee ionen benadrukt het contrast in lipidenverdeling over de weefselsectie. Bij het uitvoeren van dit type experiment is het belangrijk om de DSI-bron, de monsterstandaard en de inlaatgeometrie zorgvuldig te optimaliseren.

Deze variabelen zijn cruciaal voor succesvol dsi-beeldvorming.