Spektrometria mas wspomagana matrycą laserowej desorpcji/jonizacji i obrazowania (MALDI-IMS) to potężna metoda, która pozwala na dwuwymiarowe przypisywanie biomolekuł, zapewnia nieukierunkowane badanie związków jonizowalnych i określa ich rozkład przestrzenny, szczególnie w próbkach biologicznych1,2. Przez dwie dekady technika ta umożliwiała jednoczesne wykrywanie i identyfikację lipidów, peptydów, węglowodanów, białek, innych metabolitów i syntetycznych cząsteczek, takich jak leki terapeutyczne3,4. MALDI-IMS ułatwia analizę chemiczną na powierzchni próbki tkanki bez ekstrakcji, oczyszczania, separacji, etykietowania lub barwienia próbek biologicznych. Jednak, aby analiza zakończyła się sukcesem, kluczowym krokiem w tej technice jest przygotowanie próbki, szczególnie w tkankach roślinnych, które są wyspecjalizowane i modyfikowane do rozległych złożonych organów ze względu na aklimatyzację środowiskową5.
Ze względu na właściwości fizykochemiczne tkin roślinnych, istnieje potrzeba dostosowania protokołu do wymagań analizy MALDI-IMS i zachowania oryginalnego kształtu tkanki podczas przygotowania do cięcia6,7. W przypadku próbek niekonwencjonalnych, takich jak nasiona, ustalone protokoły8 nie mają zastosowania, ponieważ tkanki te mają sztywne ściany komórkowe i niską zawartość wody, co może łatwo spowodować fragmentację sekcji i prowadzić do delokalizacji związku9.
Nasza grupa badawcza opublikowała dane eksperymentalne na temat mapowania molekularnego i dostosowanego protokołu do analizy MALDI-IMS nasion açaí (Euterpe oleracea Mart.) seed10,11,12, który jest produktem ubocznym generowanym w dużych ilościach podczas produkcji wynajmowanej masy celulozowej açaí13. Pomysł polegał na opracowaniu protokołu mapowania in situ różnych metabolitów w nasionach acaí, co pomogłoby zasugerować możliwe zastosowania tych odpadów rolniczych, które nie są obecnie badane komercyjnie. Jednak ze względu na odporność nasion açaí konieczne było opracowanie protokołu w celu uzyskania prawidłowego podziału próbki na podstawie analizy MALDI-IMS.
W tym kontekście, ekonomicznie ważna pulpa açaí zmotywowała do zwiększenia komercjalizacji innych owoców z palm z rodzaju Euterpe o podobnych cechach sensorycznych. Dwa wschodzące owoce palm, które zostały wyprodukowane na skalę przemysłową jako alternatywa dla açaí14,15 to E. precatoria (znana jako açaí-do-amazonas), która rośnie na suchym lądzie Amazonii, oraz E. edulis (znana jako juçara), która jest typowa dla Lasu Atlantyckiego. Niemniej jednak spożywanie açaí-do-amazonas i juçara prowadzi do takiego samego nagromadzenia odpornych i niejadalnych nasion, które nie są wykorzystywane i nie zostały do tej pory zbadane pod kątem ich szczegółowego składu chemicznego.
Pokazujemy tutaj, że poprzednio opracowany protokół może być użyty, z niewielkimi adaptacjami, do analizy nasion E. precatoria i E. edulis do mapowania molekularnego przez MALDI-IMS, udowadniając, że jest to potężne narzędzie, które może być użyte do analizy składu tych zasobów i może pomóc w określeniu ich potencjalnych zastosowań biotechnologicznych. Co więcej, zamieszczony tutaj szczegółowy opis może pomóc innym osobom z podobnymi trudnościami w przygotowaniu odpornych materiałów do analizy MALDI-IMS.