Name: Obrazowanie tkanek biologicznych metodą spektrometrii mas z desorpcją i jonizacją metodą elektrorozpylania (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-12T12:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 21 s
Description: Poznaj metodę DESI-MS do obrazowania przestrzennego rozkładu chemicznego w tkankach biologicznych. Technika ta umożliwia analizę lipidów w tkance mózgu z minimalnym przygotowaniem próbki.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca jest wspierana przez grant na rozwój instrumentów MRI #0923179 dla FMF. Dziękujemy Aqua Asberry, koordynatorowi laboratorium w Parker H. Petit Institute for Bioengineering and Biosciences Histology Core, za pomoc w sekcji tkanek.

1. Sekcja tkanek
<ol>
	<li>Przechowywać zamrożoną całą tkankę w zamrażarce w temperaturze -80 °C, aż będzie gotowa do pokrojenia.</li>
	<li>Pozwól, aby próbka tkanki osiągnęła temperaturę w kriomikrotomie przed sekcją (30 min). Ustaw temperaturę ostrza i próbki na -30 °C.</li>
	<li>Gdy tkanka osiągnie temperaturę, dotykając próbki pęsetą, przeciąć przód lub tył mózgu, w zależności od tego, która część mózgu jest przedmiotem zainteresowania, aby uzyskać wystarczającą powierzchnię montażową (tj. jeśli przód mózgu ma podstawowe znaczenie, zamontuj tylną część mózgu na uchwycie).
	<ol>
		<li>Nałóż ~0,5 ml Optimum Temperature Compound (OCT, Tissue-Tek, Sakura) na uchwyt w środku i za pomocą pęsety przytrzymaj próbkę w miejscu w OCT, aż zastygnie. Po całkowitym zamrożeniu OCT zamontuj uchwyt w uchwycie na próbkę.</li>
		<li>Preferowana jest minimalna ilość OCT używana do mocowania próbki (w przeciwieństwie do mocowania próbki w bloku OCT, jak to jest powszechnie robione w innych procedurach histologicznych) w celu zminimalizowania zanieczyszczenia próbki. Zanieczyszczenie próbki przez OCT jest szkodliwe dla DESI i procesu obrazowania ze względu na tłumienie jonów.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Typowe skrawki tkanek niezbędne do obrazowania stwardnienia rozsianego mają grubość od 12 do 18 μm. Przekrojć tkanki o żądanej grubości w zalecanym zakresie. Rozmrozić każdą pociętą tkankę, lekko dotykając szkiełka mikroskopu o temperaturze pokojowej nad przekrojem. Po zamontowaniu próbki należy zachować ostrożność, aby nie dotykać części tkanki, ponieważ zmieni to rozkład chemiczny i skład.</li>
</ol>
Uwaga: Zalecamy zamontowanie dwóch sekcji na slajd, używając jednej sekcji do optymalizacji, a drugiej do obrazowania. Jeśli skrawki nie są przeznaczone do natychmiastowego obrazowania, przechowuj szkiełka w zamrażarce w temperaturze -80 °C w pudełku na szkiełka, aż będą gotowe do analizy.
<ol start="5">
	<li>W przypadku analizy przechowywanych skrawków wyjmij szkiełko z zamrażarki, natychmiast przenieś do eksykatora próżniowego i pozostaw ~15-20 minut do rozmrożenia. Pozostawienie próbki w eksykatorze przez dłuższy czas spowoduje wysuszenie próbki i zmniejszenie wydajności DESI. Optymalizacja źródła jonów DESI zostanie przeprowadzona z próbką tkanki po jej rozmrożeniu, jednak ze względu na czas, okres, w którym próbka jest rozmrażana, służy jako idealny czas na inicjalizację sprzętu.
	<ol>
		<li>Używając acetonitrylu z 1% kwasem octowym jako rozpuszczalnikiem DESI, włączyć pompę strzykawkową o natężeniu przepływu 5 μl/min. Niższe natężenie przepływu zmniejszy stronę uderzenia sprayu DESI i efektywny rozmiar piksela, ale wyższe natężenie przepływu może być konieczne dla uzyskania wystarczającej czułości. Dlatego natężenie przepływu (zwykle 1-5 μl/min) powinno być zoptymalizowane dla każdego zastosowania oraz pożądanej czułości i rozdzielczości. Upewnij się, że strzykawka zawiera wystarczającą ilość rozpuszczalnika do pełnej optymalizacji i obrazowania przy danej szybkości przepływu.</li>
		<li>Gdy rozpuszczalnik zacznie kapać z końcówki źródła, włącz gaz do nebulizacji azotu pod ciśnieniem 160 psi.</li>
		<li>Włączyć zasilanie wysokonapięciowe podłączone do źródła jonów o napięciu 3 600 V.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zamontuj suwak na stoliku ruchu i rozpocznij optymalizację źródła jonów i MS</li>
</ol>
2. Optymalizacja DESI
<ol>
	<li>System DESI składa się z sondy źródłowej (patrz rysunek 2), strzykawki i pompy lub alternatywnego systemu dostarczania rozpuszczalnika, sprężonego azotu, stolika na próbkę translacyjną i mocowania. Kontynuuj optymalizację źródła DESI po dostrojeniu spektrometru mas do odpowiedniego zakresu mas i analitów, które Cię interesują.
	<ol>
		<li>Jeśli komponenty źródłowe nie zostały jeszcze włączone, zapoznaj się ze wskazówkami w sekcjach 1.5.1-3.</li>
		<li>Zmienne omówione w tych rozdziałach są zalecane do obrazowania tkanek biologicznych. Jednak zmienne te powinny być zoptymalizowane dla różnych typów tkanek lub próbek. Alternatywne rozpuszczalniki, natężenia przepływu, ciśnienia i napięcia gazu nebulizującego zostały zgłoszone do obrazowania tkanek biologicznych. 16-18</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Upewnij się, że początkowo źródło DESI nie dotyka szkiełka podstawowego i nie jest skierowane na żadną część przekroju tkanki. Zapewni to, że sonda nie zostanie uszkodzona w początkowym procesie optymalizacji i nie zanieczyści żadnej części zestawu poprzez kontakt z próbką tkanki.
	<ol>
		<li>Dobrą pozycją wyjściową jest końcówka znajdująca się 3 mm od powierzchni próbki i 5 mm od wlotu kapilarnego MS, z sondą pod kątem 55° w stosunku do powierzchni próbki. Wewnętrzna kapilara sondy DESI powinna wystawać ~1 mm poza kapilarnę zewnętrzną. Wszystkie te parametry zostaną zoptymalizowane.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Kapilara interfejsu MS powinna mieć kąt zbierania ~15° w stosunku do powierzchni próbki, aby zapewnić optymalny transfer jonów. Dostosuj wysokość stolika tak, aby kapilara MS unosiła się nad powierzchnią próbki; Kapilara powinna znajdować się <1 mm od powierzchni, jak najbliżej bez dotykania.</li>
	<li>Ustaw sondę DESI w wymiarze x w stosunku do wlotu kapilary MS tak, aby znajdowały się bezpośrednio w linii.</li>
	<li>Dostosuj pozycje y i z źródła DESI, aby uzyskać optymalną czułość, korzystając z dodatkowej sekcji tkankowej. Należy pamiętać, że ponieważ sonda DESI jest skierowana na jeden obszar próbki, w końcu zdesorbuje i zjonizuje wszystkie anality w tym obszarze, a sygnał będzie stopniowo zmniejszał się w miarę tego zdarzenia. Ważne jest, aby wykonać ten krok tak szybko, jak to możliwe.
	<ol>
		<li>Dlatego w całym procesie optymalizacji próbka musi zostać przeniesiona pod głowicę natryskową, aby upewnić się, że świeża próbka jest analizowana i że wszelkie zmiany sygnału są spowodowane optymalizacją źródła, a nie zubożeniem próbki. Biorąc jednak pod uwagę zróżnicowany skład chemiczny różnych regionów tkanki, bezpośrednie porównanie intensywności jonów w całym przekroju tkanki nie jest w pełni dokładne. Wzgórze mózgu zapewnia dość duży obszar o bardziej spójnym składzie chemicznym, ale nadal nie jest idealnie jednolity. Alternatywnie, oznaczenie czerwonym Sharpie, który zawiera barwnik rodaminę 6G ([M]+, m/z 443), na szkiełku podstawowym z dala od próbki zapewnia silną odpowiedź MS przez DESI i może być również wykorzystane do optymalizacji, ale biorąc pod uwagę inną formę próbki i analit, warunki te mogą nadal nie korelować z idealną konfiguracją dla tkanek biologicznych.</li>
		<li>Zalecana separacja y między końcówką źródła a wlotem kapilary: ~4 mm, zalecana separacja z między końcówką a powierzchnią próbki: ~1,5 mm. Chociaż parametry te będą nieco inne dla każdej konfiguracji eksperymentalnej.</li>
		<li>Biorąc pod uwagę geometrię i kąt sondy, należy wziąć pod uwagę, że pozycje wymiarów y i z są ze sobą powiązane w odniesieniu do efektywnej transmisji kropelek zawierających rozpuszczalnik i analit. Zmiana jednej zmiennej będzie wymagała późniejszej modyfikacji drugiej, aby utrzymać tę samą pozycję uderzenia natrysku i jego kąty przenoszenia.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dostosuj odległość, na jaką wewnętrzna kapilara wytłacza się z zewnętrznej kapilary źródła, aby uzyskać maksymalną czułość i minimalny rozmiar plamki uderzenia. Ostrzeżenie: Upewnij się, że wysokie napięcie jest WYŁĄCZONE podczas dokonywania tej regulacji.</li>
	<li>Geometria źródła zostanie uznana za optymalną, gdy zaobserwowany zostanie maksymalny sygnał.
	<ol>
		<li>Zmienne zoptymalizowane w sekcjach 2.5-2.6 są ze sobą powiązane, dlatego dostosowanie jednej z nich będzie z natury wymagało ponownego dostosowania drugiej w celu utrzymania niezbędnej geometrii źródło-próbka-wlot lub dostosowania warunków omówionych w sekcji 1.5.1-3.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dodatkowo element grzejny otaczający kapilarnę transferową do spektrometru mas może poprawić czułość, ułatwiając desolwencję naładowanych kropelek analitu powstających podczas procesu jonizacji. W tym przypadku używamy grzałki linowej zwijanej wokół kapilary transferowej ustawionej na 100 °C.</li>
</ol>
3. Obrazowanie tkanek
<ol>
	<li>Podczas procesu obrazowania stolik próbki przesuwa próbkę pod sondę DESI i kapilarnę wlotową MS, a wszystkie inne elementy pozostają nieruchome. Parametry ruchu stolika powinny być dobrane w oparciu o rozmiar pióropusza uderzeniowego DESI i optymalną czułość.
	<ol>
		<li>Większy pióropusz uderzeniowy spowoduje wyższą intensywność jonów, biorąc pod uwagę, że więcej próbki jest desorbowane, jednak w przypadku obrazowania spowoduje to również większy rozmiar piksela, a tym samym gorszą rozdzielczość obrazu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Etap translacji użyty w tym eksperymencie jest zbudowany samodzielnie i kontrolowany przez program LabView, który pozwala na kontrolę prędkości rastrowania i odstępów między liniami dla obrazu o zadanych wymiarach. Stage motion control VI użyty w tym eksperymencie jest dostępny pod adresem omnispect.bme.gatech.edu. Alternatywnie można zastosować dostępne na rynku źródło i stolik DESI, takie jak zautomatyzowane źródło 2D Omni Spray firmy Prosolia Inc. (Indianapolis, IN, USA).
	<ol>
		<li>W przypadku tkanek mózgowych typowy rozmiar obrazu wynosi 10 x 15 mm, a biorąc pod uwagę użyte parametry ruchu sceny, obraz zajmie około 3 godzin.
		<ol>
			<li>Zaprogramuj oprogramowanie sterujące LabView VI lub jego odpowiednik do żądanych warunków obrazowania, używając prędkości skanowania stolika 80 μm/s i odstępów między wierszami 200 μm. W przypadku korzystania ze źródła Omni Spray parametry ruchu powinny być ustawione na prędkość skanowania 100-200 μm/s i odstęp między liniami 200 μm. Należy pamiętać, że te parametry ruchu można zmieniać w zależności od liczby żądanych pikseli w każdym wymiarze i wymaganej czułości.
			<ol>
				<li>Wykazano, że mniejsze odstępy między wierszami poprawiają jakość obrazu, a szybkość skanowania ma mniejszy wpływ. 25 Należy jednak zauważyć, że niekoniecznie oznacza to poprawę rozdzielczości obrazu, ponieważ jest ona silnie uzależniona od wielkości plamki uderzeniowej. Mniejsza prędkość skanowania i mniejsze odstępy między liniami znacznie wydłużą czas analizy i dlatego muszą być zoptymalizowane dla każdego rodzaju tkanki lub próbki.</li>
			</ol>
			</li>
			<li>Przy akwizycji spektralnej MS ustawionej na 1 skanowanie/s i utworzeniu obrazu jako 1 piksel/skan, szybkość stołu montażowego określa rozmiar piksela w wymiarze x, podczas gdy odstępy między liniami określają rozmiar piksela w wymiarze y. Chociaż rzeczywisty rozmiar piksela obrazu jest większy ze względu na rozpylanie aerozolu, wolniejszy ruch daje więcej czasu na desorpcję i wykrycie analitów.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Podaj ścieżkę katalogu i nazwę pliku dla plików pozycji i czasu, które mają być rejestrowane podczas obrazów w LabView VI.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowując się do akwizycji danych widma masowego, należy obliczyć całkowity czas potrzebny na obrazowanie. Program Labview używany przez naszą grupę automatycznie podaje tę wartość, ale jeśli używana jest alternatywna kontrola etapu, to obliczenie to jest konieczne dla ustawień akwizycji danych MS.
	<ol>
		<li>W przypadku korzystania z automatycznego źródła i stolika Omni Spray każda linia obrazu jest rejestrowana jako indywidualne przebiegi. Czas na linię i liczba linii niezbędnych do uzyskania danych wymiarów obrazowania są obliczane za pomocą oprogramowania sterującego Omni Spray, które są wprowadzane do oprogramowania spektrometru masowego.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Upewnij się, że prędkość skanowania spektrometru mas wynosi 1 spektrum/s i ustaw czas akwizycji instrumentu tak, aby odpowiadał całkowitemu obliczonemu czasowi.
	<ol>
		<li>Ustaw prędkość skanowania spektralnego na 1 spektrum/sek.</li>
		<li>Pozyskaj dane w trybie PROFILE i upewnij się, że zakres m/z jest odpowiedni dla interesujących nas gatunków. Pamiętaj, że DESI produkuje również wielokrotnie naładowane anality, tak jak w ESI.</li>
		<li>Ustaw czas akwizycji tak, aby odpowiadał całkowitemu czasowi obrazu podanemu przez LabView.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Umieść miejsce uderzenia sprayu w lewym górnym rogu obszaru, który ma być obrazowany.</li>
	<li>Rozpocznij jednoczesną akwizycję danych MS i ruch sceniczny.</li>
	<li>Po zakończeniu zbierania danych przywróć spektrometr masowy do trybu STANDBY.</li>
	<li>Wyłącz wysokie napięcie źródła DESI.</li>
	<li>Wyłącz gazowy azot.</li>
	<li>Wyłączyć pompę strzykawkową.</li>
</ol>
4. Przetwarzanie obrazu
<ol>
	<li>Dane widma masowego, w połączeniu z danymi o czasie i położeniu etapu, zapisanymi jako pliki tekstowe za pośrednictwem LabView, muszą zostać "złożone" w obraz 2D korelujący współrzędne pikseli z odpowiednimi widmami. Prezentowane tutaj obrazy zostały przetworzone za pomocą oprogramowania opartego na Matlab, które jest dostępne bezpłatnie pod adresem: omnispect.bme.gatech.edu. Jeśli dane są pozyskiwane za pomocą źródła Omni Spray, oprogramowanie do konwersji danych Firefly jest używane do tworzenia kostki danych do wizualizacji obrazu w BioMAP (www.maldi-msi.org).</li>
	<li>W przypadku danych uzyskanych za pomocą spektrometru mas Jeol AccuTOF, zarejestrowany chromatogram musi zostać wyeksportowany w formacie .cdf w celu dalszej analizy.
	<ol>
		<li>Korzystając z DataManager w MassCenter, najpierw przekonwertuj uzyskane dane na dane z centroidami (Tools → Convert Acquistion Data to Centroid). Następnie wyeksportuj dane w formacie .cdf za pomocą kombinacji Ctrl + Shift + E, a następnie Narzędzia → Eksportuj.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Prześlij surowe dane spektralne mas .cdf oraz dwa pliki tekstowe, pozycję i czas, na stronę internetową OmniSpect. Dane obrazowe przetworzone przez Firefly można wizualizować w BioMAP.
	<ol>
		<li>Dalsze przetwarzanie danych, w tym analiza statystyczna za pomocą nieujemnej faktoryzacji macierzy lub wykreślanie pojedynczego interesującego nas jonu, można przeprowadzić bezpośrednio na stronie internetowej.</li>
		<li>Alternatywnie kostkę danych surowych można wyeksportować do analizy w Matlabie.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Caprioli, R. M., Farmer, T. B., Gile, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Imaging+of+Biological+Samples%3A+Localization+of+Peptides+and+Proteins+Using+MALDI-TOF+MS%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Molecular Imaging of Biological Samples: Localization of Peptides and Proteins Using MALDI-TOF MS.</a> Anal. Chem. 69, 4751-4760 (1997).</li>
<li>Pacholski, M. L., Winograd, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+with+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Imaging with Mass Spectrometry.</a> Chem. Rev. 99, 2977-3006 (1999).</li>
<li>Wiseman, J. M., Ifa, D. R., Song, Q., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+Imaging+at+Atmospheric+Pressure+Using+Desorption+Electrospray+Ionization+%28DESI%29+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Tissue Imaging at Atmospheric Pressure Using Desorption Electrospray Ionization (DESI) Mass Spectrometry.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 45, 7188-7192 (2006).</li>
<li>Nemes, P., Laser Vertes, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+Ablation+Electrospray+Ionization+for+Atmospheric+Pressure%2C+in+Vivo%2C+and+Imaging+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Laser Ablation Electrospray Ionization for Atmospheric Pressure, in Vivo, and Imaging Mass Spectrometry.</a> Anal. Chem. 79, 8098-8106 (2007).</li>
<li>Nemes, P., Vertes, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atmospheric-pressure+Molecular+Imaging+of+Biological+Tissues+and+Biofilms+by+LAESI+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Atmospheric-pressure Molecular Imaging of Biological Tissues and Biofilms by LAESI Mass Spectrometry.</a> J. Vis. Exp. (43), e2097(2010).</li>
<li>Van Berkel, G. J., Kertesz, V., Koeplinger, K. A., Vavrek, M., Kong, A. -N. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+microjunction+surface+sampling+probe+electrospray+mass+spectrometry+for+detection+of+drugs+and+metabolites+in+thin+tissue+sections%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Liquid microjunction surface sampling probe electrospray mass spectrometry for detection of drugs and metabolites in thin tissue sections.</a> J. Mass Spectrom. 43, 500-508 (2008).</li>
<li>Takáts, Z., Wiseman, J. M., Gologan, B., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+Spectrometry+Sampling+Under+Ambient+Conditions+with+Desorption+Electrospray+Ionization%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Mass Spectrometry Sampling Under Ambient Conditions with Desorption Electrospray Ionization.</a> Science. 306, 471-473 (2004).</li>
<li>Venter, A., Sojka, P. E., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet+Dynamics+and+Ionization+Mechanisms+in+Desorption+Electrospray+Ionization+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Droplet Dynamics and Ionization Mechanisms in Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry.</a> Anal. Chem. 78, 8549-8555 (2006).</li>
<li>Costa, A. B., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation+of+atmospheric+transport+and+droplet-thin+film+collisions+in+desorption+electrospray+ionization%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Simulation of atmospheric transport and droplet-thin film collisions in desorption electrospray ionization.</a> Chem. Commun. , 3915-3917 (2007).</li>
<li>Costa, A. B., Graham Cooks, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulated+splashes%3A+Elucidating+the+mechanism+of+desorption+electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Simulated splashes: Elucidating the mechanism of desorption electrospray ionization mass spectrometry.</a> Chem. Phys. Lett. 464, 1-8 (2008).</li>
<li>Konermann, L., Ahadi, E., Rodriguez, A. D., Vahidi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unraveling+the+Mechanism+of+Electrospray+Ionization%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Unraveling the Mechanism of Electrospray Ionization.</a> Anal. Chem. 85, 2-9 (2012).</li>
<li>Kebarle, P., Verkerk, U. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospray%3A+From+ions+in+solution+to+ions+in+the+gas+phase%2C+what+we+know+now%5BTitle%5D)+AND+%22Mass+Spectrom.+Rev%22%5BJournal%5D)">Electrospray: From ions in solution to ions in the gas phase, what we know now.</a> Mass Spectrom. Rev. 28, 898-917 (2009).</li>
<li>Green, F. M., Salter, T. L., Gilmore, I. S., Stokes, P., O'Connor, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+electrospray+solvent+composition+on+desorption+electrospray+ionisation+%28DESI%29+efficiency+and+spatial+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">The effect of electrospray solvent composition on desorption electrospray ionisation (DESI) efficiency and spatial resolution.</a> Analyst. 135, 731-737 (2010).</li>
<li>Van Berkel, G. J., Kertesz, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+Sampling+and+Imaging+of+Analytes+Separated+on+Thin-Layer+Chromatography+Plates+Using+Desorption+Electrospray+Ionization+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Automated Sampling and Imaging of Analytes Separated on Thin-Layer Chromatography Plates Using Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry.</a> Anal. Chem. 78, 4938-4944 (2006).</li>
<li>Ifa, D. R., Wu, C., Ouyang, Z., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Desorption+electrospray+ionization+and+other+ambient+ionization+methods%3A+current+progress+and+preview%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Desorption electrospray ionization and other ambient ionization methods: current progress and preview.</a> Analyst. 135, 669-681 (2010).</li>
<li>Eberlin, L. S., Ferreira, C. R., Dill, A. L., Ifa, D. R., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Desorption+electrospray+ionization+mass+spectrometry+for+lipid+characterization+and+biological+tissue+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim.+Biophys.+Acta%22%5BJournal%5D)">Desorption electrospray ionization mass spectrometry for lipid characterization and biological tissue imaging.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1811, 946-960 (2011).</li>
<li>Wu, C., Ifa, D. R., Manicke, N. E., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+imaging+of+adrenal+gland+by+desorption+electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Molecular imaging of adrenal gland by desorption electrospray ionization mass spectrometry.</a> Analyst. 135, 28-32 (2010).</li>
<li>Wiseman, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Desorption+electrospray+ionization+mass+spectrometry%3A+Imaging+drugs+and+metabolites+in+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Desorption electrospray ionization mass spectrometry: Imaging drugs and metabolites in tissues.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 105, 18120-18125 (2008).</li>
<li>Eberlin, L. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Classifying+Human+Brain+Tumors+by+Lipid+Imaging+with+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Classifying Human Brain Tumors by Lipid Imaging with Mass Spectrometry.</a> Cancer Res. 72, 645-654 (2012).</li>
<li>Wiseman, J. M., Ifa, D. R., Venter, A., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ambient+molecular+imaging+by+desorption+electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protocols%22%5BJournal%5D)">Ambient molecular imaging by desorption electrospray ionization mass spectrometry.</a> Nat. Protocols. 3, 517-524 (2008).</li>
<li>Van Berkel, G. J., Ford, M. J., Deibel, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thin-Layer+Chromatography+and+Mass+Spectrometry+Coupled+Using+Desorption+Electrospray+Ionization%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Thin-Layer Chromatography and Mass Spectrometry Coupled Using Desorption Electrospray Ionization.</a> Anal. Chem. 77, 1207-1215 (2005).</li>
<li>Lane, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Desorption+electrospray+ionization+mass+spectrometry+reveals+surface-mediated+antifungal+chemical+defense+of+a+tropical+seaweed%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Desorption electrospray ionization mass spectrometry reveals surface-mediated antifungal chemical defense of a tropical seaweed.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 106, 7314-7319 (2009).</li>
<li>Kertesz, V., Van Berkel, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scanning+and+Surface+Alignment+Considerations+in+Chemical+Imaging+with+Desorption+Electrospray+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Scanning and Surface Alignment Considerations in Chemical Imaging with Desorption Electrospray Mass Spectrometry.</a> Anal. Chem. 80, 1027-1032 (2008).</li>
<li>Kertesz, V., Van Berkel, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+imaging+resolution+in+desorption+electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Improved imaging resolution in desorption electrospray ionization mass spectrometry.</a> Rapid Commun. Mass Spectrom. 22, 2639-2644 (2008).</li>
<li>Campbell, D., Ferreira, C., Eberlin, L., Cooks, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+spatial+resolution+in+the+imaging+of+biological+tissue+using+desorption+electrospray+ionization%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Bioanal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Improved spatial resolution in the imaging of biological tissue using desorption electrospray ionization.</a> Anal. Bioanal. Chem. 404, 389-398 (2012).</li>
<li>Chaurand, P., Cornett, D. S., Angel, P. M., Caprioli, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+Whole-body+Sections+Down+to+Cellular+Level%2C+Multiscale+Imaging+of+Phospholipids+by+MALDI+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Cell.+Proteomics%22%5BJournal%5D)">From Whole-body Sections Down to Cellular Level, Multiscale Imaging of Phospholipids by MALDI Mass Spectrometry.</a> Mol. Cell. Proteomics. 10, (2011).</li>
<li>Dill, A., Eberlin, L., Costa, A., Ifa, D., Cooks, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Data+quality+in+tissue+analysis+using+desorption+electrospray+ionization%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Bioanal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Data quality in tissue analysis using desorption electrospray ionization.</a> Anal. Bioanal. Chem. 401, 1949-1961 (2011).</li>
<li>Jackson, S. N., Wang, H. -Y. J., Woods, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Profiling+of+Lipid+Distribution+in+Brain+Tissue+Using+MALDI-TOFMS%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Direct Profiling of Lipid Distribution in Brain Tissue Using MALDI-TOFMS.</a> Anal. Chem. 77, 4523-4527 (2005).</li>
<li>Jackson, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MALDI-ion+mobility-TOFMS+imaging+of+lipids+in+rat+brain+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">MALDI-ion mobility-TOFMS imaging of lipids in rat brain tissue.</a> J. Mass Spectrom. 42, 1093-1098 (2007).</li>
<li>Wang, H. -Y. J., Post, S. N. J. J., Woods, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+minimalist+approach+to+MALDI+imaging+of+glycerophospholipids+and+sphingolipids+in+rat+brain+sections%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">A minimalist approach to MALDI imaging of glycerophospholipids and sphingolipids in rat brain sections.</a> Int. J. Mass Spectrom. 278, 143-149 (2008).</li>
<li>Wu, B., Becker, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+elements+and+molecules+in+biological+tissues+and+cells+in+the+low-micrometer+and+nanometer+range%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Imaging of elements and molecules in biological tissues and cells in the low-micrometer and nanometer range.</a> Int. J. Mass Spectrom. 307, 112-122 (2011).</li>
<li>Eberlin, L. S., Ifa, D. R., Wu, C., Cooks, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-Dimensional+Vizualization+of+Mouse+Brain+by+Lipid+Analysis+Using+Ambient+Ionization+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Three-Dimensional Vizualization of Mouse Brain by Lipid Analysis Using Ambient Ionization Mass Spectrometry.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 49, 873-876 (2010).</li>
<li>Seeley, E. H., Caprioli, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+Imaging+by+Mass+Spectrometry%3A+A+New+Frontier%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">3D Imaging by Mass Spectrometry: A New Frontier.</a> Anal. Chem. 84, 2105-2110 (2012).</li>
<li>Nemes, P., Barton, A. A., Vertes, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-Dimensional+Imaging+of+Metabolites+in+Tissues+under+Ambient+Conditions+by+Laser+Ablation+Electrospray+Ionization+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Three-Dimensional Imaging of Metabolites in Tissues under Ambient Conditions by Laser Ablation Electrospray Ionization Mass Spectrometry.</a> Anal. Chem. 81, 6668-6675 (2009).</li>
<li>Pulfer, M., Murphy, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospray+mass+spectrometry+of+phospholipids%5BTitle%5D)+AND+%22Mass+Spectrom.+Rev%22%5BJournal%5D)">Electrospray mass spectrometry of phospholipids.</a> Mass Spectrom. Rev. 22, 332-364 (2003).</li>
<li>Han, X., Holtzman, D. M., McKeel, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmalogen+deficiency+in+early+Alzheimer%27s+disease+subjects+and+in+animal+models%3A+molecular+characterization+using+electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Plasmalogen deficiency in early Alzheimer's disease subjects and in animal models: molecular characterization using electrospray ionization mass spectrometry.</a> J. Neurochem. 77, 1168-1180 (2001).</li>
<li>Murphy, E. J., Schapiro, M. B., Rapoport, S. I., Shetty, H. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phospholipid+composition+and+levels+are+altered+in+down+syndrome+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Phospholipid composition and levels are altered in down syndrome brain.</a> Brain Res. 867, 9-18 (2000).</li>
<li>Han, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alterations+in+Myocardial+Cardiolipin+Content+and+Composition+Occur+at+the+Very+Earliest+Stages+of+Diabetes%3A+A+Shotgun+Lipidomics+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Alterations in Myocardial Cardiolipin Content and Composition Occur at the Very Earliest Stages of Diabetes: A Shotgun Lipidomics Study.</a> Biochemistry. 46, 6417-6428 (2007).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Optymalizacja geometrii źródła DESI ma kluczowe znaczenie dla udanych eksperymentów MSI. Wiele zmiennych przyczyniających się do wyrównania systemu ma bezpośredni wpływ na czułość i rozdzielczość obrazu. Jeśli podczas optymalizacji eksperymentator ma trudności z uzyskaniem sygnału, zalecamy użycie czerwonej plamki Sharpie narysowanej na szkiełku jako punktu odniesienia; barwnik rodamina 6G, m/z 443 wytwarza silny sygnał w trybie jonów dodatnich i może być stosowany do wstępnej optymalizacji. Ponadto wybór rozpuszczalnika...

A correction was made to <a href="http://www.jove.com/video/50575" target="_parent">Imaging of Biological Tissues by Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry</a>. 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

Erratum: Imaging of Biological Tissues by Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry

Nieukierunkowane obrazowanie za pomocą spektrometrii mas ułatwia pozyskiwanie informacji chemicznych do zastosowań odkrywczych i generujących hipotezy. Z drugiej strony, celowane obrazowanie znanej substancji chemicznej będącej przedmiotem zainteresowania może ułatwić zwiększenie czułości i selektywności poprzez opracowanie specjalnej metody. Obrazowanie metodą spektrometrii mas (MSI) jest najczęściej wykonywane na tkankach przy użyciu MALDI,1 spektrometrii mas jonów wtórnych (SIMS),2 i technik jonizacji otoczenia, w tym jonizacji elektronatryskowej desorpcji (DESI),3 laserowej ablacji i jonizacji elektrorozpylania (LAESI),4,5 i sondy do pobierania próbek powierzchni cieczy mikrozłącza (LMJ-SSP). 6 W MALDI i SIMS próbki muszą być fizycznie usunięte z próbki i muszą być płaskie i cienkie, ponieważ są analizowane w wysokiej próżni. MALDI wymaga pokrycia próbki matrycą pochłaniającą promieniowanie, co stanowi dodatkowy i kłopotliwy etap przygotowania próbki. SIMS ma najwyższą rozdzielczość poprzeczną, ale bombardowanie wysokoenergetycznymi cząstkami powoduje rozległą fragmentację molekularną. W związku z tym MSI za pomocą metod otoczenia wypełnia niszę, w której pożądana jest miękka analiza przy minimalnym przygotowaniu próbki. Jednak do tej pory wszystkie metody są nadal ograniczone wymogiem płaskich powierzchni próbek.	
	DESI używa pneumatycznie wspomaganego naładowanego rozpuszczalnika w sprayu skierowanym na powierzchnię próbki do desorpcji i jonizacji analitów. 7 Działający model desorpcji i późniejszej jonizacji przez DESI jest znany jako "model zbierania kropel". 8-10 Naładowane kropelki pierwotne wytwarzane przez sondę DESI zderzają się z powierzchnią, zwilżając ją i tworząc cienką warstwę, w której analit jest rozpuszczany przez mechanizm mikroekstrakcji ciało stałe-ciecz8 Kolejne zderzenia kropel powodują przeniesienie pędu i oderwanie kropel wtórnych zawierających materiał wyekstrahowany z powierzchni. 9,10 Ostatecznie uważa się, że jony w fazie gazowej są wytwarzane w procesach podobnych do ESI następujących po odparowaniu jonów, modelach reszt ładunkowych lub innych modelach,11 jednak dokładny proces tworzenia jonów w DESI nie został jeszcze udowodniony eksperymentalnie. 12 Czułość DESI jest silnie zależna od rozpuszczalności analitu w rozpuszczalniku do rozpylania, ponieważ desorpcja opiera się na miejscowej mikroekstrakcji. 13 	
	Gdy jest używany z kontrolowanym programowo stolikiem na próbkę, próbka jest skanowana jednokierunkowo z przechodzeniem pod sondę jonizacyjną DESI, a poprzez dziedzinę czasu, informacje m/z są skorelowane z przestrzennym rozkładem substancji chemicznej (Rysunek 1). Od czasu pierwszego eksperymentu DESI-MSI, w którym Van Berkel i Kertesz doprowadzili do słuszności zasady w 2006 r.,14 technika ta znacznie się rozwinęła,15 z zgłoszonymi zastosowaniami w analizie lipidów,3,16 metabolitów leków,17,18 biomarkerów choroby,19 tkanki mózgowej,3,18,20 tkanki płucnej,18 tkanki nerkowej,18 tkanki jąder,18 nadnerczy,17 płytek chromatografii cienkowarstwowej, 21 i powierzchnie glonów. 22 Rozdział 22 Rutynowa rozdzielczość obrazów uzyskanych przez DESI-MSI wynosi 100-200 μm, co ostatecznie zależy od efektywnej powierzchni wyodrębnionej przez spray, ale odnotowano rozdzielczości tak niskie, jak 40 μm. 23-25 Taka rozdzielczość i łatwość analizy sprawia, że DESI-MSI nadaje się do szybkiej i prostej analizy próbek tkanek biologicznych o powierzchniach w zakresie 0,5-5cm2, umożliwiając pozyskanie cennych informacji przestrzennych w celu lepszego zrozumienia procesów biologicznych26. Tutaj, jako przykład typowego zastosowania DESI-MSI, dokonujemy przeglądu szczegółów proceduralnych przeprowadzenia udanego eksperymentu obejmującego obrazowanie lipidów w tkankach mózgowych szczura. Dwa najbardziej krytyczne kroki w protokole to przygotowanie tkanek27 i optymalizacja źródła jonów DESI, jak opisano poniżej.

<table><tbody><tr><td>Reodczynniki</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tissue-Tek O.C.T. Compound</td><td>Sakura-Finetek</td><td>4583</td><td><a href="http://www.sakuraeu.com/products/showitem.asp?cat=11&amp; subcat=48" target="_blank">http://www.sakuraeu.com/products/showitem.asp?cat=11&amp; subcat=48</a></td></tr><tr><td>Acetonitryl</td><td>EMD</td><td>AX0156-6</td><td>OmniSolv, LC-MS Grade</td></tr><tr><td>Kwas octowy</td><td>Sigma Aldrich</td><td>695092-500 ml</td><td></td></tr><tr><td><mocny>SprzętMikrotom kriostatu</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td></td><td>Thermo Scientific</td><td>CryoStar* NX70</td><td>Do cięcia tkanek można użyć dowolnego dostępnego mikrotomu <a href=" http://www.thermoscientific.com/ecomm/servlet/productsdetail?productId=13958375&groupType=PRODUCT&searchType=0&storeId=11152&from=search&ca=cryostar" target="_blank"> http://www.thermoscientific.com/ecomm/servlet/productsdetail?productId=13958375&groupType=PRODUCT&searchType=0&storeId=11152&from=search&ca=cryostar</a></td></tr><tr><td>Spray Omni&#174; Głowica natryskowa DESI</td><td>Prosolia Inc.</td><td></td><td>Można również użyć 2-D Omni Spray&#174; Zestaw źródłowy zamiast składania komponentów eksperymentu obrazowania <a href=" http://www.prosolia.com/sources.php" target="_blank"> http://www.prosolia.com/sources.php</a></td></tr><tr><td>Zasilacz wysokiego napięcia Stanford</td><td>Research Systems, Inc.</td><td>PS350/5000V-25W</td><td><a href="http://www.thinksrs.com/products/PS300.htm" target="_blank">http://www.thinksrs.com/products/PS300.htm</a></td></tr><tr><td>Grzejnik linowy, RTD, sterownik</td><td>Omega</td><td></td><td><a href="http://www.omega.com/toc_asp/subsectionSC.asp?subsection=M02&amp; book=Grzejniki" target="_blank">http://www.omega.com/toc_asp/subsectionSC.asp?subsection=M02&amp; book=Grzałki</a></td></tr><tr><td>Labview</td><td>National Instruments</td><td>Wersja 7.1</td><td></td></tr><tr><td>Etap translacyjny</td><td>Prior Scientific</td><td>Optiscan II</td><<td>a href="http://www.prior.com/productinfo_auto_motorized_optiscan.html" target="_blank">http://www.prior.com/productinfo_auto_motorized_optiscan.html</a></td></tr><tr><td>Spektrometr masowy AccuTOF</td><td>JEOL</td><td>JMS-T100LC</td><td>Może używać dowolnego spektrometru masowego wyposażonego w rozszerzony interfejs kapilarnego ciśnienia atmosferycznego</td></tr></tbody></table>

obrazowanie tkanek biologicznych metodą spektrometrii mas z desorpcją i jonizacją metodą elektrorozpylania

Imaging of Biological Tissues by Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry

Obrazowanie spektrometrią mas (MSI) dostarcza nieukierunkowanych informacji molekularnych o najwyższej specyficzności i rozdzielczości przestrzennej do badania tkanek biologicznych w skali od setek do dziesiątek mikronów. W przypadku wykonywania w warunkach otoczenia wstępna obróbka próbki staje się zbędna, co upraszcza protokół przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości uzyskanych informacji. Desorpcyjna jonizacja elektronatryskowa (DESI) to technika MSI oparta na rozpylaniu w otoczeniu, która umożliwia bezpośrednie pobieranie próbek powierzchni na wolnym powietrzu, nawet in vivo. W przypadku użycia ze stolikiem na próbkę sterowaną programowo, próbka jest rastrowana pod sondą jonizacyjną DESI, a poprzez dziedzinę czasu informacje m/z są skorelowane z rozkładem przestrzennym związków chemicznych. Dokładność sygnału wyjściowego DESI-MSI zależy od orientacji i położenia źródła w stosunku do powierzchni próbki i wlotu spektrometru masowego. W niniejszym artykule omówiono sposób przygotowania skrawków tkanek do obrazowania DESI oraz dodatkowe warunki eksperymentalne, które bezpośrednio wpływają na jakość obrazu. W szczególności opisujemy protokół obrazowania skrawków tkanki mózgowej szczura za pomocą DESI-MSI.

Rycina 3 przedstawia reprezentatywne widmo uzyskane z niepoddanego obróbce przekroju mózgu szczura. W trybie dodatnim w widmie mas dominuje fosfatydylocholina ze względu na wysoką wydajność jej jonizacji (przypisywaną dodatnio naładowanej grupie czwartorzędowej amonu). Na Rycynie 3 przedstawiono również obraz całkowitej intensywności jonów przekroju tkanki, wykazujący obfity sygnał w całym przekroju mózgu. Kluczowe wykryte lipidy zostały zidentyfikowane w Tabeli 1 na pod...

Spektrometria mas z jonizacją metodą desorpcji (DESI-MS) to metoda otoczenia, za pomocą której próbki, w tym tkanki biologiczne, mogą być obrazowane przy minimalnym przygotowaniu próbki. Poprzez rasterowanie próbki poniżej sondy jonizacyjnej, ta technika oparta na rozpylaniu zapewnia wystarczającą rozdzielczość przestrzenną, aby dostrzec interesujące cechy molekularne w obrębie skrawków tkanki.

Obrazowanie tkanek biologicznych metodą spektrometrii mas z desorpcją i jonizacją metodą elektrorozpylania

Mass spectrometry imaging (MSI) provides untargeted molecular information with the highest specificity and spatial resolution for investigating biological ...

Ogólnym celem następującego eksperymentu jest mapowanie rozkładu przestrzennego substancji chemicznych w tkance biologicznej przy użyciu techniki spektrometrii mas w warunkach otoczenia. Osiąga się to poprzez zastosowanie wspomaganego pneumatycznie rozpylania w technice DESI do desorpcji i jonizacji cząsteczek obecnych w tkance. W drugim kroku źródło jonów DESI jest skanowane po obszarze próbki w sposób kontrolowany.Następnie informacje ze spektrometrii mas są korelowane z ruchem przestrzennym stolika z próbką, aby wykreślić intensywność jonów w funkcji pozycji X i Y, co w rezultacie pozwala na stworzenie obrazu chemicznego. Wyniki pokazują, że na podstawie obrazów spektrometrii mas wybranych jonów lipidów w tkankach mózgu występują wyraźne różnice w rozkładzie lipidów pomiędzy istotą szarą a białą.Choć metoda ta pozwala na uzyskanie informacji o rozkładzie substancji chemicznych w tkankach biologicznych, może być ona również stosowana w przypadku wielu innych układów, w tym płytek do chromatografii cienkowarstwowej, reakcji na powierzchni minerałów oraz alg morskich. Przed rozpoczęciem procedury zamocuj tkankę na szkiełku przedmiotowym, używając ACEDONITE z 1% kwasem octowym jako rozpuszczalnika DESI, a następnie uruchom pompę strzykawkową z przepływem 5 µL/min.Gdy rozpuszczalnik zacznie kapać z końcówki źródła DESI, należy włączyć azotowy gaz nebulizacyjny z ciśnieniem 160 PS.I, a następnie włączyć zasilacz wysokiego napięcia podłączony do źródła jonów, przykładając 3 600 V w celu optymalnego transferu jonów. Dostosować wysokość stolika tak, aby kapilara interfejsu MS znajdowała się nad powierzchnią próbki. Kapilara powinna znajdować się w odległości mniej niż 1 mm od powierzchni, pod kątem zbierania wynoszącym około 15 stopni.Po zamontowaniu preparatu na stole przesuwnym, ustaw końcówkę w odległości 3 mm od powierzchni próbki i 5 mm od wlotu kapilary MS, utrzymując sondę pod kątem 55 stopni względem powierzchni próbki. Następnie wyrównaj sondę DESI w wymiarze X względem wlotu kapilary MS, tak aby znajdowały się w jednej linii. Wykorzystaj dodatkowy skrawek tkanki.Ustaw odstęp w osi Y między końcówką źródła a wlotem kapilary na około cztery milimetry, a odstęp w osi Z między końcówką a powierzchnią próbki na około 1,5 milimetra. Następnie dostosuj długość wysunięcia wewnętrznej kapilary względem kapilary zewnętrznej źródła, aby uzyskać maksymalną czułość i minimalną wielkość plamki uderzenia. Odblaski światła w pomieszczeniu na szkiełku mikroskopowym mogą pomóc w lepszej wizualizacji plamki uderzenia, co pozwoli na poprawę czułości procesu jonizacji.Podgrzej kapilarę transferową za pomocą grzałki taśmowej lub bloku grzejnego zgodnie z programem ustawionym na 100 °C. Wykorzystaj oprogramowanie sterujące LabVIEW VI do uzyskania pożądanych warunków obrazowania w zależności od rozmiaru pióropusza rozprysku DESI oraz optymalnej czułości. Ustaw prędkość skanowania stołu na 160 µm/s i dostosuj odstępy między rzędami do 200 µm.Należy podać ścieżkę katalogu oraz nazwę pliku dla plików pozycji i czasu, które mają zostać zapisane podczas obrazowania w programie LabVIEW VI. W ramach przygotowania do akwizycji danych spektrometrycznych oprogramowanie automatycznie oblicza całkowity czas wymagany do obrazowania; przed rozpoczęciem akwizycji danych należy wprowadzić całkowity czas w minutach do spektrometru mas. Następnie należy ustawić punkt uderzenia strumienia rozpylanego w lewym górnym rogu obszaru przeznaczonego do obrazowania.Równocześnie rozpocznij akwizycję danych MS oraz ruch stolika. Po zakończeniu akwizycji danych przełącz spektrometr mas na tryb czuwania, wyłącz wysokie napięcie źródła DESI, a następnie wyłącz dopływ azotu i pompę strzykawkową za pomocą menedżera danych w programie mass center. Przekonwertuj pozyskane dane do formatu TED Data, a następnie wyeksportuj je w formacie CDF.Na koniec prześlij surowe dane widma masowego w formacie CDF oraz dwa pliki tekstowe zawierające pozycję i czas na stronę internetową Omnis SPECT lub użyj programu bio map do wizualizacji danych przetworzonych w programie Firefly. Przedstawiono tutaj reprezentatywne widmo uzyskane w trybie dodatnim z niepoddanego działaniu czynników preparatu fragmentu mózgu szczura. W trybie dodatnim w widmie masowym dominują fosfatydylocholiny ze względu na ich wysoką wydajność jonizacji, co przypisuje się dodatnio naładowanej grupie czwartorzędowej amoniowej.Ponadto całkowity obraz jonowy przekroju tkanki wykazuje silny sygnał w całym przekroju mózgu. Rozkład przestrzenny przykładowych lipidów pokazuje, jak względna obfitość różnych gatunków fosfatydylocholiny różni się pomiędzy istotą szarą a białą mózgu. Na przykład gatunek potass phosphatidylcholine 34 o stosunku masy do ładunku 7 98 0,5364 wykazuje zwiększoną intensywność w korze móżdżku, czyli w istocie szarej.W przeciwieństwie do nich, gatunek potass fosfatydylocholina 36 o stosunku masy do ładunku 826,0558 wykazuje zwiększoną intensywność w nóżce móżdżku lub istoci białej. Obraz kompozytowy uzyskany dla tych dwóch jonów podkreśla kontrast w rozkładzie lipidów w przekroju tkanki. Podczas przeprowadzania tego typu eksperymentu ważne jest dokładne zoptymalizowanie stolika z próbką źródła DSI oraz geometrii wlotu.Zmienne te są kluczowe dla sukcesu obrazowania dsi.

imaging-biological-tissues-desorption-electrospray-ionization-mass

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Obrazowanie tkanek biologicznych za pomocą spektometrii masowej z jonizacją przez desorpcję z elektrycznym rozpylaczem

Laserowa ablacja z jonizacją elektrosprayową (LAESI) jest źródłem jonów dla spektrometrii mas pracującym pod ciśnieniem atmosferycznym. W trybie obrazowania laser średniofalowy w podczerwieni bada rozkład cząsteczek w przekroju tkanki lub biofilmie. Technika ta stanowi nowe podejście do różnorodnych badań bioanalitycznych prowadzonych w natywnych warunkach doświadczalnych.

Obrazowanie molekularne tkanek biologicznych i biofilmów w ciśnieniu atmosferycznym przy użyciu spektrometrii mas LAESI

Dithranol (DT; 1,8-dihydroxy-9,10-dihydroanthracen-9-on) został wcześniej zgłoszony jako matryca MALDI do obrazowania tkanek małych cząsteczek; protokoły użycia DT do obrazowania MALDI endogennych lipidów na powierzchni skrawków tkanek za pomocą dodatniego jonu MALDI-MS na ultrawysokiej rozdzielczości instrument kwadrupol-FTICR są dostępne tutaj.

Dithranol jako matryca do obrazowania desorpcji/jonizacji laserowej wspomaganej matrycą na spektrometrze mas z cyklotronem z transformacją Fouriera

Tutaj prezentujemy protokoły do wykonywania zarówno obrazowania tkanek za pomocą spektrometrii mas otoczenia (MSI), jak i analizy MS na żywo (SCMS) in situ przy użyciu pojedynczej sondy, która jest zminiaturyzowanym wielofunkcyjnym urządzeniem do analizy MS.

Zastosowania pojedynczej sondy: obrazowanie spektrometrią mas i analiza pojedynczych komórek w warunkach otoczenia

Źródło obrazowania spektrometrią mas (MSI) działające pod ciśnieniem atmosferycznym zostało opracowane przez sprzężenie desorpcji laserowej w średniej podczerwieni i post-jonizacji elektrorozpylania. Egzogenna matryca lodowa została wykorzystana jako matryca pochłaniająca energię, aby ułatwić rezonansową desorpcję materiału związanego z tkanką. Ten manuskrypt zawiera protokół krok po kroku do wykonywania IR-MALDESI MSI u noworodków całego ciała.

Obrazowanie spektrometrii mas całego ciała za pomocą jonizacji elektronatryskowej z desorpcją laserową wspomaganą matrycą w podczerwieni (IR-MALDESI)

Ten protokół opisuje powtarzalną i niezawodną metodę opartego na sublimacji przygotowania tkanki utrwalonej formaliną przeznaczonej do obrazowania spektrometrii mas.

Optymalne przygotowanie próbek utrwalonych formaliną do obrazowania metodą spektrometrii mas wspomaganej desorpcją/jonizacją laserową na bazie peptydów

Ten artykuł przedstawia metody przygotowania próbek dla unikalnej metody analitycznej w czasie rzeczywistym opartej na spektrometrii mas otoczenia. Metoda ta pozwala nam na przeprowadzanie analizy cząsteczek biologicznych in vivo w czasie rzeczywistym bez konieczności przeprowadzania specjalnych zabiegów wstępnych.

Przygotowanie próbki do spektrometrii mas z jonizacją elektrorozpylania sondy

W tym badaniu przedstawiono szereg metod przygotowania próbek DESI-MSI z roślin, a procedura instalacji montażu DESI, pozyskiwania i przetwarzania danych MSI jest szczegółowo opisana. Protokół ten może być stosowany w kilku warunkach do pozyskiwania informacji o metabolomie przestrzennym u roślin.

Wizualizacja metabolitów zidentyfikowanych w metabolomie przestrzennym tradycyjnej medycyny chińskiej przy użyciu DESI-MSI

Ten protokół opisuje spektrometrię masową pojedynczych komórek obrazowania komórek OVCAR-8 z wykorzystaniem jonizacji z desorpcji i elektrozrygowania połączonych ze spektrometrami masowymi Orbitrap do metabolomiki wysokiej rozdzielczości przestrzennej.

Obrazowanie spektrometrii masowej pojedynczych komórek z wykorzystaniem jonizacji z dezorpcją za pomocą elektrycznej emisji rozpyłowej połączonej ze spektrometrami masy Orbitrap

Wtórna spektrometria mas z jonizacją przez elektrorozpylanie (SESI-MS) umożliwia detekcję lotnych związków organicznych (LZO) bez konieczności wstępnego przygotowania próbek. Niniejszy protokół zawiera instrukcje dotyczące szybkiej (w ciągu kilku minut) charakteryzacji bakteryjnych LZO przy użyciu SESI-MS.

Charakterystyka lotnych związków bakteryjnych z wykorzystaniem spektrometrii mas z wtórną jonizacją przez elektroryzację (SESI-MS)

Nieniszcząca wizualizacja objętościowa jest możliwa do uzyskania jedynie za pomocą technik tomograficznych, z których najefektywniejszą jest mikrotomografia komputerowa (CT) promieniami rentgenowskimi.

Wysokorozdzielcze obrazowanie 3D Ex-vivo Próbki biologiczne w mikro-tomografii komputerowej (mikro-CT)

Poznaj metodę DESI-MS do obrazowania przestrzennego rozkładu chemicznego w tkankach biologicznych. Technika ta umożliwia analizę lipidów w tkance mózgu z minimalnym przygotowaniem próbki.

Obrazowanie tkanek biologicznych metodą spektrometrii mas z desorpcją i jonizacją metodą elektrorozpylania

Przeglądaj więcej filmów