Whole-body Espectrometria de Massa de imagem por infravermelhos matriz assistida por laser de Dessorção Ionização por Electrospray (IR-MALDESI)

Resumo

Uma fonte de imagem de espectrometria de massa (MSI) operada à pressão atmosférica foi desenvolvida acoplando dessorção a laser de infravermelho médio e pós-ionização por eletrospray. A matriz de gelo exógena foi usada como matriz de absorção de energia para facilitar a dessorção ressonante do material relacionado ao tecido. Este manuscrito fornece um protocolo passo a passo para a realização de IR-MALDESI MSI de camundongos neonatais de corpo inteiro.

Resumo

fontes de ionização ambiente para a espectrometria de massa (MS) foram objecto de muito interesse nos últimos dez anos. Laser assistida por matriz desorção com ionização por electrospray (MALDESI) é um exemplo de tais métodos, onde as características de laser assistida por matriz dessorção / ionização (MALDI) (por exemplo, a natureza de impulsos de dessorção) e ionização por electrospray (ESI) (por exemplo, macio-ionização ) são combinados. Uma das principais vantagens da MALDESI é a sua versatilidade inerente. Em experiências MALDESI, uma luz ultravioleta (UV) ou um laser de infravermelhos (IR) pode ser usado para excitar um ressonantemente matriz endógena ou exógena. A escolha da matriz não é analito dependente, e depende unicamente do comprimento de onda do laser usado para a excitação. Em experiências de RI-MALDESI, uma fina camada de gelo é depositado na superfície da amostra, tal como uma matriz de absorção de energia. A geometria da fonte de IV-MALDESI foi optimizado utilizando a concepção estatística de experiências (DOE) para análise de amostras líquidas, bem como Biolespécimes de tecidos ogical. Além disso, uma fonte de imagem robusta IR-MALDESI foi desenvolvido, em que um laser sintonizável mid-IV é sincronizado com um estágio de translação XY controlado por computador e um espectrómetro de massa de alta resolução de energia. A interface de usuário personalizada gráfica (GUI) permite ao usuário selecionar a taxa de repetição do laser, número de tiros por voxel, etapa do tamanho do estágio da amostra, e o atraso entre a dessorção e digitalizar eventos para a fonte. IR-MALDESI tem sido utilizado em várias aplicações, tais como a análise forense de fibras e corantes e MSI de secções de tecidos biológicos. Distribuição dos diferentes analitos que variam de metabolitos endógenos aos xenobióticos exógenos dentro de secções de tecido podem ser medidos e quantificados usando esta técnica. O protocolo apresentado neste manuscrito descreve os principais passos necessários para IR-MALDESI MSI de secções de tecido de corpo inteiro.

Introdução

Massa imagiologia espectrometria (MSI) no modo de desorção de microssonda envolve a amostra a partir de uma superfície por um feixe (laser ou iões) em localizações discretas sobre a superfície de uma amostra. Em cada ponto de quadriculação, um espectro de massa é gerado e os espectros adquiridos, juntamente com a localização espacial a partir do qual eles foram recolhidos, pode ser utilizado para mapear simultaneamente vários analitos numa amostra. Esta forma livre de rótulo de imagens acoplado à sensibilidade e especificidade de espectrometria de massa ajudaram a MSI tornou um dos campos mais rápida evolução em espectrometria de massa ^1,2.

Protocolo

Nota: O protocolo a seguir descreve todos os passos necessários para a realização de experimentos IR-MALDESI MSI. Em profundidade detalhes sobre a geometria otimizada da fonte de IR-MALDESI e sua sincronização com o laser, palco, e espectrômetro de massa pode ser encontrada em outros lugares ^5,6. amostras de tecido animal utilizados neste protocolo foram obtidos de acordo com a Institutional Animal Care e Use Committee (IACUC) e regulamentos North Carolina State University.

1. Preparação do Tecido

1. Prepara-se uma banho de gelo isopentano / seco, colocando ~ 200 ml de isopentano, num copo limpo no interior de um conten....

Resultados

As imagens apresentadas na Figura 4 mostram a distribuição espacial dos metabolitos em diferentes órgãos na secção de tecido do corpo inteiro. Valores exclusivos m / z para regiões específicas do corpo foram encontrados usando MSiReader PeakFinder, seguido de processamento em lote para a geração de imagem. A ferramenta de imagem de sobreposição (Figura 3-4) foi utilizado para alinhar a imagem óptica tomadas antes de deposição de matriz gelo com .......

Discussão

O protocolo acima descreve as principais etapas para a realização de um experimento IR-MALDESI MSI. O processo de aplicação de matriz (secção 3) leva aproximadamente 20 minutos, o que é semelhante a um processo de aplicação de matriz típico para experiências MALDI MSI por sublimação ou de revestimento por pulverização usando um pulverizador robótico. Além disso, IR-MALDESI não depende de particionamento de analitos para os cristais de matriz ^6, e a matriz de gelo pode ser usado universalmente para todos os an.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Fonte IR-MALDESI	N / A	feito sob medida	Consulte as referências 4 e 12 para uma discussão aprofundada sobre o desenvolvimento da fonte IR-MALDESI.
Q Exactive Plus		Espectrômetro de massa híbrido Thermo Scientific Q Exactive Plus Quadrupole-Orbitrap
	Jackson	AH365-4
Metanol, Grau HPLC	Burdick & Jackson	AH230-4
Ácido Fórmico	Sigma Aldrich	56302
Laser mid-IR ajustável	Opotek Inc.	IR Opolette	Ajustável 2,700-3,100  nm IR OPO laser
Nitrogênio Gás	Arc3 Gases	AG S-NI300-5.0	Grau 5.0 cilindro de gás nitrogênio de alta pureza (300)
Criostato	Leica Biosystems	CM 1950	Cryomicrotome
Lâminas de micrótomo de alto perfil	Leica Biosystems	3802123	Leica DB80HS
Meio de montagem (OCT)	Leica Biosystems	3801480	Surgipath FSC 22
Disco de amostra de criostato	Leica Biosystems	14047740045
lâminas de microscópio de vidro	VWR	48312-003	Fosco, selecionado, pré-limpo

Água, grau HPLC Burdick & meio de montagem de 40 mm de diâmetro