Summary
I denne studien presenteres en rekke metoder for å forberede DESI-MSI-prøver fra planter, og en prosedyre for DESI-monteringsinstallasjon, MSI-datainnsamling og prosessering er beskrevet i detalj. Denne protokollen kan brukes under flere forhold for å skaffe romlig metabolominformasjon i planter.
Abstract
Den medisinske bruken av tradisjonell kinesisk medisin skyldes hovedsakelig dets sekundære metabolitter. Visualisering av fordelingen av disse metabolittene har blitt et viktig tema i plantevitenskapen. Massespektrometriavbildning kan trekke ut store mengder data og gi romlig fordelingsinformasjon om disse ved å analysere vevsskiver. Med fordelen av høy gjennomstrømning og høyere nøyaktighet, brukes desorpsjonselektrosprayionisering massespektrometriavbildning (DESI-MSI) ofte i biologisk forskning og i studiet av tradisjonell kinesisk medisin. Prosedyrene som brukes i denne undersøkelsen er imidlertid kompliserte og ikke rimelige. I denne studien optimaliserte vi seksjonerings- og DESI-bildebehandlingsprosedyrer og utviklet en mer kostnadseffektiv metode for å identifisere fordelingen av metabolitter og kategorisere disse forbindelsene i plantevev, med et spesielt fokus på tradisjonelle kinesiske medisiner. Studien vil fremme bruken av DESI i metabolittanalyse og standardisering av tradisjonell kinesisk medisin / etnisk medisin for forskningsrelaterte teknologier.
Introduction
Visualisering av metabolittfordeling har blitt et viktig tema i plantevitenskap, spesielt i tradisjonell kinesisk medisin, da det avslører dannelsesprosessen av spesifikke metabolitter i planten. Med henvisning til tradisjonell kinesisk medisin (TCM), gir den informasjon om de aktive komponentene og veileder anvendelsen av plantedeler i farmasøytiske applikasjoner. Normalt oppnås visualisering av metabolitter ved in situ hybridisering, fluorescensmikroskopi eller immunhistokjemi, men antall forbindelser detektert av disse forsøkene formidler begrenset kjemisk informasjon. Kombinert med vevsfarging kan massespektrometriavbildning (MSI) gi store mengder data og gi romlig fordelingsinformasjon av forbindelser ved å skanne og analysere vevsskiver på mikronnivå1. MSI bruker analytter for desorpsjon og ionisering fra prøveoverflaten, etterfulgt av masseanalyse av de resulterende dampfaseioner og anvendelse av bildebehandlingsprogramvare for å integrere informasjonen og plotte et todimensjonalt bilde som registrerer en spesifikk ionoverflod. Denne teknologien kan bestemme både eksogene og endogene molekyler ved å oppdage den karakteristiske fordelingen av legemidler og deres induserte metabolitter i målvev og organer 2,3,4,5.
Ulike bildebehandlingsmodaliteter har blitt utviklet de siste tiårene; De mest fremtredende blant dem er desorpsjonselektrosprayioniseringsbasert MSI (DESI-MSI), matriseassistert laserdesorpsjon/ionisering (MALDI) og sekundær ionmassespektrometri (SIMS)6. DESI-MSI brukes ofte i biologisk forskning på grunn av sin atmosfæriske drift, høye gjennomstrømning og høyere nøyaktighet7. MALDI har blitt brukt til å identifisere et transtyretinfragment som en potensiell nefrotoksisk biomarkør for gentamicin og for å analysere fordelingen av den nevrotoksiske metabolitten 1-metyl-4-fenylpyridinium etter styring av 1-metyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin i mushjerner 8,9. MALDI og DESI har blitt brukt til å bestemme sammensetningen av legemiddelinduserte krystalllignende strukturer i nyrene til doserte kaniner; Disse strukturene består hovedsakelig av metabolitter dannet på grunn av demetylering og/eller oksidasjon av legemidlet10. I tillegg har MSI blitt brukt i lokalisering av metabolsk distribusjon av legemiddeltoksisitet i målorganer. Cellene i plantevev varierer imidlertid og er forskjellige fra dyr og krever spesielle seksjoneringsprosedyrer.
I planter, ved hjelp av MALDI imaging, så langt, har fordelingen av forskjellige forbindelser i hvete (Triticum aestivum) stamme, soyabønne (Glycine max), ris (Oryza sativa) frø, Arabidopsis thaliana blomster og røtter, og bygg (Hordeum vulgare) frø blitt analysert 11,12,13,14,15,16,17,18 . Nylige studier har rapportert at DESI-MSI dukker opp i metabolittanalysen av naturlige legemidler og produkter, spesielt i TCM som Ginkgo biloba, Fuzi og Artemisia annua L 19,20,21. I disse studiene er protokollene for fremstilling av plantematerialprøver forskjellige, og noen krever mer komplekst utstyr, som en frysende mikrotom. DESI-MSI har strenge krav til overflateflatheten til den påviste prøven. Ved analyse av organ eller vev av et dyr, blir prøven vanligvis laget ved kryo-seksjonering22. Prosedyren for kryosnitting er imidlertid komplisert og dyrere, og den vanlige metoden for optimal skjæretemperatur (OCT) har et sterkt signal ved avbildning. I tillegg varierer det medisinske vevet i TCM; for eksempel brukes roten til Salvia miltiorrhiza, kjent som Danshen på kinesisk, mens i Zisu (Perilla frutescens) brukes bladet23,24. Derfor er det nødvendig å forbedre prøveprepareringsprosedyrene for å fremme bruken av DESI i metabolittanalyse for TCM.
Som en flerårig urt og en vanlig brukt TCM, ble S. miltiorrhiza opprinnelig registrert i den eldste medisinmonografien, Shennong's Classic of Materia Medica (kjent som Shennong Bencao Jing på kinesisk). I denne studien optimaliserte vi seksjonerings- og DESI-bildebehandlingsprosedyrer og utviklet en mer kostnadseffektiv metode for å identifisere fordelingen og kategorisere forbindelsene i vev av S. miltiorrhiza. Denne metoden kan også overvinne ulempene forbundet med tørt vev - at de vanligvis lett sprekker under nitrogenblåsingen - og fremmer utviklingen av TCM. Studien vil fremme standardisering av TCM / etnisk medisin for forskningsrelaterte teknologier.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Forberedelse av prøver
- Samle rensede røtter og blader fra en 2 år gammel Salvia miltiorrhiza-plante (figur 1A), og skjær direkte i en tverrsnittstykkelse på ca. 3-5 mm for hånd. Deretter fester du prøven på et adhesjonsmikroskopglassglass ved hjelp av dobbeltsidig tape (figur 1B).
MERK: Kontroller at størrelsen på dobbeltsidig tape er større enn prøven. Hvis vevet er tørket, suge dem i vann eller 4% paraformaldehyd over natten før skiver. - Sett et annet mikroskopglassglass over prøven og pakk de to glassglassene med en forseglingsfilm som en sandwich (figur 1C). Frys sandwichprøven ved -80 °C i minst 4 timer, og utsett den deretter for et luftvakuum i 2 timer (figur 1D) med følgende innstillingsparametere: felletemperatur ved -75 til -82 °C og vakuummåler ved 2,5 til 3,7 Pa.
MERK: Forsikre deg om at de to glasslysbildene er parallelle når du pakker inn tetningsfilmen for å holde overflaten av prøven intakt. Hvis plantevevet har et høyt fuktighetsinnhold, forleng tiden for luftvakuum til 3 timer. Ikke overstige 5 timer, ellers vil vevet lett sprekke. - Oppbevar sandwichprøvene ved -80 °C frem til analyse. Ta prøvene til romtemperatur i en tørkemaskin for å unngå kondens på prøveoverflaten. Deretter utsetter du prøven for matriseapplikasjon.
2. Installasjon av desorpsjonselektrosprayioniseringsenhet (DESI)
- Implementere detektoroppsett og massekalibrering av instrumentet i ESI-modus; utføre detektoroppsett ved bruk av Leucine Enkephalin (LE) i vann-acetonitril (1:1 v/v) løsning og utføre massekalibrering med natriumformat (NaFA) i vann-isopropanol (1:1 v/v) løsning.
- Ta ESI-kilden ut og monter DESI-enheten på massespektrometeret. Koble N 2-gassforsyningen til DESI-enheten og juster gasstrykket til rundt 0,5 MPa (figur 2A). Det er ikke nødvendig å lufte instrumentet når du utveksler kilder.
- Fyll 5 ml sprøyten med LE og maursyre i vannmetanoloppløsning (1:9 v/v) og fest sprøyten til sprøytepumpen med høy ytelse for å gi løsemiddel for ionisering av kjemikaliene i prøven (figur 2B).
- Fest kapillærvæsken til sprøyten og DESI-sprøyten (figur 2C). Løsningsmidlet som gir kapillær er en standard 75 μm innvendig diameter og 375 μm utvendig diameter kapillær; det er ganske smalt og blir lett blokkert av urenheter, derfor bør løsningsmidler som brukes i skanneprosessene, være MS-grad og filtreres før bruk for å redusere risikoen for blokkering.
- Start sprøytepumpen og still inn infusjonshastigheten til 2 μL/min for å få konstant gjennomstrømning og sprøyting av oppløsningsvæsken (figur 2B). Slå av N2 gassventilen, og slå den på etter ca. 15 s; En liten dråpe løsningsmiddel vil bli blåst ut på scenen, og spray kan sees hvis løsningsmiddelstrømmen er i konstant tilstand.
- Juster sprøytens posisjon når det gjelder sprøytevinkel, XYZ-akse, fremspring og høyde (figur 2D). Bruk røde og svarte markører som referanser for å optimalisere massespektrometrisignalet for å få en signalintensitet over 1 x 105 i følsomhetsmodus (figur 2E).
- Fremspring av sprøyten er den viktigste faktoren som påvirker signalintensiteten; juster fremspringet ved å bytte N2 gassbeskyttelse med en 5 mm skiftenøkkel. Sprøyteretning påvirker kvaliteten på massebildet; Roter sprøyten til sprayen er rett. Når fremspringet er justert til den beste signalintensitetsposisjonen, prøv å ikke endre det når du bytter kilder.
- Etter alle trinnene ovenfor er oppsettet klart for eksperimenter, og oppsettet er normalt stabilt i >3 ukers brukervennlighet, observert etter det første oppsettet.
3. DESI-MS bildeoppkjøp
- For DESI-MSI, utfør ingen prøvebehandling. For prøver som allerede har forbehandling, minimer forbehandlingstrinnene så mye som mulig. For eksempel kan noen prøver bare gjøres med monteringsmedier, så fjern overflødig media på lysbildene hvis mulig.
- Ta et bilde av prøven på lysbildet (figur 3A). Ikke berør overflaten på prøven for å unngå inntak av urenheter.
- Plasser lysbildet på plateposisjonen på DESI-scenen. Scenen har to plateposisjoner, A og B; Det er viktig å huske riktig posisjon. Bruk standard lysbilder (75 mm x 25 mm) eller et fullt lysbilde, ellers vil lysbildet ikke passe i stillingen og kan ikke holdes stabilt. Et fullt lysbilde (120 mm x 80 mm) har plass til opptil fire lysbilder, og har dermed et mye større område for eksperimenter.
- Åpne HD-programvaren for masseavbildning, sett en ny plate i kategorien Hent, og velg riktig plateposisjon (A eller B) og platetype. På bildevalgsiden velger du de fire hjørnene på lysbildet, og deretter justeres bildet automatisk til riktig retning (figur 3A).
- Angi MS-parametrene; den ofte brukte eksperimenttypen er DESI-MS-modus, der bare foreldreionet blir oppdaget. Instrumentet kan bare bruke én polaritet i ett eksperiment; Velg derfor polariteten som positiv eller negativ. For å få mer informasjon om kjemikalier i små mengder, bruk følsomhetsmodus (figur 3B).
- Tegn et rektangel for å definere skanneområdet i kategorien Mønster, og angi pikselstørrelsen. Generelt, for DESI-MS-modus, hold X- og Y-størrelsene på pikselen like. Sett skannehastigheten til ikke mer enn 5x pikselstørrelsen (figur 3C).
- Lagre prosjektet og eksporter et regneark for programvaren for anskaffelse av massespektrometri.
- Åpne programvaren for anskaffelse av massespektrometri, importer regnearket og lagre det som en ny prøveliste. Trykk Start Kjør for å starte MSI-skanningen. Flere bilder kan legges til i eksperimentkøen ved å importere flere regneark.
4. Behandling av DESI-MSI-data og visualisering
- Last datafilen til prøven inn i massebildebehandlingsprogramvaren og angi parametrene for DESI-bildebehandling (figur 3D). Siden Leucine Enkephalin ble brukt til intern låsemasse, og låsemassen er det eneste punktet for å identifisere eksperimentets polaritet, er det av stor betydning å stille inn riktig låsemasse. Angi følgende verdier: for positiv modus: 556.2772; For negativ modus: 554.2620.
- Det er mulig å lage en liste over målkjemikalier, i så fall vil behandlingsresultatet fokusere på kjemikaliene i mållisten. Last inn den behandlede datafilen for å visualisere DESI-bildet av prøven. Klikk på "Normalisering" -knappen for å normalisere dataene ved total ionkromatografi (TIC) for å få den relative intensiteten til et bestemt kjemikalie til referansen, så kan forskjellige prøver sammenlignes med hverandre (figur 3E).
- Tegn et interesseområde (ROI) og kopier flere kopier på eksempelbildet. ROI kan gjøres på tvers av forskjellige bilder. Velg alle avkastningene og eksporter multivariat analyse (MVA) for å trekke ut MS-informasjon fra alle avkastninger for MVA (figur 3F).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Denne protokollen kan føre til identifisering og distribusjon av forbindelser i planteprøver. I MS-bildet av en bestemt m / z representerer fargen på hver enkelt piksel den relative intensiteten til m / z, og kan dermed knyttes til den naturlige fordelingen og overflod av metabolittionet gjennom hele prøven. Jo høyere overflod av kjemikaliet ved oppsamlingsposisjonen, desto lysere er fargen. Linjen på bildet (figur 4A-D) viser fargenes gradient. Her valgte vi to forbindelser som er verdifulle ved medisinsk bruk av S. miltiorrhiza. Som vist i figur 4A-D er fordelingen av målforbindelser, Tanshinone IIA (m/z: 333.0893, M+H) og rosmarininsyre (m/z: 705.1848, 2M+H-O), synlig i forskjellige områder av roten. Samtidig ble forbindelsen Danshenol A (m/z: 297.1127, M+H; m/z: 335.0686, M+K) påvist i bladet, som vist i figur 4E-H. Fordelingen av forbindelsene kan brukes til å veilede bruken av plantedelen i medisinske applikasjoner; I tillegg kan de eksporterte MVA-dataene brukes til å ta ytterligere metabolomics-analyse.
Figur 1: Metode for prøvepreparering . (A) Planten (Salvia miltiorrhiza) brukt i denne undersøkelsen. Den røde pilen indikerer det oppsamlede vevet som en prøve. (B,C) Skjematisk viser hvordan du lager en sandwichprøve. (D) Luftvakuum av prøver. Den innstilte temperaturen er -83,1 ± 3 °C, og vakuumområdet er 3-5 Pa. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: Utstyr og apparatur i DESI-MSI-enheten . (A) Sett forfra av DESI-enheten. (B) Sprøytepumpe. (C) Sprøytekapillær. (D) Toppvisning av DESI-forsamlingen. (E) Optimalisering av signalet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Anskaffelse, dataanalyse og visualisering ved hjelp av DESI-MSI. (A) Last bildet inn i massebildebehandlingsprogramvaren og velg hjørnene på lysbildet for å justere bildet til riktig retning. (B) Still inn MS-parametrene, angi m / z-skanneområdet og velg positiv eller negativ modus. (C) Definer skanneområdet, bildeoppløsningen og skannehastigheten. (D) Angi behandlingsparametrene: antall målmasser, låsmasse, prøvefrekvens og varighet. (E) Last inn utfallet og normaliser dataene. Velg forventet m / z fra masselisten for å vise MS-bildet av m / z. (F) Tegn interesseområder (ROI) på MS-bildet, og eksporter MVA for metabolomics-analyse. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Massespektrometriavbildning av rot- og hele bladsnitt. (AD) Bilder som viser den romlige fordelingen av to utvalgte forbindelser i roten. (E-H) Bilder som viser den romlige fordelingen av to utvalgte forbindelser i blad. Fargen på hver enkelt piksel representerer den relative intensiteten til m / z og kan dermed knyttes til den naturlige fordelingen og overflod av metabolitten ion gjennom hele prøven. Jo høyere overflod av kjemikaliet ved oppsamlingsposisjonen, desto lysere er fargen. Linjen på bildene viser fargenes gradient. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Fremveksten av MS-teknologi har åpnet en ny innsikt i naturproduktforskning på molekylært nivå de siste årene24. MS-instrumentet, med sin høye følsomhet og høye gjennomstrømning, muliggjør målrettet og ikke-målrettet analyse av metabolitter i naturlige produkter, selv med sporkonsentrasjon25. Derfor er MS for tiden mye brukt innen tradisjonell kinesisk medisin (TCM) kjemi. Den kvalitative og kvantitative forskningen på den kjemiske sammensetningen av TCM kan gi informasjon om ingrediensene i legemidlet og dets tilknyttede forbindelse, som ikke bare gir en egnet referanse for farmakologisk forskning, men også gir grunnlag for konstruksjonen av et kvalitetsstandardsystem for TCM26. Foruten, i naturlige produkter, er metabolske signaturer vanligvis relatert til de morfologiske og histologiske egenskapene27; Derfor er det av stor verdi å gjennomføre in situ-analyse for å identifisere plantenes mekanisme og respons på ulike biotiske og abiotiske stresstilstander28. Men som prøver for tradisjonell MS-analyse er løsninger av ekstrakter fra et bestemt naturlig produkt eller dets spesifikke deler, får MS ikke informasjon med hensyn til romlig eller tidsmessig fordeling av metabolitter i prøvene. MSI-teknikken, en relativt ny teknologi utviklet for bare to tiår siden, oppnår metabolitter fra de naturlige produktprøvene, analyserer molekylær informasjon både kvalitativt og kvantitativt, og registrerer den spatiotemporale informasjonen. Deretter kan 2D- eller 3D-koordinatene til spesifikke molekyler simuleres ved hjelp av kartleggingsverktøy29.
DESI-MSI-teknikken som brukes i denne studien er en ny MSI-teknikk utviklet i 2004 av Cooks 'gruppe ved Purdue University (USA) 30. Sammenlignet med andre tidlig brukte MSI-teknikker, inkludert sekundær ionmassespektrometri (SIMS)31, matriseassistert laserdesorpsjonsionisering (MALDI)32 og laserablasjonselektrosprayionisering (LAESI)33, har DESI flere fordeler. SIMS og MALDI trenger begge et høyvakuummiljø for å ionisere prøvene, og for MALDI må prøvene monteres på en ledende overflate7. Dessuten innebærer prøveforberedelsen for alle disse tre teknikkene flere kompliserte trinn. DESI, som en ny ESI-teknikk, er basert på et mykt ioniseringsprinsipp som ligner på elektrosprayionisering (ESI) i væskekromatografimassespektrometri (LC-MS)30. Derfor er de oppdagede ioner for det meste kvasimolekylære ioner, og fragmentering kan også utføres om nødvendig, noe som overvinter ulempen med hard ionisering i SIMS-teknikken, og genererer sekundære ioner som kan fornærme tap av informasjon7. DESI fungerer i omgivelsesforhold, så det trenger ikke mye tid å nå arbeidstilstanden etter å ha plassert prøver i apparatet. På grunn av det minimerte destruktive ioniseringsprinsippet er det mulig å utføre eksperimenter gjentatte ganger på en prøve, derfor er det ikke nødvendig med ekstra prøver for en annen modus (negativ eller positiv).
Denne artikkelen beskriver hovedsakelig en kostnadseffektiv metode for å forberede planteprøver og avbildning ved hjelp av DESI-MSI-teknikken. I denne metoden spiller ikke tverrsnittstykkelsen av prøven noen nøkkelrolle; I stedet er den flate overflaten av prøven avgjørende, noe som garanteres av luftvakuumsandwichen. Når det gjelder planter, kan fremstilling av DESI-prøver oppnås på forskjellige måter og spille en nøkkelrolle i MS-avbildning. Bladene er ofte problematiske da de viser en uregelmessig, myk og voks kutikula overflate, noe som kan resultere i et lavt signal under avbildning, mens roten inneholder høyt lignininnhold og er lett å sprekke under avbildning. Tidligere arbeid viste at roten til S. miltiorrhiza ble kryosnittet på en kryostatmikrotome når den var i DESI-MSI-analyse, mens bladet ble fremstilt ved inntrykk34. Imidlertid kan imprint-metoden indusere tap av signalintensitet under MSI-avbildning på grunn av rask oppløsning av metabolitter avsatt på glassoverflaten. Med denne protokollen (trinn 1.2), som forventet, forblir delene av rot (figur 4A, B) og blad (figur 4E, F) intakte under MS-avbildningen. Dessuten er metoden for å fremstille prøvene, ved cyto-seksjonering med en kryostatmikrotom, høy kostnad på grunn av den dyre maskinen.
Selv om vår metode har mange fordeler sammenlignet med andre teknikker, er det fortsatt noen begrensninger. For det første krever håndskjæring av prøver (trinn 1.1) øvelse for å holde tykkelsen på tverrsnittet egnet. I tillegg er den romlige oppløsningen og toppintensiteten til DESI relativt lav sammenlignet med MALDI. Til tross for ufullkommenheten gjør alle fordelene DESI-teknikken til en rask og kostnadseffektiv metode for å undersøke den spatiotemporale fordelingen av metabolitter i planter. Videre har DESI-MSI allerede blitt brukt innen medisin, mikrobiologi og naturproduktkjemi35. Med den økende populariteten og den raske forbedringen i flere dimensjoner av denne teknikken, vil den få flere og flere applikasjoner i alle relative felt i fremtiden7.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Dette arbeidet ble støttet av Natural Science Foundation of Sichuan-provinsen (nr. 2022NSFSC0171) og Xinglin Talent Program ved Chengdu University of TCM (nr. 030058042).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2-Propanol | Fisher | CAS:67-63-0 | HPLC grade |
| Acetonitrile | Sigma-aldrich | Number-75-05-8 | LC-MS grade |
| Adhesion Microscope slides | Citotest scientific | 80312-3161 | Microscope glass slides can adhere to the sample |
| Air cooled dry vacuum pump | EYELA | FDU-2110 | Air-vaccum equipment at -80°C |
| Formic Acid | ACS | F1089 | 64-18-6 | LC-MS grade |
| LE (Leucine Enkephalin) | Waters | 186006013-1 | LC-MS grade |
| Methanol | Sigma-aldrich | Number-67-56-1 | LC-MS grade |
| Parafilm | Bemis Company | sc-200288 | Laboratory Sealing Film |
| Paraformaldehyde | Sigma-aldrich | V900894 | Reagent grade |
| Q-Tof Mass Spectrometer with DESI source | Waters | Synapt XS |
References
- Buchberger, A. R., DeLaney, K., Johnson, J., Li, L. Mass spectrometry imaging: a review of emerging advancements and future insights. Analytical Chemistry. 90 (1), 240-265 (2018).
- Karlsson, O., Hanrieder, J. Imaging mass spectrometry in drug development and toxicology. Archives of Toxicology. 91 (6), 2283-2294 (2016).
- Qiu, Z. -D., et al. Real-time toxicity prediction of Aconitum stewing system using extractive electrospray ionization mass spectrometry. Acta Pharmaceutica Sinica B. 10 (5), 903-912 (2020).
- Wang, Z., et al. In situ metabolomics in nephrotoxicity of aristolochic acids based on air flow-assisted desorption electrospray ionization mass spectrometry imaging. Acta Pharmaceutica Sinica B. 10 (6), 1083-1093 (2020).
- Jiang, H., Gao, S., Hu, G., He, J., Jin, H. Innovation in drug toxicology: Application of mass spectrometry imaging technology. Toxicology. 464, 153000 (2021).
- Unsihuay, D., Mesa Sanchez, D., Laskin, J. Quantitative mass spectrometry imaging of biological systems. Annual Review of Physical Chemistry. 72, 307-329 (2021).
- Parrot, D., Papazian, S., Foil, D., Tasdemir, D. Imaging the unimaginable: desorption electrospray ionization-imaging mass spectrometry (DESI-IMS) in natural product research. Planta Medica. 84 (9-10), 584-593 (2018).
- Meistermann, H., et al. Biomarker discovery by imaging mass spectrometry: transthyretin is a biomarker for gentamicin-induced nephrotoxicity in rat. Molecular & Cellular Proteomics. 5 (10), 1876-1886 (2006).
- Kadar, H., et al. MALDI mass spectrometry imaging of 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+) in mouse brain. Neurotoxicity Research. 25 (1), 135-145 (2014).
- Bruinen, A. L., et al. Mass spectrometry imaging of drug related crystal-like structures in formalin-fixed frozen and paraffin-embedded rabbit kidney tissue sections. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 27 (1), 117-123 (2016).
- Mullen, A. K., Clench, M. R., Crosland, S., Sharples, K. R. Determination of agrochemical compounds in soya plants by imaging matrix-assisted laser desorption/ionisation mass spectrometry. Rapid Communication in Mass Spectrometry. 19 (18), 2507-2516 (2005).
- Robinson, S., Warburton, K., Seymour, M., Clench, M., Thomas-Oates, J. Localization of water-soluble carbohydrates in wheat stems using imaging matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry. New Phytologist. 173 (2), 438-444 (2007).
- Yoshimura, Y., Zaima, N., Moriyama, T., Kawamura, Y. Different localization patterns of anthocyanin species in the pericarp of black rice revealed by imaging mass spectrometry. PLoS One. 7 (2), 31285 (2012).
- Jun, J. H., et al. High-spatial and high-mass resolution imaging of surface metabolites of Arabidopsis thaliana by laser desorption-ionization mass spectrometry using colloidal silver. Analytical Chemistry. 82 (8), 3255-3265 (2010).
- Shroff, R., Vergara, F., Muck, A., Svatos, A., Gershenzon, J. Nonuniform distribution of glucosinolates in Arabidopsis thaliana leaves has important consequences for plant defense. Proceeding of the National Academy of Sciences. 105 (16), 6196-6201 (2008).
- Vrkoslav, V., Muck, A., Cvacka, J., Svatos, A. MALDI imaging of neutral cuticular lipids in insects and plants. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 21 (2), 220-231 (2010).
- Sarsby, J., Towers, M. W., Stain, C., Cramer, R., Koroleva, O. A. Mass spectrometry imaging of glucosinolates in Arabidopsis flowers and siliques. Phytochemistry. 77, 110-118 (2012).
- Peukert, M., et al. Spatially resolved analysis of small molecules by matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometric imaging (MALDI-MSI). New Phytologist. 193 (3), 806-815 (2012).
- Li, B., et al. Interrogation of spatial metabolome of Ginkgo biloba with high-resolution matrix-assisted laser desorption/ionization and laser desorption/ionization mass spectrometry imaging. Plant, Cell & Environment. 41 (11), 2693-2703 (2018).
- Liu, Y., et al. Unveiling dynamic changes of chemical constituents in raw and processed Fuzi with different steaming time points using desorption electrospray ionization mass spectrometry imaging combined with metabolomics. Frontiers in Pharmacology. 13, 842890 (2022).
- Liao, B., et al. Allele-aware chromosome-level genome assembly of Artemisia annua reveals the correlation between ADS expansion and artemisinin yield. Molecular Plant. 15 (8), 1310-1328 (2022).
- Jones, E. E., Gao, P., Smith, C. D., Norris, J. S., Drake, R. R. Tissue biomarkers of drug efficacy: case studies using a MALDI-MSI workflow. Bioanalysis. 7 (20), 2611-2619 (2015).
- Jia, Q., et al. Salvia miltiorrhiza in diabetes: A review of its pharmacology, phytochemistry, and safety. Phytomedicine. 58, 152871 (2019).
- Zhang, Y., et al. Incipient diploidization of the medicinal plant Perilla within 10,000 years. Nature Communication. 12 (1), 5508 (2021).
- Tong, Q., et al. Biosynthesis-based spatial metabolome of Salvia miltiorrhiza Bunge by combining metabolomics approaches with mass spectrometry-imaging. Talanta. 238 (2), 123045 (2022).
- Jarmusch, A. K., Cooks, R. G. Emerging capabilities of mass spectrometry for natural products. Natural Product Reports. 31 (6), 730-738 (2014).
- Aksenov, A. A., da Silva, R., Knight, R., Lopes, N. P., Dorrestein, P. C. Global chemical analysis of biology by mass spectrometry. Nature Reviews Chemistry. 1 (7), 1-20 (2017).
- Feng, H., Pan, G. X. Application of High Resolution Mass Spectrum in the analysis of the chemical constituents in traditional Chinese drug. Journal of Liaoning University of TCM. 14 (8), 40-42 (2012).
- Ho, Y. N., Shu, L. J., Yang, Y. L. Imaging mass spectrometry for metabolites: technical progress, multimodal imaging, and biological interactions. Wiley Interdisciplinary Reviews-Systems Biology and Medicine. 9 (5), (2017).
- Hemalatha, R. G., Pradeep, T. Understanding the molecular signatures in leaves and flowers by desorption electrospray ionization mass spectrometry (DESI-MS) imaging. Journal of Agricultural and Food chemistry. 61 (31), 7477-7487 (2013).
- Petras, D., Jarmusch, A. K., Dorrestein, P. C. From single cells to our planet-recent advances in using mass spectrometry for spatially resolved metabolomics. Current Opinion in Chemical Biology. 36, 24-31 (2017).
- Takats, Z. Mass spectrometry sampling under ambient conditions with desorption electrospray ionization. Science. 306 (5695), 471-473 (2004).
- Castaing, R., Slodzian, G.
- Caprioli, R. M., Farmer, T. B., Gile, J. Molecular imaging of biological samples: localization of peptides and proteins using MALDI-TOF MS. Analytical Chemistry. 69 (23), 4751-4760 (1997).
- Nemes, P., Vertes, A. Laser ablation electrospray ionization for atmospheric pressure, in vivo, and imaging mass spectrometry. Analytical Chemistry. 79 (21), 8098-8106 (2007).
