Матрично-ассистированная лазерная десорбционно-ионизационно-визуализирующая масс-спектрометрия (MALDI-IMS) является мощным методом, позволяющим осуществлять двумерное распределение биомолекул, обеспечивает нецелевое исследование ионизируемых соединений и определяет их пространственное распределение, особенно в биологических образцах 1,2. В течение двух десятилетий этот метод позволял одновременно обнаруживать и идентифицировать липиды, пептиды, углеводы, белки, другие метаболиты и синтетические молекулы, такие как терапевтические препараты 3,4. MALDI-IMS облегчает химический анализ поверхности образца ткани без экстракции, очистки, разделения, маркировки или окрашивания биологических образцов. Однако для успешного анализа ключевым этапом в этом методе является подготовка образцов, особенно в растительных тканях, которые специализированы и модифицированы в широко распространенные сложные органы из-заакклиматизации окружающей среды.
Из-за присущих растительным тканям физико-химических свойств существует необходимость в адаптированном протоколе, который соответствовал бы требованиям анализа MALDI-IMS и сохранял первоначальную форму ткани при подготовке к срезу 6,7. В случае нетрадиционных образцов, таких как семена, установленные протоколы8 неприменимы, поскольку эти ткани имеют жесткие клеточные стенки и низкое содержание воды, что может легко вызвать фрагментацию секции и привести к делокализации соединения9.
Наша исследовательская группа опубликовала экспериментальные данные по молекулярному картированию и адаптированный протокол для анализа MALDI-IMS семян асаи (Euterpe oleracea Mart.) 10,11,12, которые являются побочным продуктом, образующимся в больших количествах при производстве арендуемой целлюлозы асаи 13. Идея заключалась в том, чтобы разработать протокол для картирования in situ различных метаболитов в семенах асаи, что помогло бы предложить возможные варианты использования этих сельскохозяйственных отходов, которые в настоящее время не изучаются в коммерческих целях. Однако из-за резистентности семян асаи необходимо было разработать индивидуальный протокол для получения надлежащего секционирования образцов из анализа MALDI-IMS.
В этом контексте экономически важная мякоть асаи стимулировала растущую коммерциализацию других фруктов пальм рода Эвтерпа с аналогичными органолептическими характеристиками. Два новых плода пальм, которые были произведены в промышленных масштабах в качестве альтернативы асаи14,15, - это E. precatoria (известная как açaí-do-amazonas), которая растет в засушливых районах Амазонки, и E. edulis (известная как juçara), которая типична для Атлантического леса. Тем не менее, потребление асаи-ду-амазонас и хусары приводит к такому же накоплению устойчивых и несъедобных семян, которые не используются и до сих пор не были изучены в отношении их подробного химического состава.
Таким образом, мы демонстрируем, что ранее разработанный протокол может быть использован с небольшими изменениями для анализа семян E. precatoria и E. edulis для молекулярного картирования с помощью MALDI-IMS, что является мощным инструментом, который может быть использован для анализа состава этих ресурсов и может помочь определить их потенциальное биотехнологическое использование. Кроме того, подробное описание, приведенное здесь, может помочь другим людям, испытывающим аналогичные трудности, в подготовке устойчивых материалов для анализа MALDI-IMS.