Подготовка твердых семян пальмы к матрично-ассистированному лазерной десорбции/ионизации масс-спектрометрическому анализу
30 июня 2023 г.
Этот протокол был направлен на описание подробных рекомендаций по подготовке срезов твердых образцов семян с низким содержанием воды для анализа MALDI-IMS, поддержанию исходного распределения и содержания аналитов и обеспечению высококачественного сигнального и пространственного разрешения.
Наши исследования сосредоточены на оценке биомассы растений из тропического биоразнообразия. Для этого очень важно хорошо охарактеризовать эти материалы, чтобы мы могли дать им наилучшую ценность и предложить лучшие направления. Для этого в этой работе мы используем масс-спектрометрический анализ MALDI в качестве метода характеристики, потому что это очень точный метод, который может дать нам молекулярно-специфическую визуализацию биологической ткани.
С помощью результатов мы можем получить представление об основных компонентах этой растительной биомассы, а также об их локализации, и это может помочь нам в изучении новых продуктов и процессов из этого материала. Тем не менее, для того, чтобы получить очень хороший масс-спектрометрический анализ изображений MALDI, очень важно иметь хороший метод подготовки образцов, и это именно то, что мы описываем в этой работе. Достижения в области технологий привели ко многим проблемам в области масс-спектрометрического анализа изображений.
Растительные ткани, в частности, представляют собой сложную проблему из-за их специализированных органов. Это имеет решающее значение для этого метода, этой пробоподготовки, если подготовка образца выполняется неадекватно, сигналы не будут обнаружены или появятся артефакты, что приведет к неточным результатам. Эти протоколы позволяют нам получить тонкий ломтик устойчивых к кишечнику семян пальмы, что служит доказательством концепции молекулярного картирования в живой семенной ткани.
Таким образом, этот метод дает ценную информацию об олигосахаридах, присутствующих в этих семенах. Поэтому мы надеемся, что эта методика будет полезна для исследователей с аналогичными препятствиями. Этот метод может помочь в изучении других твердых семян или любого другого биологического материала, который затрудняет разрезание на ломтики плавников.
Например, этот протокол может быть инструментом по изучению развития и всхожести семян, если изучается твердое семя.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описывается процесс подготовки срезов твердых образцов семян с низким содержанием воды для анализа методом MALDI-IMS. Этот метод позволяет сохранить исходное распределение и количество аналитов, обеспечивая высокое качество сигнала и пространственное разрешение.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Биология
- Масс-спектрометрия
Теоретическая часть
- Важным аспектом является переработка растической биомассы из тропических биоразнообразных регионов.
- Характеристика материалов помогает определить способы их наиболее эффективного использования.
- Масс-спектрометрия MALDI с визуализацией обеспечивает получение молекулярно-специфических изображений.
- Подготовка образцов имеет решающее значение для эффективного MALDI-анализа.
Цель исследования
- Описать метод подготовки образцов для MALDI-IMS.
- Обеспечить высокое качество визуализации биологических тканей.
- Руководствоваться поиском новых продуктов из растической биомассы.
Используемые методы
- Подготовка срезов образцов твердых семян.
- Поддержание низкого содержания воды в процессе подготовки.
- Анализ методом MALDI-визуализирующей масс-спектрометрии.
- Характеристика компонентов биологических тканей.
Основные результаты
- Высококачественные MALDI-изображения, полученные из подготовленных образцов.
- Идентификация основных компонентов растической биомассы.
- Локализация компонентов в биологической ткани.
- Возможность разработки новых продуктов и процессов.
Выводы
- Эффективная пробоподготовка имеет решающее значение для MALDI-IMS.
- Данный метод позволяет сохранить распределение и содержание аналитов.
- Результаты могут быть использованы в будущих исследованиях и при разработке новых продуктов.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Надежная пробоподготовка для MALDI-IMS позволяет проводить молекулярное картирование устойчивых к разрезанию ботанических материалов, устраняя основное узкое место в рабочих процессах поиска соединений растительного происхождения. Данный протокол обеспечивает высокоточное пространственное профилирование метаболитов, что способствует валидации мишеней на ранних этапах и снижению рисков для биофармацевтических групп, изучающих биоактивные вещества растительного происхождения. Его воспроизводимость и адаптивность к различным типам твердых семян повышают трансляционную непрерывность во всем портфеле исследований.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Обеспечивает молекулярно-специфическую визуализацию тканей растений для локализации соединений на основе выдвинутых гипотез.
- Поддерживает функциональную валидацию распределения биоактивных веществ в сложных ботанических матрицах.
- Повышает прогностическую достоверность при выборе растительных источников для дальнейших исследований.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает получение воспроизводимых тонких срезов, пригодных для количественного анализа методом MALDI-IMS.
- Способствует стандартизации подготовки образцов для последующего скрининга метаболитов.
- Позволяет надежно картировать паттерны олигосахаридов для разработки анализа.
Трансляционные и доклинические исследования
- Предоставляет пространственные данные о метаболитах, имеющие значение для исследований физиологии и развития семян.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической оценки кандидатов растительного происхождения.
- Снижает риск получения артефактных данных при идентификации трансляционных биомаркеров из ботанических источников.
Интеграция в конвейер и рабочий процесс
Данный протокол применяется на стыке этапов раннего поиска и идентификации ведущих соединений, обеспечивая высококачественную молекулярную визуализацию тканей растений для валидации мишеней и подготовки к скринингу.
- Биология открытий: способствует проверке гипотез путем картирования локализации метаболитов в твердых семенах.
- Скрининг: обеспечивает получение стандартизированных, воспроизводимых срезов образцов для количественного анализа методом MALDI-IMS.
- Аналитика: позволяет получать данные масс-спектрометрии с пространственным разрешением для сравнительного анализа различных образцов.
- Трансляционные исследования: согласуется с доклиническими исследованиями, обеспечивая физиологически релевантное картирование метаболитов.
- Корпоративное повторное использование: адаптируемый протокол для различных ботанических материалов, поддерживающий масштабируемые инициативы в области НИОКР.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает точность прогнозирования и снижает механистическую неоднозначность при поиске соединений растительного происхождения.
- Практическая ценность: Стандартизирует подготовку сложных образцов, улучшая воспроизводимость и масштабируемость.
- Стратегическая ценность: Позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении исследований, а также эффективно распределять ресурсы в сфере ботанических НИОКР.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритезацию кандидатов растительного происхождения с учетом рисков для дальнейшего продвижения.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с криостатом и оборудованием для MALDI-IMS.
- Необходим доступ к акклиматизированным криостатам и платформам масс-спектрометрии.
- Требуется межкомандная стандартизация обработки образцов и обработки данных.
- Метод может быть адаптирован для других устойчивых к разрезанию биологических материалов при оптимизации протокола.
- Целостность образца и качество срезов имеют решающее значение для получения надежных результатов молекулярной визуализации.
