Desorption electrospray יינון ספקטרומטריית מסה (דסי-MS) היא שיטה שבאמצעותו דגימות סביבה, כולל רקמות ביולוגיות, יכולות להיות צילמו עם הכנת מדגם מינימאלית. על ידי rastering המדגם מתחת לחללית היינון, טכניקה מבוססת ספריי זה מספקת רזולוציה מרחבית מספיק כדי להבחין במאפיינים מולקולריים של עניין בתוך סעיפי רקמות.
ספקטרומטריית מסת הדמיה (MSI) מספקת מידע מולקולרי לא ממוקד עם סגוליות הגבוהה ביותר והרזולוציה מרחבית לחקירת רקמות ביולוגיות במאות עד עשרות מיקרונים קנה מידה. כאשר היא מבוצעת בתנאי הסביבה, מדגם טרום טיפול הופך להיות מיותר, ובכך לפשט את הפרוטוקול תוך השמירה על האיכות הגבוהה של מידע שהושג. יינון electrospray desorption (דסי) הוא טכניקת MSI סביבה מבוססת ספריי המאפשרת דגימה הישירה של משטחים באוויר הפתוח, גם in vivo. כאשר בשימוש עם תוכנת שלב דגימה מבוקרת, מדגם rastered מתחת לחללית יינון דסי, ודרך מישור הזמן, מידע מ '/ z הוא מתואם עם הפריסה המרחבית המינים כימיים ". נאמנותו של פלט דסי-MSI תלויה בנטיית המקור והמיצוב ביחס למדגם השטח וכניסת ספקטרומטר מסה. בזאת, אנו בודקים כיצד להכין סעיפי רקמות לדסי אניmaging ותנאי ניסוי נוספים שמשפיעים ישירות על איכות תמונה. באופן ספציפי, אנו מתארים את הפרוטוקול להדמיה של חלקי רקמות מוח חולדה על ידי דסי-MSI.
הדמיה לא ממוקדת על ידי ספקטרומטריית מסה מאפשרת רכישת המידע כימי ליישומי גילוי והשערה מניבים. הדמיה ממוקדת של חומר כימי בשמו של עניין, ומצד שני, יכולה להקל על רגישות וסלקטיביות מוגברת באמצעות פיתוח שיטה ספציפי. ספקטרומטריית מסת הדמיה (MSI) מתבצעת לרוב על רקמות באמצעות טכניקות יינון סביבה, כוללים יינון desorption electrospray (דסי), 3 יינון אבלציה-electrospray לייזר (LAESI), 4, MALDI, יון משנית 1 ספקטרומטריית מסה (SIMS), 2 ו 5 ונוזל מייקר צומת משטח דגימת בדיקה (LMJ-SSP). 6 בMALDI וסימס, יש דוגמאות להסרה פיזית מהדגימה, וצריכה להיות שטוחה ודק, כפי שהם ניתחו תחת ואקום גבוה. MALDI דורש ציפוי של המדגם עם ספיגת קרינת מטריצה, והוסיף נדבך נוסף ומסורבל להכנת המדגם. SIMSיש לו את הרזולוציה לרוחב הגבוהה ביותר, אך הפגזה עם חלקיקים אנרגטיים ביותר גורמת לפיצול מולקולרי נרחב. לכן, על ידי שיטות MSI הסביבה למלא נישה שבה ניתוח רך עם הכנת מדגם מינימאלית רצוי. עם זאת, נכון להיום, כל השיטות עדיין מוגבלות על ידי הדרישה של משטחי מדגם שטוחים.
דסי משתמש בספריי ממס פניאומטית בסיוע מחויב כלפי שטח המדגם לdesorb ויינן analytes. 7 מודל העבודה לdesorption ויינון לאחר מכן על ידי דסי שמכונה "טיפת מודל איסוף". 8-10 הטיפין העיקריות המופקדות הופק על ידי חללית דסי מתנגש עם פני השטח, להרטיב אותו ויוצר סרט דק שלתוכו אנליטי הוא מומס על ידי מנגנון microextraction מוצק נוזל תוצאת 8 לאחר התנגשויות טיפה בהעברת מומנטום והמראה של טיפות משניים המכילות את החומר המופק מהמשטח . 9,10 סופו של דבר, גזיוני שלב הם האמינו להיות מיוצרים באמצעות תהליכים כמו 'חדשות ארכיאולוגיות בעקבות אידוי יון, מודלים שאריות חיוב או דגמים אחרים, 11 לעומת זאת את תהליך היווצרות יון המדויק בדסי טרם יהיה בניסוי מוכח. רגישות דסי 12 היא מאוד תלויה במסיסות של אנליטי בתרסיס הממס, כdesorption מסתמך על microextraction המקומי. 13
כאשר בשימוש עם תוכנת שלב דגימה מבוקרת, המדגם נסרק unidirectionally עם נתיב קפיצה מתחת לחללית יינון דסי, ודרך מישור הזמן, מידע מ '/ z הוא מתואם עם הפריסה המרחבית המינים כימיים' (איור 1). מאז את ההוכחה הראשונה של ניסוי דסי-MSI עיקרון שדווח על ידי ואן Berkel וקרטס בשנת 2006, 14 הטכניקה התבגרה במידה ניכרת, 15 עם יישומים שדווחו בניתוח של שומנים, 3,16 מטבוליטים סמים, 17,18 diseaסמנים ביולוגיים SE, רקמות, רקמות מוח 19 3,18,20 ריאות, רקמת הכליה 18, רקמת אשך 18, 18 בלוטת יותרת הכליה, 17 צלחות כרומטוגרפיה שכבה דקות, 21 ומשטחי אצות. 22 הרזולוציה השגרתית של תמונות שהושגו על ידי דסי-MSI הוא 100-200 מיקרומטר, אשר נקבע על ידי סופו של דבר את שטח הפנים היעיל שחולצו על ידי ספריי, אבל רזולוציות נמוכות כמו 40 מיקרומטר כבר דיווחה. החלטה כזו 23-25 והקלות של ניתוח הופכת דסי-MSI המתאים לניתוח המהיר ופשוט של דגימות רקמה ביולוגיות עם שטח פנים בטווח 0.5-5 ס"מ 2, המאפשר הרכישה של מידע מרחבי רב ערך כדי להבין טוב יותר את התהליכים ביולוגיים 26. כאן, כדוגמה ליישום דסי-MSI טיפוסי, אנו בודקים את הפרטים פרוצדורליים של ניהול ניסוי מוצלח הכולל הדמיה של שומנים ברקמות מוח חולדה. את שני שלבים הקריטיים ביותר בפרוטוקול הםהכנת 27 ודסי אופטימיזציה מקור יון רקמות, כפי שיתואר להלן.
אופטימיזציה של הגיאומטריה מקור דסי היא קריטית עבור ניסויי MSI מוצלחים. המשתנים מרובים תורמים ליישור של מערכת משפיעים ישירות על רגישות ורזולוציה של תמונה. אם במהלך חיפוש, יש לו את הקשיים בקבלת אות הנסיין, מומלץ להשתמש בנקודת טוש אדומה מצוירת על השקופית כאמת מידה; הצבע, r…
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכת על ידי מכשיר MRI ערה NSF מענק פיתוח # 0923179 לFMF. אנו מודים אקווה Asberry, רכזת מעבדה לח' פטי מכון פארקר Bioengineering וBiosciences היסטולוגיה הליבה, לקבלת סיוע בחתך רקמה.
Reagents | |||
Tissue-Tek O.C.T. Compound | Sakura-Finetek | 4583 | http://www.sakuraeu.com/products/showitem.asp?cat=11&subcat=48 |
Acetonitrile | EMD | AX0156-6 | OmniSolv, LC-MS Grade |
Acetic Acid | Sigma Aldrich | 695092-500 ml | |
Equipment | |||
Cryostat microtome | Thermo Scientific | CryoStar* NX70 | Any available microtome can be used for tissue sectioning http://www.thermoscientific.com/ecomm/servlet/productsdetail?productId=13958375&groupType=PRODUCT&searchType=0&storeId=11152&from=search&ca=cryostar |
Omni Spray;DESI Spray Head | Prosolia Inc. | Can also use the 2-D Omni Spray; Source kit instead of assembling components of imaging experiment http://www.prosolia.com/sources.php | |
High Voltage Power Supply | Stanford Research Systems, Inc. | PS350/5000V-25W | http://www.thinksrs.com/products/PS300.htm |
Rope heater, RTD, controller | Omega | http://www.omega.com/toc_asp/subsectionSC.asp?subsection=M02&book=Heaters | |
Labview | National Instruments | Version 7.1 | |
Translational stage | Prior Scientific | Optiscan II | http://www.prior.com/productinfo_auto_motorized_optiscan.html |
AccuTOF Mass Spectrometer | JEOL | JMS-T100LC | Can use any mass spectrometer equipped with an extended capillary atmospheric pressure interface |