Multiple, Sequential DESI Images from a Single Tissue Section at Different Spatial Resolution

Význam tématu

DESI imaging (Desorption Electrospray Ionization) umožňuje nedestruktivní prostorovou analýzu tkáňových řezů s různými rozlišovacími schopnostmi v jedné a té samé sekci. Tato flexibilita je klíčová pro rychlou identifikaci oblastí zájmu při nízkém rozlišení a následné detailní mapování při vysokém rozlišení.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje možnost sekvenční analýzy jednoho tkáňového řezu metodou DESI při rozlišeních 150–200 µm následovaných 50 µm bez patrné ztráty prostorové informace nebo relokalizace analy­tů. Použití metody bylo ověřeno na porcích lidské a prasečí jaterní tkáně.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzy byl použit přístroj SYNAPT G2-Si s vylepšeným DESI zdrojem. Samotná příprava tkáňových řezů spočívala v kriosekci o tloušťce 15 µm, okamžitém rozmražení a montáži na skleněné podložní sklíčko bez další úpravy.
Podmínky DESI:

• Rozpouštědlo: 90 % methanol / 10 % voda, průtok 1,5 µL/min
• Provozní tlak dusíku: 100 psi
• Napětí: 5 kV (pozitivní a negativní módy)
• Rozlišení definované velikostí pixelu: 150/200 µm pro první scan, 50 µm pro druhý

Hlavní výsledky a diskuse

Obě sekvenční analýzy ukázaly srovnatelnou intenzitu signálů lipidů a endogenních metabolitů při různých rozlišeních. Vysoké rozlišení (50 µm) přineslo výrazné zlepšení prostorové ostrosti bez pozorovatelné delokalizace analy­tů.
U lidské jaterní biopsie bylo prokázáno specifické rozmístění lipidů PG (36:3) a PE (O-38:5) v normální a nádorové tkáni, přičemž detailní snímek okraje mezi zdravou a nádorovou oblastí odhalil invazi nádorových buněk.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost rychlého nízko­rozlišen­cího přehledu a následného detailního mapování vybraných oblastí
• Minimální příprava vzorků bez aplikace matrix nebo dalších činidel
• Žádná relokalizace analy­tů během sekvenčních snímků
• Kompatibilita s následným H&E barvením pro korelaci morfologie a chemické mapy

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj metodiky může směřovat k:

• Integraci dalších multimodálních zobrazovacích technik (MSI, optické zobrazování)
• Automatizaci parametrů a optimalizaci pro různé typy tkání
• Využití strojového učení pro pokročilou analýzu obrazových dat
• Rozšíření aplikací v klinické diagnostice a farmakologickém výzkumu

Závěr

Sekvenční DESI zobrazování na jedné tkáňové sekci umožňuje rychlou i detailní analýzu prostorového rozložení molekul bez destrukce vzorku a bez relokalizace analy­tů. Tento přístup významně rozšiřuje možnosti histochemických a metabolomických studií.

Reference

• Spolupráce s Imperial College London, UK; etické schválení NRES Committee London – South East (11/LO/0686).
• Financováno ERC Starting Grant (210356) a projekt FP7 Intelligent Surgical Device (3054940).