Wide-area, Fast, and High-definition MS Imaging of Mouse Brain Using iMScope QT

Význam tématu

MALDI-MS zobrazovací mikroskopie, která uchovává prostorové informace, je v biomedicínském výzkumu nezbytná pro mapování distribuce biomolekul v tkáních. Model iMScope QT přináší významné vylepšení v rychlosti, rozlišení a rozměru analyzovaného vzorku, což otevírá nové možnosti aplikací v neurologii, farmakologii a metabolomice.

Cíle a přehled studie

Cílem článku bylo představit novou generaci zobrazovacího MS mikroskopu iMScope QT, porovnat jej s předchozím modelem TRIO a demonstrovat jeho schopnosti při zobrazování celého řezu myšího mozku a detailních oblastí mozkového mozečku.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy byly provedeny na hybridním systému iMScope QT, kombinujícím optický mikroskop a Q-TOF hmotnostní spektrometr MALDI.

• Matrix: 9-Aminoacridine (9-AA)
• Prostorové rozlišení: 15 μm (celý mozek), 5 μm (cerebellum)
• Ionizace: záporné ionty, m/z 750–950
• Vzorkové napětí 3,7 kV, detektor 2,40 kV
• Laser: 50 střel při 10 kHz, průměr paprsku ≈ 5 μm, intenzita 25 pro celý řez a 15 pro cerebellum

Hlavní výsledky a diskuse

• Celořezu myšího mozku (≈ 17 mm × 9,4 mm) dosáhl systém 1024 × 1024 pixelů a dokončil analýzu 702 624 pixelů za cca 6 hodin – více než 8× rychleji než TRIO.
• Byly získány detailní MS distributivní mapy PI(38:4) (m/z 885,557) a sulfatidu (C24:1) (m/z 888,631).
• Při 5 μm rozlišení v cerebellu bylo možné rozlišit a zobrazit izotop PI(38:4) při m/z 888,573 a sulfatid (C24:1) při m/z 888,631.
• Vysoká hmotnostní přesnost (< 1 ppm) a rozlišení (> 30 000) umožnily selektivní detekci izotopů a zlepšenou specifitu obrazů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá vizualizace biomolekul v rozsáhlých vzorcích, včetně celých tkáňových řezů.
• Vysoká hmotnostní přesnost a rozlišení zvyšují jistotu identifikace v metabolomických a lipidomických studiích.
• Uplatnění v neurologickém výzkumu, farmakologii, toxikologii a QA/QC pro mapování distribuce látek.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s dalšími zobrazovacími modalitami (např. fluorescenční mikroskopie).
• Vývoj pokročilého softwaru pro kvantifikaci a 3D rekonstrukce rozložení látek.
• Automatizace přípravy vzorků a analýzy pro vysokopropustné aplikace.
• Potenciál nasazení v klinické patologie pro diagnostiku chorobných změn.

Závěr

iMScope QT představuje zásadní krok vpřed v zobrazovací hmotnostní spektrometrii díky výrazně vyšší rychlosti, rozlišení a rozsahu analýzy ve srovnání s předchozím modelem. Umožňuje detailní a spolehlivou MS imidžingovou analýzu biomolekul v širokém spektru aplikací.

Reference

• Yamamoto T., Nakagawa K., Waki K. Wide-area, Fast, and High-definition MS Imaging of Mouse Brain Using iMScope QT. Shimadzu Application News, červenec 2021.