ADVANTAGES OF HIGH RESOLUTION ION MOBILITY ON THE CYCLIC IMS FOR DESI MASS SPECTROMETRY IMAGING

Význam tématu

Desorption electrospray ionization imaging umožňuje mapování metabolitů a lipidů přímo z biologických vzorků bez složité přípravy. Využití iontové mobility zvyšuje selektivitu a rozlišovací schopnost při analýze isobarických a strukturálních izomerů. To je klíčové pro přesné lokalizování biologických molekul v tkáňových řezech a pro pokročilou průmyslovou a klinickou aplikaci.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je implementovat a demonstrovat výhody vysoké rozlišovací schopnosti vícenásobných průchodů v cyklické iontové mobilitě pro DESI-MSI. Autoři srovnávají jednoprostorové a vícenásobné průchody a ukazují schopnost oddělit isobarické lipidy a konjugáty žlučových kyselin v tkáňových řezech myšího mozku a prasečí jaterní tkáně.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorové materiály: řezy myšího mozku a prasečí jaterní tkáně uložené při –80 °C
• DESI-XS podmínky: methanol:voda 98:2 při 2 µl/min, 0,6 kV, N₂ 10 psi, velikost pixelu 100 µm
• MS: SELECT SERIES Cyclic IMS v pozitivním i negativním režimu, teplota 100 °C
• Vícenásobné průchody cyklickou iontovou mobilitou: až 13 průchodů pro zvýšení rozlišení
• Software: MassLynx V4.2, DriftScope V2.9, HDI 1.6

Hlavní výsledky a diskuse

• Jednoprostorová IMS poskytla částečné rozlišení lipidů v oblasti m/z 750–850, zatímco při sedmi průchodech došlo k téměř úplnému oddělení izobarických druhů
• V případě m/z 810,6 se po sedmi průchodech identifikovaly dva izomery: protonovaný PC(18:0_20:4) a sodíkový adukt PC(18:0_18:1) s rozdílem 2,4 mDa
• Konjugáty žlučových kyselin TDCA a TCDCA (m/z 498,29) byly po 13 průchodech téměř plně odděleny, což umožnilo spolehlivou lokalizaci v prasečí tkáni
• Různé konformery se ve vícenásobných průchodech projevily odlišnou distribucí v řezech myšího mozku

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zvýšení kapacity zobrazení a oddělení složitých lipidových směsí bez chromatografické separace
• Schopnost rozlišit isobarické struktury a izomery v jednom experimentu
• Přesná lokalizace molekul v biologických tkáních pro farmakologické a biomedicínské studie

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další zvyšování počtu průchodů pro jemnější rozlišení
• Integrace IMS s dalšími zobrazovacími metodami a pokročilou statistickou analýzou
• Aplikace v klinické diagnostice a personalizované medicíně
• Sledování metabolitů a biomarkerů v reálném čase

Závěr

Vícenásobné průchody v cyklické iontové mobilitě významně zlepšují rozlišení isobarických a strukturálních izomerů při DESI-MSI. Tato technologie rozšiřuje možnosti detailního mapování biologických molekul v tkáňových řezech a nabízí vysokou specifičnost bez dodatečné separace.

Reference

• S. Slade a E. Claude, Waters Corporation, Wilmslow, UK, 2021