Protein and Peptide Mass Spectrometry Imaging on the MALDI-8020 Benchtop MALDI-TOF Mass Spectrometer

Aplikace | 2023 | ShimadzuInstrumentace
MALDI, MS Imaging, LC/TOF, LC/MS
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Shimadzu

Význam tématu


Metoda MALDI-TOF mass spectrometry imaging (MSI) umožňuje lokalizovat a zobrazit distribuční mapy biomolekul přímo v tkáňových řezech. V preklinickém výzkumu, farmaceutickém vývoji i biomedicínských studiích je identifikace a prostorové rozložení proteinů a peptidů klíčové pro porozumění biochemickým procesům a patologii onemocnění.

Cíle a přehled studie / článku


Tento dokument popisuje aplikaci cenově dostupného benchtop MALDI-8020 lineárního TOF spektrometru pro zobrazování intactních proteinů a peptidů v mozkových řezech potkana. Cílem je demonstrovat rychlý pracovní postup od přípravy vzorku až po analýzu a vizualizaci výsledků.

Použitá metodika a instrumentace


Vzorky: Mozkové řezy potkana na ITO sklíčkách.
  • Delipidace a odsolení: šestistupňový protokol (ethanol, Carnoyovo činidlo, voda).
  • On-tissue trávení: nanesení trypsinu pomocí SunCollect sprayeru, inkubace v rehydratační komoře (37 °C, 18 h).
  • Matrix depozice pro peptidy: α-cyano-4-hydroxycinnamová kyselina (CHCA) ve směsi ACN/TFA.
  • Matrix depozice pro proteiny: sinapinová kyselina ve směsi ACN/TFA aplikovaná iMLayer AERO.
  • MSI akvizice: lineární režim, krok 50 µm, rozsahy 300–3000 m/z (peptidy) a 3000–30000 m/z (proteiny).

Instrumentace:
  • MALDI-8020 benchtop lineární TOF MS (Shimadzu).
  • SunCollect sprayer (SunChrom, Německo).
  • iMLayer AERO automatický nanášecí přístroj (Shimadzu).
  • Software IonView pro analýzu MSI dat.

Hlavní výsledky a diskuse


Peptidové MSI prokázalo lokalizaci signálů myelin basic proteinu (MBP) v bílé hmotě mozku (m/z ~726,4 a 1336,6) a dalších dosud neznámých peptidů v cerebellu a šedé hmotě. Intaktní proteinové MSI odhalilo signály charakteristických mozkových proteinů, například neurograninu (m/z ~7536), ubiquitinu (~8565) a MBP (~14125). Akvizice kompletního řezu mozku trvala 2 h 50 min (peptidy) a 3 h 47 min (proteiny).

Přínosy a praktické využití metody


  • Rychlá výměna vzorkových desek (<3 min) a krátký čas přípravy instrumentu.
  • Možnost optimalizace metod v rozumném časovém horizontu.
  • Detekce proteinů až do ~16 kDa v lineárním režimu bez komplikované top-end výbavy.
  • Široká aplikovatelnost na různé tkáňové typy a analytické cíle (farmak distribuce, patologické změny).

Budoucí trendy a možnosti využití


Další rozvoj MSI by měl směřovat k integraci MS/MS pro potvrzení identifikace peptidů, zlepšení spatialního rozlišení pod 10 µm a rozšíření rozsahu detekovaných hmotností nad 20 kDa. Kombinace s dalšími zobrazovacími modalitami (např. optická mikroskopie, imunohistochemie) umožní komplexnější biologický kontext.

Závěr


Benchtop MALDI-8020 instrument nabízí výkonnou a cenově dostupnou platformu pro MSI proteinů a peptidů v tkáňových řezech. Demonstrace workflow od přípravy vzorku až po vizualizaci potvrzuje vhodnost této technologie pro výzkumné i vzdělávací laboratoře.

Reference


  • Yang Y. et al. Matrix sublimation/recrystallization for imaging proteins by mass spectrometry at high resolution. Anal. Chem. 2011, 83, 5728–5734.
  • Heijs B. et al. Brain region-specific dynamics of on-tissue protein digestion using MALDI Mass Spectrometry Imaging. J. Proteome Res. 2015, 14, 5348–5354.
  • Schmitt N. et al. Genetically Encoded Fluorescent Proteins Enable High-Throughput Assignment of Cell Cohorts Directly from MALDI-MS Images. Anal. Chem. 2019, 91(6), 3810–3817.
  • Groseclose M.R. et al. Identification of proteins directly from tissue: in situ tryptic digestions coupled with imaging mass spectrometry. J. Mass Spectrom. 2007, 42, 254–262.
  • Franck E. & Rawlins C. MALDI mass spectrometry imaging of proteins exceeding 30000 Da. Med. Sci. Monit. 2010, 16(9), BR293–BR299.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Imaging Capabilities of a Low-Cost Benchtop MALDI-TOF Mass Spectrometer
Benchtop MALDI-TOF Imaging Starter Kit
Benchtop MALDI-TOF Imaging Starter Kit
2023|Shimadzu|Brožury a specifikace
High-speed MALDI-TOF/TOF imaging of mouse brain tissue performed on intact proteins and after on-tissue digestion
MALDI imaging of animal tissues and fingermarks using the MALDI-8020 benchtop linear MALDI-TOF mass spectrometer