Multimodal Imaging System

Význam tématu

Multimodální zobrazovací systémy spojí molekulární a elementární imaging, čímž poskytují komplexní prostorovou analýzu distribuce látek v biologických vzorcích a materiálech
Takový přístup je klíčový pro farmakologický vývoj, patobiochemii i biomedicínský výzkum díky možnosti získat kvalitativní i kvantitativní data současně

Cíle a přehled systému

Cílem popsaného řešení je zkrátit dobu akvizice dat a zvýšit prostorové rozlišení a přesnost zobrazování při minimálním zvýšení provozní složitosti
Systematicky kombinuje atmosférické MALDI-MS molekulární imaging, vysokorozlišenou optickou mikroskopii a laserovou ablace s ICP-MS
Umožňuje rychlé přepínání mezi MS imagingem a kvantitativními LC/MS analýzami

Použitá metodika

MALDI-MS imaging: atmosférické nanášení matrice a akvizice molekulárních distribucí s vysokým prostorovým rozlišením
LA-ICP-MS: laserová ablace vzorku a elementární zobrazování kovových prvků s vysokou citlivostí
LC/MS: kvalitativní a kvantitativní analýzy pomocí hmotnostního spektrometru doplněného kapalinovou chromatografií

Použitá instrumentace

• iMScope QT – atmosférický MALDI-MS zobrazovací mikroskop spojený s optickou mikroskopií
• LCMS-9030 – vysoce výkonný kapalinový chromatograf-hmotnostní spektrometr
• ICPMS-2030 + laserová ablace – pro elementární imaging LA-ICP-MS
• IMAGEREVEAL™ MS Ver. 1.1 – software pro analýzu MS imagingových dat s podporou multivariační analýzy a formátu imdx

Hlavní výsledky a diskuse

V modelu myšího infarktu myokardu byl zobrazen gadolinium-vážený kontrastní prostředek Gadofluorine P
Elementární zobrazování LA-ICP-MS potvrdilo distribuci Gd ve vazivové matrix, molekulární imaging MALDI-MS ukázal strukturu nosiče
Ve tumorových sféroidech označených mTHPP a mTHPP-Pd se identická distribuce molekul a kovového paladia potvrdila kombinací obou technik
Multimodální přístup umožnil současné zobrazení lokalizace i kvantifikace bez konverze dat mezi platformami

Přínosy a praktické využití metody

• Integrované zobrazování molekul a prvků v jednom workflow
• Snížení časové náročnosti akvizice až o 80 % oproti tradičním metodám
• Zvýšení prostorového rozlišení a přesnosti kvantifikace
• Podpora rozsáhlých datasetů a multivariační analýzy v jednom softwaru
• Možnost rychlé výměny mezi zobrazováním a LC/MS analýzou

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace umělé inteligence pro automatizovanou anotaci a vyhodnocení obrazů
Rozšíření multimodálního přístupu o další zobrazovací modalit y, např. Raman nebo FT-IR imaging
Vývoj miniaturizovaných a mobilních systémů pro in situ biomedicínské aplikace
Využití v personalizované medicíně pro mapování distribuce léčiv a biomarkerů

Závěr

Popsaný multimodální systém efektivně kombinuje molekulární a elementární imaging, přináší rychlejší, přesnější a komplexnější analýzu vzorků
Uživatelsky přívětivý software IMAGEREVEAL MS sjednocuje práci s daty a podporuje pokročilé multivariační metody
Výsledkem je platforma vhodná pro široké spektrum aplikací ve výzkumu i QA/QC

Reference

Žádné formální literární odkazy v originálním textu nebyly uvedeny