Molecular elemental imaging

Význam tématu

Analýza prostorového rozložení prvků a molekul ve vzorcích biologického i materiálového původu se rychle rozvíjí díky pokročilým technikám hmotnostní spektrometrie s prostorovým rozlišením. Kombinace laserové ablace s ICP-MS a zobrazovací hmotnostní mikroskopie nabízí detailní pohled na distribuční mapy elementů a biomolekul. Úsporné provozní principy, zjednodušená obsluha a multimodální software pak otevírají nové možnosti v biomedicínském výzkumu, farmacii i materiálové chemii.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentovaného materiálu je představit klíčové vlastnosti přístrojů Shimadzu ICPMS-2030 a iMScope QT, ukázat principy multimodálního zobrazování a demonstrovat jejich aplikaci na biologických vzorcích:

• Snížení nákladů a spotřeby argonu pomocí Mini-Torch technologie.
• Zjednodušení sběru a zpracování dat v LA-ICP-MS.
• Integrace molekulárního a elementárního zobrazení v jednom systému.

Použitá metodika a instrumentace

Pro LA-ICP-MS imaging:

• ICPMS-2030 s Mini-Torch plazmou (spotřeba Ar 11 L/min vs. konvenčních 18 L/min).
• Software LA-ICP-MS ke kapitaci jediné datové struktury na měření.

Pro multimodální zobrazování:

• iMScope QT kombinuje optický mikroskop s MALDI-MS a LA-ICP-MS.
• Software IMAGEREVEAL MS Ver. 1.2 pro korelaci MS a optických obrazů.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Mini-Torch technologie snížila spotřebu argonu o 60 % bez ztráty teploty plazmy či citlivosti.
2. Nový software LA-ICP-MS umožňuje export jednoho souboru na celé zobrazení a zamezuje chybám při registraci datových sad.
3. Vysoké prostorové rozlišení až 5 μm u molekulárního zobrazování a 15 μm u širokoúhlého elementárního zobrazení pokrývajícího až 17 × 9,4 mm.
4. Kombinované zobrazení ukázalo distribuci kontrastní látky Gadofluorine P v modelu srdečního infarktu i v mozku myši.

Přínosy a praktické využití metody

• Úspora provozních nákladů díky optimalizované spotřebě plynu.
• Rychlý a bezchybný sběr dat usnadňuje rutinní aplikace v QA/QC laboratořích.
• Možnost párovat elementární a molekulární mapy podporuje nové biologické a farmaceutické objevy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti vyššího prostorového rozlišení pod 1 μm, vylepšená korigování teplotních fluktuací pro absolutní kvantifikaci a integrace dalších zobrazovacích modulů (např. Raman, FT-IR). Rozšíření multimodálních databází a umělé inteligence urychlí interpretaci komplexních bioimagingových dat.

Závěr

Shimadzu ICPMS-2030 a iMScope QT představují efektivní a spolehlivou platformu pro detailní zobrazení prvků i molekul s vysokým rozlišením a nízkými provozními náklady. Kombinovaný přístup v jednom softwarovém prostředí usnadňuje analýzu komplexních vzorků a otevírá nové možnosti aplikací od biomedicíny po materiálovou vědu.

Reference

1. Shimadzu Application Note: ICPMS-2030 LA-ICP-MS Imaging.
2. Shimadzu Whitepaper: iMScope QT Multimodal Imaging System.