HIGH RESOLUTION IMAGING PLATFORM INCORPORATING MALDI AND DESI

Význam tématu

Obrazová hmotnostní spektrometrie (MSI) umožňuje prostorové rozlišení distribuce analytů v biologických vzorcích. Pro malé molekuly, jako jsou metabolity a lipidy, je však obtížné spolehlivě určit složení bez chromatografického oddělení. Zvýšení hmotnostního rozlišení a přesnosti měření je klíčové pro přesnou identifikaci těchto látek a umožňuje detailní lipidomickou a metabolomickou analýzu tkání.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje vývoj a testování platformy SELECT SERIES™ MRT, kombinu­jící MALDI a DESI pro MSI. Cílem bylo ověřit dosažitelné hmotnostní rozlišení až 200 000 FWHM a přesnost nižší než 500 ppb při rychlosti až 10 skenů za sekundu a rozlišení pixelů od 130 μm po 10 μm.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky:

• Porcíní játra a myší mozek, tloušťka 18 μm pro DESI, 12 μm pro MALDI.
• MALDI: nanesení matricového DHB roztoku pomocí HTX™ M5 rozprašovače.
• DESI: bez další přípravy, přenosový zahřívaný kanál (HTL 450 °C).

Instrumentation:

• SELECT SERIES™ MRT – multi-reflektorový QTof analyzátor.
• MALDI zdroj s kontinuálním rastrem, zaostřením laseru 10–130 µm a dvojitou attenuací.
• DESI XS zdroj s ACQUITY™ M Class SM pro přívod 95:5 MeOH:H2O (1,5 µL/min).
• Měření v pozitivním módu pro MALDI, v negativním módu pro DESI.
• Software HDI™ 1.6, MassLynx™ 4.2, Lipostar™ MSI s tolerancí 0,8 ppm pro vyhledávání v LipidMaps DB.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace MALDI:

• Hmotnostní rozlišení >191 000 FWHM, přesnost <500 ppb při 10 skenech/s.
• Tabulka závislosti attenuation vs. poloha čočky pro optimální šířku ablací.
• Rozlišení pixelů 10–130 µm bez výrazné ztráty signálu díky úpravě opakovací frekvence laseru.

DESI imaging:

• Obrazování myšího mozku při 5 a 10 skenech/s – bez znatelné změny kvality, rozlišení i přesnosti.
• Lineární pokles signálu se zvýšením rychlosti skenování odpovídající kratší expoziční době.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednotná platforma pro MALDI a DESI zvyšuje flexibilitu laboratorního workflow.
• Vysoké prostorové rozlišení (10–130 µm) a rychlost až 10 skenů/s urychlují analýzy.
• Vynikající hmotnostní rozlišení a přesnost podporují spolehlivou identifikaci lipidů a metabolitů.
• Minimalizace pod- a překročení vzorkování maximalizuje signál.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dalších zobrazovacích metod (ion mobility, LC-MSI).
• Automatizace přípravy vzorků a datové analýzy s umělou inteligencí.
• Rozšíření aplikací do klinické patologie, farmacie a biomarkerového výzkumu.
• Real-time MSI a živé sledování metabolických změn v tkáních.

Závěr

Platforma SELECT SERIES™ MRT úspěšně demonstrovala vysoké hmotnostní rozlišení (>190 000 FWHM) a přesnost (<500 ppb) při rychlém zobrazování MALDI i DESI. Optimizace laserového zaostření a attenuace umožňuje spolehlivé snímání v rozmezí 10–130 µm pixelů bez kompromisu signálu. Výsledky potvrzují robustnost metody nezávisle na skenovací rychlosti.