Full Spectrum Molecular Imaging on the SYNAPT XS: Combined imaging techniques yield comprehensive results

Technické články | 2020 | WatersInstrumentace
Iontová mobilita, MS Imaging, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Výrobce
Waters

Význam tématu


Full Spectrum Molecular Imaging (FSMI) představuje moderní přístup v obrazové hmotové spektrometrii, který spojuje techniky MALDI, DESI a ion mobility MS v jednom přístroji. Tato holistická metoda umožňuje detailní zobrazení distribuce širokého spektra molekul (lipidy, metabolity, peptidy) ve tkáňových řezech, což zásadně rozšiřuje poznatky o molekulárních procesech v biomedicíně, farmakologii a diagnostice.

Cíle a přehled studie


Studie demonstruje schopnosti nové platformy Waters SYNAPT XS s integrovaným DESI XS zdrojem a pokročilým HDI softwarem. Cílem je předvést:
  • komplementaritu MALDI a DESI analýzy ve studiu tkání,
  • zvýšení citlivosti i pro lámané či tepelně citlivé molekuly,
  • zrychlení a zefektivnění workflow díky slučování více analytických režimů (HDMS E, SONAR).

Použitá metodika a instrumentace


Pro analýzu byly připraveny tenké tkáňové řezy (10–15 μm) pomocí kryostatu. Následovalo:
  • MALDI imaging – nanesení matrix, laserová ionizace, vysoké prostorové rozlišení (5–10 μm), vhodné pro větší molekuly.
  • DESI imaging – ambinentní ionizace bez matrixu, jednoduchá příprava, rozlišení 50–100 μm, výborné pro malé molekuly a lipidy.
  • Ion mobility separace – přidání dimenze velikosti a tvaru molekul, odfiltrování interferencí, zvýšení selektivity.
  • Platforma Waters SYNAPT XS – vysokorozlišující HRMS se SID zdrojem DESI XS, SONAR módy a HDI softwarem pro rychlé zpracování velkých datasetů.

Hlavní výsledky a diskuse


Porovnání citlivosti a rozsahu detekce 24 farmaceutických sloučenin ukázalo:
  • komplementaritu ionizačních metod – některé malé molekuly lépe detekovány DESI, jiné proteiny a peptidy MALDI,
  • vyšší citlivost SYNAPT XS pro labile analýty,
  • efektivní zpracování dat bez omezení velikosti experimentů díky HDI softwaru.

Obrázky tkání ledviny prokázaly rozdílné lipidové profily kůry a dřeně, zvýrazněné jednotlivou metodou i jejich kombinací.

Přínosy a praktické využití metody


FSMI nabízí:
  • možnost mapování léčiv a metabolit in situ v drogách,
  • rozlišení zdravých a patologických oblastí tkání bez značených sond,
  • aplikace ve výzkumu onkologie, kardiologie a neurověd,
  • šetření času a vzorku díky opakovaným analýzám na stejném řezu.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další směřování zahrnuje:
  • rozšíření škály ionizačních zdrojů pro simultánní multi-Mod imaging,
  • vylepšení softwarového zpracování pomocí AI a strojového učení pro automatickou segmentaci tkání,
  • aplikace v personalizované medicíně a farmakometabolomice,
  • integraci s dalšími bioanalytickými technikami (mikroskopie, genomika).

Závěr


Nová generace hmotové spektrometrie SYNAPT XS s DESI XS a pokročilým HDI softwarem poskytuje bezprecedentní citlivost, rozlišení a všestrannost při molekulárním zobrazování. Kombinace MALDI, DESI a ion mobility MS na jediné platformě přináší komplexní vhled do distribuce širokého spektra biomolekul a otevírá nové možnosti ve výzkumu a vývoji.

Reference


  • Anal. Chem. 2018, 90(9), 5637–5645. Exploring Ion Suppression in Mass Spectrometry Imaging of a Heterogeneous Tissue.
  • Waters Application Note 720005947en. DESI-Mass Spectrometry Imaging Investigation of Discrete and Cassette Drug Dosed Tissues.
  • Poster 2018: Evaluation of the Ionization Efficiency Between MALDI and DESI MSI for Pharmaceutical Compounds, E. Claude, M. Towers.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Full Spectrum Molecular Imaging on the SYNAPT XS:  Combined Imaging Techniques Yield Comprehensive Results
APPLICATION NOTEBOOK - MS IMAGING AND AMBIENT IONIZATION-MS  FOR METABOLOMICS AND LIPIDOMICS
Utility of Desorption Electrospray Ionization (DESI) for Mass Spectrometry Imaging
IMAGING MASS SPECTROMETRTY USING SYNAPT XS