Analysis of Fingerprints by Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging

Význam tématu

Otisk prstu obsahuje řadu endogenních a exogenních sloučenin, které nesou informace o pohlaví, životním stylu či vystavení donorů chemikáliím. Sofistikované metody zobrazovací hmotnostní spektrometrie, jakou je DESI-MSI, umožňují neinvazivní analýzu těchto složek za ambientních podmínek bez nutnosti složité přípravy vzorku. Taková analýza má vysoký potenciál v forenzních aplikacích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit schopnost DESI-MSI na hmotnostním spektrometru Xevo G2-XS rozlišit pohlaví donorů otisků prstů. Experiment zahrnoval sběr otisků od dvou mužů a dvou žen a následnou analýzu v profilovacím i zobrazovacím režimu s využitím chemotypových odlišností lipidů a dalších metabolitů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky otisků byly naneseny na Polysine® sklíčka. Analýza probíhala při použití roztoku methanol–voda (95:5 v/v), průtok 0,7 μL/min, lockmass 1 μg/mL rafinózy a tryska s N₂ (4 bary). Průzkumné profilování následovalo po linii přes otisk, zatímco zobrazovací režim pracoval s rozlišením pixelů 100 μm. Data byla korigována lockmass, odfiltrována od šumu a připravena pro vícerozměrnou statistickou analýzu.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza v pozitivním módu odhalila mono-, di- a triglyceridy a fosfolipidy. V negativním módu byly detekovány volné mastné kyseliny, cholesterol-sulfát a fosfolipidy. Použitím PCA-LDA se podařilo v negativním módu dosáhnout 96 % přesnosti v predikci pohlaví a v pozitivním módu dokonce 100 %. Zobrazovací snímky konkrétních iontů lokalizovaly strukturu linií a jednotlivých pórů v otisku.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimální příprava vzorků bez potřeby nanášení matrice.
• Analýza za ambientních podmínek s non-destruktivním charakterem.
• Vysoká citlivost pro široké spektrum lipidických a metabolitických sloučenin.
• Možnost následných analýz téhož vzorku.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření DESI-MSI v forenzní chemii díky schopnosti rychlé a přesné identifikace donorů. Integrace s pokročilou strojovou analýzou a databázemi molekulární fingerprinting může zlepšit diskriminační schopnosti. Dále se počítá s adaptací metody na detekci drog, výbušnin a biomarkerů chorob.

Závěr

DESI-MSI na platformě Xevo G2-XS QTof představuje efektivní nástroj pro predikci pohlaví z otisků prstů. Výsledky ukazují vysokou spolehlivost a potenciál v aplikacích, kde je klíčové získat neinvazivní biologické informace o donorovi.

Reference

1. Francese S. et al. Beyond the ridge pattern: multi-informative analysis of latent fingerprints by MALDI mass spectrometry. Analyst. 2013;138(15):4215–4228.
2. Girod A., Ramotowski R., Weyermann C. Composition of fingerprint residue: a qualitative and quantitative review. Forensic Sci Int. 2012;223(1–3):10–24.
3. Bradshaw R. et al. Direct detection of blood in fingerprints by MALDI MS profiling and imaging. Sci Justice. 2014;54(2):110–117.
4. Ferguson L.S. et al. Direct detection of peptides and small proteins in fingerprints and determination of sex by MALDI mass spectrometry profiling. Analyst. 2012;137(20):4686–4692.
5. Ifa D.R. et al. Forensic applications of ambient ionization mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2009;394(8):1995–2008.