Metabolic Phenotyping of Colorectal Tissue Samples by DESI-MSI for Clinical Research
Aplikace | 2018 | WatersInstrumentace
Desorpčně-elektrosprayové ionizační zobrazování hmotnostní spektrometrií (DESI-MSI) umožňuje prostorovou analýzu lipidů a dalších biomolekul přímo na povrchu tkání za ambientních podmínek s minimální přípravou vzorku. Tato technologie je klíčová pro odhalování molekulárních změn v průběhu karcinogeneze a má potenciál v histologickém rozlišení zdravých a nádorových struktur.
Cílem bylo srovnání lipidových profilů a jejich prostorového rozložení ve zdravé a nádorové kolorektální tkáni za účelem odhalení metabolických odchylek spojených s progresí a invazí karcinomu.
Vzorky čerstvě zmražené kolorektální tkáně byly krájeny na 10 µm řezy a naneseny na skleněné podložky. Analýza probíhala na instrumentech Waters SYNAPT G2-Si a Xevo G2-XS s použitím HDI™ software v1.4. Výzkum využil negativní ionizaci v rozsahu m/z 50–1000, pixelizaci 100 µm a snímkovací frekvenci 4 skany/s. Následně byly sekce po analýze barveny H&E a spojeny s molekulárními obrazy.
DESI-MSI zachytilo výrazné signály mastných kyselin (např. m/z 303,23) a fosfolipidů (např. PE(P-36:2), PE(P-38:4)). V normální tkáni byly jasně odlišeny typy mukózy, svaloviny a submukózy, zatímco nádorové vzorky vykazovaly větší homogenitu. Pomocí chemometrických metod PLS-DA a SIMCA bylo dosaženo výrazného oddělení jednotlivých oblastí. Neřízená PCA a řízená MMC analýza plus leave-one-region-out validace potvrdily schopnost diskriminace s přesností 94–98 %.
Rozšíření do diagnostiky nádorů in situ, integrace s pokročilými algoritmy strojového učení, real-time zobrazování během chirurgických zákroků a aplikace na další typy biomarkerů.
DESI-MSI se ukázalo jako robustní nástroj pro prostorovou metabolickou fenotypizaci kolorektální tkáně s vysokou specifitou a senzitivitou. Metoda nabízí široké možnosti aplikace v klinickém výzkumu a potenciál pro budoucí diagnostické postupy.
MS Imaging, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníMetabolomika, Klinická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Desorpčně-elektrosprayové ionizační zobrazování hmotnostní spektrometrií (DESI-MSI) umožňuje prostorovou analýzu lipidů a dalších biomolekul přímo na povrchu tkání za ambientních podmínek s minimální přípravou vzorku. Tato technologie je klíčová pro odhalování molekulárních změn v průběhu karcinogeneze a má potenciál v histologickém rozlišení zdravých a nádorových struktur.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo srovnání lipidových profilů a jejich prostorového rozložení ve zdravé a nádorové kolorektální tkáni za účelem odhalení metabolických odchylek spojených s progresí a invazí karcinomu.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky čerstvě zmražené kolorektální tkáně byly krájeny na 10 µm řezy a naneseny na skleněné podložky. Analýza probíhala na instrumentech Waters SYNAPT G2-Si a Xevo G2-XS s použitím HDI™ software v1.4. Výzkum využil negativní ionizaci v rozsahu m/z 50–1000, pixelizaci 100 µm a snímkovací frekvenci 4 skany/s. Následně byly sekce po analýze barveny H&E a spojeny s molekulárními obrazy.
Hlavní výsledky a diskuse
DESI-MSI zachytilo výrazné signály mastných kyselin (např. m/z 303,23) a fosfolipidů (např. PE(P-36:2), PE(P-38:4)). V normální tkáni byly jasně odlišeny typy mukózy, svaloviny a submukózy, zatímco nádorové vzorky vykazovaly větší homogenitu. Pomocí chemometrických metod PLS-DA a SIMCA bylo dosaženo výrazného oddělení jednotlivých oblastí. Neřízená PCA a řízená MMC analýza plus leave-one-region-out validace potvrdily schopnost diskriminace s přesností 94–98 %.
Přínosy a praktické využití metody
- Minimální příprava vzorků bez aplikace matrice
- Analýza za ambientních podmínek
- Nenáročnost a neinvazivita
- Možnost následné histologické analýzy téhož řezu
- Vysoká citlivost a schopnost rozlišení tkáňových typů
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozšíření do diagnostiky nádorů in situ, integrace s pokročilými algoritmy strojového učení, real-time zobrazování během chirurgických zákroků a aplikace na další typy biomarkerů.
Závěr
DESI-MSI se ukázalo jako robustní nástroj pro prostorovou metabolickou fenotypizaci kolorektální tkáně s vysokou specifitou a senzitivitou. Metoda nabízí široké možnosti aplikace v klinickém výzkumu a potenciál pro budoucí diagnostické postupy.
Použitá instrumentace
- Waters SYNAPT G2-Si
- Waters Xevo G2-XS
- Waters High Definition Imaging™ (HDI) v1.4
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Ovarian Cancerous Tissue Identification by DESI Imaging for Clinical Research
2018|Waters|Aplikace
[ TECHNOLOGY BRIEF ] Ovarian Cancerous Tissue Identification by DESI Imaging for Clinical Research Luisa Doria,1 Emmanuelle Claude, 2 and Zoltan Takats1 Imperial College, London, UK; 2Waters Corporation, Wilmslow, UK 1 The use of DESI can help distinguish between several…
Klíčová slova
desi, desitissue, tissueovarian, ovariantumor, tumorstroma, stromamsi, msiimages, imagesimaging, imagingrois, roiscancer, cancerstained, stainedcarcinoma, carcinomasupervised, supervisedbrief, briefassociated
Application of Desorption Electrospray Ionization (DESI) for Breast Tissue Imaging in Clinical Research
2018|Waters|Aplikace
[ TECHNOLOGY BRIEF ] Application of Desorption Electrospray Ionization (DESI) for Breast Tissue Imaging in Clinical Research Dipa Gurung, Imperial College, London, UK; Emmanuelle Claude, Waters Corporation, Wilmslow, UK; and Zoltan Takats, Imperial College, London, UK; DESI imaging provides effective…
Klíčová slova
tissue, tissuedesi, desiimaging, imagingmsi, msibreast, breastrmmc, rmmcionization, ionizationdesorption, desorptionspatial, spatialelectrospray, electrospraydistribution, distributionstained, stainedbrief, brieflocalization, localizationbiomolecules
APPLICATION NOTEBOOK - MS IMAGING AND AMBIENT IONIZATION-MS FOR METABOLOMICS AND LIPIDOMICS
2016|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTEBOOK ] MS IMAGING AND AMBIENT IONIZATION-MS FOR METABOLOMICS AND LIPIDOMICS 1 This notebook is an excerpt from the larger Waters’ Application Notebook on Metabolomics and Lipidomics #720005245EN TABLE OF CONTENTS 3 Introduction 4 Biomarker Discovery Directly from…
Klíčová slova
imaging, imagingtissue, tissuemaldi, maldidesi, desihdi, hdimobility, mobilitysection, sectiondefinition, definitionion, ionhdms, hdmsbiomarker, biomarkerimage, imagedesorption, desorptionxenograph, xenographionization
Ex vivo Lung Perfusion Tissue Analysis by Desorption Electrospray Ionization (DESI) Imaging in Clinical Research
2017|Waters|Aplikace
[ TECHNOLOGY BRIEF ] Ex vivo Lung Perfusion Tissue Analysis by Desorption Electrospray Ionization (DESI) Imaging in Clinical Research Beata Biro,1 Jocelyn Tillner,1 Nandor Marczin,1 Emmanuelle Claude,2 and Zoltan Takats1 1 Imperial College London; 2Waters Corporation DESI imaging analysis of…
Klíčová slova
desi, desilung, lungimaging, imagingtissue, tissueimages, imagesmsi, msiperfusion, perfusionionization, ionizationdesorption, desorptionelectrospray, electrospraybrief, briefvivo, vivohistopathologic, histopathologicallograft, allograftmolecular
