An Improved Workflow for DESI Imaging Mass Spectrometry Incorporating Waters High Definition Imaging Software

Význam tématu

Desorption Electrospray Ionization (DESI) imagingovou hmotnostní spektrometrií lze mapovat prostorové rozložení molekul ve vzorcích za atmosférických podmínek bez nutnosti rozsáhlé přípravy vzorků. Díky rozlišení okolo 50 µm a širokému rozsahu analyzovatelných sloučenin je metoda velmi významná v biomedicíně, farmaceutickém výzkumu i QA/QC.

Cíle a přehled studie

Představené řešení integruje software Waters High Definition Imaging (HDI) s řízením instrumentů přes MassLynx. Cílem je poskytnout intuitivní rozhraní, umožnit sériové dávkové akvizice a automatizované zpracování dat, čímž se zkrátí doba přípravy experimentu a zvýší propustnost laboratoře.

Použitá metodika a instrumentace

Pracovní postup sestává z následujících kroků:

• Záznam optického obrazu vzorku (fotografie nebo sken) na skleněném podložním skle.
• Uložení podložky do držáku DESI nebo mikrotritické destičky.
• Ko-registrace optického obrazu v HDI pro přesné vymezení oblasti zájmu.
• Nastavení parametrů 2D pohybu desorption zdroje a automatický výpočet rychlosti skenování.
• Volba MS parametrů: experimentální režim (MS-Tof, MS/MS, IMS, HDMS^E), m/z rozsah, kolizní energie a polarita.
• Export definovaného experimentu do MassLynx sample listu pro plně automatizovanou akvizici.
• Zpracování surových dat v HDI s možností vizualizace iontových obrazů a integrace iontové mobility.

Instrumentace: Prosolia 2D DESI zdroj, hmotnostní spektrometry Waters SYNAPT G2-Si a Xevo G2-XS řízené softwarem MassLynx.

Hlavní výsledky a diskuse

Nový workflow umožnil bezobslužné provedení sériových experimentů, včetně přepínání mezi negativním a pozitivním ionizačním režimem na stejné tkáňové sekci. Ukázalo se, že až šest experimentů lze spustit najednou a data zpracovat automaticky přes noc. Díky tomu lze rychle generovat obrazy distribuce molekul a provádět multivariační analýzu (PCA, OPLS-DA) pro odhalení rozdílů mezi vzorky.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby přípravy a spuštění experimentu.
• Možnost dávkového zpracování více vzorků bez dohledu obsluhy.
• Automatizovaná vizualizace a analýza dat přímo v HDI.
• Zvýšení propustnosti a reprodukovatelnosti v laboratorním provozu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření integrace MS-imagingu s pokročilou datovou analýzou založenou na strojovém učení, včetně real-time interpretace výsledků. Kombinace DESI s dalšími zobrazovacími modalitami a vývojem softwarových nástrojů povede k hlubší charakterizaci biologických vzorků.

Závěr

Kombinace vylepšeného HDI softwaru a MassLynx umožňuje efektivní a plně automatizovaný workflow pro DESI zobrazovací hmotnostní spektrometrii, který šetří čas, zvyšuje reprodukovatelnost a usnadňuje datovou analýzu.

Reference

Jones E., Claude E. An Improved Workflow for DESI Imaging Mass Spectrometry Incorporating Waters High Definition Imaging Software. Waters Corporation Technology Brief, 2017.