MALDI-TOF Mass Spectrometry Imaging (MSI) for Distribution Analysis of Anthocyanins in Strawberry Fruits
Aplikace | 2019 | BrukerInstrumentace
Imagingová hmotnostní spektrometrie (MSI) s MALDI-TOF umožňuje prostorové zobrazení rozložení biomolekul v biologických vzorcích. V případě jahodových plodů se jedná zejména o distribuci antokyaninů, polyfenolických barviv s antioxidačními, protizánětlivými a antitumorovými účinky. Detailní lokalizace těchto látek napomáhá lepšímu poznání metabolických drah, biologické aktivity a optimalizaci pěstování či šlechtění plodin s vyšším obsahem bioaktivních složek.
Cílem studie bylo identifikovat a prostorově zobrazit hlavní antokyaninové sloučeniny v odrůdě Tochiotome jahod pomocí MALDI-TOF MSI. Studie zahrnovala předběžnou analýzu extraktů, přípravu plátků plodů a následné zobrazení distribuce antokyaninů v různých tkáních plodu i v achenách.
Metoda MSI lze rozšířit pro sledování dalších skupin metabolitů v plodech a zelenině. Kombinace s genetickými a agronomickými studiemi umožní komplexní porozumění biosyntetických drah a regulaci produkce barviv. V medicínských výzkumech se může využít k mapování distribuce bioaktivních látek v cílových tkáních po orální nebo topické aplikaci.
MALDI-TOF MSI prokázala vysokou citlivost a prostorové rozlišení při analýze antokyaninů v jahodách. První detekce delphinidin-3-O-glykosidu podtrhuje potenciál metody pro odhalování nových sloučenin. Výsledky podporují využití MSI v potravinářské analýze, šlechtění plodin a studiu biologické aktivity.
MALDI, MS Imaging, LC/TOF, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Imagingová hmotnostní spektrometrie (MSI) s MALDI-TOF umožňuje prostorové zobrazení rozložení biomolekul v biologických vzorcích. V případě jahodových plodů se jedná zejména o distribuci antokyaninů, polyfenolických barviv s antioxidačními, protizánětlivými a antitumorovými účinky. Detailní lokalizace těchto látek napomáhá lepšímu poznání metabolických drah, biologické aktivity a optimalizaci pěstování či šlechtění plodin s vyšším obsahem bioaktivních složek.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo identifikovat a prostorově zobrazit hlavní antokyaninové sloučeniny v odrůdě Tochiotome jahod pomocí MALDI-TOF MSI. Studie zahrnovala předběžnou analýzu extraktů, přípravu plátků plodů a následné zobrazení distribuce antokyaninů v různých tkáních plodu i v achenách.
Použitá metodika a instrumentace
- Příprava vzorků: zmražení plodů v CMC, řezání kryostatem na 80 µm plastry, sušení a montáž na ITO skleněné destičky.
- Extraktová analýza: lyofilizace, extrakce 50 % methanolem, centrifugace, míchání s maticí DHB (2,5-dihydroxybenzoová kyselina) a MALDI-MS/MS profiling.
- MSI: aplikace maticového roztoku TM-Sprayerem za zvýšené teploty (85 °C), měření na ultrafleXtreme MALDI-TOF/TOF MS, pozitivní iontový režim, mapa rozlišení 200 µm, normalizace na TIC.
Hlavní výsledky a diskuse
- Detekce šesti hlavních antokyaninů: pelargonidin-3-O-glukosid, cyanidin-3-O-glukosid, delphinidin-3-O-glykosid, a jejich malonyl- a rutinozidové deriváty.
- Poprvé v jahodách identifikován delphinidin-3-O-glykosid.
- Prostorová distribuce: pelargonidinové sloučeniny široce rozšířené ve slupce, kůře a dřeni; cyanidinové a delphinidinové deriváty převážně v povrchových vrstvách.
- Acheny vykazovaly vyšší koncentraci pelargonidinových a cyanidinových glykosidů, což odráží jejich významný podíl na antioxidační aktivitě semen.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a podrobná charakterizace prostorového rozložení bioaktivních látek přímo v tkáních plodů.
- Podpora šlechtění plodin s optimalizovaným obsahem antokyaninů pro potravinářské a nutraceutické účely.
- Aplikace v kontrole kvality, výzkumu metabolismu a hodnocení biologické aktivity antokyaninů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Metoda MSI lze rozšířit pro sledování dalších skupin metabolitů v plodech a zelenině. Kombinace s genetickými a agronomickými studiemi umožní komplexní porozumění biosyntetických drah a regulaci produkce barviv. V medicínských výzkumech se může využít k mapování distribuce bioaktivních látek v cílových tkáních po orální nebo topické aplikaci.
Závěr
MALDI-TOF MSI prokázala vysokou citlivost a prostorové rozlišení při analýze antokyaninů v jahodách. První detekce delphinidin-3-O-glykosidu podtrhuje potenciál metody pro odhalování nových sloučenin. Výsledky podporují využití MSI v potravinářské analýze, šlechtění plodin a studiu biologické aktivity.
Reference
- Yoshimura Y, Goto-Inoue N, Moriyama T, Zaima N. 2016. Significant advancement of mass spectrometry imaging for food chemistry. Food Chem. 210:200–211.
- Lin BW, Gong CC, Song HF, Cui YY. 2016. Effects of anthocyanins on the prevention and treatment of cancer. Br J Pharmacol. 174(11):1226–1243.
- Giampieri F, Gasparrini M, Forbes-Hernandez TY, et al. 2018. Overexpression of the Anthocyanidin Synthase Gene in Strawberry Enhances Antioxidant Capacity and Cytotoxic Effects on Human Hepatic Cancer Cells. J Agric Food Chem. 66:581–592.
- Nile SH, Park SW. 2014. Edible berries: bioactive components and their effect on human health. Nutrition. 30:134–144.
- Zaima N, Sasaki T, Tanaka H, et al. 2011. Imaging mass spectrometry-based histopathologic examination of atherosclerotic lesions. Atherosclerosis. 217:427–432.
- Giampieri F, Alvarez-Suarez JM, Battino M. 2014. Strawberry and human health: Effects beyond antioxidant activity. J Agric Food Chem. 62:3867–3876.
- Ariza MT, Reboredo-Rodríguez P, Mazzoni L, et al. 2016. Strawberry Achenes Are an Important Source of Bioactive Compounds for Human Health. Int J Mol Sci. 17(7):1103.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
UHPLC-MS/MS Triple Quadrupole Analysis of Anthocyanin Metabolites in Human Plasma Using Protein Precipitation and Solid Phase Extraction For Determination of Uptake from Food
2016|Agilent Technologies|Aplikace
UHPLC-MS/MS Triple Quadrupole Analysis of Anthocyanin Metabolites in Human Plasma Using Protein Precipitation and Solid Phase Extraction For Determination of Uptake from Food Application Note Food Authors Abstract Aman Sandhu1, Indika Edirisinghe1, Matrix effects in biological samples have been shown…
Klíčová slova
anthocyanins, anthocyaninsspe, spemetabolites, metabolitesppt, pptanthocyanin, anthocyaninpelargonidin, pelargonidinplasma, plasmarutinose, rutinoserecovery, recoveryspike, spikeprecipitation, precipitationextracted, extractedstrawberry, strawberrywere, wereglucuronide
Interrogation of the Spatial Metabolome of Ginkgo biloba with high-resolution MALDI and LDI Mass Spectrometry Imaging
2019|Bruker|Aplikace
Interrogation of the Spatial Metabolome of Ginkgo biloba with high-resolution MALDI and LDI Mass Spectrometry Imaging MALDI Imaging was used to unravel distinct spatial metabolomics in leaf cross sections. Introduction Ginkgo biloba is the only extant species in the division…
Klíčová slova
maldi, maldiginkgo, ginkgoimaging, imagingspraying, sprayingflavonoid, flavonoiddhb, dhbbiloba, bilobaleaf, leafultraflextreme, ultraflextremewet, wetepidermis, epidermistof, tofsecretory, secretorywere, weremetabolites
The enhanced ultrafleXtreme - Industry Leading Performance for Polymer and Chemical Research
2020|Bruker|Brožury a specifikace
The enhanced ultrafle treme Industry Leading Performance for Polymer and Chemical Research Innovation with Integrity MALDI-TOF/TOF MS Simple, Straightforward, and Specific Rapid Determination of Chemical Features of Polymers Determination of: • Sum of end groups including single end group analysis…
Klíčová slova
maldi, malditlc, tlctof, tofbruker, brukerpolymer, polymermpeg, mpegpolytools, polytoolsimaging, imagingindustry, industrylaser, laserionization, ionizationdeeper, deeperglycerol, glyceroldistributions, distributionscharacterization
High-performance MALDI imaging analysis of on-tissue digested proteins in mammalian FFPE tissues using the Bruker rapifleX MALDI-TOF/TOF
2017|Bruker|Aplikace
25 YEARS MALDI High-performance MALDI imaging analysis of on-tissue digested proteins in mammalian FFPE tissues using the Bruker rapifleX MALDI-TOF/TOF In this application note, we describe a workflow for MALDI Mass Spectrometry Imaging (MSI) of proteins from a variety of…
Klíčová slova
tissue, tissueffpe, ffpemaldi, maldiimage, imageimaging, imagingsegmentation, segmentationpeptides, peptidestof, tofrapiflex, rapiflexparaffin, paraffinsections, sectionsbruker, brukerscils, scilsstained, stainedwere