LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

CCS-aware SpatialOMx® enables highly confident and automatic lipid annotations with regiospecific context

Aplikace | 2021 | BrukerInstrumentace
Iontová mobilita, MALDI, MS Imaging, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Lipidomika
Výrobce
Bruker

Souhrn

Význam tématu


Moderní lipidomika vyžaduje nejen citlivou detekci a identifikaci lipidů, ale i prostorové přiřazení k biologickým tkáním. Integrace mobilitní separace (TIMS) a hodnot kolizního průřezu (CCS) s MALDI zobrazováním otevírá nové dimenze v prostorové lipidomice. Zvýšená jistota anotací a schopnost rozlišit izobarické či strukturálně podobné lipidy významně posilují důvěryhodnost výsledků v biomedicínském i farmaceutickém výzkumu.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem studie bylo představení CCS-aware SpatialOMx® workflow, které kombinuje 4D-Lipidomics™ analýzu pomocí LC-PASEF® a TIMS-MALDI Imaging. Workflow umožňuje automatické párování a validaci lipidových anotací získaných z ESI lipidomiky s obrazovými daty z MALDI-TIMS. Platforma propojuje software MetaboScape® 2021b a SCiLS™ Lab 2021a pro zajištění konzistentního a vysoce spolehlivého výstupu.

Použitá metodika a instrumentace


  • Vzorky: mozek C57BL/6 myši, polovina snap-frozen pro MALDI Imaging, druhá polovina extrahována metodou Bligh & Dyer.
  • LC-PASEF® MS/MS: timsTOF fleX, PASEF režim, ESI(+) a ESI(-) zdroj Apollo II, rozsah 100–1500 m/z, mobilitní rozsah 0,55–1,90 1/K0.
  • UHPLC: Bruker Elute, C18 kolona 100×2,1 mm, 1,9 µm, gradient A (acetonitril/voda) a B (isopropanol/acetonitril) v 0,4 mL/min při 55 °C.
  • MALDI-TIMS Imaging: matice ZSA 2,5 mg/mL nanesená TM sprayerem, pixely 20/50 µm, smartbeam® 3D laser, ramp time 800 ms, rozsah 300–1200 m/z.
  • Software: MetaboScape® 2021b s T-ReX®4D, 4D-Lipidomics™ rule-based anotace; SCiLS™ Lab 2021a pro import, segmentaci a vizualizaci obrazů.

Hlavní výsledky a diskuse


Analýzou LC-PASEF® dat bylo získáno 292 anotací v negativním a 323 v pozitivním ionizačním režimu, celkem 446 unikátních lipidů. Díky CCS-aware párování bylo z MALDI Imaging rozpoznáno 82 lipidů sdílených s 4D-Lipidomics™ daty. Shoda hodnot CCS mezi MALDI a ESI byla v průměru lepší než 2 %, což podtrhuje robustnost přístupu. Využitím KMD plota a neřízené segmentace v SCiLS™ Lab byly odhaleny biologicky významné regiony mozkové tkáně (kůra, corpus callosum, mozečkové vrstvy) a prostorové distribuční vzory pro výběr izobarických lipidů PS 38:1 a PE 20:1_22:6. Mobilitní separace TIMS zabránila chybné interpretaci souběžných signálů a umožnila čisté MS/MS spektra a vysoce kontrastní obrazy.

Přínosy a praktické využití metody


  • Vyšší spolehlivost lipidových anotací v MALDI obrazech díky doplňkové CCS validaci.
  • Automatizovaná pipeline spojující 4D-Lipidomics™ a prostorovou analýzu šetří čas a snižuje chybovost ručního přiřazování.
  • Možnost detekovat a lokalizovat isobarické či izomerní lipidy v kontextu tkání zlepšuje biologickou interpretaci dat.

Budoucí trendy a možnosti využití


Budoucí směry zahrnují rozšíření lipidových knihoven CCS hodnot, implementaci strojového učení pro vylepšení rule-based anotace, aplikaci na další typy biomolekul (metabolity, peptidy) a integraci s multimodálními zobrazovacími metodami (imuno-histochemie, fluorescence). Využití cloudových platforem pro sdílení a kolaboraci nad prostorovými omickými daty dále urychlí výzkum.

Závěr


CCS-aware SpatialOMx® workflow představuje robustní a integrované řešení pro vysoce důvěryhodnou prostorovou lipidomiku. Mobilitní separace v kombinaci s MALDI Imaging a 4D-Lipidomics™ poskytuje nejen molekulární, ale i prostorový kontext lipidových profilů, což otevírá nové možnosti pro biomedicínský výzkum.

Reference


  • Vasilopolou C. et al., Nature Communications 11(1):331 (2020)
  • Schroeder M. et al., Metabolites 10(1):13 (2019)
  • Meier F. et al., Journal of Proteome Research 14(12):5378–5387 (2015)
  • Marsching C. et al., Journal of Lipid Research 55(11):2343–2353 (2014)
  • Liebisch G. et al., Journal of Lipid Research 54(6):1523–1530 (2013)
  • Fülöp A. et al., Analytical Chemistry 85(19):9156–9163 (2013)
  • Ruttkies C. et al., Journal of Cheminformatics 8:3 (2016)
  • Krasny L. et al., Journal of the American Society for Mass Spectrometry 26(1):36–43 (2015)

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
4D-Lipidomics™ workflow for increased throughput
4D-Lipidomics™ workflow for increased throughput Lipid profiling from complex lipid extracts can be a challenging and time consuming task. The high complexity of samples and co-elution of isobaric or isomeric compounds complicate the confident annotation of lipids. The presented 4D-Lipidomics…
Klíčová slova
ccs, ccsannotation, annotationlipid, lipidannotations, annotationslipids, lipidstimstof, timstofaware, awarebased, basedcoverage, coveragevalues, valuescan, candeep, deepmobility, mobilityrule, ruleannotated
Bruker timsTOF fleX - MALDI Guided SpatialOMx
timsTOF MALDI Guided SpatialOMx Innovation with Integrity TIMS-MALDI MS MALDI Guided SpatialOMx The tumor microenvironment is a highly variable ecosystem, giving it an intrinsic temporal character. De-coding the cellular communication within the tumor microenvironment via label-free MALDI Imaging and x-omics…
Klíčová slova
maldi, maldispatialomx, spatialomxtimstof, timstofflex, fleximaging, imagingbruker, brukerlaunches, launchesscils, scilstumor, tumorpasef, pasefmicroenvironment, microenvironmenttissue, tissueomics, omicslab, labtims
Bruker Product Overview - Life Science Mass Spectrometry
Product Overview Life Science Mass Spectrometry Innovation with Integrity Mass Spectrometry Empowering Science with Innovation and Integrity As one of the world’s leading analytical instrumentation companies, Bruker offers a broad spectrum of advanced solutions in all fields of research and…
Klíčová slova
maldi, malditof, tofbruker, brukerrapiflex, rapiflexpasef, pasefevoq, evoqspectrometry, spectrometryscimax, scimaxmass, masstimstof, timstofmrms, mrmsproteomics, proteomicsmetaboscape, metaboscapelrf, lrfseries
Novel MALDI Imaging solution empowered by a timsTOF fleX and dedicated bioinformatics pipeline for identification of lipids from tissue
Novel MALDI Imaging solution empowered by a timsTOF fleX and dedicated bioinformatics pipeline for identification of lipids from tissue MALDI Imaging spectra can be used to investigate how compounds are localized across tissue samples. In this application note, we present…
Klíčová slova
scils, scilsimaging, imagingmaldi, malditimstof, timstofflex, flexmetaboscape, metaboscapetissue, tissueannotations, annotationslab, labannotation, annotationbruker, brukerdata, dataroi, roiannotated, annotatedmolecules
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.