MALDI imaging of animal tissues and fingermarks using the MALDI-8020 benchtop linear MALDI-TOF mass spectrometer

Význam tématu

Metoda MALDI-TOF MS imaging nabízí nástroj pro prostorové mapování molekulárního složení biologických vzorků a stop z kriminalistických aplikací. Díky schopnosti lokalizovat lipidy a další biomolekuly s mikrometerovým rozlišením umožňuje získat detailní informace o biologických procesech, patologických změnách tkání nebo detekci stopových látek ve forenzních stopách.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje využití kompaktního benchtop lineárního MALDI-TOF spektrometru MALDI-8020 společně s automatizovaným nanášením matrice iMLayerTM a softwarem IonViewTM pro MS imaging potkaního mozku a lidských otisků prstů. Cílem bylo ukázat, že jednoduché přístrojové uspořádání dokáže dosáhnout prostorového rozlišení 30 μm při rychlém a reprodukovatelném workflow.

Použitá instrumentace

• Benchtop lineární MALDI-TOF hmotnostní spektrometr MALDI-8020
• Automatizovaný přístroj pro nanášení matrice iMLayerTM
• Software pro prohlížení a analýzu MS obrazů IonViewTM

Metodika

Vzorky potkaního mozku byly krájeny na ITO pokryté skleněné podložky. Otisky prstů byly získány přímým přiložením na nerezovou destičku. Jako matrici bylo použito DHB nanesené sublimací po dobu 7 minut. Sběr dat probíhal v pozitivním iontovém režimu s laserem o frekvenci 200 Hz při krokovém rozlišení 30 μm. Celkem bylo analyzováno 84 681 pixelů pro mozkovou tkáň a 23 104 pixelů pro otisk.

Hlavní výsledky a diskuse

• Obrázky potkaního mozečku vykázaly jasné oddělení bílé a šedé hmoty podle distribuce fosfolipidů (např. PC(34:1), PC(38:6)).
• MS imaging otisku prstu ukázalo rozložení lipidů ve vyvýšeninách otisku, mezírkách mezi liniemi i v oblasti potních žláz, odhalující molekuly neviditelné v optickém snímku.
• Workflow založený na iMLayerTM vykázal vysokou reprodukovatelnost nanášení matrice a IonViewTM zjednodušil vizualizaci i interpretaci dat.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a jednoduchá příprava vzorků a měření vhodná pro rutinní laboratoře i výzkum.
• Odhalení molekulárních distribucí v biologických tkáních a forenzních stopách bez destrukce vzorku.
• Potenciál v biomedicínském výzkumu, neuropatologii, forenzní chemii a QA/QC v průmyslové analytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace MS imaging s dalšími zobrazovacími technikami a multiomickými přístupy.
• Vývoj matrice a metod přípravy pro vyšší citlivost a selektivitu cílových molekul.
• Vylepšení softwaru pro automatizované zpracování a kvantifikaci obrazových dat.
• Miniaturizace zařízení a zvýšení přístupnosti metody v klinických a terénních podmínkách.

Závěr

Přístup založený na benchtop MALDI-8020, iMLayerTM a IonViewTM poskytuje rychlou, reprodukovatelnou a uživatelsky přívětivou platformu pro MS imaging biologických tkání a forenzních vzorků s prostorovým rozlišením 30 μm. Výsledky potvrzují potenciál metody pro široké spektrum aplikací v analýze biomolekulálních distribucí.

Reference

• Salivo S., Waki K., Yamazaki Y. MALDI imaging of animal tissues and fingermarks using the MALDI-8020 benchtop linear MALDI-TOF mass spectrometer. Shimadzu Analytical Ltd, First Edition Jan 2023.