Imaging Lipids in a Brain Injury Model with AP‑MALDI on the Agilent 6495 Triple Quadrupole and 6560 Ion Mobility Mass Spectrometers

Význam tématu

Traumatické poškození mozku vede k dlouhodobým neurologickým deficitům, proto je analýza molekulárních změn v místě poranění klíčová pro pochopení patofyziologie a vývoj nových léčebných přístupů. Obrazové mapování lipidů in situ přispívá k odhalení biologických markerů a mechanismů obnovy tkáně po poranění.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo demonstrovat využití atmosférické tlakové MALDI (AP-MALDI) pro hmotnostně spektrometrické zobrazování endogenních lipidů na modelu myšího mozku po řízeném kortikálním zásahu. Studie porovnala dva Agilent systémy – 6495 Triple Quadrupole (TQ) pro cílenou analýzu MRM přechodů a 6560 Ion Mobility Q-TOF (IM-Q-TOF) pro vysokorozlišovací separaci izobarických a izomerických lipidů.

Použitá metodika a instrumentace

V experimentu byly využity transverzální řezy myšího mozku na ocelových MALDI destičkách. Pro pozitivní režim se aplikovala matice 2,5-dihydroxybenzoová (DHB) a α-cyano-4-hydroxycinnamová (CHCA), pro negativní režim 9-aminoakridin (9-AA). Arrayový postřik zajistil rovnoměrnou vrstvení matrice. Snímání probíhalo izolací jednotlivých lipidových přechodů (MRM) v TQ při rozlišení 1,2 amu a časem hodnoty 50 ms na pixel. U IM-Q-TOF byly získány m/z spektra v rozsahu 150–1 700 a driftové časy pro ion mobility separaci.

Použitá instrumentace

• MassTech AP-MALDI UHR ion source
• Agilent 6495C Triple Quadrupole mass spectrometer
• Agilent 6560 Ion Mobility Time-of-Flight mass spectrometer
• HTX TM-sprayer pro nanášení matrice

Hlavní výsledky a diskuse

Targetované MRM zobrazování na TQ platformě umožnilo lokalizovat ceramidy, sfingomyeliny, fosfatidylcholin, fosfatidylethanolaminy a jejich lyzo- formy v oblasti poranění s rozlišením 60 µm. Porovnání izolačního okna 0,7 amu versus 1,2 amu ukázalo kompromis mezi signálem a selektivitou. Nasazení IM-Q-TOF následně prokázalo efektivní separaci izobarických lipidů (např. PC 34:1 proti HexCer), přičemž driftové časy odhalily rozdílnou prostorovou distribuci izomerů a umožnily stanovení jejich kolizního průřezu (CCS).

Přínosy a praktické využití metody

AP-MALDI v kombinaci s cíleným MRM na TQ zajišťuje vysokou citlivost a selektivitu pro biomarkery lokalizované v tkáni. Vysokorozlišovací ion mobility analýza na Q-TOF přidává schopnost rozlišit izobarické a izomerické druhy, což rozšiřuje možnosti molekulárního zobrazování ve výzkumu neurologických onemocnění.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření AP-MALDI MSI na další třídy biomolekul (peptidy, metabolity).
• Integrace s vysokorozlišovacími Orbitrap a FT-ICR systémy pro přesnější identifikaci.
• Vývoj pokročilých softwarových nástrojů pro kvantitativní analýzu a multimodální zobrazování.
• Aplikace v preklinickém a klinickém výzkumu neurodegenerativních a zánětlivých onemocnění.

Závěr

Studie demonstruje, že AP-MALDI na platformách Agilent 6495 TQ a 6560 IM-Q-TOF umožňuje vysoce citlivé, selektivní a prostorově rozlišené zobrazování endogenních lipidů v mozkové tkáni. Kombinace cílené MRM analýzy a high-resolution ion mobility otevírá nové možnosti pro molekulární zobrazování a biologický výzkum mozkových poranění.