MS imaging enabling visualization of lipid C=C positional isomers in biological tissues using Oxygen Attachment Dissociation (OAD)

Význam tématu

Lipidy tvoří základní stavební bloky biologických membrán a podílejí se na řadě buněčných procesů, přičemž poloha dvojné vazby (C=C) v acylových řetězcích významně ovlivňuje fyziologické vlastnosti a biochemické reakce. Detailní mapování těchto pozic v tkáních pomáhá odhalit metabolické změny a patofyziologii.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo zavést a optimalizovat metodu Oxygen Attachment Dissociation (OAD) pro zobrazovací hmotnostní spektrometrii (MSI) k selektivnímu štěpení vazeb C=C. Autoři demonstrovali schopnost této techniky určit pozici dvojné vazby u různých lipidů a zobrazit distribuci izomerů v mozkové tkáni myší.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika využívá generaci radikálů O/OH v kolizní C3 buňce tandemového MS (Q2), kde dochází k selektivnímu oxidativnímu štěpení vazby C=C. Analýzy probíhaly v pozitivním i negativním ionizačním režimu. Použitá instrumentace:

• Shimadzu iMScope QT (atmosférická MALDI jednotka) s OAD modulem
• Shimadzu LCMS™-9050 (Q-TOF) vybavený OAD celou jednotkou

Hlavní výsledky a diskuse

OAD-MS/MS poskytuje jasné diagnostické fragmenty odpovídající štěpení C=C vazeb. U modelových lipidů PC 16:0_18:1 byly v pozitivním režimu detekovány produkty odpovídající izomerům n-7 a n-9. V negativním režimu byla úspěšně analyzována sulfatidová třída SHexCer 24:1. Metoda byla aplikována na řezy mozečku myši, kde mapa intenzit fragmentů odhalila rozložení jednotlivých C=C izomerů v tkáni.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost přímého určení pozice dvojné vazby v lipidových molekulách bez nutnosti derivatizace
• Vysoké prostorové rozlišení a selektivita v MSI aplikacích
• Využití v biologických studiích zaměřených na metabolismus lipidů a onemocnění

Budoucí trendy a možnosti využití

OAD-MSI může být kombinována s dalšími ionizačními a štěpnými technikami (UVPD, OzID, EID) pro komplexní lipidomiku. Rozšíření repertoáru analyzovatelných lipidových tříd a integrace s chromatografickými separacemi umožní detailnější studium biochemických drah. Klinické aplikace v diagnostice metabolických onemocnění představují perspektivní směr.

Závěr

Implementace OAD v zobrazovací hmotnostní spektrometrii přináší robustní a selektivní způsob lokalizace dvojné vazby v lipidech přímo v tkáňových vzorcích. Metoda otevírá nové možnosti pro studium strukturálních lipidomů a jejich role v biologických procesech.

Reference

1. Takahashi H. et al. Anal. Chem. 2018, 90(12), 7230–7238.
2. Takahashi H. et al. Mass Spectrometry 2019, S0080.
3. Uchino H. et al. Commun. Chem. 2022, 55, 162.
4. Peggi M. et al. Anal. Chem. 2012, 84(3), 1557–1564.