Robust Large Image Acquisition at High Spatial Resolution Using the DESI™ XS Source Coupled to a Xevo™ G3 QTof Mass Spectrometer

Význam tématu

Vysokorozlišovací zobrazení biologických vzorků pomocí desorpce elektrospray ionizace (DESI) spojené s hmotnostní spektrometrií (MS) otevírá nové možnosti detailní analýzy tkání. Schopnost zachytit miliony pixelů s velikostí kolem 10 µm přináší významné poznatky o prostorovém uspořádání biomolekul. Robustnost systému a stabilita datové akvizice při dlouhodobých měřeních jsou klíčové pro aplikace ve farmaceutickém výzkumu, neuropatologii a průmyslové kontrole kvality.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo demonstrovat schopnost systému Xevo G3 QTof MS vybaveného zdrojem DESI XS pořídit velké zobrazení celé sagitální řezu myšího mozku s pixely 10 µm. Autoři ukazují, že i při 2,3 milionu pixelech, 364 GB dat a více než 35 hodinách analýzy zůstává kvalita obrazu, přesnost hmoty a věrnost spekter stabilní.

Použitá metodika a instrumentace

Pro experiment byla připravena 18µm sekce mozku na skleněné podložce bez další úpravy.

• MS přístroj: Xevo G3 QTof MS
• Ionizační zdroj: DESI XS se zahřívanou transférovou linií
• Sprayer: vysokovýkonný, kapalina 95 % methanol/5 % voda, průtok 250 nL/min
• Solventní systém: ACQUITY M-Class BSM s 1,7 µm C18 kolonou k udržení zpětného tlaku
• Software: MassLynx pro manuální kontrolu a HDI v1.8 pro vizualizaci a kontinuální LockMass korekci

Hlavní výsledky a diskuse

Obraz o velikosti 2 321 700 pixelů byl získán beze zpoždění či ztráty kvality. V RGB překryvu tří lipidů (m/z 760,5848; 772,5253; 782,5668) se zachovává ostré rozlišení anatomických struktur mozku. Příklady zvětšených oblastí (mozeček, striatum) potvrzují konstantní kvalitu i na periferii řezu. Top 15 monoisotopních analyzovaných lipidů vykazovalo hmotnostní přesnost <2 ppm a konstantní signál po celé době (~35 h). Spektra odečtená na začátku a na konci analýzy prokázala stálou intenzitu i tvar, kontaminace polymerem z embeddingu nepřesáhla kvalitu výsledků. Mass accuracy z CLMC korekce ukazuje RMS odchylky 0,35–0,77 ppm.

Přínosy a praktické využití metody

Robustní platforma DESI XS + Xevo G3 QTof MS nabízí:

• Spolehlivé dlouhodobé snímání rozsáhlých vzorků
• Vysoké prostorové rozlišení pro detailní mapování lipidů
• Kompatibilitu s datově náročným prostředím (>350 GB) v HDI

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další zvyšování rychlosti i rozlišení až do 5 µm pixelu. Integrace s metodami MS/MS umožní definitivní identifikaci lipidových tříd. Rozvoj výpočetních nástrojů pro analýzu velkých datových sad podpoří automatizované rozpoznávání patologických změn v tkáních.

Závěr

Studie prokázala výjimečnou odolnost a reprodukovatelnost systému DESI XS spojeného s Xevo G3 QTof MS pro dlouhodobé i datově silné MS zobrazování. Kvalita obrazu i spekter je konstantní i po 35 hodinách kontinuální analýzy, což potvrzuje vhodnost pro pokročilé biologické a klinické aplikace.

Reference

1. Petkovic M. a kol. Anal. Biochem. 2001; 289:202.
2. Schiller J. a kol. Anal. Biochem. 2002; 309:311.