IMAGING MASS SPECTROMETRTY USING SYNAPT XS

Význam tématu

Imaging mass spectrometry (MS) představuje pokročilou techniku, která umožňuje prostorově rozloženou analýzu molekul v biologických vzorcích a materiálech. Díky schopnosti detekovat lipidové molekuly, malé metabolity a další chemické sloučeniny přímo na povrchu vzorku se tato metoda uplatňuje v biomedicínském výzkumu, pharmacokinetice, patologii a průmyslové kvalitativní kontrole. Ambientní ionizační techniky, jako DESI (desorption electrospray ionization), nabízí minimální přípravu vzorku, rychlý záznam dat a možnost aplikace na širší spektrum materiálů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentace je demonstrovat schopnosti systému Waters Synapt XS v kombinaci s DESI imagingem. Studie popisuje:

• Implementaci multidimenzionálních datových toků (ion mobility, MS/MS).
• Komplementaritu DESI a MALDI pro rozšířený molekulární profil.
• Praktické výhody v oblasti selektivity, robustnosti a snadné integrace do stávajících pracovních postupů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky vyžadují pouze základní čištění a sušení – není nutné nanášet matrici ani provádět složité předúpravy. Ionizační zdroj DESI pracuje v ambientních podmínkách a vytváří analytické ionty z povrchu vzorku.

Průběh analýzy zahrnuje:

• Skener DESI pro mapování povrchu.
• Spektrometr Synapt XS s ion mobility separací.
• Dvě režimy datové akvizice: SONAR (scanning quadrupole DIA) a HDMSE (ion mobility DIA).
• Měření kolizního průřezu (CCS) pro zvýšení selektivity a potvrzení identity.
• Software HDI Imaging pro integraci hmotnostních dat s optickými obrazy.

Hlavní výsledky a diskuse

Systém Synapt XS prokázal vylepšenou selektivitu díky jedinečné ion mobility separaci a cílené fragmentaci nízkoenergetickou CID reakcí. Výsledky ukazují:

• Vyšší citlivost a spolehlivost při detekci nízkomolekulárních lipidů a metabolitů.
• Nezávislost výkonu na změnách topografie vzorku, což usnadňuje analýzu nerovných povrchů.
• Efektivní prostorové korelace dat – překrytí molekulárních map s optickými obrazy umožňuje přesnou lokalizaci sloučenin.

Přínosy a praktické využití metody

Díky minimální přípravě a ambientnímu režimu je DESI imaging vhodné pro rychlou screeningovou analýzu. Kombinace s MALDI pak rozšiřuje analytický rozsah:

• Komplexní mapování lipidomiky a metabolomiky bez nutnosti více přístrojů.
• Rychlé nasazení v rutinních laboratořích a klinických šaržích.
• Intuitivní software umožňuje snadnou interpretaci a objektivní hodnocení prostorového rozložení biomolekul.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj integrace ion mobility dat s umělou inteligencí a strojovým učením pro hlubší analýzu komplexních vzorků. Mezi perspektivní směry patří:

• Podpora pokročilých lipidomics a proteomics přímo na tkáňových řezech.
• Využití CCS databází pro automatizovanou identifikaci.
• Rozšíření aplikací v diagnostice nádorových onemocnění a personalizované medicíně.

Závěr

Spojení ambientního DESI imagingu se spektrometrem Synapt XS poskytuje výkonné a spolehlivé nástroje pro prostorově rozlišenou analýzu malých molekul a lipidů. Metoda zkracuje dobu přípravy vzorku, zvyšuje selektivitu díky ion mobility separaci a rozšiřuje možnosti interpretace dat v biologii i průmyslu.

Použitá instrumentace

• Desorption electrospray ionization (DESI) ambientní ionizační zdroj
• Waters Synapt XS s ion mobility separací
• Režimy akvizice SONAR (scanning quadrupole DIA) a HDMSE (ion mobility DIA)
• Měření kolizního průřezu (CCS)
• Software HDI Imaging pro integraci molekulárních a optických dat