Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

Дитранол в качестве матрицы для матрицы лазерной десорбцией / ионизацией изображений на преобразования Фурье ионного циклотронного резонанса Масс-спектрометр

Published: November 26, 2013 doi: 10.3791/50733
Automatic Translation
1,2, 1, 1,2
1University of Victoria-Genome BC Proteomics Centre, University of Victoria, 2Department of Biochemistry and Microbiology, University of Victoria

Summary

Дитранол (DT; 1,8-дигидрокси-9 ,10-dihydroanthracen-9-он) Ранее сообщалось, как MALDI матрицы для тканевой визуализации малых молекул; протоколы для использования DT для MALDI изображений эндогенных липидов на Поверхность срезов ткани по положительных ионов MALDI-MS на сверхвысокого разрешения квадрупольного FTICR инструмента приведены здесь.

Abstract

Масс-спектрометрия томография (MSI) определяет пространственной локализации и распределения, соединений на поверхности раздела тканей, в основном, с помощью MALDI (матрица с лазерной десорбцией / ионизацией) на основе аналитических методов. Новые матрицы для низкомолекулярных MSI, которые могут улучшить анализ низкомолекулярных (MW) соединений, необходимы. Эти матрицы должны обеспечивать расширение сигналы анализируемого при снижении MALDI фоновые сигналы. Кроме того, использование инструментов сверхвысокого разрешения, таких как преобразования Фурье ионный циклотронного резонанса (FTICR) масс-спектрометры, имеет возможность разрешить анализируемого сигналы от матрицы сигналов, и это может частично преодолеть много проблем, связанных с фоном происходящих из MALDI матрица. Снижение интенсивности метастабильных матричных кластеров FTICR MS может также помочь преодолеть некоторые из помех, связанных с матричными пиков на других инструментах. С высоким разрешениеминструменты, такие как масс-спектрометров FTICR выгодны, поскольку они могут распределительные модели многих соединений одновременно, обеспечивая при этом уверенность в химических идентификаций. Дитранол (DT; 1,8-дигидрокси-9 ,10-dihydroanthracen-9-он) Ранее сообщалось, как MALDI матрицы для визуализации тканей. В этой работе, это протокол для использования DT для MALDI изображений эндогенных липидов с поверхности секций млекопитающих ткани, по положительных ионов MALDI-MS, на гибридном квадруполе сверхвысокого разрешения была предоставлена ​​FTICR инструмент.

Introduction

Масс-спектрометрия томография (MSI) представляет собой аналитический метод определения пространственной локализации и распределения, соединений на поверхности раздела тканей 1,2. Матрица лазерной десорбцией / ионизацией (MALDI) MSI для анализа пептидов и белков была использована уже более десяти лет и были значительные улучшения в методах подготовки образца, чувствительность обнаружения, пространственным разрешением, воспроизводимости и обработки данных 3,4. Объединив информацию из гистологически окрашенных срезов и MSI экспериментов, патологоанатомы могут соотнести распределения конкретных соединений с патофизиологически интересных особенностей 5.

Модели распределения малых молекул, в том числе экзогенных препаратов 6,7 и их метаболитов 8-10 были также допрошены MALDI-MS ткани визуализации 11. Липиды являются, пожалуй, наиболее широко изучены CLAсс соединений с MALDI изображений, как в МС 12-17 и МС / МС 18 режимах. Использование MALDI MSI для работы с изображениями малой молекулы была ограничена несколькими факторами: 1) MALDI матрицы сами малые молекулы (обычно M / Z <500), которые генерируют обильные ионные сигналы. Эти обильные сигналы могут подавить ионизацию низкомолекулярных аналитов и вмешиваться в их 19,20 обнаружения. Растворителей покрытие матрицы 21, матрица сублимации 22 и матрица предварительно нанесенным покрытием MALDI MS 23, в частности, были разработаны, чтобы улучшить MSI малых молекул.

Новые матрицы, которые могут улучшить анализ соединений с низким МВт представляют большой интерес в низкомолекулярных MSI. Эти матрицы должны обеспечивать расширение сигналы анализируемого с уменьшением матричных сигналов. В режиме положительных ионов, 2,5-дигидроксибензойной кислоты (DHB) и α-циано-4-гидроксикоричной кислоты (CHCA) являются двумя обычно используемые матрицы MALDI MS для MSI 24 22,25. 9-аминоакридина был использован для MSI протонных аналитов в режиме положительных ионов 26 и нуклеотидов и фосфолипидов в отрицательных ионов в режиме 26-29. 2-меркаптобензотиазола было найдено, чтобы дать эффективное обнаружение MALDI липидов 30, и был использован для визуализации мозга мыши ганглиозиды 31. Сверхвысокого разрешения преобразования Фурье ионный циклотронного резонанса (FTICR) масс-спектрометры может несколько смягчить эту проблему путем разрешения анализируемого сигналы от матричных сигналов 32. Другим преимуществом использования FTICR-МС в том, что интенсивность метастабильных кластеров матриц REDUCред 33, что также снижает эти неисправностей 27.

Использование дитранола (дт; 1,8-дигидрокси-9 ,10-dihydroanthracen-9-она), как MALDI матрица для визуализации тканей Ранее сообщалось 34. В этом текущей работы, подробное протокол предназначен для использования DT для MSI эндогенных липидов на поверхности секций крупного рогатого объектив ткани, в режиме положительных ионов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Ткань Секционирование

  1. Флеш-заморозить выпуск образцов, После уборки урожая, с использованием жидкого азота, грузить их на сухом льду (если требуется доставка), а не хранить их при -80 ° С до ткани срезов. (Если коммерческие образцы используются, убедитесь, что образцы, приготовленные таким образом).
  2. Вырезать органы до приемлемого размера, чтобы соответствовать MALDI цель. Аккуратный от любых нежелательных частей органа. Для этого исследования, описанного здесь, телячьей линзы декапсулируется с использованием ранее описанной процедуры 35 до тканей срезов.
  3. Удалить целые органы от -80 ° C морозильник и исправить их на криогенной стадии ткани резки. Чтобы исправить телячьей объектив, разместить одну или две капли воды на ткани резки стадии криостат. Быстро разместить объектив в воде, прежде чем он затвердевает. Кроме того, оптимальная температура резки (OCT) соединения также могут быть использованы, чтобы исправить ткани на стадии резки. Если соединения октября используются, минимал количество октября должны применяться и следует позаботиться, чтобы убедиться, что разделы вырезать ткани не будут загрязнены соединениями октября, которые могут помешать ионизации и обнаружения аналитов 5,36,37.
  4. Разрешить температура внутри криостата, чтобы уравновесить до -18 ° С. Более холодные или теплые температуры могут быть использованы для более мягких или твердых тканей, соответственно. Затем вырежьте ткань экваториально в 20 мкм толстыми ломтиками. Использование толстых 10-15 мкм срезы для большинства тканей, однако из-за хрупкой природы бычий ткани хрусталика, были использованы толщиной 20 мкм срезы. Для крупного рогатого скота ткани хрусталика, отбросить первые образцы тканей и использовать только ломтики которые близки к или в экваториальной плоскости.
  5. Если линза ткань в образ, использовать 1,5 мкл муравьиной кислоты (98% в чистоте, ЖХ-МС классе), чтобы Предварительно смочите поверхность оксида индия и олова (ITO) покрытием стекло.
  6. Тщательно передачи срезах тканей на поверхности ITO-соованные стекла микроскопические слайд внутри криостата. Срез ткани быстро таять и станет плотно прикреплены к поверхности скольжения. Как правило, несколько срезов тканей может быть установлен на одном и том же ITO покрытием слайд таким образом.
  7. Лиофилизировать слайд в течение 15 мин до матрицы применения MALDI.
  8. Для матрицы тестирования, растворить отдельных матриц в соответствующих растворителях. Вручную определить 1 мкл каждой матрицы раствора на срез ткани. Кроме того, обнаружить малые молекулы калибровки стандарт на ткани для проверки MALDI чувствительности.
  9. Добавьте три учебных знаки на ИТО покрытием стекло, написав на непроводящей поверхности ITO покрытием стекло с ручкой коррекции жидкости. Возьмите оптическое изображение ткани слайда с помощью планшетного сканера и сохранить его в соответствующем формате, таких как TIFF или JPG.

2. Матрица Покрытие

2.1. Автоматизированная Матрица Покрытие

  1. Арслой матричные растворы, которые содержат ацетонитрил или смешанный ацетонитрил / вода в качестве растворителей, автоматически поверхностей срезов ткани с использованием Bruker ImagePrep или аналогичного электронного матричного распылителя.
  2. Покройте края передней поверхности ITO покрытием стекло с лентой так, чтобы матрица не пальто края слайда. Это гарантирует, что учебные метки на противоположной поверхности могут быть использованы для выравнивания ткани слайдов. Не закрывать края слайда с матрицей, поскольку они используются в качестве точек контакта для поддержания электропроводности ползуна ITO покрытием.
  3. Пальто предметное стекло с помощью двадцать циклов матрицы покрытия (2-сек спрей, 30-сек инкубации, и 60-сек времени сушки для каждого цикла).

2.2. Руководство Матрица Покрытие

  1. Если органические растворители (например, хлороформа и этилацетата), которые несовместимы с производственных материалов электронного распылителя матрицы являются requiкрасный, использовать пневматическим убить аэрограф опрыскиватель применить матрицу. Добавить подготовленную матрицу решение в резервуар аэрографом пистолет растворителем и применять нежный поток сжатого газа азота, к премьер-спрей.
  2. Покройте края передней поверхности ITO покрытием стеклах с лентой так, чтобы матрица не пальто края слайда. Это гарантирует, что учебные метки на противоположной поверхности могут быть использованы для выравнивания ткани слайдов. Не закрывать края слайда с матрицей, поскольку они используются в качестве точек контакта для поддержания электропроводности ползуна ITO покрытием.
  3. После наблюдались стабильные и мелкие брызги, вручную спрей матрицу так, чтобы она полностью покрывает срезы ткани. Применение минимального количества матричного раствора, необходимого для едва смачивать поверхность в течение каждого цикла, чтобы предотвратить возможные аналита делокализации. В общем, используют примерно 10 циклов матрицы распылителем для нанесения покрытия срез ткани, количество цикловзависит от состава матрицы типа ткани и.

3. MALDI MS

  1. Постройте калибровочный масса решение путем разбавления "ES Тюнинг Mix" стандартное решение с коэффициентом 1:200 в 60:40 изопропанол: вода (содержащую 0,1% муравьиной кислоты в конечной смеси).
  2. Введение 2 мкл / мин в разбавленном растворе "Настройка ES Mix" в состав двухрежимного ионизацией электрораспылением (ESI) / MALDI источник ионов на масс-спектрометре FTICR, со стороны ESI.
  3. Эксплуатации устройства FTICR в режиме ESI положительных ионов, с обнаружением широкополосного и размером сбора данных из 1024 кб / сек. Типичные параметры ESI являются капиллярная электронапыление напряжение, 3900 В; спрей щит напряжение, 3600 В; распылитель газа (N 2) поток, 2 л / мин; сухого газа (N 2) расхода и температуры, 4 л / мин и 200 ° С; скиммер 1 напряжение, 15 В; время полета (TOF), 0,009 сек; столкновения газа (Ar) поток, 0,4 л / с; источник ионов время накопления, 0,1 сек;и столкновение клеток ионный время накопления, 0,2 сек. Настройтесь рабочие параметры FTICR в целях максимизации Аналитическая чувствительность над диапазоне масс от т / г 200 до 1400, при сохранении хорошего временной области свободной индукции (FID) сигналов. Как правило, параметры работы ICR являются кореш напряжения, 8 В; Sidekick напряжение смещения, 8 V; усиление возбуждения 10; возбуждения время импульса, 0,01-0,015 сек; передняя напряжение ловушка пластина, 1,5 В; анодного напряжения назад ловушка, 1,6 В и Анализатор вход напряжения, -4 В. После набор параметров работы FTICR была определена, приобрести масс-спектры ESI и калибровки прибора с помощью опорных массы стандартных соединений в растворе "ES Тюнинг Mix".
  4. Для настройки прибора для работы MALDI, растворить несколько 1 мкл аликвоты смешанной терфенадина и стандартного раствора резерпина в матрице растворе при концентрации 1 мкМ каждого, и определить эти растворы непосредственно на одном из Tissuе секции (т.е. срез ткани тест), который был установлен на слайде ITO покрытием. Поместите слайд ITO покрытием в ткани слайд адаптера (т.е. специальный MALDI целевой) и загрузить адаптер от MALDI стороны в двойной ESI / MALDI ионного источника. Оптимизация соответствующие MALDI рабочие параметры мощности лазера и количество лазерных импульсов для накопления сигнала MALDI масс для каждого сканирования, и т.д. Типичные рабочие параметры MALDI являются: лазерных вспышек, 50; и MALDI пластина напряжение 300 В.
  5. После настройки, калибровки и оптимизации инструмент для MALDI-MSI экспериментов, выровнять физическое местоположение участка ткани для включения в образ с его записанного оптического изображения в программном обеспечении обработки изображений. Используйте три "Исправление жидкости" знаки, которые были ранее поставленные на противоположной стороне ITO покрытием слайд поверхности (шаг 1.9), для этого выравнивания методом триангуляции из трех пунктов.
  6. Выполните одновременное ESI и ТЗАОперация Д.И. так, чтобы каждый масс-спектр содержит ссылки массовые пики решения "ES Тюнинг Mix" для после приобретения калибровки внутреннего массового. Это приведет к более точного измерения массы в ходе процесса MALDI MS. Чтобы сделать это, сначала ослабить сигнал ESI, уменьшая напряжение капилляров, пока MALDI сигналы не доминировать спектры в то время как калибрующего сигналы ESI все еще достаточно высока для калибровки внутреннего массового.
  7. Затем создали автоматизированный метод растрирования для лазерного облучения. Определите регионы ткани для включения в образ и установить соответствующий лазер растровый размер шага. Обратите внимание, что меньше, растровые размеры шагов обеспечить изображения с большим разрешением ткани, но требует гораздо более длительного масс-спектральным время приема и больше места для хранения данных. Количество пикселей изображения зависит от лазерной растровой шагом в настройке и размера ткани. Для типичного крупного рогатого скота линзы, которая имеет размер 1 см 2 ткани, ткань изображение обычно состоит из ок.

4. Анализ данных

  1. Калибровка масс-спектры MALDI используя внутреннюю калибровку для первоначального сравнения и выбора пики для MS / MS. De-изотопов и выбрать моноизотопном пики, как описано выше, с использованием пользовательского сценария VBA 38.
  2. Экспорт в результате моноизотопных пиковые списки и ввод измеренных значений M / Z в Метлин 39 и / или метаболом баз данных HMDB 40 для массового подбора с записями библиотеки. Рассмотрим (М + Н) +, (М + Na) + и (М + K) + ионов в ходе обысков базы данных, с допустимой массы погрешностью ± 1 частей на миллион.
  3. Создать MALDI изображения для всех липидных лиц, обнаруженных по сечению всей ткани с помощью мнимойе-анализ программного обеспечения, с шириной масса фильтра 1 части на миллион на пике вершины.
  4. После того, как изображения были получены для всех значений M / Z, которые соответствуют записи в базе данных, генерировать изображения для всех остальных вершин, а искать уникальные структуры распределения, которые могут быть исследованы позже.

5. Подтверждение тождеств изображаемого липидов

  1. Подтверждение личности Верховного липидов численности, которые имеют ионы характерный фрагмент которые могут быть обнаружены с помощью инструмента FTICR (например 184,073 для фосфолипидов), по MALDI-MS/MS. Выполните MALDI-MS/MS используя индуцированные столкновениями диссоциации (CID) непосредственно на ткани.
  2. Для тех липидных видов, которые не могут быть непосредственно подтверждено MALDI-MS/MS, используют систему UPLC в сочетании с масс-спектрометром Q-TOF 34.
    1. Вручную анализировать аликвоты, содержащие ~ 10 мг ткани из области, где вид из интереса был локализован. Поместите эти ткани аликвоты в 2центрифужные пробирки мл.
    2. Гомогенизируют каждой ткани аликвоты в 250 мкл воды, используя Вибрационная мельница с двумя 5 мм из нержавеющей стали металлических шариков.
    3. Добавить 1 мл хлороформ-метанол раствора (1:03, объем / объем) и вихревой трубки. Далее, центрифуге трубки с помощью микроцентрифуге при 12000 х г в течение 10 мин.
    4. Соберите супернатантами и высушите их в ротационном скорости вакуумного концентратора.
    5. Растворить остатки в 100 мкл 30:70 изопропанол: вода. Введите 10-мкл аликвоты в колонку UPLC для разделения с использованием градиентного элюирования.
    6. Используйте хроматографические условия для он-лайн LC-MS/MS липидов, которые были опубликованы ранее 34.
    7. Создать извлекается ионный ток (XIC) хроматограмм с использованием теоретических значений M / Z, с окном ± 50 промилле вокруг теоретических масс.
    8. Если подлинные соединения для тех липидов доступны, соответствовать времени удерживания аутентичных соединений с теми, соответствуюствующих Xic пики из образцов ткани. Если соединения являются такими же, время удерживания и спектры MS / MS должны совпадать.
  3. Если подлинный соединение недоступен, используйте структуре фрагментации обнаруженного липидов в соответствии стандартный MS / MS спектр из базы данных метаболом таких как Метлин или HMDB. Используйте De Novo Масс-спектральный интерпретацию, чтобы определить возможную структуру липида.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Образцы тканей, которые секционные и установлены оттепель на ИТО, покрытых стеклах должны быть неповрежденными, без видимого разрыва. Для многих тканях, прямой ткани оттепель монтажа на Ито покрытием стекло является приемлемым. Для некоторых конкретных тканей, таких как бычий линзы, обширные разрывы ткани часто видно, когда прямое оттепель монтажа используется (рис. 1а). Предварительное покрытие из предметное стекло ITO с этанолом или муравьиной кислоты (рис. 1b) помогает поддерживать целостность срезах тканей при ткани монтажа.

Как выбор матрицы и выбор растворителя являются важными факторами, влияющими на качество MALDI спектров. Когда соответствующий спектр MALDI MS получают от среза ткани, масс-спектр, как правило, плотный с липидными сигналов в диапазоне обнаружения масса (рис. 2а). Матрица и растворитель должен быть выбран таким образом, что они имеют полярностиОНТ-размер: 14.399999618530273px; высота строки:. 28px; "> похожи на интерес аналитов, потому что MALDI процесс требует твердой фазы решение анализируемого вещества в матричных кристаллов Вообще лучшие интенсивности анализируемого сигнала приходят от использования из MALDI матриц с растворимостью, аналогичных желаемых аналитов 41,42. фиг.2а показан пример спектра, полученного с эффективной матрицы растворителя (70% ACN с 0,01% TFA), и 2б показан плохой выбор матрицы и растворитель (70% MeOH с 0,01% TFA) для дитранола.

Одним из преимуществ двухрежимного электрораспылительной ионизации (ESI) / MALDI источник ионов является то, что он позволяет добавлять калибрующего сигналов ESI одновременно приобретая MALDI спектры не вмешиваясь в процесс абляции. Эти калибрующего сигналы ESI позволяющие производить внутренний массовой калибровки, чтобы обеспечить высокую точность массовое со средствами массовой погрешности <0,5 промилле 38. ПосколькуESI сигнал стандартного раствора "ES Тюнинг Mix" может быть на порядок сильнее, чем МАЛДИ сигналов аналитов из ткани, то ESI-производные калибрующего сигналы должны быть ослаблены. Сигналы калибрующего должна быть видна и достаточной интенсивности для калибровки спектров, но не должны доминировать спектры.

После того, как множество масс-спектров из эксперимента MALDI-MSI была приобретена, изображение для каждого из обнаруженных ионов могут быть получены с каждого пикселя, представляющего лазерного пятна облучения от поверхности раздела тканей. Сочетание всех отдельных пикселей с различной интенсивностью ионов по сечению ткани из эксперимента MALDI MSI отражает ионизации целевых аналитов в ткани 1. Это может, в свою очередь, дают информацию о относительных концентраций анализируемых веществ в различных частей секции ткани (фиг.3В). Необходимо соблюдать осторожность при обработкеДанные, поскольку многие факторы могут повлиять то, что видел и как интерпретируется данные. В большинстве экспериментов, данные нормализованы к общему ионного тока (TIC) в пределах каждого спектра. Без этого нормализации, области с более анализируемого-матрицы совместной кристаллизации (т.е. так называемые "горячие точки") может привести к более сильные сигналы для анализируемых и это будет искажать данные, предоставляя информацию, не может хорошо коррелируют с фактическими относительных концентраций анализируемые (рис. 3в-3d).

Подготовка ткани также может кардинально изменить имидж, который создается. Если образец "слишком влажной" (применялся т.е. слишком много растворителя), то анализируемые будет делокализовать на ткани, и большая часть пространственной информации будут потеряны (рис. 3F). Метод сбора данных также важно в конечном изображении, полученном. Как MALDI эксперименты по разделам необработанных тканей по своей природе "грязные & #34; чувствительность прибора может уменьшаться с течением времени. Для коротких экспериментов это уменьшение не может быть очевидным, однако, это может быть проблемой в течение более длительных экспериментов и особенно грязных образцов. Если данные приобрела линейно поперек образца это может привести к географического смещения как будут проанализированы конкретные районы среза ткани после чувствительности прибора снизилась. Поэтому, используя случайные места для всех приобретений данных рекомендуется. Хотя этот метод занимает больше времени, это помогает удалить или минимизировать этот уклон в данных.

Как показано в предыдущей работе 34, по сравнению с CHCA и DHB, DT включено обнаружение дополнительных видов липидов, в то время как липиды обнаружены с CHCA и ДВГ все еще ​​может быть обнаружено.

Рисунок 1 >
Рисунок 1. Ткань монтажа и резки. Сравнительные оптические изображения двух бычьих срезах тканей теленка линз (толщиной 20 мкм), без предварительное увлажнение муравьиной кислоты (а), и с предварительное увлажнение муравьиной кислоты (б), установленных на ИТО покрытием стеклах.

Рисунок 2
Рисунок 2. . Масс-спектры MALDI масс-спектр приобретены непосредственно из среза ткани: а) идеального густонаселенных масс-спектр с липидными сигналов (70% ACN с 0,01% TFA), б), масс-спектр генерируется из среза ткани, покрытой плохой выбор растворитель (70% MeOH с 0,01% ТФУ). Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

палатка "FO: держать-together.within-страницу =" всегда "> Рисунок 3
Рисунок 3. MALDI MSI изображения представитель MALDI MSI изображения: а) раздел бычьего объектив ткани, б) MSI изображение того же участка ткани, в) MSI изображение, показывающее фоновое ион, г) ненормированным ионный карта той же ионной е). раздел бычьего объектив ткани и е) ион карта, показывающая частично делокализованную анализируемого из-за переувлажнения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Нам нечего раскрывать.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Rat Liver Pel-Freez Biologicals 56023-2
Bovine Calf Lens Pel-Freez Biologicals 57114-2 Sample should be decapsulated29 before use
Dithranol (DT) Sigma-Aldrich 10608 MALDI Matrix
α-Cyano-4-hydroxy-cinnamic Acid (CHCA) Sigma-Aldrich 70990 MALDI Matrix
2,5-Dihydroxybenzoic Acid (DHB) Sigma-Aldrich 85707 MALDI Matrix
Reserpine Sigma-Aldrich 83580
Terfenadine Sigma-Aldrich T9652
Formic Acid Sigma-Aldrich 14265
Ammonium Formate Sigma-Aldrich 14266
Ammonium Hydroxide Sigma-Aldrich 320145
Trifluoroacetic Acid (TFA) Sigma-Aldrich 302031
Water Sigma-Aldrich 39253
Methanol Sigma-Aldrich 34860
Acetonitrile Sigma-Aldrich 34967
Ethyl Acetate Sigma-Aldrich 34972
Isopropanol Sigma-Aldrich 34965
Chloroform Sigma-Aldrich 366927
Acetone Sigma-Aldrich 34850
Ethanol Commercial Alcohols 95%
ES Tuning Mix Agilent Technologies G2431A
ITO Coated Glass Slides Hudson Surface Technology PSI1207000 Ensure that samples are placed on the electrically conductive side
Wite-Out Shake-N-Squeeze Correction Pen Bic WOSQP11
Airbrush Sprayer Iwata Eclipse HP-CS
ImagePrep Bruker 249500-LS
MALDI adapter Bruker 235380

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chaurand, P., Stoeckli, M., Caprioli, R. M. Direct Profiling of Proteins in Biological Tissue Sections by MALDI Mass Spectrometry. Anal. Chem. 71, 5263-5270 (1999).
  2. Caprioli, R. M., Farmer, T. B., Gile, J. Molecular Imaging of Biological Samples. Localization of Peptides and Proteins Using MALDI-TOF MS. Anal. Chem. 69, 4751-4760 (1997).
  3. Amstalden van Hove, E. R., Smith, D. F., Heeren, R. M. A. A concise review of mass spectrometry imaging. J. Chromatogr. A. 1217, 3946-3954 (2010).
  4. Norris, J. L., Caprioli, R. M. Analysis of Tissue Specimens by Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Imaging Mass Spectrometry in Biological and Clinical Research. Chem. Rev. Feb 11, (2013).
  5. Walch, A., Rauser, S., Deininger, S. -O., Höfler, H. MALDI imaging mass spectrometry for direct tissue analysis: a new frontier for molecular histology. Histochem. Cell Biol. 130, 421-434 (2008).
  6. Hsieh, Y., et al. Matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry for direct measurement of clozapine in rat brain tissue. Rapid Commun. Mass Spectrom. 20, 965-972 (2006).
  7. Trim, P. J., et al. Matrix-assisted laser desorption/ionization-ion mobility separation-mass spectrometry imaging of vinblastine in whole body tissue sections. Anal. Chem. 80, 8628-8634 (2008).
  8. Khatib-Shahidi, S., Andersson, M., Herman, J. L., Gillespie, T. A., Caprioli, R. M. Direct molecular analysis of whole-body animal tissue sections by imaging MALDI mass spectrometry. Anal. Chem. 78, 6448-6456 (2006).
  9. Atkinson, S. J., Loadman, P. M., Sutton, C., Patterson, L. H., Clench, M. R. Examination of the distribution of the bioreductive drug AQ4N and its active metabolite AQ4 in solid tumours by imaging matrix-assisted laser desorption/ionisation mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 21, 1271-1276 (2007).
  10. Drexler, D. M., et al. Utility of imaging mass spectrometry (IMS) by matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) on an ion trap mass spectrometer in the analysis of drugs and metabolites in biological tissues. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 55, 279-288 (2007).
  11. Prideaux, B., Stoeckli, M. Mass spectrometry imaging for drug distribution studies. J. Proteomics. 75, 4999-5013 (2012).
  12. Sugiura, Y., Setou, M. Imaging Mass Spectrometry for Visualization of Drug and Endogenous Metabolite Distribution: Toward In Situ Pharmacometabolomes. J. Neuroimmune Pharmacol. 5, 31-43 (2009).
  13. Garrett, T. J., Yost, R. A. Analysis of intact tissue by intermediate-pressure MALDI on a linear ion trap mass spectrometer. Anal. Chem. 78, 2465-2469 (2006).
  14. Woods, A. S., Jackson, S. N. Brain tissue lipidomics: direct probing using matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry. AAPS J. 8, 391-395 (2006).
  15. Cha, S., Yeung, E. S. Colloidal graphite-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry and MSn of small molecules. 1. Imaging of cerebrosides directly from rat brain tissue. Anal. Chem. 79, 2373-2385 (2007).
  16. Burnum, K. E., et al. Spatial and temporal alterations of phospholipids determined by mass spectrometry during mouse embryo implantation. J. Lipid Res. 50, 2290-2298 (2009).
  17. Veloso, A., et al. Anatomical distribution of lipids in human brain cortex by imaging mass spectrometry. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 22, 329-338 (2011).
  18. Tanaka, H., et al. Distribution of phospholipid molecular species in autogenous access grafts for hemodialysis analyzed using imaging mass spectrometry. Anal. Bioanalyt. Chem. 400, 1873-1880 (2011).
  19. Lou, X., van Dongen, J. L., Vekemans, J. A., Meijer, E. W. Matrix suppression and analyte suppression effects of quaternary ammonium salts in matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry: an investigation of suppression mechanism. Rapid Comm. Mass Spectrom. 23, 3077-3082 (2009).
  20. Knochenmuss, R., Karbach, V., Wiesli, U., Breuker, K., Zenobi, R. The matrix suppression effect in matrix-assisted laser desorption/ionization: application to negative ions and further characteristics. Rapid Commun. Mass Spectrom. 12, 529-534 (1998).
  21. Puolitaival, S. M., Burnum, K. E., Cornett, D. S., Caprioli, R. M. Solvent-free matrix dry-coating for MALDI imaging of phospholipids. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 19, 882-886 (2008).
  22. Hankin, J. A., Barkley, R. M., Murphy, R. C. Sublimation as a Method of Matrix Application for Mass Spectrometric Imaging. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 19, 1646-1652 (2007).
  23. Grove, K. J., Frappier, S. L., Caprioli, R. M. Matrix pre-coated MALDI MS targets for small molecule imaging in tissues. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 22, 192-195 (2011).
  24. Fuchs, B., Süss, R., Schiller, J. An update of MALDI-TOF mass spectrometry in lipid research. Prog. Lipid Res. 49, 450-475 (2010).
  25. Murphy, R. C., Hankin, J. A., Barkley, R. M., Zemski Berry, K. A. MALDI imaging of lipids after matrix sublimation/deposition. Biochim. Biophys. Acta. 1811, 970-975 (2011).
  26. Vermillion-Salsbury, R. L., Hercules, D. M. 9-Aminoacridine as a matrix for negative mode matrix-assisted laser desorption/ionization. Rapid Commun. Mass Spectrom. 16, 1575-1581 (2002).
  27. Hu, C., et al. Analytical strategies in lipidomics and applications in disease biomarker discovery. J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 877, 2836-2846 (2009).
  28. Miura, D., et al. Ultrahighly sensitive in situ metabolomic imaging for visualizing spatiotemporal metabolic behaviors. Anal. Chem. 82, 9789-9796 (2010).
  29. Cerruti, C. D., Benabdellah, F., Laprevote, O., Touboul, D., Brunelle, A. MALDI Imaging and Structural Analysis of Rat Brain Lipid Negative Ions with 9-Aminoacridine Matrix. Anal. Chem. 84, 2164-2171 (2012).
  30. Astigarraga, E., et al. Profiling and Imaging of Lipids on Brain and Liver Tissue by Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry Using 2-Mercaptobenzothiazole as a Matrix. Anal. Chem. 80, 9105-9114 (2008).
  31. Whitehead, S. N., et al. Imaging mass spectrometry detection of gangliosides species in the mouse brain following transient focal cerebral ischemia and long-term recovery. PloS one. 6, e20808 (2011).
  32. Cornett, D. S., Frappier, S. L., Caprioli, R. M. MALDI-FTICR imaging mass spectrometry of drugs and metabolites in tissue. Anal. Chem. 80, 5648-5653 (2008).
  33. Deininger, S. O., et al. Normalization in MALDI-TOF imaging datasets of proteins: practical considerations. Anal. Bioanalyt. Chem. 401, 167-181 (2011).
  34. Le, C. H., Han, J., Borchers, C. H. Dithranol as a MALDI matrix for tissue imaging of lipids by Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. Anal. Chem. 84, 8391-8398 (2012).
  35. Han, J., Schey, K. L. MALDI Tissue Imaging of Ocular Lens α-Crystallin. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 47, 2990-2996 (2006).
  36. Schwartz, S. A., Reyzer, M. L., Caprioli, R. M. Direct tissue analysis using matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry: practical aspects of sample preparation. J. Mass Spectrom. 38, 699-708 (2003).
  37. Chen, Y., et al. Imaging MALDI mass spectrometry of sphingolipids using an oscillating capillary nebulizer matrix application system. Meth. Mol. Biology. 656, 131-146 (2010).
  38. Han, J., et al. Towards high throughput metabolomics using ultrahigh field Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. Metabolomics. 4, 128-140 (2008).
  39. Smith, C. A., et al. METLIN: a metabolite mass spectral database. Ther. Drug Monit. 27, 747-751 (2005).
  40. Wishart, D. S., et al. HMDB: a knowledgebase for the human metabolome. Nucleic Acids Res. 37, D603-D610 (2009).
  41. Hoteling, A. J., Erb, W. J., Tyson, R. J., Owens, K. G. Exploring the importance of the relative solubility of matrix and analyte in MALDI sample preparation using HPLC. Anal. Chem. 76, 5157-5164 (2004).
  42. Hoteling, A. J., Mourey, T. H., Owens, K. G. Importance of solubility in the sample preparation of poly(ethylene terephthalate. for MALDI TOFMS. Anal. Chem. 77, 750-756 (2005).
  43. Shroff, R., Rulísek, L., Doubsky, J., Svatos, A. Acid-base-driven matrix-assisted mass spectrometry for targeted metabolomics. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 106, 10092-10096 (2009).
  44. Eikel, D., et al. Liquid extraction surface analysis mass spectrometry (LESA-MS) as a novel profiling tool for drug distribution and metabolism analysis: the terfenadine example. Rapid Comm. Mass Spectrom. 25, 3587-3596 (2011).
  45. Sadeghi, M., Vertes, A. Crystallite size dependence of volatilization in matrix-assisted laser desorption ionization. Appl. Surf. Sci. 127 - 129, 226-234 (1998).
  46. O'Connor, P. B., Costello, C. E. Internal Calibration on Adjacent Samples (InCAS) with Fourier Transform Mass Spectrometry. Anal. Chem. 72, 5881-5885 (2000).
  47. Jing, L., Amster, I. J. An improved calibration method for the matrix-assisted laser desorption/ionization-Fourier transform ion cyclotron resononance analysis of 15N-metabolically- labeled proteome digests using a mass difference approach. Eur. J. Mass Spectrom. 18, 269-277 (2012).
  48. Zhang, L. -K., Rempel, D., Pramanik, B. N., Gross, M. L. Accurate mass measurements by Fourier transform mass spectrometry. Mass Spectrom. Rev. 24, 286-309 (2005).
  49. Clemis, E. J., et al. Quantitation of spatially-localized proteins in tissue samples using MALDI-MRM imaging. Anal. Chem. 84, 3514-3522 (2012).
  50. Schwamborn, K., Caprioli, R. M. Molecular imaging by mass spectrometry--looking beyond classical histology. Nat. Rev. Cancer. 10, 639-646 (2010).
  51. Oppenheimer, S. R., Mi, D., Sanders, M. E., Caprioli, R. M. Molecular analysis of tumor margins by MALDI mass spectrometry in renal carcinoma. J. Proteome Res. 9, 2182-2190 (2010).

Tags

Основной протокол выпуск 81 глаз молекулярной визуализации техника химия аналитическая масс-спектрометрия матрица лазерной десорбцией / ионизацией (MALDI) тандемной масс-спектрометрии липидов визуализации ткани бычий объектив дитранол матрица FTICR (преобразование Фурье Ion Циклотронный резонанс)
Дитранол в качестве матрицы для матрицы лазерной десорбцией / ионизацией изображений на преобразования Фурье ионного циклотронного резонанса Масс-спектрометр
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Le, C. H., Han, J., Borchers, C. H.… More

Le, C. H., Han, J., Borchers, C. H. Dithranol as a Matrix for Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Imaging on a Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer. J. Vis. Exp. (81), e50733, doi:10.3791/50733 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter