Массовая визуализация клубники с использованием JMS-S3000 «SpiralTOF™-plus3.0» и трансферной пластины Poropare™

Технология масс-спектрометрии (MSI) с использованием матрично-ассистированной лазерной десорбции/ионизации (MALDI) широко используется в различных областях в последние годы. Метод MALDI, который является методом мягкой ионизации, может визуализировать локализацию различных молекул. В типичном рабочем процессе MALDI-MSI подготавливается срез ткани толщиной 5-10 мкм и помещается на проводящее предметное стекло ITO. Матрица равномерно наносится на срез, и выполняется измерение MALDI-MSI. Одной из проблем MALDI-MSI является сложность подготовки срезов, например, поверхностного измерения растений и образцов пластика. В частности, фрукты и растения содержат много воды, что затрудняет подготовку замороженных срезов тканей. Для таких образцов одним из решений является перенос органических соединений с поверхности образца на специально обработанную пластину и их измерение. В этом отчете использовалась новая, высокопрочная переносная пластина Poropare™ (Hamamatsu Photonics) для переноса соединений в клубнике и выполнения измерения MSI. Poropare™ изготавливается путем спекания стеклянных шариков размером в несколько десятков мкм и осаждения на них платины для обеспечения электропроводности (рисунок 1). Этот эффект платины также позволяет выполнять поверхностно-активированную десорбционную ионизацию (SALDI-MSI) без матрицы. В этом исследовании мы исследовали как SALDI-MSI, так и MALDI-MSI. Кроме того, MALDI-TOFMS с высоким разрешением по массе JMS-S3000 "SpiralTOF™-plus 3.0", используемый в этом отчете, использует ионную оптическую систему SpiralTOF, состоящую из четырех электрических секторов, и имеет большую дальность полета 17 м. Это делает его менее восприимчивым к неровностям поверхности Poropare™, достигая высокого разрешения. Кроме того, исключение ионов после распада источника электрическими секторами позволяет проводить высокочувствительные измерения даже в области низких молекулярных масс.

Рисунок 1. Схема Poropare™

Эксперименты

Коммерчески доступные ягоды клубники были подготовлены и разрезаны на четыре части ножом. Один из кусочков был прижат к Poropare™ для переноса компонентов, присутствующих на поверхности среза (рисунок 2). Кроме того, поверхность той же самой клубники была перенесена таким же образом, а затем DHB был нанесен на матрицу с помощью аэрографа. Измерения MSI были выполнены в режиме положительных ионов SpiralTOF с использованием JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0. Полученные данные были проанализированы с использованием msMicroImager™. Другие подробные условия измерений показаны в таблице 1.

Poropare является торговой маркой Hamamatsu Photonics KK.

Результаты

На рисунке 3 показаны результаты SALDI-MSI на разрезанной клубнике. Были обнаружены сладкие компоненты, такие как гексоза и сахароза, и кислые компоненты, такие как лимонная кислота. Ошибка массы каждого компонента составила менее нескольких мДа, что подтверждает хорошую точность массы. Затем были проведены измерения MALDI-MSI с использованием образца, покрытого DHB, и результаты показаны на рисунке 4. Гексоза, сахароза и лимонная кислота также были обнаружены в качестве основных компонентов в MALDI-MSI. С другой стороны, MALDI-MSI удалось обнаружить пеларгонидин-3-O-глюкозид, который SALDI-MSI не смог обнаружить. Хотя этот компонент был второстепенным, он был отделен от другого компонента, который отличался примерно на 0.1 Да, и ошибка массы составила -1.6 мДа. Это результат использования преимуществ высокого разрешения характеристик SpiralTOF™-plus 3.0 при измерении области с низкой молекулярной массой. Пеларгонидин-3-О-глюкозид является основным антоциановым пигментом клубники и, как было обнаружено, распределен по внешней поверхности ягоды.

Заключение

Используя Poropare™, мы исследовали измерение MSI компонентов внутри клубники, которые обычно сложно изготавливать для получения срезов тканей для массовой визуализации. Хотя пластина переноса имеет большую неровную структуру из-за функции переноса, было обнаружено, что при ее объединении со SpiralTOF™-plus3.0, который имеет большую дальность полета, возможна массовая визуализация с высоким разрешением и высокой точностью массы даже в области низкой молекулярной массы.

Рисунок 3 Средний масс-спектр результата SALDI-MSI и извлеченные масс-изображения гексозы, сахарозы и лимонной кислоты.

Рисунок 4　Средний масс-спектр результата MALDI-MSI и извлеченное массовое изображение пеларгонидин-3-O-глюкозида.

Решения по областям применения

Еда / Растения

Сопутствующие продукты

JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0 Времяпролетный масс-спектрометр с матричной лазерной десорбцией/ионизацией

JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0 — это MALDI-TOFMS*, в котором используется инновационная ионная оптика SpiralTOF, которая была обновлена ​​для расширения диапазона масс этой системы высокого разрешения. JMS-S3000 определяет новый стандарт производительности MALDI-TOFMS и предоставляет самые современные аналитические решения для широкого спектра областей исследований, таких как функциональные синтетические полимеры, материаловедение и биомолекулы.

Категория продукта

Времяпролетный масс-спектрометр с матричной лазерной ионизацией (MALDI-TOFMS)