MALDI-TOF-MSによる イメージング質量分析アプリケーション イメージング ? イメージング(英: imaging)とは、試料の情報を様々な方法で測定して画像化・視覚化すること。 あるいはそれに用いられる技術。レントゲン写真はX線イメージングの一例です。 「~イメージング」と記述して、応用の方法によって区別する場合があります。情報技術や医療分野でよく用いられます。 コンピュータ断層撮影(CT) 核磁気共鳴画像法(MRI/MRS) 陽電子放出断層撮影(PET) MALDI-IMS Research use only
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“Direct tissue analysis using matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry: practical aspects of sample preparation” Schwartz SA, Reyzer ML, Caprioli RM, J. Mass Spectrom. (2003); 38(7): 699-708
MALDI-IMS Research use only
MALDIイメージング用凍結切片調製-洗浄
Acquire mass
spectra
DropletsSpray
coating
m/z 18 388
ImagingProfiling
+ + ++ + +
Protein images
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マトリックス添加方法
液滴内部では、非局在化が発生します
大きな液滴: 良質なスペクトルが得られますが空間分解能は低下します
MALDI-IMS Research use only
MALDIイメージング - マトリックススプレー
エアーブラシ
スプレーの微調整が可能良好のコーティングが可能マトリックス消費量:約1ml
洗浄および使用頻度によりメッキ部分から銅が溶出し、銅アダクトピークが検出される場合がある酸に弱い
TLC-Sprayer
ガラス製であるために銅アダクトの心配が無い
スプレーの微調整が困難一度に多量のマトリックスを消費するマトリックス消費量:約10ml
乾燥窒素圧縮空気(オイルレス)
MALDI-IMS Research use only
マトリックス溶液スプレー
テフロンコーティングスプレーチャンバー
スプレーヘッド
光学センサー内蔵
スプレーヘッドとマトリックスリザーバー
コンパクトな装置タッチパネル式コンピュータ内臓
MALDI-IMS Research use only
ピンホールの開いた薄いメタルシート
マトリックスリザーバー
ピエゾ素子
ミスト
•振動気化法によるマトリックスエアロゾルの生成
• ノズル、ガスを必要としません
• ソフトな重力による液滴の添加最適な湿度コントロール
ImagePrep スプレーヘッド
MALDI-IMS Research use only
ImagePrepマトリックスミストの生成
∅ 20µm
max 50µm
0
10
20
30
40
50
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Diameter [µm]
Fre
quen
cy o
f Occ
urre
nce
[%]
100 µm
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液滴のサイズ分布
典型的なスプレーサイクルの散乱光強度
time
scat
tere
d lig
ht
inte
nsi
ty
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光学センサー
dryw
et
Time [min]0 15 30
thick thinscat
tere
d lig
ht in
tens
ity
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マトリックス調製工程の例
ImagePrep (50µm crystals) マニュアルスプレー
50 µm
Sinapinic acid (20g/l in 50%
acetonitrile)
MALDI-IMS Research use only
結晶形の例
脳のTICスペクトル(全スペクトルの総和)
2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000
•低バックグラウンド
• 500-800 ピークを検出
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スペクトルのクオリティー
ペプチド・タンパク質領域
MALDI-IMS
MALDI-IMS Research use only
アルツハイマー
モデルマウス脳
空間分解能:50 µm
Sample by courtesy of:Matthias RiemenschneiderNeurochemistry and
Neurogenetics,Dept. of Psychiatry and
PsychotherapyKlinikum rechts der Isar,Munich
MALDI-IMS Research use only
ImagePrepデータ例
MALDI-IMS Research use only
空間分解能:50μmアルツハイマーマウス脳のイメージングMS
Richard Caprioli, Vanderbilt Univ. TN-USAMALDI-IMS Research use only
Abs. Int. * 1000a T P V V H Fb D E N P V V H F F K Ny R P T V I N K F F H V N E D Q T
73.865a 1
T
174.773y 1
229.684b 2
271.702y 2
344.628b 3
372.656y 3
473.611b 4
471.700y 4
559.678a 5
587.640b 5
584.743y 5
656.727a 6
684.694b 6
P
698.806y 6
755.813a 7
783.757b 7
826.888y 7
854.906a 8
882.855b 8
973.971y 8
991.911a 9
1019.887b 9
H
1121.061y 9
1138.985a 10
1166.872b 10
1258.131y 10
1314.424b 11
1357.223y 11
1443.138b 12
1556.282b 13
1553.384y 13
1641.939a 14
I
1667.452y 14
1796.514y 15
1911.835y 16
1967.675b 17
2040.678y 17
2094.526a 18
R
2140.902y 18
QD y17b3
NP y14b6
PV y13b7
VH y11b9
HF y10b10
FF y9b11
FK y8b12
DEN y16b5
ENP y15b6
NPV y14b7
VHF y11b10
HFF y10b11
FFK y9b12
FKN y8b13
KNI y7b14
QDEN y17b5
NPVV y14b8
FFKN y9b13
DENPV y16b7
HFFKN y10b13
FFKNI y9b14
PVVHFF y13b11
VVHFFK y12b12
VHFFKN y11b13
HFFKNI y10b14
VVHFFKN y12b13
VHFFKNI y11b14
NPVVHFFK y14b12
HFFKNIVT y10b16
NPVVHFFKN y14b13
MASCOT Score: 123
トリプシン処理
未処理
Research use only
例) m/z 2141 Myelin Basic Protein
• MALDIイメージングと LC-MALDIの統合アプローチ
• FFPE(ホルマリン固定)組織および巨大タンパク質の解析が可能
MALDI-IMS Research use only
ImageIDTM ワークフロー
MALDI-IMS Research use only
空間的プロテオミクス
低分子・脂質領域
MALDI-IMS
MALDI-IMS Research use only
空間分解能:20μm
MALDI-IMS Research use only
MALDI Imaging - 脂質の分布
MALDI-IMS Research use only
Different lipid species in mouse brain measured at a spatial resolution of 10 µm on an ultrafleXtreme.
from: Chaurand P et al.
Sublimation of new matrix candidates for high spatialresolution imaging mass spectrometry of lipids: enhanced information in both positive and negative polarities after 1,5-diaminonapthalene deposition.
Anal Chem. 2012;84(4):2048-54
Lipid Imaging at 10μmSmartbeam laser: Industry-leading performance in MALDI imaging at 2 kHz