بررسی مختصری از تصویربرداری طیف سنج جرمی
چکیده
تصويربرداری طیف‌سنجی جرمی به بررسی فضايی مولکول‌ها در سطوح پيچيده کمک می‌کند. ترکیبی از گونه‌زایی مولکولی با آنالیز محلی، یک میکروسکوپ شیمیایی را ارائه می‌دهد که می‌تواند برای توصیف مستقیم سطوح بافت بیومولکول در بافت‌شناسی مورد استفاده قرار گیرد. تصویربرداری مبتنی بر MS به‌طور مطلوب امکان تشخیص و نقشه‌برداری گسترده ترکیبات بیولوژیکی نشان دار نشده را فراهم می‌کند که حضور یا عدم وجود آن می‌تواند به‌طور مستقیم نتیجه آسیب‌شناسی بیماری باشد. تشخیص موفق آنالیت های موردنظر در وضوح فضایی مطلوب، نیاز به توجه دقیق به مراحل مختلف در پروتکل تصویربرداری طیف‌سنجی جرمی دارد. در این بررسی، تعدادی از تحولات مهم در یونیزاسیون، ابزار دقیق و کاربرد این تکنولوژی نوآورانه مورد بحث قرار خواهند گرفت. تمرکز این بررسی بر روی آخرین تحولات در تصویربرداری MS است. کاربردهای بیولوژیکی انتخاب‌شده برای نشان دادن برخی از ویژگی‌های جدید مورد بحث قرار گرفته اند. دو تکنیک رایج در تصویربرداری MS، تصویربرداری جرمی یون ثانویه (SIMS) و تصویربرداری طیف‌سنج جرمی یونیزاسیون واجذبی لیزری به کمک زمینه (MALDI) ،مرکز این بررسی هستند. پیشرفت‌های دستگاهی اخیر درباره توسعه وضوح فضایی، قدرت تفکیک جرمی، صحت جرمی، قابلیت‌های MS-پشت سر هم و قابلیت‌های جدید در جداسازی فاز گاز در هر دو تکنیک تصویربرداری ارائه شده است. این نشان می دهد که چگونه تصویربرداری موفقیت‌آمیز MS به قوانین آماده‌سازی نمونه وابسته است، چراکه آن‌ها محدوده ماهیت و توالی مولکول‌های بیومولکولها را که می‌تواند از آن‌ها تصویربرداری کند شناسایی می‌کنند. سرانجام، تحولات در استراتژی آنالیز داده برای مجموعه داده‌های تصویری بزرگ، به‌طور خلاصه مورد بحث قرار می‌گیرد.
1. مقدمه
تصویربرداری طیف‌سنجی جرمی، ترکیبی از آنالیز جرم مولکولی و اطلاعات فضایی، تجسمی از مولکول‌ها در سطوح پیچیده ارائه می‌دهد. آغاز بهره‌برداری از تکنیک‌های تصویربرداری MS مبتنی بر MALDI-زمان پرواز (MALDI-TOF) در سال 1997 [1] موجب افزایش پیشرفت‌های روش‌شناختی و ابزاری و کاربردهای بعدی تصویربرداری طیف‌سنج جرمی شده است. علاوه بر این، کاربردهای بیولوژیکی زمان پرواز SIMS (TOF-SIMS) به علت به‌وضوح فضایی بالای ارائه‌شده توسط SIMS افزایش یافته است. استراتژی‌های تصویربرداری چندمنظوره MS و همچنین تطبیق پروتکل‌های پروتئومیک ها، تصویربرداری MS را یک ابزار قدرتمندی برای استقرار فضایی و شناسایی عناصر، داروها، متابولیت ها، چربی ها، پپتیدها و پروتئین ها در بافت های بیولوژیکی ساخته است. شکل 1 تعداد انتشارات در سال یک وب‌سایت علمی ISI را نشان می‌دهد که موضوع "تصویربرداری طیف‌سنجی جرمی" و " طیف‌سنجی جرمی تصویربرداری " است. در اینجا ما به «تصویربرداری طیف‌سنجی جرمی »، MSI یا «تصویربرداری MS» ساده برای جلوگیری از سردرگمی «طیف‌سنجی توده تصویری»، IMS، با «جداسازی تحرک یونی» اشاره خواهیم کرد.
abstract
Mass spectrometric imaging allows the investigation of the spatial distribution of molecules at complex surfaces. The combination of molecular speciation with local analysis renders a chemical microscope that can be used for the direct biomolecular characterization of histological tissue surfaces. MS based imaging advantageously allows label-free detection and mapping of a wide-range of biological compounds whose presence or absence can be the direct result of disease pathology. Successful detection of the analytes of interest at the desired spatial resolution requires careful attention to several steps in the mass spectrometry imaging protocol. This review will describe and discuss a selected number of crucial developments in ionization, instrumentation, and application of this innovative technology. The focus of this review is on the latest developments in imaging MS. Selected biological applications are employed to illustrate some of the novel features discussed. Two commonly used MS imaging techniques, secondary ion mass spectrometric (SIMS) imaging and matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) mass spectrometric imaging, center this review. New instrumental developments are discussed that extend spatial resolution, mass resolving power, mass accuracy, tandem-MS capabilities, and offer new gas-phase separation capabilities for both imaging techniques. It will be shown how the success of MS imaging is crucially dependent on sample preparation protocols as they dictate the nature and mass range of detected biomolecules that can be imaged. Finally, developments in data analysis strategies for large imaging datasets will be briefly discussed.
1. Introduction
Mass spectrometry imaging, the combination of molecular mass analysis and spatial information, provides visualization of molecules on complex surfaces. The inception of MALDI-time-of- flight (MALDI-TOF) based MS imaging techniques in 1997 [1] has led to a surge in methodological and instrumental developments and subsequent applications of mass spectrometry imaging. In addition, the biological applications of time-of-flight SIMS (TOFSIMS) have increased, due to the high spatial resolution offered by SIMS. Multi-modal MS imaging strategies, as well as the adaption of proteomics protocols, have made MS imaging a powerful tool for spatial localization and identification of elements, pharmaceuticals, metabolites, lipids, peptides and proteins in biological tissues. Fig. 1 shows the number of publications per year from an ISI Web of Science search of the topics “imaging mass spectrometry” and “mass spectrometry imaging”. Here, we will refer to “mass spectrometry imaging”, MSI, or simply “MS imaging” to avoid the confusion of “imaging mass spectrometry”, IMS, with “ion-mobility separation”.
چکیده
1. مقدمه
2. روش‌های یونیزاسیون برای تصویربرداری MS
2.1 طیف‌سنجی جرمی یون ثانویه (SIMS)
2.2- MALDI
2.3- DESI
3. ابزار
4. آماده‌سازی نمونه
4.1 تیمار سطح برای SIMS
4.2 انتخاب زمینه و ته نشینی برای MALDI و ME-SIMS
5. آنالیز داده‌ها
6. چشم‌اندازها
Abstract
1. Introduction
2. Ionization methodologies for imaging MS
2.1. Secondary ion mass spectrometry (SIMS)
2.2. MALDI
2.3. DESI
3. Instrumentation
4. Sample preparation
4.1. Surface treatment for SIMS
4.2. Matrix selection and deposition for MALDI and ME-SIMS
5. Data analysis
6. Perspectives
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه