Studium přípravy vzorků pro zobrazení tkání pomocí hmotnostní spektrometrie MALDI

Bc. Adam Pruška

Master's thesis

Study of Sample Preparation for Tissue Imaging using MALDI Mass Spectrometry

Abstract:

Zobrazovací hmotnostní spektrometrie (MSI) se za poslední dvě dekády stala cenným a značně využívaným analytickým nástrojem. V současné době je nejčastěji používanou ionizační technikou v MSI laserová desorpce a ionizace za účasti matrice (MALDI) umožňující generování molekulových iontů v širokém hmotnostním rozsahu. Předkládaná diplomová práce se zabývá optimalizací nanášení dvou nejběžněji používaných matric pro MALDI MSI s vysokým prostorovým rozlišením a vysokou hmotnostní rozlišovací schopností. Část práce je věnována přípravě kvazi-homogenní tkáně (QHT) jako modelového vzorku tkáně, který bylo možné následně využít pro charakterizaci vrstvy matrice a optimalizaci nanášení dvou matric, 2,5-dihydroxybenzoové (DHB) a α-kyano-4-hydroxybenzoové kyseliny (CHCA). Hlavní část práce je zaměřena na charakterizaci vrstvy matrice pomocí optického pozorování a MSI měření. U obou matric bylo dosaženo homogenní vrstvy matrice poskytující relativně vyrovnané intenzity signálů z QHT pohybující se okolo 25 % RSD. V závěru je na řezech myších jater demonstrováno dosažení prostorového rozlišení 8 µm při použití DHB matrice a na transverzálních rezech myších mozků je ukázána možnost analyzovat i velké plochy s prostorovým rozlišením 25 µm při použití obou matric.

Abstract:

Mass spectrometry imaging (MSI) has become a valuable and extensively used analytical tool over the last two decades. The most commonly used ionization technique in MSI is matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) generating molecular ions over a wide mass range. This diploma thesis deals with the optimization of deposition protocol for two most commonly used matrices for MALDI MSI with high spatial resolution and high mass resolving power. Part of the work is devoted to preparation of quasi-homogenous tissue (QHT) as a model biological tissue, which was subsequently used for characterization of matrix layer and optimization of deposition protocols. Two matrices namely, 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) and α-cyano-4-hydroxybenzoic acid (CHCA) were studied. The major part is focused on characterization of matrix layer by optical observation and MSI measurements. Optimal deposition protocols for two matrices have been developed. In the both cases, a homogeneous matrix layer was obtained providing relatively balanced intensity signals from QHT around 25 % RSD. In the conclusion, the high spatial resolution of 8 μm is demonstrated on the sections of the mouse liver using the DHB matrix. Both DHB and CHCA matrices were used for MSI analyses of the transverse sections of mouse brain showing feasibility of large area analysis with a spatial resolution of 25 μm.

Keywords

zobrazovací hmotnostní spektrometrie, MALDI, matrice, příprava vzorku, vysoké rozlišení, Orbitrap, kvazi-homogenní tkáň, pneumatické nanášení, kvalita vrstvy matrice, mass spectrometry imaging, matrix, sample preparation, high resolution, quazi-homogeneous tissue, pneumatic deposition, quality of matrix layer

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2017
• Supervisor: prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Analytical Chemistry