JMS-S3000 “SpiralTOF™-plus3.0”과 전사판 Poropare™를 이용한 딸기 대량 이미징
엠에스팁 499호
매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화(MALDI)를 이용한 질량 분석(MSI) 기술은 최근 몇 년 동안 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 소프트 이온화 방법인 MALDI 방법은 다양한 분자의 국소화를 시각화할 수 있습니다. MALDI-MSI의 일반적인 작업 흐름에서는 5~10μm 두께의 조직 절편을 준비하여 전도성 ITO 유리 슬라이드에 놓습니다. 슬라이스에 매트릭스를 균일하게 도포하고 MALDI-MSI 측정을 수행합니다. MALDI-MSI의 과제 중 하나는 식물 및 플라스틱 샘플의 표면 측정과 같은 슬라이스를 준비하기 어렵다는 것입니다. 특히 과일과 식물에는 많은 수분이 포함되어 있어 냉동 조직 절편을 준비하는 것이 어렵습니다. 이러한 샘플의 경우 한 가지 해결책은 샘플 표면의 유기 화합물을 특수 처리된 플레이트로 옮겨 측정하는 것입니다. 본 보고서에서는 새롭고 매우 견고한 전달 플레이트인 Poropare™(Hamamatsu Photonics)를 사용하여 딸기의 화합물을 전달하고 MSI 측정을 수행했습니다. Poropare™는 수십 μm 크기의 유리 비드를 소결하고 백금을 증착하여 전기 전도성을 확보하는 방식으로 제작됩니다(그림 1). 이러한 백금 효과는 매트릭스 없이 표면 보조 탈착 이온화(SALDI-MSI)를 수행할 수 있게 합니다. 본 연구에서는 SALDI-MSI와 MALDI-MSI를 모두 분석했습니다. 또한, 본 보고서에 사용된 고질량 분해능 MALDI-TOFMS JMS-S3000 "SpiralTOF™-plus 3.0"은 17개의 전기 섹터로 구성된 SpiralTOF 이온 광학 시스템을 사용하며, 비행 거리는 XNUMXm로 매우 깁니다. 따라서 Poropare™ 표면의 불균일성에 덜 민감하여 높은 분해능을 달성합니다. 또한, 전기 섹터에 의해 소스 후 붕괴 이온이 배제되므로 저분자량 영역에서도 고감도 측정이 가능합니다.
그림 1 Poropare™의 개략도
실험
시중에서 판매하는 딸기를 준비하여 칼로 네 조각으로 자릅니다. 한 조각을 Poropare™에 눌러 자른 표면에 존재하는 성분을 전사합니다(그림 2). 또한, 같은 딸기 표면을 같은 방식으로 전사한 후, 에어브러시를 사용하여 DHB를 매트릭스에 도포합니다. MSI 측정은 JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0을 사용하여 SpiralTOF 양이온 모드에서 수행했습니다. 얻어진 데이터는 msMicroImager™를 사용하여 분석했습니다. 기타 자세한 측정 조건은 표 1에 제시되어 있습니다.
그림 2 Poropare™를 사용한 샘플 준비
표 1 측정 조건
Poropare는 Hamamatsu Photonics KK의 상표입니다.
결과
그림 3은 잘린 딸기에서 SALDI-MSI의 결과를 보여줍니다. 헥소스, 수크로오스와 같은 단맛 성분과 구연산과 같은 신맛 성분이 관찰되었습니다. 각 성분의 질량 오차는 수 mDa 미만으로 우수한 질량 정확도를 확인했습니다. 다음으로 DHB로 코팅된 샘플을 사용하여 MALDI-MSI 측정을 수행했으며 결과는 그림 4에 나와 있습니다. MALDI-MSI에서 주요 성분으로 헥소스, 수크로오스, 구연산이 관찰되었습니다. 반면 MALDI-MSI는 SALDI-MSI에서 관찰할 수 없었던 펠라고니딘-3-O-글루코사이드를 관찰할 수 있었습니다. 이 성분은 미량이지만 약 0.1 Da 차이가 나는 다른 성분과 분리되었으며 질량 오차는 -1.6 mDa였습니다. 이는 저분자량 영역 측정에서 SpiralTOF™-plus 3.0의 고분해능 특성을 활용한 결과입니다. 펠라르고니딘-3-O-글루코사이드는 딸기의 주요 안토시아닌 색소이며 딸기 외부에 분포되어 있는 것으로 밝혀졌습니다.
맺음말
Poropare™를 이용하여 일반적으로 대량 이미징을 위한 조직 절편 제작이 어려운 딸기 내 성분의 MSI 측정을 연구했습니다. 전달 함수로 인해 전달판이 큰 불균일 구조를 가지지만, 긴 비행 거리를 가진 SpiralTOF™-plus3.0과 결합하면 저분자량 영역에서도 고해상도와 높은 질량 정확도의 대량 이미징이 가능함을 확인했습니다.
그림 3 SALDI-MSI 결과의 평균 질량 스펙트럼과 헥소스, 수크로스, 구연산의 추출된 질량 이미지입니다.
그림 4 MALDI-MSI 결과의 평균 질량 스펙트럼과 Pelargonidin-3-O-glucoside의 추출된 질량 이미지입니다.
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