赤外線レーザーアブレーションエレクトロスプレーイオン化質量分析による生体組織の周囲分子イメージングと深さプロファイリング

大気圧イオン化法と組み合わせた質量分析により、高い特異性と感度を備えた生化学的変化の生体内調査を可能にします。レーザーアブレーションエレクトロスプレーイオン化（LAESI）は、十分な水分含有量を持つ生物サンプルの分析に適した最近導入された周囲イオン化方法です。キメラaphelandra squarrosa葉組織のlaesi質量分析により、多様化の緑と黄色のセクターに特徴的な代謝物を特定します。関連する生合成経路の重要な部分（たとえば、Kaempferol Biosynthesis）は、検出された代謝産物および代謝データベースから確認されています。除去された領域のスキャン電子顕微鏡検査は、約350マイクロームの横方向と約50マイクローム深度分解能を備えた2次元イメージングと深度プロファイリングの両方の実現可能性を示しています。いくつかの内因性代謝産物の分子分布は、アブレーションが表皮層と葉肉層に到達するにつれて、多様化のセクターと定量的変化のセクター間の化学的コントラストを示しています。我々の結果は、Laesi質量分析が、生物組織および生きている生物における代謝産物の周囲分子イメージングと深さプロファイリングの新しい方法を開くことを示しています。

Mass spectrometry in conjunction with atmospheric pressure ionization methods enables the in vivo investigation of biochemical changes with high specificity and sensitivity. Laser ablation electrospray ionization (LAESI) is a recently introduced ambient ionization method suited for the analysis of biological samples with sufficient water content. With LAESI mass spectrometric analysis of chimeric Aphelandra squarrosa leaf tissue, we identify the metabolites characteristic for the green and yellow sectors of variegation. Significant parts of the related biosynthetic pathways (e.g., kaempferol biosynthesis) are ascertained from the detected metabolites and metabolomic databases. Scanning electron microscopy of the ablated areas indicates the feasibility of both two-dimensional imaging and depth profiling with a approximately 350 microm lateral and approximately 50 microm depth resolution. Molecular distributions of some endogenous metabolites show chemical contrast between the sectors of variegation and quantitative changes as the ablation reaches the epidermal and mesophyll layers. Our results demonstrate that LAESI mass spectrometry opens a new way for ambient molecular imaging and depth profiling of metabolites in biological tissues and live organisms.