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Flexible substrate‐based mass spectrometry platform for in situ non‐destructive molecular imaging of living plants
Plant Biotechnology Journal ( IF 10.1 ) Pub Date : 2024-10-04 , DOI: 10.1111/pbi.14482 Guanhua Zhang, Han Zheng, Xiao Wang, Shuxin Han, Wei Liu, Chenglong Sun, Qiongzheng Hu, Chunxia Ma
Plant Biotechnology Journal ( IF 10.1 ) Pub Date : 2024-10-04 , DOI: 10.1111/pbi.14482 Guanhua Zhang, Han Zheng, Xiao Wang, Shuxin Han, Wei Liu, Chenglong Sun, Qiongzheng Hu, Chunxia Ma
SummaryMonitoring and localizing molecules on living plants is critical for understanding their growth, development and disease. However, current techniques for molecular imaging of living plants often lack spatial information or require tedious pre‐labelling. Here, we proposed a novel molecular imaging platform that combines sliver nanowire‐doped Ti3 C2 MXene (Ag NWs@MXene) flexible film substrate with laser desorption/ionization mass spectrometry imaging (AMF‐LDI‐MSI) to study the spatial distribution of biomolecules on the surface of living plants. This platform overcomes the MSI challenges posed by difficult‐to‐slice plant tissues (e.g., tough or water‐rich roots and fragile flowers) and enables precisely transfer and visualize the molecule. Comparisons of the measurement results to those from matrix‐assisted LDI‐MSI (MALDI‐MSI) technology demonstrate the accuracy and reliability of the platform. Biocompatibility evaluations indicated that the platform without observable adverse effects on the health of living plants. The distribution of growth and disease‐associated signalling molecules, such as choline, organic acids and carbohydrates, can be in situ non‐destructively detected on the surfaces of living plants, which is important for tracking the health of plants and their diseased areas. AMF‐LDI‐MSI platform can serve as a promising tool for label‐free, in situ and non‐destructive monitoring of functional biomolecules and plant growth from a spatial perspective.
中文翻译:
灵活的基于基质的质谱平台,用于活体植物的原位无损分子成像
摘要监测和定位活植物上的分子对于了解其生长、发育和疾病至关重要。然而,目前的活体植物分子成像技术通常缺乏空间信息或需要繁琐的预标记。在这里,我们提出了一种新的分子成像平台,该平台将银纳米线掺杂的 Ti3C2 MXene (Ag NWs@MXene) 柔性薄膜衬底与激光解吸/电离质谱成像 (AMF-LDI-MSI) 相结合,以研究生物分子在活植物表面的空间分布。该平台克服了难以切片的植物组织(例如,坚韧或富含水分的根和脆弱的花朵)带来的 MSI 挑战,并能够精确转移和可视化分子。将测量结果与矩阵辅助 LDI-MSI (MALDI-MSI) 技术的测量结果进行比较,证明了该平台的准确性和可靠性。生物相容性评估表明,该平台对活植物的健康没有明显的不利影响。生长和疾病相关信号分子(如胆碱、有机酸和碳水化合物)的分布可以在活植物表面进行原位无损检测,这对于跟踪植物及其患病区域的健康状况非常重要。AMF-LDI-MSI 平台可以作为一种很有前途的工具,从空间角度对功能生物分子和植物生长进行无标记、原位和无损监测。
更新日期:2024-10-04
中文翻译:
灵活的基于基质的质谱平台,用于活体植物的原位无损分子成像
摘要监测和定位活植物上的分子对于了解其生长、发育和疾病至关重要。然而,目前的活体植物分子成像技术通常缺乏空间信息或需要繁琐的预标记。在这里,我们提出了一种新的分子成像平台,该平台将银纳米线掺杂的 Ti3C2 MXene (Ag NWs@MXene) 柔性薄膜衬底与激光解吸/电离质谱成像 (AMF-LDI-MSI) 相结合,以研究生物分子在活植物表面的空间分布。该平台克服了难以切片的植物组织(例如,坚韧或富含水分的根和脆弱的花朵)带来的 MSI 挑战,并能够精确转移和可视化分子。将测量结果与矩阵辅助 LDI-MSI (MALDI-MSI) 技术的测量结果进行比较,证明了该平台的准确性和可靠性。生物相容性评估表明,该平台对活植物的健康没有明显的不利影响。生长和疾病相关信号分子(如胆碱、有机酸和碳水化合物)的分布可以在活植物表面进行原位无损检测,这对于跟踪植物及其患病区域的健康状况非常重要。AMF-LDI-MSI 平台可以作为一种很有前途的工具,从空间角度对功能生物分子和植物生长进行无标记、原位和无损监测。