Premise: Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging (MALDI-MSI) is a chemical imaging method that can visualize spatial distributions of particular molecules. Plant tissue imaging has so far mostly used cryosectioning, which can be impractical for the preparation of large-area imaging samples, such as full flower petals. Imaging unsectioned plant tissue presents its own difficulties in extracting metabolites to the surface due to the waxy cuticle.
Methods: We address this by using established delipidation techniques combined with a solvent vapor extraction prior to applying the matrix with many low-concentration sprays.
Results: Using this procedure, we imaged tissue from three different plant species (two flowers and one carnivorous plant leaf). Material factorization analysis of the resulting data reveals a wide range of plant-specific small molecules with varying degrees of localization to specific portions of the tissue samples, while facilitating detection and removal of signal from background sources.
Conclusions: This work demonstrates applicability of MALDI-MSI to press-dried plant samples without freezing or cryosectioning, setting the stage for spatially resolved molecule identification. Increased mass resolution and inclusion of tandem mass spectrometry are necessary next steps to allow more specific and reliable compound identification.
Premisa: Matrix‐assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging (MALDI‐MSI) es un método de imagen química que puede visualizar distribuciones espaciales de moléculas particulares. Hasta ahora, las imágenes de tejido vegetal han utilizado principalmente la criosección, lo cual puede ser poco práctico para la preparación de muestras de imágenes con áreas grandes, tales como los pétalos completos de una flor. La obtención de imágenes de tejido vegetal no seccionado presenta sus propias dificultades durante la extracción de metabolitos a la superficie, debido a la cutícula cerosa de la planta.
Métodos: Abordamos esto usando técnicas establecidas de deslipidación combinados con una extracción de vapor por solvente antes de aplicar por aspersión la matriz en bajas concentraciones.
Resultados: Usando este procedimiento, obtuvimos imágenes de tejido de tres especies de plantas diferentes (dos flores y una hoja de planta carnívora). Análisis de factorización material de los datos obtenidos revelaron una amplia gama de pequeñas moléculas específicas en plantas con diversos grados de localización en porciones específicas de las muestras de tejido, al igual que facilitó la detección y remoción de las señales de fondo.
Conclusión: Nuestro trabajo demuestra la aplicabilidad de MALDI‐MSI hacía muestras de plantas secadas a presión sin congelación o criosección, creando el marco para la identificación de moléculas resueltas espacialmente. Aumento de la resolución de masas e inclusión de la espectrometría de masas en tándem son pasos necesarios para obtener identificación de compuestos más específica y confiable.
Keywords: MALDI‐MSI; chemically specific imaging; in situ chemical analysis; intact plant tissue imaging; mass spectrometry; metabolites.
© 2023 The Authors. Applications in Plant Sciences published by Wiley Periodicals LLC on behalf of Botanical Society of America.