Identification of high-lying odd energy levels of uranium by resonant ionization mass spectrometry

Single-colour and two-colour multiphoton resonant ionization spectra of uranium atom were studied extensively with a Nd: YAG laser-pumped dye laser atomic beam apparatus time-of-flight mass spectrometer in our laboratory. The energy locations of high-lying odd-parity levels in the region 33 003-34 264 cm(-1),mearured by a two-colour three-step ionization technique, were reported here. The angular momentum quantum number J was uniquely assigned for these levels by using angular momentum selection rules.

Microextraction techniques coupled to liquid chromatography with mass spectrometry for the determination of organic micropollutants in environmental water samples

[EN]Until recently, sample preparation was carried out using traditional techniques, such as liquid–liquid extraction (LLE), that use large volumes of organic solvents. Solid-phase extraction (SPE) uses much less solvent than LLE, although the volume can still be significant. These preparation methods are expensive, time-consuming and environmentally unfriendly. Recently, a great effort has been made to develop new analytical methodologies able to perform direct analyses using miniaturised equipment, thereby achieving high enrichment factors, minimising solvent consumption and reducing waste. These microextraction techniques improve the performance during sample preparation, particularly in complex water environmental samples, such as wastewaters, surface and ground waters, tap waters, sea and river waters. Liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC/MS/MS) and time-of-flight mass spectrometric (TOF/MS) techniques can be used when analysing a broad range of organic micropollutants. Before separating and detecting these compounds in environmental samples, the target analytes must be extracted and pre-concentrated to make them detectable. In this work, we review the most recent applications of microextraction preparation techniques in different water environmental matrices to determine organic micropollutants: solid-phase microextraction SPME, in-tube solid-phase microextraction (IT-SPME), stir bar sorptive extraction (SBSE) and liquid-phase microextraction (LPME). Several groups of compounds are considered organic micropollutants because these are being released continuously into the environment. Many of these compounds are considered emerging contaminants. These analytes are generally compounds that are not covered by the existing regulations and are now detected more frequently in different environmental compartments. Pharmaceuticals, surfactants, personal care products and other chemicals are considered micropollutants. These compounds must be monitored because, although they are detected in low concentrations, they might be harmful toward ecosystems.

Electrospray tandem mass spectrometry of mixed-sequence RNA/DNA oligonucleotides

The fragmentation of electrospray-generated multiply deprotonated RNA and mixed-sequence RNA/DNA pentanucleotides upon low-energy collision-induced dissociation (CID) in a hybrid quadrupole time-of-flight mass spectrometer was investigated. The goal of unambiguous sequence identification of mixed-sequence RNA/DNA oligonucleotides requires detailed understanding of the gas-phase dissociation of this class of compounds. The two major dissociation events, base loss and backbone fragmentation, are discussed and the unique fragmentation behavior of oligoribonucleotides is demonstrated. Backbone fragmentation of the all-RNA pentanucleotides is characterized by abundant c-ions and their complementary y-ions as the major sequence-defining fragment ion series. In contrast to the dissociation of oligodeoxyribonucleotides, where backbone fragmentation is initiated by the loss of a nucleobase which subsequently leads to the formation of the w- and [a-base]-ions, backbone dissociation of oligoribonucleotides is essentially decoupled from base loss. The different behavior of RNA and DNA oligonucleotides is related to the presence of the 2'-hydroxyl substituent, which is the only structural alteration between the DNA and RNA pentanucleotides studied. CID of mixed-sequence RNA/DNA pentanucleotides results in a combination of the nucleotide-typical backbone fragmentation products, with abundant w-fragment ions generated by cleavage of the phosphodiester backbone adjacent to the deoxy building blocks, whereas backbone cleavage adjacent to ribonucleotides induces the formation of c- and y-ions. (C) 2002 American Society for Mass Spectrometry.

Design and development of a time of flight fast scattering spectrometer : a quantitative surface analysis technique and a new approach towards the experimental investigation of the surface particle interactions

A new surface analysis technique has been developed which has a number of benefits compared to conventional Low Energy Ion Scattering Spectrometry (LEISS). A major potential advantage arising from the absence of charge exchange complications is the possibility of quantification. The instrumentation that has been developed also offers the possibility of unique studies concerning the interaction between low energy ions and atoms and solid surfaces. From these studies it may also be possible, in principle, to generate sensitivity factors to quantify LEISS data. The instrumentation, which is referred to as a Time-of-Flight Fast Atom Scattering Spectrometer has been developed to investigate these conjecture in practice. The development, involved a number of modifications to an existing instrument, and allowed samples to be bombarded with a monoenergetic pulsed beam of either atoms or ions, and provided the capability to analyse the spectra of scattered atoms and ions separately. Further to this a system was designed and constructed to allow incident, exit and azimuthal angles of the particle beam to be varied independently. The key development was that of a pulsed, and mass filtered atom source; which was developed by a cyclic process of design, modelling and experimentation. Although it was possible to demonstrate the unique capabilities of the instrument, problems relating to surface contamination prevented the measurement of the neutralisation probabilities. However, these problems appear to be technical rather than scientific in nature, and could be readily resolved given the appropriate resources. Experimental spectra obtained from a number of samples demonstrate some fundamental differences between the scattered ion and neutral spectra. For practical non-ordered surfaces the ToF spectra are more complex than their LEISS counterparts. This is particularly true for helium scattering where it appears, in the absence of detailed computer simulation, that quantitative analysis is limited to ordered surfaces. Despite this limitation the ToFFASS instrument opens the way for quantitative analysis of the 'true' surface region to a wider range of surface materials.

Characterization of urban aerosol in Cork city (Ireland) using aerosol mass spectrometry

Ambient wintertime background urban aerosol in Cork city, Ireland, was characterized using aerosol mass spectrometry. During the three-week measurement study in 2009, 93% of the ca. 1 350 000 single particles characterized by an Aerosol Time-of-Flight Mass Spectrometer (TSI ATOFMS) were classified into five organic-rich particle types, internally mixed to different proportions with elemental carbon (EC), sulphate and nitrate, while the remaining 7% was predominantly inorganic in nature. Non-refractory PM1 aerosol was characterized using a High Resolution Time-of-Flight Aerosol Mass Spectrometer (Aerodyne HR-ToF-AMS) and was also found to comprise organic aerosol as the most abundant species (62 %), followed by nitrate (15 %), sulphate (9 %) and ammonium (9 %), and chloride (5 %). Positive matrix factorization (PMF) was applied to the HR-ToF-AMS organic matrix, and a five-factor solution was found to describe the variance in the data well. Specifically, "hydrocarbon-like" organic aerosol (HOA) comprised 20% of the mass, "low-volatility" oxygenated organic aerosol (LV-OOA) comprised 18 %, "biomass burning" organic aerosol (BBOA) comprised 23 %, non-wood solid-fuel combustion "peat and coal" organic aerosol (PCOA) comprised 21 %, and finally a species type characterized by primary m/z peaks at 41 and 55, similar to previously reported "cooking" organic aerosol (COA), but possessing different diurnal variations to what would be expected for cooking activities, contributed 18 %. Correlations between the different particle types obtained by the two aerosol mass spectrometers are also discussed. Despite wood, coal and peat being minor fuel types used for domestic space heating in urban areas, their relatively low combustion efficiencies result in a significant contribution to PM1 aerosol mass (44% and 28% of the total organic aerosol mass and non-refractory total PM1, respectively).Ambient wintertime background urban aerosol in Cork city, Ireland, was characterized using aerosol mass spectrometry. During the three-week measurement study in 2009, 93% of the ca. 1 350 000 single particles characterized by an Aerosol Time-of-Flight Mass Spectrometer (TSI ATOFMS) were classified into five organic-rich particle types, internally mixed to different proportions with elemental carbon (EC), sulphate and nitrate, while the remaining 7% was predominantly inorganic in nature. Non-refractory PM1 aerosol was characterized using a High Resolution Time-of-Flight Aerosol Mass Spectrometer (Aerodyne HR-ToF-AMS) and was also found to comprise organic aerosol as the most abundant species (62 %), followed by nitrate (15 %), sulphate (9 %) and ammonium (9 %), and chloride (5 %). Positive matrix factorization (PMF) was applied to the HR-ToF-AMS organic matrix, and a five-factor solution was found to describe the variance in the data well. Specifically, "hydrocarbon-like" organic aerosol (HOA) comprised 20% of the mass, "low-volatility" oxygenated organic aerosol (LV-OOA) comprised 18 %, "biomass burning" organic aerosol (BBOA) comprised 23 %, non-wood solid-fuel combustion "peat and coal" organic aerosol (PCOA) comprised 21 %, and finally a species type characterized by primary m/z peaks at 41 and 55, similar to previously reported "cooking" organic aerosol (COA), but possessing different diurnal variations to what would be expected for cooking activities, contributed 18 %. Correlations between the different particle types obtained by the two aerosol mass spectrometers are also discussed. Despite wood, coal and peat being minor fuel types used for domestic space heating in urban areas, their relatively low combustion efficiencies result in a significant contribution to PM1 aerosol mass (44% and 28% of the total organic aerosol mass and non-refractory total PM1, respectively).

Source apportionment of PM2.5 in Cork Harbour, Ireland using a combination of single particle mass spectrometry and quantitative semi-continuous measurements

An aerosol time-of-flight mass spectrometer (ATOFMS) was deployed for the measurement of the size resolved chemical composition of single particles at a site in Cork Harbour, Ireland for three weeks in August 2008. The ATOFMS was co-located with a suite of semi-continuous instrumentation for the measurement of particle number, elemental carbon (EC), organic carbon (OC), sulfate and particulate matter smaller than 2.5 μm in diameter (PM2.5). The temporality of the ambient ATOFMS particle classes was subsequently used in conjunction with the semi-continuous measurements to apportion PM2.5 mass using positive matrix factorisation. The synergy of the single particle classification procedure and positive matrix factorisation allowed for the identification of six factors, corresponding to vehicular traffic, marine, long-range transport, various combustion, domestic solid fuel combustion and shipping traffic with estimated contributions to the measured PM2.5 mass of 23%, 14%, 13%, 11%, 5% and 1.5% respectively. Shipping traffic was found to contribute 18% of the measured particle number (20–600 nm mobility diameter), and thus may have important implications for human health considering the size and composition of ship exhaust particles. The positive matrix factorisation procedure enabled a more refined interpretation of the single particle results by providing source contributions to PM2.5 mass, while the single particle data enabled the identification of additional factors not possible with typical semi-continuous measurements, including local shipping traffic.

A study of Aconitum alkaloids from aconite roots in Aconitum carmichaeli Debx using matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry

In the present paper a study of C-19-diterpene type of aconitum alkaloids, extracted from aconite roots in Aconitum carmichaeli Debx has been made using matrix-assisted laser desorption/ionization time of Eight mass spectrometry (MALDI-TOFMS), The results demonstrated that the aconitum alkaloids from aconite roots can be determined simultaneously by this method, which was found to be superior to other analytical methods with regard to speed and sensitivity. Fourteen known aconitum alkaloids, including aconitines, benzoylaconitines and lipoaconitines, were assigned in the methanol extract and three compounds not reported before have been targeted separation. The evaluation of the efficiency of different extractions has been studied. These results suggested that the differences of the polarity and basicity of aconitine, and benzoylaconitines and lipoaconitines result from the C-8 constituent groups that are easily lost under MALDI, (C) 1998 John Wiley & Sons, Ltd.

The Use of Electrospray Mass Spectrometry to Determine Speciation in a Dynamic Combinatorial Library for Anion Recognition

The composition of a dynamic mixture of similar 2,2'-bipyridine complexes of iron(II) bearing either an amide (5-benzylamido-2,2'-bipyridine and 5-(2-methoxyethane)amido-2,2'-bipyridine) or an ester (2,2'-bipyridine-5-carboxylic acid benzylester and 2,2'-bipyridine-5-carboxylic acid 2-methoxyethane ester) side chain have been evaluated by electrospray mass spectroscopy in acetonitrile. The time taken for the complexes to come to equilibrium appears to be dependent on the counteranion, with chloride causing a rapid redistribution of two preformed heteroleptic complexes (of the order of 1 hour), whereas the time it takes in the presence of tetrafluoroborate salts is in excess of 24^^h. Similarly the final distribution of products is dependent on the anion present, with the presence of chloride, and to a lesser extent bromide, preferring three amide-functionalized ligands, and a slight preference for an appended benzyl over a methoxyethyl group. Furthermore, for the first time, this study shows that the distribution of a dynamic library of metal complexes monitored by ESI-MS can adapt following the introduction of a different anion, in this case tetrabutylammonium chloride to give the most favoured heteroleptic complex despite the increasing ionic strength of the solution. 

Analysis of pesticide residues in strawberries and soils by GC-MS/MS, LC-MS/MS and two-dimensional GC-timeof- flight MS comparing organic and integrated pest management farming

This study analysed 22 strawberry and soil samples after their collection over the course of 2 years to compare the residue profiles from organic farming with integrated pest management practices in Portugal. For sample preparation, we used the citrate-buffered version of the quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe (QuEChERS) method. We applied three different methods for analysis: (1) 27 pesticides were targeted using LC-MS/MS; (2) 143 were targeted using low pressure GC-tandem mass spectrometry (LP-GC-MS/MS); and (3) more than 600 pesticides were screened in a targeted and untargeted approach using comprehensive, two-dimensional gas chromatography time-of-flight mass spectrometry (GC × GC-TOF-MS). Comparison was made of the analyses using the different methods for the shared samples. The results were similar, thereby providing satisfactory confirmation of both similarly positive and negative findings. No pesticides were found in the organic-farmed samples. In samples from integrated pest management practices, nine pesticides were determined and confirmed to be present, ranging from 2 μg kg−1 for fluazifop-pbutyl to 50 μg kg−1 for fenpropathrin. Concentrations of residues in strawberries were less than European maximum residue limits.

Assessment of Tandem Mass Spectrometry and High Resolution Mass Spectrometry for the Analysis of Bupivacaine in Plasma

Triple quadrupole mass spectrometers coupled with high performance liquid chromatography are workhorses in quantitative bioanalyses. It provides substantial benefits including reproducibility, sensitivity and selectivity for trace analysis. Selected Reaction Monitoring allows targeted assay development but data sets generated contain very limited information. Data mining and analysis of non-targeted high-resolution mass spectrometry profiles of biological samples offer the opportunity to perform more exhaustive assessments, including quantitative and qualitative analysis. The objectives of this study was to test method precision and accuracy, statistically compare bupivacaine drug concentration in real study samples and verify if high resolution and accurate mass data collected in scan mode can actually permit retrospective data analysis, more specifically, extract metabolite related information. The precision and accuracy data presented using both instruments provided equivalent results. Overall, the accuracy was ranging from 106.2 to 113.2% and the precision observed was from 1.0 to 3.7%. Statistical comparisons using a linear regression between both methods reveal a coefficient of determination (R2) of 0.9996 and a slope of 1.02 demonstrating a very strong correlation between both methods. Individual sample comparison showed differences from -4.5% to 1.6% well within the accepted analytical error. Moreover, post acquisition extracted ion chromatograms at m/z 233.1648 ± 5 ppm (M-56) and m/z 305.2224 ± 5 ppm (M+16) revealed the presence of desbutyl-bupivacaine and three distinct hydroxylated bupivacaine metabolites. Post acquisition analysis allowed us to produce semiquantitative evaluations of the concentration-time profiles for bupicavaine metabolites.

A mass spectrometric multicenter study supports classification of preeclampsia as heterogeneous disorder

The diagnostic value of affinity-based matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry analysis to distinguish preeclampsia (PE) from matched controls was tested in a multicenter setting.

Radiation metabolomics. 2. Dose- and time-dependent urinary excretion of deaminated purines and pyrimidines after sublethal gamma-radiation exposure in mice

Gamma-radiation exposure of humans is a major public health concern as the threat of terrorism and potential hostile use of radiological devices increases worldwide. We report here the effects of sublethal gamma-radiation exposure on the mouse urinary metabolome determined using ultra-performance liquid chromatography-coupled time-of-flight mass spectrometry-based metabolomics. Five urinary biomarkers of sublethal radiation exposure that were statistically significantly elevated during the first 24 h after exposure to doses ranging from 1 to 3 Gy were unequivocally identified by tandem mass spectrometry. These are deaminated purine and pyrimidine derivatives, namely, thymidine, 2'-deoxyuridine, 2'-deoxyxanthosine, xanthine and xanthosine. Furthermore, the aminopyrimidine 2'-deoxycytidine appeared to display reduced urinary excretion at 2 and 3 Gy. The elevated biomarkers displayed a time-dependent excretion, peaking in urine at 8-12 h but returning to baseline by 36 h after exposure. It is proposed that 2'-deoxyuridine and 2'-deoxyxanthosine arise as a result of gamma irradiation by nitrosative deamination of 2'-deoxycytidine and 2'-deoxyguanosine, respectively, and that this further leads to increased synthesis of thymidine, xanthine and xanthosine. The urinary excretion of deaminated purines and pyrimidines, at the expense of aminopurines and aminopyrimidines, appears to form the core of the urinary radiation metabolomic signature of mice exposed to sublethal doses of ionizing radiation.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.