Plasma-desorption mass spectrometry as an express diagnostic test for bovine leukaemia

Abstract

Plasma-desorption mass spectrometry with ionization of 252Californium fission fragments (252Cf-PD MS) was used to develop an express diagnostic test for bovine leukaemia. The test is based on the mass spectrometric parameters of artificial lipid membranes formed on the gold substrate from the lipid fraction of blood cells (mainly lymphocytes), by the self-assembly technique according to the biomimetic principle. Mass spectrometric analysis of artificial lipid membranes obtained from blood plasma of control and leukemic cattle gave a reliable diagnosis of leukaemia. The basis for the diagnosis were the ionization parameters of the fragmentation of lipid molecules from normal and leukemic cell membranes. In leukemic cell membranes, separate dense areas (rafts) 200 – 300 nm in diameter, saturated with cholesterol and phospholipids, are formed. The number of rafts per unit of cell membrane of leukemic cells significantly exceeded the permitted parameters of normal cell membranes. The increased number of rafts in artificial membranes formed in the membranes of leukemic cells was reliably reflected in mass spectra, due to the 180 – 250% increase in intensity of peaks of cholesterol fragment ions in comparison to control cells. Плазмодесорбційна мас-спектрометрія з іонізацією 252 осколків поділу каліфорнія (252Cf-PD MS) була використана для розробки експрес-діагностичного тесту на лейкоз великої рогатої худоби. Тест заснований на мас-спектрометричних параметрах штучних ліпідних мембран, сформованих на золотому субстраті з ліпідної фракції клітин крові (в основному лімфоцитів) методом само збирання за біоміметичним принципом. Мас-спектрометричний аналіз штучних ліпідних мембран, отриманих з плазми крові контрольного і лейкозного великої рогатої худоби, дозволив достовірно діагностувати лейкоз. Підставою для діагностики послужили параметри іонізації фрагментації ліпідних молекул з нормальних і лейкозних клітинних мембран. У мембранах лейкозних клітин утворюються окремі щільні ділянки (рафти) діаметром 200 - 300 нм, насичені холестерином і фосфоліпідами. Кількість рафтів на одиницю клітинної мембрани лейкозних клітин значно перевищувало допустимі параметри нормальних клітинних мембран. Підвищена кількість рафтів в штучних мембранах, що утворюються в мембранах лейкозних клітин, достовірно відбивалося в мас-спектрах за рахунок збільшення на 180-250% інтенсивності піків іонів холестеринового фрагмента в порівнянні з контрольними клітинами. Плазмодесорбционная масс-спектрометрия с ионизацией 252 осколков деления калифорния (252Cf-PD MS) была использована для разработки экспресс-диагностического теста на лейкоз крупного рогатого скота. Тест основан на масс-спектрометрических параметрах искусственных липидных мембран, сформированных на золотом субстрате из липидной фракции клеток крови (в основном лимфоцитов) методом самосборки по биомиметическому принципу. Масс-спектрометрический анализ искусственных липидных мембран, полученных из плазмы крови контрольного и лейкозного крупного рогатого скота, позволил достоверно диагностировать лейкоз. Основанием для диагностики послужили параметры ионизации фрагментации липидных молекул с нормальных и лейкозных клеточных мембран. В мембранах лейкозных клеток образуются отдельные плотные участки (рафты) диаметром 200 - 300 нм, насыщенные холестерином и фосфолипидами. Количество рафтов на единицу клеточной мембраны лейкозных клеток значительно превышало допустимые параметры нормальных клеточных мембран. Повышенное количество рафтов в искусственных мембранах, образующихся в мембранах лейкозных клеток, достоверно отражалось в масс-спектрах за счет увеличения на 180-250% интенсивности пиков ионов холестеринового фрагмента по сравнению с контрольными клетками.