Patient-derived 3D organoids show great promise for understanding patient heterogeneity and chemotherapy response in human-derived tissue. The combination of organoid culture techniques with mass spectrometry imaging provides a label-free methodology for characterizing drug penetration, patient-specific response, and drug biotransformation. However, current methods used to grow tumor organoids employ extracellular matrices that can produce small molecule background signal during mass spectrometry imaging analysis. Here, we develop a method to isolate 3D human tumor organoids out of a Matrigel extracellular matrix into gelatin mass spectrometry compatible microarrays for high-throughput mass spectrometry imaging analysis. The alignment of multiple organoids in the same z-axis is essential for sectioning organoids together and for maintaining reproducible sample preparation on a single glass slide for up to hundreds of organoids. This method successfully removes organoids from extracellular matrix interference and provides an organized array for high-throughput imaging analysis to easily identify organoids by eye for area selection and further analysis. With this method, mass spectrometry imaging can be readily applied to organoid systems for preclinical drug development and personalized medicine research initiatives.

中文翻译：

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原发性肿瘤类器官高通量质谱成像的样品制备策略。

源自患者的 3D 类器官显示出理解患者异质性和人源组织中化疗反应的巨大希望。有机体培养技术与质谱成像的结合提供了一种无标记方法，用于表征药物渗透、患者特异性反应和药物生物转化。然而，目前用于生长肿瘤类器官的方法采用细胞外基质，可以在质谱成像分析过程中产生小分子背景信号。在这里，我们开发了一种方法，将 3D 人类肿瘤类器官从 Matrigel 细胞外基质中分离到明胶质谱兼容的微阵列中，用于高通量质谱成像分析。在同一 z 轴上对齐多个类器官对于将类器官一起切片以及在单个载玻片上为多达数百个类器官保持可重复的样品制备至关重要。该方法成功地去除了细胞外基质干扰中的类器官，并为高通量成像分析提供了一个有组织的阵列，可以通过肉眼轻松识别类器官以进行区域选择和进一步分析。通过这种方法，质谱成像可以很容易地应用于类器官系统，用于临床前药物开发和个性化医学研究计划。该方法成功地去除了细胞外基质干扰中的类器官，并为高通量成像分析提供了一个有组织的阵列，可以通过肉眼轻松识别类器官以进行区域选择和进一步分析。通过这种方法，质谱成像可以很容易地应用于类器官系统，用于临床前药物开发和个性化医学研究计划。该方法成功地去除了细胞外基质干扰中的类器官，并为高通量成像分析提供了一个有组织的阵列，可以通过肉眼轻松识别类器官以进行区域选择和进一步分析。通过这种方法，质谱成像可以很容易地应用于类器官系统，用于临床前药物开发和个性化医学研究计划。