衍生化技术在MALDI质谱成像中的应用进展
2021-12-06王珊珊郭寅龙
王珊珊,张 强,郭寅龙
(1.长安大学理学院,陕西 西安 710064;2.河南警察学院刑事科学技术系,河南 郑州 450046;3.中国科学院上海有机化学研究所,金属有机化学国家重点实验室,上海有机质谱中心,上海 200032)
质谱成像技术可以原位测定样本切片表面分子相对含量分布,与其他生物成像技术相比,该技术可以在单次质谱成像实验中获得多个目标化合物相对含量分布的可视化图像,具有灵敏度高、无需标记等优点。质谱成像技术有不同的离子化方式,目前最常见的有次级离子质谱(secondary ion mass spectroscopy, SIMS)成像[1-5]、解吸电喷雾离子化(desorption electrospray ionization, DESI)质谱成像[6-8]以及基质辅助激光解吸离子化质谱成像(MALDI MSI)[9]。其中,MALDI MSI由范德堡大学的Richard Caprioli教授等[10]于1997年提出后,现已成为应用广泛且较为成熟的质谱成像技术。MALDI MSI具有较高的灵敏度及空间分辨率,相比于DESI和SIMS质谱成像,其可以耐受一定浓度的盐和缓冲溶液,实现较宽质量区间的化合物成像分析。另外,MALDI MSI的成像空间分辨率可以低至10 μm,对于不同类型的样本,例如植物组织[11-12]、动物组织[13-14]、毛发样本[15-17]、指纹样本[18-19]等均能实现目标分析物的成像分析。
虽然MALDI MSI的优势突出,但是仍有自身的局限性。首先,MALDI MSI检测灵敏度有限,只能应用于组织中相对高丰度、高离子化效率的化合物的成像,例如脂质[20-22]和蛋白[23-25]等;对于脂肪酸、氨基酸及一些小分子药物等丰度低、离子化效率低的化合物的成像分析仍然极具挑战。另外,MALDI MSI中应用的基质所产生的信号峰还会对小分子化合物的成像分析产生极大的干扰,因此通过在样本上预先对待分析物进行原位衍生化后再成像分析是非常必要的。……
