2010年第3期分析儀器綜述MALDⅠ-TOF生物質(zhì)譜成像技術(shù)的進(jìn)展楊帆原劍鄭俊杰魏開華(1.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所,北京,100850;2.北京蛋白質(zhì)組研究中心,蛋白質(zhì)組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京,102206摘要隨著 MALDI-TOF等生物質(zhì)譜儀器性能的提升和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,基于MALD的質(zhì)譜成像技術(shù)已成為研究腫瘤標(biāo)志物、藥物代謝、脂類分布等方面的有力手段。最新樣品前處理方法以及自動(dòng)化基質(zhì)噴涂等技術(shù)的發(fā)展大大提高了質(zhì)譜成像技術(shù)的靈敏度和分辨率。利用原位酶切技術(shù)直接鑒定組織切片上的蛋白質(zhì)和多肽是IMS當(dāng)前的熱點(diǎn)和關(guān)鍵。體內(nèi)藥物代謝物分布、脂類物質(zhì)分布以及植物組織的質(zhì)譜成像等研究逐漸成為新的應(yīng)用熱點(diǎn)。本文較系統(tǒng)地介紹了生物組織質(zhì)譜成像技術(shù)的研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞質(zhì)譜成像基質(zhì)噴霧器原位酶切福爾馬林三維重建1引言片和結(jié)合磁共振臨床診斷等領(lǐng)域有了新的應(yīng)用。本文對質(zhì)譜成像技術(shù)的當(dāng)前熱點(diǎn)和最新進(jìn)展進(jìn)基于MALD-TOF生物質(zhì)譜的組織成像技術(shù)行了綜述(MALDI- imaging mass spectrometry, MALDIIMs)是一門新興的分子成像技術(shù),對于發(fā)現(xiàn)疾病生2基質(zhì)噴涂設(shè)備物標(biāo)志物和研究藥物代謝等方面具有重要意義,并提高基質(zhì)噴涂技術(shù)的重復(fù)性,獲得分布均勻和具有良好的臨床應(yīng)用前景。MALD-MS近期的大小合適的基質(zhì)結(jié)晶顆粒是提高質(zhì)譜圖像靈敏度和發(fā)展主要在改善靈敏度提高分辨率、擴(kuò)大應(yīng)用范圍分辨率的重要手段,是MALD-Ms樣品處理中最以及標(biāo)志物的鑒定等方面。靈敏度和分辨率主重要的環(huán)節(jié),也是近年來各國研究者和質(zhì)譜儀器廠要受激光器頻率和能量樣本切片質(zhì)量基質(zhì)噴涂效商研究的熱點(diǎn)。目前,基質(zhì)噴涂的方式包括手動(dòng)氣果等因素影響。高頻率(200Hz和1000Hz)的固體噴霧、壓電高頻振動(dòng)噴霧、聲控微滴噴射和化學(xué)打印激光器已經(jīng)普遍用于 MALDI質(zhì)譜中,可在較短時(shí)機(jī)噴射等。間內(nèi)完成一個(gè)切片的成像質(zhì)譜數(shù)據(jù)采集但可調(diào)光2.1手動(dòng)式氣噴霧器束直徑的激光器對于IMS更有利。切片質(zhì)量和基手動(dòng)式氣噴霧器是最早用于基質(zhì)噴涂的工具質(zhì)覆蓋一直是IMS的一個(gè)技術(shù)瓶頸。近年來,一些其原理與常用的噴霧器相似,利用氣壓將基質(zhì)液滴研究者和質(zhì)譜公司開發(fā)了新型基質(zhì)噴涂設(shè)備和技噴在組織切片上,基質(zhì)能以氣溶膠大小的液滴覆蓋術(shù)改善了切片前處理方法,大大提高了質(zhì)譜成像技在組織切片上。該方法簡便易行,但人工操作經(jīng)常術(shù)的靈敏度和分辨率會導(dǎo)致每次噴霧的均勻度、厚度不一致,多次噴霧也MALDI-IMS起初用于研究組織中的蛋白質(zhì)和容易導(dǎo)致重結(jié)晶位置發(fā)生變化。近年我們探索了新多肽分布,近年來研究對象涵蓋到了脂類、小分子藥型的質(zhì)譜成像基質(zhì)噴霧器,其特征在于物等,它在生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)、組織結(jié)構(gòu)研究和藥物代(1)噴霧調(diào)節(jié)室?guī)в幸粋€(gè)可調(diào)節(jié)氣流的入口和謝等領(lǐng)域具有重要前景。隨著原位酶切技術(shù)、三維重一個(gè)外延形的毛細(xì)管噴嘴。毛細(xì)管噴嘴為外延形雙構(gòu)技術(shù)的成熟質(zhì)譜成像技術(shù)在福爾馬林固定組織切重套V凵中國煤化工溶液NMHG作者簡介:楊帆,男,25歲,在讀碩士研究生,藥物分析學(xué)專業(yè),方向?yàn)樯镔|(zhì)譜應(yīng)用,Emal@gmail.com通訊作者:魏開華男博士,研究員,E-mail:bprc999@gmail.com分析儀器2010年第3期(2)容器帶有一個(gè)可調(diào)節(jié)氣流的入口。本裝置在組織切片表面形成結(jié)晶顆粒。該系統(tǒng)具有全自動(dòng)具有氣量調(diào)節(jié)靈活、噴霧好霧滴細(xì)、基質(zhì)覆蓋薄而基質(zhì)厚度傳感和控制系統(tǒng)能適合更廣泛的生物組且均勻、重復(fù)性好、節(jié)約基質(zhì)材料等特點(diǎn),可滿足質(zhì)織質(zhì)譜成像研究。譜成像的高準(zhǔn)確性、高重復(fù)性和高靈敏度要求已獲與手動(dòng)氣噴霧法相比,自由沉降有以下優(yōu)點(diǎn):得專利(專利號2008200797131)。(1)該方法是通過可調(diào)的高頻率振動(dòng)產(chǎn)生霧滴2.2壓電高頻振動(dòng)基質(zhì)噴霧器霧滴的大小均勻,有利于在組織切片表面形成均勻壓電高頻振動(dòng)基質(zhì)噴霧器 Imageprep( Bruker的共結(jié)晶顆粒,提高檢測靈敏度。(2)噴出的霧滴是Daltonics)是一款商品化的基質(zhì)噴霧設(shè)備。它的原在重力作用下自由沉降于組織表面,相同大小的霧理主要是利用噴出的霧滴以自由沉降的方式在組織滴沉降速度相同,因而在組織切片表面形成一定層切片表面形成結(jié)晶,如圖1所示。基質(zhì)裝在倒置的次的基質(zhì)顆粒提高基質(zhì)的覆蓋率。(3)整個(gè)基質(zhì)噴霧過程是全自動(dòng)控制,可調(diào)節(jié)噴涂時(shí)間以控制合適壓電陶瓷的共結(jié)晶顆粒覆蓋層的厚度,具有較高的重現(xiàn)性(4)噴霧是在一個(gè)密閉的充滿氮?dú)獾沫h(huán)境中進(jìn)行,防基質(zhì)溶液止了氧氣的氧化作用和氣流干擾,使沉降更加穩(wěn)定霧滴自由沉降本實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用該裝置對大鼠肝組織切片噴涂基質(zhì),質(zhì)譜樣品靶的無切片區(qū)域,基質(zhì)結(jié)晶顆粒分布均帶小孔的薄片勻厚度適宜(圖2C)。而在大鼠肝臟組織切片區(qū)域圖1壓電高頻搌動(dòng)基質(zhì)噴涂器原理圖能很清晰的看到肝臟組織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)特征(圖2A)瓶子中,瓶口與一帶小孔的垂直薄片相接觸,薄片上直接從放大的光學(xué)圖像上就可以觀察到組織的結(jié)構(gòu)方與壓電陶瓷相連。噴霧時(shí),通過電壓的變化調(diào)節(jié)特征這說明該噴霧法具有良好的組織分辨率。另薄片振動(dòng)的頻率和振幅基質(zhì)溶液水平噴出,噴出的外,該方法在高分子量端的質(zhì)譜信號明顯優(yōu)于其它霧滴在重力作用下自由沉降在水平放置的靶上,并噴霧法說明該方法在高分子量端的靈敏度有改善圖2基質(zhì)噴涂效果A.覆蓋基質(zhì)的大鼠肝臟切片B切片照片C覆蓋基質(zhì)的靶上無切片區(qū)城2.3聲控微滴噴射器儲液器中裝滿基質(zhì)溶液,利用超聲波發(fā)射器的聲控微滴噴射器( acoustic reagent multispotter,聲波能量使液體表面變形(圖4A),拉伸成錐形結(jié)構(gòu)ARM利用聲波的能量將基質(zhì)液滴噴射在組織表(圖4B)。當(dāng)射頻電壓幅度足以造成錐形結(jié)構(gòu)決裂面,聲控微滴噴射器結(jié)構(gòu)見圖3噴射過程見圖4。成一個(gè)球形液滴時(shí)(圖4C),聲波能量即達(dá)到閾能平行移動(dòng)臺值。這時(shí)輕微增加射頻電壓的幅度使液滴自下而上地垂直噴射至組織表面(圖4D)該方法不含毛細(xì)管和噴嘴,避免戳破組織表面儲液器水柱攝像頭中國煤化工射的液滴(180200超聲波發(fā)射器精確CNMHG或以矩陣方式覆圖3聲控微滴噴射器結(jié)構(gòu)示意圖蓋整個(gè)組織表面。以不同的噴射頻率連續(xù)噴射儲存2010年第3期分析儀器基質(zhì)不但可有效地提取組織中的蛋白,而且蛋白移的優(yōu)點(diǎn)是能精確控制基質(zhì)液滴在組織切片上的分布位程度也大大降低。霧滴的尺寸可以改變位置,大大減低了基質(zhì)噴涂過程中所帶來的隨機(jī)誤差和成分在基質(zhì)溶液中的移位。而手動(dòng)氣噴霧法和壓電高頻振動(dòng)基質(zhì)噴霧法產(chǎn)生的基質(zhì)共結(jié)晶更小,能達(dá)到更好的分辨率。衰1四種基質(zhì)噴霧方法的特點(diǎn)比較噴射模式液滴大小(pm)分辨率移位現(xiàn)象重復(fù)性高頻振動(dòng)噴霧20~50高新型手動(dòng)氣噴霧20~50化學(xué)打印噴射120~500中有有無無聲控微滴噴射100~200中圖4基質(zhì)液滴噴射的過程切片預(yù)處理A.超聲波使基質(zhì)溶液液面變形為了提高 MALDI-IMS的檢測靈敏度,減少B.提高超聲波能量使錐形液柱上方形成液滴組織中鹽類等對質(zhì)譜信號的干擾十分關(guān)鍵,對切片C.能量達(dá)到閾值D.液滴向靶上噴射進(jìn)行短時(shí)間的浸泡和沖洗是簡便而有效的方2.4化學(xué)打印噴射器法9-1。乙醇能去除組織切片中的脂類,而不影響化學(xué)打印噴射器( chemical inkjet printing)是一切片上蛋白質(zhì)的信號,可用于切片的長期保存1款商品化的微滴基質(zhì)覆蓋裝置。它的原理與噴墨打氯仿,正已烷甲苯,丙酮,二甲苯也可用于清洗組織印機(jī)類似向待噴基質(zhì)的組織表面按一定的矩陣點(diǎn)逐切片,能夠去除脂類提高蛋白質(zhì)的質(zhì)譜信號點(diǎn)噴涂上基質(zhì)(圖5)。該儀器可根據(jù)選定區(qū)域選擇 Seeley E H等“將干燥后的切片分別浸泡在不同分辨率不同的基質(zhì)噴涂點(diǎn)分布,對每個(gè)噴涂點(diǎn)的位置的混合溶液中輕微振搖30s,再采用相同的流程采精確控制。同時(shí)該設(shè)備還可用于原位酶切膜上分析集質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)比較各種清洗方法處理后的質(zhì)譜等技術(shù)中。 Soya a.Patl等應(yīng)用化學(xué)打印機(jī)結(jié)合出峰情況(圖6)。通過比較不同溶劑處理后蛋白質(zhì)質(zhì)譜成像技術(shù)研究了人口腔上皮細(xì)胞癌的差異蛋白和脂類的總離子流強(qiáng)度(TC),發(fā)現(xiàn)溶劑處理后,平質(zhì)組,獲得了重現(xiàn)性良好的質(zhì)譜圖像。均質(zhì)譜圖基本一致,一些有機(jī)溶劑清洗組織切片后脂類和蛋白質(zhì)類的質(zhì)譜圖有明顯改善。如圖7所示,經(jīng)同一種溶劑清洗處理后,蛋白質(zhì)TIC越高,脂6中a心dee類TIC就越低原因可能是兩者競爭離子化或者是清洗去除了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)使更多細(xì)胞內(nèi)蛋白被檢測姿心昏●彰動(dòng)到。因此,甲醇、醋酸水溶液和異丙醇清洗組織切片后可提高蛋白質(zhì)質(zhì)譜信號的強(qiáng)度,而對于脂類的分心ee析用氯仿和丙酮清洗更合適圖5化學(xué)打印機(jī)噴射基質(zhì)溶液后的組織表面4質(zhì)譜成像分析軟件以上四種噴霧方式的特點(diǎn)如表1所示。聲控微中國煤化工轉(zhuǎn)化為質(zhì)譜圖像,滴噴射器和化學(xué)打印噴射器能將基質(zhì)溶液以較小的以及液滴覆蓋在組織切片上液滴通常為100pl左右,產(chǎn)術(shù)中CNMHG,也是質(zhì)譜成像技。不,各質(zhì)譜儀器廠商生的共結(jié)晶點(diǎn)大小直徑為150μm左右。這類方法爭相開發(fā)了適合本公司儀器的質(zhì)譜成像配套軟件。分析儀器2010年第3期丙酮氯仿乙醇TTTM混酸甲酯甲苯Ln二甲苯500015000質(zhì)荷比(m/2圖6不同溶劑清洗或不清洗小鼠組織切片后獲得的 MALDI-TOF平均質(zhì)譜圖蛋白質(zhì)(10)+圖7小鼠組織切片的MALD】-TOF平均質(zhì)譜圖的TIC比較z500~1100(脂類)m/z200~25000(蛋白質(zhì))Fleximaging系列軟件(布魯克公司)已能方便ptol地控制圖像采集和數(shù)據(jù)處理,結(jié)合該公司的biotools軟件,能應(yīng)用質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)進(jìn)行生物標(biāo)志物的發(fā)掘。本實(shí)驗(yàn)室的大部分?jǐn)?shù)據(jù)均是在這套系統(tǒng)4000中完成采集和分析的Biomap(http://www.mald i-msi.org/)軟件起初用于磁共振數(shù)據(jù)成像。如今,已不斷升級成為可以對 optical,PET,CT,NIRF和MSI等數(shù)據(jù)進(jìn)行成像分析的綜合性軟件。本實(shí)驗(yàn)室用標(biāo)準(zhǔn)多肽在MALD-TOF/TOF(AB4700)的金屬靶上涂成一定分布后,應(yīng)用 bitmap分析采集的質(zhì)譜數(shù)據(jù)(圖8),獲得標(biāo)準(zhǔn)肽段m/zl046的分布(圖9),并比較了兩個(gè)區(qū)域離子強(qiáng)度的強(qiáng)弱,以此比較信號之間的差別。該軟件可以方便地對各類MALDⅠ-TOF質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行二維成像,比較選定區(qū)域某成分的差異并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,但是該軟件目前中國煤化工3500能處理的數(shù)據(jù)量較少,圖像分辨率低,難以應(yīng)用到精CNMHG細(xì)組織結(jié)構(gòu)的質(zhì)譜成像研究。圖8采集區(qū)域的質(zhì)譜圖2010年第3期分析儀器a::Roi sine 0 0000oo mm'2mZ104647圖9 Bitmap軟件分析質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)A.m/z1046的分布區(qū)域1Bm/z1046的分布區(qū)域25新技術(shù)及其應(yīng)用這樣就避免了重建過程所造成的偽像痕跡,縮短了在體數(shù)據(jù)中尋找、計(jì)算物體表面的時(shí)間。這種方法5.1三維重建技術(shù)不丟失細(xì)節(jié),能更加準(zhǔn)確地反映出體數(shù)據(jù)所包含的三維重建技術(shù)(3- D reconstruction)是通過二形狀結(jié)構(gòu)。維斷層圖像來構(gòu)建三維模型并進(jìn)行顯示的一項(xiàng)數(shù)據(jù)5.2質(zhì)譜成像技術(shù)在診斷學(xué)上的應(yīng)處理技術(shù)。在組織切片上進(jìn)行的質(zhì)譜采集通常得到醫(yī)學(xué)影像技術(shù)已經(jīng)成為臨床診斷的必備手段,的是二維空間質(zhì)譜圖,將一系列連續(xù)切片的二維圖但是絕大部分不能在分子水平上提供組織成分的分像通過三維重建后得到是各個(gè)成分(m/z)的三維分布信息,而質(zhì)譜成像技術(shù)能在分子水平上發(fā)現(xiàn)病變布信息。組織的標(biāo)志物,因此在臨床診斷上具有較好的應(yīng)用目前,研究者正著力解決如何提高重建圖像的前景。 Elena等比較了用質(zhì)譜成像技術(shù)和核磁共準(zhǔn)確性。Mlin1獲得了鼠腦組織中物質(zhì)P(m/z振分析組織成分分布的效果,研究表明質(zhì)譜成像可1347.8[M+H]+)和PEP19(m/z6717[M十用于組織體內(nèi)藥物分布等方面的考察。 Thiery GH+)的三維重建圖。先對連續(xù)切片進(jìn)行比對、校等應(yīng)用免疫技術(shù)結(jié)合質(zhì)譜成像獲得了轉(zhuǎn)移性黑準(zhǔn),每個(gè)平面上的四個(gè)點(diǎn)與相鄰切片上的四個(gè)點(diǎn)構(gòu)素瘤的標(biāo)志蛋白在胰腺中的特征分布。 Tuhin成一個(gè)數(shù)據(jù)體;以其峰強(qiáng)度作為每個(gè)點(diǎn)的體數(shù)據(jù),以等獲得了同一組織的三維質(zhì)譜圖像和磁共振圖整個(gè)數(shù)據(jù)中的最大強(qiáng)度值為基準(zhǔn)將所有強(qiáng)度數(shù)據(jù)像。該方法以神經(jīng)膠質(zhì)瘤疾病為模型,以小鼠腦組256等分,根據(jù)體數(shù)據(jù)的值對每一數(shù)據(jù)點(diǎn)f(x,y,z)織為分析對象,采用MALDⅠ-IMS技術(shù)獲得了神經(jīng)賦予顏色值(R,G,B),以強(qiáng)度最大值的體數(shù)據(jù)點(diǎn)膠質(zhì)瘤標(biāo)志物的空間分布情況。對該疾病模型的兩(256,256,256)為白色。再根據(jù)各數(shù)據(jù)點(diǎn)所處的梯個(gè)標(biāo)志物—星型磷酸化蛋白(Pea15,m/z15035)度及光照模型計(jì)算出各數(shù)據(jù)點(diǎn)的光照強(qiáng)度,對獲得和脂肪酸結(jié)合蛋白5(Fabp5,m/z15076)的空間分的數(shù)據(jù)平滑處理;再將數(shù)據(jù)體逐一投射到三維坐標(biāo)布做了三維重建。然后對腫瘤模型小鼠的兩個(gè)標(biāo)志系中,形成三維圖像;然后將投射到圖像平面中同一物分布區(qū)域做MRI檢測分析,比較正常組織與病變象素點(diǎn)的各數(shù)據(jù)的半透明彩色值綜合在一起,最后組織之廠中國煤化工T1、T2三個(gè)參形成圖像,這種方法稱為基于體數(shù)據(jù)法( Volume數(shù)的差CNMHGALDI-1MS和Rendering)。其三維重建技術(shù)的最大特點(diǎn)是不需要MRI的分貫宄衣明 MALDI-IMS檢測指確立表面的幾何表示,而直接基于體數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示,標(biāo)差異(兩種標(biāo)志物的信號強(qiáng)度, Intensity)與MRI分析儀器2010年第3期檢測指標(biāo)差異相似。但MALD-Ms技術(shù)檢測差是原位酶切技術(shù)的難點(diǎn)。另外,組織切片上的有些異更明顯。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要變性或還原才能被有效酶切成肽段,如何進(jìn)行原位酶切前的預(yù)處理也是一個(gè)影響酶切效果的關(guān)鍵問題原位酶切技術(shù)也可被用于分析福爾馬林固定的組織切片研究。 Lemaire等2比較了新鮮鼠腦組織切片在常規(guī)冷凍干燥法制片和福爾馬林固定石蠟包埋切片兩種處理方法下的質(zhì)譜成像效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)正常m腫瘤福爾馬林固定石蠟包埋切片由于其蛋白質(zhì)交聯(lián)嚴(yán)重,信號較低。通過原位酶切技術(shù)處理組織切片后,信號明顯提高。因此,開展福爾馬林固定組織的質(zhì)譜成像分析是可行的,具有良好的臨床應(yīng)用前景。54質(zhì)譜成像技術(shù)在研究小分子和脂類分布中的應(yīng)用圖10正常組織與病變組織IMR與IMS檢測結(jié)果對比質(zhì)譜成像的應(yīng)用領(lǐng)域已不僅局限于蛋白質(zhì)多A.磁共振成像結(jié)果與質(zhì)譜成像結(jié)果;肽的分析。小分子、脂類的分布對于生物組織體的B磁共振和質(zhì)譜成像參數(shù)在病變部位與正常部位的比較發(fā)育和神經(jīng)系統(tǒng)具有重要意義。體內(nèi)的藥物代謝分■正?？谀[瘤布21、脂類分布以及植物組織的質(zhì)譜成像研究逐漸53原位酶切( (in situ tryptic digestion)技術(shù)及其成為應(yīng)用的熱點(diǎn), Geta H等應(yīng)用基于納米微粒在福爾馬林固定組織切片中的應(yīng)用輔助激光解吸離子化( nanoparticle-assisted laserMALD-IMS直接獲得不同分子量的物質(zhì)在 desorption/ ionization)質(zhì)譜成像技術(shù),獲得了脂類組織切片上的分布信息,對于分子量較大的蛋白,難物質(zhì)在海馬不同部位的分布特征。Yuk等2運(yùn)用以直接通過串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)分析鑒定。原位酶質(zhì)譜成像技術(shù)研究了大鼠腦中的一種有細(xì)胞選擇性切技術(shù)是將酶液微滴點(diǎn)在組織切片上,在適當(dāng)?shù)臏氐母视土姿嶂姆植?這為研究其功能打下了良好度和和時(shí)間內(nèi)將蛋白質(zhì)在其原有位置上酶切成若的基礎(chǔ)。 Kristin e. Burnum等3運(yùn)用質(zhì)譜成像技干肽段的一項(xiàng)新技術(shù),該技術(shù)可通過對酶切后肽段術(shù)研究了小鼠胚胎移植部位在發(fā)育過程中磷脂的分的MSMS分析,鑒定其所屬蛋白質(zhì)。Red布變化。 Zheng等“通過模擬體外過程首次通過Groseclose等20運(yùn)用化學(xué)打印機(jī)(ChP-100, Shi- Label- free IMS研究了生物膜系統(tǒng)的脂類之間的mazu Co.)將濃度約為0.1g/pL,pH約為8的胰作用。酶液滴噴涂在組織切片表面,體積為15nL,直徑200ym的小液滴自然干燥后將組織切片置于常溫6展望下(21℃)4h,最終獲得了鼠腦組織酶切后的多肽分隨著 MALDI-TOF等生物質(zhì)譜性能的提高,布。通過對組織切片上的多肽進(jìn)行MSMS分析后基質(zhì)噴涂新技術(shù)的出現(xiàn)和樣品處理方法的改進(jìn),質(zhì)發(fā)現(xiàn)鑒定到相同蛋白質(zhì)的多肽其分布特征一致,且譜成像技術(shù)的分辨率和靈敏度正逐步提高。但是不與該蛋白質(zhì)直接成像分析的結(jié)果一致,表明蛋白質(zhì)同公司的噴涂技術(shù)、不同質(zhì)譜儀器和操作軟件的差在酶切過程中位置未發(fā)生變化原位酶切技術(shù)提供別,使得質(zhì)譜成像結(jié)果之間的可比較性不高。雖然了蛋白質(zhì)的鑒定成功率。盡管原位酶切技術(shù)為直接 BioMap可以讀取多家公司的質(zhì)譜數(shù)據(jù)但它能處鑒定組織切片上的蛋白質(zhì)提供了新的方法,但目前理的數(shù)據(jù)集不高影響了質(zhì)譜成像的分辨率。另外,該方法的條件仍有待優(yōu)化。胰酶的量過高,其自切它中國煤化工譜化內(nèi)容。建立高肽段將影響低豐度蛋白質(zhì)的檢測,而胰酶的量過低,自標(biāo)準(zhǔn)化操作流程,同一位置的一些蛋白質(zhì)可能不能被酶切,因此,在蛋對CNMH意義白濃度不均勻的組織切片上如何覆蓋合適濃度的酶目前,動(dòng)物組織樣本是研究的熱點(diǎn),對植物組織2010年第3期分析儀器樣本的研究鮮有報(bào)道。隨著質(zhì)譜成像技術(shù)的日益發(fā)2006(78):827-834展,相信植物組織樣本是以后研究的趨勢。但由于8 Barnes A,eta. The analyst,2009,134(2):301-307植物組織的特殊性,尋找更好的基質(zhì)和相應(yīng)的噴涂9許彬,魏開華等軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院院刊20630(3):288方法將成為該項(xiàng)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。 Zhang H291等(運(yùn)用膠體石墨作為基質(zhì),對水果中的小分子進(jìn)10許彬,魏開華等.科學(xué)儀器與裝置,2008,1011劉念,劉鋒等.分析化學(xué),2008,36(4):421-425行了質(zhì)譜成像分析,初步建立了一種植物組織質(zhì)譜12 Schwartz S A, Reyzer M L, Caprioli R M. J Mass成像的新方法。紅外激光源的應(yīng)用也有利于植物中小分子的檢測。LiY等(0運(yùn)用大氣壓紅外激光源13 Lemaire R, Wisztorski m, Demons a, Tabet JC,DyMALDI-MS(AP IR-MALDI mass spectrometry)R, Salzet M, Fournier l. Anal Chem, 2006, 78:7145對植物各個(gè)部位的小分子化合物進(jìn)行質(zhì)譜成像研7153究,通過串聯(lián)質(zhì)譜分析鑒定到了50種以上小分子代14 Seeley E h, Oppenheimer S R,MD, Chaurand P,謝物和脂類物質(zhì)Caprioli R M. J Am Soc Mass Spectrom, 2008, 19(8):對組織中蛋白質(zhì)和多肽直接鑒定,一直是研究1069-1077質(zhì)譜成像技術(shù)的難點(diǎn)問題。原位酶切技術(shù)可以提高15 Norris J L, et al. Int J Mass Spectrom, 2007, 260, 212鑒定的成功率。隨著該技術(shù)的日趨成熟,鑒定組織16 Andersson M, Groseclose M R, Deutch A Y. Nature中特異性分布的蛋白質(zhì)和多肽,以及其功能驗(yàn)證,也Methods,2008,5:101-108將是質(zhì)譜成像技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。17 Acquadro E, et al. Anal Chem, 2009, 81: 2779-2784質(zhì)譜成像技術(shù)與較為成熟的磁共振診斷技術(shù)的18 Thiery G, Shchepinoy m s, Southerne m, Audebourg臨床診斷比較研究,使得質(zhì)譜成像技術(shù)的臨床應(yīng)用A, Audard V, Terris B, Gut IG. Rapid Commun Mass前景更加明確,已經(jīng)受到國際上科研工作者和質(zhì)譜Spectrom,2007,2l(6):823-829儀器廠商的重視,預(yù)期臨床診斷將是未來質(zhì)譜成像19 Sinha K, et al. Nature Methods.,2008,5:57-59應(yīng)用研究的主要方向之一。20 Groseclose M R, Andersson M, et al. J. Mass Spectrom,2007,42:254-262參考文獻(xiàn)21 Lemaire R, Desmons A, Tabet J C, Day r, Salzet M,1 Caprioli R M, Farmer T B, Gile J. Anal Chem, 1997Fournier L. J Proteome Res, 2007, 6(4): 1295-130569(23):4751-476022 Sugiura Y, Setou M. J Neuroimmune Pharmacol.(pub2 Cornett D S, Reyzer M L, Chaurand P, Caprioli R M.lished online), 2010.5(1):31-4323 Hiroshi, et al. Med Mol Morphol, 2009, 42: 16-23Nature Methods,2007,4(7):828-8333 Atkinson S, Loadman P M, Sutton C, Patterson L H4 Sugiura Y, et al. J Lipid Res(published online), 200950(9):1776-1788Clench MR. Rapid Commun Mass Spectrom, 2007(21)1271-127625 Burnum K E J. Lipid Res(published online), 2009, 50(11):2290-22984 Pevsner P H, et al. Rapid Commun Mass Spectrom. 26 Zheng L, McQuaw C M, Ewinginograd N. j2007(21):429-436Am Chem.Soc,2007,129(51):15730-15735 Hsieh Y, et al. Rapid Commun Mass Spectrom, 200627 Zhang H, et al. Anal Chem, 2007,79: 6575-6584(20):965-97228 LiY, et al. Anal Chem, 2008, 80: 407-46 Reyzer M L, Caprioli R M. Curr Opin Chem Biol, 20077 Aerni H R, Cornett D S, and Caprioli R M. Anal Chem收稿日期:2009-12-08Advances of imaging mass spectrometry based on MALD中國煤化工n, Zheng junjieWei Kaihua(Institute of Radiation Medicine, Academy ofBeijing, 102206;2. Bijing Proteomics Research Center, State Key laboratorHCNMHG102206)With the improvement of the performance of matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight分析儀器2010年第3期mass spectrometry (MALDI-TOFMS)and the expansion of its application fields, the imaging mass spec-trometry (IMS)based on MALDI-TOF has become a powerful tool for studying tumor markers, drug me-tabolism, lipid distribution and so on. The latest sample pre-treatment methods and auto matrix-coatingtechnologies have greatly increased the sensitivity and resolution of IMS. Direct identification of proteinsand peptides on tissues by in-situ enzyme digestion is an important focus and key point of IMS. Distribu-tion of drug metabolites and lipid, and IMS for plant tissues are the new fields of applications. This paperreviews systematically the advances of the research and applications of IMS歡迎訂閱《分析儀器》《分析儀器》創(chuàng)刊于1970年由中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會、北京分析儀器研究所主辦國內(nèi)外公開發(fā)行,雙月刊(刊號6-90,列在郵局報(bào)刊目錄天津地區(qū)),是分析儀器領(lǐng)域歷史最悠久的科技期刊本刊主要反映分析儀器和儀器分析技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài);報(bào)導(dǎo)分析儀器科研成果新型儀器和儀器的改進(jìn);探討分析儀器和儀器分析的有關(guān)理論;推廣分析儀器的應(yīng)用技術(shù);交流分析儀器使用和維修經(jīng)驗(yàn);介紹分析儀器和儀器分析方法的基礎(chǔ)知識等。主要欄目有:綜述儀器研制與改進(jìn)儀器應(yīng)用、討論與研究、知識介紹、儀器使用與維修、實(shí)驗(yàn)室管理等。主要讀者對象是科研單位、石油、化工、冶金、地質(zhì)、食品輕工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生環(huán)境保護(hù)儀器制造等部門的科技人員,高等和中等專業(yè)學(xué)校有關(guān)專業(yè)的教師與學(xué)生《分析儀器》是《中國科技論文統(tǒng)計(jì)與分析》(年度分析報(bào)告選用刊物,中國核心期刊,并被美國《化學(xué)文摘》及國內(nèi)多種數(shù)據(jù)庫收錄。已人編《一數(shù)字化期刊群》《中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)》、《中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價(jià)數(shù)據(jù)庫》、《中國核心期刊數(shù)據(jù)庫》。歡迎訂閱,歡迎投稿編輯部地址:北京市海淀區(qū)溫泉北京分析儀器研究所郵編:100095電話/傳真:(010)62403151E-mail:fxyqzzi@126.com網(wǎng)址:www.bjfxys.com中國煤化工CNMHG