活组织智能诊断新策略：高分辨率质谱成像

韩国大邱庆尚北道科学技术研究院（DGIST）的研究人员使用Thermo Fisher Scientific 的Q Exactive混合型四极杆轨道阱高分辨质谱，在3μm分辨率和正常大气压下，对无化学预处理的活体生物样品进行了成功分析。这项由Dae Won Moon教授和Jae Young Kim博士领导的研究表明，高分辨率质谱成像系统能出色地完成活体生物样品分析。

生物通：韩国大邱庆尚北道科学技术研究院（DGIST）的研究人员使用Thermo Fisher Scientific 的Q Exactive 混合四极杆轨道阱高分辨质谱，在3μm分辨率和正常大气压下，对无化学预处理的活体生物样品进行了成功分析。这项由Dae Won Moon教授和Jae Young Kim博士领导的研究表明，高分辨率质谱成像系统能出色地完成活体生物样品分析。

质谱成像系统能测量一定区域内某种物质的含量，可以直接捕获组织和细胞的生物分子信息，也可以通过所解吸的组织/细胞生物分子的分子质量测量获得生物分子的空间布局。

研究人员通常采用离子束解吸系统（ion beam desorption）或激光解吸法来获得高分辨率质谱图。前提需要将生物样品至于真空状态进行分离。在分离之前，需对样品进行冷冻、切割或化学处理，但这些过程容易造成样品损坏或分子信息损失。

过去10年，质谱技术不断进步，能在常压下分析样品的仪器已经面世，如Thermo Scientific™ 高分辨质谱分析系统。但是，由于电离生物样品在常压条件的表现限制，此类先进设备虽广泛用于蛋白质、药物代谢物和农药等物质的定量检测，却很少被直接用于生命医学领域研究。Q Exactive 四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱快速筛查和确证6种蔬果基质中555种农残

在这篇文章中，DGIST研究小组利用飞秒激光解吸组织样品中的生物分子，再用等离子电离生物分子，同时运用质谱对生物样品进行分析。此外，研究人员还利用肝组织的胞吞作用，将金纳米颗粒均匀地附着于生物样品以改变样品的光吸收特性，从而轻松实现低激光功率下生物分子解吸。

为解决生物样品质谱在常压电离过程中可能存在的工程问题，研究人员为Q-Exactive hybrid quadrupole-Orbitrap 质谱仪加配了离子传输装置、激光聚焦透镜、二维扫描级和设备之间的信号同步电路，并完善了整个系统。

利用该系统，他们从大鼠大脑海马组织切片中提取了约250种生物大分子，在3μm及以下分辨率水平获得了10种生物分子的质谱成像。除此之外，取同组大鼠邻近组织切片在活组织检测水平上，测试了药物的有效性。

本文证明，质谱成像系统同样也适用于基于活组织的药物筛选，可进一步提高新药开发的准确性，减少实验动物牺牲。

原文检索：
Atmospheric pressure mass spectrometric imaging of live hippocampal tissue slices with subcellular spatial resolution

（生物通：伍松）