基于臭氧化-MALDI-2质谱成像技术对生物组织中磷脂酰乙醇胺碳-碳双键位置异构体的空间分布解析

《Analytica Chimica Acta》：Ozonization for MALDI-2 MS Imaging of Carbon-Carbon Double Bond Positional Isomers of Phosphatidylethanolamines in Biological Tissues

本文推荐了一种结合离线组织臭氧化与MALDI-2激光后电离质谱成像的新策略，成功实现了生物组织（如小鼠胚胎全脑切片和人类结直肠癌样本）中低丰度磷脂酰乙醇胺（PE）碳-碳双键位置异构体的高灵敏度空间分辨成像。该方法无需改造质谱仪硬件，为揭示脂质异构体在癌症代谢等生理病理过程中的生物学功能提供了关键技术支撑。

　　

Highlight

通过MALDI-2激光后电离技术增强信号，我们首次实现了对脆弱臭氧化产物的高灵敏度检测，证实该方法在常规激光能量下不会引起显著原位碎片化。

MALDI和MALDI-2对PE标准品的质谱分析

首先，为评估PE臭氧化物在激光后电离过程中的稳定性，我们对脂质标准品PE 16:0/18:1（Δ9）进行了分析。MALDI-2质谱显示出一对诊断性碎片离子峰，其m/z值分别为608.391/624.387和467.373/483.368，二者相差一个氧原子，分别对应含与不含PE头部的醛/羧酸片段（图S3A）。图1A展示了推测的裂解机理。尽管这些信号在传统MALDI谱图中强度较低，但激光后电离使其信号强度提升了约10倍，为异构体成像提供了关键灵敏度保障。

结论

本研究首次成功将MALDI-2质谱（MS²）与离线组织臭氧化技术结合，实现了对生物组织（包括小鼠脑组织、人结肠低度腺癌及小鼠胚胎组织）中PE脂质双键位置异构体的区分与空间成像。基于PE标准品和小鼠脑组织切片的实验表明，除非使用极高能量的后电离激光，MALDI-2过程不会对脆弱的臭氧化物造成显著原位裂解。该方法为揭示脂质双键异构体在健康与疾病代谢中的空间分布规律提供了强大工具。