通过矩阵辅助激光解吸电离质谱成像技术对元素进行空间分析

《Analytical Chemistry》：Spatial Profiling of Elements through Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry Imaging

MALDI MSI通过优化参数实现直接元素成像，在高分辨率质谱支持下验证了Fe、Ca、Gd、Pt、Cl等元素的空间分布，并成功应用于小鼠发育模型、金属积累症和铂类化疗药物分布研究，证实其能同时保留元素与生物分子空间信息，为金属组学和药物动力学研究提供新方法。

　　

基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI MSI）广泛应用于生物分子成像，但在直接元素成像方面尚未得到广泛应用。现有的技术如LA-ICP-MS和SIMS虽然具有较高的元素分析灵敏度，但无法同时实现元素和生物分子的成像。在这里，我们证明了MALDI MSI在多种生物背景下进行直接空间元素分析的可行性。我们优化了MALDI MSI的参数——包括激光功率、电离条件和质量分辨率——从而能够检测到内源性和外源性元素，如Fe、Ca、Gd、Pt和Cl。通过结合高分辨率的FTICR-MS和timsTOF MSI，我们评估了电离效率、光谱保真度和同位素准确性。该方法被应用于小鼠发育模型、遗传性金属积累疾病以及肿瘤中铂类药物的分布研究。我们的结果表明，MALDI MSI能够在保持空间完整性的同时实现元素检测。计算建模和光谱相似性分析进一步证实了同位素分布的可靠性。这些发现表明，MALDI MSI是一种可行的高分辨率元素成像方法，它通过整合原子和生物分子的空间分布，为LA-ICP-MS和SIMS提供了补充。这种方法扩展了MALDI MSI的分析能力，并为金属组学、药代动力学和疾病生物标志物研究开辟了新的途径。