SYNAPT XS的全谱图分子成像系统中多种成像技术分析结果检测方案(其它质谱仪)

「技术简报WatersTHE SCIENCE OF WHAT'S POSSIBLE. 「技术简报] 基于SYNAPTXS的全谱图分子成像系统：结合多种成像技术获得全面分析结果 目的 展示使用SYNAPT"XS进行全谱图分子成像的互补特性，证明这款经过改良的完全集成式解决方案能为质谱成像客户带来的优势。 背景 全谱图分子成像(Full Spectrum MolecularImaging，FSMI)将多种分析技术汇集到一个平台之上，旨在拓宽谱图范围，获取各种分子离子的空间分布信息。该技术适合用于研究分子功能和生理机能，或用于监测整个组织或器官中药物化合物的分布情况。SYNAPT系列平台从2015年开始引入这种组合式工作流程，力求为质谱成像客户提供全面的成像解决方案，满足各种发现研究的需求。 全谱图分子成像系统结合了分析特定类型分子(多肽、脂质、小分子代谢物和糖类等)的不同质谱技术。MALDI分析与DESI分析的相对优势见图3. 图1.全谱图分子成像工作流程。 这两项技术相互补充，有助于质谱成像过程采集到全面的信息(组织成像的FSMI工作流程见图1)。 沃特世全谱图分子成像系统将DESI、MALDI、离子度度质谱技术、信息学软件整合到一套解决方案中，可以提供详尽的分子信息，信息量远超目前的任何单项质谱成像技术。 发现、识别和测定目标分子或内源性分子的空间分布 无需标记探针即可进行成像研究 有效研究各种大分子和小分子 从单个样品获取尽可能多的信息 获取关键化合物的准确分子分布情况 解决方案 为增强质谱成像性能，沃特世大幅强化FSMI系统解决方案，一方面推出离子淌度技术赋能的先进HRMS质谱仪SYNAPTXS， 另一方面对DESIXS离子源进行了更新和改进。此外，应客户要求，我们提升了沃特世高清成像(HDI)软件的数据处理速度以应对大型数据集，改进了HDMS数据的对齐功能， 同时软件可处理、可加载的数据量也不再受限。 FSMI系统的优势包括： SYNAPTXS的灵敏度提升让研究人员能够分析更低浓度的化合物。 改进了不稳定化合物的分析性能，即使非常容易碎裂的化合物也能进行可视化的空间分布分析。 一个平台提供更多分析模式(HDMS和SONAR"")，让化合物表征变得更加快速、简单。 采用部分密封的DESI离子源，可在分析期间提升环境稳定性和减少外界干扰。 可从侧面观察DESI喷雾器和样品，有助于用户找到合适的喷雾位置，让DESI分析更加轻松。 DESI喷雾器电枢采用配备滚子轴承的弹簧臂精密制造而成，能为大规模采集提供更高的精密度和耐用性。 配备集成式DESI电子元件和气体处理装置，可在分析结束时自动关闭气体和电压，不仅更环保，还能节省质谱成像实验的消耗品成本，同时延长DESI喷雾器的使用寿命。 单个玻片上可以加载多个组织切片，一次实验可以加载多个玻片，有效节省用户时间。 图2.对肾脏皮质和髓质进行 DESI和MALDI全谱分子成像分析得到的结果。黑色谱图区域已在MassLynx的Spectrum(质谱图)视图中放大。红色和绿色谱图分别来自肾脏髓质和皮质。 MALDI DESI 中到高真空度环境 常压 从小分子(代谢物/脂质)到肽类/蛋白质 小分子(代谢物/脂质) 对小分子具有良好的灵敏度 对小分子具有良好的灵敏度 样品制备步骤： 需要喷涂基质 无需样品前处理 半破坏性技术 非破坏性技术 空间分辨率从 5~10 pm至数百pm 空间分辨率从 50 pm至数百pm 图3.MALDI分析与DESI分析的相对优势对比。优势用绿色文本显示。 图4.全谱图分子成像系统解决方案的构成。 全谱图分子成像系统统在SYNAPT系列的离子淌度(IMS)质谱平台可用。通过简单更改系统配置，该系统也可作为标准ESI-Tof仪器用于其它基于UPLC-MS的应用。 图2展示了基于SYNAPTXS采集到的FSMI示例数据，凸显了MALDI和DESI成像结果的互补性。这些图像突出了肾脏皮质与髓质的脂质特征差异(DESI分析或MALDI分析均可识别这类差异)，同时还证明DESI比MALDI更容易检出诸如代谢物之类的小分子。 MS成像领域的文献也认可了FSMI的互补特性，并就技术以及技术自身的变量(例如极性、MALDI基质和DESI溶剂体系)进行了全面比较，并给出了相应的方法和工作流程1。 MS成像技术可用于分析药物及代谢物在组织中的分布，而随着该技术在药物开发领域的应用越来越广泛2，了解DESI与MALDI电离技术之间的互补特性变得非常重要。图5总结了在同一台质谱仪上采用DESI和MALDI方法分析一系列药物化合物得到的结果。 此图说明，同时应用两种离子化功能可以提高分子覆盖度。此外，在电离效率、检测限(LOD)以及样品制备复杂程度方面都能观察到差异。 图5.在SYNAPT质谱仪上使用DESI和MALDI方法分析24种药物化合物得到的筛查结果总结，突出显示了载玻片上检出的化合物数量(检出限1ng)：A)正离子模式、B)负离子模式、C)正离子模式与负离子模式相结合。紫色表示MALDI和DESI检出的含量水平相同。红色表示MALDI的检测结果更好。蓝色表示DESI的检测结果更好3。 总结 全谱图分子成像系统提供更多种类的分子离子可视化分析，帮助研究人员深入探索癌症、心血管疾病和神经退行性疾病等的潜在机制。在其它研究中，全谱图分子成像还可用于识别不同的组织类型、区分病变组织与正常组织，以及根据分子组成判断健康组织与病变组织的边界。得益于SYNAPT XS与DESIXS相结合带来的性能提升，沃特世全谱图分子成像解决方案能够为成像需求提供全面帮助，在分析中优势尽显。 ( 参考文献 ) ( 1 . Anal. Chem.2018，90，9，5637-5645 Exploring lon Suppression in Mass Spectrometry Imaging of a Heterogeneous Tis s ue.Date：February 20，2018 https：//doi.org/10.1021/acs.analchem. 7 b05005 ) ( 2. W aters Application Note 7 20005947en. D E SI-Mass Spectrometry Imaging Investigation of Discrete and Cassette Drug Dosed Tissues. ) ( 3. ， E E valuation o f the lonization Efficiency Between MALDI and DESI MSI for the Analysis of Pharmaceutical Compounds，2018 poster. Emmanuelle Claude and Mark Towers. ) ( 仅供临床研究使用。不适用于诊断。 ) ( MALDI SYNAPTXS属于1类激光产品。 ) 扫一扫，关注沃特世微信 Waters 沃特世科技(上海)有限公司 THE SCIENCE OF WHAT'S POSSIBLE. 上海办公室：021-6156 2666 北京办公室：010-57690500 广州办公室：020-28296555 Waters， The Science of What’s Possible， SYNAPT， HDI， SONAR和DESI是沃特世公司的商标。其它所有商标均归各自的拥有者所有。 Waters China Limited香港办公八：852-29641800 免费售后服务热线：800(400)820 2676 www.waters.com @Waters Corporation.中国印刷。H TC-PDF 目的展示使用SYNAPT™ XS进行全谱图分子成像的互补特性，证明这款经过改良的完全集成式解决方案能为质谱成像客户带来的优势。背景全谱图分子成像(Full Spectrum MolecularImaging, FSMI)将多种分析技术汇集到一个平台之上，旨在拓宽谱图范围，获取各种分子离子的空间分布信息。该技术适合用于研究分子功能和生理机能，或用于监测整个组织或器官中药物化合物的分布情况。SYNAPT系列平台从2015年开始引入这种组合式工作流程，力求为质谱成像客户提供全面的成像解决方案，满足各种发现研究的需求。全谱图分子成像系统结合了分析特定类型分子（多肽、脂质、小分子代谢物和糖类等）的不同质谱技术。MALDI分析与DESI分析的相对优势。