单细胞的成像，能用DESI吗？

     

     

     

     

解吸电喷雾电离技术(DESI)现已成为市场上广泛应用的成像技术，可实现更小的像素尺寸和更高的图像分辨率。对单细胞的测定，是现今前沿科学研究的热门方向，使用DESI XS能否进行单细胞的测试呢？

今年美国质谱年会(ASMS)上，沃特世展示了如何借助DESI™ XS进行5 μm空间分辨率的成像，从而实现对单细胞层面上的成像。

     

使用市售的 DESI 离子源(DESI XS，Waters)分析猪肝、人肾上腺和大鼠脑组织。DESI XS离子源配有高性能喷雾器、加热传输管路(HTL)和μBinary溶剂管理器流体系统(ACQUITY UPLC M-Class BSM)。

为进行高分辨率低流量DESI分析，对该系统进行了一些可逆的微小改动：为改善溶剂输送，在溶剂管路中加入了1.7 μm(300 μm x 150 mm)ACQUITY C18色谱柱。

• 溶剂：95:5 MeOH:水      
• 溶剂流速：200-250 nL/min      
• 雾化气体压力：1.35 bar      
• 毛细管电压：0.79-0.85 kV      
• 喷雾头到样品表面的距离：<1 mm      
• 喷雾头到离子进口的距离：3-5 mm      
• 喷雾器角度：70°      
• HTL：450℃(负模式) 250℃(正模式)      

HDI软件方法设置：使用250 nL/min的低流量设置，先以100 μm像素大小获取初始图像，然后以50 - 5 μm像素大小重新获取选定区域的图像。

 

图1.纳升流动DESI与传统流动DESI的对比示意图。

 

图2.HDI 1.8数据驱动显微镜工作流程，A）在模式选项卡中定义并获取低分辨率图像的初始区域。B) 在HDI中处理和检视图像。C) 在分析选项卡中选定感兴趣的区域。D) 将选定区域导入模式选项卡，并以更高分辨率采集。E) 在原始低分辨率图像上处理并显示高分辨率子区域。

图3.左图：以50 μm分辨率采集的人类肾上腺癌组织图像。右上图：以5 μm分辨率重新采集的4号组织子区域。右下：Umap/DBscan对所需的5 μm区域进行分割的结果。

低流量DESI在高分辨率(10 μm像素大小)下长时间(大于35小时)采集也很稳定。

 

图4.左图：以10 μm像素尺寸绘制的整个大鼠大脑矢状切面，其扩展部分显示了小脑内部的细节。右图：数据组中与组织最相关20个的单异构离子。

将5 μm像素大小的图像与显微图像中看到的特征进行比较，估计达到的分辨率小于10 μm。

图5.A：图4中数据组一小块区域的扩展；B：A的Umap/DBscan分割结果，紫色部分与C中显微图像中的细胞相对应；D：重新采集5 μm处的区域，C中可见的细胞的分辨率有所提高。