2024年3月22日，由中华中医药学会主办的2023年度中医药十大学术进展发布会在京召开。中国药科大学李萍教授和李彬教授团队的研究成果“空间代谢组学技术助力中药复杂体系物质基础解析”入选2023年度中医药十大学术进展。该团队突破中药复杂化学成分空间分布成像技术瓶颈，系统构建了基于质谱成像的空间代谢组学新技术，高灵敏、高覆盖、高分辨解析中药复杂化学成分空间分布异质性及其体内外空间代谢规律。研究论文发表于Angewandte Chemie International Edition、Analytical Chemistry等。该进展促进了空间代谢组学技术的完善与发展，从空间维度精准揭示中药复杂物质组成与其代谢变化，为诠释中药科学内涵提供了全新视角。近年来，基于质谱成像的空间代谢组学技术备受国内外专家学者的关注和认可，热度持续攀升。科瑞恩特（北京）科技有限公司多年来致力于质谱成像技术的推广与应用，并积极投身中药研究，为国内多所知名科研院提供技术支持，合作完成的研究成果相继发表于Food Chemistry、Journal of Advanced Research、New Phytologist 等权威期刊。01 利用多组学和MALDI-MSI揭示三七“狮子头”形成及皂苷积累的调控机制2024年4月7日，中国中医科学院黄璐琦院士团队在 Journal of Advanced Research 发表了题目为“Unveiling the regulatory mechanisms of nodules development and quality formation in Panax notoginseng using multi-omics and MALDI-MSI” 的文章。该文基于多组学分析、MALDI-MSI 质谱成像技术、拟南芥侵染回补、转录调控验证实验揭示了三七“狮子头”形成及皂苷积累的调控机制。为探究“狮子头”与三七品质间的联系，对活血性成分三七皂苷及止血性成分三七素进行含量测定，显示皂苷含量与“狮子头”数目呈正相关，而三七素含量则与该性状无关。同时皂苷 AP-SMALDI-MSI 质谱成像显示，“狮子头”皮层组织高丰度积累人参皂苷 Rb1，暗示 “狮子头”的形成与皂苷积累具有相关性（图1F）。图1 与三七“狮子头”相关的活性成分组成研究基于发育解剖学、激素质谱成像、转录组测序、拟南芥侵染回补、转录调控验证等实验，解析三七“狮子头”的形成机制（图2）。图2 三七“狮子头”形成的调控机制模型02 基于LC-MS和MALDI-MSI的代谢组学方法揭示苦荞瘦果发育的时空代谢谱2024年3月，中国中医科学院中药研究所孙伟教授和黑龙江中医药大学马伟教授合作在 Food Chemistry 发表了题目为“LC-MS and MALDI-MSI-based metabolomic approaches provide insights into the spatial–temporal metabolite profiles of Tartary buckwheat achene development”的文章。该研究利用液质联用结合质谱成像技术构建了黑色和黄褐色苦荞瘦果三个重要发育阶段的时空代谢谱，并揭示了黄酮类成分在瘦果发育过程中的时空特异性分布情况，解析了类黄酮成分对苦荞瘦果胚发育和种壳颜色形成的潜在调控机制。该研究采用 AP-SMALDI-MSI 技术对发育中的苦荞瘦果切片中的主要黄酮类化合物进行原位信息定位分析。瘦果纵横切面图显示，鞑靼荞麦瘦果由果壳、种皮、胚乳和胚组成（图3A）。与 LC-MS 的结果一致，黄酮类化合物，包括槲皮素、山奈酚、芦丁和烟花苷等，随着瘦果的发育而积累（图3C）。相反，原花青素 A、原花青素 B 和黄烷醇（表）儿茶素的含量随着瘦果的成熟而减少（图3B），表明它们在保护未成熟瘦果方面可能发挥潜在作用，从而防止瘦果在完全成熟前过早消耗。将代谢组学与 AP-SMALDI-MSI 中黄酮类化合物强度的研究相结合发现黄酮类化合物的组织特异性分布取决于化学修饰的类型。图3 苦荞瘦果发育过程中主要黄酮类化合物相对时空分布MALDI MSI图本研究利用 AP-SMALDI-MSI 技术阐明了代谢物在鞑靼荞麦瘦果发育过程中的空间分布，黄酮醇作为鞑靼荞麦瘦果中的主要黄酮类化合物，根据化学修饰类型的不同，呈现出特定的空间分布，作者提出了鞑靼荞麦瘦果中主要黄酮类化合物与瘦果发育之间的调控关系（图4）。图4 黄酮类化合物在苦荞瘦果发育过程中参与调节胚发育和果壳颜色的模式图03 利用MALDI质谱成像技术揭示牡丹和芍药根的空间代谢组2021年4月，中国药科大学李萍教授、李彬教授在 New Phytologist 期刊上发表了题目为：“Unveiling spatial metabolome of Paeonia suffruticosa and Paeonia lactiflora roots using MALDI MS imaging” 的研究论文，本研究结合多基质和正负离子检测模式，对牡丹和芍药的根切片进行了高质量分辨率基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI MSI）和 AP-SMALDI 串联质谱（MS/MS）成像，系统地研究了单萜糖苷类和丹皮酚苷类、单宁类、黄酮类、糖类、脂类等多种代谢产物的空间分布。利用 Li DHB 基质的串联质谱成像技术来准确区分芍药苷和芍药内酯苷两种结构异构体的组织分布（图5）。此外，参与没食子单宁生物合成途径的主要中间产物在根部成功定位和显示。图5 AP-SMALDI MS/MS成像和LC-MS验证上述研究中空间代谢组结果均采用了德国 TransMIT AP-SMALDI 10 离子源，搭载 Thermo ScientificTM Q ExactiveTM 超高分辨质谱仪，对不同药用植物中活性成分的空间分布进行了精准解析。科瑞恩特（北京）科技有限公司先后引进德国 TransMIT AP-SMALDI10、AP SMALDI5 AF 常压 MALDI 离子源和美国 Spectroglyph LLC. MALDI ESI Injector 系列离子源，所有离子源均可与赛默飞 Q ExactiveTM 或 Obitrap ExplorisTM 系列质谱仪搭载使用，实现高空间分辨率、高质量分辨率、高质量精度、高灵敏度质谱成像检测。AP-SMALDI 5AF Orbitrap 质谱成像系统TransMIT AP-SMALDI 5AF 高分辨自动聚焦3D快速质谱成像系统在 AP-SMALDI 10 的基础上完成了升级，常压操作环境，空间分辨率可达到3μm，独特3D检测模式可以检测凹凸不平的样品表面，快速检测模式可达18pixel/s，全像素检测大大提高检测灵敏度，高空间分辨率和高质量分辨率使样本中的分子化合物达到最佳成像效果。T-MALDI-2 透射式超高分辨率质谱成像系统MALDI ESI Injector 离子源，MALDI 源采用新型双离子漏斗设计，兼容ESI、APCI等离子源，实现 MALDI ESI 成像和 LC-MS 检测，在生物样本中可实现组织成像与结构鉴定。通过配置 t-MALDI（1μm空间分辨率）、MALDI-2（激光诱导后电离）等技术并搭载赛默飞 Q ExactiveTM 或 Obitrap ExplorisTM 系列超高分辨率质谱检测仪。   参考文献：[1] Yu M, Ma C, Tai B, et al. Unveiling the regulatory mechanisms of nodules development and quality formation in Panax notoginseng using multi-omics and MALDI-MSI[J]. Journal of Advanced Research, 2024.[2] Liu T, Wang P, Chen Y, et al. LC–MS and MALDI–MSI-based metabolomic approaches provide insights into the spatial–temporal metabolite profiles of Tartary buckwheat achene development[J]. Food Chemistry, 2024, 449: 139183.[3] Li B, Ge J, Liu W, et al. Unveiling spatial metabolome of Paeonia suffruticosa and Paeonia lactiflora roots using MALDI MS imaging[J]. New Phytologist, 2021, 231(2): 892-902.[4] Tang W, Shi J J, Liu W, et al. MALDI Imaging Assisted Discovery of a Di‐O‐glycosyltransferase from Platycodon grandiflorum Root[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2023, 62(19): e202301309.[5] Sun S, Tang W, Li B. Authentication of single herbal powders enabled by microscopy-guided in situ auto-sampling combined with matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry[J]. Analytical Chemistry, 2023, 95(19): 7512-7518.[6] Sun R, Tang W, Li P, et al. Development of an Efficient On-Tissue Epoxidation Reaction Mediated by Urea Hydrogen Peroxide for MALDI MS/MS Imaging of Lipid C═ C Location Isomers[J]. Analytical Chemistry, 2023, 95(43): 16004-16012.— 关于科瑞恩特 —科瑞恩特（北京）科技有限公司成立于2012年，总部设立在北京市经济技术开发区，毗邻京东，京东方，Corning，GE，Bayer等世界五百强科技企业中国研发中心。科瑞恩特公司是一家基于前沿生物成像（质谱成像、动植物活体成像、细胞成像）、国产化高端设备研发的实验室仪器设备和服务供应商，服务于生命科学、疾病控制、生物安全、食药健康等领域。无论是科研实验室、临床研究中心，还是企业研发基地，我们都能够提供专业的实验室综合解决方案，协助客户实现科研产出和成果转化目标。— 科瑞恩特产品线 —德国TransMIT：AP SMALDI质谱成像离子源、基质喷涂仪（全国独家代理）Spectroglyph LLC.：MALDI ESI Injector离子源（USA）（全国独家代理）瑞孚迪Revvity：多模式读板仪、核酸提取仪、小动物活体光学成像、细胞计数仪、液闪计数器、均质器日本Yamato：灭菌器、烘箱、马弗炉、CO2培养箱、喷雾干燥仪、旋转蒸发仪等广纳慧川：智能试剂柜、智能标准品柜、智能防爆（火）柜、智能危化品柜等美的Midea：医用冷藏箱、冷藏冷冻箱、低温冷冻箱、-86℃超低温冰箱等莱普LabPre：LabPre超低温冷冻研磨仪，高通量组织研磨机、球磨机等（自研发）全思美特：VHP移动式空间灭菌器（自研发）— 科瑞恩特服务方案 —全思美测：AP SMALDI质谱成像检测服务全思美特：VHP过氧化氢空间灭菌服务

关键词：MALDI-MSI 基质辅助激光解吸/电离质谱成像技术，breast cancer 乳腺癌，Rho-associated protein kinase (ROCK)：Rho相关蛋白激酶(ROCK)，tumor 肿瘤，stroma 基质，tumor microenvironment 肿瘤微环境，extracellular matrix 细胞外基质，collagen 胶原蛋白肿瘤的发生涉及到基因修饰和癌细胞与其相邻的正常组织间质之间复杂的相互作用，在乳腺癌中，Rho 相关蛋白激酶 (ROCK) 的条件激活可以通过培养基质和增强细胞外基质的产生和重塑来促进肿瘤的生长和进展。2020年南澳大利亚大学肿瘤生物学研究中心 Sarah T. Boyle 和未来产业研究所 Manuela Klingler-Hoffmann 研究团队联合在 Journal of Proteome Research 上发表了一篇名为“Uncovering Tumor−Stroma Inter-relationships Using MALDI Mass Spectrometry Imaging”的文章，本文利用乳腺癌小鼠模型进行这种相互作用的研究。作者使用多肽基质辅助激光解吸/电离质谱成像 (MALDI-MSI) 来量化肿瘤及其基质在常规空间背景下发生的蛋白质组学变化。通过液相色谱串联质谱法进行多肽鉴定，通过定量免疫荧光法检测进行肿瘤样品中蛋白表达的验证。本研究最终证明 MALDI-MSI 检测能够定量评估肿瘤-基质之间的相互关系，可以利用复杂的小鼠肿瘤模型来鉴定人类癌症患者潜在的预后因素。01PyMT小鼠乳腺癌模型中ROCK激活产生促肿瘤基质在转基因 PyMT 乳腺癌小鼠中，作者通过特异性抗体分别观察到了 ROCK 下游通路底物蛋白调节轻链2磷酸化（Mlc2，Ser19磷酸化）和肌球蛋白磷酸酶靶向亚基1磷酸化(Mypt1, Thr696磷酸化），证明 ROCK 的激活。与 KD-PyMT 相比，ROCK-PyMT 中两种底物磷酸化的信号强度均增加(图1a)。分别用抗 e-cadherin 抗体和 DAPI 标记上皮细胞和细胞核，发现肿瘤上皮细胞内 ROCK 的激活可促进肿瘤的生长，而 ROCK 激活的肿瘤也会促进肿瘤如图中胶原纤维 SHG 成像显示的细胞外基质(图1b)，表明 ROCK-PyMT 肿瘤中总胶原蛋白增强，免疫荧光检测发现基质纤维连接蛋白、骨膜蛋白和肌腱蛋白C均增强（图1c）。综上所述，图1结果表明，乳腺癌中 ROCK 的激活会使其底物磷酸化，同时会促进细胞外基质胶原蛋白、纤维连接蛋白、骨膜蛋白和肌腱蛋白C的表达，这将导致组织硬度的增加，该结果与之前在皮肤癌中的研究结果相一致。图1：在PyMT小鼠乳腺癌模型中，ROCK的激活会产生促肿瘤基质02MALDI-MSI技术检测乳腺癌中ROCK激活后多肽的上调为了对比 ROCK-PyMT 和 KD-PyMT 乳腺癌模型中相关蛋白的空间分布差异，作者进行了胰蛋白酶解肽段的 MALDI-MSI 检测。图2显示了采用 MALDI MSI 检测 KD-PyMT (红色轮廓)和 ROCK-PyMT 肿瘤模型(绿色轮廓)四个代表性离子强度图像，通过平均离子响应强度谱图对比，以及上述离子的 ROC 曲线分析显示，与 KD-PyMT 相比，ROCK-PyMT 肿瘤中这些蛋白的表达明显上调 (AUC值为0.716~0.858)。进一步采用 LC-MS/MS 鉴定上述离子分别为 m/z 为1296.785（胶原蛋白α-1(I)链）、1171.624（肌动蛋白）、1055.523（Rab14）和1143.683（tubulinβ-4链）。图2：MALDI-MSI 检测 ROCK 激活乳腺癌中多肽的上调情况03MALDI-MSI检测ROCK调控的ECM，基质介质及其迁徙作者在 ROCK 激活的乳腺癌中发现了丰富的 I 型胶原蛋白(Col1a1)α 链 (图2a, S2a)。这与前期的观察结果一致，即在乳腺癌细胞中激活 ROCK 会产生促肿瘤的 ECM(图1b,c)。同时用定量免疫荧光法证实了在 PyMT 肿瘤样本中成熟胶原蛋白 I 的表达(图3a)。本文研究发现 ROCK 激活的乳腺肿瘤较 KD 具有较高的肌动蛋白(图2b, S2b)。通过定量免疫荧光进一步检查，发现 ROCK-PyMT 肿瘤中 α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)明显高于 KD 组(图3b)，在基质区域中，α-SMA+细胞中 Pdgfrβ 呈阳性，而 Pdgfrβ 是成纤维细胞的标志物，α-SMA 是促肿瘤 CAFs 的标记物，这与前期结果相一致；ROCK-PyMT 肿瘤中 α-SMA 阳性细胞与 Pdgfrβ 阳性细胞的比例明显高于 KD-PyMT 肿瘤(图3c)。胶原蛋白 I 在 ROCK 激活的肿瘤中丰富存在(图3a)，而在基质区主要与 α-SMA 阳性的成纤维样细胞共存(图3d)，表明这些成纤维细胞可能导致胶原蛋白 I 的产生。在 ROCK 激活肿瘤的上皮区域 α-SMA 阳性显著增加(图3e)，前期已证明 ROCK 的激活可以诱导上皮-间充质转化 (EMT)，而 α-SMA 是 EMT 的标志物，这表明 ROCK 激活的 PyMT 肿瘤中存在更多 EMT 的癌细胞。与 KD-PyMT 相比，ROCK- PyMT 肿瘤中 Rab14 也上调(图2c, S2c)。利用定量免疫荧光技术检测发现，ROCK-PyMT 肿瘤中 Rab14 的表达明显高于 KD-PyMT 肿瘤(图3f)。囊泡和核内体是沿着微管网络运输的，而 Rab14 核内体已被证明与微管相关。文中 MALDI-MSI 检测显示细胞骨架微管蛋白 tubulin-β4 增加(图2d, S2d)。而 tubulin-β4 是一个潜在的治疗敏感细胞的肿瘤靶点。利用定量免疫荧光法验证 tubulin-β4 的表达发现，其在 ROCK-PyMT 肿瘤中的表达明显高于 KD-PyMT 肿瘤(图3g)。作者结合在 Rab14 上的发现，推测癌细胞中的 ROCK 激活增强了 EMT，增加了 Rab14 核内体沿着微管系统的运输，导致转运酶将 ECM 改造成促进肿瘤形成的形式。结果表明，可以通过多肽的 MALDI-MSI 检测来识别蛋白在 ROCK-PyMT 和 KD-PyMT 乳腺肿瘤中表达的差异。图3：免疫荧光可视化检测ROCK调控的ECM、基质介质及其运输04MALDI-MSI检测鉴别差异调节肽的预后及其作用机制作者研究发现胶原蛋白 I 和平滑肌肌动蛋白均在 ROCK 激活时上调。高胶原蛋白 I 和 SMA 均被证明是乳腺癌和其他癌症不良预后的因素，本文对来自 TCGA 和 METABRIC 两个人类基因组数据库的数据进行了分析，结果表明胶原蛋白I的表达与更多浸润性相关(图4a)。 Kaplan-Meier Plotter 分析显示，COL1A1 或 ACTA2 (α-SMA) 的高表达与雌激素受体阴性乳腺癌患者的低生存率相关(图4b)。 TCGA/METABRIC 数据库与 Kaplan-Meier Plotter 数据分析的 COL1A2 在人类乳腺癌进展和生存中的表达结果相似 (图S3)，表明可以通过 MALDI-MSI 检测相关小鼠模型来确定人类癌症进展的潜在预后因素。为了证明 MALDI-MSI 检测有利于后续的机制分析，同时考虑到已经发现胶原蛋白 I 和 α-SMA 水平的增加和在整个组织水平上的共定位(图3a,b,d)，作者进一步研究了癌细胞中的 ROCK 活性如何通过旁分泌信号将 CAFs 诱导为促肿瘤的形式，与将从 PyMT 肿瘤中提取的原代成纤维细胞在 KD-PyMT 细胞培养基中的结果相比，在 ROCK-PyMT 细胞培养基中的前胶原蛋白 I 和 α-SMA 均显著增加 (图4c)。这表明 ROCK 激活细胞的条件培养基会使成纤维细胞呈现出促肿瘤形式并开始胶原蛋白的生物合成。图4：MALDI-MSI检测鉴定差异调节肽的预后及其作用机制05研究结论本文利用 MALDI-MSI 检测和 LC -MS /MS 检测相结合的方法鉴定了双基因乳腺癌 ROCK 激活小鼠模型中的差异调节蛋白，MALDI-MSI 检测技术首次被用于研究肿瘤-基质相互作用的机制。在乳腺癌细胞中鉴定并验证了四个在 ROCK 激活时上调的关键蛋白，即胶原蛋白 I 、α-SMA，Rab14 和 tubulin-β4，这些 ROCK 下游蛋白的上调表明，癌细胞中的 ROCK 能够通过将成纤维细胞重编程为促肿瘤的 CAF 形式来间接改变其环境，从而重塑 ECM 和诱导癌细胞中的 EMT，利用微管网络运输核内体中的重塑酶来直接重塑 ECM。本文也进一步强调了 MALDI-MSI 检测技术在人类癌症进展中确定预后遗传因素方面的应用潜力。文献地址：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.0c00511?fig=fig4&ref=pdf「科瑞恩特」独家代理质谱成像离子源在大中华区独家代理的两款质谱成像离子源，都可搭载Thermo ScientificTM Q ExactiveTM或Obitrap ExplorisTM系列质谱仪。AP-SMALDI 5AF高分辨自动聚焦3D快速质谱成像系统，常压操作环境，空间分辨率可达到3μm，独特3D检测模式可以检测凹凸不平的样品表面，快速检测模式可达18pixel/s，全像素检测大大提高检测灵敏度，高空间分辨率和高质量分辨率使样本中的分子化合物达到最佳成像效果。MALDI ESI InjectorTM 透射式超高分辨质谱成像系统，可以同时搭载MALDI离子源与ESI离子源，既可用于传统LC-MS/MS实验，也可用于质谱成像检测，通过双离子漏斗接口实现离子源快速切换，无需拆卸，操作便捷，并且接口可以进一步升级为MALDI-2和t-MALDI检测，大大提高空间分辨率和检测灵敏度。

FAQ: 关于MALDI质谱成像Q1:什么是MALDI质谱成像？质谱成像（Mass Spectrometry Imaging, MSI）是以质谱技术为基础的成像方法，该方法通过离子源（MALDI/DESI/SIMS）直接扫描生物样品成像，可以在同一张组织切片同时分析数百种甚至数千种分子的空间分布特征。MSI是一种结合质谱分析和影像可视化的分子成像技术，不需要任何特异性标记，一般针对生物组织样品可进行多点检测、多维数据获取，可同时实现不同分子或多种分子的高灵敏度检测，并能够直接提供目标化合物的空间分布和分子结构信息。MSI能够检测脂质、糖类、多肽、药物、蛋白质、代谢产物以及大量的外源性物质在生物体内的分布特征及其含量变化，提供生物体不同生理及病理过程中分子的变化。因此，在药学、基础生命科学、植物学、动物学、临床医学等领域具有重大的应用前景。Q2:目前市面上有哪些成像离子化方式，有哪些区别？目前市面上有三大主流质谱成像离子化方式：基质辅助激光解吸电离（MALDI）电喷雾电离（DESI）二次离子质谱（SIMS）空间分辨率的不同：MALDI：μm级，最高可达1μmDESI：μm级，通常可达50μmSIMS：nm级样品前处理的不同：MALDI需要基质辅助（不同基质可辅助离子化不同类型的化合物，呈现最佳检测效果），DESI不需要基质。科瑞恩特目前所推广的离子源为MALDI源，型号包括AP-SMALDI 10、AP-SMALDI 5 AF（TransMIT GmbH）、MALDI ESI Injector、MALDI-2、t-MALDI-2（Spectroglyph LLC.）等。Q3:质谱成像与其他成像技术的关系？质谱成像 (MSI) 可以用于病理学离体组织、新鲜动植物组织、单细胞、微生物等的研究。与磁共振成像 (MRI) 或正电子发射断层摄影 (PET) 扫描技术实现体内诊断及免疫组化 (IHC) 等不同，MSI常作为优势补充技术，对生物分子的代谢分布加以确认，无需标记即可实现分子可视化。它们之间不能够相互替代，是相辅相成的关系。目前，文献所报道的比较系统的做法是把LC-MS和MSI检测结合起来，利用LC-MS的定性能力和MSI的空间分辨能力，实现化合物的精准定性和定位。Q4:待测样品优先做质谱成像还是其他实验？优先做质谱成像检测，再去做H&E染色、IHC、免疫荧光染色等。不过，由于 MALDI 质谱成像分析会损坏样品表面，为避免同一切片上的检测信号强度受到一定程度的影响，也可选用连续（相邻）组织切片分别应用于MSI和其他检测。Q5:喷涂过基质的样品还能做其他实验吗？可以，在做其他实验之前，用甲醇:水（5:5或者7:3）洗涤去除样品表面的基质即可。Q6:质谱成像的整体优势是什么？1、相较于LC-MS，质谱成像可以得到原位信息，所见即所得；2、能够有效检测微量样本和小体积样品，如类器官，3D细胞球等；3、样品制备流程简单，组织冷冻切片后，喷涂辅助基质到组织切片表面，对组织表面的分析物进行微萃取；4、高通量、无标记的分子成像技术，能够同时检测成百上千种分子，包括分子量、空间位置和空间相对离子丰度等信息；5、MSI分析后，组织切片仍保持完整，可以采用常规手段，直接进行分子分析；6、不需要样品匀浆提取，直接用组织切片分析，避免了微量物质在提取过程中的损失，减少了目标物质的破坏；7、获取分子结构的高灵敏度质谱，鉴别未知，高分辨与多级质谱能够获得未知分子的结构信息。Q7:质谱成像的工作流程？样本采集、样品包埋与冷冻切片制备、光学显微图像采集、基质喷涂、MSI检测、数据分析。FAQ: MALDI质谱成像技术应用Q8:MALDI质谱成像能测哪种类型的样本？动物组织样本（如小鼠的心脏、肝脏、肾脏、肺部、皮肤）、植物组织样本（如植物的根、茎、叶）、人的病理组织、单细胞、血液、尿液、毛发、微生物等。Q9:MALDI质谱成像适用于哪些领域？医学、病理学、生物学研究领域；药学、毒理学研究领域；中药、药用植物相关领域；农业、食品安全及营养领域；环境、文物检测等。Q10:MALDI质谱成像能检测哪些目标分子？药物、脂质（PC、PE等）、糖类、多酚（黄酮、异黄酮、酚酸、单宁等）、萜类、生物碱、氨基酸（植物）、多肽、蛋白（需原位酶解）、神经递质（需神经递质衍生化试剂）……Q11:血液和尿液样本可以检测吗？可以，将血液或尿液样本与基质混合到一起，点涂到玻片上室温晾干，然后上机检测。Q12:用MALDI质谱成像做定量可行吗？可行，可先配制不同浓度梯度的标准品溶液，并在空白对照切片（control section）上手动点涂，待标准品液斑干燥后，在样品表面喷涂（手动或喷涂仪自动喷涂）基质；MSI扫描切片后得到标品的信号强度，建立标准曲线，最后按照标准曲线计算出样品中对应成分的浓度。Q13:利用MALDI质谱成像可以呈现不同处理组的组间差异吗？比如说对照组、模型组、给药组。可以，质谱成像获取的不同m/z对应的图像上颜色深浅/亮暗可直观展示不同处理组的组间差异。也可以获取不同成分的信号强度，分析相对含量的差异。Q14:单细胞成像现状如何？根据文献报道单细胞成像在医学领域如病理学分析具有广泛的应用前景；基本流程：在载玻片上培养细胞，获取单细胞层，喷涂基质，MSI检测，数据分析；细胞大小：真核细胞直径平均3-30μm；动物组织细胞、植物组织细胞、人卵细胞0.1mm，鸵鸟卵细胞5cm；科瑞恩特公司目前代理两款MALDI离子源均有单细胞检测的文献报道，空间分辨率可实现1μm，更适用于单细胞分析。Q15:目前公司离子源在售型号有哪些？AP-SMALDI 10：空间分辨率达~5μm。AP-SMALDI 5AF：空间分辨率达~3μm；新增全像素检测模式提升了灵敏度（10倍以上），3D成像检测模式实现表面凹凸不平样本的检测。MALDI/ESI Injector：通过双离子漏斗结构设计，可快速进行离子源切换。MALDI-2 Injector：通过双离子漏斗结构设计，可快速进行离子源切换；MALDI-2激光诱导后电离技术，提高检测灵敏度。t-MALDI-2：空间分辨率~1μm，通过双离子漏斗结构设计，可快速进行离子源切换；MALDI-2激光诱导后电离技术，提高检测灵敏度；采用Transmission透射模式，提高空间分辨率。Q16:质谱成像检测结果能精确到纳米级别吗?目前主流的质谱成像离子源有MALDI、DESI和SIMS，其中SIMS可达纳米级。MALDI和DESI质谱成像检测目前尚处于微米级空间分辨率水平，而MALDI MSI检测空间分辨率更高，能够实现单细胞水平检测。目前而言，商品化高空间分辨率设备如德国TransMIT的AP-SMALDI 5AF、美国Spectroglyph LLC.公司的T-MALDI-2空间分辨率最高可分别达3μm和1μm，都是很不错的选择。有研究人员使用t-MALDI-2进行了600nm空间分辨率的检测，我们期待MALDI MSI检测能够有进一步的突破，实现纳米水平的检测。参考文献：[1] Li Z, Sun C, Jia K, et al. Biofluid Metabolic Profiling for Lung Cancer Screening via Reactive Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry[J]. Analytical Chemistry, 2023, 95(32): 12062-12070.[2] Ma X, Fernández F M. Advances in mass spectrometry imaging for spatial cancer metabolomics[J]. Mass Spectrometry Reviews, 2022: e21804.[3] Zhu X, Xu T, Peng C, et al. Advances in MALDI mass spectrometry imaging single cell and tissues[J]. Frontiers in Chemistry, 2022, 9: 782432.[4] Kuzma B A, Pence I J, Greenfield D A, et al. Visualizing and quantifying antimicrobial drug distribution in tissue[J]. Advanced drug delivery reviews, 2021, 177: 113942.[5] Prideaux B, Lenaerts A, Dartois V. Imaging and spatially resolved quantification of drug distribution in tissues by mass spectrometry[J]. Current Opinion in Chemical Biology, 2018, 44: 93-100.

关键词：MALDI-MSI 质谱成像，Mass spectrometry 质谱法，Peptides and proteins 肽和蛋白质，Plants 植物，Protein identification 蛋白质鉴定基质辅助激光解吸电离质谱法（MALDI MS）是一种用于研究蛋白质分布的通用分析方法，已广泛用于动物（包括人类）的蛋白质组学研究，但在植物上的应用还较少。目前，只有低质量分辨率的 MALDI MS 成像技术被用于研究植物中的蛋白质，且研究的蛋白质分子量相对较小。因此，本研究以高蛋白质含量的鹰嘴豆以及含有毒性蛋白（相思子毒素）的相思子为研究对象，旨在通过 MALDI MS 成像技术对鹰嘴豆和相思子中的蛋白质进行空间定位及鉴定，以期开发一种在植物样品中实现蛋白质的空间定位及鉴定的方法，为植物蛋白质的研究提供了新思路。01 摘要 2023年9月，德国拜罗伊特大学 Andreas Römpp 团队在 Analytical chemistry 发表了题目为“MALDI MS Imaging of Chickpea Seeds(Cicer arietinum) and Crab´s Eye Vine (Abrus precatorius) after Tryptic Digestion Allows Spatially Resolved Identification of Plant Proteins”的文章，该研究利用 AP-SMALDI MS 成像技术对经胰蛋白酶处理后的鹰嘴豆和相思子中的蛋白质进行空间定位及鉴定。研究人员开发了一种新的样品制备方法，并建立了一套完整的实验流程，包括样品处理、胰蛋白酶处理、质谱成像和数据分析，通过该方法，研究人员成功地在鹰嘴豆和相思子中定位和鉴定了多个蛋白质，为进一步研究植物蛋白质功能和代谢奠定了重要基础。02 实验设计 本研究的研究思路是通过 MALDI MS 成像技术对鹰嘴豆和相思子经胰蛋白酶处理后的蛋白质进行空间定位及鉴定，并对样品前处理方法进行了考察和优化，具体包括以下两个步骤：(1) 样品制备方法优化对不同溶剂的浸泡效果、不同的样品清洗方案以及样品包埋剂和包埋方式进行考察，以保证检测时样品的完整性。(2)MALDI质谱成像方法开发对 MALDI 基质以及检测条件进行优化，以获得最佳检测信号。2.1样品制备工作流程的开发该研究以鹰嘴豆作为富含蛋白质的植物器官模型，介绍了用于胰蛋白酶肽的 MALDI 质谱成像的植物样品的制备方法。由于植物组织与哺乳动物组织的成分差异较大，植物种子在切片之前通常需要进行浸泡处理，文中对水、乙醇和含水乙二醇的浸泡效果进行了比较，结果发现，用水浸泡时，种子膨胀不均匀，切片时裂缝的形成会增加；当用50%乙醇进行浸泡时，样品切片会更完整，但在后续过程中，样品很容易变干和从载玻片上剥落；当用含水乙二醇进行浸泡时，样品切片更完整，在后续的过程中也更稳定，研究人员又对不同含水量的乙二醇进行了比较，发现用25-30%的乙二醇浸泡样品，得到的切片最完整和稳定。几种浸泡介质的显微镜图像如图S1所示。接下来，该研究又对浸泡时间以及包埋剂和包埋方式进行了比较，结果发现无论何种浸泡介质，完全浸泡所需的时间都在1周左右，浸泡时间较短样品会有干心，浸泡时间较长（4周）不利于样品切片。此外，5%明胶比 CMC 更适于作为包埋介质，包埋时将胚根朝底放入包埋盒中，切片时，将种子朝向切割刀片的方向，使胚根远离刀片，可以防止胚根丢失，并获得稳定、完整的鹰嘴豆切片。该研究还对乙二醇浓度和切片厚度的相关性进行了研究，可以制备薄片（25µm）。详情见图S2。图S1. 不同浸泡介质的代表性显微镜图像（各7天）。A：浸泡在纯去离子水中。B：用50%的乙醇浸泡。C：浸泡在30%的乙二醇中。图S2. 不同切片厚度和乙二醇浓度的显微图像矩阵。所有的图像在透射光模式下和 X20 的放大倍数下拍摄。由于生物组织的复杂性，为了降低抑制作用，有效固定切片，通常采用洗涤的方式去除脂质、盐类和糖类。因此，选择合适的洗涤方案对于在有效去除干扰物质和最小化分析物离域之间实现可接受的权衡至关重要。该研究对两种方案进行了比较，方案1：使用70%冷藏异丙醇清洗两次，每次30秒，然后使用95%冷藏异丙醇清洗15秒；方案2：使用70%和100%冷藏乙醇分别清洗30秒，并在 pH4.5 的碳酸氢铵缓冲液中浸泡5次。结果表明，第二种方案会导致一些蛋白质从切片上被洗掉，而无法检测到相应的胰蛋白酶消化产物，因此选择方案1。由于植物组织通常倾向于吸收液体，因此很难将胰蛋白酶消化限制在样品表面。为了防止胰蛋白酶被样品吸收，需要在应用胰蛋白酶之前，进行短时间的纯水喷雾，以使植物组织饱和，从而有效降低胰蛋白酶吸收。在经纯水喷雾处理之后，立即向切片表面喷涂胰蛋白酶，然后将切片于40℃的恒温恒湿箱中放置过夜。将样品从恒温箱中移出后，需使用低 pH 值的 MALDI 基质停止胰蛋白酶的反应，该研究对比了 DHB 和 CHCA 两种基质的喷涂效果，发现使用 DHB 能够获得更高的鹰嘴豆胰蛋白酶消化产物信号，因此，选择 DHB 作为进一步测量的基质。纯水喷雾、胰蛋白酶喷雾及 DHB 喷涂参数详情见表S2。表S2. 使用 HTX M5 喷雾器在鹰嘴豆切片上自动喷洒纯水、胰蛋白酶和 MALDI 基质 DHB 的参数。图1. 植物蛋白 MALDI 质谱成像的样品制备工作流程。样品浸泡和水喷雾是标准样品制备方案中新引入的步骤。恒温箱和物体温度（40℃）。2.2质谱成像技术鉴定鹰嘴豆中的蛋白质鹰嘴豆中蛋白质的胰蛋白酶肽的分布情况各不相同。在图2B中，作者用红色表示 α-1 ,4葡聚糖磷酸化酶的胰蛋白酶肽 EFVR（钾离子加合物），EFVR 均匀地分布在鹰嘴豆种子中，包括种皮部分。同时，在图2C中，作者给出了单个 65μm 像素的质谱图，展示了 EFVR 在高质量分辨率（R(FWHM)= 146,706）和高质量精度（质量偏差−1.02ppm）下的信号。在图2B中，作者用绿色表示40S核糖体蛋白S4的胰蛋白酶肽 VGVIKNR（钠离子加合物），其单像素质谱如图2D所示。VGVIKNR 在子叶内呈典型的环形分布，这可能是由于子叶内的维管束或褶皱所导致。在图2E中，70kDa 热休克蛋白8的胰蛋白酶肽 SHGVK（钾离子加合物）的信号用红色表示，其主要集中在胚叶周围，子叶内的强度较低。此外，60S核糖体蛋白 L26-2 的胰蛋白酶肽 KKWVIHIER（铵根离子加合物）在图2E中用绿色表示，其仅位于子叶内。图2. 鹰嘴豆中不同分布的胰蛋白酶肽的离子图像和质谱数据。A：具有指定解剖特征的鹰嘴豆切片的光学图像。B：m/z 588.25426（红色），对应A0A1S2XHJ1蛋白的胰蛋白酶肽EFVR（钾离子加合物），m/z 807.48112（绿色），对应A0A1S2YYM1蛋白的胰蛋白酶肽VGVIKNR（钠离子加合物）。C：m/z 588.25426的单像素质谱图，质量分辨率为R、质量偏差和间隔宽度（红色）。D：m/z 807.48112的单像素质谱图，质量分辨率为R、质量偏差和间隔宽度（绿色）。E：m/z 565.24946（红色），对应A0A1S2YX55蛋白的胰蛋白酶肽（钾离子加合物），m/z 1225.7525（绿色），对应A0A1S2XNP5蛋白的胰蛋白酶肽SHGVK（铵根离子加合物）。F：m/z 565.24946的单像素质谱图，质量分辨率为R、质量偏差和间隔宽度（红色）。G：m/z 1225.7525的单像素质谱图，质量分辨率为R、质量偏差和间隔宽度（绿色）。单通道质谱成像图像如图S15所示。到目前为止，在质谱成像中没有普遍认可的蛋白质鉴定程序，该研究提出每个蛋白质至少要有两个检测肽的数量，并且具有一致的“优势”空间分布，且至少有一个肽是数据集独有的。因此，该研究又给出了三个鹰嘴豆种子中具有代表性的蛋白质对应的胰蛋白酶肽的质谱图像。在图2B（红色）中的胰蛋白酶 EFVR（K离子加合物）旁边，发现了另外四个在整个切片上分布一致的 α-1 ,4葡聚糖磷酸化酶的胰蛋白酶肽，其分布如图3A所示。在图2B（绿色）中的胰蛋白酶 VGVIKNR（钠离子加合物）旁边，还检测到40S核糖体蛋白S4的两个胰蛋白酶肽，其分布如图3B所示。此外，在子叶中还检测到了另一种与 KKWVIHIER 分布一致的60S核糖体蛋白 L26-2 的胰蛋白酶肽，详情见图3C。图3. 三种鹰嘴豆蛋白的胰蛋白酶肽的质谱成像图。A：A0A1S2XHJ1蛋白的胰蛋白肽的质谱成像图。B：A0A1S2YYM1蛋白的胰蛋白肽的质谱成像图。C：A0A1S2XNP5蛋白的胰蛋白肽的质谱成像图。除了检测到上述的蛋白质外，该研究还从鹰嘴豆中鉴定出16种蛋白质，其中，7种蛋白质在整个剖面上均有分布(图S10)，8种蛋白质分布在子叶和胚根中，1种蛋白质仅在子叶分布(图S11)。同时还检测到大量（189个）与其他鹰嘴豆蛋白对应的附加肽，但这些蛋白质均不满足文中提出的要求（每个蛋白质要检测到两个相匹配的肽）。当使用不严格的标准鉴定蛋白质时，鉴定到的蛋白质数量会大幅增加，但假阳性率会升高。因此文中提出的方法大幅降低了质谱成像中植物蛋白鉴定的假阳性率。图S10. 鉴定出遍布整个切片的蛋白质（除了图3A中所示的蛋白A0A1S2XHJ1）图S11. 鉴定出分布在子叶和胚根上的蛋白质（除了图3B中所示的蛋白A0A1S2YYM1）为了考察工作流程的可重复性，该研究对同一鹰嘴豆种子的不同切割平面上的另一个切片进行重复检测，结果与图3一致，详情见图S14。另外又在几乎相同的条件下进行了两次检测。图S15−S18中显示了图2中所示的胰蛋白酶肽的单通道离子图像。结果表明，利用该工作流程，可以根据胰蛋白酶肽对植物样品中的蛋白质进行鉴定和定位，且该方法的空间分辨率更高（~65μm），质量分辨率和质量精度也更高。图S14. 鹰嘴豆种子的重复检测图。A：鹰嘴豆切片的光学图像。B：A0A1S2XHJ1蛋白的胰蛋白肽的质谱图像。C：A0A1S2YYM1蛋白的胰蛋白肽的质谱图像。D：A0A1S2XNP5蛋白的胰蛋白肽的质谱图像。图S15. 鹰嘴豆切片上具有不同分布的胰蛋白酶肽的单通道质谱图像。A：鹰嘴豆切片的光学图像。B：m/z 588.25426的质谱图像，对应物质为A0A1S2XHJ1蛋白的胰蛋白酶肽EFVR（钾离子加合物）。C：m/z 565.24946的质谱图像，对应物质为A0A1S2YX55蛋白的胰蛋白酶肽SHGVK（钾离子加合物）。D：m/z 1225.75283的质谱图像，对应物质为A0A1S2XNP5蛋白的胰蛋白酶肽（铵根离子加合物）。E：m/z 807.48112的质谱图像，对应物质为A0A1S2YYM1蛋白的胰蛋白酶肽VGVIKNR（钠离子加合物）图S16. 图S14中重复测量的胰豆酶肽的单通道MS图像。图中各部分的描述与图S15一致。图S17. 在鹰嘴豆切片上进行不同分布的胰蛋白酶肽检测的单通道质谱图像。与其他测量只有技术差异：样品在-80℃放置过夜。图中各部分的描述与图S15一致。图S18. 在鹰嘴豆切片上进行不同分布的胰蛋白酶肽检测的单通道质谱图像。与其他测量只有技术差异：样品在-80℃放置过夜，像素为 100μm 。图中各部分的描述与图S15一致。2.3相思子中相思子毒素的质谱成像相思子毒素是存在于相思子中的四种有毒高质量（~60kDa）蛋白质异构体的总称（abrin-a、abrin-b、abrin-c、和abrin-d），其中 abrin-a 具有极强的细胞毒性。该研究用同样的样品制备方式制备了相思子切片，并对 abrin-a 在相思子中的分布进行了研究。该研究采用与鹰嘴豆相同的样品前处理方式制作相思子切片，然后进行 MALDI 质谱成像，结果如图4所示。在相思子切片上可以检测到 abrin-a 独有的两种胰蛋白酶肽，分别为 IIMWKCKDR（m/z 1230.58886）的钾离子加合物，标准误差为 0.82ppm，以及 FSTEGATSQSYK（m/z 1327.57772）的钠离子加合物，标准误差为 1.35ppm，且这两种胰蛋白酶肽均匀地分布在相思子中，包括胚芽和种皮。图4. abrin-a的质谱成像。A：胰蛋白酶处理前切片的光学图像。B：胰蛋白酶肽IIMWKCKDR（m/z 1230.58886）的钾离子加合物离子图像。C：包含质谱质量分辨率和质量偏差的m/z 1230.58886 的单像素质谱图。D：胰蛋白酶肽FSTEGATSQSYK（m/z 1327.57772）的钠离子加合物离子图像。E：包含质谱质量分辨率和质量偏差的m/z 1327.57772 的单像素质谱图。03 总结 该研究利用 MALDI 质谱成像技术对鹰嘴豆和相思子用胰蛋白酶处理后的的蛋白质进行空间定位及鉴定，并采用严格的鉴定标准对鹰嘴豆中的16种蛋白质进行了可视化和鉴定，成功地确定了多个蛋白质的分布模式，并通过 MALDI-MS/MS 实验证实了这些结果。开发了一种新的样品制备方法，并建立了一套完整的实验流程，包括样品处理、胰蛋白酶消化、质谱成像和数据分析。与传统方法相比，这些方法可以有效地去除干扰物质，并最小化蛋白质的迁移和丢失，且经胰蛋白酶处理后再进行 MALDI 质谱成像，不受较大蛋白质分析的限制，这为植物蛋白质研究提供了一种新的途径，为进一步研究植物蛋白质功能和代谢提供了重要的基础。该研究也为农业和食品科学领域提供了一种快速、准确、高通量鉴定和研究植物种子中蛋白质的方法，有助于改良和优化农作物的品质和产量。此外，该研究还为药物研发和生物医学领域研究蛋白质在疾病治疗和药物传递中的作用提供了新思路。文献地址：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c02428「科瑞恩特」独家代理质谱成像离子源在大中华区独家代理的两款质谱成像离子源，都可搭载Thermo ScientificTM Q ExactiveTM或Obitrap ExplorisTM系列质谱仪。AP-SMALDI 5AF高分辨自动聚焦3D快速质谱成像系统，常压操作环境，空间分辨率可达到3μm，独特3D检测模式可以检测凹凸不平的样品表面，快速检测模式可达18pixel/s，全像素检测大大提高检测灵敏度，高空间分辨率和高质量分辨率使样本中的分子化合物达到最佳成像效果。MALDI ESI InjectorTM 透射式超高分辨质谱成像系统，可以同时搭载MALDI离子源与ESI离子源，既可用于传统LC-MS/MS实验，也可用于质谱成像检测，通过双离子漏斗接口实现离子源快速切换，无需拆卸，操作便捷，并且接口可以进一步升级为MALDI-2和t-MALDI检测，大大提高空间分辨率和检测灵敏度。

关键词：MALDI-MSI 质谱成像、host–microbe interactions 宿主-微生物相互作用, spatial metabolomics 空间代谢组学，fluorescence in situ hybridization 荧光原位杂交，microbial mutualism 微生物共生基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI-MSI）是一种无标记分子成像技术，可以直接同步绘制生物组织切片中数百种不同代谢物的二维离子密度图。然而，在宿主-微生物相互作用中，定位微生物并将代谢物分配给宿主与微生物仍然具有挑战性。因此，研究人员开发了在同一切片上将 MALDI-MSI 与荧光原位杂交 (FISH：Fuorescence In Situ Hybridization) 相结合，以识别和定位微生物细胞的一种成像方法。01 背景介绍 在宿主-微生物界面精确定位单个代谢物是解决微生物互利共生和发病机制中代谢相互作用的关键挑战。结合代谢物的空间分布和组织内宿主、微生物的单个细胞类型，可以进一步理解宿主-微生物相互作用中的通信、防御和营养交换情况。虽然，空间蛋白质组学和转录组学使得在真核宿主中定位蛋白质和基因变得更容易，但一直缺乏研究复杂组织中微生物的代谢及位点特异性表型的可靠方法。因此，需要一种准确连接代谢物与其产生细胞的方法来揭示复杂组织中代谢异质性的来源，从而表征其代谢表型。一直以来，研究人员通常使用色谱方法，结合质谱（MS）或核磁共振波谱分析，通过非靶向代谢组学检测组织中代谢物。然而，在不使用显微切割技术的前提下，会导致组织、细胞相关空间位置信息及其原位特定代谢指纹信息的缺失。质谱成像（MSI）技术能够绘制单个组织切片中数百种不同代谢物的高分辨率空间分布图。MALDI-MSI 可以分析完整的生物分子，包括聚糖和多数代谢物（如糖、脂质等）。商业硬件可实现约 5µm 高空间分辨率（像素大小）（表1）检测，这使得 MALDI-MSI 能够成功区分单个真核细胞。截止目前，德国吉森大学 Bernhard Spengler 教授团队研发的 AP-SMALDI 和 Spectroglyph LLC.公司的 t-MALDI-2 离子源均可实现＜5µm 分辨率的 MALDI-MSI 检测。通常 5–10µm 的分辨率足以区分定植和未定植的真核细胞，但无法单独分辨多数细菌细胞 (~1µm)。由于缺乏物种和菌株特异性的代谢物生物标志物，即使在最高的空间分辨率下， MALDI-MSI 检测也不足以可靠地将细胞的代谢指纹分配给相应的微生物类群。因此，了解待测细胞的分类特性，并在细胞分辨率尺度绘制出代谢物的空间位置至关重要。然而，单个细胞的鉴定工作可通过使用抗体标记、荧光蛋白标记和荧光原位杂交（FISH）等方法来实现。其中 FISH 能够通过使用特定的荧光探针标记任何选定的的 DNA 或 RNA 序列。本文研究人员结合荧光显微镜的高分辨率、FISH 探针的特异性和高分辨率 MALDI-MSI 开发了 metaFISH 方法，将代谢指纹与微生物群落的单个细胞联系起来。文章详细介绍了 metaFISH 的工作流程，在单细胞尺度进行核酸探针成像并将代谢物的空间分布分配给微生物组，描述了组织制备、基质喷涂、MSI 数据采集，使用核酸探针的组织杂交、荧光显微图像采集、数据整合到相关图像数据集分析等步骤。MetaFISH 的工作流程适用于环境微生物学家及临床科学家等科研工作者，此流程需要约2个工作日。表 1：metaFISH测试的高分辨率MSI设备示例及其相关参数02 metaFISH 工作流程概述 基于 MALDI-MSI 和 FISH 技术可视化微生物及其代谢物空间分布的整个工作流程共分为7步：01 取样及组织包埋02 冰冻切片03 基质喷涂04 质谱成像数据采集05 MSI检测后样本固定及荧光原位杂交06 荧光显微图像采集07 数据处理和整合（图1）其中以下三点尤为关键：1、高分辨质谱成像的样品前处理；2、优化质谱成像参数（平衡信号强度与样本烧蚀情况）；3、MSI检测后样本固定（便于后续FISH检测）。另外，由于 MALDI 质谱成像分析会损坏样品表面，为避免同一切片上的荧光原位杂交信号强度受到一定程度的影响，也可选用连续（相邻）组织切片分别应用于 MSI 和 FISH 检测。图1 使用 MALDI-MSI 和 FISH 以高空间分辨率可视化代谢物和微生物的工作流程(metaFISH)（MSI 数据来自AP-SMALDI-5 AF（TransMIT GmbH, Giessen, Germany））03 metaFISH 的应用 在本方案中，研究人员重点关注不可培养的环境宿主-微生物系统的 MALDI-MSI 检测和荧光标记成像，这些系统与人体活检组织相媲美，在样本量、可追溯性和操作方面存在方法学上的挑战。metaFISH 把 MALDI MSI 与 FISH 结合起来，能够将代谢物与基因的存在和表达联系起来。蚯蚓和深海贻贝体内均有共生细菌群落，且轮廓分明，metaFISH 已成功应用于二者的研究。同类成像方法也成功应用于宿主-微生物相互作用的天然产物研究，阐明了狼黄蜂茧表面的特定细菌细胞可产生抗菌化合物并共定位了海洋海绵中的生物活性化合物和细菌。该方法可同时检测寄主/致病菌和宿主的内源性代谢物、宿主的原位免疫反应代谢物、外源性药物等，未来可应用于更多领域，如环境和医学研究等。04 实验设计 metaFISH 实验设计的关键在于获取宿主体内细菌的位置和密度，明确其如何影响宿主的细胞代谢。通常在实验室模型中，感染部位和大致细菌数量是已知的，但对于病理样本和动物来源的样本，在进行 MetaFISH 分析之前，必须先对其进行表征。对于微生物群落组成未知的样品，建议选择合适且特异性强的 16S rRNA FISH 探针进行宏基因组测序。因此，建议保留部分样品分别用于不同的分析，如将一半组织/器官保存在合适的核酸保存固定液中用于宏基因组测序，另一半低温冷冻保存用于 MSI 和 FISH 检测。metaFISH实验步骤及所需时间（详细步骤请参考文献原文）1-13：冷冻包埋和制备样品切片：2-3小时。14-16：样品标记定位和显微镜拍照：0.5小时17-19：基质喷涂：1小时20-27：质谱成像上机检测：0.5小时仪器调试+样品分析时间（取决于样本大小及仪器参数设置）28：质谱图像数据评估：0.5小时29-32：质谱成像后固定样本切片：2-3小时33-48：原位荧光杂交：2-3小时49-51：荧光显微成像：1小时52-56：数据分析：1小时05 实验结果预期 metaFISH 可以在单个组织切片中同时绘制代谢物和细菌的空间分布。该方法获取的数据集包含数百个代谢物分布图像和荧光显微镜图像，能够呈现出组织、细菌及相关代谢物的分布，进一步获取代谢物分别与共生细菌、寄生细菌以及未定植宿主组织的共定位信息。如图2所示，该研究结合显微镜以不同空间分辨率呈现代谢物的 MSI 离子图。图2e所示为已发表的与 FISH 相关的 MALDI-MSI 数据，该数据由 AP-SMALDI（TransMIT GmbH, Giessen, Germany）采集，空间分辨率为3µm，可视化呈现了定植宿主和细菌细胞的空间分布，该数据集同时揭示了相似共生体定植细菌之间的代谢物差异。较大像素采集结果（10µm，图2c）显示特定局部代谢物的存在（如，未注释m/z 890.4951），该成分与贻贝鳃组织纤毛边缘寄生细菌的 FISH 信号相匹配。这种代谢物可能是细菌的产物，也可能表明贻贝宿主对感染的反应。图2 metaFISH 分别以10µm 和3µm 空间分辨率揭示深海贻贝组织中与共生菌、寄生菌相关的代谢物分布06 总结总之，本文介绍的 metaFISH 应用提供了在代谢物水平和高空间分辨率上对宿主-微生物相互作用的功能和化学生态学的深入了解。MALDI-MSI 技术的快速和持续发展使得微生物学家能够对微生物菌落、生物膜和单个真核细胞甚至细菌微菌落进行原位成像分析。如今，MALDI-MSI 成为研究单个细菌细胞代谢物的尖端技术，本文提出的 metaFISH 方案进一步为分析和理解这些微米级细菌代谢组提供了基础。文献地址：https://www.nature.com/articles/s41596-023-00864-1「科瑞恩特」独家代理质谱成像离子源在大中华区独家代理的两款质谱成像离子源，都可搭载Thermo ScientificTM Q ExactiveTM或Obitrap ExplorisTM系列质谱仪。AP-SMALDI 5AF高分辨自动聚焦3D快速质谱成像系统，常压操作环境，空间分辨率可达到3μm，独特3D检测模式可以检测凹凸不平的样品表面，快速检测模式可达18pixel/s，全像素检测大大提高检测灵敏度，高空间分辨率和高质量分辨率使样本中的分子化合物达到最佳成像效果。MALDI ESI InjectorTM 透射式超高分辨质谱成像系统，可以同时搭载MALDI离子源与ESI离子源，既可用于传统LC-MS/MS实验，也可用于质谱成像检测，通过双离子漏斗接口实现离子源快速切换，无需拆卸，操作便捷，并且接口可以进一步升级为MALDI-2和t-MALDI检测，大大提高空间分辨率和检测灵敏度。

关键词：MALDI-MSI 质谱成像、Paeonia suffruticosa 牡丹、Paeonia lactiflora 芍药、Monoterpene glycoside 单萜苷、Spatial distribution 空间分布01 前言 芍药属植物具有较高的观赏价值和经济价值，以及重要的药用价值，引起园艺学家、植物学家和草药学家的极大关注。芍药属植物约有35种，其中牡丹 (Paeonia suffruticosa，PS）和芍药（Paeonia lactiflora ，PL）是两种主要的东方药草。牡丹和芍药同属，外形也极为相似，从植株形态上进行区分：牡丹，是小灌木，有木芍药之称；而芍药是多年生草本植物。在中国、日本和韩国，牡丹皮（牡丹的干燥根皮）和白芍（芍药的根部）是具有镇痛和抗炎活性的重要中药。尽管 PS 和 PL 的植物化学和药理作用的相似性和差异性已经被广泛研究，但其空间代谢组的比较几乎没有报道。空间代谢组学是代谢组学研究发展中的一个分支，它提供了组织结构和个体代谢物之间的直接联系。阐明PS和PL的空间代谢组差异在植物分类和药用植物质量控制等领域具有重要意义。02 摘要 2021年4月，中国药科大学天然药物与中药学院国家重点实验室李萍教授、李彬教授在 New Phytologist 期刊上发表了题目为：“Unveiling spatial metabolome of Paeonia suffruticosa and Paeonia lactiflora roots using MALDI MS imaging”的研究论文，本研究结合多基质和正负离子检测模式，对牡丹和芍药的根切片进行了高质量分辨率基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI MSI）和 AP-SMALDI 串联质谱（MS/MS）成像，系统地研究了单萜糖苷类和丹皮酚苷类、单宁类、黄酮类、糖类、脂类等多种代谢产物的空间分布。利用 Li DHB 基质的串联质谱成像技术来准确区分芍药苷和芍药内酯苷两种结构异构体的组织分布。此外，参与没食子单宁生物合成途径的主要中间产物在根部成功定位和显示。03 结果 3.1MALDI MSI的PS和PL根代谢产物的原位分析采用高分辨率 MALDI MSI 和 MALDI MS/MS Imaging 相结合的方法，获得了 PS 和 PL 根横截面的综合代谢产物分布图，并进一步用 LC-MS/MS 进行了验证。代表性部位的质谱图从根的四个区域获得，包括木栓层、皮层、韧皮部和木质部（图1）。在正离子模式下，使用 DHB 基质，检测到两种主要特定类别的次级代谢物单萜糖苷类（monoterpene glycosides，MGs）和没食子单宁（gallotannins）。在 PS 和 PL 中均观察到共同的代谢物 MGs，如芍药苷/芍药内酯苷（m/z 519.1263，结构异构体)、氧化芍药苷（m/z 535.1212)、苯甲酰芍药苷（m/z 623.1525）、牡丹皮苷 A（m/z 653.1631）、牡丹皮苷 B/J（m/z 669.1580）、牡丹皮苷 E（m/z 565.1318）和苯甲酰氧芍药苷/牡丹皮苷 C (m/z 639.1475，同分异构体）。牡丹/芍药中生物合成的没食子单宁是没食子酸葡萄糖酯（即没食子酰葡萄糖，GGs）。如图1所示，观察到具有相邻峰间距为 152.01 Da 的 m/z 分布，表明母体分子上连续添加了没食子酸基团。在 PS 和 PL 中，检测到12个没食子酰基残基的取代产物（2GG-12GG，m/z 523.0485-2043.1581）。作者还发现了 PS 特有的成分—丹皮酚苷类（PGs），如牡丹酚甙（m/z 367.0790）、牡丹酚原甙和牡丹酚新甙（m/z 499.1212，同分异构体）。图1. 正离子模式下牡丹（左）和芍药（右）根横截面不同区域的 MALDI 质谱图3.2MALDI MSI比较PS和PL根单萜和丹皮酚苷类成分的空间分布图a中，通过 PS 和 PL 的横截面可以看到解剖结构中的物种多样性，PS 根木质部区域高度木质化；PS 韧皮部约占整个横切面的45-55%，PL 根的韧皮部仅占10-20%。图b中，可以看到 PS 和 PL 中单萜糖苷类的空间分布模式，芍药苷（m/z 519.1263，[M+K]+）及其衍生物主要分布在 PS 和 PL 的木栓层、韧皮部区域，PL 的木质部射线区，但在 PS 的木质部（木芯处）检测信号较低。此外，在图c中，可看到丹皮酚苷的空间分布，在 PS 根的木栓层和韧皮部中可以解吸出丹皮酚苷类化合物，如丹皮酚苷（m/z 367.0790）、牡丹酚原甙和丹皮酚新甙（m/z 499.1212，同分异构体）、丹皮酚苷A/B/C/D（m/z 651.1322，同分异构体）和丹皮酚苷E（m/z 661.1741），而 PL 的根中不存在丹皮酚苷类物质。图2 牡丹和芍药根的 MALDI 成像 （a. 甲苯胺蓝O染色的组织切片的光学图像；b. 单萜糖苷类（MGs）的离子图像；c. 丹皮酚苷(PGs)的离子图像）。3.3AP-SMALDI MS/MS成像分析结构异构体的空间分布由于存在高丰度 [M+K]+ 断裂困难、[M+Na]+ 丰度太低等问题，Li DHB 被应用于本实验 AP-SMALDI MS/MS 成像。如图3(a)所示，Li DHB 显示为产生芍药苷和芍药内酯苷的 [M+Li]+ 二级碎片的有效基质，其中两个差异片段 m/z 253.13（芍药内酯苷）和 m/z 255.11（芍药苷）被检测到。在 50μm 空间分辨率下进行 AP-SMALDI MS/MS 成像实验，并在 m/z 487.1777处检测到 [芍药苷/芍药内酯苷+Li ] + 的前体分子离子。前体分子离子和二级碎片离子的离子图像如图3(b)所示，显示了前体分子离子和最终产物离子的空间分布，在 PS 中，仅检测到 m/z 255.11，且主要在木栓层中观察到；在 PL 中检测到 m/z 255.11 和 m/z 253.13，二者分布趋势相似，且木栓层、韧皮部和木质部射线区的信号强度高于皮层和木质部维管束。通过 AP-SMALDI MS/MS 成像，芍药苷和芍药内酯苷的空间分布被清晰的呈现出来。作者使用 LC-MS 方法进一步验证 MALDI 成像结果，PS 和 PL 的根被人工分成木质部和木质部外两个部分。如图3(c)所示，LC-MS 结果与 MALDI 成像结果一致，在牡丹中仅检测到芍药苷；在芍药中，检测到了两者，并且在外层中观察到更高丰度的芍药苷和芍药内酯苷，因此，Li DHB 基质是可行的，以获得用于分辨异构体空间分布的不同片段。图3 MALDI MSI 及 LC-MS 验证。(a)前体物质m/z 487.18的串联质谱，分别来自芍药内酯苷和芍药苷。(b)像素大小为50μm的牡丹(PS，上)和芍药(PL下)根中芍药苷和/或芍药内酯苷的 MSI图。(c)用 LC-MS 从 PL 和 PS 根切片的不同部位相对定量芍药苷和/或芍药内酯苷。3.4MALDI MSI的PS及PL根部没食子单宁生物合成途径的空间分布分析下图4显示了在牡丹和芍药的根切片中显现的没食子酸生物合成途径和离子图像，在牡丹和芍药根中观察到总共13种参与没食子酸生物合成途径的代谢物，包括没食子酸、没食子酰葡萄糖、2GG -12GG。如图4所示，没食子酸（m/z 169.0142，[M-H]-）是合成没食子单宁的起始化合物。没食子酸主要分布于 PS 的木质部区域（木芯），广泛分布于 PL 的根部，形成层部位含量明显增高。β-葡萄糖苷作为没食子单宁的基本单元和主要的酰基供体，主要分布于 PS 的韧皮部，PL 的木质部射线和皮层。从 2GG-12GG 途径观察到没食子单宁空间分布的动态变化。2GG、3GG 主要分布于 PS 的木栓层和韧皮部区域，在 PL 中含量明显较低。4GG、5GG 主要分布在 PS 的木栓层、韧皮部和木质部中，PL 的木质部和韧皮部。其中，作为 6GG-12GG 合成的前体物质，5GG 相对均匀地分布于牡丹和芍药根中。从 6GG -12GG 的第二个序列中，复合单宁主要集中在 PS根的木质部导管区和PL的楔形木质部区域和皮层中，且覆盖面积呈明显下降趋势（尤其是 11GG 和 12GG ）。图4 MALDI 质谱成像技术研究牡丹和芍药根中没食子单宁生物合成途径。(a)没食子单宁的生物合成途径。(b)从 PS (左)和 PL (右)根切片获得的参与没食子单宁生物合成途径的主要中间体的质谱成像图。3.5MALDI MSI比较PS和PL根中其他代谢物的空间分布槲皮素（m/z 303.0499，[M+H]+）主要存在于 PS 和 PL 的皮层中（图5）。单糖（m/z 219.0266，[M+K]+）、二糖（m/z 381.0794，[M+K]+）、三糖（m/z 543.1322，[M+K]+）和四糖（m/z 705.1850，[M+K]+）主要积累在 PS 的皮层和韧皮部以及 PL 的皮层和木质部射线区。脂质 PC(34:2) (m/z 796.5253，[M+K]+）和 PC(36:4) (m/z 820.5253，[M+K]+）主要分布于 PS 的根系形成层和 PL 的木质部射线区。图5 从牡丹(PS，左)和芍药(PL，右)根部切片中选取的类黄酮、糖类和脂类的离子图04 总结 本研究采用 MALDI MSI 结合 LC-MS 代谢物检测技术，系统表征了单萜和丹皮酚苷类、鞣质类、黄酮类、糖类和脂类等多种代谢产物（>65种）的空间分布。用高分辨 MALDI MSI 研究了两种芍药科植物牡丹和芍药共同代谢物和特定代谢物在空间分布上的相似性和差异性，为代谢物的生物合成、运输和积累研究提供了重要信息。为了解决异构代谢物空间分布不明确的问题，作者进行了 MALDI 串联质谱成像，明确了芍药苷和芍药内酯苷的空间分布。本研究表明牡丹和芍药的皮以及中心部位都含有丰富的生物活性物质，能够为传统药材加工方法的改良提供直观的依据。此外，本研究还首次绘制了参与没食子单宁生物合成途径的前体以及中间体的空间分布图，可水解的单宁主要分布在木栓层、韧皮部等，其可能在不损害细胞质成分的情况下发挥保护作用，如对抗生物压力；鞣花鞣质倾向于在木质部区域积累，这可能与木质素具有共同的支持植物的功能。综上所述，高分辨率 MALDI MSI 提供了全面、准确的代谢物空间分布，为中药的深入研究、使用和加工方法的改良提供了独特的见解。文献地址：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17393「科瑞恩特」独家代理质谱成像离子源在大中华区独家代理的两款质谱成像离子源，都可搭载Thermo ScientificTM Q ExactiveTM或Obitrap ExplorisTM系列质谱仪。AP-SMALDI 5AF高分辨自动聚焦3D快速质谱成像系统，常压操作环境，空间分辨率可达到3μm，独特3D检测模式可以检测凹凸不平的样品表面，快速检测模式可达18pixel/s，全像素检测大大提高检测灵敏度，高空间分辨率和高质量分辨率使样本中的分子化合物达到最佳成像效果。MALDI ESI InjectorTM 透射式超高分辨质谱成像系统，可以同时搭载MALDI离子源与ESI离子源，既可用于传统LC-MS/MS实验，也可用于质谱成像检测，通过双离子漏斗接口实现离子源快速切换，无需拆卸，操作便捷，并且接口可以进一步升级为MALDI-2和t-MALDI检测，大大提高空间分辨率和检测灵敏度。

关键词：MALDI-MSI 质谱成像、Horse chestnut 七叶树、biosynthesis 生物合成、genomics 基因组学、whole-genome duplication 全基因组复制2023年10月，陈士林团队在《自然-通讯》(Nature Communications)发表题目为“Characterization of the horse chestnut genome reveals the evolution of aescin and aesculin biosynthesis”的文章，刊登作者采用本草基因组学研究策略对天然药物七叶皂苷和七叶素特异性合成的分子机制及绿色合成开展研究的相关成果，利用多组学及MALDI质谱成像技术将中药活性成分的生物合成研究提升到空间组学水平。该研究通过空间代谢组揭示七叶皂苷在娑罗子的子叶中特异性积累，解析了中华七叶树高质量基因组，并通过代谢组学、转录组学以及合成生物学等方法，成功解析七叶皂苷生物合成途径中关键的环化、氧化、酰基化和葡萄糖醛酸化等催化步骤。同时，还通过全被子植物基因组层面共线性研究，发现玉蕊醇型三萜代谢基因簇的招募和进化模式，更好地理解了玉蕊醇型三萜类化合物在无患子科植物中的形成机制。为七叶树的遗传改良和次生代谢产物的合成提供了一定基础，对七叶树的品种改良和药用价值的开发利用具有重要意义。前言七叶树是一种重要的药用树木，含有多种药用活性成分，如七叶皂苷（玉蕊醇型三萜皂苷）和七叶素（香豆素类成分）。这些化合物具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等药理活性。目前七叶皂苷制剂在临床上已被广泛应用于慢性静脉功能不全、水肿和痔疮等疾病的治疗。七叶素也与地高辛一起被用作七叶洋地黄苷滴眼液的原料，用以缓解眼疲劳、眼痛和干眼等症状。然而，关于七叶树基因组的了解非常有限，对于七叶皂苷和七叶素的生物合成途径和进化机制也知之甚少。因此，本研究旨在通过对七叶树基因组的特征分析和生物合成途径的研究，揭示七叶树中七叶皂苷和七叶素的生物合成进化过程。实验设计该研究的主要思路是利用基因组、转录组、代谢组、空间代谢组以及合成生物学等技术，揭示七叶树中七叶皂苷和七叶素生物合成的进化过程。具体研究内容包括以下4个步骤：01、七叶树基因组的测序和组装通过使用Illumina和ONT测序技术，对七叶树基因组进行测序和组装。由于ONT测序的准确性较低，使用Illumina short reads对组装的contigs进行了三次校正，提高了基因组的完整性和准确性。02、七叶树基因组的特征分析通过对基因组的分析，确定了七叶树基因组的大小、重复DNA的含量和类型等。此外，还鉴定了七叶树基因组中的蛋白编码基因数量，并进行了功能预测和比较基因组学分析。03、代谢物定量及空间分布分析通过超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱（UPLC-QQQ-MS/MS）技术，对七叶树中5个不同组织中（树枝、花、叶、果皮、种子）的代谢物进行了定量分析。并通过MALDI MSI（基质辅助激光解吸电离）技术确定了候选代谢物在种子中的空间分布情况。04、基因家族分析通过比较七叶树与其他植物物种的基因组，确定了在七叶树中显著扩张或唯一存在的基因家族。这些基因家族的功能预测有助于理解七叶树的进化和适应性。实验结果01七叶树不同组织和蒴果中的代谢物图谱利用LC-QQQ-MS/MS对七叶树5个不同组织中（树枝、花、叶、果皮、种子）的原七叶皂苷元、七叶皂苷IA、七叶皂苷IB、秦皮乙素和秦皮甲素的代谢谱进行分析。结果显示，秦皮甲素在叶和花中的含量显著高于种子，而七叶皂苷IA和七叶皂苷IB在种子中的含量最高。利用MALDI-MSI对候选代谢物在种子中的分布进行可视化分析，结果表明七叶皂苷IA和其同分异构体七叶皂苷IB （m/z 1169.5152）[C55H86O24 + K]+ 在子叶上大量积累。图1 七叶皂苷及其相关化合物在七叶树发育过程中不同器官的发育图谱A：七叶树叶子（L）、树枝（B）、花（F）、果皮（P）、种子（S）的形态；B：原七叶皂苷元、七叶皂苷IA、七叶皂苷IB、秦皮乙素和秦皮甲素的绝对定量；C：MALDI-MSI图像和种子横切面的显微镜图，以及七叶皂苷IA/七叶皂苷IB(m/z 1169.5152)在七叶树种子子叶上的分布。02七叶树基因组的组装及注释利用流式细胞仪估计出七叶树基因组大小为481.90Mb。基于Illumina short reads对七叶树的基因组进行估计，大小为504.28 Mb，杂合峰较小，重复峰明显，表明该基因组杂合性较低(~0.37%)。利用ONT进行长读测序，获得34Gb的数据，覆盖率为68倍，N50长度为11.74 kb。经过校正、修剪和组装，过滤后的ONT reads组装成656个contigs，总大小为470.02 Mb，N50长度为2.05 Mb，占估计核基因组大小的97.50%。但由于ONT测序准确性较低，又使用Illumina short reads对该基因组进行了3次优化。采用BUSCOs估计鉴定出97.4%的植物单拷贝同源，表明优化后的七叶树基因组具有高度的完整性。此外，Hi-C染色体构象捕获测序得到344,838,272个原始配对末端reads，其中58.05%（189,382,086）作为唯一的配对端reads被定位到contig上。共461.08 Mb（98.09%）的组装基因组被锚定在20条染色体（2n = 40）上。七叶树基因组中约59.14%的重复DNA与已报道的无患子科基因组转座子的含量一致。在这些重复元件中，24.37%的转座子是长末端重复逆转座子，其中 98.1%属于Gypsy超家族(32.7%)和Copia超家族(65.4%)。此外，还鉴定了 36,557个蛋白质编码基因，在20条染色体上可以定位到35,790个(97.9%)基因。03系统基因组年代测定和全基因组复制分析选取13种植物的139个单拷贝基因构建系统发育树。系统发育树结果表明，七叶树与另外两种无患子科植物（文冠果和龙眼）的亲缘关系较近。利用单拷贝基因核苷酸序列和化石年代校准对所测谱系进行分子定年，结果表明，无患子科和芸香科的分化发生在大约36.3 MYA年前。七叶树和文冠果的分化发生在32.5 MYA年前。WGD 是产生表型多样性、物种形成和驯化的主要进化力量。基因组内共线分析发现七叶树中至少有一个全基因组重复（WGD）事件。七叶树与文冠果、七叶树与克里曼丁红橘的共线性分析表明，七叶树的两个同源片段对应于文冠果与克里曼丁红橘的一个同源区域。这一结果也证实了当七叶树从与文冠果的共同祖先分化出来后，可能已经发生了一个物种特异性的WGD事件。此外，七叶树同源基因和anchor pairs（来自同一共线性块上面的旁系同源基因对）的每个同义位点分布的同义取代数进一步显示在0.24处有一个明显的峰值，在约1.75处有一个小峰，这表明七叶树可能经历了两次WGD事件。为了探究WGD对七叶皂苷生物合成的影响，该研究系统地计算了每一对重复的同源基因对的Ks值，尤其是参与萜烯生物合成的上游途径中的基因，发现Aα WGD只导致萜烯途径中重复物的保留，这表明代谢通量可能已经向三萜代谢转移，从而导致七叶皂苷的产生。图2 七叶树基因组的进化分析A：七叶树基因组的染色体水平组装（a：转座子；b：基因密度；c：种子与其他组织之间的基因表达量；d：GC含量；e：七叶树同源序列的共线性分析）。B：从选定的植物类群中单基因家族的同源性推断出的系统发育树，分支上的红色圆圈突出了七叶树特有的WGD事件（Aα）。C：七叶树、克里曼丁红橘和文冠果基因组区域的宏观共线性。D：七叶树、克里曼丁红橘和文冠果的染色体比较。E：七叶树、克里曼丁红橘和文冠果的同源基因和副同源基因的每个同义位点的同义替换（KS）分布。04通过BGC和WGCNA分析挖掘七叶皂苷A通路为了鉴定七叶树中参与三萜生物合成的BGCs，该研究寻找了已知参与这种代谢的OSCs/裁剪酶（例如，最常见的CYP716家族）的基因组区域，发现了4个含有OSCs的BGC和1个含有CYP716基因的BGC，称为AcClustersI-V；这些BGCs参与了七叶树中的三萜生物合成。共线性分析分析表明，AcCluster II与AcCluster I在物理上是同源的。其中，AcCluster I位于15号染色体上，包含两个OSC同源物（AcOSC6和AcOSC9），7个P450（ACCYP716A274、ACYP7CYP716A276、AcCYP716A277、AcCYP716A278、AcCYP716BX1、AcCYP716BX3和AcCYP716BX6）和350kb区域内的5个BAHD（AcBAHD1-AcBAHD5）。AcCluster II位于8号染色体上，由两个P450基因（AcCYP716A275和AcCYP716BX2）和一个类纤维素合酶基因（AcCSL1）组成。RNA-seq数据进一步显示，1个OSC（AcOSC6），4个P450（AcCYP716A275，AcCYP716A278，AcCYP716BX1和AcCYP716BX2），和3个BAHD基因（AcBAHD1，AcBAHD3，AcBAHD5）在七叶树种子中大量表达，这与七叶皂苷IA/IB的积累规律一致，因此推测其参与了三萜的环化、羟化、葡萄糖化醛酸化和酰化。为了扩大候选基因的范围，进一步进行了WGCNA分析，在turquoise模块发现了1个OSC、3个CSL、9个UGT、13个p450和19个BAHD基因。05七叶皂苷A合成通路中基因的鉴定为了探索来自 AcClusters I 和 II 的CYP716基因是否能催化七叶皂苷A的生物合成途径的早期步骤，在烟草系统中与AcOSC6和AstHMGR共表达 AcCYP716A275或AcCYP716A278，分别在13.6和14.9 min处产生峰值，13.6 min时为AcCYP716A275和AcOSC6共表达产生的16α-hydroxy-β-amyrin，14.9 min时为AstHMGR/AcOSC6/AcCYP716A278生成的化合物21β-hydroxy-β-amyrin。将AcCYP716A275、BfCYP716Y1、AcCYP716A278和GmCYP72A69分别转染到工程酵母菌Y1-20-6中，产生的催化活性与本氏烟草中的一致。该研究发现AcCYP716A275催化β-amyrin的区域特异性C-16α氧化，这与CYP716A亚家族在三萜氧化中更广泛的功能一致。然而，我们发现CYP716A亚家族成员而不是CYP72A亚家族成员对七叶皂苷IA的生物合成进行C-21β羟基化。为了检测AcCSL1是否具有葡萄糖醛酸转移酶的作用，以GmCSyGT1作为阳性对照，进行了体内底物喂养和体外酵母菌检测。在酵母中进行重组表达的底物喂养实验表明，GmCSyGT1和AcCSL1作用于底物原七叶皂苷元，导致分子离子在m/z 681.3 Da处达到峰值；该分子量相当于[M+COOH]−加葡萄糖醛酸。用含有重组AcCSL1或GmCSyGT1的酵母微粒体进行酶学分析，得到了相同的结果。为了研究以乙酰辅酶A为供体的WGCNA中转录的BAHD（AcBAHD1和AcBAHD6）对底物原七叶皂苷元的活性，采用大肠杆菌重组蛋白。AcBAHD3和AcBAHD6可以乙酰化原七叶皂苷元的羟基，得到产物m/z 593.3。但AcBAHD3的转化率远低于AcBAHD6。此外，AcBAHD3和AcBAHD6可以利用乙酰辅酶A作为乙酰供体催化去乙酰七叶皂苷A，生成七叶皂苷IA。研究结果表明，AcCluster I和AcCluster II BGCs有助于BAT的生物合成，并将其命名为BAT BGCs。图3 七叶皂苷IA通路的挖掘与鉴定A：两个BAT BGC的共线性。B：三萜生物合成相关的共线基因和AcBAHD6在七叶树不同组织中的表达。C：推测的七叶皂苷IA生物合成途径和每个步骤的候选酶。实心箭头表示在本研究中已经验证，虚线箭头表示推测的步骤。D-F：化合物GC-MS图谱。06Ac4CLs、AcF6’Hs和AcUGTs对秦皮甲素生物合成的功能鉴定该研究从七叶树基因组中鉴定出7个PALs、3个C4Hs、5个C3Hs、4个4CLs、和 5 个 F6'Hs。克隆了3个Ac4CLs (Ac4CL1-3)和4个AcF6'H (AcF6'H1-4)。分光光度法测定结果表明，三种特征的Ac4CL酶对咖啡酸具有催化亲和力，可催化其生成咖啡酰辅酶A，其中Ac4CL2的催化性能最佳。酶学分析结果表明，在以咖啡酰辅酶A为底物时，AcF6'H1和AcF6'H2均表现出羟基化活性。经LC-MS/MS检测，羟基化产物为秦皮乙素。从七叶树中克隆了19个UGT基因，将其在大肠杆菌中表达，以产生重组蛋白，然后以秦皮乙素为受体，以UDP-葡萄糖为供体底物，研究这些蛋白的酶活性。研究发现AcUGT84A56和AcUGT92G7的催化产物相对于相应的苷元的分子量增加，引起了一个葡萄糖的加入。通过质谱数据比较，确定以秦皮乙素为底物的AcUGTs酶促产物为秦皮甲素。酶动力学试验结果表明，AcUGT92G7 (KM = 48.96μM)的催化活性强于AcUGT84A56(KM = 177.25μM)。07在大肠杆菌中从头生成秦皮甲素该研究利用特征酶Ac4CL2、AcF6’H1和AcUGT92G7组装了秦皮甲素的从头生物合成途径。通过表达四种关键酶来提高莽草酸盐途径中的碳通量。为了减少PEP向丙酮酸的转化，选择了BWΔpykAΔpykF菌株。将BWΔpykAΔpykF与质粒pZE-649T和pCS-TPTA-HpaBC共转化，形成菌株BW1。菌株在发酵0-24h时生长速度较快，24 h后生长速度减慢，72 h时生物量OD600为18.1。随着发酵过程的进行，秦皮甲素的产量也稳步增加。72 h的最终产量达到16.3±0.7 mg/L。图4 参与秦皮甲素的Ac4CLs、AcF6´H和AcUGTs的功能鉴定，以及秦皮甲素的从头生物合成途径。A：秦皮甲素生物合成途径中的酶。B：Ac4CL酶活性测定。C：AcF6´H酶活性测定。D：AcUGT92G7或AcUGT84A56生成秦皮乙素的UPLC分析。E：在大肠杆菌中合成秦皮甲素的人工途径。F：用菌株XC-6(BW-1, pCS-TPTA-HpaBC, and pET-648T)的生成秦皮甲素的从头生物合成途径。08BAT BGCs的进化与组织分布在AcCluster I和AcCluster II中的AcOSC6、CYP716、BAHD IIIa和CSL基因是催化BAT生物合成的关键酶。在AcCluster I和AcCluster II的同源区块中，17对同源基因对的平均KS值为0.27，与七叶树中的旁系同源基因的KS较相似，说明了AcCluster I和AcCluster II的重复事件可能来源于AαWGD。共线性分析表明，在七叶树亚科中，AcCluster I和AcCluster II是保守的。该研究又进一步对21个已发表的植物基因组进行了进化动态分析，包括早期分化的被子植物、单子叶和双子叶基因组。在早期分化的被子植物无油樟中，有64个基因的约1Mb片段，包括CAS基因和一个BAHD IIIb基因。CYP716A成员首次出现在毛茛目物种的相应区域。在与超菊类物种分裂后，除十字花科的一些代表物种外，几乎所有的syntenic segments都保留了至少一个OSC基因。值得注意的是，在葡萄基因组的保守syntenic region发现了10个完整和10个部分OSC基因的大量物种特异性串联重复。BAS/CYP716/BAHD BGC一直存在于超蔷薇类物种种的syntenic region，但会发生动态复制和重组。该研究认为，完整的BAT BGC BAS/CYP716/BAHD/CSL首次在七叶树亚科中组装，即产生BAT的植物。此外，BGC在物种形成过程中经历了进一步的动态进化，如CYP716A和CYP716BX的串联基因复制，以及本文观察到的AαWGD事件中AcCluster I和AcCluster II的群体特异性复制。为了进一步研究OSCs、P450s、CSLs和BAHDs的进化起源，该研究还构建了ML进化树，证实了BAS、CYP716、CSL和BAHD III基因在三萜生物合成中是保守的。纤维素合酶基因家族系统发育树分析表明，AcCSL与其在漾濞槭和文冠果中的共线基因，以及功能验证的催化葡萄糖醛酸与三萜主干结合的CSLs具有密切的系统发育关系(序列同源性为 44.7% ~ 55.2%)。综上，该研究提出了基于祖先状态重建的被子植物中BAT BGC的出生、死亡和进化轨迹。（1）出生于早期被子植物：在无油樟中，BGC的祖先包含1个 CAS和1个BAHD IIIb；（2）死亡于单子叶植物：包含CAS等非BAT功能基因的区域被保留，但BAHD IIIb丢失；（3）进化于特定的早期分化的真双子叶植物：BAS经过了进化，并加入了CYP716；（4）死亡于超菊类植物：BGC在这个谱系中消失；（5）BAT BGC在七叶树亚科中的组装：功能性BGC（BAS/CYP716/CSL/BAHD）的形成，导致BAT的产生；（6）BAT BGC的重组和多元化：该BGC通过串联复制和WGD以物种特异性的方式进行动态进化。图5 被子植物中BAT三萜生物合成相关基因簇的进化。A：基于已报道的基因组信息，利用OrthoFinder构建了系统发育树。B：被子植物间共线性基因块的长度分布。C：被子植物同源区块的基因数量。D：定位于BAT BGCs中的OSCs、P450s和BAHDs的系统发育关系。E：BAT BGCs经过多次串联复制、基因插入、基因丢失和WGD后的进化模型。总结该研究首次对七叶树基因组进行了全面的特征分析，揭示了七叶素和七叶皂苷生物合成途径的进化过程。通过整合多种方法，包括基因预测、同源蛋白搜索和转录组测序，成功鉴定了七叶树基因组中的相关基因。通过比较基因组学分析，发现了七叶树中与其他物种相比扩张或特异表达的基因家族。该研究首次对七叶树基因组进行了全面的特征分析，并揭示了七叶树中七叶素和七叶皂苷生物合成的进化过程。该研究组装了完整性较高的七叶树基因组。并且成功地鉴定了七叶树基因组中的重复序列和转座子元件。此外，研究还鉴定了七叶树基因组中的蛋白编码基因，并对其进行了功能预测。还通过比较七叶树与其他植物物种的基因组，发现了在七叶树中显著扩张或独特存在的基因家族。这些基因家族可能与七叶素和七叶皂苷的生物合成过程相关。总的来说，这项研究提供了对七叶树基因组的全面描述，并揭示了七叶素和七叶皂苷生物合成的进化过程，为进一步研究七叶树的生物合成途径和潜在应用提供了重要的基础，也为七叶树的遗传改良和次生代谢产物的合成提供了基础数据和候选基因，有助于七叶树的品种改良和药用价值的开发利用。https://www.nature.com/articles/s41467-023-42253-y 「科瑞恩特」独家代理质谱成像离子源在大中华区独家代理的两款质谱成像离子源，都可搭载Thermo ScientificTM Q ExactiveTM或Obitrap ExplorisTM系列质谱仪。AP-SMALDI 5AF高分辨自动聚焦3D快速质谱成像系统，常压操作环境，空间分辨率可达到3 μm，独特3D检测模式可以检测凹凸不平的样品表面，快速检测模式可达18pixel/s，全像素检测大大提高检测灵敏度，高空间分辨率和高质量分辨率使样本中的分子化合物达到最佳成像效果。MALDI ESI InjectorTM 透射式超高分辨质谱成像系统，可以同时搭载MALDI离子源与ESI离子源，既可用于传统LC-MS/MS实验，也可用于质谱成像检测，通过双离子漏斗接口实现离子源快速切换，无需拆卸，操作便捷，并且接口可以进一步升级为MALDI-2和t-MALDI检测，大大提高空间分辨率和检测灵敏度。

关键词：MALDI-MSI 质谱成像、Biological databases 生物数据库、Isotope labeling 同位素标记、Hydrogen-Deuterium Exchange 氢氘交换、Metabolomics 代谢组学前言基质辅助激光解吸/电离质谱成像（MALDI-MSI）是一项广泛应用的技术，可提供组织内的空间定位信息。然而，其与色谱技术的不兼容性导致在结构异构体中鉴定化合物的困难。虽然MS/MS通常用于确定结构，但其通量有限，而且数据库常不完整。氢-氘交换质谱（HDX）长期以来一直用于蛋白质结构分析，最近也应用于小分子分析，用于确定易失性氢原子的数量和区分不同结构异构体。此研究通过氘化基质和加热的MALDI源引入D2O蒸汽，依赖发生在MALDI激光羽流中的高温和快速反应动力学，来实现快速高效的H/D交换。该方法能够确定MALDI-MS成像中每个分子的不稳定氢的总数。此外，还提出了将HDX数据与METSPACE分析结合的系统方法，以确定或缩小正确的结构异构体范围。摘要2022年8月，美国爱荷华州立大学化学系Young Jin Lee团队发表了题目为“Efficient Hydrogen−Deuterium Exchange in Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry Imaging for Confident Metabolite Identification”的文章，该研究将高效的氢-氘交换（HDX）应用于MALDI-MSI技术。通过将D2O蒸汽引入加热的MALDI源并结合氘标记基质，可以实现73%-85%的HDX效率，从而可以正确测定多达17个不稳定氢可能的H/D交换数。结合高通量METASPACE注释，该方法可以系统地改进MALDI-MS成像中的非靶向代谢产物注释。实验设计作者在加热的低真空MALDI源中引入D2O蒸汽，使HDX效率显著提高。将HDX数据与METASPACE分析(一个基于web的质谱成像数据代谢物注释自动平台)相结合，来确定或缩小正确的结构异构体范围。随后作者利用浮萍（Lemna minor），对开发的方法进行了验证。01改进HDX MALDI-MS在引入D2O的同时，作者通过将MALDI源外部进行1小时的加热，达到了两方面的目的。首先，去除了吸附在MALDI室金属表面的水，其次，为D2O扩散到随后的气相HDX源提供了充足的时间。此外，作者还引入了氘代MALDI基质，通过升华应用于样品，以防止在应用过程中发生反向交换。通过将这些步骤结合，包括D2O蒸汽暴露、外部MALDI源的加热，以及氘化MALDI基质的引入，实现了高效的MALDI-HDX效率。为了评估在短时间内样品中能够有效交换的不稳定氢的数量，作者使用一系列寡糖标准品应用于组织样品，并通过HDX MALDI-MS进行分析。结果显示，麦芽三糖、麦芽四糖和麦芽五糖的最大可能氘化峰分别出现在11、14和17，表明在MALDI过程中成功实现了多个不稳定氢的高效交换图1 在浮萍叶片上喷洒氘代糖类标准品显示检测到多达17个H/D交换02比较HDX MALDI-MS中检测到的最大交换量与实际活性氢的数量为了验证HDX MALDI-MS检测到的最大交换量是否与实际活性氢的数量相符，研究人员在HDX溶液后，对从浮萍提取物中获得的样品进行了直接输注ESI分析。使用METASPACE对从MALDI-MSI数据中鉴定出的56种代谢产物进行分析后，发现其中有36种代谢物也在ESI-MS中出现。这36种代谢物中的每一种都显示出与MALDI中气相HDX方法相同的最大氘标记数。图2展示了[C42H46O23+K]+的一个比较例子，其中HDX MALDI-MS和直接输注ESI-MS检测到的最大HDX数量均为15个，表明两种技术在标记的氘数量上具有一致性。图2 在浮萍质谱成像和提取过程中，MALDI-MS与气相HDX和ESI-MS与[C42H46O23+K]+溶液HDX标记氘的比较03高效HDX分析验证浮萍代谢物标注，突显数据库差异并揭示黄酮定位的新见解作者采用高效的氢-氘交换（HDX）方法深入研究了浮萍的代谢物结构和空间定位。研究证实HDX在检测至少17个易变氢的代谢物中表现出高效性，通过将标记数据与数据库结构对比，发现大多数标注与HDX数据一致，提升了这些标注的可信度（见图3）。对于存在多个标注的代谢物，HDX标记有助于排除不正确的结构，提升正确标注的可能性。一些代谢物在数据库中未被标注，提示了进一步研究的必要性。浮萍底部表面的代谢物与数据库标注更为一致，而顶部表面和中部的标注相对较少。质谱图像（见图4）展示了一些代谢物在对照和最大HDX标记同位素样品之间的比较，强调了HDX在准确分析含有多个易变氢的黄酮类物质中的关键作用。图3 (a)使用METASPACE在10%FDR下比较顶表面，底表面和中间层，总结了L.minor对照MALDI MSI数据集中注释的代谢物。(b) METASPACE标注与HDX标记数据的比较，以确定其与活性氢的数量是否一致。图4 浮萍叶片顶部表面中心和底部表面的标品和完全标记同位素的选定质谱图像结论该研究引入了一种新的MALDI-MS成像技术，利用在加热的低真空MALDI源中引入D2O蒸汽和脱氘有机基质的方法，实现了代谢物的高效气相氢-氘交换（HDX）。尽管之前已有HDX MALDI-MSI的报道，但本研究首次将加热源和脱氘基质与D2O蒸汽结合使用，显著提高了HDX效率，成功确定了低丰度和多个易变氢代谢物的最大易变氢数量。该方法在METASPACE自动注释工具的系统代谢物注释中表现出实用性。在应用于浮萍时，HDX数据成功地从METASPACE对照组织的分析中排除了许多不正确的代谢物注释。综上所述，作者开发的基于低真空MALDI的高效HDX质谱成像技术，通过提供额外的精确标注，显著改善了大规模代谢组学中的代谢物标注。「科瑞恩特」独家代理质谱成像离子源在大中华区独家代理的两款质谱成像离子源，都可搭载Thermo ScientificTM Q ExactiveTM或Obitrap ExplorisTM系列质谱仪。AP-SMALDI 5AF高分辨自动聚焦3D快速质谱成像系统，常压操作环境，空间分辨率可达到3 μm，独特3D检测模式可以检测凹凸不平的样品表面，快速检测模式可达18pixel/s，全像素检测大大提高检测灵敏度，高空间分辨率和高质量分辨率使样本中的分子化合物达到最佳成像效果。MALDI ESI InjectorTM 透射式超高分辨质谱成像系统，可以同时搭载MALDI离子源与ESI离子源，既可用于传统LC-MS/MS实验，也可用于质谱成像检测，通过双离子漏斗接口实现离子源快速切换，无需拆卸，操作便捷，并且接口可以进一步升级为MALDI-2和t-MALDI检测，大大提高空间分辨率和检测灵敏度。

第十一届慕尼黑上海分析生化展于2023年7月13日在国家会展中心(上海)圆满落下帷幕。本次展会汇集了国内外创新产品、前沿技术及未来趋势，吸引了来自国内外超1200家参展企业及合作单位，以及5万+专业观众共襄盛会。科瑞恩特携「全思美特全新一代过氧化氢灭菌器」及「质谱成像系列解决方案」亮相2023年慕尼黑上海分析生化展，产品现场反响热烈，收到国内外众多合作伙伴的咨询及邀约。全新一代过氧化氢灭菌器全思美特 DT系列过氧化氢灭菌器独有的下一代低温喷射汽化工艺是一种可靠的完全汽化工艺，能够有效的降低传统的闪蒸工艺存在的各种隐患问题，在保证最彻底的灭菌效果的同时，避免腐蚀的发生。质谱成像系列解决方案AP-SMALDI 5AF (TransMIT) 与MALDI ESI InjectorTM (Spectroglyph,LLC)是我们公司目前在大中华区独家代理的两款质谱成像离子源，都可搭载Thermo ScientificTM Q ExactiveTM 或 Obitrap ExplorisTM系列质谱仪。AP-SMALDI 5AF高分辨自动聚焦3D快速质谱成像系统，常压操作环境，空间分辨率可达到3 μm，独特3D检测模式可以检测凹凸不平的样品表面，快速检测模式可达18pixel/s，全像素检测大大提高检测灵敏度，高空间分辨率和高质量分辨率使样本中的分子化合物达到最佳成像效果。MALDI ESI InjectorTM 透射式超高分辨质谱成像系统，可以同时搭载MALDI离子源与ESI离子源，既可用于传统LC-MS/MS实验，也可用于质谱成像检测，通过双离子漏斗接口实现离子源快速切换，无需拆卸，操作便捷，并且接口可以进一步升级为MALDI-2和t-MALDI检测，大大提高空间分辨率和检测灵敏度。Labpre系列研磨机

2023年6月10-12日，2020-2023中国质谱学术大会在杭州盛大召开。本次大会由中国物理学会质谱分会、中国化学会质谱分析专业委员会、中国仪器仪表学会分析仪器分会联合主办，浙江大学承办。本次质谱大会的主题为“砥砺奋进四十年，共筑中国质谱梦”。大会现场科瑞恩特现场展位「A80」01科瑞恩特作为生物成像（质谱成像、动植物活体成像、细胞成像）及实验室仪器设备的综合解决方案供应商，对质谱成像的最新技术发展及实验室解决方案进行了宣讲，宣讲现场众多老师前来咨询并进行友好交流。6月10日下午由科瑞恩特产品经理「杜丽媛」对AP-SMALDI和t-MALDI-2质谱成像离子化技术最新进展及应用进行了介绍；6月11日下午非常荣幸邀请到了德国的Dr. Christian Schaefer进行了质谱成像的SMALDI technique and Orbitrap tech-nology: High Resolution in Mass and Space线上讲座。由科瑞恩特产品经理「杜丽媛」对AP-SMALDI和t-MALDI-2质谱成像离子化技术最新进展及应用进行了介绍德国Dr. Christian Schaefer的线上讲座SMALDI technique and Orbitrap tech-nology: High Resolution in Mass and Space现场02现场活动反响热烈，参会老师踊跃参与活动现场03科瑞恩特本次参展仪器一览

——2023科瑞恩特 (北京) 科技有限公司合作伙伴共谋发展大会顺利举办2023年5月26日，2023科瑞恩特 (北京) 科技有限公司合作伙伴共谋发展大会在北京·丰大国际大酒店成功举办。思利及人，戮力同心，科瑞恩特的一路成长离不开大家的支持与助力，再次感谢莅临出席的各位合作伙伴！本次大会科瑞恩特邀请多位技术专家齐聚一堂，助力合作层次提升，推动行业发展进步。会议现场由科瑞恩特总经理吴龙为大家揭晓本次科瑞恩特伙伴计划促销方案，并有众多前沿仪器现场展演火爆，产品宣讲中多次抽奖活动与会伙伴争相参与，活动氛围热烈。会议现场科瑞恩特销售部经理刘小永主持会议科瑞恩特总经理吴龙作开场致辞科瑞恩特总经理吴龙介绍：科瑞恩特(北京)科技有限公司成立于2012年，是一家基于前沿生物成像(质谱成像、细胞成像、动植物活体成像) 和细胞分析技术并具有清晰的企业定位，明确的企业文化和稳定的人员架构的实验室仪器设备和技术服务综合供应商，服务于生命科学、疾病控制、生物安全、食药健康等领域。吴龙总经理表示科瑞恩特的核心资源就是优势的产品和积极的团队，思利及人，戮力同心，团队齐心把力往一处使，让科瑞恩特在行业里茁壮成长。科瑞恩特凭借企业文化、投入魄力、多样宣传和能力培育四方面的核心优势实现助力伙伴获得与成长，推动行业进步与发展的愿景。科瑞恩特将会坚持核心，不断进步，实现资源共享，形成合力。安捷伦细胞分析事业部渠道经理李桢作安捷伦细胞分析系列产品宣讲安捷伦细胞分析事业部产品涵盖了分子检测到细胞检测。李桢介绍了多款细胞分析仪器，包括实时细胞分析仪（RTCA），可实现无标记、实时动力学等多种应用范围；Cytation高端活细胞自动成像检测系统，可实现宽场与共聚焦兼容；Seahorse XF实时细胞代谢分析仪，具有免标记、相关性高、实时活细胞代谢分析等优势；NovoCyte流式细胞仪，具有一键式开关机，自动液路维护，数据精确度高，软件分析功能强大等优势。此外，李桢还介绍了安捷伦的酶标仪、洗板机和分液洗板机等多种在售机型。科瑞恩特产品经理左恒通作质谱成像系列产品宣讲质谱成像是以质谱技术为基础的成像方法，该方法通过离子源直接扫描生物样品成像，可以在同一张组织切片同时分析数百种甚至数千种分子的空间分布特征。质谱成像技术可以直观地反应目标化合物在组织上的空间分布情况，相比于其他成像技术，无需放射性同位素或荧光标记，无需染色，可以应用于药物研究、生物标志物发现、肿瘤研究、药用植物研究以及微生物研究等领域。质谱成像的关键点在于空间分辨率、质量分辨率和检测灵敏度。左恒通介绍了目前公司所代理AP-SMALDI 5 AF（空间分辨率可达5μm）与MALDI ESI InjectorTM（同载MALDI/ESI双离子源，离子源之间相互切换无需拆卸）这两款质谱成像离子源。科瑞恩特产品经理韩阔作Berthold活体分子影像系列产品宣讲1949年，Porf. Dr. Rudolf Berthold 建立Berthold公司。伯托科技一直是过程测量技术和辐射防护业务领域的佼佼者，拥有经验丰富的销售和服务人员。多年的专业知识和对客户的巨大承诺使伯托科技与众不同。韩阔介绍了LB985植物活体成像系统，可应用于植物基因表达、植物生长节律调节、植物生长发育及其调控研究等领域；LB983动物活体成像系统，拥有独特的移动式CCD设计，可根据用户对成像视野的要求，CCD自动升降到合适的高度。可应用于肿瘤学相关研究、药物相关研究、干细胞研究、核酸疫苗研究等领域。YAMATO科学华北区域负责人万长友作实验室通用仪器系列产品宣讲雅马拓科学作为全球最主要的高品质产品和完善服务的生产商和分销商，顺应时代的发展和需要，产品已涉及物理化学玻璃制品、实验室仪器、实验室研究设备、产业机器等多个领域，具有丰富的产品阵容准确地捕捉市场需求，为提高生产性做出贡献。万长友介绍了雅马拓的高压灭菌器，分为立式压力蒸汽灭菌器和干热灭菌器，雅马拓灭菌器具有内腔采用3mm厚镜面不锈钢，设计使用年限可达20年，设置了蒸汽导流板，压力表、安全阀均可快速拆卸等特点。万长友还介绍了雅马拓科学马弗炉，雅马拓科学马弗炉具有10段温度校准、夹层安装冷风循环系统、采用R型热电偶和3段PID分区控制的特点。除此之外，万长友还介绍了恒温箱、恒温培养箱、等离子装置、恒温水槽、清洗机、旋转蒸发仪等。美的生物医疗华北区域销售总监陈旭东作低温存储系列产品宣讲从1968年创立至今，美的经过55年的发展，成为一家集合五大业务板块的科技集团。近年，企业在数字化转型变革中孵化了新兴业务美的生物医疗。美的集团旗下有五大医疗板块，业务覆盖影像诊断，自动化物流，辅助治疗机器人，智慧医院及样本低温存储等方面，美的生物安全领域业务，用三十五年制冷技术积累，为客户提供“更智能、更专业、更安全”的优质产品、服务和使用体验，拥有六大产品系列、五大场景解决方案和其他辅助产品。陈旭东介绍了美的生物医疗的超低温产品线、2-8℃医用冷藏箱产品线、磐石系列冷藏冷冻箱产品线等，每一条产品线都拥有丰富的产品，满足客户实验需求。广纳慧川市场经理刘志远作智能危化品柜产品宣讲广州广纳慧川科技有限公司成立于2022年，公司依托于广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院(简称广纳院)，是一家集研发、制造、销售、服务于一体的高科技企业。专注于为高校、研究所、医院、企业等客户提供“智慧实验室整体解决方案建设”服务。为解决危化品管理所遇到的存储不合规，使用后不按时归还，数据不易保存等问题，广纳慧川开发了危化品管控系统，帮助用户纠正不当物料混放，领用记录满足国标要求从容避免安全事故的发生、同时满足检查需求。科瑞恩特总经理吴龙宣讲科瑞恩特自研产品、宣布伙伴计划促销方案科瑞恩特总经理吴龙还介绍了科瑞恩特自研系列产品：全思美特VHP新一代大空间智能过氧化氢灭菌器。该灭菌器具有第二代纯气态发生工艺、核心灭菌参数主动调节和自研智能算法控制软件等特点。随后，为助力合作层次提升，推动行业发展进步吴龙宣布了科瑞恩特伙伴计划促销方案，本次合作伙伴计划促销方案参与品牌包含安捷伦、YAMATO、全思美特、广纳慧川和美的等，该促销方案自宣布之日起生效至2023年12月31日止，届时再发布全新合作伙伴计划促销方案。

科瑞恩特公司自2012年成立以来，致力于为客户提供专业的实验室综合解决方案，协助客户实现科研产出和成果转化目标。公司除了有自主研发生产的全自动液氮冷冻样品前处理系统、高通量组织研磨机和金诺诊断动物疫病检测试剂盒，还代理了德国TransMIT质谱成像系统、德国Berthold全线产品、日本YAMATO实验室通用仪器、美国BioTek实验室设备，现在又作为美的生物医疗冰箱的指定区域代理商，定会为客户带来更专业更全面的服务。美的生物医疗提供包括智慧疫苗箱、血液冷藏箱、医用冷藏箱、医用冷藏冷冻箱、超低温冷冻储存箱等多种技术、产品及行业场景化解决方案，聚焦于为医疗卫生、生物医药、疾控系统、科研院校、农业畜牧等提供一站式存储服务。1.控温准确 安全可靠微电脑温度控制，箱内温度- 40℃~- 86℃可调；用户根据使用场景，可设定开停机温差，减少箱内温度波动；搭载完善报警系统，具有蜂鸣声光报警功能，报警温度值按需设定，多重预警保障样本安全；多重保护功能，确保传感器故障时压缩机稳定运行；宽电压、宽温区设计，适用于187V~253V宽电压和10℃~32℃温度环境使用，确保设备稳定运行。2.高效制冷 节能环保高效制冷系统，国际知名品牌压缩机；独特散热系统，采用国际知名品牌风机，性能稳定持久、噪音低无氟制冷剂，绿色环保；LBA发泡保温技术，门体双重密封设计，有效保持箱内温度；优化蒸发器管路设计，确保箱内温度均匀性。3.人性化设计食品级不锈钢内胆及搁架，使用灵活方便，耐低温抗腐蚀易清洗；万向脚轮+固定脚设计，移动、固定更方便；安全门锁设计，防止随意开启；7英寸LCD大屏显示（MD-86L58/158/208可选配7英寸大屏），运行数据一目了然，清晰直观。1.控温准确  数据可溯微电脑温度控制，显示精度0.1℃；设定温度在2～8℃范围调节，箱内温度均匀度≤2℃，通过省级以上实验室检测并出具检测报告；可以通过USB接口下载温度数据，用于记录箱内温度数据，可储存数据10年以上；同时可选配打印机。2.高效制冷 节能静音国际名牌压缩机，确保设备节能、环保、高效、静音；采用名牌高效冷凝风机，性能稳定持久，噪音低；优化蒸发器管路设计，箱内温度更均匀；碳氢制冷剂，绿色环保。3.多重报警 安全稳定具备完善的声光报警功能，可实现高低温报警、断电、传感器故障报警等功能，报警温度值按需设定；可选配蓄电池，断电后可持续显示箱内温度并进行声光报警；安全门锁设计，保障箱内样品安全。4.人性化设计LOW-E玻璃门设计，有效防止门体凝露；可调多层加密搁架设计，带标签卡，便于查找；内设LED照明灯，高亮节能，箱内物品一目了然；187~253V宽电压设计，确保设备运行稳定，标配温度测试孔，便于测试箱内温度。

　　仪器信息网讯 2019年9月12日，科瑞恩特(北京)科技有限公司与河北师范大学分析测试中心在河北师范大学举行“质谱成像平台联合实验室”揭牌仪式。出席揭牌仪式的嘉宾有河北师范大学副校长武志英、河北师范大学国资委办公室书记李双进、河北师范大学国资委办公室副处长刘华亭、河北师范大学生命科学学院院长常彦忠教授、河北师范大学分析测试中心副主任刘泽军、科瑞恩特(北京)科技有限公司总经理吴龙、德国吉森大学Karl Christian博士等。众多在校硕博生、医学专家亲临现场，并围绕质谱成像技术原理及应用进行了分享和交流。揭牌仪式现场　　“质谱成像平台联合实验室”揭牌仪式由河北师范大学分析测试中心副主任刘泽军主持。河北师范大学分析测试中心副主任刘泽军　　河北师范大学国资委办公室书记李双进和科瑞恩特(北京)科技有限公司总经理吴龙代表双方分别作了致辞。河北师范大学国资委办公室书记李双进　　李双进表示，今天在这里隆重举行河北师范大学与科瑞恩特(北京)科技有限公司共建实验室揭牌仪式，这对河北师范大学的老师和学生来说是一件可喜的大事。质谱成像实验室是河北师范大学双一流建设中公共实验平台建设的一部分。质谱成像系统属于分析测试领域的高端设备，能进行形态学表征，同时又能实现检测物质的定性、定量分析。质谱成像联合实验室平台的建立，填补了河北省该领域实验研究的空白，丰富了研究手段，拓宽了研究领域，对推动河北师范大学教师科研工作提供了有力支撑。科瑞恩特(北京)科技有限公司总经理吴龙　　吴龙表示，科瑞恩特(北京)科技有限公司作为德国TransMIT质谱成像系统在中国区的代理商，一直致力于推广、应用以质谱技术为基础，通过质谱原位扫描生物样品，实现数百种分子空间分布特征的质谱成像技术。在2017年前，质谱成像技术还鲜为人知，但其具备质量和空间的双高分辨率，科瑞恩特仍然坚持把该技术引入中国。分析测试中心的独立、客观、专业与不带偏见，正是本次共建实验室成立的根本所在。质谱成像平台联合实验室的建成，是敢于尝试和引进先进技术的师大践行深化产教融合、校企合作、加快一流大学和一流学科建设、实现高等教育内涵式发展的深刻体现。最后吴龙表示，希望通过双方持续良好的合作，助力河北师大的基础科学研究。　　河北分析测试中心刘泽军(左)和科瑞恩特(北京)科技有限公司总经理吴龙(右)代表双方签订共建协议。　　河北师范大学副校长武志英(左)与吴龙(右)为“质谱成像平台联合实验室”揭牌。联合实验室TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像示意图　　揭牌仪式圆满结束后，德国吉森大学Karl Christian博士、中国药科大学李彬教授，两位质谱成像专家做了精彩的质谱成像前沿研究成果分享。德国吉森大学Karl Christian博士　　Karl Christian博士对TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统的技术原理、样品检测流程进行了详细介绍。AP-SMALDI 10独特的离子源设计——固态激光器、接近样本生理状态的常压到中压操作环境、激光束和离子流同轴设计，使之能够实现超高空间分辨率检测。Karl Christian博士以AP-SMALDI 10质谱成像系统进行肿瘤研究、药物代谢研究、脂类研究、药用植物次生代谢物研究、作物次生代谢物研究、昆虫内源性代谢物研究和单细胞研究为例，分别进行了阐述。中国药科大学李彬教授　　李彬教授作了主题为“质谱成像技术在生物制药领域研发与应用”的报告。组学研究日新月异，作为一项独具前瞻性的技术，质谱技术发挥越来越重要的作用。质谱技术不仅在蛋白质组学，在代谢组学和糖分组学、脂质组学都发挥了重要的作用，也逐渐成为生命科学领域一个非常重要和关键的技术。李彬教授就课题组利用质谱成像技术在蛋白组学、代谢组学、糖组学研究的成果作了详细介绍。并表示，由于质谱成像技术的高灵敏度、高覆盖，它将是临床医学重要的补充。揭牌仪式与会专家、领导合影