光电离质谱成像仪 MSI DPI-A

光电离质谱成像仪 MSI DPI-A产品介绍

质谱成像技术(MSI)是基于质谱发展起来的一种分子成像新技术。MSI通过直接扫描生物样本，可以同时获得多种分子的空间分布特征。

光电离质谱成像仪 MSI DPI-A 是基于专利技术( DESI/PI，即带电液滴解析/后光电离质谱成像技术，专利号：ZL201810935962.4)研发的一款用于空间分子成像的装置，该成像仪的关键是在DESI喷雾装置后引入一套光电离系统和高效离子传输管道，可通过开、关光电离源，实现对多种极性和非极性组分的高灵敏度空间成像。

该成像仪可适配于主流质谱仪(Agilent、Thermo Fisher、Waters等)，对动/植物组织、各种物体表面及内部分子进行空间成像。

光学成像和质谱分子成像对比

显微镜光学成像看外观，质谱的分子成像看本质

光学影像看似一样，但质谱成像显示生物标志物只在特点区域分布

光电离质谱成像仪 MSI DPI-A产品特点

• 分子成像技术

• 一次性对所有质谱信号成像

• 组织切片成像

• 植物叶/根/茎切片成像

• 软电离成像

• 待测物无极性歧视

• 扫描速度快

光电离质谱成像仪 MSI DPI-A产品优势

与其它成像技术相比，ProC-MSI-DPI-A光电离质谱成像系统成像技术具有：

(1) 免标记：无需放射性同位素或荧光标记;

(2) 高通量：可以对上千种生物分子同时进行原位成像分析;

(3) 信息丰富：可以同时获得生物分子的结构、丰度和空间分布信息。

目前国际上普遍使用的DESI成像源只能对极性较强的组分进行成像，有极性歧视(影响多种极性和非极性组分的准确度)和较强的离子抑制(干扰使待分析物的响应信号被抑制，需要对样品净化)，不适于所有的待测物体系。

与之相比，本公司基于DESI的二次光电离质谱成像技术(DESI-PI-MSI)光电离成像源不仅可以将小鼠、植物组织等切片中的非极性化合物进行成像，还可以进一步提升极性成分的信号强度，从而大大高了成像信噪比。

与传统DESI技术相比， 使用DESI/PI后信号强度可提高1-3个量级，大大提升了待测物尤其是非极性成分的检出和成像能力。

图1 利用Omni PI成像源与市售其他成像源获得的质谱 图和成像图比较

图2 利用Omni PI源在国际顶尖期刊《分析化学》 发表的封面论文

光电离质谱成像仪 MSI DPI-A系统组成

整个系统由一台高分辨率飞行时间质谱仪和一台分子成像仪集成一体，为国内首创

质谱仪规格参数：

• 质量检测范围20-10000 amu

• 检测限0.05ppb

• 质量分辨率 >10000

• 自动数据采集及分析程序

成像仪规格参数

• 尺寸：300(w)x200(h)x150(d)

• 空间分辨率：10-200微米，可进行原位检测

• 成像速率：50像素/秒

• 解析源：DESI+PI

• 电离源：后光电离

光电离质谱成像仪 MSI DPI-A应用领域

• 代谢组学：蛋白质组学、代谢物的空间分布变化、

• 病理学诊断：疾病标志物的发现、疾病的早期诊断、临床病理研究、细菌分析、微生物成像、确定肿瘤的级别、激素受体状况、基因芯片检测、细胞生物学、微生物生态学

• 药物代谢动力学：新药研发、药物及代谢物在不同时间不同器官的代谢过程、药物定量、药物发现及分布研究、草药混合物

• 植物代谢：代谢物的空间分布变化、植物代谢研究

• 工业领域：化工原料、包装材料、染料、化妆品、材料基质、食品成分分析

• 法医学：法医鉴定、指纹扫描、毛发、组织中的滥用物质及代谢物

• 毒理学

• 环境化学

• 考古学

光电离质谱成像仪 MSI DPI-A应用范例

1.小鼠大脑成像

DESI/PI产生更多、更强的待测物质谱信号，如乙醇胺、GABA、肌酸、腺嘌呤、谷氨酰胺、谷氨酸、胆固醇、PC脂、GalCer脂质、PE脂质、MAG脂质等(如上图所示)

2.小鼠乳腺癌成像研究

原位质谱成像方法(aa-DESI/PI)，以小鼠乳腺癌组织作为模型开展成像研 究，有助于深入揭示肿瘤复杂的代谢过程。

3.药物研究

在药物研发(Discovery及R&D)过程中，必须详细了解药物的药理学、毒性和分布。

质谱成像是无须标记，可用于可视化生物组织中内源性化合物、药物、脂质、蛋白质、肽和药物输送系统的二维(和三维)分子分布。

因此，该技术不仅能够收集药物和代谢物分布数据，还能收集药效学和生物标志物信息，这些信息在药物开发的多个阶段都非常有价值。

在给药后6小时，药物浓度在不同区 域的分布可见降低

4、植物叶片成像及代谢研究

在已知植物种群中，有约 200,000 个植物代谢物的化学结构被鉴定出来。植物代谢物的成分分析和空间成像对探讨植物代谢物的生物合成、运输、生理机制、自我调节机制及植物与生态的相互作用具有重要意义。质谱成像是近年来涌现出的分子成像技术，具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点。然而，由于植物角质层和表皮蜡的存在，常规MALDI和DESI等软电离技术很难穿透角质层作用于叶肉组织，从而无法对植物叶片中的代谢物进行直接成像MSI DPI-A质谱成像源仪的解吸电喷雾电离/二次光电离(DESI/PI)质谱成像平台(Analytical Chemistry,2019,91,6616-6623)结合多孔聚四氟乙烯印迹技术，实现对多种植物叶片中代谢物的空间成像。

5、黑色素细胞痣诊断和形成机制

操作流程

特征性脂质标志物在表皮、痣和皮下组织中分布的箱线图

四例样本成像图

胆固醇合成酶(HMGCR)及转运酶(TSPO)的IHC图表明，两者均在黑素细胞痣区域高表达，这表明黑素细胞痣中胆固醇的积累是由HMGCR和TSPO酶的共同作用 产生的.

6.卷烟叶的成像

六种代表性化学物质的质谱成像图

7.茶叶成像

DESI/PI 在可视化极性和非极性代谢物的空间分布植物成像的一个好例子。植物中的代谢物已经通过不同的MSI成像技术.作为消费最广泛的仅次于水的饮料世界，茶富含多种生物活性物质成分。例如，儿茶素占新鲜茶叶的干重的30%，健康茶有很多益处。

然而，由于它们的极性低， DESI 对这些儿茶素的电离效率很差。茶的两个连续鲜叶芽横截面植物分别通过DESI/PI和DESI进行分析。

中性儿茶素包括 (-)-表儿茶素 (EC)，(-)-表儿茶素没食子酸酯 (ECG)，和 (-)-表没食子儿茶素没食子酸盐 (EGCG) flavan-3-ols 可以被检测和成像由 DESI/PI 提供。ECG 和 EGCG 是热不稳定的化合物，以及它们的片段([M + H - C7H6O5]+)分别在 m/z 272.07 和 289.07 处检测到。这DESI / PI质谱进一步证明了分配EC、ECG 和 EGCG 的标准。

我们的结果表明，DESI/PI 可以增加中性物种的检测灵敏度，也拓宽了DESI 在可视化非极性生物分子中的适用性植物组织的MSI，可以被认为是一种有效的中度侧向 MALDI 和替代技术解析度。

茶叶咖啡因在叶中脉富集、茶氨酸在叶柄富集并延伸至中脉和叶尾，为咖啡因主要在茶叶中脉合成和茶氨酸在茶叶根部合成并转运至叶片的生物合成位点及转运路径提供了强有力证据。

两个连续新鲜叶芽的平均质谱图获得的茶树横截面(减去背景)以甲醇/甲苯/FA (v:v:v = 70:30:1)作为溶剂的 DESI/PI和 DESI以甲醇/FA (100:1) 为溶剂，分别在正离子模式。(A) 叶芽组织的最优图像的茶。 (B-F) m/z 184.07 处一些代表性峰的 MS图像，195.09、272.07、289.07 和 291.09 由 DESI/PI 获得。(G-H) 质谱DESI 获得的 m/z 184.07 和195.09 处的两个峰的图像。白色比例尺对应于 1 mm

非标订制及其他产品

我们还提供非标飞行时间质量分析器和各种催化、高/压热解反应器、光电离源、电离腔、JSR反应器、分子泵、MCP微通道板、数据采集卡等质谱仪专用备件订制服务。