融智生物质谱——让MALDI质谱成像惠及更广泛的用户

　　质谱成像是一种前沿质谱技术，由于其技术的新颖性与应用的广泛性，近期受到了很高关注。该技术应用潜力巨大，它是将质谱检测与影像技术相结合的新型分子影像研究手段。特点是无需标记、所需时间短、耗费低、不局限于单分子，同时还可以提供组织切片中多化合物空间分布和分子结构信息。

　　作为质谱领域最具前景的技术之一，质谱成像技术现已经成为仪器厂商、科研院所的重要关注焦点，预测未来市场争夺也将日益激烈。融智公司是MALDI质谱成像技术方面的后起之秀，目前新推出了其质谱成像系统QuanIMAGE。为提升用户对质谱成像技术、应用的了解，促进质谱成像技术的推广应用，仪器信息网特别邀请融智公司对其质谱成像技术、应用等方面进行了讲解。

1、请介绍一下贵公司的质谱成像仪器研发过程，这些仪器有哪些特点?

　　MALDI-TOF MS应用于质谱成像，是近年来的科研热点。高灵敏度的分子水平成像，在生命科学研究中有着重要意义。但目前，掌握这一核心技术的只是少数几家国外企业，适用于质谱成像的设备销售价格也居高不下，因而国内即使是“不差钱”的科研领域，也少有从质谱分子成像角度展开的科研，在临床、生物分析、药物分析等应用领域，则更难以使用到质谱分子成像技术。

　　融智生物推出的新一代全谱可定量飞行时间质谱仪，是时间长达8年之久的一系列研发成果的结晶，在解决了一系列传统MALDI缺陷的基础上，也使得新一代全谱可定量飞行时间质谱平台QuanTOF在质谱成像方面有了质的飞跃。生产的工程样机经美国国家质谱成像研究资源中心主任Richard M. Caprioli使用，发表了多篇论文，并得到了Caprioli的肯定和赞赏。

　　QuanTOF在光、电、机、软等多方面进行了革命性突破，既满足质谱定性分析的要求，同时也提高了质谱定量分析的能力，对需要在二维空间进行扫描的质谱成像应用具有极其重要的意义。

　　高发射频率，高寿命的半导体激光器，解决了上一代MALDI-TOF激光器发射频率低、易损耗的问题，从此激光器不再是易损耗材；

　　靶板和离子探测器同时接地专利技术(专利号：ZL 2014 8 0014634.0)，解决了上一代MALDI-TOF靶板电场分布不均的缺陷，保证了在全靶板范围内的质量检测精度；

　　创新的同轴激光照射与离子光路设计，提高成像分辨率及的宽谱质量分辨率；

　　MCP微通道板光电混合离子探测器，实现无饱和高信噪比离子检测，提高定量能力；

　　全新高精度、快速、低容积二维控制平台、全新高速数字转换器，实现极高频率激光器产生的超量质谱数据实时采集；

　　配备专用二维质谱成像软件，使分析人员的工作极简化。

　　QuanIMAGE–亲民的质谱成像系统

QuanIMAGE I型

　　基于对MALDI-TOF MS全面升级的QuanTOF质谱平台，融智生物推出了质谱成像系统QuanIMAGE，被誉为“质谱成像新的里程碑”：

　　革命性的影像学检测手段；

　　发射频率5,000 Hz以上的高频率半导体激光器，极大地提高了质谱成像扫描速度；

　　快速精准二维移动控制平台(纳米级移动精度)，极大地提高了空间分辨率(可达微米)；

　　靶板电场接地专利技术解决了传统MALDI-TOF靶板边缘电场分布不均的缺陷，使成像质量精度及重现性更高；

　　同轴激光照射及离子提取确保了解吸离子羽流对称性;离子初始速度及空间双聚焦设计，使线性模式在宽谱间达到高质量分辨率；

　　光电混合离子探测器结合超高频数据采集技术，使数据采集速率可达50像素/秒；

　　可通过重构质谱影像，在宽质量范围内对特定分子进行可视化位置确定；

　　样本前处理简单，无需任何标记物即可完成分子成像；

　　所有仪器组件皆置于仪器内，无需外接泵。

　　值得一提的是QuanIMAGE采用了靶板接地的专利技术，靶板电场接地专利技术解决了传统MALDI-TOF靶板边缘电场分布不均的缺陷，使成像质量精度及重现性更高。同轴激光照射及离子提取光路设计、离子速度及空间双聚焦等一系列新技术，使线性模式飞行时间在宽谱间达到高质量分辨率。QuanIMAGE使用的最新半导体激光器技术和与之相配合的超高频混合离子探测及数据采集技术，使得质谱采集频率大幅提升，对质谱成像应用有极大的帮助，使得成像精度、重现性、速度等方面都比前一代MALDI-TOF有了数量级的提升。与现有技术采用的经修补完善的固体激光器技术相比，半导体激光器在扫描频率、光斑面积以及激光发射能量等性能上完胜固体激光器。

2、目前，贵公司质谱成像仪器主要应用在哪些方面?应用情况如何?请举例说明。

　　QuanIMAGE产品应用：

　　1. 医学研究

　　MSI技术在疾病机理的研究中也已有着广泛的应用，目前研究涉及的疾病包括帕金森病、阿尔茨海默氏症、法布里病、肌肉萎缩症、肾脏疾病、非酒精性脂肪肝、心血管疾病和神经节苷脂沉积病等。该技术可在无标记条件下研究蛋白质或代谢物在组织中的分布，有助于了解疾病产生、转移和预后的机制。该技术还可用来划分肿瘤组织与周围正常组织的界限，可作为染色得到的组织学信息的补充。

　　研究细胞的代谢物和多肽的分布及含量，有助于了解细胞的状态和周围环境对其的影响，以及正常与疾病细胞间的差异。

　　2. 生物学研究

　　利用MALDI-MSI 技术，研究人员已对小鼠大脑中的卵磷脂、神经节糖苷、硫酸脂和脑苷脂类等脂类分子的分布进行了研究。由MALDI-MSI技术获得的人额叶皮质、海马和纹状体等区域中脂类分子的分布结果，对了解神经脂类的合成途径及其在中枢神经系统中的功能具有重要作用。也有人利用MALDI-MSI技术研究了卵磷脂在小鼠视网膜和营养不良肌肉中的分布、鞘磷脂在人晶状体中的分布，以及脂类在小鼠肝脏、肺部和人体皮肤上的分布等。

　　蛋白研究中，当MSI与Bottom-up策略相结合进行蛋白质鉴定时，首先要将组织切片上的蛋白质进行原位酶解，再利用MSI鉴定切片表面的蛋白质，进而获得切片表面蛋白质的分布信息。有学者将MALDI-MSI与Top-down策略相结合，确定了冈比亚按蚊触角中与嗅觉相关的蛋白质。

　　3. 药物研究

　　MSI技术已被用于监测小鼠体内药物及其代谢物的分布，如利用MALDI-MSI技术检测奥氮平和长春碱等药物在完整小鼠体内的分布，获得了相关药物在整个动物体内的分布信息。以术中加热化疗处理后的小鼠肾脏为模型，利用MSI 可检测到肾脏中抗癌药物奥沙利铂的代谢物，获得了该药物浓度在肾脏皮质区明显高于髓质区的信息。有学者以9-氨吖啶为基质，在小鼠大脑内鉴定了13种代谢物(如AMP、ADP、ATP 和UDP-GlcNAc等)，并获得了它们的分布信息。还有学者研究了Mono Mac 6细胞中的HIV蛋白酶抑制剂沙奎那韦和奈非那韦的变化规律。

药物代谢检测

　　4. 融合性新技术

　　MALDI-MSI还可与一些其他新技术融合，形成崭新的技术，形成突破性新技术。如MALDI-TOF质谱成像与磁珠芯片技术结合的质谱免疫检测(MSIA)。

3、贵公司如何看待质谱成像仪器的技术及市场发展现状?目前有哪些问题亟待解决?

　　融智生物认为，质谱成像市场正呈上升态势，随着科研领域逐渐意识到质谱成像的重要性，开展一系列的科研，尤其在生命科学领域，质谱成像也将在多层次中有力地帮助科学家们获得更多的分子分布原位分析信息，而这些科研成果亦将逐渐转化为实际需求，惠及更广泛的应用。

　　但当前处于少数企业垄断的市场，使得质谱成像设备价格居高不下，一台高端成像质谱的价格动辄近千万元。融智生物希望通过更亲民的价格，使这一技术能惠及广泛的应用层面。目前，QuanIMAGE产品已经上市，融智生物将从科研领域开始，把它推向中国以及海外市场。