本检测详细介绍了生物质谱成像实验的核心技术要素。文章系统阐述了该技术的四大关键方面:检测项目、检测范围、检测方法与检测仪器设备。每个部分均列出10个具体项目,涵盖从基础分子定位到前沿空间多组学应用,为读者提供一份全面、结构化的技术指南,旨在帮助研究人员深入理解生物质谱成像的实验设计与实施要点。

核心优势

检测中心实验室配备国内外的前沿分析检测设备,检测报告获得CNAS、CMA双重认证,国际互认。

检测流程

1 需求沟通
2 方案定制
3 取样/送检
4 实验检测
5 数据分析
6 出具报告

检测项目

蛋白质表达与定位:直接检测组织切片中数千种蛋白质的空间分布,揭示其在特定生理或病理区域的特异性表达。

脂质种类与丰度:对磷脂、鞘脂、甘油酯等各类脂质分子进行成像,研究其在细胞膜结构、能量储存及信号传导中的空间作用。

代谢物空间分布:可视化小分子代谢物(如氨基酸、糖类、核苷酸)在组织中的原位分布,连接代谢表型与组织结构。

药物及其代谢产物:追踪外源性药物分子在靶组织与非靶组织中的分布、积累及代谢转化过程,用于药代动力学研究。

多肽与内源性肽:检测由蛋白酶解产生的特征性多肽,或直接分析神经肽、激素等生物活性肽的原位位置。

聚糖与糖基化修饰:对组织中的N-聚糖、O-聚糖等进行成像,研究糖基化修饰在细胞识别、免疫应答中的空间调控。

元素与金属离子:对组织内的金属元素(如铁、铜、锌)及非金属元素进行成像,研究其在酶活性、神经信号中的角色。

外源性污染物:检测环境毒素、纳米颗粒等外源性物质在生物组织中的渗透与蓄积位置,评估其生物效应。

蛋白质翻译后修饰:对磷酸化、乙酰化、甲基化等关键蛋白质修饰进行空间定位,解析其在细胞信号通路中的空间特异性。

生物标志物空间验证:在组织原位对候选生物标志物进行空间分布验证,确认其与病理区域的共定位关系,提升诊断特异性。

检测范围

全组织切片扫描:对厘米级大小的完整组织切片进行无靶向全景式质谱扫描,获取整体分子分布图谱。

特定解剖区域:聚焦于大脑海马区、肿瘤边界、血管周围等具有明确解剖或功能意义的特定区域进行高分辨率成像。

单细胞及亚细胞水平:利用高空间分辨率技术(通常低于10微米)解析单个细胞甚至细胞器(如核仁)内的分子组成差异。

三维体积成像:通过对连续组织切片进行质谱成像并三维重建,获得分子在三维组织结构中的立体分布信息。

植物根茎叶器官:应用于植物科学,研究代谢物、防御化合物等在根、茎、叶、花等不同器官的空间分布。

微生物菌落与生物膜:分析细菌、真菌菌落内部及生物膜微环境中的代谢物和信号分子梯度,研究群体感应。

临床病理标本:针对福尔马林固定石蜡包埋或冷冻保存的临床活检与手术标本,进行回顾性或前瞻性分子病理研究。

模式动物整体切片:对小鼠、大鼠等模式动物的全身或特定器官整体切片成像,用于药物分布或全身代谢研究。

空间多组学整合区域:在与转录组或基因组测序相同的组织区域内进行成像,实现同一位置的多组学数据空间关联分析。

动态过程时间点:在疾病发展、胚胎发育或药物治疗的不同时间点取样成像,捕捉分子空间分布的动态变化过程。

检测方法

基质辅助激光解吸电离:通过共结晶基质辅助样品电离,适用于大分子(如蛋白质、多糖)成像,是应用最广泛的MALDI-MSI技术。

解吸电喷雾电离:利用带电溶剂喷雾进行温和电离,更适合小分子(如脂质、代谢物)成像,常在大气压下操作,样品前处理简单。

二次离子质谱:使用高能初级离子束溅射样品表面产生二次离子,提供极高的空间分辨率(可达亚微米级)及元素成像能力。

激光烧蚀电感耦合等离子体质谱:将激光烧蚀的样品气溶胶导入ICP-MS,主要用于元素、金属标签或同位素标记物的超高灵敏度成像。

大气压基质辅助激光解吸电离:在大气压环境下进行MALDI操作,简化了样品引入流程,并有利于不稳定化合物的分析。

激光解吸电离:不使用基质,直接利用特定波长激光或纳米结构基底解吸/电离样品,减少基质干扰,尤其适合小分子。

质谱标签与多重成像:利用金属标签抗体或可切割的质量标签进行靶向蛋白标记,实现多重靶标的高通量空间定位。

串联质谱成像:在成像过程中对特定质荷比的离子进行碰撞诱导解离,获取其碎片信息,用于分子结构鉴定与确认。

离子淌度分离增强成像:在质量分析前引入离子淌度分离维度,提高峰容量和信噪比,有效区分同分异构体和等压分子。

液相萃取表面分析:通过微滴溶剂萃取组织表面分子并在线送入质谱仪,实现温和电离下的定量或半定量成像分析。

检测仪器设备

MALDI-TOF/TOF质谱仪:飞行时间质量分析器,具有高扫描速度和质量范围,适合蛋白质、多肽等大分子成像,可进行MS/MS分析。

轨道阱傅里叶变换质谱仪:提供超高分辨率与高质量精度,能精确区分复杂样品中的数千种分子,是发现性脂质组/代谢组成像的核心设备。

三重四极杆质谱仪:具备卓越的灵敏度和定量能力,通过多反应监测模式进行靶向分子定量成像,常用于药代动力学研究。

Q-TOF混合质谱仪:结合四极杆的离子选择能力与TOF的高分辨率质量分析,兼顾定性与定量分析,应用广泛。

高分辨率二次离子质谱仪:如NanoSIMS,使用Cs+或O-等离子源,实现亚细胞甚至纳米级的元素和同位素分布成像。

激光烧蚀系统:与ICP-MS联用的关键部件,通常为深紫外(如193nm)或红外激光,负责对样品进行逐点烧蚀采样。

大气压离子源接口:为DESI、AP-MALDI等方法设计的专用接口,使样品能在常压下电离并高效传输到真空质谱系统中。

高精度二维移动平台:承载样品并在计算机控制下进行微米级精度的X-Y方向移动,是实现空间编码和高分辨率成像的关键机械部件。

低温样品处理与传输系统

专用数据采集与成像软件:控制仪器硬件参数(激光能量、步长等),采集原始质谱数据,并将其重构为分子离子图像的专业软件套件。

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