质谱成像技术在细胞层面的分子空间定位和分布分析

质谱成像（MSI）技术能够在细胞层面对生物组织的分子进行空间定位和分布分析。在组织成像实验中，要对生物样本表面成千上万个不同位点采集数据，仪器的性能尤其是空间分辨率、通量、灵敏度和专一性，对于揭示自然生理功能与疾病本质至关重要。

Vanderbilt大学Richard Caprioli实验室最近在ChenRxiv上发表了基质辅助激光解吸电离（MALDI）结合捕集离子淌度（TIMS）质谱成像平台的分析性能和应用。这台MALDI timTOF能够在10μm空间分辨率和20像素/秒采集速率进行快速分子成像。MALDI装置使用了布鲁克SmartBeam三维激光源，可在样品表面形成10x10μm的正方形像素点。对小鼠肾脏和脑组织的成像数据证明在5ppm质量测量误差和40000质量分辨率的条件下，可以快速生成高空间分辨率组织分子图像谱图。数据采集中增加捕集离子淌度（TIMS）分离对幼鼠整体组织成像实验证明了质量数非常相近同质异素成分[PC(32:0)+Na]+和[PC(34:3)+H]+（3mda质量差）在气相状态下被识别。实验结果表明，MALDI timsTOF质谱平台能够在合理的数据采集速率下（>2像素/秒），同时兼顾分子的特异性，如对脂质类加合物的复杂混合物中相似成分进行区分。具有高性能TIMS分离的高空间分辨率和高通量成像能力，提供了一个独特的多方位平台来应对与先进分子成像应用相关的各种挑战。

同时，在MALDI timsTOF上增加ESI源, 可以扩展为空间定位组学（SpatialOMx）多功能平台，对生物组织中的目标区域进行空间定位和定性定量分析，通过质谱成像和LC/MS组学分析，将蛋白组/RNA检测和定量与形态结合，建立动物、人类以及各类疾病的所有组织的综合细胞谱，在细胞水平比较,了解组织的构造和功能。