DESI（解吸电喷雾电离）作为沃特世专利技术，自问世以来，以其不用样品前处理、无需基质喷涂、对样品可无损检测等优点，已逐渐成为空间组学的核心技术。该技术目前已成功应用于如人体及动物代谢物研究、药物代谢、植物科学、微生物研究、公安刑侦、文物考古等各领域的质谱成像研究。
DESI技术以其灵活多样的性能，可以做N维的技术扩展，帮助大家突破以往的科学瓶颈。
上次小编给大家介绍了DESI在快检方面的拓展应用，今天我们来看看如何利用DESI技术突破微生物领域研究的瓶颈。
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在研究微生物时，传统的色谱质谱技术，需要复杂的提取分离过程，不但分析流程长，无法获得微生物代谢物准确时间和空间的信息，更难以实现实时动态的分析。如果采用MALDI等成像技术，由于需要喷涂基质，会对微生物生长造成干扰，也难以直接进行微生物化学成分的原位动态分析。而DESI技术，因其快速无损等优势，在微生物研究时可“大展拳脚”。
案例一
微生物相互作用实时动态研究
微生物在共同培养时，会发生相互作用，从而激活沉默基因，产生新的次级代谢产物。而这些次级代谢产物往往对于开发新药有巨大的潜力。传统的分析方法无法得到微生物相互作用整个过程中，次级代谢产物在时间和空间上是如何动态变化的有效信息。
Berkley M Ellis等人，利用DESI技术对粘细菌捕食大肠杆菌过程进行实时分析，从而清晰地看到微生物捕食过程代谢物的“时空”变化。[1]
图：DESI实时动态分析粘细菌捕食大肠杆菌流程图
在整个过程中，DESI可以对培养基上的菌落进行原位动态分析，并可对同一微生物生长体系进行反复、跟踪式的动态检测。并可在空间维度上，直接发现相互作用区域新出现的代谢物，以及菌落内部和外部代谢物的变化。将数据3D可视化，还可以观察到代谢产物在时间、空间、强度，在捕食过程中的变化（如下图）。
案例二
活细菌菌落生物催化反应的实时筛选
对于生物催化活性菌的筛选，常规方法存在瓶颈。比如，比色筛查法必须寻找合适的生色团，因此限制了可以检测的化学反应的类型，而且结果假阳性/阴性率高，难以精确定量。常规质谱法需要多步样品处理，不利于高通量分析(如萃取、去除有机相、选择色谱分离条件等)。
Cunyu Yan 等采用DESI技术，结合带离子淌度的高分辨质谱，建立了活细菌菌落中生物催化反应的无标记筛选方法，直接对琼脂平板上的细菌菌落进行生物催化的高通量筛选。[2]
研究以表达氨裂合酶和P450单加氧酶的大肠杆菌为对象，将其置于琼脂平板上生长，并与底物肉桂酸及其衍生物双氯芬酸孵育进行生物转化反应，然后使用DESI直接检测反应产物，并确定其在菌落的成像分布，由此可以筛选出能进行生物转化的菌落。
该方法在单个实验中，就可对底物文库进行多重分析，且无需进行样品制备，从而可以直接分析活细菌菌落中催化的产物，大大提高分析通量。
DESI技术用于生物催化活性菌筛选的优点：
✔ 大气压直接采样，大大减少了样品前处理工作量，并允许原位提取DNA；
✔ 活性检测是无标记的，为通用工作流，从而满足筛选不同的生物催化反应和潜在底物库的需要；
✔ 通过高分辨的活性检测可实现多重生物催化反应检测，以满足组合采样的需要（底物与变体文库）；
✔ 大气压取样意味着可以实时动态监测活细菌菌落中的生物转化情况。
DESI在微生物领域的拓展应用，先给大家介绍到这里。想要了解更多DESI技术的拓展应用，请扫码下方二维码留下信息。
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