质谱成像技术的研究进展

质谱成像作为一种以质谱为基础的分子成像技术,样品处理简单、无需荧光或放射性同位素标记、质量范围宽,可实现从元素到多肽、蛋白质的分析。本文就质谱成像技术的原理、离子化技术、各领域应用及数据处理等方面进行了综述和展望,以期为质谱成像技术的深入研究及发展提供参考。     

MALDI-TOF生物质谱成像技术的进展

随着MALDI-TOF等生物质谱仪器性能的提升和应用领域的扩大,基于MALDI的质谱成像技术已成为研究肿瘤标志物、药物代谢、脂类分布等方面的有力手段。最新样品前处理方法以及自动化基质喷涂等技术的发展,大大提高了质谱成像技术的灵敏度和分辨率。利用原位酶切技术直接鉴定组织切片上的蛋白质和多肽是IMS当前的热点和关键。体内药物代谢物分布、脂类物质分布以及植物组织的质谱成像等研究逐渐成为新的应用热点。本文较系统地介绍了生物组织质谱成像技术的研究进展。     

基质辅助激光解吸电离质谱用于生物组织的质谱成像应用进展

基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI MS)用于分析组织切片已成为质谱学的一个新领域。质谱成像技术通过直接对组织切片表面的质谱扫描,可以快速直观地分析组织中的分子,如蛋白质、多肽、药物分子、代谢产物等及其空间分布信息。本工作综述了组织切片的质谱成像原理,方法学和相关应用。     

衍生化技术在MALDI质谱成像中的应用进展

近年来，基质辅助激光解吸离子化（matrix-assisted laser desorption ionization, MALDI）质谱成像（mass spectrometry imaging, MSI）技术发展迅速，在很多领域均有广泛应用。质谱成像技术虽然可以同时得到上百个化合物的数据，但是对于低丰度、离子化效率低和易受基质峰干扰的化合物的成像分析仍然极具挑战。为了提高质谱成像中目标分子的信号响应，将原位衍生化方法应用于质谱成像技术中是非常必要的。衍生化方法与质谱成像的结合已成功实现了不同类型目标分析物的成像分析，且均展现了优异的效果。本文综述了样本上原位衍生化方法在MALDI质谱成像中的应用，包括用于含有羧基、氨基、醛基等活性基团的目标分子的衍生化试剂和衍生化反应，以及衍生化的基质选择和试剂的涂覆装置，并展望了衍生化方法结合MALDI质谱成像技术的发展趋势。     

MALDI质谱成像技术在非小细胞肺

采用基质辅助激光解吸电离时间飞行质谱成像技术分析组织切片已在基础与临床医学研究中迅速发展。质谱成像技术通过对冰冻组织切片表面的质谱扫描可以快速直观地得到组织中的分子,如蛋白、多肽等分布信息。采用质谱成像技术对人的非小细胞肺癌组织切片及癌旁组织切片进行研究,对基质覆盖方式和质谱条件进行了优化,初步建立了以质谱成像法寻找非小细胞肺癌中生物标志物的方法。在-20℃制备10μm的冰冻组织切片,用15g.L-1的α-腈基-4-羟基肉桂酸(含0.1%三氟乙酸)的50%乙腈水溶液,以气流辅助喷洒的方式覆盖在组织切片表面,循环10次,置于干燥器中待干后,用正离子反射式和线性模式分别进行质谱扫描。通过对来自3位患者的10对肺癌/癌旁组织研究,结果表明,癌组织中有m/z3000~3500范围内的特征性簇峰出现。质谱成像技术用于非小细胞肺癌能够直观地在分子水平上反映出癌组织和正常组织间的差异,有望进一步提高肺癌临床诊断的准确度。     

质谱直接定量分析技术的应用进展

质谱直接定量分析指待测样品在引入质谱离子源之前,不经色谱分离,直接利用质谱信号对分析物进行含量测定的分析技术。该技术在很大程度上缩短了样品的检测周期,能够满足快速在线、原位分析的需求,目前已在质谱成像、单细胞分析以及在线反应监测等领域展现出广阔的应用前景。本工作综述了与质谱直接定量分析有关的质谱技术、样品处理方法以及相关应用,并展望质谱定量分析的发展趋势。     

基于高分辨质谱技术的整体动物体内药物成像分析新方法研究

质谱分子成像技术作为体内药物分析的新兴工具受到越来越多的关注,其中生物体内复杂基质的干扰是面临的关键问题之一。本研究利用高分辨质谱技术的优势,采用空气动力辅助离子化质谱成像方法（AFAI-MSI）,建立了高特异性的整体动物体内药物成像分析新方法,以提高体内药物成像分析结果的准确性和可靠性。以候选新药右旋娃儿藤宁碱（S-(+)-deoxytylophorinidine, CAT）为研究对象,采用高分辨质谱全扫描与靶向扫描相结合的方式,对整体动物体内药物的分布进行AFAI-MSI分析。结果表明,该方法能够准确地反映药物特异性分布和处置情况。通过一次质谱成像实验,从整体动物水平同时实现了候选新药体内分布和药物干预下内源性代谢物的成像分析,为候选新药的早期研发提供思路与手段。     

厦门大学杭纬课题组——单细胞质谱成像技术的新进展

随着 1997 年R.Caprioli教授等首次将MALDI-TOF MS技术用于生物组织中多肽和蛋白质成像分析后,极大地推动了质谱成像技术(MSI)的发展.这 20 多年来,因不同原理及多种类型MSI技术的发展及其应用领域的拓展,使其成为质谱领域乃至分析化学、分子影像技术以及生物医药等领域的前沿与热点方向之一而备受关...     

环境化学研究中的质谱方法

研究环境化学及与其相关的生命科学，对了解环境污染和生命物种的暴露程度，以及由此引发的健康问题非常必要。这一过程中，质谱是不可或缺的强有力工具。本文简要介绍了基于质谱的相关方法在环境化学研究中的应用。概括地强调了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、电子捕获负化学源质谱(ECNI-MS)、电喷雾离子化质谱(ESI-MS)、基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)以及高分辨串联质谱(HR-MS)、非变性质谱(nMS)和质谱成像(MSI)技术对环境和生命介质中污染物的分析鉴定，及其对正常生命过程的扰动机制研究所发挥的作用；并展望了质谱技术在环境化学中的发展趋势，指出了反应蛋白组学的发展和具有污染物分子及其代谢产物的反应性官能团分子标尺的设计，深化对污染物分子及其代谢产物与关键生物分子相互作用的理解，加深对环境污染健康效应的认识。     

质谱成像数据图像重构软件

在质谱成像分析中,将质谱原始数据重构成图像数据是重要的处理过程,当前缺乏专用的向导式软件来完成此功能,为此,开发出一种名为imgGenerate的软件系统。imgGenerate能够一步步引导用户依据质谱原始数据特点设定m/z范围、精度以及数据类型等参数,重构为科学图像Analyze 7.5格式数据。重构后的数据文件可再通过BioMap或IMSview软件进行图像显示处理。应用imgGenerate成功地将大鼠小脑切片和字迹质谱成像分析的原始质谱数据重构成图像数据。应用测试表明,imgGenerate具有向导式、功能全面、专用化、实用等特点。     

NanoprobeBasedMassSpectrometry

Matrix-Aassisted Laser Desorption/Ionization mass spectrometry(MALDI-MS) is a soft ionization technique with the potential for the analysis of biomolecules using the conventional organic matrix. However, analysis of complex biological samples as well as enzymatic digested proteins at low concentrations by MALDI-MS is difficult because high sensitivity is required for detection. 相似文献   

蛋白质组与生物质谱技术

蛋白质组是基因组研究的继续。蛋白质组的研究是为了识别及鉴定一个基因组、一个细胞或组织所表达的全部蛋白质以及它们的表达模式。以基质辅助激光解吸附飞行时间质谱和电喷雾质谱为代表的现代生物质谱技术,为蛋白质组的研究提供了必要的技术手段,被称为蛋白质组研究的三大关键性支撑技术之一。而质谱—质谱联用、质谱与其它技术联用以及高产出筛选技术的应用和发展,将使蛋白质组的研究在高准确度、高灵敏度以及大规模化水平上的发展成为可能。     

哌嗪乙氧基雌酮的电子电离质谱和快原子轰击电离(－)质谱测定及裂解途径

哌嗪乙氧基雌酮是一种可望用于防治骨质疏松症的全新合成的雌激素类化合物，本文采用EI-MS、FAB (－) -MS 、ESI-MS三种质谱技术分别对其结构和裂解途径进行了研究。采用FAB(－) -MS，获得m/z 404［M+Na-H］^-、382［M］^-、381［M-H］^-质谱峰；采用EI-MS, 获得m/z 382 M^+•；采用ESI-MS, 获得m/z 383［M+H］⁺。分子离子m/z 382 M^+•和主要特征子离子与其结构特征相符，并解释了其中的主要特征子离子，对其结构和裂解途径进行了确证。     

隐丹参酮的电子电离和电喷雾电离质谱分析

采用电喷雾电离质谱（ESI-MS）和电子轰击质谱（EI-MS）两种质谱技术，对隐丹参酮的结构和裂解途径分别进行了研究。采用EI-MS获得m/z 296［M］⁺、281、268、253、235、225 等质谱峰，采用ESI-MS获得m/z 297［M+H］⁺ 、268、254、251等质谱峰，并用 Mass Frontier 3.0软件辅助解析了其中的主要特征碎片离子以及裂解途径。     

蛋白质组学中的有机质谱

本文综述了基体辅助激光解析电离飞行时间质谱，电喷雾电离串联质谱的发展及其在蛋白质组学中的应用。     

离子阱颗粒物质谱

离子阱颗粒质谱装置结合了激光诱导声波脱附离子化方法、四极离子阱或圆柱型离子阱质量分析器及电荷感应探测器,能够对微米量级的颗粒进行快速质量分析。目前已成功地测定了聚苯乙烯球、色谱填料、红细胞等颗粒。本文综述了离子阱颗粒质谱仪的构造、工作原理及最近的研究成果,并对颗粒质谱仪的未来提出了展望。     

MEMS质谱仪研究综述

近年来,小体积、低功耗、价格低廉、使用方便的MEMS质谱仪成为了质谱领域的研究重点和热点。目前国外对MEMS质谱仪及其相关技术的研究已取得了一些成果,甚至研发出了较为完整MEMS质谱仪。但是整体而言,MEMS质谱仪的性能还很低,其研究主要还处于对其元件分别进行微型化的阶段。其中,MEMS离子源以对电喷雾离子源的研究为主;MEMS质量分析器以对离子阱的研究为主;MEMS离子检测器以对法拉第筒的研究为主。本文总结了MEMS质谱仪的最新成果,同时分析了可能面临的问题。     

质谱在生物标志物研究中的应用

生物标志物是一个指示剂,可以对其进行测定并用以解释正常生理过程、病理过程及治疗药物的药理学效应,广泛的应用于药物研发和临床诊断中。生物标志物的研究涉及多种技术平台和方法,其中基于质谱的研究方法无论在生物标志物的发现还是确证过程中都有着广泛的应用。本文讨论了基于质谱的研究方法在通常的生物标志物以及阿尔茨海默氏症研究中的进展。     

盐酸雷诺希芬的电子电离质谱和快原子轰击电离(-)质谱研究

盐酸雷诺希芬是一种用于治疗骨质疏松症的药物 ,采用 EI-MS、FAB( -) -MS两种质谱技术分别对其的结构和裂解途径进行了研究。采用 FAB( -) -MS,获得 m/z5 1 0 [M+HCl+H]-、m/z5 0 9[M+HCl]-、m/z473 [M]和 m/z472 [M-H]质谱峰 ;采用 EIMS,获得 m/z473 [M]+ 、m/z474[M+H]+ 。因此 ,分子离子m/z 473 [M]+ 与分子式 C2 8H2 7NO4S相符。并解释了其中的主要特征子离子 ,并对其结构进行了确证。     

盐酸雷诺希芬的电子电离质谱和快原子轰击电离(-)质谱研究

盐酸雷诺希芬是一种用于治疗骨质疏松症的药物,采用EI-MS、FAB(-)-MS两种质谱技术分别对其的结构和裂解途径进行了研究.采用FAB(-)-MS,获得m/z 510[M HCl H]-、m/z 509[M HCl]-、m/z 473[M]和m/z 472[M-H]质谱峰;采用EIMS,获得m/z 473[M] 、m/z 474[M H] .因此,分子离子m/z 473[M] 与分子式C28H27NO4S相符.并解释了其中的主要特征子离子,并对其结构进行了确证.