应用实例 · 质谱成像

脑组织成像:在脑切片上读出分子空间

大脑是空间结构最复杂的器官之一,不同核团、皮层、白质的功能差异背后是分子分布差异。脑组织成像,用质谱成像(MSI)在脑切片上逐点采集,原位呈现神经递质、脂质、代谢物的空间分布,使神经研究从「区域命名」走向「分子定位」。
本文目录
一、MSI 在脑研究中的切入点二、技术亮点:神经递质与脂质共成像三、与神经药理、毒理的衔接四、数据解读与工程落地
技术原理示意:离子源对样品逐点电离 组织切片 样品 电离束 脑组织成像:在脑切片上读出分子空间 离子 质谱 分析器
脑组织成像:在脑切片上读出分子空间 示意图

一、MSI 在脑研究中的切入点

新策源 MSI DPI 应用案例中,小鼠脑切片成像展示了神经递质(GABA、肌酸、谷氨酰胺、谷氨酸、腺苷)与多种中性 GalCer 脂的同时成像,对神经科学、药理学与神经化学研究具指导意义;小鼠冠状面与横截面切片均获得可比对的空间信息。

其工程优势契合脑样本:免基质、离子抑制低,组织直接上机;20–200 μm 分辨率可调;成像后切片保持完整,可继续 H&E 或免疫组化验证。

二、技术亮点:神经递质与脂质共成像

脑组织里,神经递质负责信号传递,脂质构成膜结构与髓鞘。DPI 案例显示,传统 DESI 模式信息较少(胆碱、磷酸胆碱和 PC 脂),而 DESI/PI 模式信息更丰富,可同时呈现神经递质与十几种中性 GalCer 脂,分布信息更全面。

公开定量案例显示,鼠脑中胆固醇信号提升约 205 倍;这一光电离带来的灵敏度跃升,使原本弱响应的脑内脂质与代谢物也能被稳定检出。

三、与神经药理、毒理的衔接

药物入脑、神经毒性、脑内代谢等研究都需要分子空间信息。MSI 可呈现候选药及其代谢物在脑区的分布,也可揭示神经毒性相关的脂质/代谢改变。免前处理让这类往往样本多样、前处理复杂的场景更易落地。

对需要更高空间分辨率的场景(如判断分子是否定位于某一细胞带或核团亚区),新策源 MSI LDPI 提供 2–3 μm 免标记常压成像,可进入单细胞乃至亚细胞尺度。

四、数据解读与工程落地

脑 MSI 仍面临组织异质性、离子化效率差异、定量校准等挑战,结论宜结合显微、免疫学与转录/代谢组等互补方法。MSI 的核心价值在于提供「脑内分子空间」这一维度。

工程上,DPI 适配 Agilent / AB SCIEX / Thermo 主流质谱主机,提供自研钛合金离子传输管、前端不损伤样品、可拆洗维护,使脑组织成像能够稳定、可重复地开展。

常见问题(FAQ)

脑组织 MSI 能同时看神经递质和脂质吗?
可以。DPI 小鼠脑案例展示了 GABA、肌酸、谷氨酰胺、谷氨酸、腺苷等神经递质与多种 GalCer 脂的共成像。
鼠脑胆固醇提升 205 倍怎么解读?
那是光电离对胆固醇灵敏度的增强倍数,不表示真实浓度变化了 205 倍;它体现 DPI 对非极性脂质的检出跃升。
为什么脑成像看重免基质?
脑内小分子与脂质丰富,基质峰会干扰低质量区;DPI、LDPI 免基质,样品直接上机,谱图更干净。
2–3 μm 的 LDPI 对脑研究有什么用?
更高分辨率可判断分子是否定位于特定核团亚区或细胞带,进入单细胞/亚细胞尺度。

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