应用实例 · 质谱成像

药物代谢分析:在原位追踪「药」与「代谢物」

药物进入体内后,会被转化成一连串代谢物,这些代谢物可能更活跃、也可能更毒。药物代谢分析,用质谱成像(MSI)在切片上逐点采集,原位呈现母体药与其代谢物在不同组织、不同时间点的空间分布,使代谢研究从「匀浆浓度」走向「空间走向」。
本文目录
一、MSI 在药物代谢中的角色二、时间维度与多器官比较三、与毒理和安全评价的衔接四、定量边界与工程落地
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 药物代谢分析:在原位追踪「药」与「代谢物」 离子 质谱 分析器
药物代谢分析:在原位追踪「药」与「代谢物」 示意图

一、MSI 在药物代谢中的角色

新策源 MSI DPI 应用说明把药物代谢动力学列为重点领域:用于新药研发、药物及代谢物在不同时间不同器官的分布研究、药物定量、药物发现及分布研究、草药混合物。DPI 免基质、离子抑制低,复杂生物样品可直接上机,适配 Agilent / AB SCIEX / Thermo 主机。

其分辨率在 20–200 μm 可调,能够覆盖从器官尺度到局部病灶的多种空间分析需求;对需要进入单细胞/亚细胞尺度的场景,MSI LDPI 提供 2–3 μm 免标记常压成像作为补充。

二、时间维度与多器官比较

药物代谢是动态的。给药后不同时间点取样成像,可重建化合物在体内的「进入—富集—清除」曲线;多个时间点、多个器官(肝、肾、脑、肠、肿瘤等)切片并列,能刻画完整的时空分布。

DPI 案例中,对动物组织与植物叶片的测试显示,正负离子模式相较传统 DESI 可新检出百余种次生代谢产物,整体信号增强 1–3 个数量级;这一灵敏度优势同样利好低含量药物与代谢物的多时间点空间追踪。

三、与毒理和安全评价的衔接

代谢物异常富集往往先于肉眼病理改变。MSI 若在代谢活跃或非靶器官发现药物/代谢物异常分布,可作为潜在毒性的早期提示,指导剂量优化与制剂改进。将分布图与相邻 H&E 切片配准,还能把分子信号精准叠加到受损组织结构上。

免前处理的工程价值在此凸显:新策源两款成像源免基质、即取即测,把样品处理从「半天起步」压到「即取即测」,使需要跑大量时间点与剂量组的代谢评价实验显著提速。

四、定量边界与工程落地

MSI 给出的是相对空间分布与离子强度图像,定量需结合标准曲线或内标方法,并考虑组织学、给药方案等背景。它擅长定位与发现,绝对定量的金标准仍常与 LC-MS 互补。

工程上,新策源两款成像源适配主流质谱主机,并提供自研钛合金离子传输管、前端不损伤样品、可拆洗维护,使药物代谢分析能够稳定、可重复地从科研课题搬进质控与筛选产线。

常见问题(FAQ)

药物代谢分析和普通代谢组学区别在哪?
普通代谢组学匀浆测平均浓度,丢失空间信息;MSI 在切片上原位呈现药与代谢物的空间分布,保留组织结构。
MSI 做药物代谢能绝对定量吗?
主要提供相对空间分布与离子强度图;绝对定量通常需标准曲线、内标或 LC-MS 验证,MSI 强在定位与发现。
为什么药物代谢研究关心时间维度?
因为药与代谢物在体内动态「进入—富集—清除」,不同时间点成像能重建时空分布,揭示是否在特定窗口抵达靶部位或非靶蓄积。
免基质对药物代谢研究有什么实际好处?
省去喷涂、优化、等待步骤,样品即取即测,对大量时间点与剂量组的评价显著提速,也避免基质峰干扰低质量区。

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