很多生物学问题本质是空间问题:为什么叶缘和叶基的代谢物不同?为什么瘤区与癌旁代谢谱不同?为什么神经元与胶质区代谢不同?传统代谢组学把组织匀浆,抹平了这些差异。代谢物空间分布用 MSI 保留结构,直接呈现异质性,使研究者能追问「分布差异背后的机制」。
新策源 MSI DPI 应用说明把「代谢组学:代谢物的空间分布变化」列为首要应用领域,并通过光化学二次电离把正负离子模式下可检出的脂质、萜类、黄酮类、氨基酸和苷类等拓展百余种,整体信号增强 1–3 个数量级。
DPI 公开案例中,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;植物方面,鼠尾草、银杏、茶叶、番茄、烟草、花瓣等样本均呈现丰富的代谢物空间分布,例如茶叶中茶氨酸信号提升 14.5 倍、咖啡因 61 倍,叶脉与叶片区域差异显著。
这些案例共同说明:代谢物空间分布既能刻画器官内代谢分区,也能揭示植物不同微观结构的化学异质性,还可用于污染物(如番茄中 CBZ 在叶缘富集,浓度为内部区域 2.3 倍)的空间特异性毒性研究(Environ. Sci. Technol., 2024)。
代谢物空间分布的成败很大程度取决于能否「看得全、看得清」。新策源 MSI DPI 无极性歧视,覆盖极性/弱极性/非极性有机物;离子抑制低,复杂样品直接上机;免基质避免低质量区被基质峰盖住。MSI LDPI 则进一步把可探测最小质荷比压到 70(m/z),专攻小分子低质量区的干净谱图。
数据解读层面,代谢物空间分布常配合主成分分析、空间聚类、箱线图与 t 检验等统计,识别差异区域与差异代谢物,并与转录组、代谢通路整合。
单一代谢物图不足以解释机制,常与空间脂质组、空间蛋白质组、转录组联合,形成多组学整合成像。新策源两款成像源成像后切片保持完整,可继续开展 H&E 或免疫组化,为多组学留出操作空间。
工程上,DPI 适配 Agilent / AB SCIEX / Thermo 主流质谱主机,分辨率 20–200 μm 可调;LDPI 提供 2–3 μm 免标记常压成像。两者按分辨率与极性覆盖互补,支撑从器官尺度到单细胞尺度的代谢物空间研究。
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