应用实例 · 质谱成像

多组学整合成像:把多张分子空间图拼成全景

单一组学只能回答一类分子的「是什么、在哪里」。多组学整合成像,将空间代谢组、空间脂质组、空间蛋白质组等质谱成像(MSI)结果,与转录组、组织学整合,把多张分子空间图拼成一张机制全景,回答「为什么分布成这样」。
本文目录
一、为什么要整合多组学二、MSI 在多组学中的角色三、典型整合范式四、工程落地与边界
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 多组学整合成像:把多张分子空间图拼成全景 离子 质谱 分析器
多组学整合成像:把多张分子空间图拼成全景 示意图

一、为什么要整合多组学

代谢物、脂质、蛋白、基因共同决定细胞的生理与病理状态,但彼此的空间分布并不总是一致。只看代谢组会错过上游调控,只看转录组会错过翻译与修饰。多组学整合成像用 MSI 保留组织结构,把不同分子层的空间图配准到同一坐标系,才能追问「成分—基因—表型」的闭环。

新策源 MSI DPI 应用说明把代谢组学、空间脂质组、病理学诊断等列为方向;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。

二、MSI 在多组学中的角色

MSI 提供「分子种类 + 坐标」的原位采集能力,是空间代谢组、空间脂质组、空间蛋白质组的核心手段。新策源 MSI DPI 无极性歧视,正负离子模式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;MSI LDPI 提供 2–3 μm 免标记常压成像,可进入单细胞/亚细胞尺度。

两者按分辨率与极性覆盖互补:DPI 20–200 μm、无极性歧视,适合组织与局部病灶;LDPI 2–3 μm、免标记,适合更高分辨需求。

三、典型整合范式

一种常见范式是「MSI 成分图 + H&E/免疫组化配准 + 转录组对照」:用 MSI 看代谢物/脂质分布,用组织学看结构,用转录组解释为何该区域分布差异。新策源 DPI 案例中,特征分子分布与 H&E 痣区高度吻合并经免疫组化验证,即是这种整合的范例。

数据层面,空间代谢组常配合主成分分析、空间聚类、箱线图与 t 检验等统计识别差异区域,再与转录/代谢通路整合,形成可解释的闭环。

四、工程落地与边界

多组学整合对分辨率、配准精度与计算资源要求较高,结论需结合显微、测序、色谱-质谱等互补方法交叉验证。MSI 的核心价值在于提供「分子空间」这一可配准的统一维度。

工程上,新策源两款成像源适配 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,使多组学整合成像能够稳定、可重复地开展。

常见问题(FAQ)

多组学整合成像和普通多组学有何不同?
普通多组学常分别匀浆测平均量,丢失空间信息;整合成像用 MSI 把不同分子层的空间图配准到同一坐标系,保留组织结构。
MSI 在多组学里扮演什么角色?
MSI 提供「分子种类 + 坐标」的原位采集,是空间代谢组、脂质组、蛋白质组的核心手段,可与转录组、组织学配准。
DPI 和 LDPI 在多组学里怎么分工?
DPI 20–200 μm、无极性歧视,适合组织与局部病灶;LDPI 2–3 μm、免标记,适合单细胞/亚细胞尺度,二者按分辨率与极性互补。
多组学整合成像能单独下结论吗?
建议与显微、测序、色谱-质谱等互补方法交叉验证;MSI 主要提供可配准的分子空间维度证据。

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