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MALDI 基质辅助激光解吸电离

2026-07-13 18

基质辅助激光解吸电离(matrix-assisted laser desorption/ionization,MALDI)是生物质谱与质谱成像的奠基性技术之一。其做法是把样品与大量小分子“基质”混合共结晶,再用脉冲激光(常用 337 nm 氮激光或 355 nm 激光)照射。基质吸收激光能量后迅速汽化,像“微型爆炸”一样把包裹其中的分析物一起带入气相,并以 soft 方式使其电离,主要产生完整的分子离子或加合离子。

MALDI基质辅助激光解吸电离.png

MALDI 的突出优点是耐受盐与缓冲液、适合大分子(蛋白质、多肽、核酸、聚合物),且可高通量点样成像,一张靶板上能打上千个点。它在蛋白质组学、多肽成像中应用极广,是许多临床与科研成像平台的默认手段。

它的局限也清晰。第一,低质量区(m/z < 500)被过量基质峰淹没,难以观察小分子和代谢物;第二,必须预先喷涂或滴加基质,引入额外前处理与基质不均一性(见基质与基质喷涂),且基质结晶的均匀度直接影响成像质量;第三,激光是脉冲式,单点采样时间短,定量重复性依赖严格的基质控制。

与新策源路线对照:将 MALDI 列为质谱成像技术之一,而新策源的 MSI LDPI 可视为“免基质”的替代方案。LDPI 用 355 nm 激光直接解吸样品,再经后光化学电离完成电离,样品表面无需覆盖基质,低质量区无基质盲区,谱图干净、更易指认代谢物与脂质。对于以小分子、代谢物成像为主的生命科学与农业研究,免基质路线能省去喷涂步骤、减少人为误差。

简言之,MALDI 强在大分子与高通量,LDPI 强在小分子与原位免前处理,二者针对不同的分析对象互补存在。

具体地说,低质量盲区对代谢物研究影响很大:大多数内源性代谢物(如胆碱、肌酸、短链脂质)落在 m/z 100–500,恰好被 MALDI 基质峰淹没,难以直接观察;而 MSI LDPI 免基质,这一区间干净通透,能直接看到这些小分子的空间分布。另一方面,基质喷涂的均匀度直接决定 MALDI 成像的定量可比性,喷厚了、喷薄了都会引入人为偏差;免基质的 LDPI 则把这一变量从流程里去掉,减少了人为误差来源。对以代谢物、脂质成像为主的生命科学与农业研究,免基质路线更易得到可重复结果。