組織內(nèi)脂質(zhì)的質(zhì)譜成像（MSI）在生物分子發(fā)現(xiàn)和組織病理學(xué)應(yīng)用方面具有重要潛力。然而，傳統(tǒng)的MSI技術(shù)受到了磷脂區(qū)域異構(gòu)體的普遍存在的挑戰(zhàn)，這些異構(gòu)體僅在碳-碳雙鍵的位置和/或脂肪酰基與甘油主鏈的相對位置（即sn位置）上有所不同。成像實(shí)驗(yàn)中無法解析異構(gòu)體脂質(zhì)掩蓋了潛在的復(fù)雜性，導(dǎo)致代謝信息的嚴(yán)重丟失。在此，臭氧誘導(dǎo)解離（OzID）在能夠進(jìn)行基質(zhì)輔助激光解吸/電離（MALDI）的遷移率啟用四極飛行時(shí)間（Q-TOF）質(zhì)譜儀上實(shí)現(xiàn)。利用Q-TOF中的離子遷移區(qū)，獲得了高數(shù)量密度的臭氧，導(dǎo)致∼與早期MALDI OzID實(shí)施相比，OzID產(chǎn)物離子豐度提高了1000倍。將這種提升轉(zhuǎn)化為成像導(dǎo)致采集率提高了50倍，有助于磷脂異構(gòu)體分辨率的大面積繪圖。繪制大鼠腦切片的異構(gòu)體分布圖揭示了脂質(zhì)異構(gòu)體群體的不同分布，其雙鍵和sn位置不同的異構(gòu)體的區(qū)域特異性關(guān)聯(lián)。此外，由臭氧和碰撞誘導(dǎo)的連續(xù)離解產(chǎn)生的產(chǎn)物離子在非經(jīng)典sn-1位置酯化的不飽和脂肪酰基鏈中實(shí)現(xiàn)了雙鍵分配。

 

臭氧的產(chǎn)生和輸送到儀器如前所述。(40)臭氧是使用高濃度臭氧發(fā)生器從 UHP 氧氣（5.0 級，20 psi @ 0.4 slm；Linde Gas Therapeutics Benelux bv，荷蘭埃因霍溫）生產(chǎn)的。通過在線監(jiān)測器 (106-H; 2B Technologies, Boulder) 測量，臭氧產(chǎn)量優(yōu)化為 ~275 gm -3 in O 2 。產(chǎn)生的臭氧/氧氣混合物通過針閥 (SS-SS8; Swagelok) 連接到質(zhì)譜儀的離子遷移池氣體入口，并調(diào)節(jié)流量以維持池中 2.9 mbar 的壓力。使用未加熱的破壞催化劑 (810-0008; IN USA, Inc., Norwood) 將過量的臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣。監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室環(huán)境臭氧濃度（106-L；2B Technologies，Boulder），如果背景臭氧水平升至 75 ppb 以上，則聯(lián)鎖關(guān)閉發(fā)生器。

 

這項(xiàng)工作報(bào)告了通過在 SYNAPT HDMS G2-S i質(zhì)譜儀的離子淌度區(qū)域的高壓環(huán)境中執(zhí)行 OzID，脂質(zhì)異構(gòu)體分辨 MSI 的重大進(jìn)步。將這種方法與 MALDI-MSI 相結(jié)合提供了：(i) 反應(yīng)時(shí)間縮短了 1000 倍；(ii) OzID 采集率高達(dá) 5 像素 s –1（比之前的實(shí)驗(yàn)提高了 50 倍）；(iii) 同時(shí)生成 OzID、CID/OzID 和 CID/OzID 2子離子。結(jié)合起來，這些進(jìn)步允許在適合 MALDI-MSI 的反應(yīng)時(shí)間對db-、 sn-和 db+ sn-位置異構(gòu)體進(jìn)行 OzID 表征。

探測 db 和sn特征產(chǎn)物離子的能力創(chuàng)造了研究與去飽和延伸和重塑過程相關(guān)的區(qū)域特異性酶活性的可能性。(10,44)由于脂質(zhì)既是酶促過程的底物又是產(chǎn)物，因此脂質(zhì)異構(gòu)體的空間分布能夠深入了解不同組織類型中發(fā)生的酶促過程。此外，其中報(bào)告的 OzID-MSI 實(shí)現(xiàn)提供了增強(qiáng)的靈敏度，可以對豐度較低的甘油磷脂進(jìn)行異構(gòu)體分辨成像，特別是來自磷脂類的甘油磷脂。直接觀察磷脂類空間分布及其異構(gòu)體種群（包括脂肪酰基鏈組成、區(qū)域化學(xué)和分貝位置）之間的異同，將為不同組織內(nèi)的脂質(zhì)修飾和重塑提供特征。因此，異構(gòu)體分辨 MSI 對于提供跨組織樣本和組織樣本之間的磷脂種群的整體可視化至關(guān)重要。(45)或 DDA(30)) 將允許通過在單個(gè)成像采集中分析多個(gè)脂質(zhì)前體離子來更廣泛地詢問組織脂質(zhì)代謝。質(zhì)譜靈敏度或源電離的改進(jìn)可以允許詢問甚至更少豐度的物種或能夠以更小的像素尺寸進(jìn)行采集。總而言之，這項(xiàng)工作代表了異構(gòu)體分辨 MSI 脂質(zhì)組學(xué)能力的重大進(jìn)步，包括在全結(jié)構(gòu)水平上對脂質(zhì)種類進(jìn)行明確成像。(41)