应用超高分辨质谱成像技术研究脂类分子在小鼠肝组织中的分布.pdf

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1、第39卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第1期2011年1月ChineseJournalofAnalyticalChemistry87～90D0I：10．3724／SP．J．1096．2011．00087应用超高分辨质谱成像技术研究脂类分子在小鼠肝组织中的分布刘辉陈国强王艳英李智立(中国医学科学院基础医学研究所，北京协和医学院基础学院，北京100005)摘要利用基质辅助激光解吸电离一傅里叶变换离子回旋共振质谱仪对磷脂类分子在小鼠肝组织中的分布进行了研究，建立了质谱成像技术检测小鼠肝组织中磷脂类分子分布的分析方法。以7g／La一腈基一4_羟基肉桂酸的50％甲醇溶液(含0．2％三氟

2、乙酸)作为基质，采用正离子采集模式，准确鉴定了5类13种磷脂类分子，其分子量主要分布在700900Da之间，且观察到它们在组织内分布呈现不均匀性。本研究表明，以超高分辨和超高精度的质谱仪开展组织成像研究，不仅可以探究脂类分子在组织中的分布，而且可以直接准确鉴定相关分子，真正实现分子水平上的组织成像。关键词质谱成像；基质辅助激光解吸电离傅里立叶变换离子回旋共振质谱法；肝组织；磷脂1引言质谱成像技术是以基质辅助激光解吸电离技术为基础开发出的一种新型组织内分子成像技术。该技术可以在分子水平上对生物组织内的分子“直接”分析，经过图像重建软件获得组织内分子的定位、定性和定量信息，其检测对象包括内源

3、性小分子]、药物代谢产物]、多肽和蛋白质等。脂类分子是一大类重要的生命基础物质，是生物体质膜结构的重要组成部分，同时作为细胞信号分子参与生物体内的诸多生理活动。研究表明，脂类的异常代谢和分布与疾病相关，如胰岛素抗药性糖尿病、阿尔海默病、癌症和感染性疾病等6]。本研究利用基质辅助激光解吸电离一傅立叶变换离子回旋共振质谱仪(MALDI—FTICRMS)研究了小鼠肝组织中的磷脂类分子的分布及其丰度变化，对分子进行了准确鉴定，真正实现了分子水平上的组织成像分析。2实验部分2．1仪器、试剂与材料9．4TApex—UltraHybridQq-FTICRMS质谱仪(德国布鲁克公司)；SynergyuV

4、超纯水系统(美国密理博公司)；CM1900冷冻切片机(德国莱卡公司)；ImagePrep基质覆盖仪(德国布鲁克公司)；真空冻干机(美国西盟公司)。甲醇(色谱纯，美国飞世尔科技公司)；三氟乙酸(TFA，色谱纯，美国天地试剂公司)；标准品PeptidecalibrationstandardH(德国布鲁克公司)；包被氧化铟锡(IT0)载玻片；a一氰基一4一羟基肉桂酸(cHcA)。6周龄c57小鼠(中国医学科学院基础医学研究所实验动物中心)。2．2标准品及基质溶液的配制0．5~mol／L标准品溶解于1250．1％TFA溶液中，振荡混匀30s，分装后置于一20℃保存。准确称取0．105gCHCA基

5、质两份，分别溶解于15mL50％甲醇和含0．2％TFA的50％甲醇溶液中。2．3实验方法2．3．1肝组织样本的制备颈椎脱臼法处死小鼠后，立即择取肝组织，超纯水冲洗净肝组织表面血迹后直接置于50mL离心管中。离心管底部接触液氮即开始气化沸腾，大约保持20S组织迅速冰结成块后转移至于一80℃冰箱保存。2010-04-21收稿；2010-07-02接受本文系北京协和医学院青年基金资助项目Email：lizhili@ibms．pumc．educn88分析化学第39卷2．3．2组织切片的制备组织从一80℃冰箱转移至CM1900冷冻切片机，冷冻切片机操作温度为～20℃。连续获取相邻两个厚度为7m的肝

6、组织切片，分别置于两个ITO载玻片上，然后置于真空干燥机中干燥10min。利用ImagePrep基质覆盖仪对两个肝组织切片分别喷洒25mL两种基质溶液。2．3．3质谱条件正离子采集模式；扫描范围：m／zl00～1500；扫描步长：200gin；激光斑点：40m；激光照射点数：50；每张质谱图累加4次；质量校准：用标准品Peptidemixture进行外标法校正，误差小于2×10一。Hystar3．4和ApexControl3．0质谱图采集软件，DataAnalysis4．0质谱图分析软件，Flexlmaging2．1质谱成像软件由布鲁克公司提供。2．3．4数据处理根据傅立叶变换离子回旋共

7、振质谱仪的一级质谱图可以准确测定脂类分子的分子量。通过检索脂类分子数据库LipidMAPS(http：／／www．1ipidmaps．org／)鉴定肝组织中的脂类分子。其参数设定为：离子强度大于5000；质荷比容许误差：4-0．005；离子种类：[M+，[M+Na]和[M+K]。3结果与讨论3．1基质条件的优化以质谱峰个数和强度为优化基质条件的指标，在布鲁克公司推荐质谱成像的基质溶液(含7g／LCHCA的50％甲醇溶液)的基础上，考