摆脱了MALDI质谱成像前处理困扰，他们是这样做到的...

基质辅助激光解吸电离法（MALDI：Matrix-Assisted LaserDesorption/Ionization）是将能吸收激光能量的低分子有机化合物（下称Matrix）与待测样品混合，通过激光照射，对待测样品进行离子化的方法。在质量分析的同时，可实现对待测样品的成分、分布状态进行图像化的质谱成像。这种方法自上世界80年代末问世以来，就将质谱应用提升了一个新台阶，并成为了目前生物质谱领域研究必不可少的工具。

不过想利用MALDI法进行质谱成像，要先通过一套前处理操作的考验。也就是Matrix的调和、涂布、干燥的工序。而这对于没有受过太多专业训练的质谱用户来说并不容易。

名古屋大学多变生物分子研究所（Institute of Transformative Bio-Molecules, ITbM）的桑田啓子女士所在的团队就遇到了这个难题。不过滨松新型离子化基板DIUTHAME（Desorption Ionization Using ThroughHole Alumina Membrane，是的，它的名字hin长&#823叫它“丢森”好了）的面世，让事情有了变化。

将待测样品加载到DIUTHAME上，利用毛细血管现象（在细管内侧，液体从管子中上升的现象），使待测样品的分子上升到表面，通过激光照射使其离子化而不破坏分子结构，实现在不使用Matrix的情况下，进行质谱成像分析。

从最开始“试试看”的心态，到最后“果然还是DIUTHAME方便”的感叹，她和它的团队经历了什么呢？让我们来一起看看吧！

名古屋大学多变生物分子研究所特任助教

桑田啓子女士

我在ITbM研究所分子构造中心任主管一职。对化学、生物学有着巨大影响的“多变生物分子”是ITbM的整体研究目标，当然也是我们中心每日研究的对象。

分子构造中心管理维护着以最尖端的质谱仪为代表的许多大型分析设备。而这些设备也是对外部机构开放的，以便与他方共同展开以蛋白质组学为中心的研究。我们一年间收到的测定和解析的委托（包含前处理）在300件以上，样品数超过2000件。对于这些委托，我们都希望以高成功率得出测定结果，反馈给各机构。

在开展这样共同研究的同时，我们也积极与企业合作，一起进行产品开发，探索设备改良的办法，以推动最后研究成果的达成。

我们将设备的有效利用摆在第一位，并没有特定的限制。而中心也收到了许多国内外的动植物样本。

本次虽然最终是将DIUTHAME应用在了老鼠大脑的测定中，但在收到这个样本之前，也对较容易获得的黑米等食品样品进行了测定。而今后，我们也想将DIUTHAME应用在植物研究相关的领域。

制成切片样本前的老鼠脑的冻结切片

动物的组织切片和DIUTHAME简直是最佳组合。我认为这是到目前为止，处理过的样本中最佳的组合方式。

质谱成像分析中，多数人都认为必须通过有机溶剂来提取化合物，而使用DIUTHAME的话，就不需要了。只要材料的组织切片是有液体的，将待测样品加载到DIUTHAME上，就可以凭借毛细血管现象，使待测样品的分子上升到表面。此外，DIUTHAME不需涂布Matrix，因而也不存在由结晶的尺寸决定分辨率的问题，可获得更高的空间分辨率。由于没有复杂的工序，这样的方法还具有重现性良好的优点。

有尝试过，但技术门槛较高，对于非专业人员来讲难度较大。2013年曾借用过一周的喷雾设备，尝试检测鹌鹑头后部极微量存在的荷尔蒙，可能因为前处理不当或荷尔蒙量过少，未能成功。

后来随着中心成员的增加，“质谱成像分析”再次被提了出来。因为已经体会到了涂布Matrix的操作比较困难，所以这次选择了从“LDI（激光电离解析）方法能检测的样品”着手。虽然通过LDI法可检测的化合物有很多，但易产生碎片，是一种硬电离法，所以很多化合物也无法通过它进行检测。最后，还是只有回归依靠Matrix的办法。正在困扰之际，DIUTHAME就登场了。

2016年11月，我们在滨松公司丰冈制造所举办的质谱分析学会上了解到了DIUTHAME，当时还念不出它的名字。到了其可以不需要Matrix就能进行测定，顿时感到“哇，太棒了！”，于是提出了样品申请。

非常吃惊，前处理的操作十分简便。在我看来，像我们这样希望进行质谱成像分析的人有很多，但恐怕也有着和我们一样的困境。

我觉得质谱用户是十分广泛的。其中，只有业界极少的一部分高端用户会同时拥有质谱仪以及其周边的一些设备，但往下的一部分用户，比如我们，只拥有MALDI-TOF-MS，但没有特定的辅助质谱成像分析的装置、喷雾器等设备。再往下看，一些既不太了解质谱分析，又想做一点什么的人，也是大大存在的。从此意义上来说，对质谱成像分析感兴趣，却没能力进行的潜在用户还是相当多的。

DIUTHAME操作的简便性，对于一般的用户来讲是特别具有吸引力的。有的用户提出想尝试做成像的时候，来自设备厂家的提案可能是300-1000万日元的Matrix蒸镀设备或是喷雾设备。对于这样昂贵的设备，一般的用户能轻易地说“买！”？再者，考虑到研究成功与否的风险，要进行这么大笔的投资我认为是很难的。1000万日元都已可购买三重四级杆的LC-MS设备了，而这也对实验室来讲会更为稳妥。

于是，有的用户很有可能就会先购入3-4万日元的便宜的气刷，而购入后翻看文献时又了解到，想得到好画质，在气刷前还需要蒸镀设备。这时，用户们心里不禁会“诶！”的发出一声叹息。而这种事情，需要询问专门做质量分析的实验室才知道。

比较幸运的是，我们中心有专业做质谱成像分析的老师可以进行教导，在多方面的尝试下，最终也可以完成测定。而没有坚持到最后，甚至都没有进入方法探讨阶段就已经放弃的用户，想必也有不少。

如我们一样的用户，一般对使用DIUTHAME是抱着“先试试看”的态度。在注意不要破坏几微米膜的部分之下，将DIUTHAME贴紧有液体的待测样本，就可以完成前处理工作了。当然，这和DIUTHAME的定价也有关系，如果并不昂贵的话也会更容易去选择尝试。

是的。潜在用户也是相当广泛的，所以我认为应该让更多的、不同领域的人去尝试使用DIUTHAME会更好。

DIUTHAME的原理和SALDI相同，所以相对于MALDI法更容易产生碎片。也就是说，有些物质能看见，有些就很难看见。因此，如果在待检化合物已确定的情况下，可以在成像之前使用DIUTHAME，看看化合物能否单独检测出来。

另外，我们也非常希望干燥的的食品样品也可以像动物组织切片这样，只需“只要放在上面”的简易操作就能完成前处理。而DIUTHAME具有高重现性的特点，非常适合用于样品间异同的比较，作为研究来讲也十分有趣。总体来说，作为一种研究工具，我们是非常有意愿使用的。

以前使用MALDI法，采用Matrix进行测定时，图像上有时会出现条纹。但使用DIUTHAME后就不再出现了。当时为此苦恼了好几个月，后来才知道是“导电不好”这样一个极简单的原因，其实这也是教科书上有写到的。

但当时这是个盲点，没能理解。而在后来恍然大悟的同时，依然也觉得“果然还是DIUTHAME方便”！

对于进行质谱成像分析的专业实验室，或接受过相关专业培训的人来说，这些应该是常识性的问题。但对于我们来讲则不一样。

比如，在涂布Matrix时，应该不要让载玻片倾斜，而是接近直立的状态下进行涂布。像这样的操作小技巧，我们没法马上就了解，都是在几个月的测定汇总，通过分析错误的数据及产生原因，才慢慢了解到的。

首先，希望DIUTHAME的名字可以更加广泛地在质谱分析领域中被知晓。

另外，如果能有比18mm更大尺寸的产品，可以容纳一条斑马鱼就更好了。其实也就是希望DIUTHAME有更多可选的尺寸，能够满足用户测定各式目标样品的不同需求。比如，并列的连续切片，或较大的样品，若能集中到1片DIUTHAME来做就好了。这样的话，或许能得到连续切片模拟的3D图像。

目前滨松DIUTHAME系列产品尺寸一览

关于应用，我们周围有很多植物学家，也希望推进植物样品方面的成像。生物上有意思的现象如果无法看到的话，则很难得出成果，所以植物和动物都是一样的，使用DIUTHAME到底能看清什么，这是我们这些用户关心的问题。