MEMI-GO原位同步离子化质谱成像系统

原位同步离子化质谱成像系统（MEMI）

本设备适用于原位分析固体样品（如组织切片），并进行高灵敏分子成像。其原理基于解吸附电喷雾离子化，因此无需喷涂基质，可以广泛适用于各类小分子，如代谢物、药物、多肽、脂类等精确分子成像。通过精确控制喷雾电流的启动和暂停，有效地使分析物离子产生与质谱的离子注射时间同步，最大化离子利用率，从而提高灵敏度，扩展可覆盖的分析物数量。

原位同步离子化成像系统提高灵敏度的原理

质谱的工作流程分为两个步骤，接收离子注入质谱和进行离子检测扫描。在检测扫描的过程中，接受离子注入的通道被关闭，尽管仍有源源不断的离子信号被注入质谱内，但是这部分离子无法被质谱分析检测到，造成了分析物离子信号的浪费。本设备的创新性在于通过精确同步分析物离子的产生和质谱接收离子注入的时间，最大程度避免分析物离子浪费，最大化离子利用率，从而提升设备灵敏度和扩大被检出的分析物种类。

图1 MEMI的原理示意图

通过精确同步分析物离子的产生和离子注入质谱的时间（经优化，确定为50 ms），内源性多巴胺、胆碱、磷酸胆碱、外源性利血平、罗丹明B和内源性脂类物质信号均明显提升，上方红色表示MEMI成像离子源，下方黑色为普通成像源。

图2 MEMI检测多种内源性和外源性化合物信号均明显提升

图3显示了MEMI对鼠脑中乙酰甲胆碱成像同时具有良好的线性响应，R2=0.986。（内标为乙酰胆碱）表1中展示了鼠脑中鉴定出的部分代谢物和脂质，通过一级精确质量和二级谱图中的关键碎片，确认了其结构，MEMI信号强度为普通成像源的0.98~3.08倍。

图3 鼠脑中乙酰甲胆碱的线性响应

表1 鼠脑中鉴定出的部分代谢物和脂质

课题组还使用洋葱均质物检测其营养成分，除了胆碱和精氨酸外，实验测得在普通成像源中难以检测到的多糖（如图4所示），上方红色为MEMI成像源，下方黑色为普通成像源。在m/z 50-1500的扫描范围内，MEMI成像源中不同聚合度的多糖（DP=3~8），和脱氧多糖（DP=4~7）均与其精确质量数以及二级碎片匹配。响应值达到普通成像源2~3倍。

图4 洋葱均质物中胆碱、精氨酸、多糖（DP=3~8）及脱氧多糖（DP=4~7）

参考文献：[1] J. Am. Soc. Mass Spectrom. (2019) 30:368Y375

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