从"看到"到"认准":TIMS+iprm-PASEF破解质谱成像分子鉴定难题

2026-04-15 16:42:34, 质谱成像先锋队 布鲁克(北京)科技有限公司-质谱仪器


这个m/z 655.27的峰,到底是粪卟啉I还是粪卟啉III?

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从事质谱成像的你,是否经常被同分异构体搞得头大?明明分子量一模一样,空间分布却天差地别,传统质谱根本分不开,只能靠猜?

样品切了,数据采集了,漂亮的离子图像也有了,但分子鉴定却停留在"疑似"阶段 —— 仅凭精确质量,你敢发高水平文章吗?审稿人那句"MS/MS数据呢?"是不是让你瞬间破防?

为什么传统MALDI成像总在"盲人摸象"?


痛点一


同分异构体"撞脸"危机

在复杂生物体系中,脂质、代谢物、天然产物的同分异构体比比皆是。它们分子量相同、结构相似,却在生物功能上截然不同。传统质谱成像仅靠m/z和强度,就像看身份证照片认人——撞脸的太多,根本分不清!

痛点二


MS/MS采集"单线程"瓶颈


想确证分子身份?传统方案只能逐个母离子碎裂,一次成像只能做几个目标。面对几十上百个潜在标志物,样品时间成本直接爆炸,很多研究被迫"战略性放弃"深度鉴定。

痛点三


空间与确证"不可兼得"


有些方案为了做MS/MS,不得不牺牲空间分辨率,或者MS发现和MS/MS确证在不同区域,数据对不上号。

别慌!布鲁克 TIMS(捕集离子淌度谱)+ iprm-PASEF® 组合拳,正在重新定义空间组学的"看清""认准"

> 破局双雄 <

TIMS淌度分离 × iprm-PASEF高通量碎裂


TIMS:给离子发"身份证",同分异构体无所遁形

TIMSTrapped Ion Mobility Spectrometry,离子淌度谱)是timsTOF fleX的核心黑科技。它根据离子的碰撞截面(CCS)进行分离——即使m/z完全相同,只要分子形状、构象不同,在TIMS中就会有不同的"离子淌度"1/K₀值)。这意味着什么?

粪卟啉I vs 粪卟啉IIIm/z同为655.27,但1/K₀值分别为1.3181.310 V·s/cm²TIMS轻松分辨。


iprm-PASEF25个目标"批量开卷",空间信息零丢失

iprm-PASEF®imaging Parallel Reaction Monitoring with PASEF)是布鲁克TIMS量身打造的靶向MS/MS成像方案:


> 核心技术 <

01

淌度窗口隔离

利用TIMS的时间和空间聚焦,在质量(m/z)和离子淌度(CCS)两个维度进行窗口隔离,采集带有离子淌度值的质谱成像数据,通过布鲁克
专业的质谱成像软件SCiLS Lab软件进行数据可视化和目标离子列表导出。

02

PASEF并行碎裂

离子在TIMS"排队"依次进入碰撞池,碎裂效率最大化,采集速度碾压传统质谱仪。同时结合布鲁克代谢组学软件MetaboScape进行分子的可靠注释。

03

子像素策略

20×20 μm像素细分为410×10 μm子区域,第一个采MS全扫描其余三个分别进行不同MS/MS采集 —— 空间对应关系完美保留!

> 实战案例 <

在大鼠脑组织研究中,团队利用iprm-PASEF实现了从"物种""分子"的鉴定跃迁:

Step 1

/

MS发现阶段

CCS-enabled MALDI成像发现12个白质富集脂质特征,但仅凭m/zCCS只能注释到PA 36:1(分子种类水平)

Step 2

/

iprm-PASEF靶向采集

导出10个母离子的m/z + 1/K₀范围,一键生成采集方法,子像素采样确保MSMS/MS空间对应

Step 3

/

MS/MS确证升级

PA 36:1为例:

  • 传统鉴定:PA 36:1(只知道总碳数和双键数)

  • iprm-PASEF 鉴定:PA 18:0_18:1(精确到两条脂肪酸链!) 

碎片离子图像验证:

  • 母离子 PA 18:0_18:1(m/z 701.5117)

  • PA 头部基团碎片(m/z 152.9957)

  • 18:1 酰基链(m/z 281.2482)

  • 18:0 酰基链(m/z 283.2639) 


所有碎片空间分布高度一致 ,这才是真正的 " 高置信度注释 " !

立即体验,开启空间组学新时代!

质谱成像的技术变革,已经从"能不能看到"升级为"能不能认准"TIMS淌度分离解决"撞脸"难题,iprm-PASEF高通量MS/MS解决"确证瓶颈",双剑合璧,让你的数据既有空间精度,又有分子确定性TIMS+iprm-PASEF将是你的"高分文章加速器"


参考文献:

[1] Shepherd RA, Luu GT, Sanchez LM (2025). MALDI-TIMS-MS2 Imaging and Annotation of Natural Products in Fungal-Bacterial Coculture. Anal Chem. 97, 35, 18867-18872. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c02787

[2] Cleary JL, Kolachina S, Wolfe BE, Sanchez LM (2018). Coproporphyrin III Produced by the acterium Glutamicibacter arilaitensis Binds Zinc and Is Upregulated by Fungi in Cheese Rinds. ASM Journals. 3, 4. https://doi.org/10.1128/msystems.00036-18



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