文献分享 | 利用液质联用和原位分子成像分析西洋参

实验采用UPLC-Q-TOF/MS和DESI-MSI联合主成分分析和正交偏最小二乘判别分析筛选差异代谢物。UPLC-Q-TOF/MS和DESI-MSI分别筛选了27种和23种差异代谢物，两种方法均鉴定出15种差异代谢物。发现人参皂苷Rg1和丙二醇-人参皂苷Rc等成分主要分布在西洋参根横切片的外围微区（P）中，而人参皂苷Ro和丙二醇-人参皂苷Rd主要分布在中心微区（c）中。本研究的方法和结果可用于了解西洋参根中特殊代谢物的精确定位、生物合成和生物学功能。

图1. DESI-MS成像实验流程。(a)西洋参的制备流程图，外围(P)由剩余的软木、韧皮部和形成层组成，中心(C)由髓质和木质部组成;(b) DESI-MSI处理过程。

液质和原位分子成像结合分析的必要性在于：

图2. DESI-MSI(负离子模式)定位西洋参不同微区不同标记物。

与LC-MS相比，DESI-MSI可以提供更简单、更快速的代谢组学检测方法。DESI-MSI通过检测切片表面的分子，并配合成像软件获得切片的分子成像图谱，从而获得相关的化学信息，快速定位切片中的分子，同时DESI-MSI只需较少的样品制备(Eberlinet al.，2011)。与DESI-MSI不同，LC-MS具有更强的分离和分析能力，然而，由于LC-MS的样品制备过程复杂、耗时长，且提取过程中所需要的介质也会影响到次生代谢物的空间信息。

在本研究中，从DESI-MSI中鉴定出的α-麦芽糖/蔗糖等代谢物分布在整个根系中，表明其含量很高。多糖是西洋参的主要活性成分，特异多糖含量可高达9.9 ~ 13.3 mg/g (Cheong et al.，2016)。然而，DESI-MSI实验中的部分代谢物在LC-MS中没有得到检测，这可能是由于本研究中用于样品提取的溶剂为70%甲醇，虽然糖含量非常高，70%甲醇却无法完全溶解。