中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院開發(fā)新型反應(yīng)性基質(zhì)試劑用于膽固醇的質(zhì)譜成像分析
近日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)工所羅茜研究員團隊、孫欽超副研究員團隊在膽固醇的質(zhì)譜成像分析方法學(xué)研究中取得進展，最新的研究成果以Reactive Matrices for MALDI-MS of Cholesterol為題發(fā)表在分析化學(xué)領(lǐng)域TOP核心期刊Analytical Chemistry（JCR Q1，中科院1區(qū)，最新影響因子7.4）。該研究創(chuàng)新地開發(fā)反應(yīng)性基質(zhì)試劑，發(fā)展對膽固醇的一步反應(yīng)原位衍生化方法，可利用基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜（MALDI-MS）對組織中膽固醇進行質(zhì)譜成像分析，分辨腦組織中的精細腦區(qū)中膽固醇的分布和濃度差異。這一研究成果提出了一種靈敏、便捷的固醇類代謝物質(zhì)譜成像分析新方法，在神經(jīng)疾病的病理學(xué)研究領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。
膽固醇在腦內(nèi)各精細腦區(qū)的代謝水平異常與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)，表征固醇代謝在高空間分辨率上的原位信息對于理解神經(jīng)系統(tǒng)過程的生理機制非常必要。MALDI-MS技術(shù)可用于組織樣品中代謝分子的原位質(zhì)譜成像分析，其分辨尺度達到單細胞水平(10μm)。然而膽固醇分子結(jié)構(gòu)為脂肪稠環(huán)，不含生色基團，在MALDI中極難電離；腦組織中含量最高的磷脂酰膽堿類脂質(zhì)帶有固定正電荷，對其他類別分析物造成掩蔽效應(yīng)，為膽固醇的分析帶來挑戰(zhàn)。因此，本研究設(shè)計了一類具有甲基吡啶鎓甲醛陽離子結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性基質(zhì)試劑，其醛基可與膽固醇上的羥基進行親核加成反應(yīng)，為固醇分子引入固定正電荷，促進了其在MALDI中的解吸和電離。實驗結(jié)果顯示，MALDI檢測膽固醇的靈敏度得到大大提升，檢出限達到μg/mL量級。該類試劑僅需要一步室溫反應(yīng)，無需孵育，前處理流程簡單，適用于組織上的噴涂反應(yīng)，便捷地實現(xiàn)了腦組織切片上膽固醇的MALDI質(zhì)譜成像分析。此外，這類反應(yīng)性基質(zhì)試劑也可以用于檢測維生素D、類固醇激素等多種含羥基的固醇類代謝物。
論文通訊作者為羅茜研究員和孫欽超副研究員，助理研究員楊致一、常宗為論文的共同第一作者。深圳先進院腦所朱英杰研究員團隊、深圳灣實驗室占鈴鵬博士為本研究提供了技術(shù)支持。（來源：醫(yī)工所）
本研究所開發(fā)的反應(yīng)性基質(zhì)試劑用于膽固醇MALDI質(zhì)譜成像分析示意圖
