融智生物質譜——讓MALDI質譜成像惠及更廣泛的用戶

　　質譜成像是一種前沿質譜技術，由於其技術的新穎性與應用的廣泛性，近期受到了很高關注。該技術應用潛力巨大，它是將質譜檢測與影像技術相結合的新型分子影像研究手段。特點是無需標記、所需時間短、耗費低、不局限於單分子，同時還可以提供組織切片中多化合物空間分布和分子結構信息。

　　作為質譜領域最具前景的技術之一，質譜成像技術現已經成為儀器廠商、科研院所的重要關注焦點，預測未來市場爭奪也將日益激烈。融智公司是MALDI質譜成像技術方面的後起之秀，目前新推出了其質譜成像系統QuanIMAGE。為提升用戶對質譜成像技術、應用的了解，促進質譜成像技術的推廣應用，儀器信息網特別邀請融智公司對其質譜成像技術、應用等方面進行了講解。

1、請介紹一下貴公司的質譜成像儀器研發過程，這些儀器有哪些特點?

　　MALDI-TOF MS應用於質譜成像，是近年來的科研熱點。高靈敏度的分子水平成像，在生命科學研究中有著重要意義。但目前，掌握這一核心技術的只是少數幾家國外企業，適用於質譜成像的設備銷售價格也居高不下，因而國內即使是「不差錢」的科研領域，也少有從質譜分子成像角度展開的科研，在臨床、生物分析、藥物分析等應用領域，則更難以使用到質譜分子成像技術。

　　融智生物推出的新一代全譜可定量飛行時間質譜儀，是時間長達8年之久的一系列研發成果的結晶，在解決了一系列傳統MALDI缺陷的基礎上，也使得新一代全譜可定量飛行時間質譜平臺QuanTOF在質譜成像方面有了質的飛躍。生產的工程樣機經美國國家質譜成像研究資源中心主任Richard M. Caprioli使用，發表了多篇論文，並得到了Caprioli的肯定和讚賞。

　　QuanTOF在光、電、機、軟等多方面進行了革命性突破，既滿足質譜定性分析的要求，同時也提高了質譜定量分析的能力，對需要在二維空間進行掃描的質譜成像應用具有極其重要的意義。

　　高發射頻率，高壽命的半導體雷射器，解決了上一代MALDI-TOF雷射器發射頻率低、易損耗的問題，從此雷射器不再是易損耗材；

　　靶板和離子探測器同時接地專利技術(專利號：ZL 2014 8 0014634.0)，解決了上一代MALDI-TOF靶板電場分布不均的缺陷，保證了在全靶板範圍內的質量檢測精度；

　　創新的同軸雷射照射與離子光路設計，提高成像解析度及的寬譜質量解析度；

　　MCP微通道板光電混合離子探測器，實現無飽和高信噪比離子檢測，提高定量能力；

　　全新高精度、快速、低容積二維控制平臺、全新高速數字轉換器，實現極高頻率雷射器產生的超量質譜數據實時採集；

　　配備專用二維質譜成像軟體，使分析人員的工作極簡化。

　　QuanIMAGE–親民的質譜成像系統

QuanIMAGE I型

　　基於對MALDI-TOF MS全面升級的QuanTOF質譜平臺，融智生物推出了質譜成像系統QuanIMAGE，被譽為「質譜成像新的裡程碑」：

　　革命性的影像學檢測手段；

　　發射頻率5,000 Hz以上的高頻率半導體雷射器，極大地提高了質譜成像掃描速度；

　　快速精準二維移動控制平臺(納米級移動精度)，極大地提高了空間解析度(可達微米)；

　　靶板電場接地專利技術解決了傳統MALDI-TOF靶板邊緣電場分布不均的缺陷，使成像質量精度及重現性更高；

　　同軸雷射照射及離子提取確保了解吸離子羽流對稱性;離子初始速度及空間雙聚焦設計，使線性模式在寬譜間達到高質量解析度；

　　光電混合離子探測器結合超高頻數據採集技術，使數據採集速率可達50像素/秒；

　　可通過重構質譜影像，在寬質量範圍內對特定分子進行可視化位置確定；

　　樣本前處理簡單，無需任何標記物即可完成分子成像；

　　所有儀器組件皆置於儀器內，無需外接泵。

　　值得一提的是QuanIMAGE採用了靶板接地的專利技術，靶板電場接地專利技術解決了傳統MALDI-TOF靶板邊緣電場分布不均的缺陷，使成像質量精度及重現性更高。同軸雷射照射及離子提取光路設計、離子速度及空間雙聚焦等一系列新技術，使線性模式飛行時間在寬譜間達到高質量解析度。QuanIMAGE使用的最新半導體雷射器技術和與之相配合的超高頻混合離子探測及數據採集技術，使得質譜採集頻率大幅提升，對質譜成像應用有極大的幫助，使得成像精度、重現性、速度等方面都比前一代MALDI-TOF有了數量級的提升。與現有技術採用的經修補完善的固體雷射器技術相比，半導體雷射器在掃描頻率、光斑面積以及雷射發射能量等性能上完勝固體雷射器。

2、目前，貴公司質譜成像儀器主要應用在哪些方面?應用情況如何?請舉例說明。

　　QuanIMAGE產品應用：

　　1. 醫學研究

　　MSI技術在疾病機理的研究中也已有著廣泛的應用，目前研究涉及的疾病包括帕金森病、阿爾茨海默氏症、法布裡病、肌肉萎縮症、腎臟疾病、非酒精性脂肪肝、心血管疾病和神經節苷脂沉積病等。該技術可在無標記條件下研究蛋白質或代謝物在組織中的分布，有助於了解疾病產生、轉移和預後的機制。該技術還可用來劃分腫瘤組織與周圍正常組織的界限，可作為染色得到的組織學信息的補充。

　　研究細胞的代謝物和多肽的分布及含量，有助於了解細胞的狀態和周圍環境對其的影響，以及正常與疾病細胞間的差異。

　　2. 生物學研究

　　利用MALDI-MSI 技術，研究人員已對小鼠大腦中的卵磷脂、神經節糖苷、硫酸脂和腦苷脂類等脂類分子的分布進行了研究。由MALDI-MSI技術獲得的人額葉皮質、海馬和紋狀體等區域中脂類分子的分布結果，對了解神經脂類的合成途徑及其在中樞神經系統中的功能具有重要作用。也有人利用MALDI-MSI技術研究了卵磷脂在小鼠視網膜和營養不良肌肉中的分布、鞘磷脂在人晶狀體中的分布，以及脂類在小鼠肝臟、肺部和人體皮膚上的分布等。

　　蛋白研究中，當MSI與Bottom-up策略相結合進行蛋白質鑑定時，首先要將組織切片上的蛋白質進行原位酶解，再利用MSI鑑定切片表面的蛋白質，進而獲得切片表面蛋白質的分布信息。有學者將MALDI-MSI與Top-down策略相結合，確定了甘比亞按蚊觸角中與嗅覺相關的蛋白質。

　　3. 藥物研究

　　MSI技術已被用於監測小鼠體內藥物及其代謝物的分布，如利用MALDI-MSI技術檢測奧氮平和長春鹼等藥物在完整小鼠體內的分布，獲得了相關藥物在整個動物體內的分布信息。以術中加熱化療處理後的小鼠腎臟為模型，利用MSI 可檢測到腎臟中抗癌藥物奧沙利鉑的代謝物，獲得了該藥物濃度在腎臟皮質區明顯高於髓質區的信息。有學者以9-氨吖啶為基質，在小鼠大腦內鑑定了13種代謝物(如AMP、ADP、ATP 和UDP-GlcNAc等)，並獲得了它們的分布信息。還有學者研究了Mono Mac 6細胞中的HIV蛋白酶抑制劑沙奎那韋和奈非那韋的變化規律。

藥物代謝檢測

　　4. 融合性新技術

　　MALDI-MSI還可與一些其他新技術融合，形成嶄新的技術，形成突破性新技術。如MALDI-TOF質譜成像與磁珠晶片技術結合的質譜免疫檢測(MSIA)。

3、貴公司如何看待質譜成像儀器的技術及市場發展現狀?目前有哪些問題亟待解決?

　　融智生物認為，質譜成像市場正呈上升態勢，隨著科研領域逐漸意識到質譜成像的重要性，開展一系列的科研，尤其在生命科學領域，質譜成像也將在多層次中有力地幫助科學家們獲得更多的分子分布原位分析信息，而這些科研成果亦將逐漸轉化為實際需求，惠及更廣泛的應用。

　　但當前處於少數企業壟斷的市場，使得質譜成像設備價格居高不下，一臺高端成像質譜的價格動輒近千萬元。融智生物希望通過更親民的價格，使這一技術能惠及廣泛的應用層面。目前，QuanIMAGE產品已經上市，融智生物將從科研領域開始，把它推向中國以及海外市場。