文献速递 | MALDI & DESI两种成像技术在脂质组学中的互补性研究

随着对脂质组学研究兴趣的增加，需要改进并简化脂质分析方法。在过去的二十年，质谱成像(MSI)已成为一种强有力的技术，用于分析各种化合物在组织表面的分子分布。基质辅助激光解吸电离(MALDI) MSI被广泛用于研究常见脂类的空间分布。然而，复杂的样品制备和需要真空电离可能会阻碍用于高通量脂质分析。解吸电喷雾电离法(DESI)是一种较新的技术，在DESI中，分子在大气压条件下发生电离，从而减少样品的准备过程。此外，DESI不需要涂布基质，减少外来基质抑 制，使低含量物质检测更可行。本文，我们主要将DESI与MALDI MSI进行比较。

有文献表明：MALDI非常适合用于分析磷脂(GPL)、神经酰胺鞘磷脂(SM)[1]、硫酸脑苷脂(ST)；不擅长分析复杂糖脂如神经节苷类。

原因：神经节苷脂含有聚唾液酸寡糖链，容易在MALDI电离过程中破碎[3][4]。神经节甘脂在大脑中尤其丰富，在大脑发育、成熟、衰老过程中它们的组成发生变化，这种变化也会由病理而引起，例如神经退化[2]。

划重 点：

1、在小鼠脑部的成像实验中，使用DESI直接从小鼠大脑组织观察并成像完整的多唾液酸化神经节苷脂；

2、DESI在特定条件下得到的脂质信息与MALDI互补。

实验条件

• 仪器：MALDI/DESI-SYNAPT Si HDMS

• 样品：小鼠脑部切片

优势

DESI更适合分析结构脆弱复杂的脂质即神经节苷脂

GPL的MALDI MSI在文献中有报道，然而，脆弱复杂的脂质即神经节苷脂的MALDI MSI是有挑战性的，这是由于低聚糖链和唾液酸基团在电离过程中碎裂损失造成的。此外，在电喷雾电离过程中，大量唾液酸化神经节苷脂被观察到为多电荷状态[2]。

图1. DESI MSI检测神经节苷脂为双电荷和三电荷负离子状态。a. GD1和GT1神经节苷脂；b. GT1和GQ1神经节苷脂；c. M/z 917.5的GD1b (d18:1/18:0)DESI MSI，其与大脑皮层相关联，特别是与大脑皮层的嗅觉区域相关联，即与d. 所示的艾伦大脑图谱的参考部分相关联，如虚线圈内紫色所示。

从采集到的质谱信号考察，两种电离技术各有所长

图2. a. 负离子质谱和；b. 正离子质谱。a. MALDI和DESI都检测到甘油磷脂(例如m/z 834.5)，MALDI对硫酸脑苷脂的电离效果较好，以及DESI对脂肪酸的电离效果较好，DESI在450 - 600m/z范围内也能检测到溶血磷脂。在负离子模式DESI中观察到多电荷信号；b. 正离子模式MALDI质谱受喷涂的基质影响，使脂质区不清晰。图例: o matrix 9-AA， ^ sulphatides，■ fatty acids，□ lysolipids，● multiply charged ions，﹡ matrix clusters (CHCA)。

两种技术应用于质谱成像互补

图3. 从上图可见，对于DESI，分析FA、LYSO、PG和PC离子化更好，而对于MALDI，分析PE、ST和SM离子化更好（注意，在不同的实验条件下可能观察到不同的电离效率差异）。