解析電噴霧離子化(Desorption Electrospray Ionization,DESI)為新型常壓離子化技術(shù),由普渡大學(xué)的 Cooks 教授課題組于 2004 年提出,隨后由 Prosolia 公司于 2005 年商品化,如今已迭至第二代 DESI 2D。作為實(shí)時(shí)分析、表面分析暨分子成像裝置,DESI 2D 可使質(zhì)譜實(shí)現(xiàn)對(duì)完整組織樣品的直接分析,在無需均質(zhì)化和萃取的前提下完成對(duì)多諸如肽、蛋白、脂質(zhì)、藥物和代謝物的準(zhǔn)確識(shí)別。
DESI 原理是溶劑經(jīng)高電壓產(chǎn)生常壓帶電電噴霧液滴,經(jīng)霧化氣挾裹噴射到樣品表面滑行滾動(dòng),引發(fā)樣品的溶蝕并同時(shí)發(fā)生離子化,生成離子束。該離子束隨霧化氣濺入到氣相,脫溶劑生成分子離子,聚焦進(jìn)入質(zhì)譜。通過移動(dòng)噴針或樣品位點(diǎn),來采集不同部位的離子信號(hào),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)表面分析或分子成像。
DESI 2D 兼容實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)配備和即將配備的主流品牌質(zhì)譜儀,以滿足成像空間分辨率和高靈敏度的要求。能在多個(gè)質(zhì)譜廠家(如 Agilent、Bruker、SCIEX、Thermo 和 Waters)的各型質(zhì)譜儀上使用,與 ESI 源切換非常便捷。DESI 實(shí)現(xiàn)空間分辨率達(dá)~50 μm 的組織或表面成像而不需要采用基質(zhì),保持樣品形態(tài)完好甚至無損。
主要用途:
解析電噴霧離子源 DESI 2D 兼容實(shí)驗(yàn)室已配備和即將配備的主流品牌質(zhì)譜儀,無需樣品前處理,直接分析固相或凝固相樣品,進(jìn)行表面直接高敏分析,或?qū)崿F(xiàn)無基質(zhì)分子成像,廣泛用于組織成像、臨床病理學(xué)研究、藥物代謝物分布、肽和蛋白快速分析等多個(gè)領(lǐng)域。DESI 分子成像不需要基質(zhì)(像 MALDI 那樣采用)涂覆,樣品保持生鮮態(tài)和特征無損;其*的高分辨率(~50 μm)成像功能可快捷幫助研究人員獲取器官、材料、和組織切片中的關(guān)鍵物質(zhì)信息及分布信息。
新一代的 DESI 2D 在生命科學(xué)、臨床研究、藥物分析、生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的創(chuàng)新性研究中展現(xiàn)出巨大的潛力,不僅能提高分析效率,還能應(yīng)對(duì)其他小分子研究中的挑戰(zhàn)。
分子成像
分子成像是指人或其他生物系統(tǒng)中細(xì)胞和分子水平的生物過程的可視化、表征和測(cè)定。在臨床領(lǐng)域,質(zhì)譜的分子成像技術(shù)越來越多地被應(yīng)用到生物學(xué)和疾病病理學(xué)研究中,以發(fā)現(xiàn)新型的疾病診斷分子。由于常規(guī)的質(zhì)譜檢測(cè)方法一般都比較繁瑣,而且需要熟練的科研人員進(jìn)行操作并分析結(jié)果,使得質(zhì)譜檢測(cè)在臨床實(shí)驗(yàn)室中還未得到廣泛的采用。
基于原位的 DESI 離子化技術(shù)為研究者們掃除了諸多障礙,無需繁雜的樣品制備,簡(jiǎn)化了工作流程,使質(zhì)譜的使用變得更簡(jiǎn)單方便, 堪比“傻瓜式”。
比如,DESI 2D 可得到目標(biāo)分子在樣品中的分布情況,并據(jù)此實(shí)現(xiàn)原位成像,分辨率可達(dá)50 μm。DESI 適合高分辨率成像,而 flowprobe 卻可以在較低分辨率下進(jìn)行快速的輪廓分析,以適應(yīng)您不同的應(yīng)用需求。
脂質(zhì)成像,在組織切片和其他表面上繪制脂肪酸,甘油脂,甘油磷脂,鞘脂,甘油三酯,含固醇代謝物和其他脂類。
分子病理學(xué)
了解組織中脂質(zhì)和代謝物的分布規(guī)律是揭示疾病病理的關(guān)鍵。利用質(zhì)譜進(jìn)行分子診斷能夠?qū)M織樣品的表型轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)廣泛的篩查,然而常規(guī)的LC-MS/MS方法無法獲取待測(cè)分子的空間關(guān)系,也無法對(duì)同一樣品進(jìn)行后續(xù)的組織學(xué)研究。
DESI 2D 能對(duì)新鮮或冷凍的組織和細(xì)胞樣品進(jìn)行原位分析,在保留樣品關(guān)鍵特征的同時(shí),允許進(jìn)行后續(xù)的組織學(xué)研究,可從樣品上挖掘出更多的信息。
工業(yè)研究
加快材料分析研究成果的出爐
DESI 2D 可用于檢測(cè)半導(dǎo)體和電子產(chǎn)品(如 LCD 屏幕)表面附著的有機(jī)物等工業(yè)化學(xué)領(lǐng)域,并能加快工業(yè)聚合物、液晶顯示器、機(jī)油、洗滌劑、醫(yī)療設(shè)備涂層等一系列材料領(lǐng)域的研究進(jìn)程。
在食品和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更高的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
若將 DESI 2D 應(yīng)用于原始未處理樣品,如食品和天然產(chǎn)物,會(huì)得到極快的檢測(cè)速度。另外,DESI 2D 可應(yīng)用于干燥食物和可浸出材料中有毒污染物的識(shí)別,也可應(yīng)用于天然甜味劑如甜葉菊的快速分析。
樣品的直接分析可用于環(huán)境檢測(cè)與研究
實(shí)現(xiàn)殺蟲劑里環(huán)境毒素的快速篩查。DESI 2D 和 flowprobe 與傳統(tǒng)質(zhì)譜法的結(jié)合提供了一種快速省時(shí)的直接進(jìn)樣并離子化的工作方式。
臨床前研究
在完整的動(dòng)物組織切片上對(duì)藥物及其代謝物進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別,并觀察到它們的分布情況,這對(duì)制藥業(yè)研究人員分析體內(nèi)過程有極大幫助。如此可無需使用合成的放射性標(biāo)記分子,更快地得到分析結(jié)果,顯著提高新藥臨床前研究的效率。
DESI 2D 和 flowprobe 的原位檢測(cè)能力使質(zhì)譜可以對(duì)完整的組織樣品進(jìn)行直接分析。在無需均質(zhì)化和萃取的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物和代謝物的準(zhǔn)確識(shí)別。
藥物成像
在動(dòng)物組織切片中同時(shí)定位和鑒定藥物和代謝物
藥物,代謝物和內(nèi)源標(biāo)記物的研究與鑒定
藥物分布和降解動(dòng)力學(xué)研究