
更新时间:2026-08-19
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在生长发育调控、神经科学、病理研究等生命科学研究领域,研究人员不仅希望看见组织中的分子类型和含量,更希望看清它们在微观结构中的真实分布。质谱成像(MSI)凭借无标记、原位、多组分同步检测的独特优势,已成为该领域的核心工具。然而,传统质谱成像长期面临四大挑战:低丰度代谢物难检出,空间高分辨率成像速度慢,难以解析精细微区代谢物空间分布,代谢物鉴定置信度低。

PostDESI-ZenoTOF 7600联用质谱成像系统示意图
针对这些应用挑战,维科托(VIKTOR)联合SCIEX推出PostDESI-ZenoTOF 7600质谱成像整体解决方案,实现信号增强、高速采集、超高空间分辨率和原位MS/MS采集等技术突破,为组织原位代谢分子成像带来全新可能。
信号增强,后电离(PI)模式赋能,大幅度提升低丰度、弱极性代谢物检出覆盖度
传统解吸电喷雾电离(DESI)成像中,组织中低丰度脂质、代谢物、信号小分子因离子化效率低、基质干扰等问题难以被有效检出。PostDESI技术在传统DESI基础上引入紫外光后电离(PI)模块,通过二次电离增加弱极性、难电离化合物的离子化效率,有效消除组织基质带来的离子抑制问题;显著提升低丰度代谢等分子检出效率,拓宽可检测化合物范围。
1. 同步成像:可对极性及非极性化合物进行同时成像;
2. 信号增强:PI开始模式下,脂质、胆固醇、植物激素(如赤霉素、脱落酸、吲哚-3-乙酰天冬氨酸等)等内源性代谢物信号提升1-2个数量级,新增大量低丰度、弱极性功能性分子;
3. 模式灵活:支持PostDESI模式(PI ON)与传统DESI模式(PI OFF)一键切换。
关键验证数据:

PI后电离技术从根源上解决动物组织质谱成像中漏检、弱检等难题,可完整还原鼠脑组织原位分子表达图谱,为脑组织病理机制研究、神经代谢通路分析、疾病标志物筛选提供更全面、真实的分子数据支撑(图1)。

高速采集:100Hz实现超高速稳定成像
传统质谱成像设备采集频率普遍偏低,高精度成像模式下扫描速度慢。针对大面积鼠脑组织切片、高分辨率全域成像场景,存在以下突出问题:
检测耗时过长:一张完整鼠脑切片在20um分辨率下,传统质谱成像方案可能需要数十小时;
代谢物降解风险:长时间暴露于室温环境,组织内源性代谢物、脂质易发生氧化或酶解,影响数据真实性;
实验重复性差:长时间检测过程中,喷雾稳定性、样品位置漂移等因素引入不可控误差;
通量严重受限:无法支撑毒理学评价、3D代谢组分布构建等场景中的批量样本检测需求。
SCIEX质谱成像系统搭载优化型高速扫描采集模块,突破传统频率限制,可稳定实现常规2–12Hz,和100 Hz超高采集频率(MS/MS)。
关键验证数据:

灵活可编辑的多档采集频率,适用于不同的应用场景:2-10 Hz适用于深度代谢物覆盖的探索性成像研究(图2);100 Hz超高采集频率可在不损失成像精度的前提下,将单样本成像时间压缩至6分钟以内,效率提升超40倍(图3)。这一突破大幅缩短检测时长,降低样本降解风险,使质谱成像真正具备批量样本处理能力。


超高空间分辨率:5 μm实现微区精细成像
脑组织存在精细分层结构,不同微区的分子表达、代谢分布存在显著特异性。较低空间分辨率成像会出现像素叠加、信号平均化等问题,掩盖组织微区差异化分子特征。本研究在PI模式和采集频率等参数一致的条件下,设置多档空间分辨率梯度(如50μm、20μm、10μm、5μm),对鼠脑组织精细功能区域进行靶向成像对比,直观展示出分辨率对成像效果与数据精度的影响。
关键验证数据:

5μm高空间分辨率突破传统成像的精度瓶颈,可精准还原动物组织微观结构的分子分布差异,适配神经科学微区机制研究、病灶微区域分子溯源、单个细胞的代谢物分布等前沿科研应用场景,提供普通分辨率无法实现的精细化成像数据(图4)。

原位MS/MS采集:从“看见分子”到“确认分子”
传统质谱成像研究通常依赖一级质谱(MS)信息进行化合物推测,由于组织中存在大量同分异构体、同质量数化合物,仅依据精确质量数往往难以实现高置信度鉴定。
PostDESI-ZenoTOF 7600质谱成像系统依托SCIEX高分辨质谱平台的快速采集速度,可实现原位MS/MS采集。科研人员不仅能够获得代谢分子的空间分布信息,还可同步获取MS/MS离子信息,对代谢物、脂质及内源性小分子进行结构确认,显著提升化合物鉴定的可靠性和结果可信度(图5)。

通过原位MS/MS能力,质谱成像不再局限于“分布观察”,而进一步实现“结构解析”,帮助研究人员更准确地解析组织微环境中的关键代谢通路和生物学机制,为疾病机制研究、生物标志物发现及药物研发提供更可靠的数据支撑。
结语
基于维科托PostDESI + SCIEX ZenoTOF 7600+质谱成像整体解决方案,以小鼠脑组织为模型,系统验证了其在代谢物检出覆盖度、采集通量、空间分辨率和分子鉴定能力四大核心维度上的突破性提升:
PI后电离技术:信号提升1-2个数量级,补齐低丰度、弱极性分子漏检短板;
100 Hz超高采集频率:大幅缩短检测时长,高通量与高精度兼得;
5 μm超高空间分辨率:精准解析微区分子分布,满足高端精细化研究需求;
原位MS/MS采集:不仅获取代谢分子的空间分布,同时获取MS/MS离子信息,对代谢物、脂质及内源性小分子进行结构确认。
随着空间生物学时代的到来,研究需求正从“看见分子”向“理解分子功能”加速演进。PostDESI-ZenoTOF 7600质谱成像解决方案通过高灵敏检测、高速采集、超高分辨率成像与原位MS/MS鉴定的有机融合,为生命科学研究提供从分子发现到机制解析的一体化技术平台,助力揭示复杂生物体系中的空间分子网络与生命活动规律。