TransMIT AP-SMALDI 5 AF 高分辨自動聚焦3D快速質譜成像系統

1、質譜成像技術優勢：

• 無標記檢測技術，無需放射性同位素或熒光標記，無需染色；
• 待檢測物質多樣，不局限于特異的一種或幾種分子，可以對非目標性物質同時進行成像分析；
• 既可獲得分子的空間分布信息，還能夠提供目標物質的分子結構信息；
• 可直接分析組織切片或細胞，樣本兼容性高。

2、TransMIT AP-SMALDI 5 AF特點：

• 固態激光器，自動聚焦至樣品表面；
• 3D檢測模式;可檢測凹凸不平的樣品表面；
• 快速檢測模式∶可達18pixels/s；
• 單點檢測模式∶逐點掃描樣品表面；
• 全像素檢測模式∶大大提升檢測靈敏度；
• 傾斜校正功能∶保證樣品檢測完整性；   
• 常壓到中壓操作環境，接近樣本生理狀態；避免了真空狀態下對樣本造成的影響；
• 自主研發激光束和離子流同抽設計，解決了高空間分辨率和低采

  樣量之間的矛盾

3、樣本類型：

• 各種組織：植物器官，動物新鮮組織、冷凍組織，培養細胞；
• 各類分子：脂類（磷脂：PC、PE、SM、SE）、多肽、代謝物、yao物及代謝產物
• 數百種分子同時成像：篩選與鑒定同時進行，目標分子可進行多級質譜分析，準確鑒定其組成與結構
• 非靶向性檢測，無需任何標記

4、應用領域

• 生物標志物發現   腫瘤研究                脂類代謝異常疾病研究
• yao物研發            yao代動力學分析   yao效學分析
• 動物學                 單細胞檢測             微生物研究
• 植物與農業           yao用植物與天然產物研究
• 食品安全              營養學研究
• 環境研究              土壤研究
• 刑偵

1、激光器

• 固態激光器，激光頻率2000Hz；
• 激光波長：343nm  

2、常壓操作環境

• 極大簡化了樣品制備的方法，節約了成本，無需昂貴的ITO導電玻璃；
• 傳統的MALDI樣品分析在真空條件下進行，操作要求高，且隨著分析時間的延長，會導致基質在真空條件下揮發損失，造成分子離子峰的信號衰減和成像誤差

3、細胞級空間分辨率

• <3μm的高空間分辨率，能夠可視化生物組織內化合物在細胞水平上的空間分布，可實現單細胞質譜成像分析

4、采用激光束和離子流的同軸設計，大大提高了樣品表面分子離子的產率

5、成像面積：75mm × 25mm

6、采用激光器，即無害免控激光器，在使用過程中對人體無任何危險

7、配有專用于高分辨質譜成像的數據分析軟件

8、搭配Thermo Scientific™ Q Exactive™ 或Orbitrap Exploris™系列質譜儀，實現高空間分辨率和高質量分辨率的結合

9、檢測模式

 連續模式 檢測過程中載物臺快速連續移動，像素點 ≤ 20μm時，取樣區域為一條連續的直線。

快速模式 檢測過程中載物臺快速連續移動，像素點＞20μm時，每個像素中取樣區域長度為20μm。

全像素模式 在整個像素區域（≥ 25μm×25μm）內進行掃描，提升檢測靈敏度。

三維成像 該功能能夠實現在檢測過程中跟蹤非平面物體表面的高度變化，實現3D表面檢測，如葉片、花瓣、線蟲等。下圖為雛菊花瓣的3D RGB MS圖像。

自動聚焦 檢測前激光斑點自動聚焦至樣品表面，無需人工調節，節省時間，并保證樣品采集完整性。

傾斜校正 能夠在傾斜組織樣本的圖像采集過程中調整樣品高度，以實現恒定的離子產率和光斑大小。

10、技術參數

研究實例一 AP-SMALDI 技術突破

德國吉森大學Bernhard Spengler教授團隊通過向AP-SMALDI10離子源加入高重復頻率激光器，并與Orbitrap質譜儀結合，開發了新的檢測模式。該系統能夠在5μm的空間分辨率和18pixels/s的成像速度下對小鼠腦組織切片進行單細胞水平可視化檢測和分析。此外，在全像素檢測模式下，通過在整個像素點≥25μm上進行“w”型掃描，將組織上的離子信號強度提高20倍，并將檢測限降低1個數量級，提高了分析靈敏度。

圖1 (a-f) “單像素模式”和 不同采集速度“快速模式”下小鼠腦連續切片MALDI MSI圖像，空間分辨率40μm。紅色：m/z 856.5827 [PC 40:6+Na]+，綠色：m/z 820.5253 [PC 36:4+K]+，藍色：m/z 838.6169 [HexCer t 40:1+K]+。(g−l)是在MSI檢測之前獲得的對應的小鼠腦切片光學顯微圖像。(m−r)“單像素模式”和 不同采集速度“快速模式”下小鼠小腦區域MALDI MSI圖像，空間分辨率10μm。綠色：m/z 844.5253 [PC 38:6+K]+，藍色：m/z 832.6637 [HexCer d42:2+Na]+。(s−x) 是在MSI檢測之前獲得的對應的小鼠小腦區域光學顯微圖像。比例尺：(a−l) 2mm，(m−x) 500μm。（參考文獻：Max A. Mu?ller , et al. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2021, 32, 465−472）

研究實例二 3D表面質譜成像檢測

近年來，MSI技術在醫學、藥學、生物學等領域獲得了極大的關注。然而，現有質譜成像技術僅能對同一平面中的樣品進行質譜成像分析，要想獲得三維空間信息，則只能依靠圖像的三維重建技術和數據歸一化處理來實現，極為耗時。

針對3D MSI的技術瓶頸，德國吉森大學的Bernhard Spengler教授團隊開發了的自動聚焦三維質譜成像技術，成果發表在國際雜志Nature Methods——Autofocusing MALDI mass spectrometry imaging of tissue sections and 3D chemical topography of nonflat surfaces（Nature Methods, 2017, 14(12): 1156）。這是繼“1.4μm超高分辨率質譜成像技術”之后，Spengler教授團隊的又一次突破。該技術通過把激光三角測量系統整合到AP-SMALDI10 MSI系統中，實現了小于10μm的側向分辨率。如下圖所示，自動聚焦MALDI質譜成像系統能夠清晰的可視化苜蓿葉片中糖苷類和脂類物質的三維空間分布（Fig.2c），曼氏裂體吸蟲中磷脂類物質空間特異性分布（Fig.2e, f），以及小鼠腦部磷脂類物質的組織空間特異性分布（Fig.2g, h）。該技術的出現可直接對三維生物樣品進行質譜檢測，其自動聚焦技術能夠大大提升檢測效率和檢測通量，并有效避免樣品中檢測信號的缺失。

圖2 苜蓿葉片、曼氏裂體吸蟲和小鼠腦部自動聚焦3D質譜成像。a，苜蓿葉片光學成像圖；b，總離子質譜圖像；c，3D RGB質譜疊加圖，[trifolin + Na]+紅色、[MGDG(36:6) + K]+綠色、m/z 594.8937藍色；d，血吸蟲光學成像圖；e，3D RGB質譜疊加圖，[PC(36:1) + Na]+紅色、[PC(34:1) + Na]+綠色、m/z 585.0636 藍色；f，總離子質譜圖像；g，小鼠腦部3D-RGB和2D-RGB質譜疊加圖，[SM(d 40:2) + K]+紅色、[PI-Cer(d38:0) + H]+綠色、[PC(40:7) + K]+藍色，其中上圖為自動聚焦，下圖為非自動聚焦。（參考文獻：Kompauer M, et al. Nature Methods, 18 Sep 2017, 14(12):1156-1158）