深圳先进院开发新型反应性基质试剂用于胆固醇的质谱成像分析

　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所罗茜研究员团队、孙钦超副研究员团队在胆固醇的质谱成像分析方法学研究中取得进展，最新的研究成果以Reactive Matrices for MALDI-MS of Cholesterol为题发表在分析化学领域TOP核心期刊Analytical Chemistry（JCR Q1，中科院1区，最新影响因子7.4）。该研究创新地开发反应性基质试剂，发展对胆固醇的一步反应原位衍生化方法，可利用基质辅助激光解吸电离质谱（MALDI-MS）对组织中胆固醇进行质谱成像分析，分辨脑组织中的精细脑区中胆固醇的分布和浓度差异。这一研究成果提出了一种灵敏、便捷的固醇类代谢物质谱成像分析新方法，在神经疾病的病理学研究领域具有广阔应用前景。 

　　胆固醇在脑内各精细脑区的代谢水平异常与多种神经系统疾病相关，表征固醇代谢在高空间分辨率上的原位信息对于理解神经系统过程的生理机制非常必要。MALDI-MS技术可用于组织样品中代谢分子的原位质谱成像分析，其分辨尺度达到单细胞水平(10μm)。然而胆固醇分子结构为脂肪稠环，不含生色基团，在MALDI中极难电离；脑组织中含量最高的磷脂酰胆碱类脂质带有固定正电荷，对其他类别分析物造成掩蔽效应，为胆固醇的分析带来挑战。因此，本研究设计了一类具有甲基吡啶鎓甲醛阳离子结构的反应性基质试剂，其醛基可与胆固醇上的羟基进行亲核加成反应，为固醇分子引入固定正电荷，促进了其在MALDI中的解吸和电离。实验结果显示，MALDI检测胆固醇的灵敏度得到大大提升，检出限达到μg/mL量级。该类试剂仅需要一步室温反应，无需孵育，前处理流程简单，适用于组织上的喷涂反应，便捷地实现了脑组织切片上胆固醇的MALDI质谱成像分析。此外，这类反应性基质试剂也可以用于检测维生素D、类固醇激素等多种含羟基的固醇类代谢物。 

　　论文通讯作者为罗茜研究员和孙钦超副研究员，助理研究员杨致一、常宗为论文的共同第一作者。深圳先进院脑所朱英杰研究员团队、深圳湾实验室占铃鹏博士为本研究提供了技术支持。 


本研究所开发的反应性基质试剂用于胆固醇MALDI质谱成像分析示意图