[发明专利]一种生物脑组织DESI质谱成像处理方法

说明书

一种生物脑组织DESI质谱成像处理方法，属于质谱检测技术领域。该成像处理方法包括以下步骤：先取动物脑组织，冷冻后切片，获得脑组织切片，然后将脑组织切片粘附在载玻片上，冷冻保存，然后取冷冻保存的粘附脑组织切片的载玻片，进行DESI质谱成像，将扫描数据经数据处理软件处理后，导出离子成像图和质谱图，最后将质谱信息与生物学数据库中化合物的质谱信息比对，筛选出潜在的神经化学物质。该方法具有较高重复性，无需复杂的样品前处理，不使用基质，离子化效率较高，可用于动物脑组织中小分子神经化学物质的分布分析，为小分子神经化学物质在脑中的空间分布和空间代谢的研究提供了快速、有效的可视化分析方法，具有良好的应用价值。

技术领域

本发明属于质谱检测技术领域，具体涉及一种生物脑组织DESI质谱成像处理方法，用于分析生物脑组织中小分子神经化学物质及其代谢产物分布。

背景技术

质谱成像(mass spectrometry imaging,MSI)技术是将质谱分析与分子成像结合的新型分子影像研究手段。与传统的成像技术相比，质谱成像技术更具有特别的专属性和更高的准确性，可直接对样本进行快速分析，无需提取、衍生和标记，可提供多种类型化合物分子结构，还可以体现各分子的空间分布情况，兼具定性和定量分析能力，已逐渐被应用于药物分析、生物医学、材料表征等领域(Yang,Y,C.et al.Univ.Chem.2020,35,47-53；Yang,P,Y.et al.Sci.Sin.Vitae,2020,50,1237～1255)。质谱成像技术按照电离方式可分为：二次离子质谱(secondary io n mass spectrometry,SIMS)、基质辅助激光解吸电离(matrix assisted laser deso rption ionization,MALDI)和解吸电喷雾电离(desorption electrospray ionization,DESI)，其中SIMS和MALDI-MS需要在真空条件下电离(Luo,Z,G.et al.Sci.Sin.Chimi.2014,44,795-800；Zhang,Q,Y.etal.Anal.Instrum.2018,5,1-10)。且SIMS成像技术需要对样品表面进行适当的修饰来提高分子成像的分析能力。

神经化学物质是在神经系统中发挥神经活性的化学物质，可以是氨基酸类、生物胺类和神经肽类等。神经化学物质参与多种生物生理过程，在中枢神经、免疫和内分泌等系统发挥重要的调节作用。脑是哺乳动物最复杂的器官，分为两百多个精细亚区，不同区域结构发挥各自的生物学功能。神经化学物质在脑组织中的含量变化和不同脑区的分布情况与多种疾病密切相关，可作为疾病的临床诊断、筛查和治疗的关键指标(Brichta L,etal.Trends Neurosci.2013,36,543-554；Zhao L.et al.Chromatogr.B.2015,988,59-65；Kenche V B.et al.Inorg.Chem.2013,52,4303-4318)。

常用的神经化学物质检测方法包括紫外、荧光、电化学等均需衍生化处理来提高神经化学物质的响应信号，但衍生化的操作繁琐，准确性和重复性难以控制，为检测带来更大的误差(Ganesana M.et al.Anal.Chem.2017,89,314-341；Bucher E S.etal.Chem.2015,8,239-261；Wei B.et al.Pharm.Biomed.Anal.2014,88,416-422)。目前质谱成像技术在脑神经化学研究领域的应用主要集中在MALDI-MS对蛋白、肽类及脂类等生物大分子的分析。而MALDI-MS I成像分析中存在基质效应，使图谱解析变得更复杂，限制了其在小分子化合物成像分析方面的应用。DESI是一种常压敞开式的软电离质谱技术，无需复杂的样品前处理，不使用基质，离子化效率较高，可实现对生物组织样本中内源性和外源性小分子物质的空间分布和关联变化进行研究(Feng,B,S.et al.Univ.Chem.2013,28,1-8；Wang,X,Q.et al.Chem.J.Chin.Univ.2020,41,2673-2680；Lostun,D.etal.Anal.Chem.2015,87,3286-3293)。

发明内容