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空间代谢组(Spatial Metabolomics)融合了质谱成像(Mass Spectrometry Imaging, MSI)和LC-MS代谢组技术,不仅可以检测样品中有什么物质、含量多少,还可以明确这些物质分布在哪,是对组织切片中的内源性代谢物或外源性小分子药物进行原位定性、定量、定位分析。空间代谢组基于质谱仪和质谱成像软件,通过测定质荷比(m/z)从而定位物质的空间分布,不需要同位素标记或染色等复杂的样品前处理过程,一次性可对成百上千种代谢物进行分子结构、相对含量和空间定位分析。


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小鼠全脑质谱成像图





01

拜谱生物超高分辨空间代谢组

(Ultra-High resolution spatial metabolome)





01

国内首家的光学显微镜与质谱成像融合



无需再进行组织病理染色等试验。只需一次试验既获得质谱成像图,又获得光学图像,二者进行完美重合,真正实现代谢物的亚细胞级别定位,得到具有生物学意义的代谢物精准空间分布图像。


如下图所示:光学图像能绝对清晰的观察到组织细胞结构,单纯从质谱图像中无法得到有生物学意义的定位,只有二者重合后,才能发现物质分布于细胞间质中。


《拜谱超高分辨空间代谢组直播流程》出炉!扫码预约直播,精彩互动,丰富礼品等您来拿!学图像                   质谱图像        二者重合        物质分布在细胞间质中




02

国内首家的超高空间分辨率:5μm



拜谱生物的超高空间分辨率、超高清像素,可以完美还原代谢物真实的空间分布


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高空间分辨率


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低空间分辨率



03

国内首家的两步基质涂敷法:升华法+喷雾法



实现超高空间分辨率的一个关键在于基质结晶,目前市场上常规的基质涂敷方法为喷雾法,形成的结晶粗大且不均匀。拜谱生物先采用基质升华系统,再结合自动化喷雾仪可以实现结晶的精细化、均匀性、自动化,最终得到超高空间分辨率和超稳定重复性的质谱图像。


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升华法+喷雾法的结晶(≤5μm


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单纯喷雾法的结晶(≥20μm) 



04

国内首家的20 kHz激光频率,超高速采集并成像



对于大样本或大队列样本,激光采集速度和成像速度是关键。目前市场上常规的激光频率为10 kHz,成像速度在1-20像素/s,不利于分析大样本或者大队列样品。拜谱生物采用领先的20 kHz,可以实现50像素/s的超高速成像,助力大样品或大队列样品研究。


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小鼠全脑(14*7mm),空间分辨率20μm,分析时间:2.6 h





02

技术原理




质谱成像的关键是对组织切片中的代谢物进行离子化,拜谱生物超高分辨空间代谢组(Ultra-High resolution spatial metabolome)采用大气压基质辅助激光解吸电离(Atmospheric pressure matrix-assisted laser desorption/ionization,AP-MALDI)技术,并结合独家的光学显微镜对样品进行前处理。

具体技术原理如下:首先对组织切片进行光学显微镜观察,获得组织样品切片的光学图像;然后采用升华法+喷雾法在样品上进行基质涂敷,基质与待测物形成共结晶;当激光照射时,基质吸收能量发生电离,随后待测物与基质离子发生质子交换并离子化;后续待测物膨胀进入质谱仪,质谱根据m/z的不同进行物质分离并获得其峰强度;再通过质谱成像软件将各个部位的同一物质峰强度谱图合成一张质谱图像;最后将光学图像与质谱图像叠加,得到具有生物学意义的代谢物精准组织分布热图。


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03

技术流程




拜谱生物超高分辨空间代谢组采用独家的光学显微镜观察,与质谱图像能够完美重合,后续无需再进行组织病理染色等试验,只需质谱成像即可进行代谢物的亚细胞级别定位。

技术流程如下:首先制备组织切片;然后进行两步法基质涂敷(升华法+喷雾法,独家);后续采用一体化设备iMScope QT(前端是搭载高分辨光学显微镜的AP-MALDI电离源,后端配置LC-MS串联质谱仪)进行数据采集;最后通过IMAGEREVEAL MS软件进行质谱成像,同时对检测结果进行生物信息学分析,可以从小分子的表达趋势、生物学功能和空间分布三个维度筛选生物标志物或研究机制。


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