成像质谱显微镜

地蒽酚通过气相沉积法降低了杂质的影响，增强了染料的离子强度，同时提高了MS图像的对比度。通过这种方式也能够确认气相沉积法对地蒽酚的有效性，因此，将讨论在利用iMLayer实施的CHCA、DHB、9-AA 3种标准气相沉积方法中新追加地蒽酚气相沉积法。

植物体内含有各种各样的次级代谢物。这些植物体内所含的次级代谢产物有很多是广为人知的有用物质，代表性的物质包括香料和天然药物，然而，至今为止，很少有报告说明这些物质呈现何种三维分布。本篇应用报告当中，以干姜黄为试样，将其主要组分之一的姜黄素的空间分布进行了可视化。由于干姜黄是一种非常硬质的试样，因此无法使用现有的低温薄片切片机制作切片，而是重新开发了切片方法。对使用本方法获得的不同方向上的截面的二维分布结果进行了解析，结果发现姜黄素存在于姜黄的管状间隔。此外，还获得了姜黄素类似物的分布，与姜黄素呈现相同分布。由此可以通过使用质谱显微镜iMScopeTM（图1为新型iMScope QT）进行高分辨率的空间质谱成像，表征此类植物中次级代谢产物的分布。

近年来，MS成像被广泛应用于原研药研究、代谢研究以及其他各种领域。在使用MALDI电离法的MS成像中，除了在众多的基质种类中选择适合目标化合物检测的基质之外，研究所选择基质的涂覆方法也极其重要。喷涂法可有效地从组织中萃取，但存在成分渗出、基质晶体颗粒大、不均匀的问题。另一方面，升华法可实现基质晶体的微小、均匀化，但无法有效地从组织中萃取。因此，开发了升华法与喷涂法相结合的两步升华法（专利：6153139）和使升华的基质再结晶的升华后再结晶法等。在本文中，我们将介绍基质种类和涂覆方法的差异造成的晶体尺寸和形状差异的观察结果，以及证实两步升华法在MS成像中的优势的示例。

质谱成像（Mass Spectrometry Imaging: MSI）是一种众所周知的无需标记即可实现生物样本中成分可视化的技术。在本研究中，我们使用新开发的被称为大气压基质辅助激光解吸电离-MSI的iMScope QT快速绘制了C57BL/6雄性野生型小鼠的丙咪嗪、氯喹及其代谢物的图谱(32像素/秒）。证实了小鼠肾脏和大脑中药物及其代谢物的区域特定性定位。本研究中观察到的这些药物及其代谢物的详细定位信息有助于了解这些药物的临床相关特性、有效性和潜在副作用。另外，本研究证实了iMScope QT快速绘制生物样本中存在的小分子药物及其代谢物图谱的可行性。

本文展示了应用成像质谱显微镜iMScope QT对正常组和菊三七致肝损伤组小鼠肝脏中脂质成分代谢变化进行研究的应用案例。使用iMScope QT结合数据分析软件IMAGEREVEAL MS对正常小鼠和肝损伤小鼠肝脏组织切片中的脂质类物质进行检测和数据分析，利用该软件的多元统计分析（PCA）功能及变化倍率比、P值等功能，最终筛选出20个上调脂质化合物、8个下调脂质化合物，为研究空间脂质组学提供相应案例。

本文应用成像质谱显微镜iMScope QT对人肝癌及癌旁正常组织中的磷脂酰胆碱、磷脂酰甘油、甘油二酯、游离脂肪酸、脂酰肉碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇等七类脂质分子进行了组织原位空间分布分析，在癌组织中筛选出一系列相对于癌旁含量变化显著的脂质分子，为肝癌生物标志物的筛选、脂质代谢机制的研究提供了参考。

本文展示了应用成像质谱显微镜iMScope QT对不同营养状态下小鼠肾脏中脂质化合物的代谢变化进行研究的应用案例。使用iMScope QT结合数据分析软件IMAGEREVEAL MS对正常饮食小鼠和高糖高脂饮食小鼠肾脏组织切片中的脂质化合物进行检测和数据分析，计算每组的平均值、比值、P值等信息，最终筛选出17个上调脂质化合物、10个下调脂质化合物，为研究膳食模式、脂质代谢变化与肥胖三者之间的关系提供理论依据。

iMScope QT将质谱分析和形态学完美结合在一起，在更大的范围内在更高的速度、灵敏度和空间分辨率下进行测定，开创质谱成像的新时代。

毛发有时被比作记录用药历史的磁带，但具体的药物摄入机制尚未阐明。毛发内所含药物的可视化是法医学和法医毒理学面临的主要且最为困难的主题之一。此外，为了在微观尺度上可视化隐藏在复杂基质中的微量药物，以高空间分辨率和高灵敏度检测药物是很重要的。如前所述，使用iMLayer和iMScope进行的高空间分辨率MS成像可以轻松且清晰地观察药物在毛发样品的纵截面和横截面中的定位。该方法不仅可以应用于法医学领域毛发中的药物分析和兴奋剂检测等，还有助于保持并改善头发发质以及用于健康程度分析，例如各种护发产品的开发和评估。

检测体内酶促反应时，通常使基质和酶先发生反应，然后使反应产物进一步发生显色反应，并测量吸光度等。在传统方法中，需要基质和酶先进行一次反应，然后通过二次反应显色。在新方法中，通过在组织表面进行检测，可以实现酶活性的可视化。本报告介绍了能够进行高空间分辨率质谱成像的iMScope QT在酶组织化学中的应用1）。

检测体内酶促反应时，通常使基质和酶先发生反应，然后使反应产物进一步发生显色反应，并测量吸光度等。在传统方法中，需要基质和酶先进行一次反应，然后通过二次反应显色。在新方法中，通过在组织表面进行检测，可以实现酶活性的可视化。本报告介绍了能够进行高空间分辨率质谱成像的iMScope QT在酶组织化学中的应用1）。

日本酒酿中，米曲是最为重要的因素之一。一般认为，酿酒当中米曲的作用主要是提供淀粉和蛋白质的分解酶。众所周知，做好的米曲组分会对酒质（口味和香味）产生很大影响。然而但是，对于其质量好坏的判断多依靠以往的杜氏经验，并没有获得充分的科学见解，可以说目前是一个仍有开拓余地的领域。杜氏在判断米曲质量时，会将外观和触感等物理因素结构作为其中的一个指标。过去曾使用扫描电子显微镜研究米曲的内部结构，但近年来，评价米曲结构与组分关系的研究几乎没有进展。本应用报告笔记中尝试将可同时观察结构和组分分布的iMScopeTM应用于发酵领域，将米曲中的结构和组分分布可视化。

日本酒酿中，米曲是最为重要的因素之一。一般认为，酿酒当中米曲的作用主要是提供淀粉和蛋白质的分解酶。众所周知，做好的米曲组分会对酒质（口味和香味）产生很大影响。然而，对于其质量判断多依靠以往的杜氏经验，并没有获得充分的科学见解，目前是一个仍有开拓余地的领域。杜氏在判断米曲质量时，会将外观和触感等物理因素作为其中的指标。过去曾使用扫描电子显微镜研究米曲的内部结构，但近年来，评价米曲结构与组分关系的研究几乎没有进展。本报告中尝试将可同时观察结构和组分分布的iMScopeTM应用于发酵领域，将米曲中的结构和组分分布可视化。

植物体内含有各种各样的次级代谢物。这些植物体内所含的次级代谢产物有很多是广为人知的有用物质，代表性的物质包括香料和天然药物，然而，至今为止，很少有报告说明这些物质呈现何种三维分布。本篇应用报告当中，以干姜黄为试样，将其主要组分之一的姜黄素的空间分布进行了可视化。由于干姜黄是一种非常硬质的试样，因此无法使用现有的低温薄片切片机制作切片，而是重新开发了切片方法。对使用本方法获得的不同方向上的截面的二维分布结果进行了解析，结果发现姜黄素存在于姜黄的管状间隔。此外，还获得了姜黄素类似物的分布，与姜黄素呈现相同分布。由此可以通过使用质谱显微镜iMScopeTM（图1为新型iMScope QT）进行高分辨率的空间质谱成像，表征此类植物中次级代谢产物的分布。未来，通过掌握此类植物体内成分的分布，可以实现改善活性成分的提取方法等，为生产工序改进做出贡献。

在我们身边的植物中，有些植物含有有毒成分。在有毒植物中，有些看上去和蔬菜、野菜等的食用植物非常相似。因此，每年都会发生因误采、误食有毒植物而引起食物中毒的情况。其中，虽然因为误食百合科秋水仙的鳞茎而发生食物中毒的次数不多，但致死率高，在食品卫生方面是极其重要的问题。因此，我们使用MS成像对秋水仙鳞茎中所含的有毒成分秋水仙碱和秋水仙胺进行了分布分析（图１）。

当柑橘受到病原体感染时，植物会合成一种低分子抗菌活性物质，其中一种就是滨蒿內酯（图1）。众所周知，对柑橘进行紫外线处理可促进滨蒿內酯在柑橘外皮的生成，具有抑制腐烂的效果。目前已开发出利用这种效果抑制柑橘腐烂的设备。如上所述，有关滨蒿內酯效果的研究正在进行中，但对其生成机制尚有许多不明之处。实现滨蒿內酯在橘皮中分布的可视化有助于阐明其生成机制。因此，通过MS成像确认了紫外线照射生成的滨蒿內酯分布在橘皮的哪个区域。

检测酶促反应时，通常使底物和酶先发生反应，然后使反应产物进一步发生显色反应，并测量吸光度来实现。在现有方法中，需要底物和酶先进行一次反应，然后通过二次反应显色。在新方法中，使用质谱仪检测反应产物，以取代显色反应。此外，通过在组织表面进行检测，可以实现酶活性的可视化。本文将介绍使用高分辨质谱成像系统iMScopeTM进行酶组织化学分析的新技术。

检测酶促反应时，通常使底物和酶先发生反应，然后使反应产物进一步发生显色反应，并测量吸光度来实现。在现有方法中，需要底物和酶先进行一次反应，然后通过二次反应显色。在新方法中，使用质谱仪检测反应产物，以取代显色反应。此外，通过在组织表面进行检测，可以实现酶活性的可视化。本文将介绍使用高分辨质谱成像系统iMScopeTM进行酶组织化学分析的新技术。

本文展示了一种全新的生物组织样品多重衍生化策略结合成像质谱显微镜iMScope QT系统开展临床空间代谢组学研究的应用案例。使用衍生试剂3-硝基苯肼同步衍生化含羰基、羧基和磷酸基的内源性代谢物，极大地提升了MALDI离子源中灵敏度较差的氨基酸、有机酸、糖类等化合物的检测能力，拓宽了质谱成像系统在内源性小分子代谢物分析中的应用面。该方法兼容性强，可以简化细胞中糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径等空间代谢分析需求，具有超高的检测灵敏度和覆盖范围，完美助力临床空间代谢组学研究。