質(zhì)譜成像是一種前沿質(zhì)譜技術(shù)，由于其技術(shù)的新穎性與應用的廣泛性，近期受到了很高關(guān)注。該技術(shù)應用潛力巨大，它是將質(zhì)譜檢測與影像技術(shù)相結(jié)合的新型分子影像研究手段。特點是無需標記、所需時間短、耗費低、不局限于單分子，同時還可以提供組織切片中多化合物空間分布和分子結(jié)構(gòu)信息。

　　作為質(zhì)譜領(lǐng)域最具前景的技術(shù)之一，質(zhì)譜成像技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)成為儀器廠商、科研院所的重要關(guān)注焦點，預測未來市場爭奪也將日益激烈。融智公司是MALDI質(zhì)譜成像技術(shù)方面的后起之秀，目前新推出了其質(zhì)譜成像系統(tǒng)QuanIMAGE。為提升用戶對質(zhì)譜成像技術(shù)、應用的了解，促進質(zhì)譜成像技術(shù)的推廣應用，儀器信息網(wǎng)特別邀請融智公司對其質(zhì)譜成像技術(shù)、應用等方面進行了講解。

1、請介紹一下貴公司的質(zhì)譜成像儀器研發(fā)過程，這些儀器有哪些特點?

　　MALDI-TOF MS應用于質(zhì)譜成像，是近年來的科研熱點。高靈敏度的分子水平成像，在生命科學研究中有著重要意義。但目前，掌握這一核心技術(shù)的只是少數(shù)幾家國外企業(yè)，適用于質(zhì)譜成像的設備銷售價格也居高不下，因而國內(nèi)即使是“不差錢”的科研領(lǐng)域，也少有從質(zhì)譜分子成像角度展開的科研，在臨床、生物分析、藥物分析等應用領(lǐng)域，則更難以使用到質(zhì)譜分子成像技術(shù)。

　　融智生物推出的新一代全譜可定量飛行時間質(zhì)譜儀，是時間長達8年之久的一系列研發(fā)成果的結(jié)晶，在解決了一系列傳統(tǒng)MALDI缺陷的基礎上，也使得新一代全譜可定量飛行時間質(zhì)譜平臺QuanTOF在質(zhì)譜成像方面有了質(zhì)的飛躍。生產(chǎn)的工程樣機經(jīng)美國國家質(zhì)譜成像研究資源中心主任Richard M. Caprioli使用，發(fā)表了多篇論文，并得到了Caprioli的肯定和贊賞。

　　QuanTOF在光、電、機、軟等多方面進行了革命性突破，既滿足質(zhì)譜定性分析的要求，同時也提高了質(zhì)譜定量分析的能力，對需要在二維空間進行掃描的質(zhì)譜成像應用具有極其重要的意義。

　　高發(fā)射頻率，高壽命的半導體激光器，解決了上一代MALDI-TOF激光器發(fā)射頻率低、易損耗的問題，從此激光器不再是易損耗材；

　　靶板和離子探測器同時接地專利技術(shù)(專利號：ZL 2014 8 0014634.0)，解決了上一代MALDI-TOF靶板電場分布不均的缺陷，保證了在全靶板范圍內(nèi)的質(zhì)量檢測精度；

　　創(chuàng)新的同軸激光照射與離子光路設計，提高成像分辨率及的寬譜質(zhì)量分辨率；

　　MCP微通道板光電混合離子探測器，實現(xiàn)無飽和高信噪比離子檢測，提高定量能力；

　　全新高精度、快速、低容積二維控制平臺、全新高速數(shù)字轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)極高頻率激光器產(chǎn)生的超量質(zhì)譜數(shù)據(jù)實時采集；

　　配備專用二維質(zhì)譜成像軟件，使分析人員的工作極簡化。

　　QuanIMAGE–親民的質(zhì)譜成像系統(tǒng)

QuanIMAGE I型

　　基于對MALDI-TOF MS全面升級的QuanTOF質(zhì)譜平臺，融智生物推出了質(zhì)譜成像系統(tǒng)QuanIMAGE，被譽為“質(zhì)譜成像新的里程碑”：

　　革命性的影像學檢測手段；

　　發(fā)射頻率5,000 Hz以上的高頻率半導體激光器，極大地提高了質(zhì)譜成像掃描速度；

　　快速精準二維移動控制平臺(納米級移動精度)，極大地提高了空間分辨率(可達微米)；

　　靶板電場接地專利技術(shù)解決了傳統(tǒng)MALDI-TOF靶板邊緣電場分布不均的缺陷，使成像質(zhì)量精度及重現(xiàn)性更高；

　　同軸激光照射及離子提取確保了解吸離子羽流對稱性;離子初始速度及空間雙聚焦設計，使線性模式在寬譜間達到高質(zhì)量分辨率；

　　光電混合離子探測器結(jié)合超高頻數(shù)據(jù)采集技術(shù)，使數(shù)據(jù)采集速率可達50像素/秒；

　　可通過重構(gòu)質(zhì)譜影像，在寬質(zhì)量范圍內(nèi)對特定分子進行可視化位置確定；

　　樣本前處理簡單，無需任何標記物即可完成分子成像；

　　所有儀器組件皆置于儀器內(nèi)，無需外接泵。

　　值得一提的是QuanIMAGE采用了靶板接地的專利技術(shù)，靶板電場接地專利技術(shù)解決了傳統(tǒng)MALDI-TOF靶板邊緣電場分布不均的缺陷，使成像質(zhì)量精度及重現(xiàn)性更高。同軸激光照射及離子提取光路設計、離子速度及空間雙聚焦等一系列新技術(shù)，使線性模式飛行時間在寬譜間達到高質(zhì)量分辨率。QuanIMAGE使用的最新半導體激光器技術(shù)和與之相配合的超高頻混合離子探測及數(shù)據(jù)采集技術(shù)，使得質(zhì)譜采集頻率大幅提升，對質(zhì)譜成像應用有極大的幫助，使得成像精度、重現(xiàn)性、速度等方面都比前一代MALDI-TOF有了數(shù)量級的提升。與現(xiàn)有技術(shù)采用的經(jīng)修補完善的固體激光器技術(shù)相比，半導體激光器在掃描頻率、光斑面積以及激光發(fā)射能量等性能上完勝固體激光器。

2、目前，貴公司質(zhì)譜成像儀器主要應用在哪些方面?應用情況如何?請舉例說明。

　　QuanIMAGE產(chǎn)品應用：

　　1. 醫(yī)學研究

　　MSI技術(shù)在疾病機理的研究中也已有著廣泛的應用，目前研究涉及的疾病包括帕金森病、阿爾茨海默氏癥、法布里病、肌肉萎縮癥、腎臟疾病、非酒精性脂肪肝、心血管疾病和神經(jīng)節(jié)苷脂沉積病等。該技術(shù)可在無標記條件下研究蛋白質(zhì)或代謝物在組織中的分布，有助于了解疾病產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移和預后的機制。該技術(shù)還可用來劃分腫瘤組織與周圍正常組織的界限，可作為染色得到的組織學信息的補充。

　　研究細胞的代謝物和多肽的分布及含量，有助于了解細胞的狀態(tài)和周圍環(huán)境對其的影響，以及正常與疾病細胞間的差異。

　　2. 生物學研究

　　利用MALDI-MSI 技術(shù)，研究人員已對小鼠大腦中的卵磷脂、神經(jīng)節(jié)糖苷、硫酸脂和腦苷脂類等脂類分子的分布進行了研究。由MALDI-MSI技術(shù)獲得的人額葉皮質(zhì)、海馬和紋狀體等區(qū)域中脂類分子的分布結(jié)果，對了解神經(jīng)脂類的合成途徑及其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的功能具有重要作用。也有人利用MALDI-MSI技術(shù)研究了卵磷脂在小鼠視網(wǎng)膜和營養(yǎng)不良肌肉中的分布、鞘磷脂在人晶狀體中的分布，以及脂類在小鼠肝臟、肺部和人體皮膚上的分布等。

　　蛋白研究中，當MSI與Bottom-up策略相結(jié)合進行蛋白質(zhì)鑒定時，首先要將組織切片上的蛋白質(zhì)進行原位酶解，再利用MSI鑒定切片表面的蛋白質(zhì)，進而獲得切片表面蛋白質(zhì)的分布信息。有學者將MALDI-MSI與Top-down策略相結(jié)合，確定了岡比亞按蚊觸角中與嗅覺相關(guān)的蛋白質(zhì)。

　　3. 藥物研究

　　MSI技術(shù)已被用于監(jiān)測小鼠體內(nèi)藥物及其代謝物的分布，如利用MALDI-MSI技術(shù)檢測奧氮平和長春堿等藥物在完整小鼠體內(nèi)的分布，獲得了相關(guān)藥物在整個動物體內(nèi)的分布信息。以術(shù)中加熱化療處理后的小鼠腎臟為模型，利用MSI 可檢測到腎臟中抗癌藥物奧沙利鉑的代謝物，獲得了該藥物濃度在腎臟皮質(zhì)區(qū)明顯高于髓質(zhì)區(qū)的信息。有學者以9-氨吖啶為基質(zhì)，在小鼠大腦內(nèi)鑒定了13種代謝物(如AMP、ADP、ATP 和UDP-GlcNAc等)，并獲得了它們的分布信息。還有學者研究了Mono Mac 6細胞中的HIV蛋白酶抑制劑沙奎那韋和奈非那韋的變化規(guī)律。

藥物代謝檢測

　　4. 融合性新技術(shù)

　　MALDI-MSI還可與一些其他新技術(shù)融合，形成嶄新的技術(shù)，形成突破性新技術(shù)。如MALDI-TOF質(zhì)譜成像與磁珠芯片技術(shù)結(jié)合的質(zhì)譜免疫檢測(MSIA)。

3、貴公司如何看待質(zhì)譜成像儀器的技術(shù)及市場發(fā)展現(xiàn)狀?目前有哪些問題亟待解決?

　　融智生物認為，質(zhì)譜成像市場正呈上升態(tài)勢，隨著科研領(lǐng)域逐漸意識到質(zhì)譜成像的重要性，開展一系列的科研，尤其在生命科學領(lǐng)域，質(zhì)譜成像也將在多層次中有力地幫助科學家們獲得更多的分子分布原位分析信息，而這些科研成果亦將逐漸轉(zhuǎn)化為實際需求，惠及更廣泛的應用。

　　但當前處于少數(shù)企業(yè)壟斷的市場，使得質(zhì)譜成像設備價格居高不下，一臺高端成像質(zhì)譜的價格動輒近千萬元。融智生物希望通過更親民的價格，使這一技術(shù)能惠及廣泛的應用層面。目前，QuanIMAGE產(chǎn)品已經(jīng)上市，融智生物將從科研領(lǐng)域開始，把它推向中國以及海外市場。

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