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生命与环境科学学院王晓东教授在MALDI源质谱成像新型基质筛选发现领域取得重要进展
来源:生命与环境科学学院      发布时间:2019-01-17         编辑:潘妩媚
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  新闻网讯 近日,中央民族大学生命与环境科学学院、生物成像与系统生物学研究中心王晓东教授在MALDI-MSI新型基质发现领域取得重要进展,筛选发现了一种新型安全绿色基质:3, 4-二甲氧基肉桂酸(DMCA),该基质具有离子化效率高、基质背景干扰少、微米级结晶尺寸且形态均一性好、化学稳定性强等优点,同时适用于动、植物组织样本表面多种内源性小分子化合物检测。相关研究成果以“3,4-dimethoxycinnamic acid (DMCA) as a novel matrix for enhanced in situ detection and imaging of low-MW compounds in biological tissues by MALDI-MSI”为题,发表在分析化学顶级期刊《Analytical Chemistry》(Nature Index收录)上。

  研究表明,DMCA具有较强的紫外吸收能力,相比于其他常规MALDI基质:如2,5-二羟基苯甲酸,α-氰基-4-羟基肉桂酸,2-巯基苯并噻唑,氧化石墨烯和纳米银基质在低分子量区(m/z< 500)可产生较少的基质干扰峰,对于低分子量化合物具有较高的离子化效率。因此,DMCA作为一种新型MALDI基质可显著增强MALDI-TOF MS对于样品表面低分子量化合物的检测能力。研究发现:该基质不仅适用于小鼠脑组织、肝组织表面多种内源性分子如寡肽、脂质、代谢物等的原位表征,且对于中国特色药用植物南方红豆杉种子也具有较好的适用性。种子萌发过程中多种相关分子成功原位成像表征为探究南方红豆杉种子休眠与萌发机制提供了新的研究思路与初步实验基础。该绿色、安全新型MALDI基质的筛选发现为进一步拓展MALDI-MSI在动、植物研究领域中的应用提供了一定的技术支持。

论文在线链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.8b03522

  这项研究工作得到国家自然科学基金(21605164、31770384)、中央民族大学双一流学科建设项目(Yidxxk201819)等资助。学院第二期“创新班”学生何慧欣和研究生秦亮为该论文并列第一作者,这也是学院第一个以本科生为第一作者在分析化学顶级期刊《Analytical Chemistry》上发表学术论文。

  基质辅助激光解析电离质谱成像(MALDI-MSI)作为一种发展较为成熟的分子影像技术,普遍适用于生物样本表面蛋白质、多肽、脂类、能量代谢产物等多种生物分子成像分析。目前MALDI-MSI技术已被广泛应用于诸多基础研究(如基础医学、药学、微生物学、动物学等)领域。近年来,该技术也正逐渐被应用于植物学研究领域。该成像技术的应用极度依赖于基质的选择情况,合适的基质可将激光能量有效传递给组织表面待测分子,从而实现其高效离子化过程,最终保证高质量的质谱成像结果。尽管许多常规基质已被广泛应用于诸多生物样本各类分子的原位检测,但对于植物源样本适用性方面仍存在明显不足,且存在不容忽视的实验操作安全性隐患。因此,筛选发现新型基质对于进一步拓展MALDI-MSI的应用范围具有重要意义。

  王晓东教授是2015年引进的海外优秀人才,连续获得2项国家自然科学基金项目,2018年获得国家民委青年英才,博士生导师。

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