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中國科大研發(fā)印跡方法 實(shí)現(xiàn)植物葉片代謝物質(zhì)譜成像
2022年10月13日 09:34:04
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點(diǎn)擊量：4684
近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)利用之前自行研發(fā)的解吸電噴霧電離/二次光電離（DESI/PI）質(zhì)譜成像平臺結(jié)合多孔聚四氟乙烯印跡技術(shù),，實(shí)現(xiàn)對多種植物葉片中代謝物的空間成像,。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)利用之前自行研發(fā)的解吸電噴霧電離/二次光電離(DESI/PI)質(zhì)譜成像平臺結(jié)合多孔聚四氟乙烯印跡技術(shù),，實(shí)現(xiàn)對多種植物葉片中代謝物的空間成像,。研究成果發(fā)表于國際分析化學(xué)領(lǐng)域著名期刊Analytical Chemistry。
代謝活動是生命體的本質(zhì)特征和物質(zhì)基礎(chǔ),。隨著生物分析技術(shù)的發(fā)展,，代謝組學(xué)逐漸成為生物學(xué)研究的重要領(lǐng)域，并在植物研究中受到廣泛關(guān)注,。目前已知的植物有30萬-35萬種,，其產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物預(yù)計(jì)有20萬-100萬種，其中鑒定出化學(xué)結(jié)構(gòu)的植物代謝物約有20萬個,。植物代謝物的成分分析和空間成像對于研究植物代謝物的生物合成,、運(yùn)輸、生理機(jī)制,、自我調(diào)節(jié)機(jī)制及植物與生態(tài)的相互作用具有重要意義,。
質(zhì)譜成像技術(shù)(MSI)是基于質(zhì)譜發(fā)展起來的一種分子成像新技術(shù)。通過直接掃描生物樣本,，可以同時(shí)獲得多種分子的空間分布特征,，具有免熒光標(biāo)記、不需要復(fù)雜樣品前處理等優(yōu)點(diǎn),。但常規(guī)的MALDI和DESI等軟電離技術(shù)難以穿透植物葉片表層的角質(zhì)層和表皮蠟作用于葉肉組織,，因此無法對葉片中的代謝物進(jìn)行直接成像。
為解決這一問題，研究團(tuán)隊(duì)通過印跡方法,，將葉片中的植物代謝物轉(zhuǎn)移至多孔聚四氟乙烯材料上,，并對印跡后的材料進(jìn)行成像，以這種間接成像方式實(shí)現(xiàn)了葉片植物代謝物的質(zhì)譜成像,。研究團(tuán)隊(duì)在成像種使用的技術(shù)是2019年團(tuán)隊(duì)自行研發(fā)的解吸電噴霧電離/二次光電離(DESI/PI)質(zhì)譜成像技術(shù),。
該技術(shù)的關(guān)鍵是在DESI噴霧裝置后引入一套光電離系統(tǒng)和高效離子傳輸管道，可通過開,、關(guān)光電離源,，實(shí)現(xiàn)對多種極性和非極性組分的高靈敏度空間成像。相比于傳統(tǒng)DESI方法,，正離子模式下可新檢出多達(dá)百種萜類,、黃酮類、氨基酸和苷類等次生代謝產(chǎn)物,；負(fù)離子模式下整體代謝物信號強(qiáng)度可增強(qiáng)一個數(shù)量級,。
研究團(tuán)隊(duì)以茶葉為實(shí)驗(yàn)對象對該印跡DESI/PI成像技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，在咖啡因,、茶氨酸和兒茶素等茶葉代謝物研究中取得了重要成果,，表明印跡DESI/PI成像技術(shù)在探索植物代謝轉(zhuǎn)化位點(diǎn)和途徑方面有巨大的潛力。
作為一門新興的學(xué)科,，植物代謝組學(xué)還處于發(fā)展的初級階段,，印跡DESI/PI成像技術(shù)為植物代謝組學(xué)研究提供了一種新的方法，推動了植物代謝組學(xué)的發(fā)展,。
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