解吸电喷雾电离飞行时间质谱成像分析大鼠脑组织中小分子神经化学物质的分布

采用解吸电喷雾电离飞行时间质谱成像(DESI-TOF-MSI)技术分析了大鼠脑组织中小分子神经化学物质及其代谢产物的分布。制备大鼠全脑水平切面冷冻切片,采用DESI-TOF-MSI质谱扫描成像,考察喷雾溶剂组成及比例对神经化学物质分别在正离子和负离子模式下的检测信号强度的影响。对比正、负离子模式下的高分辨质谱信息及HMDB数据库检索分析,在大鼠脑组织中共检测到25种神经化学物质及其代谢产物,并且在0.1%甲酸-甲醇喷雾溶剂条件下检测到神经化学物质分子离子峰信号强度提升最大。应用HDImaging v1.5软件对数据进行精细成像分析,结果表明,喷雾溶剂中添加0.1%甲酸对成像效果的提升程度与质谱信号强度提升趋势相似,并且本方法具有较高的重复性。其中,γ-氨基丁酸和天冬氨酸主要分布在大脑皮层中,丝氨酸在全脑分布,谷氨酰胺分布于海马区周围,神经化学物质与其前体和主要代谢产物在脑中的空间分布区域相同。本研究结果表明,DESI-TOF-MSI技术可用于大鼠脑组织中小分子神经化学物质分布的分析,为小分子神经化学物质在脑中的空间分布和空间代谢研究提供了快速、有效的可视化分析方法。