?了解代謝組學的伙伴們都知道，取一小塊動物、植物組織做代謝組學實驗，就可以知道其中含有哪些物質，但是代謝物在樣本上的空間分布信息損失了。
物質代謝和變化發生的場所息息相關，有沒有什么方法既能夠了解物質的定性定量結果，又能了解物質的分布情況呢？
01、空間代謝組
空間代謝組學(Spatial Metabolomics)結合了質譜成像(Mass Spectrometry Imaging, MSI)和代謝組學，利用離子源直接掃描生物樣品成像，不僅可以鑒定上百種甚至上千種代謝物的結構和相對含量，還可以在同一張組織切片上同時分析大量代謝物的空間分布特征，為傳統代謝組學分析提供了全新的可視化視角，實現對代謝物進行定性、定量、定位三個維度的深入分析。
先來看空間代謝組學的主要成果——代謝物空間分布圖，一篇空間代謝組文章當中可少不了展示好看的成像圖。
圖1. 大鼠腦冠狀面切片成像圖（空間分辨率30μm）
圖中以顏色的變化和深淺清晰地展示了物質在不同區域的含量高低，還可以直接與H&E染色結果或者免疫熒光等圖像結合來看，更容易了解檢測到了哪些代謝物，它們在哪里定位，以及分子之間存在哪些空間上的關聯信息。
02、MALDI-MSI基質輔助激光
百趣空間代謝組學選用TransMIT AP-SMALDI 10，這是由德國吉森大學世界知名質譜學家Bernhard Spengler教授研制開發，并成功商品化的常壓基質輔助激光
在20世紀90年代末，范德堡大學(Vanderbilt University)的Caprioliet及其同事，首次將MALDI-MSI技術應用于生物組織中的分子成像研究，開啟了被稱為質譜分析無標記分子成像的研究新領域?，F如今MALDI-MSI質譜成像是當前應用最廣泛的**技術，已經在臨床疾病、生物學研究、藥物開發等各個領域都做出了重大貢獻。
圖2. TransMIT AP-SMALDI 10質譜成像系統
高空間分辨率——更清晰的成像 更微小的細節
空間分辨率指成像中最小像素的直徑大小，因此高空間分辨率是準確判斷生物組織內化學物質分布的前提條件。AP-SMALDI-MSI可實現5μm的高分辨質譜成像，能夠可視化樣本代謝成分在細胞水平上的空間分布和細微差別。
圖3. 不同空間分辨率下小鼠大腦切片的質譜成像圖
在選擇合適的空間分辨率時，需要根據關注的樣本和組織區域大小來決定。對于小鼠全腦樣本，臨床組織切片等組織水平樣本，空間分辨率選擇100μm就能夠很好地展示組織結構，如果有進一步需求，還可以選擇更高的50μm進行檢測，獲得更清晰可觀的成像圖。
對于一些面積較小的樣本或感興趣的區域，例如面積在5mm2以下時，為了使圖像擁有足夠分辨樣本不同結構的清晰程度，就需要更高的分辨率來進行成像。
百趣空間代謝組學提供最高10μm空間分辨率，即使再微小的區域也能夠呈現代謝物分布細節。如圖在小鼠眼球的視網膜邊緣部分，百趣以10μm的高空間分辨率，實現在1.5mm*1.5mm極小區域的質譜成像，并檢測得到的脂質數量有150+，清晰展現不同脂質在眼球組織上的分布差異。
圖4. 小鼠眼球樣本脂質物質的質譜成像圖（1.5mm*1.5mm，空間分辨率10μm）
高質量分辨率——更準確的定性
質量分辨率決定了質譜儀區分出兩個質量相近離子的質量最小差值。TransMIT AP-SMALDI 10是其基于Orbitrap設計的一款離子源，Orbitrap是近20年來高分辨質譜技術上最重要的突破，該質譜是目前體積最小的高分辨質譜儀。TransMIT AP-SMALDI 10質譜成像系統搭載超高分辨質譜Thermo Scientific? Q Exactive?，質量分辨率可高達140,000，同時獲得高空間分辨率和高質量準確度的雙重特性，實現了真正意義上的高分辨質譜成像。
圖5. 高質譜分辨率有效區分m/z接近的不同物質
大氣壓操作環境——更廣的檢測范圍
不需要在真空條件下進行樣本分析，質譜檢測可以分析的化合物種類范圍更廣，而且可以避免基質在真空條件下揮發損失造成分子離子峰的信號衰減和成像誤差。
TransMIT AP-SMALDI 10離子源與Obitrap高分辨率質譜儀結合獨具特色，兼具高空間分辨率、高質量分辨率和質量精度，能夠應用于不同組織中多種內源性和外源性物質的可視化檢測，如脂類、氨基酸、核酸和糖類等。目前，技術已成功應用于藥學、植物學、動物學、環境科學、海洋生物學、微生物學、單細胞研究等眾多學科及研究領域，并受到越來越多專家與學者的關注與青睞，多項研究成果發表在Science、Nature Methods、Nature Microbiology、the Plant Journal、New Phytologist、Analytical Chemistry等國際頂級期刊及SCI期刊。
圖6. 黃曲霉毒素處理的玉米根系的AP-SMALDI質譜成像（空間分辨率15μm）
03、AP-SMALDI-MSI實驗流程
圖7. AP-SMALDI-MSI實驗流程
質譜成像技術是無標記檢測技術，無需放射性同位素或熒光標記，無需染色，樣品制備流程簡單。百趣空間代謝組學提供制備切片到統計分析，全套的空間代謝組學研究服務。實驗中嚴格控制樣本制備過程，保證最終質譜成像結果的可靠性和真實性。
04、樣本準備指南
臨床、動物、植物、昆蟲樣本等樣本類型都能夠進行空間代謝組學檢測?？梢灾苯訉⑼暾麡颖炯乃蛠碛晌覀冐撠熐衅?，或者也可以提供制備后的樣本切片。
注意樣本不能經過福爾馬林浸泡、H&E染色、熒光標記等處理。
生物組織樣本可以為冷凍樣本或新鮮生物組織樣本。新鮮樣本建議液氮速凍后，以鋁箔或冷凍保存管（如50ml離心管）在-80℃進行保存。寄送時建議選擇加厚的泡沫箱，使用足量干冰寄送，保證樣本全部埋在干冰當中，上下都有干冰覆蓋。
植物樣本可以為整株帶土新鮮樣本，或是取下的植物器官，如根、莖、葉、花等，可以依據樣本情況選擇常溫、冰袋或干冰寄送。
常規樣本檢測面積在1cm2以內，如果超過該面積范圍，請先聯系我們再寄樣。