近日，我组在基于基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI-MSI）技术的组织空间代谢组学定量分析方法开发方面取得进展。通过构筑单原子Pt锚定的氧缺陷MoO_x纳米基质（Pt_sa/MoO_x），有效降低了基质的本底干扰，提高了组织代谢物的检测灵敏度和分子覆盖度，并建立了适用于不同极性代谢物的组织原位定量质谱成像新方法，成功应用于胰腺癌组织的空间代谢分析。                                             

质谱成像技术能够在保留组织空间信息的同时，实现多种代谢物和脂质分子的原位检测，是研究组织中代谢异质性的重要手段。然而，传统有机基质在低质量范围内存在较强的背景干扰，在代谢物解吸电离效率、基质沉积均匀性等方面存在不足，限制了组织中小分子代谢物的高覆盖检测与准确定量。为解决上述问题，本研究通过单原子工程与氧缺陷调控相结合，开发了一种新型Pt_sa/MoO_x纳米基质。利用高度分散的Pt单原子位点调控MoO_x表面电子结构及光生电荷行为，促进代谢物的电荷介导解吸电离。与传统有机基质相比，该纳米基质显著降低了低质量区的背景干扰，并提高了多类小分子代谢物和脂质的检测响应。

在此基础上，建立了基于组织表面标准品校准的定量质谱成像方法。采用14种不同极性的代表性代谢物进行校准，在43至853 ng mm^-2范围内获得了良好的线性响应，相关系数R²为0.9664至0.9988。该方法示范性应用于5对临床胰腺癌及癌旁组织，揭示了癌组织与癌旁组织在甘油磷脂、甘油脂、鞘脂、脂肪酸及甾醇等代谢途径中的空间分布差异。结合组织病理学和免疫组织化学分析，进一步表征了胰腺癌组织的脂质代谢异质性。该研究为复杂生物组织中小分子代谢物的原位定量分析提供了新型纳米基质与技术，也为空间代谢组学及肿瘤代谢研究提供了新的分析工具。

相关研究以“Single-Atom Pt-Anchored MoO_x Matrix for On-Tissue Calibration in Quantitative Mass Spectrometry Imaging”为题发表在Analytical Chemistry上。该工作的第一作者为我组博士研究生宁涛，通讯作者为许国旺研究员和石先哲副研究员。上述工作得到了中国科学院B类战略性先导科技专项、国家自然科学基金及大连化物所科研创新项目等项目的资助。（文/图 宁涛）

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c05625