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生命与环境科学学院王晓东教授团队2021年度在化学顶级期刊《Analytical Chemistry》《Chemical Communications》连续三次发表封面文章

【来源: | 发布日期:2021-12-20 】

近日,中央民族大学生命与环境科学学院(质谱成像与代谢组学国家民委重点实验室)王晓东教授团队继成功筛选出适用于动、植物组织样本表面多种内源性小分子化合物原位表征新型基质(DMCA)(Analytical Chemistry, 2019, 91(4), 2634-2643,SCI一区)、DCH(Chemical Communications, 2019, 55(83), 12559-12562,SCI一区)后,在MALDI源质谱脂质成像新型基质研究领域又取得了重要进展,相关研究成果以“Michler's ethylketoneas a novel negative-ion matrix for the enhancement of lipid MALDI tissue imaging”为题,发表在分析化学综合顶级期刊《Chemical Communications》(Nature Index收录)上,该研究论文同时被遴选为期刊封面文章(Front Cover)。该研究成果是王晓东教授团队2021年度在分析化学顶级期刊《Analytical Chemistry》(2021, 93(35), 11920-11928, Front Cover)、《Chemical Communications》(2021, 57(82), 10707-10710, Back Cover)连续发表封面文章后再次入选顶级期刊封面文章(Front Cover),中央民族大学皆为该系列论文的第一作者单位及唯一通讯单位。

近年来,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。基于MALDI-MSI具有高通量、高灵敏度、可同时原位表征成百上千种分子等优势特点,该技术已经逐渐发展成为一种强大的分子影像技术。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,该技术的广泛应用极大地推动了空间脂质组学、空间代谢组学及空间蛋白质组学的研究进展。

MALDI-MSI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脂质分子的原位检测及成像,但大多数基质适用于脂质分子正离子检测模式。许多研究表明多种脂质分子由于其结构特性而表现出对于负离子检测模式的极强偏好性,如PE、PA、PS、PG、PI等。因此,适用于脂质分子负离子模式原位检测及成像的MALDI基质仍然十分缺乏。因此,筛选发现适用于负离子模式下实现脂质分子成像表征的新型基质对于增强MALDI-MSI技术对于动植物内源性脂质分子检测能力、扩大MALDI-MSI技术对于植物组织样本应用范围具有重要意义。

论文在线链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cc/d1cc05718a

王晓东教授团队通过系统研究发现四乙氨基米氏酮(Michler's ethylketone,MEK)作为一种新型负离子基质可显著增强(-)MALDI-MSI对生物组织样本中脂质分子的原位检测及成像表征性能。研究表明:该基质具有强紫外激光吸收能力、微米级结晶尺寸且形态均一性好,高真空化学稳定性、低基质离子干扰、温和离子化效能及强脂质离子化效率等优势,同时适用于动植物组织样本表面多种内源性脂质分子(PE、PA、PG、PS及PI等)负离子模式检测及成像表征。研究发现,该基质不仅适用于小鼠脑、肝组织表面多种内源性脂质分子的原位表征,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。该新型MALDI基质的筛选发现为进一步拓展(-)MALDI-MSI在动、植物脂质组学研究领域中的应用提供了一定的技术支持。

该项研究工作得到国家自然科学基金(31770384、21605164)、中央民族大学双一流学科建设项目(Yldxxk201819)、国家民委中青年英才培养计划项目(10301-0190040110)等资助。学院2018级本科生石一阳、2018级本科生胡浩和2019级硕士生郝其琛为该论文的共同第一作者,王晓东教授和薛堃副教授为该论文的共同通讯作者,这也是本年度学院教师第二次在分析化学综合顶级期刊《Chemical Communications》上发表封面文章。

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王晓东教授是2015年我校引进的海外优秀人才,2018年入选国家民委中青年英才培养计划,博士生导师。主要从事质谱成像、蛋白质组学、代谢组学技术研发与应用工作。