分享一篇发表在Anal. Chem上的文章，文章的题目是“Spatialized Metabolomic Annotation Combining MALDI Imaging and Molecular Networks”，通讯作者是来自法国巴黎saclay大学的David Touboul教授。其中David Touboul教授的研究方向是质谱方法学及其生物学应用。
质谱成像（MSI）近年来迅速发展，这得益于它能够在各种有机/或无机表面上定位和量化离子信号，包括生物组织切片。这项技术得益于电离源和分析仪的发展。MALDI质谱成像（MALDI-MSI）是一种在空间代谢组学中广泛应用的技术，它可以直接对生物样品进行高分辨率、高通量、高覆盖率的分子成像，揭示样品中不同代谢物的空间分布和变化。MALDI-MSI技术的原理是利用基质辅助激光解吸电离质谱（MALDI-MS）技术对样品进行逐点扫描，记录每个像素点的质谱信号，然后根据不同的质荷比（m/z）值重建出代谢物的二维或三维分布图。然而，在质谱成像领域，对得到的质谱信号进行注释，即将质谱中的m/z数据转换为化学结构，仍然是一个主要的挑战。对于内源或外源小分子的分析，高分辨率质谱提供了精确的质量测量，便于推定元素组成。在脂质组学领域，获取高分辨的质谱数据后，通过对丰富的数据库进行搜索，即可得到相对可靠的注释。然而在对生物表面的天然化合物进行分析时，由于需要查询的数据库的多样性，以及许多化合物缺少参考的质谱，目前注释解析仍然较为复杂。在基于高分辨液相串联质谱的代谢组学研究中，一种注释质谱数据的方法是将其表示为一个分子网络。该方法基于谱图之间的相似性，概念最初由M. L. Gross提出，后续通过GNPS网络平台实施。此外，作者团队也开发了MetGem，使得分子网络能够在t-SNE可视化下生成，无需在线数据存储。这两种工具可以通过比较实验数据与公共数据库中的ESI质谱集合进行注释。
作者在此提出了一种两步法，首先通过质谱成像获取离子映射，然后直接从生物组织中采集MALDI串联质谱来生成分子网络。这种方法使得注释生物组织样本中的代谢物及其分布成为可能。作者所选的样本是Sextonia rubra的果实，它是热带树木，其果实的化学成分从未被研究过，且果实中含有许多特殊的代谢物家族，因此是理想的实验模型。质谱数据采集流程如下：首先，对果实的每个解剖部分，即外果皮和内中果皮、内果皮和种子进行高分辨全谱扫描；随后，利用选择离子持续累加（CASI）模式进行MALDI质谱成像实验；最后，对于每个检测到的离子，通过优化碰撞能量采集高质量串联质谱。由此，作者采集了分辨率为20 μm 的Sextonia rubra果实切片的MALDI质谱成像。
随后作者利用团队此前开发的MetGem软件生成二级谱图的分子网络，以注释特有代谢物。分子网络显示出包含三个不同的聚类，表明检测到的内源性天然产物可能有三种不同的分子类别。为了获得数据集的第一个注释，作者将实验数据与公共数据库进行比较，发现最大簇中聚集的所有离子都属于酚类化合物，其中部分结构与黄酮相关。黄酮类化合物被报道是参与花瓣、中果皮和果皮着色的色素，其分布和注释与已知水果的化学成分完全一致。第二大簇被注释为脂质，在种子中丰度较高。其中，甘油磷脂酰胆碱（PCs）有明确注释，作者的观测结果与此前文献中果实种子甘油磷脂酰胆碱含量较高一致。最小簇则可能为阿波芬亚家族的生物碱。总之，作者证明了在植物组织表面原位获得的MALDI串联质谱可以通过基于分子网络的分析方法，有效地用于数据注释。这提供了MALDI成像中的新注释方法，以便更好地将特定质荷比的离子强度图像与化学信息联系起来。原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c03482原文引用：DOI：10.1021/acs.analchem.3c03482
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