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AFADESI 空间代谢组
产品介绍
基于气流辅助解吸电喷雾电离（Air-flow-assisted desorption electrospray ionization，AFADESI）技术，利用空气流与传输管对带电液滴进行远距离传输，传输管中的带电液滴在高速气流和电压的作用下进一步脱溶剂、富集、离子化，可有效提升检测的灵敏度。通过扫描生物组织切片，同时借助Orbitrap质谱优异的定性和定量能力，对生物组织中的代谢分子的结构及空间分布特征进行分析。
产品优势
- 高灵敏度：灵敏度达pg级，代谢物含量动态范围跨越3个数量级
- 高覆盖度：检测超1500个代谢峰，10+种代谢物类别，70%小分子和30%脂质
- 高分辨率：多种分辨率选项，范围从20~100 μm
- 高通量：可放置8张载玻片，支持整体动物大切片成像
- 领先平台：使用AFADESI结合Orbitrap系列高分辨质谱仪进行检测
- 时空云交付：实现“零代码”数据分析、低代码个性化分析、高分辨率可视化
- 空间多组学联合：提供空间代谢组+空间转录组联合分析服务
产品应用
临床疾病研究：生物标志物、疾病机制、肿瘤研究等；
药物研究：药物作用机制、药代动力、药物靶点等；
动物研究：昆虫研究、动物模型研究等；
植物研究：天然产物研究、抗逆研究、作物改良研究等。
技术路线
主要流程包括样本制备、质谱检测以及信息分析三个部分
技术参数
1. 仪器平台
AFADESI离子源，Thermo Scientific Orbitrap平台
2. 分析软件
MassImager Pro、Cardinal 3.2.1 R包
项目执行周期
52个自然日
案例一：空间分辨代谢组学评价葛根科两种植物的药理特性[1]
研究背景：P. lobata 和P. thomsonii具有相似的药理功能，但治疗效果不同。该研究结合生物活性分析进行空间分辨代谢组学，以阐明两种葛根的不同治疗效果。
技术路线：采用气流辅助解吸电喷雾电离质谱成像（AFADESI-MSI）表征了P. lobata 和P. thomsonii代谢物分布的差异。使用液相色谱-质谱联用（LC-MS）对差异代谢物进行进一步的定性和定量分析。通过MTT测定验证了与代谢物差异相关的生物活性。
主要结论：部分代谢产物在两个物种中表现出韧皮部和木质部的互补分布，糖类、维生素和肌苷水平在P. thomsonii韧皮部中较高，但在P. lobata木质部中较高。3'-羟基葛根素含量在P. thomsonii木质部中较高，但在P. lobata的韧皮部中较高。代谢物的定性和定量分析共揭示了52种关键的差异代谢物。MTT试验表明，大豆黄酮、大豆苷、葛根素、芒柄花苷、染料木苷、刺芒柄花素、3'-羟基葛根素、3'-甲氧基葛根素、葛根素芹菜糖苷、3'-甲氧基大豆苷对H9c2细胞具有保护作用，可以抵抗缺氧损伤。P. lobata提取物的保护效果明显优于P. thomsonii提取物。
图1 (A)P. lobata 和P. thomsonii中糖类的MSI图像。(B)P. lobata 和P. thomsonii中异黄酮的MSI图像
案例二：空间代谢组学对甲状腺肿瘤进行分子病理学诊断[2]
研究背景：甲状腺结节可分为良性或恶性肿瘤。目前肿瘤的鉴别诊断在很大程度上依赖于病理学家的经验。然而，仅仅基于组织学或细胞学模式的形态学评估并不一定准确地检测出具有相似特征的肿瘤类型。因此需要开发一种新的病理诊断方法。
技术路线：样本包括22例滤泡腺瘤（FA）、5例滤泡状甲状腺癌（FTC）、19例经典亚型甲状腺乳头状癌（cvPTC）、28例滤泡亚型甲状腺乳头状癌（fvPTC）、2例滤泡性肿瘤以及6例结节性甲状腺肿（NG）。NG是临床上最常见的良性甲状腺病变，非常容易识别。除NG外，具有明显病理特征的样本被分为发现集和验证集用于生物标志物的发现。
主要结论：基于AFADESI-MSI的原位空间代谢组学分析，发现了三组用于区分良性滤泡腺瘤和分化型甲状腺癌的代谢生物标志物。此外，基于65个甲状腺结节代谢特征的诊断模型支持肿瘤病灶的自动预测。当使用12个独立样本的测试集时，模型预测准确率达到83.3%。这种诊断策略提供了一种使用小分子生物标志物进行原位病理检查的新方法，并为临床上未确定的甲状腺肿瘤病例提供了模型诊断。
图2 区分良性FA和恶性FTC生物标志物的原位可视化图
参考文献
[1]Guo N, et al. Spatially resolved metabolomics combined with bioactivity analyses to evaluate the pharmacological properties of two Radix Puerariae species. J Ethnopharmacol. 2023.
[2]Huang L, et al. Molecular Pathological Diagnosis of Thyroid Tumors Using Spatially Resolved Metabolomics. Molecules. 2022.
典型结果展示
送样量要求
空间代谢组适用于能够成形的组织样本，如动物的软组织（如脑、肝、肾、心、肺、脾、皮肤、胰腺等）、肿瘤组织、植物的软组织（如根、茎、叶、种子、胚珠等），未经过福尔马林浸泡、HE染色，荧光标记等处理的新鲜组织样本。单个玻片可检测样本面积为5 mm×5 mm ～ 2 cm×4.5 cm，最大可至12.5 cm×8.5 cm（完整的组织样本，如整只小鼠）。可接收的样本形式有冷冻组织/切片、Leica OCT包埋组织/切片，更推荐冷冻组织/切片。
Q1：HE切片可以直接进行空间代谢组学检测吗？
A1：不建议，HE染色是一种常用的组织切片染色方法，用于观察组织的形态学特征。HE切片会对质谱检测有影响，不适用于直接进行空间代谢组学检测。
Q2：分辨率如何进行选择？
A2：空间分辨率不一定是越高越好，需要与灵敏度维持平衡的关系。如小鼠肾脏，肝脏、脑组织等切片尺寸在1cm × 1cm左右，利用100 μm×100 μm 分辨率就可以满足对关注的微区结构进行图像分析；如果样本尺寸在5 mm × 5 mm以下，需要更高的分辨率才能获得足够的信息。
Q3：推荐什么形式的样本用于AFADESI空间代谢组学检测？
A3：空间代谢组适用于能够成形的组织样本，如动物的软组织（如脑、肝、肾、心、肺、脾、皮肤、胰腺等）、肿瘤组织，未经过福尔马林浸泡、HE染色，荧光标记等处理的新鲜组织样本。可接收的样本形式有冷冻组织/切片、包埋组织/切片，更推荐冷冻组织/切片。
Q4：包埋剂如何选择？
A4：推荐使用Leica OCT包埋剂
