旧瓶装新酒：一种分析生物分子的新方法

质谱在检测生物分子方面有很大潜力，但现有方法存在几个缺陷，其中包括缺少所需的灵敏度和需要基质分子促使分析对象发生离子化等。来自斯克利普斯研究院（Scripps  Research  Institute）分子生物学系，Scripps质谱研究中心（Scripps  Center  for  Mass  Spectrometry）的研究人员发明了一种称为纳米结构启动质谱（nanostructure-initiator  mass  spectrometry，NIMS）的新技术，这种技术能以极高的灵敏度分析非常小的区域，从而允许对肽阵列、血液、尿和单个细胞进行分析，而且还能用于组织成像。

领导这一研究的是TSRI生物信息学问题专家Gary  Siuzdak博士，他曾设计了一个分析来自不同样品代谢产物变化的实验方案：研究人员可以通过生物信息学软件XEMS比较不同的数据，从而识别出代谢产物。软件提供了所有代谢产物的分子量数据，这些代谢产物浓度因不同的个体而变化。

Siuzdak博士研究组在进行哺乳动物组织样品中内源性和外源性代谢物分布分析的时候，发现MALDI基质晶体会降低分辨率，而且基质分子还会干扰质谱低段的清晰程度，但是Siuzdak博士还是希望能应用MALDI软件，这一目前生物学实验室应用最广泛的MS系统之一，因此他发展了一种新型质谱方法：NIMS。

这种方法利用激光或离子束来从纳米尺度的小囊中气化材料，从而克服了一般质谱方法缺少所需的灵敏度和需要基质分子促使分析对象发生离子化的缺陷，NIMS利用了一种特制的表面，这种多孔硅表面上聚集了一种含氟聚合物，这些分子在受到激光或离子束照射时会猛烈爆发，这种爆发释放出离子化的分析物分子，它们被吸收到表面上，使其能够被检测到。

通过这种方法可以分析很多类型的小分子，比如脂质，糖类，以及类固醇，虽然每一种分析材料需要的含氟聚合物有少许差别，但是这是一个一步法的方法，比MALDI简单多了——后者需要固定组织，并添加基质。

由于含氟聚合物不能很好的离子化，因此会发生轻微的光谱干扰，而且由于离子化过程是“软性”的，就像MALDI，所以NIMS产生的生物分子是整块离子化，而不是片段离子化。不过这种技术对于完整蛋白的检测灵敏度没有MALDI高。

Siuzdak博士研究组利用这种方法检测了一个癌症单细胞中的代谢物，这一技术能获得的分辨率能帮助他区别出这是癌变了的还是正常的细胞。这一技术还可以用于临床，检测生物代谢终产物：血液，尿样的疾病诊断。

瑞士联邦理工学院苏黎世分校（Swiss  Federal  Institute  of  Technology  in  Zurich）的质谱专家Renato  Zenobi认为，这是一项确实的优点，“在任何成像技术中，空间分辨率是重要的”，比如说，用NIMS，你能判断出一种动物实验中的药物是靶向了靶细胞，还是被阻拦在了细胞壁上。

（生物通：万纹） (责任编辑：glia)

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