溶劑為96%甲醇和4%水，含0.1%甲酸，由納升液相色譜系統(tǒng)串聯(lián)C18柱（BEH, 1.7 μm, 75 μm×200 mm, ）提供DESI溶劑。為了提高單細(xì)胞分析的空間分辨率，將溶劑流速顯著降低至150 nL/min來(lái)優(yōu)化DESI-MS參數(shù)（圖1），系統(tǒng)壓力約為5,500 psi。質(zhì)譜型號(hào)為環(huán)形離子淌度質(zhì)譜SELECT SERIES Cyclic IMS。

圖1. 用于高空間分辨率單細(xì)胞成像的u-DESI-MSI平臺(tái)示意圖。

優(yōu)化了u-DESI-MSI的幾何參數(shù)，包括相對(duì)于表面平面的75°入射角、噴霧器到入口毛細(xì)管的距離為5 mm、噴霧器到表面的距離為0.5 mm，以及延伸的加熱入口毛細(xì)管與樣本表面之間的距離為0.5 mm。除此之外，還對(duì)霧化氣氮?dú)鈮毫M(jìn)行了優(yōu)化。

文章分析了兩種胰腺細(xì)胞，包括胰腺星狀細(xì)胞（PSC）和胰腺癌細(xì)胞（PANC-1）。PSC和PANC-1細(xì)胞起源于不同譜系，表現(xiàn)出截然不同的形態(tài)：PSC細(xì)胞呈帶有突起的細(xì)長(zhǎng)形，長(zhǎng)寬比較高，而PANC-1細(xì)胞則傾向于圓形或多邊形。如圖所示，u-DESI-MSI在5 μm的掃描步長(zhǎng)下成功分辨了單個(gè)PSC和PANC-1細(xì)胞，清晰捕捉到它們獨(dú)特的形態(tài)。在特定PSC細(xì)胞的核區(qū)域發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)（如LPC 16:0（m/z 496.330）和PC 38:4（m/z 810.605））的豐度相對(duì)較低（圖2a-f）。這說明不同細(xì)胞之間存在脂質(zhì)定位的區(qū)室化和細(xì)胞器定位的差異，可能反映了單細(xì)胞中不同的細(xì)胞狀態(tài)或代謝活動(dòng)。

圖2. u-DESI-MSI of monocultured PSC and PANC-1 cells with a rastcring step size of 5 μm. (a) Optical bright-field image of PSC cells on an ITO slide subjected to u-DESI-MS imaging; (b-d) representative ion images of (b) m/z 228.116 , (c) m/z 496.330 (LPC 16:0), and (d) m/z 810.605 (PC 38:4); (e) zoomed-in optical bright-field image of PSC cells; (f) corresponding ion image of m/z 496.336 from the zoomed-in PSC cells in (e); the white arrow denotes the nuclear region of the cell; (g) optical bright-field image of PANC-1 cells; (h-j) representative ion images from PANC-1 cells including (h) m/z 217.098, (i) m/z 734.564 (PC 32:0), and (j) m/z 760.579 (PC 34:1); (k) zoomed-in optical bright-field image of PANC-1 cells; (l) corresponding ion image of m/z 760.579 from the zoomed-in PANC-1 cells in (k). Scale bar = 200 μm; all u-DESI-MSI images were obtained with a mass error tolerance of 10 ppm.

• 建立超低流速解吸電噴霧電離質(zhì)譜成像技術(shù)（u-DESI-MSI），在5 μm步長(zhǎng)掃描下實(shí)現(xiàn)高空間分辨率，揭示單個(gè)細(xì)胞內(nèi)亞細(xì)胞區(qū)域中脂質(zhì)的獨(dú)特空間分布。

• 該技術(shù)常壓下直接分析，無(wú)需真空處理，最大限度保留細(xì)胞的原生狀態(tài)和分子空間分布。

• 該技術(shù)無(wú)需基質(zhì)，避免基質(zhì)干擾，在單細(xì)胞分析中更具靈活性，尤其在實(shí)時(shí)、原位、動(dòng)態(tài)分子成像領(lǐng)域展現(xiàn)獨(dú)特價(jià)值。

• 該技術(shù)實(shí)現(xiàn)單個(gè)細(xì)胞內(nèi)亞細(xì)胞級(jí)空間分辨率，為單細(xì)胞異質(zhì)性研究提供了新工具。