伴随着近些年大家对功能食品的认知度愈来愈高，茭白被觉得是抵抗血压高较为合理的一种食材。茭白中常含的Asparaptine是抗血压高的成分，可是现阶段都还没其在茭白内的遍布信息内容的有关科学研究。大家运用栽培基质輔助激光器解析质谱分析显像（MALDIMSI）技术性诠释了Asparaptine 在茭白内的遍布状况。
1. 情况详细介绍
现有研究表明茭白粗提取液有减少心率的作用。长期以来茭白的降血压作用一直被觉得是来自在其中所带有的一些含氮化合物，但近几年来，一些科学研究觉得，茭白的降血压作用应当来自在其中的一些硫含量化学物质并非含氮化合物。
在这类情况下，2015年的一项研究发现了一种由精氨酸和茭白酸构成的新化学物质——Asparaptine1)。此项科学研究明确提出，Asparaptine的降血脂作用来自其对血管紧张素2转化酶（ACE）的抑制效果。Asparaptine的发觉使茭白做为功能食品更火爆，因此对其也必须开展更为详尽的科学研究。做为科学研究此化学物质的一种方式，大家试着诠释茭白中Asparaptine的精准定位信息内容。近几年来，MALDI-MSI做为一种可立即用人眼观查到各化学物质精准定位信息内容的方式而备受关注。这类方式能够根据一次剖析完成对很多分子结构信息内容的显像，而且因为其具备可区别靶向治疗总体目标和类化合物的工作能力，现阶段早已被广泛运用于例如递质数据可视化2)和药动学显像3)的科学研究中。除此之外，除开在药业行业，MALDI-MSI技术性也早已被运用于食品类行业，涉及到食品类试品的范畴十分普遍，从做为日本的关键谷物的大米4)，到马铃薯5)和草莓苗6)。出示“数据可视化”信息内容，例如多功能性化学物质的遍布信息内容，能够从提升食品类增加值的视角来吸引住顾客。
图1展现了MALDI-MSI的规范操作步骤。应用冷冻切片机将冷藏试品切割成薄厚在10 μm至30 μm中间的切成片。将冷藏切成片置放在导电性板上，比如涂有氧化铟锡(ITO)的盖玻片。以后将做为輔助水解实验试剂的栽培基质涂覆于试品表层，随后开展质谱分析。在MALDI-MSI全过程中，我们可以明确被测地区和测点中间的间距，获得每一个测点的质谱分析和位置信息。根据挑选总体目标分子结构在每一个测点的质谱分析中的质荷比，我们可以从每一个测点的抗压强度标值获得总体目标分子结构在试品中的遍布信息内容。在本科学研究中，大家依照所述步骤开展试验，以确立Asparaptine的精准定位信息内容。
图1 MALDI-MSI的试验步骤
2. 试验一部分
2.1 试品及试品冷藏方式
将茭白依照尖部、中间和下方切割成三份，应用自动切片机（CM1950）将三一部分各自做成20μm薄厚的切成片。茭白的侧边有三角形的叶子，称之为鱼鳞，其功效是维护枝杆(图2A)。在此项科学研究中，对这四个位置均开展了显像。总体目标成份是以前早已叙述过的Asparaptine。在MALD-MSI中，试品的冷藏是危害显像結果的一个关键全过程。在本科学研究中，大家将对液氮冷冻法和真空泵自封袋冷藏法二种方法开展较为(图2B)。前一种冷藏方式是将茭白包囊在铝铂中，放进液态氮中冷藏。后一种方式是将茭白放进真空包装袋中，将袋里抽成真空，随后在-80°C的电冰箱中渐渐地冷藏。为了更好地较为这二种方式，大家应用甲苯胺蓝上色对组织切片开展查验。
2.2 栽培基质喷漆
大家根据喷漆的方法将α-氰基-4-甲基肉桂酸(CHCA)载入于试品表层，栽培基质水溶液是10mg/mL的浓度值(30%乙腈，10% 2-丙醇，0.1%苯甲酸)开展配置的。应用喷笔（PS-270）将400 μL栽培基质水溶液喷漆于试品切成片表层，喷漆枪的顶尖与机构表层中间的间距维持在10 cm。
2.3 MSI剖析标准
大家应用iMScope TRIO (图3)来开展MALDI-MSI剖析。配备355nm Nd:YAG激光光源，激光器頻率1000 Hz，每点激光器直射频次100，每一个像素数积累频次为1次。激光器光点直徑为25μm，抗压强度为47，试品工作电压和探测器工作电压各自设成3.5 kV和2.1 kV。收集方式为正离子方式，收集范畴m/z 100-350, 并且以Asparaptine的质子加和物质m/z 307.09做为前体正离子开展二级质谱分析。
3. 結果与探讨
3.1 试品冷藏方式较为
将根据液氮冷冻和真空泵自封袋冷藏二种方法开展冷藏的试品切割成20 μm 厚的切成片，并将切成片用甲苯胺蓝上色，随后应用显微镜开展查验（图4）。如图所示4a 中所显示，应用真空包装袋冷藏的试品制取切成片有可能不危害试品形状。另一方面，试品经液氮冷冻后，因为在冷藏全过程中会造成裂痕，促使试品切成片无法维持其外貌。试品冷藏在真空泵自封袋里，也一样能够维持细胞组织的形状，而用液氮冷冻的细胞组织会被毁坏，可观查到许多 包括缝隙的一部分（图4B）。真空泵自封袋冷藏的试品往往可以维持组织细胞形状，其关键缘故是髙压冷藏法基本原理充分发挥了功效7)。一般状况下，当水结为冰时体细胞内便会产生冰霜8)。殊不知，在髙压锁定方式中，根据在锁定全过程中对试品释放髙压(一般在2000 atm 上下)，水的熔点会减少，黏度会提升，因此根据这类方式能够抑止造成 组织细胞毁坏的冰霜的产生。在本试验中，尽管沒有释放2000 atm 的工作压力，但试品很有可能在外面力的作用下，造成了有别于过热蒸汽下锁定情况的状况。另一方面，在应用液氮冷冻时，试品自身很有可能会因为水的澎涨而造成了裂痕。另外，因为试品在液态中烧开，在试品周边产生一层N2层。一旦这类状况产生，冷藏高效率将被巨大减少。除此之外当应用髙压冷藏方式时，水以非晶形状锁定的深层是5 到20 μm，而以液氮冷藏时,这一深层可以达到5 到200 μm9）。这类状况在例如茭白那样的容积很大且带有很多水份的样版中尤其显著。依据上述基本原理，真空泵自封袋冷藏是一种又好又简单的方式，它能够在冷藏绿色植物试品时维持试品机构的形状。
3.2 Asparaptine 精准定位信息内容的大数据可视化
在本试验中，最先根据显像质谱分析来开展Asparaptine精准定位信息内容的大数据可视化。如图所示5A所显示，意味着Asparaptine的m/z 307.09的质谱分析峰被检验到。随后根据在正离子阱中的一级质谱分析挑选出m/z 307.09的残片，再根据航行時间质谱分析二级残片正离子信息内容，进而确定是不是m/z 307.09的残片来自靶向治疗化学物质。图5B所显示的质谱图是由二级质谱分析得到的，大家取得成功检验到来源于一级前体正离子m/z 307.09的残片正离子m/z 248.05。因为m/z 248.05是Asparaptine构造能够造成的残片正离子，因而m/z 307.09被觉得是Asparaptine的质谱分析峰。因而，选用m/z 248.05残片离子对Asparaptine开展显像，結果如图所示6所显示。剖析结果显示，Asparaptine的遍布方法是以管理中心向外拓展，从下方向顶尖拓展。另外在鱼鳞和输导组织周边遍布有很多的Asparaptine。根据依靠MALDIMSI技术性，大家取得成功完成了对一种先前尚不明确其遍布的化学物质的详尽精准定位信息内容的剖析和确定。
4. 结 论
在本科学研究中，大家初次应用iMScope TRIO 对茭白中的Asparaptine 开展了精准定位剖析。大家还发觉冷藏法在绿色植物试品剖析中具备关键的实际意义。根据依靠MALDI-MSI 这类强有力方式，我们可以根据数据可视化的精准定位信息内容来得到全新升级的发觉，乃至针对这些生成原理和作用并未明确的化学物质也是这般。将来，把MALDI-MSI 运用于绿色植物和食品类试品将有利于大家确立试品中成份的精准定位信息内容，并有希望在功能食品的高效率开发设计、总体目标化学物质生成原理的诠释等层面获得大量运用。
5. 论文参考文献
1) R. Nakabayashi et al., J. Nat. Prod., 78, 1179 (2015)
2) Enomoto Y. et al., Anal. Sci., 34(9), 1055 (2018)
3) Ohtsu S. et al., Anal. Sci., 34(9), 991 (2018)
4) N. Zaima et al., Rapid Commun. Mass Spectrom., 24, 2723 (2010)
5) S. Taira et al., Int. J. Biotechnol. Wellness Industry, 1, 61 (2012)
6) Anna C. Crecelius et al., J. Agric. Food Chem., 65, 3359 (2017)
7) H. Moor, U. Riehle, Proc. 4th Eur. Reg. Conf. Electron Microsc., 33 (1968)
8) H. Moor, Cryotechniques in Biological Electron Microscopy, 175 (1987)
9) Y. Ito, Plant Morphology, 25, 35 (2013)