基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）成像是DMPK研究的有力工具，它提供了藥物和代謝物的特異性測量，用于早期藥物篩選。timsTOF fleX是布魯克新型的MALDI成像質(zhì)譜系統(tǒng)，憑借ESI/MALDI雙重離子源和把高靈敏的LC-MS/MS PASEF測量與高分辨率MALDI成像相結(jié)合，完成從目標(biāo)分子成像到非目標(biāo)SpatialOMx研究。最新一代的timsTOF fleX使用創(chuàng)新的激光后電離MALDI-2技術(shù)獲得了較傳統(tǒng)MALDI 高1-3個數(shù)量級的靈敏度【1-2】。MALDI-2提高了離子產(chǎn)率并降低了離子抑制效應(yīng)。同時，MALDI-2還可對傳統(tǒng)MALDI不能電離的藥物和代謝物分子檢測和成像，如甾醇、他汀類、激素、維生素、聚糖等生物分子。這種實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)對于DMPK研究尤其重要。

 

       本應(yīng)用報(bào)告測試了MALDI-2對添加BI-YYY藥物標(biāo)樣組織切片靈敏度的增強(qiáng)，并在大鼠用氯喹或BI-YYY給藥后，用MALDI-2成像分析，以確定靈敏度提高是否轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾�的藥物定位信息。此外，還研究了氯喹代謝物分布，測試MALDI-2在檢出限上的提高。

   

       實(shí)驗(yàn)使用大鼠新鮮肝臟和腎臟組織冷凍切片，切片安放在布魯克

 

       IntelliSlide™自定位玻片上。在切片表面點(diǎn)加咖啡因、氯喹、瑞舒伐他汀、BI-YYY和利血平混合物，施加2,5-二羥苯乙酮（DHAP）基質(zhì)，在1-100µM濃度范圍內(nèi)測試MALDI-2的靈敏度增加。隨后，大鼠在分別給予氯喹或 BI-YYY藥物2小時或24小時后取組織樣本，在配置了MALDI-2的timsTOF fleX質(zhì)譜系統(tǒng)上采集切片的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，像素尺寸為50µm。用SCiLS Lab軟件處理得到組織切片分子圖像，然后用MetaboScape® 2021軟件中的BioTransformer模塊預(yù)測了35個代謝產(chǎn)物[3]，對其中19個特別代謝物做了鑒定和強(qiáng)度測量，并計(jì)算了相對含量。

 

       標(biāo)準(zhǔn)小分子藥物被用來考察BI-YYY藥物電離效率的增加。比較系列濃度咖啡因、氯喹、瑞舒伐他汀、利血平和BI-YYY混合物的對照肝組織的MALDI和MALDI-2分子圖像，MALDI-2顯著提高了所有五種受試化合物的靈敏度，其中新的藥物BI-YYY的峰值強(qiáng)度使用MALDI-2提高了300倍。

 

       動物給藥后的MALDI-2成像顯示腎臟和肝臟中氯喹峰強(qiáng)度分別高出6倍和5倍，BI-YYY的峰強(qiáng)度增加了8.5倍和6倍。所選氯喹代謝物的圖像�？梢钥闯觯瑐鹘y(tǒng)MALDI對大多數(shù)代謝物的信號微弱的，而MALDI-2對許多化合物的響應(yīng)顯著提高，獲得了以前未被檢測到的代謝物的組織分布信息和更低的目標(biāo)化合物的檢測限，這對DMPK研究都至關(guān)重要。

 

       MALDI-2激光誘導(dǎo)后電離是提高藥物成像靈敏度的有力工具，可對更多類型的化合物分子測量，得到BI-YYY或氯喹在體內(nèi)代謝和組織分布更多的信息。