近日，中央民族大学生命与环境科学学院王晓东教授团队在《中国科学：化学》杂志再次发表综述长文“化学衍生化技术及其在质谱成像中的应用进展”，系统总结了近十多年来化学衍生化技术在质谱成像领域中的相关进展。该文是团队近五年来两次在《中国科学》系列期刊发表长文综述（中国科学:生命科学, 2017, 47(10), 1043-1064）（中国科学:生命科学, 2021, 51(4), 384-411）后，第三次在《中国科学》系列期刊《中国科学：化学》发表长文综述。《中国科学：化学》是中国化学领域学术水平最高的国际知名刊物，是中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的综合性化学期刊，主要报道化学及与其他学科交叉领域的具有创新性的、高水平的、有重要意义的研究成果。

近年来，质谱成像（Mass spectrometry imaging, MSI）技术因其不断发展与完善而受到越来越多的关注，已被广泛应用于生物内/外源性分子的原位定性定量检测及可视化研究中。相较于传统分子影像分析技术，MSI技术具有高灵敏、高通量、无需标记等优势特点，但该技术在低极性、难电离中性分子的原位分析中短板明显。然而，这些生物分子在生物生理生化、疾病发生发展、胁迫应激反应等方面均发挥着重要作用，是当前科学研究的重点和热点。针对这一难题，化学衍生化技术的发展与应用已成为弥补MSI分析不足极其重要手段之一。化学衍生技术主要通过衍生化试剂的反应基团与生物分子发生衍生化反应，进而将修饰基团偶联到待测分子特定位点上，从而增强这些分子离子化效率，提高低丰度和难电离的代谢分子、脂质、神经递质、核苷酸、类固醇、药物分子、碳水化合物、蛋白质等分子的电离效率，最终使其适用于MSI高效原位定性定量分析，可进一步拓展MSI研究领域。

图1.应用于质谱成像分析中的化学衍生化技术

文章链接：https://www.sciengine.com/publisher/scp/journal/SSC/doi/10.1360/SSC-2022-0009?slug=fulltext

该综述基于多种化学衍生化技术(图1)，主要包括：酯化衍生化、酰化衍生化、加成衍生化、取代衍生化、氧化衍生化及其它衍生化技术，详细介绍了各类化学衍生化的原理、特点及其在MSI研究中的作用及适用范围，并系统性地综述了这些技术在MALDI-MSI及DESI-MSI分子表征中的应用进展。

纵观全文可知，化学衍生化技术与MSI分析的有效结合将是未来生物分子原位表征研究的重点，新型高效衍生化试剂的不断筛选发现、合成开发及衍生化过程的进一步优化将会是今后基于衍生化MSI方法的研究热点及前沿方向。可以预见,化学衍生化技术的不断发展与完善将进一步拓展MSI技术在原位代谢组学、原位脂质组学、原位蛋白质组学、原位糖组学等领域的应用范围。

本项工作得到国家自然科学基金(批准号: 31770384, 21605164)、中央民族大学一流大学一流学科项目基金(批准号: Yldxxk201819)和中华人民共和国国家民族事务委员会中青年英才培养计划基金(批准号: 10301-0190040110)资助。学院生物学2020级硕士研究生李金融、2015级硕士研究生秦亮、2019级硕士研究生蒋东旭为该论文的共同第一作者。

王晓东教授是2015年我校引进的海外优秀人才，2018年入选国家民委中青年英才培养计划，博士生导师。主要从事质谱成像、蛋白质组学、代谢组学技术研发与应用工作。