壞死是由細胞外部因素(如缺氧)引起的一種細胞死亡形式，它通常與乳腺、結腸、腦、肺、腎和胰腺中迅速生長的惡性腫瘤有關。有效并快速地鑒別腫瘤壞死區(qū)域能夠提供早期復發(fā)或死亡的預后信息，從而幫助癌癥的診斷與治療。

　　質譜作為一種高靈敏分析技術可對分析樣品進行快速檢測，并提供樣品組分的質譜輪廓圖信息。解吸電噴霧電離質譜(DESI-MS)技術是目前廣泛使用的質譜成像技術之一，其結合了質譜技術與成像技術的優(yōu)勢，可用于獲取樣本組分在空間的分布情況，有利于腫瘤壞死區(qū)域的準確識別。為縮短檢測時長，本實驗輔助使用旋光測定技術實現(xiàn)了DESI-MS對腫瘤切片的快速空間靶向檢測分析，使分析時間縮短至2 min。

　　實驗方法

　　雌性小鼠的乳腺癌腫瘤組織，液氮冷凍后在冷凍切片機上以10 μm厚度切片，固定于載玻片，于-80 ℃貯存待用。

　　對10 μm腫瘤切片采用自制旋光成像系統(tǒng)進行旋光測定，根據(jù)旋光圖像顯示的極化異質性區(qū)域對組織切片進行靶向DESI-MS成像分析。采用DESI源與Waters Xevo G2-XS Q-Tof系統(tǒng)，噴霧溶劑采用ACN/DMF(v/v 1:1)+150 pg/μL LE，流速1 μL/min，毛細管電壓3.6 kV，霧化氣壓力100 psi，掃描速度100 μm/s，空間分辨率100 μm，負離子模式采集。

　　使用沃特世高清成像軟件(HDI)處理質譜成像數(shù)據(jù)。

　　結果與討論

　　圖1所示為壞死性乳腺癌腫瘤的DESI-MS成像結果。根據(jù)離子成像圖以及質譜圖，可以看到，已知生物標記物油酸m/z 281.25以及花生四烯酸m/z 303.2主要存在于壞死組織，而腎上腺素酸m/z 331.26主要存在于非壞死組織，這與已有研究結果相匹配;此外，我們還發(fā)現(xiàn)m/z 574.48(暫定為[Cer(d34:1) + Cl]-)僅存在于壞死組織，m/z 391.25僅存在于非壞死組織，利用這兩種物質的疊加圖可以顯示整個腫瘤切片的壞死與非壞死區(qū)域輪廓圖。以上DESI-MS成像數(shù)據(jù)與H&E、Pan-CK染色圖像所示的病理學分析數(shù)據(jù)一致，進一步證實了DESI-MS檢測數(shù)據(jù)的可信度。

　　然而，要得到整個腫瘤切片的DESI-MS成像圖需耗費較長時間，本實驗條件下所耗時長為5 h，因此該檢測方法并不適用于術中腫瘤壞死區(qū)域的快速識別。這里，我們采用旋光測定技術，根據(jù)壞死區(qū)域組織結構的改變，測定組織的光學去極化率，從而使DESI-MS分析靶向化，大大縮短分析時間。圖2a為腫瘤切片的H&E成像，可以看到圖2b顯示的極化異質性區(qū)域與病理學上的壞死區(qū)域有很大的關聯(lián)性。根據(jù)偏振圖像中的極化異質性區(qū)域進行靶向DESI-MS采集，可以得到包含生物標記物的質譜圖(圖2c)，從而快速鑒別腫瘤壞死區(qū)域，如此可將整個分析時間縮短至2 min以內。

　　總結

　　DESI-MS質譜成像技術可用于乳腺癌腫瘤壞死區(qū)域的準確識別，輔助使用旋光測定技術可以引導DESI-MS進行靶向性的檢測分析，從而大大縮短術中的檢測時長。