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研究人员开发出更可靠的花粉鉴定方法可识别单个花粉粒

花匠小妙招
2024-11-28 04:52

花粉是人类过敏性疾病的主要原因之一，鉴定花粉的类别对于治疗过敏性疾病具有重要作用。但是，即使在今天，花粉的识别大多数情况下仍然通过对其外观（形态）的微观测定来完成，尽管替代的光谱和色谱等谱学方法已经有报道。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）法就是这些谱学方法之一。

那么，花粉是否可以通过MALDI-TOF MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）检测到？是否有可能使用这种方法区分不同类型的花粉？这种方法是否能在由不同类型花粉组成的混合物中起作用？

德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）的研究人员给出了答案，该研究小组采用基质辅助激光解吸电离飞行时间成像质谱 (MALDI-TOF IMS) 研究了三种不同物种 (欧洲榛子、欧洲赤杨和欧洲赤松)花粉粒的混合物。相关研究结果发表在：Journal of the American Society for Mass Spectrometry, 2018, Volume 29, Issue 11。

回答一下前面提到的3个问题。

用MALDI-TOF MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）当然可以检测到花粉粒。花粉和所有生物材料一样, 含有特定的蛋白质、肽和碳水化合物，在样品制备过程中，花粉可以脱离花粉颗粒的表面，并在质谱中产生特征信号模式。研究人员将花粉粒的数量逐步从大于10 减少到单个花粉粒。他们修改了以前应用的样品预处理方法，省略了任何其他提取步骤，使用简单的导电胶带改善了花粉的固定以及花粉中分析物的提取。

花粉颗粒可以通过MALDI-TOF MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）进行区分。从单个花粉粒中可以获得具有特异性的花粉MALDI质谱, 这是在实际应用中对花粉进行可靠分类的前提。通过比较峰值模式, 可以区分不同类型的花粉。为此, 没有必要知道提供这些信号的化合物的结构。很多时候, 肉眼看不到类似物种光谱的差异（融智生物新一代宽谱定量飞行时间质谱平台QuanTOF，在宽质量数范围仍然保持较高分辨率和灵敏度，可以将这种几率变得更小一点）。因此, 多变量统计 (主成分分析) 被用来区分这种模式。这基于强调和加权完整数据集中的差异（方差）。

用于识别和区分花粉粒的MALDI成像质谱。资料来源：BAM，结构分析系

通过MALDI-TOF MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱），可以在混合物中检测、鉴定和计数不同类型的花粉。为此，研究人员使用了MALDI成像技术。这是基于创建横向分辨率图像，其中每个像素 (50μm× 50μm) 代表一个单一的质谱（融智生物基于新一代宽谱定量飞行时间质谱平台QuanTOF的质谱成像系统，空间分辨率5~10μm，成像速率500像素/秒）。研究人员对这些数据集的评价再次采用了多元统计进行。最终的研究结果表明, 可以在模型系统中识别和区分不同物种的个体花粉粒。

该研究小组所提出的方法是一种新的、更可靠的花粉鉴定方法，这种方法建立在科学分析的基础上，而不是在个别的、明显的评估基础上进行的，该方法提供了通过MALDI-TOF MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）快速可靠地识别单个花粉颗粒的机会。

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