銀杏是銀杏科中碩果僅存的物種，被稱為活化石。銀杏葉中富含許多生物活性物質(zhì)，能用來(lái)治療許多外周動(dòng)脈，記憶功能障礙的疾病。傳統(tǒng)的研究手段諸如液質(zhì)聯(lián)用、氣質(zhì)聯(lián)用、毛細(xì)管電泳等都是葉片組織均質(zhì)化的研究，因此對(duì)代謝物在組織內(nèi)的分布不得而知。但至少有10種組織、15種以上的細(xì)胞是異質(zhì)化分布的，當(dāng)前植物成像技術(shù)（光學(xué)/電子顯微鏡）已經(jīng)被用于代謝物分布研究，但是這些方法都需要分子標(biāo)記，無(wú)法做非標(biāo)研究。MALDI成像近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于非標(biāo)記成像研究。

本報(bào)告利用布魯克ultrafleXtreme MALDI-TOF/TOF MS和solariX MRMS這兩個(gè)質(zhì)譜平臺(tái)來(lái)研究葉片中代謝物成分，在銀杏葉中首次發(fā)現(xiàn)了黃酮苷元、雙黃酮苷、黃酮苷、雙糖苷、銀杏內(nèi)酯等多種物質(zhì)。

• ultrafleXtreme用作快速篩選工具，以優(yōu)化基質(zhì)，檢測(cè)質(zhì)量范圍，空間分辨率等；

• solariX提供更好的分子特異性，并用于收集銀杏葉片圖像和來(lái)自不同銀杏橫切面的代表性譜圖。

結(jié)果和討論

在利用ultrafleXtreme摸索條件時(shí)，正離子模式使用DHB、CHCA，負(fù)離子模式使用9-AA，另外DHB還使用了噴霧法和升華法做了比較，從圖1中可以看出DHB效果優(yōu)于CHCA，因此正離子模式選擇DHB，負(fù)離子模式選擇9-AA。從圖2的噴涂基質(zhì)方法比較結(jié)果來(lái)看，噴霧法的信號(hào)更多，響應(yīng)更強(qiáng)，因此選擇噴霧法。

以下為一些具有代表性的譜圖（圖4），我們可以利用MRMS低于ppm級(jí)別的精確度對(duì)化合物進(jìn)行鑒定：從上表皮表面鑒定出黃酮苷的[M+H]+，[M+Na]+，[M+K]+峰（圖4.A），還從上表皮檢測(cè)到類黃酮苷元[M+K]+的二聚體（圖4.B）。在負(fù)離子模式下從上表皮中檢測(cè)到了三組類黃酮苷元的峰，m/z284.0331 和285.0409，m/z 300.0279和301.0359，m/z 314.0437和315.0517（圖4.C），他們分別是去質(zhì)子化離子[M-H]-和自由基產(chǎn)物離子[M-H-H]-?。圖4.D為負(fù)模式下從分泌腔獲得的銀杏酸和腰果酚。

以下圖5為一些代表性的分子在組織上的異質(zhì)性分布，包括類黃酮苷元、雙類黃酮、類黃酮糖苷和雙糖苷等，大多數(shù)離子都聚集在葉片的上下表皮。值得注意的是，由于類黃酮在植物中的豐度較低，因此最近才剛剛報(bào)道，這是因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的LC-MS會(huì)將植物組織均質(zhì)化，含量低的物質(zhì)無(wú)法檢測(cè)到，但是MALDI-TOF可以對(duì)某一特定位置進(jìn)行檢測(cè)，從而檢測(cè)到含量較低的物質(zhì)。有一些物質(zhì)明顯在上表皮的分布高于下表皮，比如m/z1551.34和m/z1535.35（銀杏果苷），數(shù)據(jù)與查爾酮合酶生物活性（類黃酮生物合成中的關(guān)鍵酶）的異質(zhì)分布一致，該酶主要存在于上表皮中。在葉肉層和分泌腔中檢測(cè)到了一些磷酸膽堿（PCs）（例如，m /z 796.52）。據(jù)報(bào)道，這些脂質(zhì)相關(guān)化合物在植物細(xì)胞中充當(dāng)?shù)诙攀?，并且主要在分泌腔中觀察到。

結(jié)論

• MALDI Imaging是首次使銀杏葉代謝產(chǎn)物可視化的強(qiáng)大工具，可以檢測(cè)到一些含量非常低的物質(zhì)。

• 這些離子圖像可以增進(jìn)對(duì)單個(gè)物種獨(dú)特功能及其在植物生長(zhǎng)和發(fā)育中的生物功能以及非生物和生物脅迫響應(yīng)的了解。