Chem Rev封面文章 | 北京林业大学王晓东/付玉杰教授领衔！一文搞懂空间多组学神器MALDI基质的来龙去脉！
2026-04-13
中科新生命
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自1985年诞生至今，基质辅助激光解吸/电离质谱（MALDI-MS）已走过40年历程。从最初突破生物大分子检测的瓶颈，到如今成为蛋白质组学、代谢组学乃至空间多组学的核心工具，这项技术背后凝聚了13位诺贝尔奖得主的智慧与贡献。而贯穿其发展的一条主线——基质，这个看似辅助、实则决定实验成败的关键角色。
图1 MALDI-MS质量分析器
实用tips
万字长文回顾了 MALDI 40多载的发展历程中，对深度空间代谢组项目实际执行中的标准化建议如下：
1. MALDI 的灵敏度受到电离程度的限制，从而限制了离子化效率。为提高灵敏度，Soltwisch等人引入了 MALDI-2后离子化激光策略，以在气相中启动一种类似于MALDI 的二次离子化过程，调整激光束并在MALDI离子源内部安装聚焦透镜，主光束有效直径达到5μm，显著提高了脂质、脂溶性维生素和碳水化合物的离子产率，使其提升两个数量级，实现动物和植物组织实现5 μm高分辨率成像。
图4 MALDI-2后电离技术
图5 MALDI-2灵敏度提升1-3数量级
2. 在样本准备环节，新鲜的、未经过修饰的组织样本做包埋处理，保持组织空间形态、尽可能避免代谢物变化，样本切片后将目标切片置于MALDI专用的导电（ITO涂层）玻璃载片上。
3. 使用基质的意义：合适的基质不仅可以提高分析物的电离效率，提高灵敏度、耐盐性和整体适用性，并且在感兴趣的质量范围内避免产生干扰离子，是特定化合物检测的关键。
4.配置专业的TM Sprayer（HTX）等自动化基质喷涂仪则具有高效性、自动化和便利性，与手动方法相比，能大大减少操作时间并提高沉积均匀性，从而提高了检测效率。
图6 TM-Sprayer
总结
基于上述技术优势，中科新生命的深度空间代谢组服务已助力多位用户在肿瘤、疾病机制研究、植物学等领域发表高水平研究论文。通过整合MALDI 2高灵敏度平台、标准化样本制备、优化基质选择和自动化喷涂流程，我们正在推动空间代谢组学从“看得到”走向“看得准、看得细”。
展望未来，随着基质研究从经验探索迈向机理驱动与AI辅助设计，MALDI-MS有望在定量准确性、空间分辨率和多组学整合能力上实现全新突破。届时，空间蛋白质组学、空间代谢组学、空间脂质组学和空间糖组学将真正融合，为系统生物学和精准医学提供前所未有的分子视野。
项目文章解读
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关于中科新生命
上海中科新生命生物科技有限公司（APTBIO）创立于 2004 年，由原中国科学院上海生命科学研究院蛋白质组研究中心孵化而来，是国内质谱多组学应用领域的开拓者。公司以 “AI + 质谱多组学” 双核驱动创新，构建智能化组学生态。拥有自主知识产权的质谱检测平台与 AI 大数据分析系统，聚焦科技服务、生物医药及大健康消费三大领域，为全球科研机构、医院、药企提供从基础研究到临床转化的一站式解决方案。融合多组学技术与人工智能，围绕生物标志物发掘、药物靶点筛选及个性化诊疗等方向，构建具有国际竞争力的组学数据库与算法模型，推动转化医学进程，加速创新药物研发，成为推动生命科学数字化升级的核心引领者。
