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域能夠提供早期復發或死亡的預后信息，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進行旋光測定，根據旋光圖像顯示的極化異質性區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，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)處理質譜成像數據。

　　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，我們還發現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域輪廓圖。以上DESI-MS成像數據與H&E、Pan-CK染色圖像所示的病理學分析數據一致，進一步證實了DESI-MS檢測數據的可信度。

　　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域的快速識別。這里，我們采用旋光測定技術，根據壞死區域組織結構的改變，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域與病理學上的壞死區域有很大的關聯性。根據偏振圖像中的極化異質性區域進行靶向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。