近日，記者從中國科學技術大學了解到，該校國家同步輻射實驗室潘洋教授團隊利用自行研發的解吸電噴霧電離/二次光電離（DESI/PI）質譜成像平臺結合多孔聚四氟乙烯印跡技術，實現了對多種植物葉片中代謝物的空間成像。日前，研究成果發表于國際分析化學領域期刊《分析化學》。
在已知植物種群中，有約20萬個植物代謝物的化學結構已經被鑒定出來。植物代謝物的成分分析和空間成像對探討植物代謝物的生物合成、運輸、生理機制、自我調節機制及植物與生態的相互作用具有重要的意義。
質譜成像是近年來涌現出的分子成像技術，具有免熒光標記等優點。然而，由于植物角質層和表皮蠟的存在，常規軟電離技術很難穿透角質層作用于葉肉組織，無法對植物葉片中的代謝物進行直接成像。
研究人員通過印跡方法，將葉片中的植物代謝物轉移至多孔聚四氟乙烯材料上，并對印跡后的材料進行成像，實現了對葉片植物代謝物的間接成像。由于使用了DESI/PI技術，相比于傳統的解吸電噴霧電離（DESI）方法，正離子模式下可新檢出多達百種萜類、黃酮類、氨基酸和苷類等次生代謝產物；負離子模式下的整體代謝物信號強度可增強一個數量級。
課題組進一步利用該技術對茶葉進行研究，發現咖啡因在葉中脈富集、茶氨酸在葉柄富集并延伸至中脈和葉尾。這一發現，為咖啡因主要在茶葉中脈合成和茶氨酸在茶葉根部合成并轉運至葉片的生物合成位點及轉運路徑提供了強有力的證據。實驗還檢測到茶葉中兒茶素生物合成網絡中重要的黃酮類代謝物，并以質譜成像的形式展示出其空間分布。上述發現表明，印跡DESI/PI成像技術在探索植物代謝轉化位點和途徑方面有巨大的潛力。
