大腦是結構最復雜的器官之一，主要功能與其微區的分子相互作用密切相關。不同代謝物在不同部位有特征性表達。傳統分析技術受樣品制備分辨率以及分析靈敏度的限制，無法精準獲取靶向微區部位，而對其中特異微區代謝物的差異表達分析就更加困難。
  在微區樣品在制備過程中面臨的一個主要問題就是如何在盡量避免或減少對細胞代謝的影響，其中一種方法就是在制備過程中將細胞盡可能地維持在天然環境中。組織切片伴隨著顯微鏡技術等的發展而得到廣泛的應用，而激光顯微切割 (LMD, Laser Microdissection)技術可以方便地對特定的組織區域的精確分離（圖1）。
  圖1. 徠卡激光捕獲顯微切割采用移動激光的顯微切割技術。徠卡顯微系統采用高精確度的光學部件并借助棱鏡沿著組織上所需的切割線對激光束進行操縱，可垂直于組織實施切割，從而獲得切割精確、無污染的分離體。

相比DNA和RNA，細胞內的代謝物無法擴增，組織微區內提供的用于分析的代謝物濃度低體積小，一些極為稀少的代謝物需要更加靈敏的檢測方法。SCIEX 7500 系統是SCIEX的新一代高端定量工作平臺。在繼承以往產品耐用性的同時，SCIEX 7500系統靈敏度的提高可以應對諸如腦組織微區代謝組學這些極具挑戰性的分析工作。
 
 
由制備好的腦組織切片樣本置于激光顯微切割載物臺，確定好焦距平面后，將視野移動到空白區域，進行激光切割位置校準，再將視野移動到待切割的細胞區域；選擇合適的切割區域 (實驗中切割面積為約2000 µm2)，在調節好相關參數后開始進行切割（圖2）。
  圖2. 腦組織切片樣本用于激光顯微切割分離體制備。在40倍放大視野中選取合適的面積，約2000 µm2（左）進行切割分離并用于后續分析；一份樣品切割分離完成后（右），可繼續選擇其他區域進行操作。

高覆蓋靶向脂質組學分析

該方法提供了眾多的多反應監測(Multiple reactions monitoring, MRM)離子對用于多種脂類物質的靶向檢測。化合物列表中可以檢測約1900種脂質分子，可以充分覆蓋哺乳動物的血漿、組織和細胞中的常見脂質。另外，針對特定的待測物質，也可直接在MRM列表中添加其它想要檢測分析的脂質化合物離子對。在分離的微量細胞中共檢測到285個脂質化合物，包括鞘脂SM、膽固醇酯CE、甘油三酯TAG、甘油二酯DAG、磷脂酰乙醇胺PE、磷脂酰膽堿PC、神經酰胺Cer7類（圖3）。
  圖3. 腦組織微區中測得的不同種類脂質化合物的數量。基于LC-MS/MS的靶向脂質組學方法快速分析基質中的多種脂類物質。

對于痕量細胞中檢測到的脂質化合物的判定，基于與空白提取溶劑（陰性對照）和血漿脂質提取樣本（陽性對照）共同比較，并且結合各類脂質標準品出峰位置情況、同類脂質化合物有較為接近的出峰位置，而同類脂質化合物連接脂肪酸鏈越長保留時間越靠后、連接相同碳數的脂肪酸鏈上不飽和鍵數越多保留時間越靠前的規律，對微量樣本中檢出的脂質化合物做定性判斷（圖4）。
 

圖4. 微量腦組織切片中測得的脂質化合物示例圖。通過LC-MS/MS測得的7類脂質化合物在空白提取溶劑中（左）均不存在，而與陽性對照血漿樣本（右）中出峰行為一致。

通過徠卡激光切割顯微鏡LMD7精確獲取微量樣本技術與SCIEX 7500系統高靈敏度檢測相結合，實現從空間形態到微量細胞高覆蓋靶向脂質組學分析檢測。在約2000 µm2 組織切片樣品中檢測到脂質化合物數目285個，符合組學分析對化合物覆蓋度的需求。