MALDI質量分析イメージングを用いたSalvia miltiorrhizaの根、茎、葉の組織における特徴的な成分の差異分布

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Fitoterapia.2020 Jul;146:104679. S0367-326X(20)30261-6. doi: 10.1016/j.fitote.2020.104679.Epub 2020-07-01.

MALDI質量分析イメージングを用いたSalvia miltiorrhizaの根、茎、葉の組織における特徴的な成分の差異分布

Differential distribution of characteristic constituents in root, stem and leaf tissues of Salvia miltiorrhiza using MALDI mass spectrometry imaging.

Shilin Li
Nanlin Zhu
Chunping Tang
Haonan Duan
Yongwei Wang
Guangrong Zhao
Jia Liu
Yang Ye

PMID: 32619463 DOI: 10.1016/j.fitote.2020.104679.

抄録

植物の生理活性成分の組織分布を研究するためには、セグメンテーション-定量法が最も一般的な方法ですが、この方法では、制御不能な汚染、化合物の移動や変性をもたらすことになります。質量分析イメージング(MSI)は、過去20年間に開発された新しい手法であり、高感度、高空間分解能、可視化度が高く、汚染や変性のリスクが低い化合物の組織分布を調べることができます。私たちは、薬用植物サルビアミルティホルヒザの特徴的な成分の組織分布を調べるために、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析イメージング（MALDI-MSI）を初めて適用しました。収集したデータから、根、茎、葉の組織における地域差や、分布特性に差があるイオン情報を明らかにした。また、S. miltiorrhizaに含まれる18種類の生理活性成分を空間分布情報とともに同定した。さらに、植物を5つの部分に分割し、同定した化合物をLC-MSを用いて組織間の差異を分析したところ、MSIから得られた結果と一致することがわかった。その結果、MALDI-MSIはサルビア酸やタンシノンの分布の違いに確実に適用できることがわかった。

Segmentation-quantification is the most commonly used method for studying the tissue distribution of bioactive constituents in plant, but this method would bring uncontrollable pollution, compound migration and denaturation. Mass spectrometry imaging (MSI), as a new method developed in the past 20 years, has high sensitivity, high spatial resolution, high degree of visualization, and low risk of contamination and degeneration when studying tissue distribution of compounds. For the first time we applied matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging (MALDI-MSI) to tissue distribution of characteristic constituents of the medicinal plant Salvia miltiorrhiza. From the collected data, we found the regional differences in root, stem, and leaf tissues, and the ion information with differential distribution characteristics. We also identified 18 bioactive constituents in S. miltiorrhiza with their spatial distribution information. In addition, the plant was divided into five parts, and the identified compounds were analyzed for differences between tissues using LC-MS, which results verified those found from the MSI. It is figured out that MALDI-MSI can be reliably applied to the differential distribution of salvianolic acids and tanshinones.