邁向農業 4.0：使用 iMScope™ QT 精準解析柑橘果皮中抗菌植物抗毒素的空間分布

在農業 4.0 的時代，採後保存技術正透過先進的分子分析科技持續升級。當柑橘類水果受到紫外線（UV）照射等外部刺激時，會自然合成一類具抗菌作用的低分子量物質，稱為植物抗毒素（phytoalexins）。其中，Scoparone 在抑制真菌造成的腐敗方面扮演關鍵角色。

為了優化採後保存設備，研究人員不僅需要了解這些化合物是否存在，更需要掌握其在果實組織中的精確空間分布。透過 iMScope™ QT 影像質譜顯微鏡，結合光學顯微鏡與高解析度 Q-TOF 質譜技術，可在顯微層級直接視覺化果實內部的防禦機制。

在 MALDI 質譜影像（MSI）分析中，複雜植物組織內的背景污染離子可能會干擾目標分子的訊號，使化合物分布不易判讀。此外，光學影像與質譜（MS）資料的疊合，也常受到空間解析度與影像對位精準度的技術限制。

1. 樣品前處理

以 UV 照射後的清見橘果皮作為樣品，誘導 Scoparone 的生成。透過柑橘腐敗抑制裝置進行人工紫外線照射（圖 1），可直接誘導橘色外果皮內部合成 Scoparone。

2. 均勻離子化

為確保高度再現性，使用 iMLayer™ 自動基質塗布系統（圖 2）塗布 CHCA 基質，形成均勻的基質層，這是取得高品質 MALDI 影像的關鍵步驟。

圖 1. 柑橘腐敗抑制裝置

圖 2. iMLayer™

3. MS/MS 影像分析策略

為排除背景干擾，本研究使用 iMScope™ QT（圖 3）進行 MALDI MS/MS 影像分析。分析時以 Scoparone 的 [M+H]+ 離子（m/z 207.065）作為前驅離子，並利用其特定碎片離子 m/z 107.049 進行分布影像化，確保高度的化學選擇性。

圖 3. iMScope™ QT

使用 iMScope™ QT 分別針對柑橘果皮的縱切面與橫切面進行 MALDI 影像分析，空間解析度分別為 40 µm 與 10 µm。圖 4 顯示了在 40 µm 空間解析度下，橘子果皮橫切面中 Scoparone 的 MALDI MS/MS 影像結果。

結果明確顯示，Scoparone 主要分布於果皮表面與油胞中。

圖 4. 以 40 µm 空間解析度分析橘子果皮橫切面中 Scoparone 的 MS/MS MALDI 影像

此高解析度空間分布分析，證實油胞在柑橘防禦系統中扮演重要角色，並可為工程人員設計更先進的腐敗抑制技術提供具體且可應用的數據。

iMScope™ QT 是業界少數將光學顯微鏡與 Q-TOF 質譜技術整合於單一平台的分析儀器。其獨特優勢在於可將顯微光學影像與化學質譜影像進行精準且自動化的疊合，協助研究人員更直觀地解析化合物在組織中的分布情形，推動農業 4.0 及相關應用領域的創新發展。

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