MSI LDPI-A激光解析電離+二次光電離質(zhì)譜成像系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)合型技術(shù)，它結(jié)合了兩種電離技術(shù)，以克服單一技術(shù)的局限性，從而實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的質(zhì)譜成像性能。

1. 質(zhì)譜成像簡介

質(zhì)譜成像是一種強(qiáng)大的分析技術(shù)，它不僅能告訴你樣品中有什么分子（定性分析），還能告訴你這些分子在樣品表面的空間分布在哪里。就像給樣本拍一張“分子照片"，照片中的每個(gè)像素點(diǎn)都包含一張完整的質(zhì)譜圖。

與傳統(tǒng)的光學(xué)生物成像技術(shù)相比，質(zhì)譜成像技術(shù)屬于分子信息成像，是研究生物組織及活體動(dòng)物中分子成像的新型分析技術(shù)。與傳統(tǒng)的熒光分子成像、免疫標(biāo)記分子成像技術(shù)相比，質(zhì)譜成像可以在不用標(biāo)記，無需復(fù)雜預(yù)處理的條件下實(shí)現(xiàn)分子成像，而且可以在同一張組織切片上同時(shí)分析數(shù)百種生物分子的空間分布特征，還可以與生物組織病理學(xué)分析結(jié)果對照用于生物病理學(xué)研究。

應(yīng)用：質(zhì)譜成像技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)組，脂質(zhì)組學(xué)以及藥物代謝組學(xué)等領(lǐng)域，同時(shí)也已經(jīng)在病理學(xué)，臨床醫(yī)學(xué)以及疾病診斷中展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。

2. MSI LDPI-A激光解析電離+二次光電離質(zhì)譜成像是兩種電離的高分辨復(fù)合型技術(shù)

背景，現(xiàn)在主要的質(zhì)譜成像技術(shù)包括基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）質(zhì)譜、解析電噴霧電離（DESI）質(zhì)譜和二次離子電離質(zhì)譜（SIMS），這三種技術(shù)分別是通過激光、帶電的小液滴和離子束將待測物從組織的表面解析電離，都屬于直接解析電離的分析方法。

以MALDI為例不足之處：由于生物組織自身復(fù)雜的基質(zhì)環(huán)境，即使在基質(zhì)輔助的情況下，生物組織中內(nèi)源性化學(xué)成分的激光解析電離效率依然小于1/1000。而且，高豐度且離子化效率強(qiáng)的化合物會抑制其他種類化合物的電離。例如，在正離子模式下的，生物組織的MALDI質(zhì)譜圖中脂質(zhì)類化合物主要以磷脂酰類化合物（PC為主，而同樣含量豐富的糖酯類化合物卻很少被測到。

在此背景下，MSI LDPI-A激光解析電離+二次光電離質(zhì)譜成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在常壓條件下，基于激光解析電離技術(shù)結(jié)合，光誘導(dǎo)的離子分子反應(yīng)二次電離，實(shí)現(xiàn)生物組織中不同種類化合物高分辨高靈敏成像。

3. MSI LDPI-A優(yōu)勢與特點(diǎn)

與常見的MALDI-MSI和DESI-MSI相比，MSI LDPI-A具有獨(dú)特優(yōu)勢：

無需基質(zhì)：避免了MALDI中基質(zhì)分子產(chǎn)生的背景干擾，在低分子量區(qū)域（< 500 Da）的成像尤其清晰。

高靈敏度：PI步驟將大量中性分子轉(zhuǎn)化為離子，靈敏度比傳統(tǒng)LDI高出數(shù)個(gè)數(shù)量級。

高空間分辨率：取決于激光光斑大小，可達(dá)微米級別，優(yōu)于DESI（通常>50 µm）。

豐富的化學(xué)信息：軟電離方式產(chǎn)生豐富的分子離子峰，碎片少，便于分子鑒定。

廣譜性：對各類非極性和極性分子都有較好的檢測能力。

MSI LDPI-A產(chǎn)品介紹

第1步：激光解析電離

激光解析電離 是啟動(dòng)這個(gè)過程的第1步。

作用：使用脈沖激光（通常是紫外激光，如Nd:YAG激光的266nm或355nm波長）照射樣品表面。

過程：

激光能量被樣品吸收，導(dǎo)致樣品表面的材料（待分析物及其周圍基質(zhì)）瞬間氣化/解吸，脫離固體表面。這個(gè)過程產(chǎn)生了一個(gè)由中性分子、碎片離子、電子和團(tuán)簇組成的羽流。

特點(diǎn)：

空間分辨率高：激光光斑可以聚焦到微米級別，決定了成像的精細(xì)程度。

“軟"電離（相對）：LDI本身主要產(chǎn)生中性分子，碎片較少，有利于保留完整的分子信息。但電離效率通常較低且不穩(wěn)定。

傳統(tǒng)的LDI-MS成像的瓶頸：產(chǎn)生的粒子大部分是電中性的，無法被質(zhì)譜儀檢測（質(zhì)譜儀只能檢測帶電離子）。因此，傳統(tǒng)LDI的靈敏度有限，且嚴(yán)重依賴樣品基質(zhì)來輔助電離（類似MALDI中的基質(zhì)）。

第2步：二次光電離

為了解決中性分子無法被檢測的問題，二次光電離 被引入作為第2步電離源。

作用：在LDI產(chǎn)生的氣化羽流中，使用另一個(gè)光源（真空紫外燈，如10.6 eV）對這些中性分子進(jìn)行照射。

VUV光子能量高于許多有機(jī)分子的電離能。光子被中性分子吸收，使其發(fā)生單光子電離，打出電子，從而生成母離子。

特點(diǎn)：

高效電離：將大量的中性分子轉(zhuǎn)化為可檢測的離子，極大提高了檢測靈敏度。

“軟"電離：PI通常產(chǎn)生分子離子（[M]?），碎片很少，非常有利于復(fù)雜混合物的分析和分子結(jié)構(gòu)的確認(rèn)。

普適性強(qiáng)：對大多數(shù)有機(jī)化合物（如多環(huán)芳烴、脂類、藥物、代謝物等）都有較好的響應(yīng)，減少了對基質(zhì)的依賴。

4. MSI LDPI-A系統(tǒng)整合與工作流程

整個(gè)系統(tǒng)的工作流程如下：

(1)樣品制備：將待測的薄組織切片或材料平鋪在載玻片上。通常無需添加化學(xué)基質(zhì)，這是相對于MALDI的一大優(yōu)勢。

(2)激光解析：脈沖激光按照預(yù)設(shè)的步長在樣品表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描。

(3)羽流形成：在每個(gè)激光照射點(diǎn)，產(chǎn)生包含中性分子的氣化羽流。

(4)同步光電離：在羽團(tuán)擴(kuò)散的瞬間，VUV燈發(fā)出的光子對其進(jìn)行照射，將中性分子電離。

(5)質(zhì)譜檢測：生成的離子被質(zhì)譜儀（飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，TOF MS）捕獲、根據(jù)質(zhì)荷比（m/z）進(jìn)行分離并檢測。

(6)成像重構(gòu)：計(jì)算機(jī)會記錄下每個(gè)像素點(diǎn)（X, Y坐標(biāo)）的質(zhì)譜信息。通過提取特定m/z的離子強(qiáng)度，即可繪制出該分子在樣品表面的二維分布圖像。

5.參數(shù)指標(biāo)

分辨率： ≥1 μm

解析源：349nm激光

電離源：后光電離

適配主流質(zhì)譜儀

6.MSI LDPI-A應(yīng)用領(lǐng)域

這項(xiàng)技術(shù)特別適用于需要高空間分辨率和無基質(zhì)干擾的成像場景：病理學(xué)診斷

生物醫(yī)學(xué)研究：

腫瘤學(xué)：可視化腫瘤組織中藥物分子、脂類、代謝物的分布，用于藥代動(dòng)力學(xué)研究和生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)。

神經(jīng)科學(xué)：研究大腦中神經(jīng)遞質(zhì)、脂類、 Aβ蛋白斑塊的空間分布。

環(huán)境科學(xué)：分析植物葉片或微生物膜表面污染物（如多環(huán)芳烴）的吸附和分布。

材料科學(xué)：表征聚合物薄膜、涂層中的添加劑分布或降解產(chǎn)物。

MSI LDPI-A激光解析電離+二次光電離質(zhì)譜成像儀是一種通過兩步電離策略，集高空間分辨率、高靈敏度、無基質(zhì)干擾等優(yōu)點(diǎn)于一身的質(zhì)譜成像技術(shù)，是前沿科學(xué)研究中非常有力的分析工具。

病理學(xué)診斷

藥物代謝動(dòng)力學(xué)

毒理學(xué)

法醫(yī)學(xué)

考古學(xué)

茶葉成像（主要在茶葉中脈合成和茶氨酸在茶葉根部合成并轉(zhuǎn)運(yùn)至葉片的生物合成位點(diǎn)及轉(zhuǎn)運(yùn)路徑提供了強(qiáng)有力的證據(jù)）

質(zhì)譜成像在他汀類藥物降脂的研究

質(zhì)譜成像在老年癡呆癥的研究