厦门大学等在高空间分辨率质谱成像技术研究上取得进展

近日，厦门大学化学化工学院杭纬教授课题组与斯坦福大学Richard Zare教授课题组合作，在高空间分辨率质谱成像技术研究上取得进展。研究团队将微透镜光纤技术与与现有的激光质谱成像平台相结合，使质谱的成像分辨率获得大幅提升。相关成果发表于Nature Protocols。

　　质谱成像技术把高灵敏度的质谱和提供检测物空间信息的成像软件相结合，是一种具有高灵敏、没有特异性标记且可同时监测多种目标分子空间分布和含量变化的成像技术，在医学、生物、药学等领域的研究中有着巨大价值。目前质谱成像技术多采用激光最为采样工具，如MALDI-MS、LA-ICP-MS、LA-ESI-MS等。但是受限于光学衍射极限、透镜像差以及光学聚焦距离较长等因素，激光质谱成像技术的空间分辨率始终局限在微米级别，难以用于微纳样品的分析。通过光束整形设备或近场光学技术虽然能够实现高空间分辨率，但是成本高昂，无法大范围推广。

　　杭纬教授课题组多年来致力于发展激光质谱纳米成像技术。在国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目的资助下，项目组于2020年首次研发出了基于微透镜光纤的激光采样技术，并与质谱技术结合，在近两年取得了多项研究成果，包括与商品化的ICP-MS相结合，LA-ICP-MS的空间分辨率提高至400 nm等。同时，斯坦福大学的Richard N. Zare课题组也同样将微透镜光纤与商品化仪器平台相结合，将现有的LA-ESI-MS成像分辨率提高了近一个数量级。

　　据介绍，微透镜光纤技术具有通用、普适性强、经济可靠等优势，就像一台化学显微镜，无需标记且无通道数量限制。该技术与与现有的激光质谱成像平台结合，可大幅提高成像分辨率和精准性，有望在单细胞化学、药物代谢以及纳米材料等多个领域发挥重要作用。

　　将微透镜光纤技术与金光质谱成像技术相结合的新型高空间分辨率质谱成像技术，是一种经济可靠、操作简单、普适性强、具有纳米空间分辨率的激光质谱成像技术，解决了激光质谱成像技术无法用于分析纳米样品的问题，极大拓展了激光质谱成像技术的应用空间，为微纳材料研究、单/亚细胞水平的医学与药学研究等提供了新的工具。