質譜成(chéng)像（Mass Spectrometry Imaging，MSI）技術是一種(zhǒng)新型的原位表面(miàn)分子成(chéng)像技術。借助質譜的結構分析和鑒定能(néng)力，能(néng)夠準确的解析多種(zhǒng)物質在生物組織表面(miàn)的特異性空間分布。

        近年來，MSI技術在醫學(xué)、藥學(xué)、生物學(xué)等領域獲得了極大的關注。然而，現有質譜成(chéng)像技術僅能(néng)對(duì)同一平面(miàn)中的樣(yàng)品進(jìn)行質譜成(chéng)像分析，要想獲得三維空間信息，則隻能(néng)依靠圖像的三維重建技術和數據歸一化處理來實現，極爲耗時(shí)。
針對(duì)3D MSI的技術瓶頸，德國(guó)吉森大學(xué)的Bernhard Spengler教授團隊開(kāi)發(fā)了最新的自動聚焦三維質譜成(chéng)像技術，成(chéng)果發(fā)表在國(guó)際頂尖雜志Nature Methods——Autofocusing MALDI mass spectrometry imaging of tissue sections and 3D chemical topography of nonflat surfaces（Nature Methods, 2017, 14(12): 1156）。這(zhè)是繼“1.4μm超高分辨率質譜成(chéng)像技術”之後(hòu)，Spengler教授團隊的又一次突破。該技術通過(guò)把激光三角測量系統整合到AP-SMALDI10 MSI系統中，實現了小于10μm的側向(xiàng)分辨率。如下圖所示，自動聚焦MALDI質譜成(chéng)像系統能(néng)夠清晰的可視化苜蓿葉片中糖苷類和脂類物質的三維空間分布（Fig.1c），曼氏裂體吸蟲中磷脂類物質空間特異性分布（Fig.1e, f），以及小鼠腦部磷脂類物質的組織空間特異性分布（Fig.1g, h）。該技術的出現可直接對(duì)三維生物樣(yàng)品進(jìn)行質譜檢測，其自動聚焦技術能(néng)夠大大提升檢測效率和檢測通量，并有效避免樣(yàng)品中檢測信号的缺失。

Fig.1 苜蓿葉片、曼氏裂體吸蟲和小鼠腦部自動聚焦3D質譜成(chéng)像。a，苜蓿葉片光學(xué)成(chéng)像圖；b，總離子質譜圖像；c，3D RGB質譜疊加圖，[trifolin + Na]+紅色、[MGDG(36:6) + K]+綠色、m/z 594.8937藍色；d，血吸蟲光學(xué)成(chéng)像圖；e，3D RGB質譜疊加圖，[PC(36:1) + Na]+紅色、[PC(34:1) + Na]+綠色、m/z 585.0636 藍色；f，總離子質譜圖像；g，小鼠腦部3D-RGB和2D-RGB質譜疊加圖，[SM(d40:2) + K]+紅色、[PI-Cer(d38:0) + H]+綠色、[PC(40:7) + K]+藍色，其中上圖爲自動聚焦，下圖爲非自動聚焦。圖片來源于Nature Methods，（doi:10.1038/nmeth.4433）