質譜成(chéng)像（Mass Spectrometry Imaging, MSI）是以質譜技術爲基礎，通過(guò)質譜直接掃描生物組織樣(yàng)本實現成(chéng)像的新型“分子顯微鏡”。該技術能(néng)夠在同一張組織切片上一次分析數百種(zhǒng)分子的空間分布特征。

        MALDI質譜成(chéng)像分辨率的提高（<10μm）一直是該技術研究的一個熱點和瓶頸。德國(guó)吉森大學(xué)Bernhard Spengler教授團隊緻力于大氣壓MALDI（TransMIT AP-SMALDI 10）質譜成(chéng)像系統的研制，首次實現了5μm高空間分辨率質譜成(chéng)像。其精密的光學(xué)設計大大提升了MSI的空間分辨率，同時(shí)保證了檢測的高靈敏度。該系統已成(chéng)功應用于小鼠膀胱組織中脂類分子（Angew Chem Int Ed, 49(22):3834–3838）、小鼠腦組織中腫瘤标志物（Histochem Cell Biol, (2013) 139:759–783）、小鼠腎髒組織中抗腫瘤藥物（Anal Bioanal Chem, (2011) 401:65–73）、甘草根莖中黃酮類和皂苷類（The Plant Journal, 2014, 80(1):161-171）、斯氏按蚊體内脂類物質（Anal. Chem. 2015, 87(22), 11309−11316）以及Hela細胞中内源性代謝物（Anal. Chem. 2012, 84, 6293−6297）的空間特異性分布研究。

        最近，國(guó)際頂尖雜志Nature Methods報道(dào)了Spengler教授團隊的最新研究成(chéng)果—Atmospheric pressure MALDI mass spectrometry imaging of tissues and cells at 1.4-μm lateral resolution（Nature methods, 2017, 14(1): 90-96）。優化後(hòu)的AP-MALDI質譜成(chéng)像系統再次將(jiāng)空間分辨率提高到了1.4 μm，實現了單細胞分子成(chéng)像。如下圖所示，超高分辨率AP-MALDI質譜成(chéng)像系統能(néng)夠分辨單細胞生物草履蟲亞細胞中脂類、代謝物以及肽類物質的空間特征性分布。該項技術的問世將(jiāng)爲科研工作者帶來無标記檢測的全新視角，提供更爲豐富的亞細胞水平的組織空間信息。

（a）草履蟲RGB質譜疊加圖像，空間分辨率3µm，[DG(31:0)+NH4]+紅色、[PC(34:1)+Na]+ 綠色、[Cer(d35:2)+H]+藍色；（c）草履蟲RGB質譜疊加圖像，空間分辨率3µm，[PS(32:1)+H-H2O]+紅色、[MG(22:1)+NH4]+綠色、[(Lys3Ala)+H]+藍色；（e）草履蟲RGB質譜疊加圖像，空間分辨率2µm，[DG(38:1)+NH4]+紅色、[(LysAsnArgLeu/Ile)+H-2H2O]+或[(LysArgValGln)+H-2H2O]+綠色、[PC(P-30:0)+H]+藍色；（g）輪蟲吞噬草履蟲的RGB質譜疊加圖像，空間分辨率2μm，[PE(35:2)+H]+紅色、[PC(34:1)+Na]+綠色；（b, d, f, h）分别爲a、c、e、g對(duì)應的顯微鏡光學(xué)圖像。圖片來源于Nature Methods，（doi:10.1038/nmeth.4071）