MSI LDPI-A激光解析電離+二次光電離質譜成像系統是一個復合型技術，它結合了兩種電離技術，以克服單一技術的局限性，從而實現更優的質譜成像性能。

1. 質譜成像簡介

質譜成像是一種強大的分析技術，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"，照片中的每個像素點都包含一張完整的質譜圖。

與傳統的光學生物成像技術相比，質譜成像技術屬于分子信息成像，是研究生物組織及活體動物中分子成像的新型分析技術。與傳統的熒光分子成像、免疫標記分子成像技術相比，質譜成像可以在不用標記，無需復雜預處理的條件下實現分子成像，而且可以在同一張組織切片上同時分析數百種生物分子的空間分布特征，還可以與生物組織病理學分析結果對照用于生物病理學研究。

應用：質譜成像技術已經廣泛應用于蛋白質組，脂質組學以及藥物代謝組學等領域，同時也已經在病理學，臨床醫學以及疾病診斷中展現了巨大的應用潛力。

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

背景，現在主要的質譜成像技術包括基質輔助激光解吸電離（MALDI）質譜、解析電噴霧電離（DESI）質譜和二次離子電離質譜（SIMS），這三種技術分別是通過激光、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雜的基質環境，即使在基質輔助的情況下，生物組織中內源性化學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質譜圖中脂質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+二次光電離質譜成像系統實現在常壓條件下，基于激光解析電離技術結合，光誘導的離子分子反應二次電離，實現生物組織中不同種類化合物高分辨高靈敏成像。

3. MSI LDPI-A優勢與特點

與常見的MALDI-MSI和DESI-MSI相比，MSI LDPI-A具有獨特優勢：

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

高靈敏度：PI步驟將大量中性分子轉化為離子，靈敏度比傳統LDI高出數個數量級。

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

豐富的化學信息：軟電離方式產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產品介紹

第1步：激光解析電離

激光解析電離 是啟動這個過程的第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，導致樣品表面的材料（待分析物及其周圍基質）瞬間氣化/解吸，脫離固體表面。這個過程產生了一個由中性分子、碎片離子、電子和團簇組成的羽流。

特點：

空間分辨率高：激光光斑可以聚焦到微米級別，決定了成像的精細程度。

“軟"電離（相對）：LDI本身主要產生中性分子，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定。

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

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產生的氣化羽流中，使用另一個光源（真空紫外燈，如10.6 eV）對這些中性分子進行照射。

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

特點：

高效電離：將大量的中性分子轉化為可檢測的離子，極大提高了檢測靈敏度。

“軟"電離：PI通常產生分子離子（[M]?），碎片很少，非常有利于復雜混合物的分析和分子結構的確認。

普適性強：對大多數有機化合物（如多環芳烴、脂類、藥物、代謝物等）都有較好的響應，減少了對基質的依賴。

4. MSI LDPI-A系統整合與工作流程

整個系統的工作流程如下：

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

(2)激光解析：脈沖激光按照預設的步長在樣品表面進行逐點掃描。

(3)羽流形成：在每個激光照射點，產生包含中性分子的氣化羽流。

(4)同步光電離：在羽團擴散的瞬間，VUV燈發出的光子對其進行照射，將中性分子電離。

(5)質譜檢測：生成的離子被質譜儀（飛行時間質譜儀，TOF MS）捕獲、根據質荷比（m/z）進行分離并檢測。

(6)成像重構：計算機會記錄下每個像素點（X, Y坐標）的質譜信息。通過提取特定m/z的離子強度，即可繪制出該分子在樣品表面的二維分布圖像。

5.參數指標

分辨率： ≥1 μm

解析源：349nm激光

電離源：后光電離

適配主流質譜儀

6.MSI LDPI-A應用領域

這項技術特別適用于需要高空間分辨率和無基質干擾的成像場景：病理學診斷

生物醫學研究：

腫瘤學：可視化腫瘤組織中藥物分子、脂類、代謝物的分布，用于藥代動力學研究和生物標志物發現。

神經科學：研究大腦中神經遞質、脂類、 Aβ蛋白斑塊的空間分布。

環境科學：分析植物葉片或微生物膜表面污染物（如多環芳烴）的吸附和分布。

材料科學：表征聚合物薄膜、涂層中的添加劑分布或降解產物。

MSI LDPI-A激光解析電離+二次光電離質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、無基質干擾等優點于一身的質譜成像技術，是前沿科學研究中非常有力的分析工具。

病理學診斷

藥物代謝動力學

毒理學

法醫學

考古學

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運至葉片的生物合成位點及轉運路徑提供了強有力的證據）

質譜成像在他汀類藥物降脂的研究

質譜成像在老年癡呆癥的研究