質(zhì)譜成像（Mass Spectrometry Imaging，MSI）技術(shù)是一種新型的原位表面分子成像技術(shù)。借助質(zhì)譜的結(jié)構(gòu)分析和鑒定能力，能夠準(zhǔn)確的解析多種物質(zhì)在生物組織表面的特異性空間分布。

        近年來，MSI技術(shù)在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域獲得了極大的關(guān)注。然而，現(xiàn)有質(zhì)譜成像技術(shù)僅能對(duì)同一平面中的樣品進(jìn)行質(zhì)譜成像分析，要想獲得三維空間信息，則只能依靠圖像的三維重建技術(shù)和數(shù)據(jù)歸一化處理來實(shí)現(xiàn)，極為耗時(shí)。
針對(duì)3D MSI的技術(shù)瓶頸，德國(guó)吉森大學(xué)的Bernhard Spengler教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了最新的自動(dòng)聚焦三維質(zhì)譜成像技術(shù)，成果發(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）。這是繼“1.4μm超高分辨率質(zhì)譜成像技術(shù)”之后，Spengler教授團(tuán)隊(duì)的又一次突破。該技術(shù)通過把激光三角測(cè)量系統(tǒng)整合到AP-SMALDI10 MSI系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了小于10μm的側(cè)向分辨率。如下圖所示，自動(dòng)聚焦MALDI質(zhì)譜成像系統(tǒng)能夠清晰的可視化苜蓿葉片中糖苷類和脂類物質(zhì)的三維空間分布（Fig.1c），曼氏裂體吸蟲中磷脂類物質(zhì)空間特異性分布（Fig.1e, f），以及小鼠腦部磷脂類物質(zhì)的組織空間特異性分布（Fig.1g, h）。該技術(shù)的出現(xiàn)可直接對(duì)三維生物樣品進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)，其自動(dòng)聚焦技術(shù)能夠大大提升檢測(cè)效率和檢測(cè)通量，并有效避免樣品中檢測(cè)信號(hào)的缺失。

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