廈門大學等在高空間分辨率質譜成像技術研究上取得進展

近日，廈門大學化學化工學院杭緯教授課題組與斯坦福大學Richard Zare教授課題組合作，在高空間分辨率質譜成像技術研究上取得進展。研究團隊將微透鏡光纖技術與與現有的激光質譜成像平臺相結合，使質譜的成像分辨率獲得大幅提升。相關成果發表于Nature Protocols。

　　質譜成像技術把高靈敏度的質譜和提供檢測物空間信息的成像軟件相結合，是一種具有高靈敏、沒有特異性標記且可同時監測多種目標分子空間分布和含量變化的成像技術，在醫學、生物、藥學等領域的研究中有著巨大價值。目前質譜成像技術多采用激光最為采樣工具，如MALDI-MS、LA-ICP-MS、LA-ESI-MS等。但是受限于光學衍射極限、透鏡像差以及光學聚焦距離較長等因素，激光質譜成像技術的空間分辨率始終局限在微米級別，難以用于微納樣品的分析。通過光束整形設備或近場光學技術雖然能夠實現高空間分辨率，但是成本高昂，無法大范圍推廣。

　　杭緯教授課題組多年來致力于發展激光質譜納米成像技術。在國家自然科學基金委重大科研儀器研制項目的資助下，項目組于2020年首次研發出了基于微透鏡光纖的激光采樣技術，并與質譜技術結合，在近兩年取得了多項研究成果，包括與商品化的ICP-MS相結合，LA-ICP-MS的空間分辨率提高至400 nm等。同時，斯坦福大學的Richard N. Zare課題組也同樣將微透鏡光纖與商品化儀器平臺相結合，將現有的LA-ESI-MS成像分辨率提高了近一個數量級。

　　據介紹，微透鏡光纖技術具有通用、普適性強、經濟可靠等優勢，就像一臺化學顯微鏡，無需標記且無通道數量限制。該技術與與現有的激光質譜成像平臺結合，可大幅提高成像分辨率和精準性，有望在單細胞化學、藥物代謝以及納米材料等多個領域發揮重要作用。

　　將微透鏡光纖技術與金光質譜成像技術相結合的新型高空間分辨率質譜成像技術，是一種經濟可靠、操作簡單、普適性強、具有納米空間分辨率的激光質譜成像技術，解決了激光質譜成像技術無法用于分析納米樣品的問題，極大拓展了激光質譜成像技術的應用空間，為微納材料研究、單/亞細胞水平的醫學與藥學研究等提供了新的工具。