为质谱成像分析而生！这种新型离子基板的有啥不一样？

质谱分析是通过对待测样品进行电子束、激光等方法照射，使待测样品的原子、分子发生离子化，通过测定质荷比，对待测样品中包含原子、分子的种类、数量、分子结构等进行精密分析的方法。

回顾质谱分析技术的发展历史，不难看到，新的离子化法不断创造着质谱发展的新趋势，让横跨100多年的质谱技术研究，一直充满着活力。具有跨时代意义的离子化方法的诞生，也与质谱分析飞跃性的进步，甚至是业界的繁荣息息相关。

例如基质辅助激光解吸电离法（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization，即MALDI）自上世界80年代末问世以来，将质谱应用提升了一个新台阶，成为目前生物质谱领域研究必不可少的工具，也是当下的一个热门关注点。

质谱分析结构示意

MALDI法是将能吸收激光能量的低分子有机化合物（下称Matrix）与待测样品混合，通过激光照射，对待测样品进行离子化的方法。在质量分析的同时，可实现对待测样品的成分、分布状态进行图像化的质谱成像。

不过想利用MALDI法进行质谱成像，在与Matrix（有机化合物）的调和、涂布、干燥的前处理的阶段，大概要耗时30分钟，且需要将Matrix在待测样品上均匀涂布。前处理显得十分费时费力。

滨松在5月推出了新研的离子化辅助基板DIUTHAME（Desorption Ionization Using Through Hole Alumina Membrane，是的它的名字hin长̷叫它“丢森”好了~）。这个小东西是利用200nm左右多孔氧化铝（贯穿的、细小的孔呈规则状打开的氧化铝）开发的，面向质谱成像分析的离子化辅助基板。其最大的特点，就是能够大幅缩减质谱成像分析时，待测样品进行离子化所需的前处理时间（仅需3分钟左右），且操作简单。

将待测样品加载到DIUTHAME上，利用毛细血管现象（在细管内侧，液体从管子中上升的现象），使待测样品的分子上升到表面，通过激光照射使其离子化而不破坏分子结构，实现在不使用Matrix的情况下，进行质谱成像分析。

MALDI法

使用DIUTHAME进行离子化

DIUTHAME是由滨松与日本光产业创成大学院大学的内藤康秀副教授共同研制的。一经面世，就收到了较大关注，并常常被用于和MALDI以及SALDI法的比较。那到底是出于什么样的原因开发了这个产品？除了大大缩短前处理时间外， 相对于MALDI法DIUTHAME在质谱成像分析中还有哪些优势？为何说DIUTHAME是质谱成像分析离子化的新方法？内藤副教授从开发者的角度，为我们进行了解读。

内藤康秀副教授

问：DIUTHAME在质谱成像分析中还有哪些优势？解决了MALDI法中的什么问题？

在开发DIUTHAME前，我一直致力于质谱成像分析分辨率的提高。虽然希望通过提高设备分辨率来实现高分辨率的目标，但这个方法也是有极限的。

为什么这么说呢？因为在质谱成像分析中，以往普遍采用的离子化方法为“基质辅助激光解吸电离法（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization，即MALDI）”。而无论怎么提高设备的空间分辨率，分辨率都无法超过Matrix结晶的尺寸。若要实现质谱成像分析的高分辨率，必须要摆脱对使用Matirx的离子化方法的依赖。而DIUTHAME的诞生，就打破了这一点的限制。

DIUTHAME的开发一开始就是以质谱成像分析为目标应用，它并不需要与Matrix的调和、涂布、干燥的前处理。在提高操作便利性（3分钟左右可完成前处理）的同时，其高质量的数据，有望取得良好的重现性。

另外，使用MALDI法进行离子化时，也会出现因待测样品成分的性质原因，而难以与Matrix共同结晶的情况；以及待测样品中包含盐、添加剂等杂质的浓度过高时，阻碍Matrix结晶的情况。在这样的情况中，使用DIUTHAME则不会有这样的困扰，能够获得很好的效果。

DIUTHAME还可对工业材料、兴奋剂禁药等MALDI法无法测定的小分子进行高精度的测量。

问：明明和SALDI的原理类似， 为何说DIUTHAME是一种新的方法？

目前有一种叫表面辅助激光解吸电离（SALDI）的离子化方法，它与DIUTHAME作用原理相同，市场上也有多类SALDI基板的商品。但是，目前市场上的SALDI基板并没有通孔的结构，在质谱成像分析中并不适用。在此意义上，使用DIUTHAME可以说是不同于SALDI的新型离子化办法。

将在DIUTHAME的哪些性能上进行继续开发？

多数的生物分子是通过质子化来生成离子的，针对这些待测样品，DIUTHAME的灵敏度并不如MALDI法。这是因为，MALDI中的Matrix可以给样品分子提供质子，而DIUTHAME却没有该项作用。

想拥有更广泛的应用，这个小家伙就必须具备更高的灵敏度。因此，我们也会对它的性能进行持续的开发。此外，DIUTHAME的工作原理之谜仍未完全解开，而在继续研究摸索的同时，我们也希望能够不断地提高它的灵敏度。

滨松致力于光电技术探索60余年，在质谱探测器的研究也已有40余年的历史，可为质谱应提供MCP、EM、离子化光源等产品。除了DIUTHAME，2018年滨松还推出了一系列应用于质谱的新品，并在2018年ASMS中有所展示（包括在研品），如可解决小质谱低真空问题的三级结构的GEN3 MCP、适用于TOF-MS的MCP+AD、适用于Q-MS\IT-MS的管道型EM等等。滨松希望通过探测技术的原始创新，从最底层技术出发，稳定而坚实地推动最终质谱应用的发展。