為質譜成像分析而生！這種新型離子基板的有啥不一樣？
質譜分析是通過對待測樣品進行電子束、激光等方法照射，使待測樣品的原子、分子發(fā)生離子化，通過測定質荷比，對待測樣品中包含原子、分子的種類、數量、分子結構等進行精密分析的方法。
回顧質譜分析技術的發(fā)展歷史，不難看到，新的離子化法不斷創(chuàng)造著質譜發(fā)展的新趨勢，讓橫跨100多年的質譜技術研究，一直充滿著活力。具有跨時代意義的離子化方法的誕生，也與質譜分析飛躍性的進步，甚至是業(yè)界的繁榮息息相關。
例如基質輔助激光解吸電離法（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization，即MALDI）自上世界80年代末問世以來，將質譜應用提升了一個新臺階，成為目前生物質譜領域研究必不可少的工具，也是當下的一個熱門關注點。
質譜分析結構示意
MALDI法是將能吸收激光能量的低分子有機化合物（下稱Matrix）與待測樣品混合，通過激光照射，對待測樣品進行離子化的方法。在質量分析的同時，可實現對待測樣品的成分、分布狀態(tài)進行圖像化的質譜成像。
不過想利用MALDI法進行質譜成像，在與Matrix（有機化合物）的調和、涂布、干燥的前處理的階段，大概要耗時30分鐘，且需要將Matrix在待測樣品上均勻涂布。前處理顯得十分費時費力。
濱松在5月推出了新研的離子化輔助基板DIUTHAME（Desorption Ionization Using Through Hole Alumina Membrane，是的它的名字hin長?叫它“丟森”好了~）。這個小東西是利用200nm左右多孔氧化鋁（貫穿的、細小的孔呈規(guī)則狀打開的氧化鋁）開發(fā)的，面向質譜成像分析的離子化輔助基板。其最大的特點，就是能夠大幅縮減質譜成像分析時，待測樣品進行離子化所需的前處理時間（僅需3分鐘左右），且操作簡單。
將待測樣品加載到DIUTHAME上，利用毛細血管現象（在細管內側，液體從管子中上升的現象），使待測樣品的分子上升到表面，通過激光照射使其離子化而不破壞分子結構，實現在不使用Matrix的情況下，進行質譜成像分析。
MALDI法
使用DIUTHAME進行離子化
DIUTHAME是由濱松與日本光產業(yè)創(chuàng)成大學院大學的內藤康秀副教授共同研制的。一經面世，就收到了較大關注，并常常被用于和MALDI以及SALDI法的比較。那到底是出于什么樣的原因開發(fā)了這個產品？除了大大縮短前處理時間外， 相對于MALDI法DIUTHAME在質譜成像分析中還有哪些優(yōu)勢？為何說DIUTHAME是質譜成像分析離子化的新方法？內藤副教授從開發(fā)者的角度，為我們進行了解讀。
內藤康秀副教授
問：DIUTHAME在質譜成像分析中還有哪些優(yōu)勢？解決了MALDI法中的什么問題？
在開發(fā)DIUTHAME前，我一直致力于質譜成像分析分辨率的提高。雖然希望通過提高設備分辨率來實現高分辨率的目標，但這個方法也是有極限的。
為什么這么說呢？因為在質譜成像分析中，以往普遍采用的離子化方法為“基質輔助激光解吸電離法（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization，即MALDI）”。而無論怎么提高設備的空間分辨率，分辨率都無法超過Matrix結晶的尺寸。若要實現質譜成像分析的高分辨率，必須要擺脫對使用Matirx的離子化方法的依賴。而DIUTHAME的誕生，就打破了這一點的限制。
DIUTHAME的開發(fā)一開始就是以質譜成像分析為目標應用，它并不需要與Matrix的調和、涂布、干燥的前處理。在提高操作便利性（3分鐘左右可完成前處理）的同時，其高質量的數據，有望取得良好的重現性。
另外，使用MALDI法進行離子化時，也會出現因待測樣品成分的性質原因，而難以與Matrix共同結晶的情況；以及待測樣品中包含鹽、添加劑等雜質的濃度過高時，阻礙Matrix結晶的情況。在這樣的情況中，使用DIUTHAME則不會有這樣的困擾，能夠獲得很好的效果。
DIUTHAME還可對工業(yè)材料、興奮劑禁藥等MALDI法無法測定的小分子進行高精度的測量。
問：明明和SALDI的原理類似， 為何說DIUTHAME是一種新的方法？
目前有一種叫表面輔助激光解吸電離（SALDI）的離子化方法，它與DIUTHAME作用原理相同，市場上也有多類SALDI基板的商品。但是，目前市場上的SALDI基板并沒有通孔的結構，在質譜成像分析中并不適用。在此意義上，使用DIUTHAME可以說是不同于SALDI的新型離子化辦法。
將在DIUTHAME的哪些性能上進行繼續(xù)開發(fā)？
多數的生物分子是通過質子化來生成離子的，針對這些待測樣品，DIUTHAME的靈敏度并不如MALDI法。這是因為，MALDI中的Matrix可以給樣品分子提供質子，而DIUTHAME卻沒有該項作用。
想擁有更廣泛的應用，這個小家伙就必須具備更高的靈敏度。因此，我們也會對它的性能進行持續(xù)的開發(fā)。此外，DIUTHAME的工作原理之謎仍未完全解開，而在繼續(xù)研究摸索的同時，我們也希望能夠不斷地提高它的靈敏度。
濱松致力于光電技術探索60余年，在質譜探測器的研究也已有40余年的歷史，可為質譜應提供MCP、EM、離子化光源等產品。除了DIUTHAME，2018年濱松還推出了一系列應用于質譜的新品，并在2018年ASMS中有所展示（包括在研品），如可解決小質譜低真空問題的三級結構的GEN3 MCP、適用于TOF-MS的MCP+AD、適用于Q-MS\IT-MS的管道型EM等等。濱松希望通過探測技術的原始創(chuàng)新，從最底層技術出發(fā)，穩(wěn)定而堅實地推動最終質譜應用的發(fā)展。
