質(zhì)譜成像技術(shù)在科學(xué)研究、臨床病理分析等諸多領(lǐng)域有著巨大的價(jià)值，已經(jīng)成為質(zhì)譜研究的一大熱點(diǎn)，基于MALDI、AP-MALDI、DESI、SIMS等離子源的質(zhì)譜成像技術(shù)飛速發(fā)展。對(duì)于科研工作者而言，如此多的質(zhì)譜成像技術(shù)，究竟哪一種更適合自己的研究方向，很難搞清楚。本次，我們看一看質(zhì)譜成像的關(guān)鍵性能之一：檢測(cè)限（靈敏度）。

　　靈敏度是決定質(zhì)譜儀檢測(cè)的關(guān)鍵性能指標(biāo)，它意味著質(zhì)譜儀少能發(fā)現(xiàn)多少離子（通俗地說(shuō)，就是探測(cè)到多少個(gè)離子之后能夠形成質(zhì)譜圖出峰）。對(duì)于質(zhì)譜成像而言，我們不僅要研究高豐度分子成像，在很多應(yīng)用中，比如癌癥細(xì)胞分型研究中，我們還要研究低豐度生物標(biāo)志物，這就對(duì)質(zhì)譜儀的靈敏度提出了要求。

　　決定靈敏度的因素有很多，這里只談?wù)劚容^關(guān)鍵的因素：

　　離子化效率

　　質(zhì)譜儀的兩大核心結(jié)構(gòu)，一是離子源，作用是將樣本氣化和電離；一是質(zhì)量分析器，把質(zhì)荷比不同的離子分開(kāi)，并檢測(cè)到。

　　所謂離子化效率就是能夠?qū)颖倦x子化到什么程度。只有將足夠多的樣本分子離子化，才能更方便地被離子探測(cè)器檢測(cè)到。

　　離子源發(fā)展至今少說(shuō)也有上百種，后被市場(chǎng)認(rèn)可的離子源，離子化效率都比較高。但不同的離子源針對(duì)的范圍不同。比如MALDI，在有合適基質(zhì)時(shí)，其能保證無(wú)論大分子還是小分子，都能實(shí)現(xiàn)非常高的離子化效率，這也是MALDI擁有高靈敏度的原因之一。因?yàn)樵硐嗨疲珹P-MALDI的離子化效率也能得到很好的保證，并且在小分子離子化方面尤其出色。而DESI、SIMS等離子源，則在小分子離子化方面優(yōu)勢(shì)明顯，在大分子方面，離子化能力較MALDI差。

　　離子傳輸效率

　　離子源把樣本氣化和離子化之后，這些離子要想辦法導(dǎo)入到質(zhì)量分析器中。作為內(nèi)源（真空中）MALDI所生產(chǎn)的離子由于是在質(zhì)譜儀內(nèi)真空環(huán)境下產(chǎn)生，離子傳輸效率較高，而外源性離子源，如AP-MALDI、DESI等，在大氣環(huán)境下生成的離子需要傳輸入真空環(huán)境，往往只有１％以下的離子被傳輸?shù)劫|(zhì)量分析器中，對(duì)質(zhì)譜成像技術(shù)的靈敏度產(chǎn)生很大的影響，只能依靠與其相配合的質(zhì)量分析器的能力彌補(bǔ)。比如，我們常見(jiàn)AP-MALDI連接離子阱質(zhì)譜儀，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的質(zhì)量分辨率，并且通過(guò)較長(zhǎng)檢測(cè)時(shí)間實(shí)現(xiàn)較高的靈敏度，但會(huì)在質(zhì)譜成像的速率上大打折扣。

　　基質(zhì)（雜質(zhì)）干擾

　　質(zhì)譜儀是高精密的儀器，它是分離物質(zhì)的極限，這種極限是基于樣品足夠干凈的基礎(chǔ)上的，所以我們常見(jiàn)到色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等技術(shù)，就是先期對(duì)樣品中的基質(zhì)去除，然后對(duì)相對(duì)純凈的目標(biāo)物進(jìn)行分離。

　　質(zhì)譜成像中，基質(zhì)干擾同樣會(huì)困擾質(zhì)譜儀本身。質(zhì)譜成像是對(duì)生物組織樣本進(jìn)行原位分析的技術(shù)，其樣本的凈化、提純等前處理過(guò)程較少，意即沒(méi)有了色譜分離的幫助，因而基質(zhì)干擾會(huì)對(duì)質(zhì)譜成像的靈敏度有較大的影響。一些抗基質(zhì)干擾能力較弱的質(zhì)譜儀，比如離子阱質(zhì)譜，在質(zhì)譜成像時(shí)表現(xiàn)出的抗基質(zhì)干擾能力會(huì)比較差。

　　離子探測(cè)器

　　如果把質(zhì)譜儀的工作流程看作流水線，離子探測(cè)器相當(dāng)于流水線的后一道關(guān)口：質(zhì)檢。只有前面的各個(gè)環(huán)節(jié)做得足夠好，質(zhì)檢環(huán)節(jié)才能輕松些，否則，離子探測(cè)器也會(huì)無(wú)能為力。

　　不同類型的質(zhì)譜儀使用了各自的離子探測(cè)器技術(shù)，以適配質(zhì)譜儀流水線。這些離子探測(cè)器的工作方式和探測(cè)能力，將大大地限制質(zhì)譜成像的靈敏度。一般而言，普通質(zhì)譜儀的離子探測(cè)器主要為常規(guī)分析服務(wù)，并沒(méi)有考慮到質(zhì)譜成像的特殊需求，如果連接了外接離子源，往往無(wú)法達(dá)成高性能成像（通俗地說(shuō)，就是理論上標(biāo)稱的內(nèi)容，實(shí)際上根本看不到）。而內(nèi)置離子源的質(zhì)譜儀，如果是專為成像而制作，其會(huì)充分考慮質(zhì)譜成像的需求，匹配適合的離子探測(cè)器和數(shù)據(jù)采集器，從而達(dá)到高靈敏探測(cè)的效果。比如融智生物的QuanTOF質(zhì)譜成像系統(tǒng)，創(chuàng)新性地使用了光電混合離子探測(cè)器和瞬態(tài)數(shù)字轉(zhuǎn)換器，從而大幅提升了離子探測(cè)器檢測(cè)離子的靈敏度。

　　綜上，對(duì)于科研工作者而言，找到一臺(tái)適合自己的質(zhì)譜成像儀器，不能光看它們的理論極限，而要看儀器能夠體現(xiàn)性來(lái)的性能。成像質(zhì)譜要想發(fā)揮高性能，并不是一個(gè)離子源能決定的，而是質(zhì)譜儀從離子源到質(zhì)量分析器，再到數(shù)據(jù)采集和處理，每個(gè)環(huán)節(jié)都做到，達(dá)到整體性能，終才能得到高質(zhì)量的質(zhì)譜成像結(jié)果。目前，質(zhì)譜成像發(fā)展時(shí)間尚短，一些質(zhì)譜成像部件因?yàn)閮r(jià)格便宜、裝配靈活，從而適合科研人員快速裝備和開(kāi)展研究。但在將來(lái)，質(zhì)譜成像一定會(huì)向高性能整機(jī)、成套解決方案的方向發(fā)展。