廈門網訊 據福建日報報道（記者 林霞）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 N. 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，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。

激光作為最常用的采樣工具之一，被廣泛應用于多種質譜成像技術，并形成了成熟的商品化儀器，如MALDI-MS（基質輔助激光解吸質譜）、LA-ICP-MS（激光濺射電感耦合等離子體質譜）、LA-ESI-MS（激光采樣電噴霧電離質譜）等。但由于光學衍射極限、透鏡像差以及需要較長的光學聚焦距離等限制，使用激光采樣的質譜成像的空間分辨率始終局限在微米級別，這使得激光質譜很難在微納米級樣品的分析中發揮作用。

“現在少有的高空間分辨激光質譜成像技術，大多依賴于復雜且昂貴的光束整形設備或近場光學技術，很難形成普適性的方法并推廣至更多的激光質譜成像平臺。”杭緯說。

在國家自然科學基金重大科研儀器研制項目的支持下，課題組在2020年首次研發出了基于微透鏡光纖的激光采樣技術，最優空間分辨率可達300納米，并與實驗室自行搭建的質譜平臺相結合，成功獲取了抗癌藥物在單細胞內的分布和轉移過程。

“后來，我們將微透鏡光纖激光采樣技術運用于LA-ICP-MS，其空間分辨率提高至400納米，相比于現有的技術提高了至少一個數量級，并進行了單細胞和小鼠小腸組織中藥物分布成像分析。”杭緯說。

不僅如此，通過引入157納米的后電離激光和基于嵌入式聚苯乙烯微球的三維定位方法，微透鏡光纖激光質譜帶來的高空間分辨能力可用于準確重構藥物在單細胞內的三維分布，空間分辨率可達500納米。

“之后，斯坦福大學的Richard N. Zare教授課題組將微透鏡光纖激光與商品化質譜儀器平臺相結合，又將現有的LA-ESI-MS成像分辨率提高了近一個數量級。”杭緯說。

據了解，相比于現有的成像方法，課題組提出的微透鏡光纖技術是一種通用性、普適性強、經濟可靠的高空間分辨質譜成像新手段，可以與現有的激光質譜成像平臺相結合，大大提升成像的分辨率和精確性。該成像方法就像一臺化學顯微鏡，無須標記且無通道數量限制，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。

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