高压电喷雾在毛细管口形成带电液滴,以一定角度高速撞击样品表面。液滴在表面铺展、解吸并夹带表面分子形成第二代带电液滴(液滴内的分析物被电离),经大气压接口送入质量分析器。整个过程在常压下进行,样品置于可移动的常压平台上逐点成像。
由于电离发生在样品表面而非内部,DESI 对样品形态包容度高:组织切片、整块组织、甚至活体表面均可直接分析。这也使其天然适配「原位、实时、免前处理」的分析哲学,是环境电离技术的重要代表。
DESI 最显著的优点是无需基质喷涂、无需真空。这带来三重收益:前处理极简,显著降低人工与批次变异;无基质峰干扰,低质量区背景干净,利于小分子药物与代谢物成像;样品可保持近自然状态,支持活体/原位分析。这些特性使其在临床快速病理、活体分析、中药材与整体动物分布研究中颇具吸引力。
与 MALDI 相比,DESI 牺牲了部分分辨率(多为数十至数百微米)与对某些大分子的覆盖,但换来了流程简便与常压友好。两者并非替代关系,而是按问题尺度与分子类型互补。
DESI 对极性/中等极性分子响应较好,广泛用于代谢物、脂质、药物及其代谢物的组织分布成像。在药物研发中,它可快速呈现候选药在器官、肿瘤内的空间分布;在代谢组学中,它与空间代谢组工作流天然契合。
| 对比维度 | DESI | MALDI |
|---|---|---|
| 电离环境 | 常压 | 真空(亦有常压型) |
| 是否需基质 | 不需要 | 需要 |
| 分辨率量级 | 数十–数百 μm | 数十 μm |
| 低质量区背景 | 干净 | 有基质干扰 |
| 擅长分子 | 代谢物/脂质/药物 | 蛋白/多肽/脂质 |
DESI 的主要局限包括:极性歧视,对弱极性/非极性分子响应偏弱;离子抑制效应,在复杂基质中信号易被共洗脱物压制,影响广覆盖与定量;分辨率受喷雾斑与移动台限制,难达细胞尺度。针对这些,学界发展出 nano-DESI(纳升电喷雾、近无损、低背景)、AFADESI(气流辅助提升传输效率与通量)、以及后电离增强(如 DPI 思路)等改进。
新策源 MSI DPI 即在 DESI 基础上引入电喷雾/光化学电离双过程,宣称无极性歧视、离子抑制低、灵敏度比传统 DESI 高 1–4 个数量级,可作为 DESI 路线在高灵敏度与宽极性覆盖上的升级选择。

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