应用实例 · 质谱成像

3D 质谱成像:把一张张二维图摞成分子立方体

二维 MSI 能看到化合物在「切面」上的分布,但很多结构(血管、腺体、肿瘤球、药材内部)是三维的。3D 质谱成像(3D MSI)通过连续切片逐层采集、再配准重建,把一张张二维分子图摞成一个三维分子立方体,回答「这个分子在立体空间里怎么走」。
本文目录
一、3D MSI 的基本思路二、关键技术环节三、典型应用场景四、解读边界与工程落地
技术原理示意:离子源对样品逐点电离 组织切片 样品 电离束 3D 质谱成像:把一张张二维图摞成分子立方体 离子 质谱 分析器
3D 质谱成像:把一张张二维图摞成分子立方体 示意图

一、3D MSI 的基本思路

主流路线是连续切片法:把样本(组织、药材、材料)按固定层厚切成一系列切片,对每一片做 MSI,再把各层图像按空间坐标配准堆叠,重建三维体数据。也可结合多通道/旋转采集。层厚越小,三维重建越精细,但数据量与耗时也越大。

新策源 MSI DPI 的 20–200 μm 分辨率可调、免基质、即取即测,适配连续切片的高通量需求;MSI LDPI 的 2–3 μm 免标记常压成像则可提供更高层间分辨率的 3D 重建。

二、关键技术环节

一是层厚与配准:切片需厚度一致、坐标可对应,否则重建会错位;二是前处理一致性:每层都应采用相同制备,避免层间偏差;三是数据量管理:3D 体数据远大于单张切片,需要合理的存储、降维与可视化。

免前处理在此尤为关键:新策源两款成像源免基质,省去喷涂、优化、等待步骤,使连续切片的大量样本能更快、更稳定地跑完,减少层间人为差异。

三、典型应用场景

3D MSI 可用于:肿瘤球或组织内药物/代谢物的立体分布、药材内部活性成分的三维定位、材料内部掺杂或涂层的空间结构、发育或病程中分子分布的动态变化。它把「切面结论」升级为「立体结论」,更接近真实生物或材料结构。

新策源 DPI 应用说明把代谢组学、病理学诊断、植物代谢、工业领域等列为方向,3D 思路可叠加于这些二维应用之上,形成更完整的空间叙事。

四、解读边界与工程落地

3D MSI 对切片质量、配准算法与计算资源要求较高,结论需结合组织学、显微等互补验证。其价值在于提供「三维分子空间」这一独特维度。

工程上,新策源两款成像源适配 Agilent / AB SCIEX / Thermo 主流质谱主机,提供自研钛合金离子传输管、前端不损伤样品、可拆洗维护,使 3D MSI 能够稳定、可重复地开展。

常见问题(FAQ)

3D 质谱成像是怎么实现的?
主流是连续切片法:逐层切片并对每层做 MSI,再按坐标配准堆叠重建三维体数据;也可结合多通道/旋转采集。
3D MSI 对层厚有什么要求?
层厚越小三维越精细但数据量越大;切片需厚度一致、坐标可对应,否则重建会错位。
为什么 3D MSI 看重免基质?
连续切片样本量大,免基质省去喷涂优化、避免层间偏差,使大量样本更快更稳定地跑完。
LDPI 的 2–3 μm 对 3D 有什么意义?
更高层间分辨率可提供更精细的三维重建,进入单细胞/亚细胞尺度的立体分布刻画。

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