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常压质谱成像离子源原理是什么?

常压质谱成像(AP-MSI)的核心原理是:在敞开大气环境中,用可移动的微型电离探头对样品表面逐点作用,使表面分子就地电离并进入质谱,从而重建分子的空间分布。它跳过了真空腔与复杂样品传递,是「免真空、近原位」成像的物理基础。
本文目录
一、共通原理:表面解吸 + 空间扫描二、DESI:电喷雾撞击解吸三、LDPI 与 DPI:激光/电喷雾 + 光化学电离四、AP-MALDI:常压下的基质辅助
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 常压质谱成像离子源原理是什么? 离子 质谱 分析器
常压质谱成像离子源原理是什么? 示意图

一、共通原理:表面解吸 + 空间扫描

所有常压成像源都包含两个动作:一是对样品表面某一点解吸并电离分子,二是让探头或样品按设定步长移动,逐点采集形成像素。两者结合,把「每个坐标的质谱」拼成「分子分布图」。

与真空源(MALDI/SIMS 需进腔抽气)不同,常压源在大气下工作,样品可对着色、含水状态直接分析,这是其流程简化的根源。

二、DESI:电喷雾撞击解吸

DESI 用高压电场把溶剂雾化成带电雾滴,雾滴高速撞击样品表面,使表面分子解吸并进入气相电离。它免有机基质、常压工作,擅长脂质/代谢/小分子药物。

DESI 的分辨率受喷雾斑尺寸限制(通常数十微米),且样品内源性物质可能造成背景,但对前处理极简、快速成像非常友好。

三、LDPI 与 DPI:激光/电喷雾 + 光化学电离

LDPI(新策源)用聚焦激光解吸样品分子,再由真空紫外光进行光化学电离,完全免基质、m/z≥70 低背景、分辨率 2–3 μm,进入单细胞尺度。

DPI(新策源)用解吸电喷雾叠加光化学二次电离,无极性歧视,灵敏度较 DESI 高 1–4 数量级,分辨率 20–200 μm,适配 Agilent/SCIEX/Thermo 主流主机。

四、AP-MALDI:常压下的基质辅助

AP-MALDI 把传统 MALDI 的激光解吸+基质辅助电离搬到常压,保留对大分子软电离的能力,但仍需有机基质,低质量区可能受基质干扰。

综上,常压源的机制分化主要在「解吸方式(喷雾/激光)」与「是否需基质」:DESI/LDPI/DPI 免基质,AP-MALDI 需基质;LDPI/DPI 用光化学电离提升小分子灵敏度与分辨。

常压 MSI 原理:后电离信号增强效应
图:常压解吸电离(DESI/PI)后电离增强效应的质谱实测数据,展示二次电离如何提升中性分子离子的检出效率。数据来源:新策源官网。

常见问题(FAQ)

常压成像源的共同原理是什么?
表面解吸电离 + 逐点空间扫描,在大气下把每个坐标的质谱拼成分子分布图,免去真空腔。
LDPI 和 DESI 原理有何不同?
DESI 用带电雾滴撞击解吸;LDPI 用聚焦激光解吸+真空紫外光化学电离,免基质、2–3 μm 达单细胞尺度。
AP-MALDI 是免基质吗?
不是。AP-MALDI 仍需有机基质吸收激光能量辅助电离,低质量区可能受基质干扰。
常压源为什么前处理简单?
因为无需进真空腔与复杂传递,样品可常压近原位分析;DESI/LDPI/DPI 还免有机基质,省去喷涂步骤。

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