SIMS 成像的数据是怎样生成的？

初级离子束栅格扫描，每点采集二次离子全谱，形成坐标—m/z—强度立方体，再按 m/z 投影为分布图。

SIMS 适合分析哪些分子？

适合元素、同位素、小分子碎片与部分高分子；生物组织需冷冻或导电处理。

硬电离致分子离子弱、定量难，且溅射消耗样品、成像慢，更适合超微与表面问题。

SIMS 攻纳米级元素与超微结构，LDPI 攻常压免基质小分子低背景与单细胞尺度，二者尺度与分子类型互补。

技术科普 · 质谱成像

SIMS 成像基于二次离子质谱，以纳米级空间分辨率著称，适合元素、小分子与碎片的超微空间分布分析。

本文目录
一、真空扫描成像流程二、适用分子类型三、局限与源间互补

SIMS 成像示意图

SIMS 成像在真空腔室内进行：样品固定于靶台后，初级离子束按预设栅格逐点轰击，每个坐标点溅射出的二次离子被质量分析器采集为一帧全谱。整套流程由束斑位置与谱图一一对应，形成「坐标—m/z—强度」的三维数据立方体。

成像结束后，软件按选定 m/z 窗口把各像素强度投影到空间，即可得到该离子的二维分布图；切换不同 m/z 即可在同一数据上重构多种分子与元素分布。由于 TOF 分析器在每个像素记录全谱，数据是「一次采集、多次重构」，后续无需重复实验。

SIMS 最擅长元素与同位素的空间分布（如组织中的金属离子、药物中的标记元素）、小分子碎片与部分高分子，在材料、半导体与生物薄层研究中价值突出。对生物组织，常需冷冻或导电处理以抑制荷电与形貌畸变。

对药物与内源性代谢物，SIMS 多以碎片或特征加合离子形式检出，需借助标准品或碎片规律辅助注释；通过逐层溅射还可做深度剖析，观察分子在截面上的纵向分布，这是其相对独特的能力。

硬电离使 SIMS 的分子离子信号弱、碎片多，完整大分子的成像与注释困难；溅射消耗样品也限制连续成像深度。这些局限使 SIMS 与免基质常压源形成互补：前者攻超微尺度，后者攻大范围小分子低背景。

实际项目中常按科学问题组合使用：用 SIMS 追问亚细胞元素与超微结构，用新策源 LDPI 在常压免基质下做单细胞尺度小分子代谢物分布，二者尺度与分子类型互补。

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