質(zhì)譜分析是通過對待測樣品進(jìn)行電子束、激光等方法照射，使待測樣品的原子、分子發(fā)生離子化，通過測定質(zhì)荷比，對待測樣品中包含原子、分子的種類、數(shù)量、分子結(jié)構(gòu)等進(jìn)行精密分析的方法。
回顧質(zhì)譜分析技術(shù)的發(fā)展歷史，不難看到，新的離子化法不斷創(chuàng)造著質(zhì)譜發(fā)展的新趨勢，讓橫跨100多年的質(zhì)譜技術(shù)研究，一直充滿著活力。具有跨時(shí)代意義的離子化方法的誕生，也與質(zhì)譜分析飛躍性的進(jìn)步，甚至是業(yè)界的繁榮息息相關(guān)。
例如基質(zhì)輔助激光解吸電離法（matrix-assisted laser desorption/ionization，即maldi）自上世界80年代末問世以來，將質(zhì)譜應(yīng)用提升了一個新臺階，成為目前生物質(zhì)譜領(lǐng)域研究的工具，也是當(dāng)下的一個熱門關(guān)注點(diǎn)。
質(zhì)譜分析結(jié)構(gòu)示意
maldi法是將能吸收激光能量的低分子有機(jī)化合物（下稱matrix）與待測樣品混合，通過激光照射，對待測樣品進(jìn)行離子化的方法。在質(zhì)量分析的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對待測樣品的成分、分布狀態(tài)進(jìn)行圖像化的質(zhì)譜成像。
不過想利用maldi法進(jìn)行質(zhì)譜成像，在與matrix（有機(jī)化合物）的調(diào)和、涂布、干燥的前處理的階段，大概要耗時(shí)30分鐘，且需要將matrix在待測樣品上均勻涂布。前處理顯得十分費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
濱松在5月推出了新研的離子化輔助基板diuthame（desorption ionization using through hole alumina membrane，是的它的名字hin長?叫它“丟森”好了~）。這個小東西是利用200nm左右多孔氧化鋁（貫穿的、細(xì)小的孔呈規(guī)則狀打開的氧化鋁）開發(fā)的，面向質(zhì)譜成像分析的離子化輔助基板。其的特點(diǎn)，就是能夠大幅縮減質(zhì)譜成像分析時(shí)，待測樣品進(jìn)行離子化所需的前處理時(shí)間（僅需3分鐘左右），且操作簡單。
將待測樣品加載到diuthame上，利用毛細(xì)血管現(xiàn)象（在細(xì)管內(nèi)側(cè)，液體從管子中上升的現(xiàn)象），使待測樣品的分子上升到表面，通過激光照射使其離子化而不破壞分子結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在不使用matrix的情況下，進(jìn)行質(zhì)譜成像分析。
maldi法
使用diuthame進(jìn)行離子化
diuthame是由濱松與日本光產(chǎn)業(yè)創(chuàng)成大學(xué)院大學(xué)的內(nèi)藤康秀副教授共同研制的。一經(jīng)面世，就收到了較大關(guān)注，并常常被用于和maldi以及saldi法的比較。那到底是出于什么樣的原因開發(fā)了這個產(chǎn)品？除了大大縮短前處理時(shí)間外， 相對于maldi法diuthame在質(zhì)譜成像分析中還有哪些優(yōu)勢？為何說diuthame是質(zhì)譜成像分析離子化的新方法？內(nèi)藤副教授從的角度，為我們進(jìn)行了解讀。
內(nèi)藤康秀副教授
問：diuthame在質(zhì)譜成像分析中還有哪些優(yōu)勢？解決了maldi法中的什么問題？
在開發(fā)diuthame前，我一直致力于質(zhì)譜成像分析分辨率的提高。雖然希望通過提高設(shè)備分辨率來實(shí)現(xiàn)高分辨率的目標(biāo)，但這個方法也是有極限的。
為什么這么說呢？因?yàn)樵谫|(zhì)譜成像分析中，以往普遍采用的離子化方法為“基質(zhì)輔助激光解吸電離法（matrix-assisted laser desorption/ionization，即maldi）”。而無論怎么提高設(shè)備的空間分辨率，分辨率都無法超過matrix結(jié)晶的尺寸。若要實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜成像分析的高分辨率，必須要擺脫對使用matirx的離子化方法的依賴。而diuthame的誕生，就打破了這一點(diǎn)的限制。
diuthame的開發(fā)一開始就是以質(zhì)譜成像分析為目標(biāo)應(yīng)用，它并不需要與matrix的調(diào)和、涂布、干燥的前處理。在提高操作便利性（3分鐘左右可完成前處理）的同時(shí)，其高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，有望取得良好的重現(xiàn)性。
另外，使用maldi法進(jìn)行離子化時(shí)，也會出現(xiàn)因待測樣品成分的性質(zhì)原因，而難以與matrix共同結(jié)晶的情況；以及待測樣品中包含鹽、添加劑等雜質(zhì)的濃度過高時(shí)，阻礙matrix結(jié)晶的情況。在這樣的情況中，使用diuthame則不會有這樣的困擾，能夠獲得很好的效果。
diuthame還可對工業(yè)材料、禁藥等maldi法無法測定的小分子進(jìn)行高精度的測量。
問：明明和saldi的原理類似， 為何說diuthame是一種新的方法？
目前有一種叫表面輔助激光解吸電離（saldi）的離子化方法，它與diuthame作用原理相同，市場上也有多類saldi基板的商品。但是，目前市場上的saldi基板并沒有通孔的結(jié)構(gòu)，在質(zhì)譜成像分析中并不適用。在此意義上，使用diuthame可以說是不同于saldi的新型離子化辦法。
將在diuthame的哪些性能上進(jìn)行繼續(xù)開發(fā)？
多數(shù)的生物分子是通過質(zhì)子化來生成離子的，針對這些待測樣品，diuthame的靈敏度并不如maldi法。這是因?yàn)?，maldi中的matrix可以給樣品分子提供質(zhì)子，而diuthame卻沒有該項(xiàng)作用。
想擁有更廣泛的應(yīng)用，這個小家伙就必須具備更高的靈敏度。因此，我們也會對它的性能進(jìn)行持續(xù)的開發(fā)。此外，diuthame的工作原理之謎仍未解開，而在繼續(xù)研究摸索的同時(shí)，我們也希望能夠不斷地提高它的靈敏度。
濱松致力于光電技術(shù)探索60余年，在質(zhì)譜探測器的研究也已有40余年的歷史，可為質(zhì)譜應(yīng)提供mcp、em、離子化光源等產(chǎn)品。除了diuthame，2018年濱松還推出了一系列應(yīng)用于質(zhì)譜的新品，并在2018年asms中有所展示（包括在研品），如可解決小質(zhì)譜低真空問題的三級結(jié)構(gòu)的gen3 mcp、適用于tof-ms的mcp+ad、適用于q-ms/it-ms的管道型em等等。濱松希望通過探測技術(shù)的原始創(chuàng)新，從層技術(shù)出發(fā)，穩(wěn)定而堅(jiān)實(shí)地推動最終質(zhì)譜應(yīng)用的發(fā)展。