質譜成像（Mass Spectrometry Imaging，MSI）技術是一種新型的原位表面分子成像技術。借助質譜的結構分析和鑒定能力，能夠準確的解析多種物質在生物組織表面的特異性空間分布。

        近年來，MSI技術在醫學、藥學、生物學等領域獲得了極大的關注。然而，現有質譜成像技術僅能對同一平面中的樣品進行質譜成像分析，要想獲得三維空間信息，則只能依靠圖像的三維重建技術和數據歸一化處理來實現，極為耗時。
針對3D MSI的技術瓶頸，德國吉森大學的Bernhard Spengler教授團隊開發了最新的自動聚焦三維質譜成像技術，成果發表在國際頂尖雜志Nature Methods——Autofocusing MALDI mass spectrometry imaging of tissue sections and 3D chemical topography of nonflat surfaces（Nature Methods, 2017, 14(12): 1156）。這是繼“1.4μm超高分辨率質譜成像技術”之后，Spengler教授團隊的又一次突破。該技術通過把激光三角測量系統整合到AP-SMALDI10 MSI系統中，實現了小于10μm的側向分辨率。如下圖所示，自動聚焦MALDI質譜成像系統能夠清晰的可視化苜蓿葉片中糖苷類和脂類物質的三維空間分布（Fig.1c），曼氏裂體吸蟲中磷脂類物質空間特異性分布（Fig.1e, f），以及小鼠腦部磷脂類物質的組織空間特異性分布（Fig.1g, h）。該技術的出現可直接對三維生物樣品進行質譜檢測，其自動聚焦技術能夠大大提升檢測效率和檢測通量，并有效避免樣品中檢測信號的缺失。

Fig.1 苜蓿葉片、曼氏裂體吸蟲和小鼠腦部自動聚焦3D質譜成像。a，苜蓿葉片光學成像圖；b，總離子質譜圖像；c，3D RGB質譜疊加圖，[trifolin + Na]+紅色、[MGDG(36:6) + K]+綠色、m/z 594.8937藍色；d，血吸蟲光學成像圖；e，3D RGB質譜疊加圖，[PC(36:1) + Na]+紅色、[PC(34:1) + Na]+綠色、m/z 585.0636 藍色；f，總離子質譜圖像；g，小鼠腦部3D-RGB和2D-RGB質譜疊加圖，[SM(d40:2) + K]+紅色、[PI-Cer(d38:0) + H]+綠色、[PC(40:7) + K]+藍色，其中上圖為自動聚焦，下圖為非自動聚焦。圖片來源于Nature Methods，（doi:10.1038/nmeth.4433）