質譜成像（Mass Spectrometry Imaging, MSI）是以質譜技術為基礎，通過質譜直接掃描生物組織樣本實現成像的新型“分子顯微鏡”。該技術能夠在同一張組織切片上一次分析數百種分子的空間分布特征。

        MALDI質譜成像分辨率的提高（<10μm）一直是該技術研究的一個熱點和瓶頸。德國吉森大學Bernhard Spengler教授團隊致力于大氣壓MALDI（TransMIT AP-SMALDI 10）質譜成像系統的研制，首次實現了5μm高空間分辨率質譜成像。其精密的光學設計大大提升了MSI的空間分辨率，同時保證了檢測的高靈敏度。該系統已成功應用于小鼠膀胱組織中脂類分子（Angew Chem Int Ed, 49(22):3834–3838）、小鼠腦組織中腫瘤標志物（Histochem Cell Biol, (2013) 139:759–783）、小鼠腎臟組織中抗腫瘤藥物（Anal Bioanal Chem, (2011) 401:65–73）、甘草根莖中黃酮類和皂苷類（The Plant Journal, 2014, 80(1):161-171）、斯氏按蚊體內脂類物質（Anal. Chem. 2015, 87(22), 11309−11316）以及Hela細胞中內源性代謝物（Anal. Chem. 2012, 84, 6293−6297）的空間特異性分布研究。

        最近，國際頂尖雜志Nature Methods報道了Spengler教授團隊的最新研究成果—Atmospheric pressure MALDI mass spectrometry imaging of tissues and cells at 1.4-μm lateral resolution（Nature methods, 2017, 14(1): 90-96）。優化后的AP-MALDI質譜成像系統再次將空間分辨率提高到了1.4 μm，實現了單細胞分子成像。如下圖所示，超高分辨率AP-MALDI質譜成像系統能夠分辨單細胞生物草履蟲亞細胞中脂類、代謝物以及肽類物質的空間特征性分布。該項技術的問世將為科研工作者帶來無標記檢測的全新視角，提供更為豐富的亞細胞水平的組織空間信息。

（a）草履蟲RGB質譜疊加圖像，空間分辨率3µm，[DG(31:0)+NH4]+紅色、[PC(34:1)+Na]+ 綠色、[Cer(d35:2)+H]+藍色；（c）草履蟲RGB質譜疊加圖像，空間分辨率3µm，[PS(32:1)+H-H2O]+紅色、[MG(22:1)+NH4]+綠色、[(Lys3Ala)+H]+藍色；（e）草履蟲RGB質譜疊加圖像，空間分辨率2µm，[DG(38:1)+NH4]+紅色、[(LysAsnArgLeu/Ile)+H-2H2O]+或[(LysArgValGln)+H-2H2O]+綠色、[PC(P-30:0)+H]+藍色；（g）輪蟲吞噬草履蟲的RGB質譜疊加圖像，空間分辨率2μm，[PE(35:2)+H]+紅色、[PC(34:1)+Na]+綠色；（b, d, f, h）分別為a、c、e、g對應的顯微鏡光學圖像。圖片來源于Nature Methods，（doi:10.1038/nmeth.4071）