改進的離子源可化學分析非平坦樣品的表面

　　分析測試百科網訊 來自德國的科學家探索對激光消融電噴霧離子化（LAESI）的改進，以使質譜可以分析非平坦樣品的表面。

　　迄今為止，具有三維形狀的生物組織的化學分析是一個主要難題。德國耶拿馬克斯普朗克化學生態研究所（Max Planck Institute for Chemical Ecology）的研究人員現在已經改進了質譜成像，使得分子的分布也可以在波紋狀，毛狀，膨脹或粗糙的表面上可視化。基于激光的技術的來源是定制的，以適應非平坦樣品。通過使用距離傳感器，在實際化學成像之前記錄表面的高度輪廓。新工具可用于從新的角度回答生態問題。

用于質譜成像的定制激光源：通過改進的激光消融電噴霧離子化（LAESI），現在可以化學分析非平坦樣品的表面，例如這種粗糙的白菜。來源：Benjamin Bartels，Max Planck Institute for Chemical Ecology

　　激光消融電噴霧電離（LAESI）是一種可用于質譜成像以研究在生物樣品中發現的許多不同化合物的分布的方法。激光用于通過局部加熱除去一小部分樣品。在某一點，樣品的照射部分裂開并且蒸氣逸出。形成的云隨后通過帶電霧氣離子化，以使得在質譜儀中可檢測到蒸氣含量。新研究的領導者Ale?Svato?解釋了這種技術的技術原理：”空間限制激光探測使我們能夠非常像像素形成圖像來組合化學信息。”

　　化學化合物在植物的花、葉、莖和其他部分的分布在生態研究中是非常重要的。這些化合物中的許多是植物次生代謝物，其由植物產生以吸引授粉者或抵御例如食草動物或病原體。

　　重要的是植物產生這些物質，但是當分子在植物組織中積累時，這也是至關重要的。防御物質是否均勻分布在植物葉子中，還是有特殊的腺體通過分泌這種化學物質提供保護？昆蟲外骨骼的哪些部分特異性地積累毒素或信息素以與它們的特異性進行通信？不同物種如何在分子水平上相互作用？

一塊開胃菜（4×4mm）的高度剖面圖。 最大高度差為2.38mm。 來源：Benjamin Bartels，Max Planck Institute for Chemical Ecology

　　“分析的最大挑戰是在整個分析過程中保持樣品的構成，通常樣品制備通過改變樣品的化學成分影響結果。典型的準備步驟包括將樣品切成薄的、扁平的切片，因為需要平整度以保證最佳的激光聚焦，這是可靠分析的關鍵參數。”該研究的第一作者和質譜研究組博士學生Benjamin Bartels指出。

　　在化學生態學中遇到的大多數樣品具有不平坦的表面：植物葉通常具有毛狀結構或波紋。因此，質譜研究組的主管Benjamin Bartels和Ale?Svato?已經將LAESI技術應用于非平坦表面，開辟了對具有顯著三維形狀的樣品進行化學成像的可能性，同時保持了經典測量的可靠性。

　　新儀器在實際質譜成像之前測量所討論的表面的高度輪廓。記錄的高度輪廓可以用于校正激光器的聚焦透鏡和樣品表面之間的距離。這樣，對于可靠的激光探測的基本參數之一在整個實驗中對具有三維結構的樣品保持恒定，這些樣品以前不能進行這種分析。“這意味著我們現在可以在更大范圍的可達性表面上研究分子分布，我正在考慮其環境中的昆蟲外骨骼或微生物菌落，現在我們可以比較一片葉子的不同毛狀體的含量。”Benjamin Bartels強調LAESI增強的優點。

　　在不久的將來，研究人員希望實施進一步的改進。他們的目標是在常規測量非平坦表面時使用LAESI。