活體成像——APIRMALDI／LAESI技術

了解細胞的內部成分是理解健康細胞不同于病變細胞的關鍵，但是，直到目前為止，唯一的方法是觀察單個細胞的內部，然后將其從動物或植物中移除，或者改變細胞的生存環境。但是這么做的話，會使細胞發生變化。科學家還不是很清楚一個細胞在病變時與健康細胞的差別，或者當它們從一個環境移到另一個環境中產生的變化。

來自華盛頓大學Akos Vertes教授希望能從另外一個方面來進行活細胞分析，在他的一項關于活葉樣品中初級和次級代謝產物分布的研究中，研究人員發現葉片中積累基質很厚，常導致光譜末端低分子量部分模糊，而且基質輔助激光解析電離（MALDI）質譜分析需要在真空中進行，但是，活體樣本在真空中無法存活。

實際上，MALDI質譜分析的原理是將分析物分散在基質分子中并形成晶體，當用激光照射晶體時，由于，基質分子經輻射所吸收的能量，導致能量蓄積并迅速產熱，從而使基質晶體升華，致使基質和分析物膨脹并進入氣相。而生物樣品也可以直接吸收能量的，比如，2.94mm波長的光能激活水中氫氧鍵。

因此，Vertes等人想到復合兩種技術來解決這一問題。首先他們利用大氣壓紅外線（an atmosphericpressure infrared，APIR）MALDI激光直接激活組織中的水分，使樣品氣化，就像是組織表面發生了細胞大小的核爆炸，從而獲得了離子化微粒，進入質譜中進行分析。但是并不是所有的氣化微粒都帶電，大部分其實是不帶電的，會被APIR MALDI遺漏。

為了捕捉這些中性粒子，Vertes等人采用了第二種方法：

LAESI(laser ablation electrospray ionization，激光燒蝕電噴霧電離)，這種方法能捕捉大量帶電微滴的微粒，然后重新電離化。通過對整個樣品進行處理，復合這兩種方法，就能覆蓋更多的分子，分析質量更高。

與一般質譜成像過程不同，Verte的方法還在成像中增加了高度，從而實現了3D代謝物成像。這項技術的分辨率是直徑10mm，高度30mm，這與生物天然的立體像素相吻合，這樣科學家們就可以獲得天然構像。