目前反射模式的高分辨MALDI-TOF和高分辨MALDI TOF/TOF，尤其是適合高通量質(zhì)譜成像研究的質(zhì)譜，還只有少數(shù)廠家可以提供。從用戶角度，聶宗秀對MALDI質(zhì)譜成像廠家提出三點(diǎn)建議。首先，TOF為獲得超高分辨率，需要很強(qiáng)的電場，除了加很高的電壓外，縮小了靶板與地之間的距離，希望在做高分辨時，兼顧質(zhì)譜分辨率與用戶需求，盡可能增加靶板與地的空間距離。其次在做成像時，激光打靶的時間很長，打出的是等離子體，而等離子體慢慢會導(dǎo)電，影響高壓的壽命及穩(wěn)定性而進(jìn)一步影響質(zhì)譜的穩(wěn)定性，希望在技術(shù)上加以改進(jìn)； 第三，現(xiàn)在商用激光器的激光波長都設(shè)在355 nm處，希望開發(fā)激光波長可調(diào)的質(zhì)譜儀。

課題組研發(fā)的質(zhì)譜技術(shù)

除了使用商品化質(zhì)譜做應(yīng)用，聶宗秀課題組也研發(fā)了一些產(chǎn)業(yè)化前期的質(zhì)譜。比如便攜式顆粒質(zhì)譜儀，以及采用二次流技術(shù)的基質(zhì)噴霧儀。關(guān)于基質(zhì)噴霧儀，聶老師介紹了其原理。

基質(zhì)在組織切片上分布的均勻度、結(jié)晶度和晶體顆粒的大小等因素是決定質(zhì)譜成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。目前，MALDI（基質(zhì)輔助激光解吸電離）質(zhì)譜成像研究中常用的基質(zhì)附著方法是采用商業(yè)化、非常昂貴的基質(zhì)二次流沉積設(shè)備來進(jìn)行，二次流方法使用氣流（一次流）產(chǎn)生的小液滴（二次流），液滴大小難于控制、尺寸不均會影響分辨率。進(jìn)行質(zhì)譜成像希望的理想情況是：一個分子外面包裹一層薄薄的單分子層的基質(zhì)，噴霧越均勻，基質(zhì)層越薄成像效果就越好。課題組使用了一臺價格低于5美元的迷你加濕器，采用超聲噴霧方法，研發(fā)了超聲噴霧儀，通過精確控制超聲波的頻率即可得到均勻大小的顆粒，改變頻率可調(diào)節(jié)顆粒尺寸，頻率越高顆粒尺寸越小。該設(shè)備提供了更高的靈敏度和更小的基質(zhì)晶體（直徑小于10 μm），可獲得10μm空間分辨率的高質(zhì)量離子圖像。事實(shí)證明，超聲噴霧的方法靈敏度和成像質(zhì)量都得到大幅提高。課題組用MALDI-MS/MS成像以分離小鼠腦中的兩種脂質(zhì)。

人物簡介：

聶宗秀，中科院化學(xué)所研究員，國家杰出青年基金獲得者。以顆粒質(zhì)譜構(gòu)建及小分子代謝產(chǎn)物質(zhì)譜為主要研究方向，針對質(zhì)譜在顆粒分析存在的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題，在質(zhì)譜儀器構(gòu)建及應(yīng)用等方面進(jìn)行了系統(tǒng)探索研究。設(shè)計研制了多種顆粒離子化源及電荷探測器，構(gòu)建了離子阱顆粒質(zhì)譜裝置平臺，對微納尺度顆粒進(jìn)行了多參數(shù)表征；建立了基于指紋質(zhì)譜的顆粒分析方法，獲得了納米顆粒的生物組織質(zhì)譜成像，將質(zhì)譜質(zhì)量范圍拓寬了8個數(shù)量級，從分子質(zhì)譜的10e6 Da至顆粒的10e14 Da；合成和發(fā)現(xiàn)了系列MALDI新基質(zhì)，獲得了多種動物模型下的代謝小分子質(zhì)譜成像。獨(dú)立工作以來，發(fā)表通訊作者論文62篇，其中包括1篇Nature Nanotech.、1篇Science Adv.、17篇Anal. Chem.、6篇Chem. Commu.、2篇Chem. Eur. J. 。發(fā)表在Nature Nanotech.上的工作，由雜志社撰文在同期的“新聞視角”中進(jìn)行了專欄評論，被Chem. Res. Toxicol.選為“研究亮點(diǎn)”，入選2016年Nature Nanotech.雜志10周年?？?。授權(quán)中國發(fā)明專利21項(xiàng)。