2026/08/10
圖文引用自：tc.keguanjp.com
日本大阪大學研究生院理學研究科的安田賢生碩士生、大塚洋一副教授、豐田岐聰教授等人的研究團隊，對用於解析生物組織內各個細胞化學成分差異的質譜成像技術提高檢測靈敏度，開發出一種能夠長時間穩定檢測的全新測量方法。相關研究成果已發表在《Analytical Chemistry》上。
大塚副教授此前一直主導著輕敲模式掃描探針電噴霧離子化（tapping-mode Scanning Probe Electrospray Ionization, t-SPESI）技術的研究開發，致力於實現生物組織中脂質分佈的視覺化。
在t-SPESI技術中，使一根尖端為幾微米的細玻璃管（即毛細管探針）上下振動，同時在探針內部通入施加了高電壓的溶劑。當探針尖端接觸樣品表面時，探針與樣品表面之間會形成液橋（liquid bridge），從而可從局部提取樣品成分。含有提取出的樣品成分的溶劑被施加高電壓後，會生成氣態離子。生成的離子被導入質譜分析儀進行分析。令探針沿樣品平面二維掃描，即可實現質譜分析成像。
然而，測量點的間隔越細，從單個測量點能獲得的分子量就越少，因此需要較高的檢測靈敏度；同時，精細測量大範圍區域需要較長時間，在此期間如果探針尖端被組織來源的成分覆蓋，分子的提取和離子化就會變得不穩定。因此，同時實現高檢測靈敏度以及長期穩定的分子提取與離子化是亟待解決的課題。
因此，為了實現基於t-SPESI的單細胞質譜分析成像，研究團隊進行了測量裝置的小型化、毛細管探針表面的分子層形成，以及使用小鼠腦組織切片的性能評估。
首先，研究團隊對用於觀測樣品位置以及探針尖端所形成液橋位置的顯微模組與樣品載物臺進行了小型化。通過樣品臺的小型化，縮短了將探針尖端生成的離子導入質譜分析儀的金屬離子傳輸管。離子傳輸管的縮短抑制了生成的離子到達質譜分析儀之前的損失，從而從微小測量區域獲得的少量分子也能夠被有效檢測出來。使用碘化鈉溶液評估裝置性能後，確認離子信號強度平均提高了約2倍。
接下來，為抑制長時間檢測過程中組織源性成分附著在探針表面，研究團隊在毛細管探針表面製備了PFPTES分子層。已知PFPTES具有氟原子鍵合於苯環的分子結構，並且能與石英表面形成共價鍵。利用這一特性，可以在石英毛細管探針表面形成穩定的分子層，從而賦予探針表面由PFPTES分子帶來的疏水性和疏油性。為了確認該分子層確實在探針表面形成，研究團隊通過X射線光電子能譜（XPS）對探針尖端部分進行了成像。在形成了PFPTES分子層的探針上，清晰地觀察到了源自氟的F1s信號沿探針形狀分佈。研究同時採用飛行時間二次離子質譜法（TOF-SIMS）開展成像分析，結果顯示，在形成了PFPTES分子層的探針上，檢測到了源自PFPTES的含氟和苯環的碎片離子。這些結果證實了含氟的PFPTES分子層分佈在毛細管探針表面。…
