目前的質(zhì)譜成像技術(shù)都是把樣本上的一個(gè)個(gè)像素點(diǎn)陸續(xù)離子化形成質(zhì)譜峰圖，再通過(guò)軟件重構(gòu)圖像形成質(zhì)譜成像結(jié)果。這種點(diǎn)掃描的成像方式，如果成像速率過(guò)低，完成一張切片的成像過(guò)程需要十?dāng)?shù)個(gè)小時(shí)。無(wú)論是科研研究還是臨床病理分析等實(shí)際應(yīng)用，這么慢的成像速率都是無(wú)法忍受的。更重要的是如果一張切片成像需要近一天時(shí)間，生物組織及基質(zhì)分子的揮發(fā)、變質(zhì)等問(wèn)題都會(huì)影響整體成像結(jié)果。因此，成像速率是質(zhì)譜成像重要的瓶頸，尤其制約了質(zhì)譜成像展開(kāi)臨床應(yīng)用。

　　那么，影響質(zhì)譜成像速率的因素有哪些呢？

　　關(guān)鍵之一：掃描速率

　　對(duì)于質(zhì)譜成像而言的掃描速率，通俗地說(shuō)，是獲得一張質(zhì)譜圖的速率。它一般取決于以下三個(gè)因素。

　　（1）激光頻率

　　如前所述，質(zhì)譜成像是點(diǎn)掃描方式成像。因此，對(duì)于激光解吸（LD）離子源來(lái)說(shuō)，激光頻率是質(zhì)譜成像速率提升的前提。以MALDI成像為例，早期的質(zhì)譜成像采用了50Hz的氮?dú)饧す馄?，且不說(shuō)氮?dú)饧す馄髯鲑|(zhì)譜成像是很奢侈的事（氮?dú)饧す馄鲯呙鑹勖蹋|(zhì)譜成像需要高密集掃描，更換激光器成本昂貴），50Hz意味著每秒鐘只能完成50次離子化過(guò)程，最高可形成50個(gè)掃描點(diǎn)。一般一張質(zhì)譜圖需要上百萬(wàn)個(gè)掃描點(diǎn)，用氮?dú)饧す馄鲯呙枰粡埱衅?，至少需?小時(shí)以上。

　　隨著高性能激光器的出現(xiàn)，MALDI離子源的激光頻率首先有了質(zhì)的飛躍。目前商品化的成像質(zhì)譜中，往往采用了2,000Hz甚至更高頻率的激光器。融智生物的QuanTOF成像質(zhì)譜則配備了5,000Hz的激光器，以保證有更高的激光頻率。

　?。?）二維移動(dòng)平臺(tái)

　　高速成像還需要能高速移動(dòng)、步長(zhǎng)精準(zhǔn)的二維移動(dòng)平臺(tái)的支持。目前，很多普通質(zhì)譜儀并未考慮到質(zhì)譜成像的需求，使用了普通的二維移動(dòng)平臺(tái)，步長(zhǎng)往往在微米級(jí)甚至更高，也無(wú)法高速移動(dòng)，因而會(huì)阻礙高速成像。融智生物QuanTOF采用的高速二維移動(dòng)平臺(tái)可達(dá)到步長(zhǎng)50nm，在如此小的步長(zhǎng)下，實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)，有力地支持了高速率質(zhì)譜成像的需求。

　?。?）數(shù)據(jù)采集

　　在解決了激光頻率和高速、高精準(zhǔn)二維移動(dòng)平臺(tái)的問(wèn)題之后，還要解決高激光頻率帶來(lái)的海量數(shù)據(jù)采集問(wèn)題。再高的激光頻率、再快的移動(dòng)平臺(tái)，沒(méi)有足夠速率的信號(hào)采集及儲(chǔ)存能力，都無(wú)法提高最終質(zhì)譜成像速率，這需要高速數(shù)據(jù)采集部件以及數(shù)據(jù)采集軟件的相互配合。另外，現(xiàn)有的第三方成像軟件往往只能滿足較低速率采集的成像數(shù)據(jù)處理工作，對(duì)于高速掃描帶來(lái)的海量數(shù)據(jù)就無(wú)能為力了。

　　關(guān)鍵之二：靈敏度

　　僅僅提升掃描速率，只是提升質(zhì)譜成像速率的開(kāi)始。高速、高空間分辨率掃描時(shí)，能夠電離的離子將大幅減少，如果在其后的離子傳輸、離子探測(cè)過(guò)程中不加以彌補(bǔ)，則質(zhì)譜儀的靈敏度將大幅下降，尤其影響低豐度目標(biāo)物的成像結(jié)果。傳統(tǒng)的化學(xué)分析中，質(zhì)譜儀的掃描速率已經(jīng)夠用，因此后端的配合流程不會(huì)為高速成像專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，所以一些科研人員在采購(gòu)?fù)饨与x子源做質(zhì)譜成像時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)低豐度目標(biāo)物無(wú)法采集到信號(hào)。

　　靈敏度問(wèn)題不僅體現(xiàn)于外接離子源中，對(duì)于內(nèi)接離子源質(zhì)譜儀，在高速掃描時(shí)，也面臨靈敏度不足的問(wèn)題。提升掃描速率，使用10,000Hz的激光器，在工程化方面不是難題，但如此高頻率掃描所帶來(lái)的離子采集量下降影響到靈敏度不足的問(wèn)題，卻難以克服。因此，只能犧牲成像速率，以保證成像質(zhì)量。這也就是為什么一些內(nèi)接離子源的成像質(zhì)譜雖然采用了10,000Hz激光器，但成像速率最高仍然只有50像素/秒。

　　綜上所述，高速質(zhì)譜成像的實(shí)現(xiàn)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，要從掃描速率、儀器靈敏度以及方法學(xué)等方面入手，軟硬件之間相互配合，相互支持。僅僅提高激光頻率或二維移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)速度或數(shù)據(jù)采集速度，抑或是提升儀器靈敏度等，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速質(zhì)譜成像。

　　質(zhì)譜成像應(yīng)用目前集中于科學(xué)研究。隨著質(zhì)譜成像速率的提升，應(yīng)用研究的開(kāi)展，包括富集技術(shù)的進(jìn)步、基質(zhì)技術(shù)進(jìn)步，以及與熒光光學(xué)成像結(jié)合進(jìn)行分析的融合技術(shù)的出現(xiàn)，質(zhì)譜成像在臨床病理分析、生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用都會(huì)加速。