真空紫外光脱附/电离质谱成像(VUVDI-MSI)新装置

【作者】 王佳； 刘峰； 莫宇翔； 王朝英； 张四纯； 张新荣；

【机构】 清华大学物理系原子分子纳米科学教育部重点实验室； 清华大学化学系；

【摘要】 质谱成像广泛应用于材料,生物,药学等领域的研究。目前广泛使用的质谱成像方法为SIMS(二次离子质谱)、MALDI(基质辅助激光解吸电离质谱)和DESI(解吸电喷雾电离质谱)[1-3]。SIMS的空间分辨率可达亚微米,但仅能获得小质量的样品碎片成像信息(m/z<500);MALDI可以得到大质量(高达10~5Da)母体离子,但由于基质效应,该方法的空间分辨率仅能达到10微米级别,难于实现微小尺寸样品(如单细胞)质谱成像。DESI是一个软电离方法,能探测质量大于100的分子,但是其空间分辨率很低,接近150微米。波长为120-150 nm(单光子能量10.3–8.3 eV)的VUV光源能电离气相中的大部分生物化学分子且容易被样品吸收、作用深度浅。为了获取较高的空间分辨率以及较大质量的样品分子信息,我们实验室最近研制了一台真空紫外光脱附/电离质谱成像(VUVDI-MSI)装置。将三束准直基频光通过恒温的汞蒸气池,利用四波混频产生波长为125.4 nm的高强度VUV激光(约为100微焦耳/脉冲)[4]。通过设计分光和聚焦光路,将VUV光聚焦在石英片上,溅射孔的直径约为4微米,面积约为8平方微米。利用该仪器,我们测试了很多样品的质谱,如:染料分子Nile red(m/z 318)和肽段FGB(m/z 1570)。通过这些测试发现:灵敏度比SIMS方法高,碎片率比SIMS方法少。通过对果蝇大脑切片进行质谱成像,发现VUVDI-MSI能获得清晰的样品轮廓信息和果蝇复眼结构。质谱信号集中在质量数100-600,而SIMS质谱信号集中在质量数100以内。我们将进一步提高VUVDI MSI装置的空间分辨率和质量分辨率。更多还原