《Analytical Science Advances》：Dry Deposition Strategies for MALDI–MS Imaging: Principles, Advances and Emerging Applications
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本综述聚焦MALDI–MSI（基质辅助激光解吸/电离质谱成像）中的干法基质沉积技术。文章系统梳理了溶剂自由沉积、升华及低温热蒸发（LTE）等方法的原理与仪器进展，重点对比了其与湿法在空间分辨率、灵敏度及避免分析物扩散（delocalisation）方面的优势，并展望了其在空间组学（spatial omics）领域的应用前景。
引言：为何要“干”？
在生命科学和临床病理研究中，MALDI–MSI（基质辅助激光解吸/电离质谱成像）已成为绘制组织切片中代谢物、脂质、肽段及蛋白质空间分布的关键工具。然而，其成像质量高度依赖于一个看似简单却至关重要的步骤——基质沉积。
传统的湿法沉积（如喷雾、电喷雾）虽然普及，但溶剂的使用是一把双刃剑。它在帮助基质结晶的同时，也极易导致组织内的分析物发生扩散（delocalisation），尤其是在进行高空间分辨率成像或分析小分子时，这种“跑位”会严重扭曲真实的分子分布图。为了追求更高的空间保真度，干法基质沉积（Dry Deposition）技术应运而生。这类方法摒弃溶剂，直接将固态基质以微米/亚微米级颗粒的形式均匀铺展在组织表面，从源头上切断了扩散的路径。
干法沉积的三大“兵器谱”
2.1 溶剂自由基质干法涂层
这是最“原始”的干法尝试。2008年，研究者通过研钵研磨将基质磨成1–40 μm的粉末，再用软刷和筛网手动涂布。后来发展的自动化设备（如SurfaceBox）利用金属珠振动过筛，提高了重现性。虽然此法能有效减少扩散，但由于其产生的晶体层相对粗糙，空间分辨率通常被限制在~50 μm水平，近年来在高分辨率成像中的应用已逐渐被更精密的技术取代。
2.2 升华法（Sublimation）
原理与优势：升华法通过加热使固态基质直接气化，随后冷凝在低温的组织表面形成超薄、均匀的晶体层。这种方法能产生极细的晶体（~10 μm），是实现高空间分辨率成像（如单细胞水平）的利器。
明星基质巡礼：
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DAN（1,5-diaminonaphthalene）：脂质成像的“多面手”。在正负离子模式下均表现优异，能检测磷脂（PC, SM, PA, PS等）和硫苷脂，且真空稳定性极佳，适合长时间采集。
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DHAP（2,5-dihydroxyacetophenone）：在AP-MALDI（大气压MALDI）和t-MALDI-2（传输模式二次激光后电离）中表现出色，特别适合神经节苷脂（如GM1）的检测。
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DPH（1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene）：脂肪酸成像的“新宠”。背景干扰低，真空稳定性长达24小时，并能产生清晰的碎片谱图。
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CMBT（5-chloro-2-mercaptobenzothiazole）：肾脏组织成像的“稳定器”。在长达20小时的采集周期内信号衰减极小。
应用突破：2024年的研究表明，在肾脏组织成像中，优化厚度的DAN和DHA（2,6-dihydroxyacetophenone）能显著提升磷脂酰肌醇（PI, PIP, PIP2）的检测灵敏度，而CMBT则对PIP3有独特优势。
2.3 低温热蒸发（LTE）
这是2024年最新报道的物理气相沉积（PVD）技术。LTE在高真空和低温条件下蒸发有机基质，能实现对膜厚和均匀性的纳米级精密控制。
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脂质与代谢物双杀：LTE不仅适用于CHCA、DHB等传统基质进行脂质成像，更通过沉积离子固体基质（ISM）（如CHCA-二乙基苯胺组合），大幅降低了低质量数（m/z< 500）的背景干扰，成功实现了小鼠胰腺组织中胰岛（Islets of Langerhans）内小分子代谢物的清晰成像。
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长期稳定性：经LTE处理的样品在-80°C储存两周后，基质形态和成像质量依然稳定，展现了其在生物样本库研究中的潜力。
3 仪器进化：从“烧杯”到“镀膜机”
早期的升华装置多为简单的玻璃真空腔体（图2a），依赖手动控温，重现性较差。现代设备已升级为集成温控、压力监测和自动旋转样品台的精密系统（图2b）。特别是LTE设备，借鉴了半导体行业的镀膜技术，配备石英晶体微天平（QCM）实时监控膜厚，将基质沉积从一门“手艺”变成了可量产的“工艺”。
4 总结与展望
干法沉积（尤其是升华和LTE）通过消除溶剂扩散，将MALDI–MSI的空间分辨率推向了单细胞级别。随着空间组学（Spatial Omics）对原位分子分布精度要求的日益提高，开发新型真空稳定基质（如DAN、DPH）和标准化沉积设备（如自动化LTE系统）将是未来连接分子成像与精准病理诊断的关键桥梁。
