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二次離子質譜儀在生物醫(yī)學領域中的用途是什么？

來源：測試GO 時間：2022-10-21 10:40:23 瀏覽：2126次

二次離子質譜（簡稱：SIMS）分化為靜態(tài)二次離子質譜（S-SIMS）、動態(tài)二次離子質譜（D-SIMS）兩種，通過掃描，可以得到化學成像、成分定性鑒定。二次離子質譜技術具有非常高的分辨率以及靈敏度，可對有機物進行元素的面分布，深度分布分析，所以被廣泛地運用在生物醫(yī)學的領域當中。

SIMS是利用具有一定能量的初級離子束轟擊固體材料表面，再通過質譜分析檢測被初級離子束濺射出的二次離子的質荷比，從而得到樣品信息。如今應用在SIMS中最廣泛的質譜檢測器是飛行時間質譜儀（TOF），TOF-SIMS的分辨率可以達到5-10nm，微區(qū)分辨率達到100nm²，深度分辨率達到0.1-1nm，二次離子濃度靈敏度達到ppm級別。

TOF-SIMS以其各種優(yōu)異的性能和特點被廣泛地用于半導體行業(yè)，隨著半導體硅晶片制程越來越小，SIMS逐漸成為分析半導體器件表面污染缺陷、研究元素摻雜等不可替代的手段。除此之外，SIMS的應用近年來也不斷發(fā)展到生物醫(yī)學、材料、化學等領域。

其中在生物醫(yī)藥領域，利用TOF-SIMS技術對生物細胞進行化學成像分析受到越來越多的研究人員關注，例如使用TOF-SIMS研究生物組織或生物薄膜上蛋白質等分子行為、細胞界面特性、藥物作用、疾病診斷等。和MALDI-TOF-MS、ESI-MS等質譜相比，TOF-SIMS的靈敏度更高且可以進行二維或三維化學成像。

下圖為分別使用SSIMS和DSIMS對冠狀動脈支架中的藥物進行分析的案例。其中的質譜圖就是通過SSIMS得到樣品表面化學信息，下方的化學成像則是通過DSIMS層層剝離，得到的不同深度下的藥物分布圖。