质谱成像技术概述

质谱成像技术是借助质谱直接对生物组织切片进行扫描和分析进而得到大量离子信号数据，再结合图像重构技术，从而使得质谱信号可视化。与传统成像技术相比，质谱成像技术具有原位解析、无需标记、灵敏度高、分子特异性强、能一次从组织样本中同时检测上千种生物分子等特点。

其中，基质辅助激光解吸/电离质谱成像（MALDI-MSI）是一种通过MALDI作为离子源直接扫描生物样品成像的分析技术，它可同时实现不同分子或多种分子的高通量扫描和高灵敏度检测且无需标记，并能够直接提供目标化合物的空间分布和分子结构信息，为研究提供丰富数据支持，在药学、生命科学、植物学、动物学、医学等领域具有重大的应用前景。

MALDI‐MSI在中药研究中的典型应用

1. 中药成分的空间分布研究

MALDI‐MSI可直观展示中药中有效成分在植物组织中的空间分布。例如，安徽农业大学利用MALDI-MSI技术，揭示了多花黄精（Polygonatum cyrtonema Hua）中黄酮类和糖类的空间分布及其积累规律，其研究结果不仅为黄精的药用价值提供了新的视角，为理解中药成分的合成、转运和积累机制提供了直接证据，还为优化其种植和采收时间提供理论依据。

Fig.1黄精根茎样本（Y1、Y2、Y3、Y4）组织切片获取的质谱图：(a)多糖与(b)黄酮类化合物在正离子模式下呈现质子化的[M + 2H₂O]、[M + Na]和[M + H]加合物；(c)和(d)展示了代谢物可视化分布及逐年强度增长趋势

(International Journal of Biological Macromolecules, 2025, 309: 142694.)

2. 中药中药效物质的作用机制解析

通过分析中药成分在靶器官中的分布，结合代谢组学数据，可揭示中药多成分协同作用的药理机制。例如，王喜军和陈香美教授等在研究黄葵胶囊（HHK）治疗2型糖尿病肾病（T2DN）的疗效及机制过程中，借助MALDI-MSI技术准确定位了T2DN核心生物标志物和药物活性成分在肾脏中的空间分布，不仅提高了数据的全面性，还能更直观地展示药物在组织中的作用机制，为阐明HHK治疗T2DN的作用机制提供了新的理论依据。

Fig.2质谱成像分析揭示HHK治疗T2DN的疗效与作用机制：杨梅素、槲皮素和异鼠李素以及六种核心生物标志物在肾脏中的特异性空间分布图像

（Phytomedicine 2025,138 :156397和Trends in Analytical Chemistry 2025，191：118288）

3. 中药的质量控制与鉴别
   MALDI-MSI能够检测中药中化学成分的分布特征，辅助鉴别中药材的真伪和质量优劣。通过比较不同产地或炮制方法的中药样本，可发现成分分布的差异，为中药质量标准的制定提供新方法。例如，人参、西洋参和三七是人参属中三大主要商业物种，它们形态相似但药理功能各异。不同人参属物种的皂苷定位特征存在差异，为物种鉴别提供了重要依据。而MALDI-MSI能够实现人参皂苷在根组织中的定位分析，并快速区分三种人参属植物。

Fig.3 通过MALDI-MSI技术获得的人参、西洋参和三七根组织切片的光学图像及皂苷离子定位模式图

(Trends in Analytical Chemistry, 2025,191:118288和Electrophoresis,2016, 37：1956)

综上所述，MALDI-MSI技术为中药研究提供了全新的视角，不仅有助于揭示中药的空间分布、药理作用机制，还为中药的质量控制、鉴别以及相关研究提供了有力的技术支持。