導讀

2025 版《中國藥典》即將重磅推出，新藥典新征程意義非凡。新版藥典首次將質譜成像（MS Imaging）納入《中國藥典》范疇，這一舉措不僅是對質譜成像技術在藥物研究、質量控制等領域貢獻的認可，更是我國藥典體系與時俱進、緊貼科技前沿的有力見證。作為知名的科學儀器制造商，島津不僅推出了多種質譜成像系統，更在質譜成像的基礎上創新融合了顯微鏡技術，開發了成像質譜顯微鏡 IMScope QT，為藥物研究開啟“微觀-分子”雙重解析的新時代。

藥典“新寵兒”質譜成像

《中國藥典》作為我國藥品研發、生產、檢驗和使用的“金標準”，每一次變化和修訂都牽動著醫藥行業的神經。此次新版中國藥典0431質譜法首次將質譜成像技術納入其中，標志著這一前沿科技在藥物分析領域的應用將有望步入規范化、標準化的新階段。質譜成像這位藥典“新寵兒”究竟是怎樣一種技術呢？0431質譜法中是這樣描述的：質譜成像（MS Imaging）: 將樣品或處理后的樣品置于樣品臺，光學確認表面形態并選擇目標成像區域，采用基質輔助激光解吸離子源或解吸附電噴霧離子源等接口，通過待測成分的質荷比對應的響應強度及其坐標位置構建質譜圖像。

簡單來說，質譜成像就是利用質譜實現樣品成分的成像，獲取其空間分布信息，在組織、細胞甚至亞細胞水平上實現多成分分布的可視化。相較于傳統質譜技術僅僅解答了“我是誰”的問題，質譜成像技術更是在此基礎上突破性地解答了“我在哪”的問題。

島津質譜成像家族MSI多元化解決方案

2013年，島津推出了首款商品化質譜成像產品-基質輔助激光解吸電離飛行時間成像質譜系統MALDI-7090，正式進入質譜成像技術領域。經過多年的技術革新和發展，如今，島津的質譜成像解決方案涵蓋了從非靶向到靶向、從小分子到大分子、從分子到原子質譜成像分析，為藥物開發、生命科學、醫學研究等領域提供了重要的研究工具。

島津成像質譜顯微鏡重塑微觀分析新貌

與傳統的質譜成像系統不同，島津成像質譜顯微鏡iMScope QT巧妙地將質譜與光學顯微鏡“聯姻”，將高分辨率顯微觀察與精準質譜分析融為一體，實現了對樣本的微觀結構與分子信息的同步精確觀察與解析。

iMScope QT深度揭秘藥物微觀世界

質譜成像在藥物研究（包括化藥、中藥、生物藥）中應用廣泛。樣本主要涉及動物樣本和植物樣本。動物樣本可用于研究藥物與代謝物的空間分布、靶標定位、藥物相互作用、毒理學等，對各類藥均適用；植物樣本在醫藥領域多關乎中藥，通過質譜成像技術清晰呈現其微觀世界，為中藥研究賦能。

島津成像質譜顯微鏡在藥物研究中的應用示例

1）       小分子藥代動力學研究

采用iMScope QT首次揭示了丙咪嗪、氯喹及其代謝物在小鼠不同器官的特異性定位，為藥代動力學研究提供依據。

2）中藥內源性毒性成分研究

圖3. 秋水仙鱗莖中內源性毒性成分秋水仙堿和秋水仙胺的空間分布

在20 kHz的激光重復頻率下，不到4小時可獲得高空間分辨率的光學圖像和MS成像。

3）中藥外源性毒性成分研究

圖4. 黃連植株不同部位多環芳烴的空間分布

iMScope QT在常壓環境下對樣品進行分析，避免了真空環境對多環芳烴這類揮發性化合物的影響。

4）中藥炮制機理研究

圖5 女貞子4種炮制相關標記物在不同加工時間的質譜成像圖[2]

MSI揭示了女貞子炮制過程中4個主要標志物的空間分布，與非靶向代謝組學方法推導的變化趨勢一致，為中藥炮制機制研究提供了更有說服力的數據支持。

5）藥物研發

圖6. 紫杉醇不同給藥體系下在靶器官中的空間分布[3]

以高分辨率MSI比較含紫杉醇（PTX）的膠束（NK105）與單獨的PTX注射到腫瘤小鼠體內后的分布情況，是一種藥理評估和藥物設計支持的創新方法。

6）體內多肽藥藥物的動態分布

圖7. 小鼠灌胃后10 min (A) 20 min (B) 40 min (C) 60 min (D) 和120 min (E)。其中A1-E1：小鼠胃部切片的光學圖像；A2-E2：奧曲肽 （m/z 1019.44）離子密度圖。F：基于LC-MS/MS的絕對定量方法，奧曲肽在胃部的時間濃度曲線[4]

通過LC-MS/MS絕對定量方法的驗證，確立了基于質譜成像的定量方法在藥代動力學研究方面的可靠性和實用性。

結論

島津成像質譜顯微鏡，憑借先進科技，精準洞察藥物分布微觀世界。在 2025 版《中國藥典》即將推出之際，作為科技與傳統融合的典范，它將以強大的性能和創新的技術，繼續解鎖未知，為藥物研究提供有力支撐。

【參考文獻】

[1] Islam A, Sakamoto T, Zhai Q, et al. Application of ap-maldi imaging mass microscope for the rapid mapping of imipramine, chloroquine, and their metabolites in the kidney and brain of wild-type mice [J]. Pharmaceuticals, 2022, 15(11): 1314. DOI: 10.3390/ph15111314

[2] Li MR , Wang XY , Han LF, et al. Integration of multicomponent characterization,untargeted metabolomics and mass spectrometry imaging to unveil the holistic chemical transformations and key markers associated with wine steaming of Ligustri Lucidi Fructus[J]. Journal of Chromatography A, 2020, 1624(1). DOI: 10.1016/j.chroma.2020.461228.

[3] Yasunaga M , Furuta M , Ogata K ,et al. The Significance of Microscopic Mass Spectrometry with High Resolution in the Visualisation of Drug Distribution[J]. Scientific Reports, 2013, 3. DOI: 10.1038/srep03050.

[4] Rao T, Shao YH, Hamada N ,et al. Pharmacokinetic study based on a matrix-assisted laser desorption/ionization quadrupole ion trap time-of-flight imaging mass microscope combined with a novel relative exposure approach: A case of octreotide in mouse target tissues[J].Analytica Chimica Acta, 2017, 952:71-80.DOI:10.1016/j.aca.2016.11.056.

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