二次离子质谱仪在生物医学领域中的用途是什么？

二次离子质谱（简称：SIMS）分化为静态二次离子质谱（S-SIMS）、动态二次离子质谱（D-SIMS）两种，通过扫描，可以得到化学成像、成分定性鉴定。二次离子质谱技术具有非常高的分辨率以及灵敏度，可对有机物进行元素的面分布，深度分布分析，所以被广泛地运用在生物医学的领域当中。

SIMS是利用具有一定能量的初级离子束轰击固体材料表面，再通过质谱分析检测被初级离子束溅射出的二次离子的质荷比，从而得到样品信息。如今应用在SIMS中最广泛的质谱检测器是飞行时间质谱仪（TOF），TOF-SIMS的分辨率可以达到5-10nm，微区分辨率达到100nm2，深度分辨率达到0.1-1nm，二次离子浓度灵敏度达到ppm级别。

TOF-SIMS以其各种优异的性能和特点被广泛地用于半导体行业，随着半导体硅晶片制程越来越小，SIMS逐渐成为分析半导体器件表面污染缺陷、研究元素掺杂等不可替代的手段。除此之外，SIMS的应用近年来也不断发展到生物医学、材料、化学等领域。

 其中在生物医药领域，利用TOF-SIMS技术对生物细胞进行化学成像分析受到越来越多的研究人员关注，例如使用TOF-SIMS研究生物组织或生物薄膜上蛋白质等分子行为、细胞界面特性、药物作用、疾病诊断等。和MALDI-TOF-MS、ESI-MS等质谱相比，TOF-SIMS的灵敏度更高且可以进行二维或三维化学成像。

 下图为分别使用SSIMS和DSIMS对冠状动脉支架中的药物进行分析的案例。其中的质谱图就是通过SSIMS得到样品表面化学信息，下方的化学成像则是通过DSIMS层层剥离，得到的不同深度下的药物分布图。