DAYLIGHT
美国Daylight 公司成立于2004 年，是一家专业开发生产分子检测和成像设备的企业，主要产品有中红外激光器、探测器、传感器等，激光器采用外腔量子级联技术（ECqcLTM），产品包括连续型、脉冲型激光器，可调谐、固定波长和精密无跳模调谐激光器等等，全面覆盖中外红波长范围，广泛应用于科研、工业、国防、医疗和环境等领域。
引言
质谱分析法是一种分析技术方法，可用于研究具有高度特异性的复杂生物化学样品的组成成分。
这种技术已经成为了生命科学领域的黄金标准，如蛋白质组学，代谢组学，毒理学。这得益于其特异性和可以量化极少量的荷尔蒙，疾病，生物标志物，代谢物的能力。
质谱分析法面临的挑战
尽管质谱分析法已经被广泛接受，但仍有相当多的挑战阻碍其被临床和研究室采用。
最明显的障碍包括对大型异构样品进行常规分析时分析生产量低，空间分辨率低，如离体组织，在样本解剖结构的背景下从微米到毫米范围内进行测量具有重大意义。
质谱分析法成像 (MSI)
现已使用MSI的技术，如基质辅助激光解析电离(MALDI)和二次离子质谱法(SIMS)被广泛应用于制药组织学和临床实验室。常规应用要求的同时具备高通量和高空间分辨率，目前还无法满足。
由于数据采集过程中的破坏性和连续性，质谱分析法得到的图像往往分辨率低，这也和使用强光照射导致样品降解有关。
为了使质谱法成像更具可行性，需要专业人员对相关样品进行预筛选。在进行质谱分析之前，把用于检查的切片组织或其平行组织染色，并用标准显微镜观察分析。
然而，使用化学品对样品进行染色的过程中会改变样品的生物化学结构，消除定向的重要生物化学成分，此外，从平行组织中选取的切片有不尽相似。
进一步讲，涉及质谱法的技术要求高级的操作技巧，所以只有经过培训的具有博士水平的员工才能操作系统。因此迫切需要一个具有非破坏性和高分辨率拍摄的工具。
一个容易使用的工具必须可以扫描大的样品组织，并且无需染色就能为后续的MSI操作识别出目标区域。现在有一台仪器就具备上述功能，那就是Daylight Solutions设计的Spero显微镜。
“红外成像和质谱法成像都可以从化学的角度进行组织成分研究，第一种方法是基于分子键对红外线的吸收，第二种方法则是提供相同分子的质量信息。原则上，除它们各自的特异性以及可比拟的技术，它们应当被视为等价的。但实际上，它们并不是等价的。
显然，质谱法成像更难操作，并且数据不能被自动解析。更糟糕的是，它通常需要用同位素标记来区分质荷比及数值，从而来识别样品中的化合物。因此，这项技术仍未部署到常规应用中，且依然需要高素质的员工来操作。
相比之下，红外显微镜的不足之处是反应慢。现在，快速获取已经成为了一种趋势，因此它的瓶颈是数据的自动处理。但是，得益于它的稳健性和不需要使用试剂，红外成像很快会成为化学成分分析的常规使用技术。一个快速和简单的技术肯定会为药理学和生物科学带来一个美好的未来。
来自Inserm U1029 的“3D光谱成像”研究小组的带头人，Petibois博士，最近接见了Insights from Industry系列的贡献者。
Spero显微镜
Spero显微镜可以实时显示组织和细胞中化学官能团的空间分布。这为快速生成生物分子阵列的整体定量图做好了准备，其中包括油脂、核酸和胶原蛋白，并且无需染色。
新鲜冷冻的未染色切片组织，以及用福尔马林浸泡的样品，都可以使用Spero来分析。然而， 新鲜冷冻的未染色样品可以保存它们的油脂。
Spero给出的更多详细信息可以自动通过预先导入的算法或是一个受过训练的技术员的视觉检查，帮助我们为后续的MSI操作或者相似的分子成像方法快速识别目标区域。因为这是一个非破坏性的、无需标记的技术，样品组织可以为后续的标准染色步骤分析保留原始状态。
Spero显微镜采用了中红外吸收光谱技术，可以得到细胞、生物流体、组织的数字化彩色、高对比度图像。这是通过测量多种化学官能团在在不同谐振频率下的光吸收得到的，例如生物活性物质中的羰基和氨基。
Spero显微镜的高速度和高分辨率要归功于Daylight Solution设计的一种特殊的激光器，叫量子级联激光器QCL。QCL的激光频率可以快速调节至官能团谐振的频率范围。这个频率范围被称为“分子指纹带”，范围是900-1800波数。
基于Spero的研究
Spero 已被使用于:
对一个面积为4.8 cm2的蛋白质样品进行酰胺Ⅰ带峰值共振的化学成像，该样品包含了未染色乳腺组织的200个针刺活检核，在1微米的像素分辨率下，可以在9分钟内得到结果。
Spero显微镜的高通量、多路复用的能力对血清液滴阵列、组织微阵列、大型切片的快速筛查有很大的帮助。Spero显微镜还可以应用于微孔或液滴的预筛选。
Spero显微镜也可用于组织学实验室，作为一个主力工具来提高MSI分析的成功率。
结论
Spero成像技术正在逐渐成为临床研究和制药实验室标准化分析工作流程的一部分。我们可以预期到，光谱成像技术的使用会越来越广泛，这将节省许多宝贵的时间和人力资源。
致谢
本文是根据Daylight Solutions公司分子成像部主任，Jeremy Rowlette博士提供的材料写的。
参考文献
P. Bassan, M. J. Weida, J. Rowlette and P. Gardner, Large scale infrared imaging of tissue micro arrays (TMAs) using a tunable Quantum Cascade Laser (QCL) based microscope, Analyst (RSC), 2014, DOI: 10.1039/c4an00638k
G. Clemens, B. Bird, M.Weida, J. Rowlette and M. J. Baker, Quantum cascade laser-based mid-infrared spectrochemical imaging of tissues and biofluids, Spectroscopy Europe, 2014, Vol 26, no 4.
C. Hughes, G. Clemens, B. Bird, T. Dawson, K. Ashton, M. Jenkinson, A. Brodbelt, M. Weida, E. Fotheringham, M. Barre, J. Rowlette, and M. Baker. Introducing discrete frequency infrared technology for high-throughput biofluid screening. Scientific Reports 6, 20172 (2016). DOI:10.1038/srep20173
关于Daylight Solutions
Daylight Solutions的分子检测和成像产品主要由激光器、传感器和成像系统组成，这些都依赖于公司的中红外量子级联激光器技术。这项核心技术为所有研发的产品提供了一个很好的平台，公司才得以在科学研究、生命科学、国防和商业等市场上提供服务。
该公司致力于创新。为了科学研究，于是有了世界上第一台宽范围可调谐的中红外激光系统，，于是有了世界上第一台半导体激光器，为了实时生物化学成像和材料分析，于是有了世界上第一个基于中红外激光器的显微镜。
Daylight Solutions有两个独立的事业部。2009年该公司成立了一个全资子公司，用于处理国防工业的特殊需求。Daylight Defense作为它的子公司，主要与政府打交道，向其提供军工产品。商业业务单元则为其他非国防项目提供支持，从生命科学到工业和消费品。
Daylight Solutions 和 Daylight Defense 都是经过 ISO-9001 认证的， 拥有先进的制造能力。