英国国家物理研究院（NPL）、英国伯明翰大学和诺丁汉大学的科学家们合作研发了一种蛋白质成像新方法，可以通过生物组织和细胞分析以及新的生物材料发现疾病致病原理，这些新的生物材料可以用于新一代药物输送系统和医疗设备。

利用NPL国家质谱研究中心（NiCE-MSI）先进的新型高分辨率分子成像仪器“三维轨道二次离子质谱仪”（3D OrbiSIMS），研究人员在最少样品制备条件下完成了对表面完整蛋白质第一次非标定量现场作业。该研究成果发表在《自然通讯》中。

NPL于2016年成功研发了OrbiSIMS，它彻底变革了具有亚细胞分辨率的代谢物非标成像。现在，全球已制造出越来越多此类功能强大的仪器，比如把高质量分辨率、高质量准确度和高分辨率集群成像结合起来的混合二次离子质谱仪（Hybrid SIMS），为生物学和先进材料领域提供了开创性见解。

NPL的研究人员认为，在没有选择性标记蛋白质的情况下，独特地鉴定和成像蛋白质能力一直是生物医学计量的目标。该项研究证明了这是可行的，并且该方法可以应用于更先进的医疗设备、传感器研发以及生物标本3D成像。正如该项研究以及NPL使用低温OrbiSIMS进行代谢物和挥发性分子成像的最新研究成果显示，新型3D OrbiSIMS仪器前所未有地揭示了生物进程。目前这项革命性的工具尚处于早期开发阶段，希望在不久的将来有更多进展。

诺丁汉大学的研究人员认为，准确表征生物组织和材料的能力支撑着新一代生物材料的设计和创新。在这一领域，科学家面临的挑战是分解此类系统的化学复杂性。通过化学绘制蛋白质单层（蛋白质生物芯片）和特定蛋白质在人体皮肤中的分布（复杂的多层生物系统）能够显示其敏感性和特异性，这一极端例子验证了该蛋白质分析方法。有了对蛋白质进行化学制图的能力，我们向着理解基本生物学进程并研发出更有效靶向药物以及提供医疗设备涂层的目标更近了一步。