美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出多式聯(lián)運(yùn)微成像儀器 SALVI，科學(xué)家借助該儀器成功得到 3D 或?qū)嶋H狀態(tài)下以微生物群構(gòu)造成的微生物膜成像。這是一款微流體反應(yīng)器，叫做液體真空界面分析系統(tǒng)，簡稱是 SALVI。因其首次突破了液體樣品不可在實(shí)際空間下成像的局限，從而躋身 2014 百項(xiàng)研發(fā)獎(jiǎng)行列。

    在此之前，只有固體樣品可以成像。

    SALVI 利用飛行時(shí)間二次質(zhì)譜儀得到的首個(gè)活微生物膜 3D 成像，使我們對這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)有了新的認(rèn)識。這些成像展示了各種濃度的關(guān)鍵生物分子 （ 脂肪酸 ） 在界面上的分布狀況，而這些微生物膜以集群式附著在表面。科學(xué)家由此聯(lián)想到，它們可能在地下污染物處理及運(yùn)輸方面發(fā)揮著什么作用。也許有一天，這一新發(fā)現(xiàn)將會(huì)有利于消除管道腐蝕、預(yù)防牙齦疾病、或抑制船舶上藤壺的生長。

    這些研究結(jié)果發(fā)表在《生物微流體》雜志上，該雜志以高影響力、強(qiáng)時(shí)效性著稱。正如一位審稿人說：“這篇文章將會(huì)促進(jìn)這一領(lǐng)域的研究”，因?yàn)檫@解決了遞送到質(zhì)譜儀的分子生物膜成像損失的基本問題，并創(chuàng)造了令人印象深刻的亞微米 3D 化學(xué)映像。

美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出多式聯(lián)運(yùn)微成像儀器SALVI，借助該儀器并利用飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜儀，
科學(xué)家獲得第一個(gè)具有亞微米分辨率的活生物膜化學(xué)成像。

    這些成像可以幫助科學(xué)家更進(jìn)一步探知微生物膜如何在表面上生長及相互影響，其生長的表面包括牙齒、遠(yuǎn)洋船舶、醫(yī)療器械、管道等等。最終目標(biāo)是預(yù)測生物膜在基礎(chǔ)能源、工業(yè)和生物地球化學(xué)研究方面發(fā)揮的作用，并對其施加影響。

    SALVI 克服了 ToF-SIMS 的局限性，被廣泛應(yīng)用于分析復(fù)雜生物系統(tǒng)的有機(jī)生物分子。以真空為基礎(chǔ)的 ToF-SIMS儀器，通常要求樣品為固體（干燥或冷凍的）。通過借助 SALVI，ToF-SIMS 立刻就可以分析液態(tài)樣品。SALVI 可以完成這些成像的關(guān)鍵在于一種微流體細(xì)胞，它可以使?jié)竦奈镔|(zhì)在真空中成像，而這在此之前是不可能實(shí)現(xiàn)的。微流體實(shí)現(xiàn)了之前無法做到的對流動(dòng)條件的控制，可實(shí)現(xiàn)真實(shí)情況的觀察，完成高通量測試，模擬生動(dòng)的生物環(huán)境。

    這項(xiàng)研究是由美國環(huán)境分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成的，該實(shí)驗(yàn)室受到美國能源部下屬生物和環(huán)境研究辦公室的資助，SALVI 微流體裝置正是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出來的，對生物系統(tǒng)復(fù)雜的界面現(xiàn)象的首次液態(tài) ToF-SIMS 測量也是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室完成的。

    西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃使 SALVI 適用于更多的成像形態(tài)。未來研究會(huì)將 SALVI 得到的結(jié)果和實(shí)際新陳代謝測量值結(jié)合起來。