敞開式離子化質譜（ambient ionization mass spectrometry，AIMS）是近年來興起的一種無需（或稍許）樣品前處理步驟，在敞開的大氣環境下實現離子化的質譜分析技術。近年來，各種AIMS技術的研制與應用成為質譜領域備受關注的焦點之一。本工作綜述了AIMS技術在中草藥研究中的應用，對典型的分析策略進行了討論，闡述了AIMS技術的基本原理、特點和分類，并展望了該技術在中醫藥研究領域未來發展的趨勢和可能的影響。
敞開式離子化質譜（ambient ionization mass spectrometry，AIMS）是一種能在敞開的常壓環境下直接對樣品或樣品表面物質進行分析的新型質譜技術，此技術無需（或者只需簡單的）樣品前處理，便可實現對樣品的分析，具有實時、原位、高通量、簡便快速、環保、可以與各種質譜儀器聯用等一系列優點，同時兼具傳統質譜的高分析速度、高靈敏度等特點。2004年Cooks課題組在電噴霧電離基礎上首次提出解吸電噴霧電離（Desorption electrospray ionization，DESI）技術。2005年Cody等在大氣壓化學電離基礎上研制出實時直接檢測的DART（Directanalysis in real time）技術；幾乎同時，謝建臺等也研制出類似的電噴霧輔助激光解吸電離質譜技術。繼而，AIMS的研發引起了廣泛關注，各類新技術不斷涌現，目前AIMS技術的種類已有40余種。為促進AIMS技術的創新和發展，由中國質譜學會和華質泰科生物技術（北京）有限公司共同主辦的AIMS國際學術年會從2013年至今已經成功舉辦4次，引領著AIMS技術迅速向各個行業逐層滲透，深深地影響著下一代分析檢測技術的開發和利用。與經典的電噴霧、大氣壓化學電離和大氣壓光電離等電離方式相比，AIMS具有溶劑消耗少、更強的耐鹽和抗基質干擾能力，同時，AIMS的敞開結構和模塊化設計使其可以方便的與各種質譜連接，從而大大降低了儀器購置成本。這一技術在醫學、藥學、食品安全、環境污染物監控、爆炸物檢測、生物分子及代謝物表征、分子成像等諸多領域已展現出廣泛的應用前景。因此，AIMS的基礎和應用研究備受質譜學家的關注，基礎研究主要圍繞構建開發新型的AIMS離子源，探究研究相應的離子化機理；應用研究主要是對各種實際樣品進行定性和定量分析。本工作著重綜述AIMS在中草藥研究中的應用，通過對典型的分析策略進行討論，闡述AIMS技術的基本原理、特點和分類，并展望該技術在中醫藥研究領域未來發展的可能趨勢和影響。
1.敞開式離子化質譜技術的基本原理、特點和分類
AIMS集成了樣品原位解吸附、待測物實時離子化和離子傳輸至質量分析器三個核心步驟。下面，以DART為例，介紹離子化的基本原理：利用He或者N2作為工作氣通過放電室，放電室內部的陰極和陽極之間施加一個高達幾千伏的電壓導致高壓輝光放電，使工作氣電離成為含激發態氣體原子或分子、離子、電子的等離子體氣流。等離子體氣流流經圓盤電極，選擇性地移除某些離子后被加熱，加熱等離子體氣流從DART口噴出至樣品表面，完成熱輔助的解吸附和離子化過程。離子化機理一般認為包括周圍氣體被激發態工作氣體的彭寧（Penning）電離、進而發生的質子轉移以及其他類型氣相離子分子反應等過程。AIMS技術不僅可在常壓下對待測樣品離子化，而且離子源的敞開結構易于實現物體表面的直接離子化及質譜分析。這類離子源操作簡便、快捷，無需復雜的樣品前處理。AIMS技術的另一重要特征是快速及高通量，通常每個樣品的分析時間不超過5s，充分展現了質譜快速分析的優勢，為高通量分析提供了一種新的有效途徑。因此，常壓敞開式離子源開辟了質譜技術在無需樣品前處理的直接、快速分析，表面與原位分析等領域的廣闊應用領域。
AIMS離子源按照其離子化過程和機理可以分為三大類：
1）直接電離離子源。樣品直接進入高電場被電離，如，在ESI源基礎上發展起來的眾多離子源，包括直接電噴霧探針（Direct electrospray probeionization，DEPI）、探針電噴霧電離（Probe electrospray ionization，PESI）、紙噴霧電離（Paper spray ionization，PSI）、場致液滴電離（Field induced dropletionization，FIDI）和超聲波電離（Ultra-sound ionization，USI）等；
2）直接解吸電離離子源，同時起到對樣品解吸和電離的作用。包括解吸電噴霧電離（Desorption electrosprayionization，DESI）、電場輔助解吸電噴霧電離（Electrode-assisteddesorption electrospray ionization，EADESI）、簡易敞開式聲波噴霧電離（Easy ambient sonic sprayionization，EASI）、解吸大氣壓化學電離（Desorption atmosphericpressure chemical ionization，DAPCI）、介質阻擋放電電離（Dielectric barrierdischarge ionization，DBDI）、等離子體輔助解吸電離（Plasma-assisted desorptionionization,PADI）、大氣壓輝光放電電離（Atmospheric glow dischargeionization,APGDI）、解吸電暈束電離（Desorption corona beam ionization,DCBI）、激光噴霧電離（Laser spray ionization,LSI）等；
3）解吸后電離離子源。這是一種兩步機理離子源,第1步先對被分析物進行解吸附,第2步實現被分析物的電離過程,包括氣相色譜-電噴霧質譜（Gas chromatographyelectrospray ionization,GC-ESI）、二次電噴霧電離（Secondary electrospray ionization,SESI）、熔融液滴電噴霧電離（Fused droplet electrosprayionization,FD-ESI）、萃取電噴霧電離（Extractive electrospray ionization,EESI）、液體表面彭寧電離質譜（Liquidsurface Penningionization,LPI）、大氣壓彭寧電離（Atmospheric pressure Penning ionization,APPeI）、電噴霧激光解吸電離（Electrospray laser desorptionionization,ELDI）、基質輔助激光解吸電噴霧電離（Matrix-assisted laser desorptionelectrospray ionization,MALDESI）、激光消融電噴霧電離（Laser ablation electrosprayionization,LAESI）、紅外激光輔助解吸電噴霧電離（Infrared laser-assisted desorptionelectrospray ionization,IR-LADESI）、激光電噴霧電離（Laserelectrospray ionization,LESI）、激光解吸噴霧后離子化（Laser desorption spraypost-ionization,LDSPI）、激光誘導聲波解吸電噴霧電離（Laser-induced acoustic desorptionelectrospray ionization,LIAD-ESI）、激光解吸-大氣壓化學電離（Laser desorption-atmospheric pressurechemical ionization,LD-APCI）、激光二極管熱解吸電離（Laser diode thermal desorption,LDTD）、電噴霧輔助熱解吸電離（Electrospray-assisted pyrolysisionization,ESA-Py）、大氣壓熱解吸-電噴霧電離（Atmosphericpressure thermal desorption-electrospray ionization,AP-TD/ESI）、基于熱解吸敞開式電離（Thermal desorption-based ambient ionization,TDAI）、大氣壓固態分析探針（Atmosphericpressuresolids analysis probe,ASAP）、實時直接分析（Direct analysis in real time,DART）、解吸大氣壓光致電離（Desorption atmospheric pressurephotoionization,DAPPI）等。
建立一種新的方法，能夠對中草藥中的藥效成分和雜質進行分析，這對于中草藥的質量評價和質量控制有重要意義。敞開式離子化質譜技術的發展為中草藥分析提供了一種快速、直接的手段。本文綜述了不同類型敞開式離子化質譜在中草藥分析中的應用，并對典型分析案例加以討論，總結的應用詳情列于表1。
表1.敞開式離子化質譜在中草藥研究中的應用