生命科学のためのToF-Simsイメージングの進歩

過去20年間で、飛行時間二次イオン質量分析（TOF-SIMS）は、生命科学の分野で強力なイメージング技術として著しい著名さを獲得しました。この包括的なレビューは、TOF-SIMS機器技術とメタボロミクス、リピドミクス、およびシングルセル分析における最近の進歩の詳細な概要を提供します。細胞と組織の脂質分布、組成、および相互作用を研究するためのTOF-SIMSイメージングの使用を強調し、代謝経路の分析を含むメタボロミクスへの応用について議論します。さらに、TOF-SIMSを使用したシングルセル分析の最近の進歩、サンプル調製技術、薬物の細胞内分布のための現場調査、および薬物分子と生物学的標的の間の相互作用に焦点を当てています。高空間分解能とTOF-SIMSのマルチモーダル分析の可能性により、生物系の複雑な分子環境を解明するための有望なツールになります。また、生命科学の研究におけるTOF-SIMの将来の見通しと潜在的な進歩についても議論し、この分野に大きな影響を与えることを期待しています。

In the last 2 decades, Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS) has gained significant prominence as a powerful imaging technique in the field of life sciences. This comprehensive review provides an in-depth overview of recent advancements in ToF-SIMS instrument technology and its applications in metabolomics, lipidomics, and single-cell analysis. We highlight the use of ToF-SIMS imaging for studying lipid distribution, composition, and interactions in cells and tissues, and discuss its application in metabolomics, including the analysis of metabolic pathways. Furthermore, we review recent progress in single-cell analysis using ToF-SIMS, focusing on sample preparation techniques, in situ investigation for subcellular distribution of drugs, and interactions between drug molecules and biological targets. The high spatial resolution and potential for multimodal analysis of ToF-SIMS make it a promising tool for unraveling the complex molecular landscape of biological systems. We also discuss future prospects and potential advancements of ToF-SIMS in the research of life sciences, with the expectation of a significant impact in the field.