張 峰，母國棟,2，劉 通

(1.中國檢驗檢疫科學(xué)研究院食品安全研究所，北京 100176；2. 北京工商大學(xué)輕工科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100048)

質(zhì)譜技術(shù)在地質(zhì)科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、藥物開發(fā)與臨床診斷、食品和環(huán)境檢測等領(lǐng)域具有不可替代的作用，但傳統(tǒng)的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法在分析復(fù)雜樣品中痕量目標物時需要進行繁瑣、耗時的樣品前處理和色譜分離，難以滿足原位、實時、快速的檢測需求。2004年，Cooks團隊[1]發(fā)明了解吸電噴霧電離(DESI)技術(shù)，首次提出了“敞開式質(zhì)譜”的概念。這一技術(shù)的出現(xiàn)極大地提高了檢測效率，為復(fù)雜樣品的原位快速檢測提供了理論基礎(chǔ)。敞開式質(zhì)譜無需或僅需簡單的樣品前處理，可在大氣壓環(huán)境下對樣品直接電離，從而快速獲得樣品信息。隨后發(fā)展了多種敞開式電離技術(shù)，如實時直接分析(DART)[2]、萃取電噴霧電離(EESI)[3]、介質(zhì)阻擋放電電離(DBDI)[4-5]、低溫等離子體(LTP)[6]等，這些基于不同電離原理的技術(shù)對質(zhì)譜發(fā)展起到了推動作用[7]。

自2010年紙噴霧電離技術(shù)報道[8-10]以來，其他固體材料也被嘗試用作基底來負載樣品進行直接噴霧電離，如木材[11]、金屬[12]、生物組織[13]等。這種利用固體基底承載樣品進行電噴霧電離的敞開式質(zhì)譜被稱為固體基底電噴霧質(zhì)譜(SSEI-MS)[14]。由于固體基底對目標物沒有選擇性或選擇性較差，會導(dǎo)致基質(zhì)效應(yīng)明顯，儀器檢出限較高，難以實現(xiàn)對痕量物質(zhì)的精準測定，對復(fù)雜基質(zhì)中微量甚至痕量水平目標物的檢測靈敏度較低。因此，研制具有高選擇性吸附能力的固體基底電噴霧離子源成為新的發(fā)展方向。通過對離子源的固體基底進行修飾，可以得到比傳統(tǒng)敞開式質(zhì)譜離子源更高的吸附選擇性和檢測靈敏度。

本文將總結(jié)近年來敞開式質(zhì)譜中離子源的研究進展，常見固體基底電噴霧離子源的類型，以及高選擇性敞開式固體基底電噴霧質(zhì)譜離子源的開發(fā)策略和實際應(yīng)用，并對未來發(fā)展趨勢和面臨的挑戰(zhàn)進行討論。

1 固體基底電噴霧質(zhì)譜的基本原理

固體基底電噴霧質(zhì)譜是由固體基底、電噴霧溶劑、外加電場和質(zhì)譜檢測器組成，其示意圖示于圖1。待測目標物在固體基底尖端形成噴霧，帶電液滴不斷蒸發(fā)，溶劑電荷密度增加，分裂為更小的液滴，此過程不斷循環(huán)，最終形成待測目標物離子進入質(zhì)譜分析[15]。

圖1 固體基底電噴霧質(zhì)譜示意圖Fig.1 Schematic diagram of solid substrate electrospray mass spectrometry

固體基底電噴霧質(zhì)譜可分為在線檢測和離線檢測2種模式。在線模式是指對樣品中的待測目標物進行原位檢測；離線模式是指固體基底承載預(yù)處理后的待測目標物，脫離樣品后進行檢測。在電噴霧電離過程中，固體基底電噴霧質(zhì)譜的各組成部分都發(fā)揮了重要作用。固體基底可以作為承載樣品的平臺對目標分子進行富集、分離，還可以作為樣品的反應(yīng)平臺實時監(jiān)測目標物質(zhì)在反應(yīng)過程中的變化。電噴霧溶劑將固體基底上的待測物解吸，同時作為外加電場與待測物之間的導(dǎo)電劑對其優(yōu)化以改善目標物解吸效果，提高檢測靈敏度。外加電場是形成電噴霧的動力，對電壓的優(yōu)化可以改善目標物的離子化程度，提高目標物的響應(yīng)。

2 固體基底電噴霧離子源的基底材料

目前，用于固體基底的材料主要有3類：多孔類、金屬類、其他類型。常見的固體基底材料類型及其應(yīng)用情況列于表1。

表1 不同類型的固體基底及其應(yīng)用Table 1 Different types of solid substrates and their applications

2.1 多孔材料

多孔材料具有封閉或貫通的孔洞結(jié)構(gòu)，典型的材料有紙和木材。紙噴霧質(zhì)譜(PS-MS)利用紙張承載樣品，在高壓電作用下，滴加的試劑在紙尖端發(fā)生電噴霧離子化后進入質(zhì)譜分析。Taverna等[16]利用PS-MS測定蘇打飲料和止痛片中的咖啡因含量，定量限分別為1.2和1.6 mg/L，準確度接近100%。Yu等[17]利用PS-MS快速檢測飲料中的苯甲酸和維生素C，回收率為91.1%～108.2%。相較于傳統(tǒng)的HPLC-MS/MS方法，PS-MS在成本和分析速度方面具有明顯優(yōu)勢。

相較于紙材料，木材質(zhì)地堅硬，木尖可直接插入樣品取樣[18]，且木纖維比紙纖維更規(guī)則，含有大量親水基團，可以改善其與分析物的親和能力，并為木尖表面修飾提供位點。Pereira等[19]利用木尖電噴霧質(zhì)譜結(jié)合化學(xué)計量法進行大蒜產(chǎn)地溯源，將木尖穿刺大蒜瓣取樣，通過建立的模型分析來自不同國家種植的312個大蒜樣品，產(chǎn)地鑒別準確率達到80%以上。

此外，Cooks等[20]利用醫(yī)用棉簽對人體口腔內(nèi)采樣，對棉拭子施加電壓，利用洗脫溶劑對目標物進行噴霧電離，檢測了14種濫用藥物，定性結(jié)果穩(wěn)定可靠。該采樣裝置易于使用、價格低廉，在臨床微生物學(xué)、DNA檢測和法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

2.2 金屬材料

金屬具有優(yōu)良的機械性能和導(dǎo)電性能，采用金屬材料作為承載樣品的固體基底，已經(jīng)發(fā)展出多種形式的電噴霧質(zhì)譜。金屬針作為固體基底可以分析液體、固體或半固體樣品，施加高壓電使目標物在針尖產(chǎn)生噴霧電離。Ji等[21]利用圓珠筆尖開發(fā)了一種筆尖電噴霧質(zhì)譜(ballpoint-ESI-MS)技術(shù)，示于圖2。圓珠筆尖的球形表面提供了比針尖更大的電離表面，有更高的離子化效率和更少的試劑消耗，以200 nL/min向圓珠筆尖的金屬底座通入液體，在圓珠筆尖施加2.5 kV電壓，獲得穩(wěn)定的總離子信號。利用筆尖電噴霧質(zhì)譜技術(shù)檢測草本藥物粉末和食品中氨基酸、碳水化合物、黃酮類化合物和生物堿等。Hu等[22]開發(fā)的基于鋁箔的電噴霧電離法可直接監(jiān)測熱反應(yīng)，如蛋白質(zhì)變性過程。金屬材料成本低、易加工、可重復(fù)使用，基于金屬材料的電噴霧質(zhì)譜有望發(fā)展成為一種經(jīng)濟、通用的質(zhì)譜分析方法。

圖2 圓珠筆尖電噴霧質(zhì)譜法的概念圖[21]Fig.2 Concept illustration of ballpoint electrospray mass spectrometry[21]

2.3 其他類材料

一些生物樣品具有自然形成的尖端結(jié)構(gòu)，可直接施加電壓進行質(zhì)譜分析。Hu等[23]在新鮮菠菜葉上加入甲醇-水溶液(1∶1,V/V)并施加3 kV高壓電，葉片尖端產(chǎn)生電噴霧電離，能在1 min內(nèi)完成1個組織樣本的檢測，最終檢測到脂類、生物堿、糖苷、木質(zhì)素、藥物和蛋白質(zhì)等化合物。直接的組織電離是質(zhì)譜成像的補充技術(shù)，但其機理還需進一步研究。Freund等[24]對納米噴霧電離源進行調(diào)整，開發(fā)了葉片噴霧質(zhì)譜(leaf spray MS)，根據(jù)樣品體積和水分含量加入0～50 μL電噴霧溶劑，直接分析植物組織，通常需要30～60 s完成1個樣品的檢測，是一種快速表征植物組織的活體分析技術(shù)，直接獲取的生物信息對于人們在健康、營養(yǎng)、農(nóng)業(yè)和能源方面的植物培養(yǎng)具有指導(dǎo)意義。此外，還有報道[25-26]利用內(nèi)部萃取電噴霧電離質(zhì)譜(iEESI-MS)法對動植物組織進行原位檢測，將電噴霧溶劑通過動植物組織，從組織內(nèi)部連續(xù)萃取目標待測物，在組織天然/剪切形成的尖端形成電噴霧用于質(zhì)譜檢測。Chen等[25]利用iEESI-MS分析了氨基酸、糖類和生物堿等化學(xué)物質(zhì)，以區(qū)分不同種類的銀杏和不同成熟階段的草莓，并對吊蘭的生理/病理狀態(tài)進行表征。Liu等[26]利用iEESI-MS直接分析斑馬魚肝組織中氟蟲腈及其衍生物代謝物，研究表明，斑馬魚在氟蟲腈及其衍生物中暴露處理后產(chǎn)生了32個差異信號，其中甘油磷脂代謝變化最顯著，為環(huán)境毒理學(xué)研究提供了一種新方法。通過對植物和動物組織進行直接電離，為實現(xiàn)分子水平上原位實時分析提供了一種簡單、快速的方法，在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和臨床研究中具有重要意義，但在檢測精度上還存在局限性。

3 提高固體基底電噴霧質(zhì)譜離子源選擇性的方法

為提高固體基底電噴霧質(zhì)譜對復(fù)雜樣品中痕量成分的檢測能力，一方面，需要減少基質(zhì)干擾對檢測靈敏度的影響，盡可能多地收集目標分析物；另一方面，在電噴霧溶劑洗脫形成電噴霧的過程中，需要提高溶劑解吸能力和目標物離子化效率。利用功能性材料對固體基底進行表面修飾，通過改善選擇性和極性達到減少基質(zhì)干擾、提高選擇性和吸附性、改善分離效率、提高檢測靈敏度的目的[58-59]。目前報道的修飾材料主要有碳基材料、高分子聚合物和免疫材料[60]。

3.1 碳基材料修飾

3.1.1C4、C8和C18色譜柱填料 C4、C8和C18是常見的色譜柱填料，含對應(yīng)碳原子數(shù)目的硅烷，可根據(jù)碳原子數(shù)目分離不同極性的物質(zhì)。通過C4、C8和C18等對固體基底表面進行修飾，改變表面性質(zhì)，可對復(fù)雜基質(zhì)中的物質(zhì)起到分離和富集作用，提高固體基底的選擇性[61]。So等[62]將C4、C8和C18顆粒粘附在鋁箔表面以提高鋁箔基底的選擇性吸附能力，可以從復(fù)雜生物基質(zhì)中富集蛋白質(zhì)、磷酸肽等生物大分子。Hu等[63]在木尖表面修飾疏水性(-C18)、酸性(-SO3)和堿性(-NH2)官能團，實現(xiàn)選擇性富集和分離目標物，有效去除雜質(zhì)以減少干擾。Deng等[64]通過對木頭表面含有C8鏈和磺基的吸附劑層進行硅烷化和磺化改性，提高水中痕量氟喹諾酮類和大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的檢測靈敏度，方法檢出限低至1.8～4.5 ng/L。

3.1.2石墨烯類 石墨烯(G)、氧化石墨烯(GO)以及還原氧化石墨烯(rGO)是碳原子由sp2雜化連接而成的單層二維蜂窩狀納米材料，具有極高的理論表面積和較大的離域π電子體系，可以通過產(chǎn)生強π-π堆積作用吸附有機分子，有著優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)和電化學(xué)性能[65]。Wei等[66]采用自然沉積法制備了氧化石墨烯修飾尼龍網(wǎng)膜，以此建立的膜噴霧質(zhì)譜技術(shù)可以實現(xiàn)魚肉中孔雀石綠的簡單、快速定量分析，定量限0.65 μg/kg，回收率92.4%～96.7%。Ji等[67]以甲基接枝二氧化硅納米球為模板，制備介孔石墨烯泡沫材料(MGFs)，并利用MGFs對紙張表面改性，采用紙質(zhì)譜檢測唾液中的安非他命，石墨烯提供了巨大的比表面積和靜電堆積作用，提高了萃取和富集效果，與未修飾的紙基相比，檢測的線性范圍擴大了10倍，定量限降低了10倍。Song等[68]利用氧化石墨烯顆粒選擇性吸附血液樣品中的血紅蛋白并進行iEESI-MS檢測，基于血紅蛋白分子組成的差異，成功鑒別了雞、鴨、羊等不同動物的全血樣品，并可檢測僅摻假2%雞血的羊血樣品，該方法具有特異性高、分析速度快、靈敏度高、前處理簡便和樣品消耗低等特點。石墨烯類材料被稱為“未來材料”，具有優(yōu)異的性能，但作為吸附材料，在抗基質(zhì)干擾能力和選擇性上還有待改善。

3.1.3碳納米管 碳納米管(CNTs)[69]具有極強的力學(xué)結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的導(dǎo)電性能、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、巨大的疏水空間[70]，它賦予了紙基更大的比表面積、更小的孔徑和更高的導(dǎo)電性。Han等[71]利用CNTs修飾的紙噴霧質(zhì)譜技術(shù)實現(xiàn)了電泳后凝膠內(nèi)完整蛋白的直接提取、解吸和電離，該技術(shù)作為一種全新的蛋白提取和檢測方式在蛋白組學(xué)研究中具有應(yīng)用潛力。Song等[72]將CNTs引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中合成導(dǎo)電復(fù)合基底，并建立了導(dǎo)電聚合物噴霧電離方法，疏水性基底減少了對親水雜質(zhì)的吸附，親水目標物在生物基質(zhì)中的離子化效率提高了2～25倍，這是傳統(tǒng)紙噴霧質(zhì)譜難以實現(xiàn)的。該方法成功實現(xiàn)了生物基質(zhì)中的親水性藥物、糖類、肽和蛋白質(zhì)的直接質(zhì)譜分析。CNTs作為吸附劑同樣存在抗基質(zhì)干擾能力和親水性差的問題，限制了該材料在修飾固體基底的使用。

3.2 高分子聚合物材料修飾

3.2.1共價有機框架材料 共價有機框架(COFs)是由原子通過強共價鍵連接而成的多孔有機聚合物材料，可以通過預(yù)先設(shè)計得到特定的晶型結(jié)構(gòu)，具有低密度、高穩(wěn)定性、高比表面積、易調(diào)節(jié)孔徑等特性，是一種優(yōu)異的吸附材料[73]。Zhang等[74]以1,3,5-三甲酰間苯二酚和聯(lián)苯胺為單體制備共價交聯(lián)聚合物并對紙基進行修飾，檢測環(huán)境樣品中的四溴雙酚A，與裸紙基底相比，COFs修飾的基底定量靈敏度提高了50倍。Gao等[75]以1,3,5-三甲酰間苯二酚和聯(lián)苯胺為單體制備COFs，利用硅酮膠將合成的COFs顆粒涂覆在玻璃纖維上，建立了一種基于COFs的固相微萃取(SPME)與恒流解吸電離質(zhì)譜，將其應(yīng)用于環(huán)境水樣中四溴雙酚A的檢測，檢出限和定量限分別為0.92和3.1 ng/L，整個檢測過程能在7 min內(nèi)完成。

相比于其他高分子聚合材料，COFs對pH值、離子強度、溫度具有更強的適應(yīng)能力[76]。但在許多情況下，通過各種縮聚反應(yīng)合成的COFs框架結(jié)晶度和孔隙度有限，影響COFs改性固體基底的多次重復(fù)使用，如何生產(chǎn)高結(jié)晶度框架材料仍是一個巨大挑戰(zhàn)[77]。

3.2.2分子印跡聚合物 分子印跡聚合物(MIPs)是以模板分子的形狀、大小和官能團定制的受體，是人工合成的抗原-抗體系統(tǒng)的類似物[78]，具有優(yōu)異的化學(xué)和機械穩(wěn)定性、對目標化合物的高特異性和良好的可重復(fù)使用性等，在對復(fù)雜樣品基質(zhì)的痕量物質(zhì)檢測中展現(xiàn)出優(yōu)勢[79]。Liu等[80]建立了一種分子印跡聚合物涂覆木尖電噴霧質(zhì)譜法，以羅紅霉素為模板，甲基丙烯酸為單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，合成的MIPs應(yīng)用于水、蜂蜜和牛奶中5種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的分析，富集因子的范圍為12～1 604倍，檢出限為0.003～15.8 ng/g，回收率為73.4%～98.1%。Huang等[81]通過將有機硅改性的丙烯酸酯分子印跡乳液滴加到木尖的表面進行修飾，使木尖能夠選擇性地從水產(chǎn)品中富集孔雀石綠(MG)及其代謝物，開發(fā)了分子印跡聚合物包覆的木尖電噴霧電離方法(MIPCWT-ESI)，并成功應(yīng)用于自來水、河水和魚類樣品中MG的分析，檢出限為0.05 μg/L，回收率為92%～113%。本實驗室[82]將分子印跡技術(shù)與導(dǎo)電基板結(jié)合，首次合成了分子印跡聚合材料涂布的不銹鋼片(MIPCS)，并將MIPCS與高壓電源等裝置集成，研制出新型高選擇性敞開式離子源，將其應(yīng)用于牛奶中5種氟喹諾酮類抗生素的檢測，可在幾十秒內(nèi)完成，檢出限與定量限分別為0.1～2 μg/L和1～5 μg/L?？紤]到分子印跡聚合物的親水性差，本實驗室[83]選擇甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)和MPB含親水基團的化合物作為功能單體，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)作為交聯(lián)劑，在鐵片表面合成了親水性分子印跡聚合物(HMIPs)，結(jié)合敞開式質(zhì)譜檢測蜂蜜中5種磺胺類抗生素殘留，僅需對蜂蜜進行比例稀釋，無需復(fù)雜的前處理操作。該類敞開式離子源的開發(fā)不僅為食品快速檢測技術(shù)提供了研究思路，也為藥物研發(fā)、醫(yī)療診斷、環(huán)境保護等領(lǐng)域的研究提供了新方法。

MIPs制備工藝簡單、成本低、穩(wěn)定性好、選擇性高，在固體基底表面修飾分子印跡，減少了吸附位點包埋現(xiàn)象，具有快速的傳質(zhì)速率和高表面活性等特性，為高選擇性離子源制備開辟了新的途徑[84]。然而，未洗脫完全的模板分子的“泄露”會對分析結(jié)果的準確性和可靠性產(chǎn)生影響，這也是實際應(yīng)用中值得關(guān)注的問題。

3.2.3金屬有機框架材料 金屬有機框架材料(MOFs)是由單個金屬離子或簇與有機基團連接組合的高度有序結(jié)構(gòu)的晶體材料，具有低密度、高比表面積的特點。由于可用于合成MOFs的金屬離子和有機配體的種類繁多，因此MOFs在結(jié)構(gòu)設(shè)計和合成上具有很大的靈活性，可以根據(jù)目標物的特性合成特定結(jié)構(gòu)，以增強其對目標物的選擇性吸附能力[85-86]。Wang等[87]利用UiO-66(Zr)涂層對紙基進行修飾，成功應(yīng)用于血液中氯氮平、阿米磺胺、喹硫平、利培酮和阿立哌唑5種精神病藥物的分析，定量限低至0.04～0.65 μg/L，比未修飾的紙噴霧方法降低了8.5～46.6倍。

近年來，MOFs作為吸附材料多用于樣品前處理對目標物進行萃取[88-89]，而用于固體基底修飾的報道尚不多見，這可能是受限于MOFs的成本偏高、穩(wěn)定性稍差。因此，將MOFs應(yīng)用于固體基底修飾還需要降低材料成本，提高材料穩(wěn)定性。

3.2.4其他高分子聚合物 Wang等[90]通過簡單的分散聚合法在紙基上包覆聚苯乙烯(PS)微球，用于生物基質(zhì)中治療藥物的高靈敏度分析。PS粒子的修飾有利于將分析物從基體上洗脫下來，與未修飾的紙基相比，PS修飾紙噴霧的靈敏度最多提高了546倍，定量限為0.004～0.084 μg/L。Giovanna等[91]在不銹鋼針表面修飾聚吡咯(PPy)涂層，用于檢測尿中3,4-亞甲基二氧基甲基苯丙胺(MDMA)和4,5-亞甲基二氧基苯丙胺(MDA)，靈敏度可達30 μg/L，回收率接近100%。

Gómez-Ríos等[92]將具有生物相容性的高分子聚合物C18-聚丙烯腈涂布在不銹鋼刀片上，開發(fā)了涂層刀片噴霧(CBS)，對血液中精神抑制藥物的分析時間不超過3 min，檢測結(jié)果線性關(guān)系良好，準確度高(RSD≤7%)，與傳統(tǒng)的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法的結(jié)果差異不大，表明CBS是一種成本效益高的一次性痕量分析工具，可在現(xiàn)場提供快速可靠的檢測信息。

3.3 免疫材料修飾

免疫材料修飾主要利用抗原-抗體之間的相互作用為固體基底提供強選擇性，結(jié)合免疫反應(yīng)平臺可應(yīng)用于單細胞和臨床診斷。Chen等[93]將免疫反應(yīng)與紙噴霧質(zhì)譜結(jié)合，建立了基于紙噴霧質(zhì)譜的免疫分析平臺。目標物作為抗原與修飾于紙基上的抗體發(fā)生反應(yīng)，抗體捕獲抗原，抗原再捕獲游離的抗體，在這些游離的抗體上修飾可分離的離子探針，最終通過離子探針的含量進行瘧疾和癌癥相關(guān)抗原分析，為生物標志物定量分析提供了一種環(huán)境友好、靈敏度高的方法。Xu等[94]建立了高靈敏度的敞開式免疫分析平臺用于單細胞規(guī)模的多種蛋白質(zhì)檢測，以羅丹明(紅色熒光染料)作為質(zhì)譜標簽，在沒有交叉干擾的情況下原位檢測癌細胞的3種膜蛋白，靈敏度提高了107倍，與昂貴的無機質(zhì)譜標記相比，有機質(zhì)譜標記將為免疫分析提供豐富的可能性。該平臺可以在1滴樣品中或在單細胞尺度上對數(shù)十種蛋白質(zhì)生物標志物進行多路檢測，用于臨床診斷和治療。Chen等[95]將膜上實驗平臺結(jié)合紙噴霧質(zhì)譜高通量檢測前列腺特異性抗原(PSA)，示于圖3。生物素鏈霉親和素支架的合成使PSA的捕獲效率提高了5倍，同時利用金納米顆粒修飾紙基放大信號，檢測限為3 ng/L。最后，對人血清樣品進行分析，使用該平臺確定的PSA濃度與常規(guī)化學(xué)發(fā)光免疫法的結(jié)果一致，表明該平臺適用于臨床環(huán)境中前列腺癌的診斷。

圖3 基于敞開式質(zhì)譜的免疫反應(yīng)平臺[95] Fig.3 Immune response platform based on AMS[95]

4 總結(jié)與展望

本文針對敞開式固體基底質(zhì)譜離子源，總結(jié)了常見的固體基底材料類型，以及近年來為提高離子源的選擇性對固體基底進行改性和修飾的研究進展。通過對固體基底材料進行表面改性，使其具備了良好的分析能力和廣泛的應(yīng)用范圍。在臨床醫(yī)學(xué)上，紙噴霧、組織噴霧和棉拭子噴霧的應(yīng)用，提高了尿檢、血檢、癌癥篩查的效率，同時減少了檢測成本；在食品安全、環(huán)境和刑偵等檢測領(lǐng)域，這種非破壞、快速、簡便的方法極大地提高了檢測效率；在單細胞分析和蛋白組學(xué)研究領(lǐng)域，高選擇性離子源能夠保持生物大分子的活性，是未來最具潛力的復(fù)雜生物大分子分析工具之一。

目前，高選擇性敞開式離子源的研發(fā)仍面臨著挑戰(zhàn)。一方面，固體基底材料的改性多是由實驗室自主研發(fā)，使用的材料和改性的方式各不相同，商品化的高選擇性離子源尚未見報道；另一方面，敞開式離子源的精確定量能力有待提高，為滿足實際樣品的檢測需要，固體基底在富集過程中的抗基質(zhì)干擾能力和實驗方法的重現(xiàn)性還需要繼續(xù)研究。未來，高選擇性敞開式離子源將朝著高特異性、強抗干擾能力、便攜式、低成本的方向發(fā)展。隨著質(zhì)譜小型化的快速發(fā)展，將微型質(zhì)譜與高選擇性敞開式離子源結(jié)合，研制便攜式高選擇性質(zhì)譜儀，在現(xiàn)場快速檢測方面有著廣闊的應(yīng)用前景。