二次離子質譜技術：固體表面分析技術及生物醫藥領域的應用

二次離子質譜是一種具有超高解析度和靈敏度的固體表面分析技術。它可以分析氫元素到鈾元素在內的所有元素和同位素，還可以得到固體表面官能團和分子結構等資訊。SIMS可以分為靜態SIMS（SSIMS）和動態SIMS（DSIMS）兩種型別，透過不同掃描型別，得到二次離子質譜圖、化學成像、動態深度剖析曲線等。

原理是利用具有一定能量的初級離子束轟擊固體材料表面，再利用質譜分析檢測被初級離子束濺射出的二次離子的質荷比，從而得到樣品資訊。如今應用在SIMS中最廣泛的質譜檢測器是飛行時間質譜儀（TOF），TOF-SIMS的解析度可以達到104，微區解析度達到100nm2，深度解析度達到1nm，二次離子濃度靈敏度達到ppm級別。微源檢測可以提供德國ION-TOF先進TOF-SIMS儀器檢測，為客戶提供完善的SIMS技術解決方案。

以其各種優異的效能和特點SIMS技術被廣泛地用於半導體行業，半導體矽晶片製程的越來越小，SIMS逐漸成為分析半導體器件表面沾汙缺陷、研究元素摻雜等不可替代的手段。除此之外，SIMS的應用近年來也不斷髮展到生物醫藥、材料、化學等領域。

其中在生物醫藥領域，利用TOF-SIMS技術對生物細胞進行化學成像分析受到越來越多的研究人員關注，例如使用TOF-SIMS研究生物組織或生物薄膜上蛋白質等分子行為、細胞介面特性、藥物作用、疾病診斷等。和MALDI-TOF-MS、ESI-MS等質譜相比，TOF-SIMS的靈敏度更高且可以進行二維或三維化學成像。

下圖為分別使用SSIMS和DSIMS對冠狀動脈支架中的藥物進行分析的案例。其中的質譜圖就是透過SSIMS得到樣品表面化學資訊，下方的化學成像則是透過DSIMS層層剝離，得到的不同深度下的藥物分佈圖。

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