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本综述聚焦质谱成像（MSI）在植物研究中的定量分析，介绍其在植物化学空间定位的应用，探讨定量 MSI（QMSI）面临的基质效应等挑战，阐述从样本制备到数据分析的方法，展望其在植物生理学等领域的潜力。
质谱成像（MSI）是解析植物化学的有力工具，可保留关键空间信息，实现化合物在特定组织结构的 mapping。其在植物防御、发育、结构、胁迫响应和环境互作等领域已揭示重要化学调控机制。
常用 MSI 方法包括基质辅助激光解吸 / 电离质谱成像（MALDI-MSI）和解析电喷雾电离质谱成像（DESI-MSI）等。DESI-MSI 无需基质，适合低分子量化合物检测，且为环境电离技术，在现场分析等场景具潜力，故本文重点聚焦 DESI-MSI 及其他基于液体提取的方法。
MSI 在植物研究中应用广泛，可鉴定和 mapping 初级与特殊内源性代谢物及外源性化合物（如农药）。例如，在拟南芥叶片中，其分析显示草食动物取食模式与叶片内植物防御代谢物的空间分布相关；在药用植物中，可表征具药理活性化合物的分布与代谢，如 DESI-MSI 用于 mapping 水仙花和玉米百合中药用生物碱生物合成途径的成分。
定量质谱成像（QMSI）正蓬勃发展，但其面临诸多挑战。相对定量受 “基质效应” 影响，即组织中独特化学环境的变化可导致不同程度的离子抑制或增强，植物异质组织（如含维管和非维管组织的）尤其易受影响。绝对定量除需考虑基质效应，还需关注分析物的提取效率和样本中蛋白质 - 分析物结合的潜在变化，植物因组织小、目标分析物多为内源性等特点，绝对定量难度更大。
QMSI 流程涵盖成像准备、质谱图像采集、数据处理与解读等环节。成像准备包括样本制备和内标、校准曲线的设置。样本制备有直接成像（如冷冻切片或完整组织 mounting 到载玻片）和间接成像（如印记到薄层色谱或聚四氟乙烯板）等方式，不同方法对定量有不同影响。内标可补偿组织切片内的基质效应，其在基于液桥的方法中通常掺入灌注溶剂，在 DESI-MSI 中应用有多种方式。校准曲线的构建方法包括组织上稀释系列、组织模拟物和组织消光系数（TEC）等，各有其适用场景与挑战。
质谱图像采集需优化灵敏度和特异性，可借助高分辨率质谱仪、离子迁移谱等区分同量异序体和异构体。提取效率是绝对定量的关键，需计算分析物在特定厚度组织中的提取百分比，可通过确保完全提取或引入比例因子等方式处理。
数据处理中，相对定量根据基质变化情况选择非归一化强度、总离子流（TIC）归一化或内标归一化等方法；绝对定量可使用校准曲线或在线定量。有多种软件可用于 MSI 数据可视化。定量准确性可通过与液相色谱 - 质谱 / 质谱（LC-MS/MS）等 established 定量技术对比验证，峰识别依赖母离子质量和串联质谱产生的碎片模式，并可与数据库等资源交叉参考。
尽管定量 MSI 在哺乳动物研究中已取得进展，但其在植物中的应用仍处于早期阶段。未来需针对植物组织特点进一步开发内源性分析物的标准策略， computational 方法（如虚拟校准曲线）的发展或为植物中非靶向 MSI 实验的定量带来突破。MSI 结合定量能力将提升其在植物系统中的应用价值，推动代谢组学、药物化学和植物生理学等领域的发展。
