生物组织中具有空间分布的功能性代谢物的全组分分析是了解生物系统中分子过程的关键，为组织特异性分子组织学和病理学提供了有见地的方法。然而，在极其复杂的生物体中出现了超过种不同类别的代谢物，其含量变化很大，从而导致其检测变得困难。问题的核心在于开发一种非靶向、高灵敏度、覆盖范围广且具有高化学特异性的成像方法，以可视化方式显示许多代谢物原始状态的空间分布，尤其是对于那些具有广泛生物功能但在组织中丰度较低的代谢物。将功能代谢物的时空变化与组织结构和生物功能联系起来，将能从本质上揭示在分子水平上组织中发生了什么。

质谱成像（MSI）能够同时阐述已知或未知生物分子的相对丰度及其在组织中的空间分布。二次离子质谱（SIMS）和基质辅助激光解吸电离（MALDI）是两种重要的MSI方法，但两者需要在真空中进行。大气压MALDI-MSI显示了其具有亚微米分辨率的组织成像能力。已经开发了用于直接组织成像的环境电离质谱技术，例如解吸电喷雾电离（DESI）和激光烧蚀电喷雾电离（LAESI）。最近，一种名为MasSpecPen的自动化且生物相容的手持式质谱仪被开发并用于快速无损的癌症诊断。考虑到组织样品的复杂性和异质性，开发具有高灵敏度、宽动态范围和高特异性的广范围代谢物覆盖方法仍然具有挑战性。因此，作者开发了一种快速、灵敏且覆盖范围广的气流辅助解吸电喷雾电离质谱成像技术（Airflow-assisteddesorptionelectrosprayionizationmassspectrometryimaging，AFADESI-MSI）（图1所示），以可视化代谢物在组织上的空间分布，用于全身分子成像、药物分子机制及原位生物标志物挖掘。

图1基于分子组织学的功能性代谢物的灵敏且覆盖范围广的质谱成像方法

2.1AFADESI-MSI平台构建

将Q-Orbitrap质谱仪的原始离子源移除，在台式机上安装自制的AFADESI离子源，在离子下方放置由定制开发的软件控制的3D平移台来源。基于混合Q-Orbitrap质谱仪的AFADESI-MSI平台的示意图如图S1所示。

图S1基于整合Q-Orbitrap质谱仪的AFADESI-MSI平台

2.2组织匀浆模型制备

对于AFADESI-MSI，均匀且可重复的组织样品对于优化分析条件至关重要。将带有2*5mm准矩形孔的PVC胶粘标签贴在显微镜载玻片上。然后，通过微量移液器将3μL肝匀浆加入准矩形孔中。15分钟后真空干燥，形成匀浆模型。图S3给出了制备组织匀浆模型的详细过程。

图S3组织匀浆制备示意图

2.3样品制备和过程

麻醉处死后获取大鼠脑，肾，肝组织及食管癌样本。在低温恒温切片机上于-20℃将收集的生物样品切成12μm切片，并解冻到显微镜载玻片上。将一组相邻的组织切片固定在丙酮中，然后用H＆E染色以进行组织学观察。在真空中干燥15分钟后，将冷冻切片用于以FullMS（70-m/z）扫描模式进行（±）MSI分析。

2.4MSI数据采集

对于离体生物样品，溶剂流量设置为5μL/min。通过以μm/sec的恒定速率在x方向上连续扫描组织表面进行MSI实验，并在y方向上以μm的垂直步距分隔开。喷雾器和输送管的电压分别设置为V和V。提取气体流量为45L/min，毛细管温度为°C。使用FullMS扫描模式（m/z范围：70-）监控内源代谢物。

2.5数据处理与分析

原始数据获取，格式转换，图像重建，背景扣除，生成平均质谱图，继而进行统计分析。

2.6喷涂溶剂系统的优化

2.7动态范围评估

通过氯化小檗碱和D9-胆碱氯化物进行动态范围评估。

2.8分析物鉴定

代谢物通过HMDB（