分析文物材料會(huì)面臨一系列的挑戰(zhàn)，如：樣品非常小和有限，樣品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保持空間完整性十分重要，最重要的是樣品往往非常的罕見和稀有。這些限制使得對(duì)于許多傳統(tǒng)有機(jī)染料的鑒定充滿挑戰(zhàn)，尤其是在繪畫當(dāng)中使用的有機(jī)染料可能有多個(gè)有機(jī)染料層(取決于藝術(shù)家的技術(shù))，隨后的保護(hù)和修復(fù)染料也是多層的。采用高空間分辨率手段研究這些有機(jī)化合物的種類對(duì)于弄清楚一幅畫的歷史非常重要，并且對(duì)于油畫的保護(hù)也會(huì)很有幫助，因?yàn)檫@些染料分子在光照或其他環(huán)境因子的影響下很容易降解。因此，我們需要一種分析技術(shù)，它能夠準(zhǔn)確鑒定文物材料如染料當(dāng)中的有機(jī)化合，并保持高空間分辨率。
質(zhì)譜技術(shù)是一種廣泛使用的化學(xué)表征技術(shù)，每年全球市場(chǎng)容量可達(dá)30億美元。然而它的空間分辨率通常只能達(dá)到20微米左右，這使得它的應(yīng)用頗受限制。由橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員 Gary Van Berkel博士開發(fā)的新型AFM-MS聯(lián)用技術(shù)，采用AFM的納米熱探針對(duì)感興趣的區(qū)域進(jìn)行熱脫附后送入質(zhì)譜分析儀。加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校Mattanjah de Vries教授和美國蓋蒂保護(hù)研究所的Catherine Schmidt Patterson博士最近研發(fā)了基于這種技術(shù)的一種新技術(shù)，他們斷開了AFM和質(zhì)譜儀之間的聯(lián)系，利用基于AFM的熱脫附技術(shù)收集亞微米大小的樣品，然后利用共振雙光子電離技術(shù)加質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行分析。
利用這一AFM-MS技術(shù)，他們從一幅油畫的界面獲取了紅色有機(jī)染料茜草紅染料納米級(jí)的化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)，空間分辨率為750nm。他們能夠從很薄的繪畫層獲取數(shù)個(gè)樣品，并保持橫截面的大部分以進(jìn)行進(jìn)一步的分析工作。Mattanjah de Vries教授說：“我們對(duì)這一新的AFM-MS聯(lián)用技術(shù)非常興奮，它使我們首次實(shí)現(xiàn)了利用質(zhì)譜技術(shù)在亞微米空間分辨率下研究文物材料當(dāng)中的化學(xué)物質(zhì)。”
