L’imagerie élémentaire ou moléculaire d’une surface correspond à la visualisation directe de la distribution des éléments, de leurs isotopes ou de molécules (endogènes ou exogènes). Plusieurs techniques (di- et tridimensionnelles) permettent de déterminer la composition élémentaire ou moléculaire des échantillons, comme la spectrométrie de fluorescence des rayons X, l’immunohistochimie, la tomographie (PET, CT), l’autoradiographie, l’imagerie par résonance magnétique (MRI), etc. Cependant, avec certaines de ces techniques le nombre d’éléments ou de molécules qui peuvent être cartographiés simultanément demeure limité. Par ailleurs, ces techniques nécessitent la présence préalable d’un marquage ou d’un agent de contraste. L’imagerie par spectrométrie de masse ou MSI se présente comme une alternative attractive ne nécessitant pas de marquage spécifique préalable pour accéder à la distribution, la composition, la structure chimique et la quantité d’un grand nombre d’éléments ou espèces moléculaires en mélange, qu’elles soient organiques ou minérales, sur une surface ou dans un volume, de manière ciblée ou sans a priori.

Son principe est le suivant : irradier par un faisceau focalisé (laser pour le MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization) ou le LA-ICP (Laser Ablation Inductively-Coupled Plasma), ions pour le SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), ou de solvant pour le DESI (Desorption/Electrospray Ionization)) la surface d’un échantillon, induisant un phénomène de désorption/ionisation en phase gazeuse des analytes. Les analytes ionisés sont alors transférés et séparés selon leur rapport masse sur charge m/z dans l’analyseur. Le faisceau balaye une surface délimitée dans laquelle un spectre de masse sera généré pour chacun des pixels formant l’image acquise. Finalement, pour une valeur de m/z donnée, une carte de densité des ions détectés peut être construite sur laquelle l’intensité du signal est représentée par une échelle de couleur.

L’imagerie par spectrométrie de masse a la capacité de révolutionner notre compréhension de la matière dans de nombreux champs d’applications (biologie, biomédical, lipidomique, métabolomique, protéomique, géologie, astrophysique, patrimoine, analyse de surfaces, etc.)

Même si la tendance actuelle est l’interdisciplinarité, il y a actuellement deux communautés principales à l’échelle nationale : majoritairement physicienne et géochimiste pour l’analyse de surfaces ou en profondeur (SIMS), et majoritairement chimistes / biologistes pour l’analyse en MALDI, LA-ICP et DESI. L’objectif du GDR MSI est de fédérer ces communautés en créant le premier réseau national en MSI, afin d’une part d’apprendre à se connaitre en partageant les expertises et expériences de chacun, et d’autre part, de renforcer au niveau européen la visibilité de la communauté française dans le domaine de la MSI.