一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于生命科學(xué)、醫(yī)藥領(lǐng)域的質(zhì)譜離子源技術(shù)，具體地，本實(shí)用新型涉及一種生物組織質(zhì)譜成像的離子源的輔助設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]質(zhì)譜成像是一種基于質(zhì)譜分析的新型的分子成像技術(shù)，其最突出的特點(diǎn)是在免標(biāo)記、無需復(fù)雜樣品前處理的情況下，通過一次實(shí)驗(yàn)直接獲得組織切片表面多種生物功能分子的化學(xué)信息和空間分布特征，并能夠?qū)⑻囟ǖ碾x子圖像同組織病理學(xué)特征相關(guān)聯(lián)，因此在臨床醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用前景。
[0003]隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，與生物組織研究相關(guān)的技術(shù)和手段日益增多。傳統(tǒng)的顯微鏡下的光學(xué)成像技術(shù)能夠觀察到組織和細(xì)胞形態(tài)，但不能提供任何相關(guān)的生物化學(xué)信息；常規(guī)的生物化學(xué)技術(shù)雖能獲取一定量的生物化學(xué)信息，但不能表征生物分子的空間分布特征。質(zhì)譜成像是一種結(jié)合了質(zhì)譜技術(shù)的高靈敏和高特異性、表面取樣技術(shù)的原位性和圖像處理技術(shù)的可視化的新型分子成像技術(shù)。通過該技術(shù)獲得的分子種類、相對豐度及分布相圖能夠與傳統(tǒng)顯微鏡觀察到的組織生理或病理特征相關(guān)聯(lián)，因此在生命科學(xué)和醫(yī)藥研究中已經(jīng)成為一種強(qiáng)有力的分析工具?；|(zhì)輔助激光解析離子化質(zhì)譜成像(MALD1-MSI)和解析電噴霧質(zhì)譜成像(DES1-MSI)能夠直接獲得蛋白質(zhì)、多肽、脂質(zhì)類、藥物及其它內(nèi)源性代謝物在組織中分布情況。MALD1-MSI需在真空中操作，便利性較差；并且需要在組織切片上覆蓋基質(zhì)吸收激光能量實(shí)現(xiàn)離子化，而且，在質(zhì)譜圖中的低質(zhì)量區(qū)域產(chǎn)生大量的基質(zhì)峰，掩蓋和干擾小分子的質(zhì)譜檢測。目前DES1-MSI主要能實(shí)現(xiàn)組織中脂質(zhì)類化合物的成像分析，是因?yàn)橹|(zhì)在組織中含量高，且質(zhì)譜離子化響應(yīng)好。因此目前的質(zhì)譜成像技術(shù)對組織中的內(nèi)源性小分子的成像分析存在難題，需要提高組織中的內(nèi)源性小分子的檢測靈敏度和分子種類的覆蓋范圍；另一方面，在較遠(yuǎn)距離下實(shí)現(xiàn)生物組織中分子的成像分析或質(zhì)譜檢測依然存在較大難度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，使其能夠在較遠(yuǎn)距離下最大量地將生物組織中的內(nèi)源性小分子輸送至質(zhì)譜儀等設(shè)備的采集錐，實(shí)現(xiàn)高效采集，進(jìn)而提高成像分析和檢測的靈敏度。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]—種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，該裝置包括電噴霧噴嘴、載物臺和質(zhì)譜儀采集錐，在載物臺上放置有組織樣品，其特征在于:在電噴霧噴嘴和質(zhì)譜儀采集錐之間設(shè)有離子傳輸管和密封套管；密封套管設(shè)置在離子傳輸管靠近質(zhì)譜儀采集錐一端；密封套管的一端與質(zhì)譜儀采集錐之間采用密封連接，另一端安裝有抽氣設(shè)備，在密封套管和抽氣設(shè)備之間安裝有流量計(jì)；離子傳輸管的軸線與質(zhì)譜儀采集錐的軸線夾角為O?90度。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，離子傳輸管出口與質(zhì)譜儀采集錐之間的相距為0-20毫米。離子傳輸管內(nèi)徑為0.1?50暈米。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，離子傳輸管靠近組織樣品的一端的端口形狀為圓筒形、圓錐筒形或楔形，楔形切角與離子傳輸管軸線成O?60°。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，電噴霧噴嘴與離子傳輸管二者間的距離在O?10毫米。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，離子傳輸管軸線與組織樣品所在平面的夾角在O?90°范圍。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述抽氣設(shè)備采用真空栗或空氣壓縮機(jī)。
[0012]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了生物組織在大氣壓條件下的離子化，并可在遠(yuǎn)距離條件下獲得高靈敏度的檢測。與現(xiàn)有的離子源傳輸方式相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果:①低真空的抽氣設(shè)備:在質(zhì)譜儀等離子檢測設(shè)備的采集界面的外部區(qū)域產(chǎn)生一定負(fù)壓，壓力小于大氣壓，但大于其內(nèi)部區(qū)域，提供離子傳輸管中所需要的氣流，流量大于O升/分鐘且在0-100升/分鐘調(diào)節(jié)。采用這種主動吸入的方式，減少DESI等敞開式離子源的吹散效應(yīng)，提高采集效率，最大量地輸送至質(zhì)譜儀等設(shè)備的采集錐，從而很大程度上提高靈敏度。②高流量、高速度的空氣作為帶電粒子的運(yùn)動載體，可以減少離子在傳輸過程中的損失，實(shí)現(xiàn)離子在大氣壓條件下的遠(yuǎn)距離傳輸。③高流量、高速度的空氣作為帶電粒子的運(yùn)動載體，可以促進(jìn)離子化過程中帶電液滴的脫溶劑化程度，促進(jìn)樣品離子化。④基于慣性原理和采用空氣反抽，可以分離小質(zhì)量的空氣、溶劑等粒子，實(shí)現(xiàn)帶電粒子在質(zhì)譜儀等檢測設(shè)備采集界面富集。⑤擴(kuò)展樣品的空間和靈活性，增加對大體積物品的分析能力，將拓展組織成像的應(yīng)用，如用于臨床手術(shù)中的實(shí)時檢測與診斷。⑥因在很大程度上提高了敞開式質(zhì)譜成像的靈敏度，尤其是擴(kuò)大了內(nèi)源性小分子類型的覆蓋范圍，可以實(shí)現(xiàn)多類型低含量內(nèi)源性小分子的高質(zhì)量的生物組織的質(zhì)譜成像分析。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)驗(yàn)新型提供的一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為氣體流速對生物組織(離子強(qiáng)度)檢測靈敏度的影響曲線。
[0015]圖中:1_電噴霧噴嘴；2_組織樣品；3_載物臺；4_離子傳輸管；5_密封套管；6-質(zhì)譜儀采集錐；7_流量計(jì)；8_抽氣設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0017]圖1為本實(shí)用新型提供的一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該傳輸裝置包括電噴霧噴嘴1、載物臺3、質(zhì)譜儀采集錐6，傳輸管4和密封套管5 ;在載物臺3上放置有組織樣品2，離子傳輸管4和密封套管5設(shè)置在電噴霧噴嘴I和質(zhì)譜儀采集錐6之間；密封套管5設(shè)置在離子傳輸管4靠近質(zhì)譜儀采集錐的一端；密封套管5的一端與質(zhì)譜儀采集錐6之間采用密封連接，另一端安裝有抽氣設(shè)備8，所述抽氣設(shè)備8可采用真空栗或空氣壓縮機(jī)。流量計(jì)7安裝在密封套管5的內(nèi)部。
[0018]離子傳輸管4的軸線與質(zhì)譜儀采集錐6的軸線夾角為O?90度，作為一種優(yōu)選方案，離子傳輸管的軸線與質(zhì)譜儀采集錐的軸線夾角為60?70度。離子傳輸管出口與質(zhì)譜儀采集錐之間的相距為0-20毫米。離子傳輸管的內(nèi)徑一般為0.1?50毫米。離子傳輸管靠近組織樣品的一端的端口形狀為圓筒形、圓錐筒形或楔形，楔形切角與離子傳輸管的軸線成O?60°，優(yōu)選為15度。電噴霧噴嘴與離子傳輸管二者間的距離在O?10毫米。離子傳輸管的軸線與組織樣品2所在平面的夾角在O?90度范圍，優(yōu)選為夾角為15度。
[0019]本實(shí)用新型的工作過程如下:
[0020]將生物組織制作成冰凍切片，并將組織樣品2固定在載物臺3上或其原始環(huán)境下，通過控制裝置對指定或整個組織區(qū)域按自動規(guī)劃路徑進(jìn)行質(zhì)譜成像掃描；離子傳輸管4上施加一定的電壓，使之與質(zhì)譜儀采集錐6之間形成一定的電勢差；使用抽氣設(shè)備在離子傳輸管中產(chǎn)生一定速度的氣流，其方向?yàn)榻M織樣品2區(qū)域至質(zhì)譜儀采集錐6，流量計(jì)7控制并監(jiān)測流速大小，氣流速度一般為60升/分鐘左右；離子傳輸管的前端與組織樣品接近并與組織解析點(diǎn)位置保持恒定不變，含有組織中分子的二次帶電液滴經(jīng)氣流大量帶入離子傳輸管，并在此過程中實(shí)現(xiàn)脫溶劑和進(jìn)一步離子化。
[0021]離子傳輸管的軸線與質(zhì)譜儀采集錐6的軸線夾角以銳角布置時，可以減少固體、中性液滴等對質(zhì)譜儀采集錐6的污染，提高儀器的耐用性和穩(wěn)定性。
[0022]在離子傳輸管的前端，通過某種方式產(chǎn)生的初始帶電粒子作用于組織樣品表面，并對組織樣品進(jìn)行解析形成二次帶電液滴或離子，經(jīng)流動空氣大量地帶入離子傳輸管，實(shí)現(xiàn)高效采集，并被加速。同時通過氣流的作用輸送至質(zhì)譜儀采集錐，最終進(jìn)入質(zhì)譜分析器得到檢測，獲得組織樣品中分子的質(zhì)譜信息。最終通過質(zhì)譜成像軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與重構(gòu)，獲得組織的質(zhì)譜成像圖。
[0023]圖2為不同氣體流速對生物組織檢測靈敏度的影響。從圖中靈敏度的變化可以看出在當(dāng)傳輸管內(nèi)氣體流速為60升/分鐘時能得到較高的檢測靈敏度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，該裝置包括電噴霧噴嘴(I)、載物臺(3)和質(zhì)譜儀采集錐￠)，在載物臺(3)上放置有組織樣品(2)，其特征在于:在電噴霧噴嘴(I)和質(zhì)譜儀采集錐(6)之間設(shè)有離子傳輸管(4)和密封套管(5);密封套管(5)設(shè)置在離子傳輸管(4)靠近質(zhì)譜儀采集錐(6) —端；密封套管(5)的一端與質(zhì)譜儀采集錐(6)之間采用密封連接，另一端安裝有抽氣設(shè)備(8)，在密封套管(5)和抽氣設(shè)備(8)之間安裝有流量計(jì)(7);離子傳輸管(4)的軸線與質(zhì)譜儀采集錐(6)的軸線夾角為O?90度。2.按照權(quán)利要求1所述的一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，其特征在于:離子傳輸管(4)出口與質(zhì)譜儀采集錐(6)之間的相距為0-20毫米。3.按照權(quán)利要求1所述的一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，其特征在于:咼子傳輸管⑷內(nèi)徑為0.1?50暈米。4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，其特征在于:離子傳輸管(4)靠近組織樣品(2)的一端的端口形狀為圓筒形、圓錐筒形或楔形，楔形切角與離子傳輸管(4)軸線成O?60°。5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，其特征在于:電噴霧噴嘴(I)與離子傳輸管(4) 二者間的距離在O?10毫米。6.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，其特征在于:離子傳輸管(4)軸線與組織樣品(2)所在平面的夾角在O?90°范圍。7.按照權(quán)利要求1所述的一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，其特征在于:所述抽氣設(shè)備(8)采用真空栗或空氣壓縮機(jī)。
【專利摘要】一種用于生物組織質(zhì)譜成像的離子傳輸裝置，該裝置包括電噴霧噴嘴、載物臺和質(zhì)譜儀采集錐，在載物臺上放置有組織樣品；在電噴霧噴嘴和質(zhì)譜儀采集錐之間設(shè)有離子傳輸管和密封套管，密封套管設(shè)置在離子傳輸管靠近質(zhì)譜儀采集錐一端；密封套管的一端與質(zhì)譜儀采集錐之間采用密封連接，另一端安裝有抽氣設(shè)備，在密封套管的內(nèi)部安裝有流量計(jì)。本實(shí)用新型可在較遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)組織中分子的離子化，提高成像分析和檢測的靈敏度，擴(kuò)大了內(nèi)源性小分子類型的覆蓋范圍，同時可與現(xiàn)有的商用質(zhì)譜儀聯(lián)用。
【IPC分類】H01J49/04
【公開號】CN204905212
【申請?zhí)枴緾N201520580709
【發(fā)明人】再帕爾·阿不力孜, 唐飛, 賀玖明, 陳一, 羅志剛, 郭成安, 畢瀅, 李鐵鋼
【申請人】中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所, 清華大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月4日