用于質譜流式細胞術的樣品分析的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年4月17提交的美國臨時申請號61/812, 893的權益，其全部內 容通過引用被并入本文。
技術領域
[0003] 本發明設及用于細胞分析的借助于質譜流式細胞術的激光燒蝕裝置和方法。
[0004] 發明背景 陽0化]與電感禪合等離子體質譜（ICP-M巧聯合的激光燒蝕可用于標記有元素標簽的生 物樣品（細胞、組織等）的成像。每個激光脈沖產生來自樣品的燒蝕物質的羽流，其可被轉 移W被電離用于通過質譜分析儀的進一步分析。然后，從樣品上的每個位置的激光脈沖獲 得的信息可用于基于其被分析的內容物而對樣品成像。然而，運種技術在其分別辨認產生 自針對樣品的每個激光燒蝕脈沖的燒蝕物質的單獨羽流的能力上具有局限性。
[0006] 發明概述
[0007] 在一個方面，本發明提供了激光燒蝕質譜流式細胞術分析方法，包括：將激光束的 脈沖導向樣品W便產生對于每個脈沖的樣品的羽流；區別性地捕獲對于每個脈沖的每個羽 流；將區別性地捕獲的羽流轉移至ICP擬及在ICP中電離區別性地捕獲和轉移的羽流并產 生用于質譜流式細胞術分析的離子。
[0008] 在相關的方面，本發明提供了激光燒蝕質譜流式細胞儀，包括：用于產生來自樣品 的燒蝕的羽流的激光燒蝕源和適合于將激光燒蝕源與質譜流式細胞儀的ICP禪合的噴射 器；所述噴射器具有定位在激光燒蝕源內的入口，所述入口被配置為用于當燒蝕羽流產生 時捕獲燒蝕羽流；W及禪合至噴射器的入口的進氣口，用于在其間傳送氣體W便將所捕獲 的燒蝕羽流轉移進ICP。
[0009] 為了說明而非限制性的目的，還公開了本發明的W下示例性的方面。
[0010] 方面1.公開了一種使用激光燒蝕質譜流式細胞儀的激光燒蝕質譜流式細胞術分 析方法，所述方法包括：a)將激光束的脈沖導向樣品的多個位點W便產生對于每個脈沖的 樣品的燒蝕羽流；b)區別性地捕獲每個燒蝕羽流；C)將每個區別性地捕獲的燒蝕羽流轉移 至電感禪合等離子體（ICP) ;W及d)在ICP中電離區別性地捕獲和轉移的燒蝕羽流中的每 個，從而產生用于質譜流式細胞術分析的離子。
[0011] 方面2.如方面1的方法，其中所述激光燒蝕質譜流式細胞儀包括：用于產生來自 樣品的燒蝕羽流的激光燒蝕源；用于產生ICP的ICP源；和適合于將燒蝕羽流轉移至ICP的 噴射器；所述噴射器具有定位在激光燒蝕源內的噴射器入口，所述噴射器入口被配置為用 于捕獲燒蝕羽流；W及禪合至噴射器的入口的進氣口，所述進氣口被配置為將氣體從所述 進氣口傳送至所述噴射器入口W便將所捕獲的燒蝕羽流轉移進所述ICP。
[0012] 方面3.如方面2的方法，其中所述噴射器入口被配置為用于當燒蝕羽流產生時捕 獲所述燒蝕羽流的全部或部分。
[0013] 方面4.如方面1-3的任一項的方法，其中所述燒蝕羽流通過對準置于基底上的包 含樣品的祀的激光脈沖來產生。
[0014] 方面5.如方面1-3的任一項的方法，其中所述燒蝕羽流通過穿過包含所述樣品的 透明祀引導的激光脈沖來產生。
[0015] 方面6.如方面5的方法，其中所述透明祀包含所述樣品被放置于其上的透明基 底。
[0016] 方面7.如方面2-6的任一項的方法，其中所述噴射器入口具有采樣錐體的形式， 其中所述錐體的較窄部分是噴射器入口的孔。
[0017] 方面8.如方面7的方法，其中所述采樣錐體定位在產生燒蝕羽流的區域附近。 [001引方面9.如方面8的方法，其中所述采樣錐體定位在遠離祀的表面約100微米處。
[0019] 方面10.如方面7-9的任一項的方法，其中所述孔的直徑a)是可調整的；b)尺寸 被設置為阻止當所述燒蝕羽流傳入所述噴射器時對所述燒蝕羽流的干擾；和/或C)約等于 所述燒蝕羽流的橫截面直徑。
[0020] 方面11.如方面7的方法，其中所述孔的直徑為約100微米。
[OOW方面12.如方面4-12的任一項的方法，還包括將氣流引入進噴射器入口和祀之間 的區域，W有助于引導羽流通過噴射器入口。
[0022]方面13.如方面13的方法，其中所述氣流橫向于所述祀并且至少在噴射器內腔的 鄰近所述噴射器入口的部分中橫向于噴射器內腔的中屯、線。 陽〇2引方面14.如方面12或13的方法，其中所述祀是透明祀。
[0024]方面15.如方面12-14的任一項的方法，其中所述氣流包含氣氣。
[00對方面16.如方面12-15的任一項的方法，還包括將轉移氣流引入噴射器W便朝向ICP轉移所述羽流。
[00%] 方面17.如方面16的方法，其中所述氣流為約每分鐘0. 1升且所述轉移流為約每 分鐘0. 9升。
[0027] 方面18.如方面16或17的方法，其中所述轉移流包含氣氣。
[0028] 方面19.如方面1-4、7-13或15-18的任一項所述的方法，其中所述樣品在基底 上，且所述燒蝕羽流通過從與所述樣品相同的一側被導向所述樣品的激光脈沖來產生。
[0029] 方面20.如方面2-19的任一項的方法，其中所述進氣口被配置成將強力沖洗氣流 導向形成燒蝕羽流的區域附近，W朝向所述噴射器入口引導所述燒蝕羽流。
[0030] 方面21.如方面20的方法，其中所述進氣口包括具有小于噴射器入口的直徑的孔 的噴嘴。
[0031] 方面22.如方面1-21的任一項的方法，其中所述激光束來自飛秒激光器。
[0032] 方面23.如方面1的方法，其中所述燒蝕羽流通過穿過包含透明基底和所述樣品 的透明祀引導的激光脈沖來產生。
[0033] 方面24.如方面23的方法，其中激光燒蝕質譜流式細胞儀包括：用于產生來自樣 品的燒蝕羽流的激光器；電感禪合等離子體（I(P)焰炬；適合于將燒蝕羽流轉移至由ICP 焰炬產生的ICP的噴射器；其中所述噴射器包括壁和內腔，且所述噴射器壁的一部分包括 透明基底；其中所述噴射器包括用于將氣流引入內腔流動的噴射器入口，且其中所述透明 基底位于所述噴射器入口和所述ICP焰炬之間；所述樣品附著至透明基底的內腔側；所述 燒蝕羽流W橫向于噴射器內腔的方向形成并且全部在所述噴射器內腔中形成；W及每個燒 蝕羽流被穿過噴射器內腔朝向ICP流動的氣體區別性地捕獲。
[0034]方面25.如方面24的方法，其中所述祀的位置在分析期間是固定的。 陽03引方面26.如方面25的方法，其中將激光束的脈沖導向樣品的多個位點包括將激光 束移動至遍布靜止樣品的感興趣的位點。
[0036] 方面27.如方面26的方法，其中激光束W用于成像的光柵模式移動。
[0037] 方面28.如方面24的方法，其中所述祀的位置在分析期間是變化的。
[0038] 方面29.如方面28的方法，其中，在分析期間，激光束保持靜止而所述祀是移動 的。
[0039] 方面30.如方面4-29的任一項的方法，其中所述祀的位置在分析期間是固定的。
[0040] 方面31.如方面30的方法，其中，在分析期間，激光束保持靜止而所述祀是移動 的。
[0041] 方面32.如方面4-29的任一項的方法，其中所述祀的位置在分析期間是移動的。
[0042] 方面33.如方面1-32的任一項的方法，其中激光束脈沖產生1微米的燒蝕斑。
[0043] 方面34.如任一前述方面的方法，其中所述燒蝕羽流的橫截面直徑是100微米的 規模。
[0044] 方面35.如任一前述方面的方法，其中所述噴射器是具有約Imm內徑的管。 W45] 方面36.如任一前述方面的方法，其中通過每個激光脈沖形成的燒蝕羽流包含具 有約1ym或更小的尺寸的樣品顆粒。
[0046] 方面37.如前述方面的任一項的方法，其中當所述燒蝕羽流轉移至ICP時，所述燒 蝕羽流的傳播保持在噴射器內腔的內徑內。
[0047] 方面38. -種激光燒蝕質譜流式細胞儀，包括：用于產生來自樣品的燒蝕羽流的 激光燒蝕源；從表面發射激光束的激光器，所述表面被定向為將光束指向激光燒蝕源中包 含的樣品；電感禪合等離子體（ICP)焰炬；適合于將激光燒蝕源與由ICP焰炬產生的ICP禪 合的噴射器；所述噴射器具有定位在激光燒蝕源內的噴射器入口，所述噴射器入口配置為 用于當燒蝕羽流產生時捕獲所述燒蝕羽流；W及禪合至所述噴射器的所述噴射器入口的進 氣口，所述進氣口被配置為將氣體從所述進氣口傳送至所述噴射器入口W便將所捕獲的燒 蝕羽流轉移進所述ICP。
[0048] 方面39.如方面38的流式細胞儀，被配置為使得激光束被直接定向為朝向所述噴 射器入口的開口。
[0049] 方面40.如方面39的流式細胞儀，被配置為使得激光束至少在內腔的鄰近噴射器 入口的部分處與噴射器的內腔對齊。
[0050] 方面41.如方面39的流式細胞儀，被配置為使得激光束的投影至少在內腔的鄰近 噴射器入口的部分中橫向于噴射器內腔的中屯、線。
[0051] 方面42.如方面38-41的任一項的流式細胞儀，其中所述激光燒蝕源適合于接納 透明祀。 陽〇巧方面43.如方面42的流式細胞儀，還包括透明祀。 陽05引方面44.如方面42或43的流式細胞儀，其中所述透明祀包括透明基底和所述樣 品D
[0054]方面45.如方面38-44的任一項的流式細胞儀，其中噴射器入口的孔的直徑小于 噴射器的內徑。 陽化5] 方面46.如方面38-44的任一項的流式細胞儀，其中噴射器入口具有采樣錐體的 形式。
[0056] 方面47.如方面46的流式細胞儀，其中所述采樣錐體定位在產生燒蝕羽流的區域 附近。
[0057] 方面48.如方面46的流式細胞儀，其中所述孔的直徑是可調整的。
[0058] 方面49.如方面45-48的任一項的流式細胞儀，包括透明祀。
[0059] 方面50.如方面38-49的任一項的流式細胞儀，還包括被配置為至少在所述內腔 的鄰近所述噴射器入口的部分處W橫向于所述噴射器的內腔的中屯、線的方向引導氣體的 氣流入口。
[0060] 方面51.如方面38-50的任一項的流式細胞儀，還包括被配置為引導氣體穿過所 述透明祀的表面朝向所述孔W有助于引導所述燒蝕羽流穿過噴射器入口的氣流入口。
[0061] 方面52.如方面51的流式細胞儀，其中所述噴射器入口具有采樣錐體的形式，所 述流式細胞儀還包括被定位配置為引導氣體進入噴射器內腔的轉移氣流入口。
[0062] 方面53.如方面38的流式細胞儀，包括被配置為引導所述燒蝕羽流進入噴射器入 口的強力沖洗進氣口。
[006引方面54.如方面53的流式細胞儀，其中所述強力沖洗進氣口包括具有小于噴射器 入口的孔的孔的噴嘴。
[0064] 方面55. -種激光燒蝕質譜流式細胞儀，包括：用于產生來自樣品的燒蝕羽流的 飛秒激光器；電感禪合等離子體（I(P)焰炬；適合于轉移燒蝕羽流至由ICP焰炬產生的ICP 的噴射器；其中噴射器包括壁和內腔，且噴射器壁的一部分包括透明基底，所述透明基底適 合于接納所述樣品；其中所述噴射器包括用于將氣體引入內腔的噴射器入口，其中所述透 明基底位于所述噴射器入口和所述ICP焰炬之間。
[0065] 方面56.如方面55的流式細胞儀，其中透明基底相對于噴射器壁的其他部分是可 移動的。
[0066] 方面57.如方面56的流式細胞儀，其中透明基底可相對于噴射器壁的其他部分W 光柵模式移動。
[0067] 方面58. -種激光燒蝕系統，包括：a)能夠產生激光照射的激光器；b)包括用于 容納待分析的樣品的透明基底的激光燒蝕室或被配置為接納透明基底的臺；和C)用于將 燒蝕羽流運載至ICP的噴射器，所述噴射器包括噴射器開口，其中（a)、化）和（C)被配置成 使得激光照射始于所述臺或基底的一側而所述噴射器開口在另一側。