一種用于生物組織質譜成像的離子傳輸裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于生命科學、醫藥領域的質譜離子源技術，具體地，本實用新型涉及一種生物組織質譜成像的離子源的輔助設備。
【背景技術】
[0002]質譜成像是一種基于質譜分析的新型的分子成像技術，其最突出的特點是在免標記、無需復雜樣品前處理的情況下，通過一次實驗直接獲得組織切片表面多種生物功能分子的化學信息和空間分布特征，并能夠將特定的離子圖像同組織病理學特征相關聯，因此在臨床醫學、分子生物學等領域具有重大應用前景。
[0003]隨著科技的進步與發展，與生物組織研究相關的技術和手段日益增多。傳統的顯微鏡下的光學成像技術能夠觀察到組織和細胞形態，但不能提供任何相關的生物化學信息；常規的生物化學技術雖能獲取一定量的生物化學信息，但不能表征生物分子的空間分布特征。質譜成像是一種結合了質譜技術的高靈敏和高特異性、表面取樣技術的原位性和圖像處理技術的可視化的新型分子成像技術。通過該技術獲得的分子種類、相對豐度及分布相圖能夠與傳統顯微鏡觀察到的組織生理或病理特征相關聯，因此在生命科學和醫藥研究中已經成為一種強有力的分析工具。基質輔助激光解析離子化質譜成像(MALD1-MSI)和解析電噴霧質譜成像(DES1-MSI)能夠直接獲得蛋白質、多肽、脂質類、藥物及其它內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吸收激光能量實現離子化，而且，在質譜圖中的低質量區域產生大量的基質峰，掩蓋和干擾小分子的質譜檢測。目前DES1-MSI主要能實現組織中脂質類化合物的成像分析，是因為脂質在組織中含量高，且質譜離子化響應好。因此目前的質譜成像技術對組織中的內源性小分子的成像分析存在難題，需要提高組織中的內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，在較遠距離下實現生物組織中分子的成像分析或質譜檢測依然存在較大難度。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種用于生物組織質譜成像的離子傳輸裝置，使其能夠在較遠距離下最大量地將生物組織中的內源性小分子輸送至質譜儀等設備的采集錐，實現高效采集，進而提高成像分析和檢測的靈敏度。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]—種用于生物組織質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:在電噴霧噴嘴和質譜儀采集錐之間設有離子傳輸管和密封套管；密封套管設置在離子傳輸管靠近質譜儀采集錐一端；密封套管的一端與質譜儀采集錐之間采用密封連接，另一端安裝有抽氣設備，在密封套管和抽氣設備之間安裝有流量計；離子傳輸管的軸線與質譜儀采集錐的軸線夾角為O?90度。
[0007]作為一種優選方案，離子傳輸管出口與質譜儀采集錐之間的相距為0-20毫米。離子傳輸管內徑為0.1?50暈米。
[0008]作為一種優選方案，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]作為一種優選方案，所述抽氣設備采用真空栗或空氣壓縮機。
[0012]本實用新型實現了生物組織在大氣壓條件下的離子化，并可在遠距離條件下獲得高靈敏度的檢測。與現有的離子源傳輸方式相比，具有以下優點及效果:①低真空的抽氣設備:在質譜儀等離子檢測設備的采集界面的外部區域產生一定負壓，壓力小于大氣壓，但大于其內部區域，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/分鐘調節。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，提高采集效率，最大量地輸送至質譜儀等設備的采集錐，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動載體，可以減少離子在傳輸過程中的損失，實現離子在大氣壓條件下的遠距離傳輸。③高流量、高速度的空氣作為帶電粒子的運動載體，可以促進離子化過程中帶電液滴的脫溶劑化程度，促進樣品離子化。④基于慣性原理和采用空氣反抽，可以分離小質量的空氣、溶劑等粒子，實現帶電粒子在質譜儀等檢測設備采集界面富集。⑤擴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用，如用于臨床手術中的實時檢測與診斷。⑥因在很大程度上提高了敞開式質譜成像的靈敏度，尤其是擴大了內源性小分子類型的覆蓋范圍，可以實現多類型低含量內源性小分子的高質量的生物組織的質譜成像分析。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實驗新型提供的一種用于生物組織質譜成像的離子傳輸裝置的結構示意圖。
[0014]圖2為氣體流速對生物組織(離子強度)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-質譜儀采集錐；7_流量計；8_抽氣設備。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術方案和技術效果更加清楚，下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0017]圖1為本實用新型提供的一種用于生物組織質譜成像的離子傳輸裝置的結構示意圖，該傳輸裝置包括電噴霧噴嘴1、載物臺3、質譜儀采集錐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設置在電噴霧噴嘴I和質譜儀采集錐6之間；密封套管5設置在離子傳輸管4靠近質譜儀采集錐的一端；密封套管5的一端與質譜儀采集錐6之間采用密封連接，另一端安裝有抽氣設備8，所述抽氣設備8可采用真空栗或空氣壓縮機。流量計7安裝在密封套管5的內部。
[0018]離子傳輸管4的軸線與質譜儀采集錐6的軸線夾角為O?90度，作為一種優選方案，離子傳輸管的軸線與質譜儀采集錐的軸線夾角為60?70度。離子傳輸管出口與質譜儀采集錐之間的相距為0-20毫米。離子傳輸管的內徑一般為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，優選為夾角為15度。
[0019]本實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上或其原始環境下，通過控制裝置對指定或整個組織區域按自動規劃路徑進行質譜成像掃描；離子傳輸管4上施加一定的電壓，使之與質譜儀采集錐6之間形成一定的電勢差；使用抽氣設備在離子傳輸管中產生一定速度的氣流，其方向為組織樣品2區域至質譜儀采集錐6，流量計7控制并監測流速大小，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位置保持恒定不變，含有組織中分子的二次帶電液滴經氣流大量帶入離子傳輸管，并在此過程中實現脫溶劑和進一步離子化。
[0021]離子傳輸管的軸線與質譜儀采集錐6的軸線夾角以銳角布置時，可以減少固體、中性液滴等對質譜儀采集錐6的污染，提高儀器的耐用性和穩定性。
[0022]在離子傳輸管的前端，通過某種方式產生的初始帶電粒子作用于組織樣品表面，并對組織樣品進行解析形成二次帶電液滴或離子，經流動空氣大量地帶入離子傳輸管，實現高效采集，并被加速。同時通過氣流的作用輸送至質譜儀采集錐，最終進入質譜分析器得到檢測，獲得組織樣品中分子的質譜信息。最終通過質譜成像軟件對數據進行處理與重構，獲得組織的質譜成像圖。
[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傳輸管內氣體流速為60升/分鐘時能得到較高的檢測靈敏度。
【主權項】
1.一種用于生物組織質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)和質譜儀采集錐(6)之間設有離子傳輸管(4)和密封套管(5);密封套管(5)設置在離子傳輸管(4)靠近質譜儀采集錐(6) —端；密封套管(5)的一端與質譜儀采集錐(6)之間采用密封連接，另一端安裝有抽氣設備(8)，在密封套管(5)和抽氣設備(8)之間安裝有流量計(7);離子傳輸管(4)的軸線與質譜儀采集錐(6)的軸線夾角為O?90度。2.按照權利要求1所述的一種用于生物組織質譜成像的離子傳輸裝置，其特征在于:離子傳輸管(4)出口與質譜儀采集錐(6)之間的相距為0-20毫米。3.按照權利要求1所述的一種用于生物組織質譜成像的離子傳輸裝置，其特征在于:咼子傳輸管⑷內徑為0.1?50暈米。4.按照權利要求1、2或3所述的一種用于生物組織質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.按照權利要求1、2或3所述的一種用于生物組織質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.按照權利要求1、2或3所述的一種用于生物組織質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.按照權利要求1所述的一種用于生物組織質譜成像的離子傳輸裝置，其特征在于:所述抽氣設備(8)采用真空栗或空氣壓縮機。
【專利摘要】一種用于生物組織質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；在電噴霧噴嘴和質譜儀采集錐之間設有離子傳輸管和密封套管，密封套管設置在離子傳輸管靠近質譜儀采集錐一端；密封套管的一端與質譜儀采集錐之間采用密封連接，另一端安裝有抽氣設備，在密封套管的內部安裝有流量計。本實用新型可在較遠距離實現組織中分子的離子化，提高成像分析和檢測的靈敏度，擴大了內源性小分子類型的覆蓋范圍，同時可與現有的商用質譜儀聯用。
【IPC分類】H01J49/04
【公開號】CN204905212
【申請號】CN201520580709
【發明人】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】中國醫學科學院藥物研究所, 清華大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月4日