CN106841377A - 微流控多通道在线富集maldi‑tof检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微流控多通道在线富集MALDI‑TOF检测装置及方法，该装置包括：设有若干呈阵列排布靶点的MALDI‑TOF靶板，所述靶点上设有富集材料层；设有微流控通道、其形状尺寸与MALDI‑TOF靶板配合的微流控盖板以及用于上样及控制富集流动相的微流控装置。本发明通过微流控方式，进行在线样品预处理，能够有效省去大量繁琐复杂的MALDI‑TOF样品富集，洗脱，除盐等繁琐预处理操作，有效节省时间，提高检测效率及检测准确率。

Description

微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置及方法
技术领域
本发明属于质谱领域，具体涉及一种微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置及方法。
背景技术
复杂生物样品中诸多低丰度组分携带大量的疾病相关生物标记物，而这些低丰度样品的分离检测也是近年来生物、化学等领域的研究热点。基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱MALDI-TOF(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of FlightMass Spectrometry)是复杂生物样品中组分检测的一种高效高分辨率技术。这一技术已被广泛用于生物技术、药物研发、化学检测、环境监控等诸多领域，同时也在向其他各个领域进一步拓展。这种方法有着高灵敏度、高分辨率、检测时间短等优势特点。
对于复杂生物样品的MALDI-TOF检测，由于大量高峰度组分以及盐等物质的干扰，导致样品不能直接上样检测，必须经过大量的样品预处理过程，包括富集、洗脱、除盐、点靶，随后才能添加基质形成共结晶，放入样品室，进入真空环境，激光照射后经飞行时间质谱检测。诸多繁琐的前处理步骤，既费时又可能导致样品损失，从而致使目标物检测的灵敏度下降。由此可见，目前的技术十分不便于进行大规模样品的筛查检测。同时目前商品化仪器配套的MALDI-TOF靶板主要采用可重复使用靶板，该靶板价格昂贵且多为收工清洗，进一步加大了工作量，耗时且易有残留。
鉴于上述缺陷，本发明通过研究开发，意在设计一种能够有效便捷进行复杂生物样品预处理并在线富集的MALDI-TOF检测靶板，省去富集、洗脱、除盐等繁琐操作，减少目标物损失，节省检测时间，提高检测效率，增强检测准确定。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明提供了一种微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置及方法，简化前处理过程，省去富集、洗脱、除盐等繁琐操作，节省检测时间，提高检测效率。
本发明提供的一种MALDI-TOF检测装置包括：
MALDI-TOF靶板，所述MALDI-TOF靶板上设有呈阵列分布的靶点，所述靶点上设有富集材料层；该富集材料层呈阵列分布；每列靶点上的富集材料层的富集材料不同；
微流控盖板，其正面一侧设有一个或至少两个微流控通道以及与所述微流控通道贯通的呈阵列分布收容腔，所述收容腔与所述靶点配合用于形成收容流动相的密封腔；所述微流控盖板内设有流动相出口，用于排除富集后废液；
微流控装置，与所述微流控盖板上的微流控通道贯通用于上样及富集流动相。
本发明中，所述微流控盖板正面一侧设有一个微流控通道，该微流控通道将所有呈阵列分布收容腔贯通，每行靶点上的富集材料层的富集材料不同。
本发明中，所述微流控盖板正面一侧设有至少两个微流控通道，每一所述微流控通道将每列收容腔贯通，每行靶点上的富集材料层的富集材料相同。
本发明中，所述MALDI-TOF靶板为印刷线路板或不锈钢。
本发明中，所述靶点为圆形，其直径为1mm～4mm。
本发明中，：所述靶点数量为10～500个。
本发明中，所述富集材料层为功能化多孔材料。
本发明中，所述微流控通道直径为1μm～500μm。
本发明中，：所述微流控通道数量为1～499条。
本发明中，所述微流控装置为多通道恒流注射泵。
本发明还提供一种检测的方法，该方法包括以下步骤：
1)将所述微流控盖板盖于MALDI-TOF靶板上，所述微流控盖板上的收容腔与靶点位置对应，所述收容腔与所述靶点配合用于形成收容流动相的密封腔；
2)启动微流控装置上样，样品中的目标物直接吸附于靶点上的富集材料层表面，同时启动微流控装置进行流动相冲洗；
3)所述流动相出口排出富集后废液；
4)取下微流控盖板，在靶点上直接滴加质谱检测基质，形成共结晶薄膜；
5)将步骤4)之后形成的装置放入质谱样品室检测。
所述靶板有两种使用方法，对应不同的微流控盖板及富集材料。第一种为多条多通道平行实验，平行每条通道对应靶点的富集材料相同，而同一条通道流经的每个靶点富集材料不同；第二种为单条较长微流控通道，通道流经的每个靶点富集材料均不相同；两种模式均将微流控盖板盖于MALDI-TOF靶板目标靶点后，经微流控装置上样，在流动相冲洗下，对应目标物富集于对应富集材料表面，并将废液排出；随后取下微流控盖板，在每个目标靶点滴加检测基质，形成共结晶；将靶板放入样品室，直接检测。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、结合微流控与MALDI-TOF技术，进行在线富集，提高检测效率；
2、利用富集材料对目标物进行特异性富集，提高检测分辨率，清楚部分干扰；
3、省去洗脱样品及除盐等繁琐预处理步骤，简化实验步骤，提高效率；
4、非人工上样，利用微流控操作，便于重复性实验，提高检测重复性。
5、同时进行多种样品的富集检测，便于大范围筛查，提高检测准确性。
附图说明
图1是本发明实施例的微流控多通道线富集MALDI-TOF靶板。
图2是本发明实施例的第一类微流控盖板示意图。
图3是本发明实施例的第一类微流控盖板对应的靶板结构示意图。
图4是本发明实施例的第二类微流控盖板示意图。
图5是本发明实施例的第二类微流控盖板对应的靶板结构示意图。
元件标号说明
MALDI-TOF靶板 1、1’
微流控盖板 2、2’
微流控装置 3
流动相出口 4
富集材料层 5、5’
微流控通道 6、6’
收容腔 7、7’
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
以下说明详细描述了本发明的可实施方式以及指导本领域技术人员如何实现本发明的再现。为了指导本发明的技术方案，已简化或省略的一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变形或将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变形。由此，本发明并不局限于下属可选实施方式，而仅有权利要求和他们的等同物限定。
请参阅附图1至图3所示，本发明提供的一种微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置包括：MALDI-TOF靶板1，所述MALDI-TOF靶板上设有呈阵列分布的靶点，所述靶点上设有富集材料层5；该富集材料层呈阵列分布；每列靶点上的富集材料层的富集材料不同；微流控盖板2，其正面一侧设有一个或至少两个微流控通道6以及与所述微流控通道贯通的呈阵列分布收容腔7，所述收容腔与所述靶点配合用于形成收容流动相的密封腔；所述微流控盖板内设有流动相出口4，用于排除富集后废液；微流控装置3，与所述微流控盖板上的微流控通道贯通用于上样及富集流动相。
本实施例中，所述微流控盖板2正面一侧设有一个微流控通道6，该微流控通道6将所有呈阵列分布收容腔7贯通，每行靶点上的富集材料层5的富集材料不同。如图3所示，在该一个微流控通道贯通收容腔的方案中，收容腔7和通道6呈方波形状排列。
请参阅附图4和图5所示的本发明另一实施例，所述微流控盖板2’正面一侧设有至少两个微流控通道6’，每一所述微流控通道将每列收容腔7’贯通，每行靶点上的富集材料层5’的富集材料相同。
微流控多通道在线富集靶板包括以下部分：MALDI-TOF靶板1’，所述MALDI-TOF靶板为导电靶板，外形根据具体MALDI-TOF样品室情况可控调节，其形状与样品室契合；
富集材料，所述富集材料为多种不同特异性材料，针对不同富集目标物可控调节。
微流控盖板，所述微流控盖板留有微流控孔道，且通道数与同时检测目标样品数量相匹配，形状对应MALDI-TOF靶板，对应靶点数根据同时富集目标物数量可控调节。
微流控装置，用于上样及在线富集流动相控制。
本发明中，所述微流控多通道在线富集MALDI-TOF靶板，优选为印刷线路板或不锈钢板。
本发明中，所述微流控多通道在线富集MALDI-TOF靶板上靶点大小为1mm～4mm。
本发明中，所述微流控多通道在线富集MALDI-TOF靶板上靶点数量为10～500个。
本发明中，所述微流控盖板通道内径为1μm～500μm。
本发明中，所述富集材料为功能化多孔材料，表面功能化基团对于不同富集目标受控调节。
本发明中，所述微流控通道数量为1～499条。
本发明中，所述微流控盖板每条通道末端设有流动相出口，用于排出富集后废液。
本发明中，所述微流控装置与微流控盖板相匹配，具体上样量及流动相参数受控调节。
本发明中，所述微流控装置优选为多通道恒流注射泵。
所述靶板有两种使用方法，对应不同的微流控盖板及富集材料。第一种为多条多通道平行实验，平行每条通道对应靶点的富集材料相同，而同一条通道流经的每个靶点富集材料不同；第二种为单条较长微流控通道，通道流经的每个靶点富集材料均不相同；两种模式均将微流控盖板盖于MALDI-TOF靶板目标靶点后，经微流控装置上样，在流动相冲洗下，对应目标物富集于对应富集材料表面，并将废液排出；随后取下微流控盖板，在每个目标靶点滴加检测基质，形成共结晶；将靶板放入样品室，直接检测。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：该检测装置包括：
MALDI-TOF靶板，所述MALDI-TOF靶板上设有呈阵列分布的靶点，所述靶点上设有富集材料层；该富集材料层呈阵列分布；每列靶点上的富集材料层的富集材料不同；
微流控盖板，其正面一侧设有一个或至少两个微流控通道以及与所述微流控通道贯通的呈阵列分布收容腔，所述收容腔与所述靶点配合用于形成收容流动相的密封腔；所述微流控盖板内设有流动相出口，用于排除富集后废液；
微流控装置，与所述微流控盖板上的微流控通道贯通用于上样及富集流动相。
2.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述微流控盖板正面一侧设有一个微流控通道，该微流控通道将所有呈阵列分布收容腔贯通，每行靶点上的富集材料层的富集材料不同。
3.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述微流控盖板正面一侧设有至少两个微流控通道，每一所述微流控通道将每列收容腔贯通，每行靶点上的富集材料层的富集材料相同。
4.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述MALDI-TOF靶板为印刷线路板或不锈钢。
5.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述靶点为圆形，其直径为1mm～4mm。
6.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述靶点数量为10～500个。
7.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述富集材料层为功能化多孔材料。
8.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述富集材料尺寸大于微流控通道。
9.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述微流控通道直径为1μm～500μm。
10.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述微流控通道数量为1～499条。
11.根据权利要求1所述的微流控多通道在线富集MALDI-TOF检测装置，其特征在于：所述微流控装置为多通道恒流注射泵。
12.一种采用权利要求1至11任意一项所述的装置进行检测的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)将所述微流控盖板盖于MALDI-TOF靶板上，所述微流控盖板上的收容腔与靶点位置对应，所述收容腔与所述靶点配合用于形成收容流动相的密封腔；
2)启动微流控装置上样，样品中的目标物直接吸附于靶点上的富集材料层表面，同时启动微流控装置进行流动相冲洗；
3)所述流动相出口排出富集后废液；
4)取下微流控盖板，在靶点上直接滴加质谱检测基质，形成共结晶薄膜；
5)将步骤4)之后形成的装置放入质谱样品室检测。
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