CN109668818A - 基于激光烧蚀的细胞分析装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于激光烧蚀的细胞分析装置及分析方法，所述基于激光烧蚀的细胞分析装置包括离子源、激光器和质谱分析仪；激光剥蚀单元用于产生样品的物质流；传输单元包括：传输管包括自下而上竖直设置的第一部分和第二部分；自下而上地，所述第一部分的内径逐渐变小，所述激光剥蚀单元设置在所述第一部分下侧；泵的一端连接载气气源，另一端连通所述第一部分的内部；导向管的部分设置在传输管内，部分延伸到所述传输管外；所述传输管的顶端处于所述离子源喷口和质谱分析仪进口间连线的下方。本发明具有测量连续、高通量精确检测等优点。
Description
技术领域
本发明涉及细胞分析，特别涉及基于激光烧蚀的细胞分析装置及方法。
背景技术
激光剥蚀质谱技术被用来细胞、组织等的生物样本成像。由于样本被元素标签或原子标签标记，因此，能用于质谱成像。每一个激光脉冲轰击样本后将产生一剥蚀物质流，这些物质流将被从剥蚀处转移到离子化系统与质量分析器中。
从激光脉冲轰击样本任一位置上对应采集的信息，依据它们各自分析获得的细胞、组织等生物信息内容，用于质谱成像分析。这种技术的缺陷在于：
它将激光剥蚀脉冲轰击样本产生的不连续剥蚀物质都做独立分析，使得采样一致性与连续性分析存在严重缺失，导致检测结果可信度不高，且对于载体的使用存在较大的浪费。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种高通量连续检测、检测精度高的基于激光剥蚀的细胞分析装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于激光烧蚀的细胞分析装置，所述基于激光烧蚀的细胞分析装置包括离子源、激光器和质谱分析仪；所述细胞分析装置进一步包括：
激光剥蚀单元，所述激光剥蚀单元用于产生样品的物质流；
传输单元，所述传输单元包括：
传输管，所述传输管包括自下而上竖直设置的第一部分和第二部分；自下而上地，所述第一部分的内径逐渐变小，所述激光剥蚀单元设置在所述第一部分下侧；
泵，所述泵的一端连接载气气源，另一端连通所述第一部分的内部；
导向管，所述导向管的部分设置在传输管内，部分延伸到所述传输管外；所述传输管的顶端处于所述离子源喷口和质谱分析仪进口间连线的下方。
本发明的目的还在于提供了基于激光烧蚀的细胞分析方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
根据上述的基于激光烧蚀的细胞分析装置的细胞分析方法，所述细胞分析方法包括：
第一工作模式，所述第一工作模式包括以下步骤：
(A1)激光倾斜地照射激光剥蚀单元中的细胞，产生第一物质流；
(A2)在泵作用下，载气进入第一部分内，并携带所述第一物质流向上进入第二部分内，从导向管内排出；
(A3)流出导向管内的物质流被离子化，离子进入质谱分析仪。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.提供了两种工作模式，选择多样化；
2.利用载气的携带和吹扫，将物质流传送到离子化路径上，从而提高了分析的精度；
3.载气回收，提高了利用率，降低了成本。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明实施例的基于激光烧蚀的细胞分析装置的结构简图；
图2是本发明实施例的传输单元的结构简图。
具体实施方式
图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换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型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例1的基于激光烧蚀的细胞分析装置的结构简图，如图1所示，所述基于激光烧蚀的细胞分析装置包括：
离子源4，如大气压敞开式离子源；
质谱分析仪1，所述质谱分析仪具有进样口，所述进样口和离子源的喷口的间距小于10mm；
激光剥蚀单元3，所述激光剥蚀单元用于产生样品的物质流；
传输单元2，如图2所示，所述传输单元包括：
传输管，所述传输管包括自下而上竖直设置的第一部分21和第二部分23；自下而上地，所述第一部分21的内径逐渐变小，所述激光剥蚀单元3设置在所述第一部分21下侧；第二部分23的内径不大于所述第一部分21的内径；
泵27，所述泵27的一端连接载气气源，另一端连通所述第一部分21的内部；
导向管25，所述导向管25的部分设置在传输管内，部分延伸到所述传输管外；所述传输管的顶端处于所述离子源喷口和质谱分析仪进口间连线的下方，间距小于5mm。
为了回收载气以降低成本，进一步地，所述传输管进一步包括：
第三部分24，所述第二部分23的两端分别连接第一部分21和第三部分24，所述第三部分24的内径大于所述第二部分23的内径。
为了回收载气，进一步地，所述细胞分析装置进一步包括：
存储器26，所述存储器26的一端连通所述泵27，另一端连通所述第三部分24的内部。
为了提供另一工作模式，进一步地，所述细胞分析装置进一步包括：
激光器221；
通孔，所述通孔设置在所述第二部分上，所述激光器发出的光适于穿过通孔而照射到承载件上的样品；
遮挡件223-224，所述遮挡件用于控制所述通孔的封闭与否；
承载件222，所述承载件用于承载样品；
管道，所述管道的一端连通所述泵，输出所述管道的载气吹扫样品。
本发明实施例的细胞分析方法，也即根据上述基于激光烧蚀的细胞分析装置的工作过程，所述细胞分析方法包括：
第一工作模式，所述第一工作模式包括以下步骤：
(A1)激光倾斜地照射激光剥蚀单元中的细胞，产生第一物质流211；
(A2)在泵27作用下，载气212进入第一部分21内，并携带所述第一物质流211向上进入第二部分23内，从导向管25内排出；
(A3)流出导向管25内的物质流被离子化，离子进入质谱分析仪1。
所述细胞分析方法进一步包括：
第二工作模式，所述第二工作模式为：
(B1)移开遮挡件223-224，第二部分23上的通孔打开；
(B2)激光器221发出的激光穿过所述通孔并垂直地照射到承载件222上的细胞，细胞产生第二物质流；
(B3)在泵的作用下，载气212进入第一部分21内，并向上进入第二部分 23；
同时，载气吹扫承载件222上的细胞，第二物质流进入第二部分内，并被从第一部分21进入第二部分23的载气携带着进入所述第三部分24、导向管25 内；
(B4)流出导向管25内的物质流被离子化，离子进入质谱分析仪1。
实施例2：
根据本发明实施例1的基于激光烧蚀的细胞分析装置及方法的应用例。
如图1-2所示，在该应用例中，离子源4可旋转，旋转的离子源4的喷口的中心轴线与进样口的中心轴线的夹角为0-45度，且喷口和进样口间的距离不大于10mm；导向管25的中心轴线与所述喷口和进样口连线相交，导向管25的顶端到所述连线的距离小于5mm；第一部分21的母线与中心轴线间的夹角为45 度-60度；第一部分21的最大直径与第二部分23的直径之比为1-1.5；遮挡件采用第一挡板223和第二挡板224，所述第一挡板和第二挡板绕着转轴旋转，通孔打开时，旋转的第一挡板223和第二挡板224间的夹角为15度-45度，挡板之间具有缝隙；所述泵27通过管道与所述第一部分21内部连通，所述管道与所述第一部分的连接点均匀地分布在所述第一部分的周向；所述存储器26通过管道与所述第三部分24的内部连通，连接点均匀分布在所述第三部分的周向。
本发明实施例的细胞分析方法，也即根据上述基于激光烧蚀的细胞分析装置的工作过程，所述细胞分析方法包括：
第一工作模式，所述第一工作模式包括以下步骤：
(A1)激光倾斜地照射激光剥蚀单元中的细胞，产生第一物质流；
(A2)在泵作用下，载气从各个方向均匀地进入第一部分内，并携带所述第一物质流向上进入第二部分和第三部分内，从导向管内排出，第一物质流基本沿着传输管的中心轴线流动；
(A3)流出导向管内的物质流被离子化，离子进入质谱分析仪；
载气均匀地从第三部分内流出，并进入存储器内，再在泵的作用下进入第一部分内；
第二工作模式，所述第二工作模式为：
(B1)第一挡板和第二挡板旋转，从而打开通孔；
(B2)激光器发出的激光穿过所述通孔并垂直地照射到承载件上的细胞，细胞产生第二物质流；
(B3)在泵的作用下，载气进入第一部分内，并向上进入第二部分；
同时，载气吹扫承载件上的细胞，第二物质流进入第二部分内，并被从第一部分进入第二部分的载气携带着进入第三部分、导向管内；
(B4)流出导向管内的物质流被离子化，离子进入质谱分析仪。
Claims (10)
1.一种基于激光烧蚀的细胞分析装置，所述基于激光烧蚀的细胞分析装置包括离子源和质谱分析仪；其特征在于：所述细胞分析装置进一步包括：
激光剥蚀单元，所述激光剥蚀单元用于产生样品的物质流；
传输单元，所述传输单元包括：
传输管，所述传输管包括自下而上竖直设置的第一部分和第二部分；自下而上地，所述第一部分的内径逐渐变小，所述激光剥蚀单元设置在所述第一部分下侧；
泵，所述泵的一端连接载气气源，另一端连通所述第一部分的内部；
导向管，所述导向管的部分设置在传输管内，部分延伸到所述传输管外；所述传输管的顶端处于所述离子源喷口和质谱分析仪进口间连线的下方。
2.根据权利要求1所述的基于激光烧蚀的细胞分析装置，其特征在于：所述导向管的中心轴线和所述连线相交。
3.根据权利要求1所述的基于激光烧蚀的细胞分析装置，其特征在于：所述传输管进一步包括：
第三部分，所述第二部分的两端分别连接第一部分和第三部分，所述第三部分的内径大于所述第二部分的内径。
4.根据权利要求3所述的基于激光烧蚀的细胞分析装置，其特征在于：所述细胞分析装置进一步包括：
存储器，所述存储器的一端连通所述泵，另一端连通所述第三部分的内部。
5.根据权利要求1所述的基于激光烧蚀的细胞分析装置，其特征在于：所述细胞分析装置进一步包括：
激光器；
通孔，所述通孔设置在所述第二部分上，所述激光器发出的光适于穿过通孔而照射到承载件上的样品；
遮挡件，所述遮挡件用于控制所述通孔的封闭与否；
承载件，所述承载件用于承载样品；
管道，所述管道的一端连通所述泵，输出所述管道的载气吹扫样品。
6.根据权利要求1所述的基于激光烧蚀的细胞分析装置，其特征在于：所述泵通过管道与所述第一部分内部连通，所述管道与所述第一部分的连接点均匀地分布在所述第一部分的周向。
7.根据权利要求4所述的基于激光烧蚀的细胞分析装置，其特征在于：所述存储器通过管道与所述第三部分的内部连通，连接点均匀分布在所述第三部分的周向。
8.根据权利要求1-7任一所述的基于激光烧蚀的细胞分析装置的细胞分析方法，所述细胞分析方法包括：
第一工作模式，所述第一工作模式包括以下步骤：
(A1)激光倾斜地照射激光剥蚀单元中的细胞，产生第一物质流；
(A2)在泵作用下，载气进入第一部分内，并携带所述第一物质流向上进入第二部分内，从导向管内排出；
(A3)流出导向管内的物质流被离子化，离子进入质谱分析仪。
9.根据权利要求8所述的细胞分析方法，其特征在于：所述细胞分析方法进一步包括：
第二工作模式，所述第二工作模式为：
(B1)移开遮挡件，第二部分上的通孔打开；
(B2)激光器发出的激光穿过所述通孔并垂直地照射到承载件上的细胞，细胞产生第二物质流；
(B3)在泵的作用下，载气进入第一部分内，并向上进入第二部分；
同时，载气吹扫承载件上的细胞，第二物质流进入第二部分内，并被从第一部分进入第二部分的载气携带着进入导向管内；
(B4)流出导向管内的物质流被离子化，离子进入质谱分析仪。
10.根据权利要求8所述的细胞分析方法，其特征在于：第二部分内的载气向上进入第三部分内，部分载气被传送到存储器内。
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