CN110431651A - 产生离子的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种从样本中产生离子的方法。该方法包括将液滴喷雾引导到样本上，并且使得包括来自该样本的分析物的液滴撞击表面以产生分析物离子。

Description

产生离子的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年4月11日提交的英国专利申请第1705864.5号的优先权和权益。该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及从样本中产生离子的方法，尤其涉及使用质量和/或离子迁移谱分析样本表面的方法。
背景技术
已知许多电离技术用于表面分析。
一种常见的这种技术是基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)。这种技术通常要求将基质沉积在样本上，并将该样本放置在分析仪器的真空室中。
解吸电喷雾电离(“DESI”)技术有助于在无需大量样本制备的情况下并且在环境条件(例如大气条件)下分析样本表面。将带电液滴的(初级)喷雾引导到样本上，随后通过质谱仪的入口毛细管对携带经解吸的分析物离子的喷射(例如溅射)(次次级)液滴进行取样。
期望提供一种从样本中产生离子的改进方法。
发明内容
根据一个方面，提供一种从样本中产生离子的方法，包括：
将液滴喷雾引导到样本上；以及
使得包含来自该样本的分析物的液滴撞击表面以产生分析物离子。
各种实施方式涉及一种电离样本的方法，其中，通过将液滴喷雾引导到样本上，然后使得包含来自样本的分析物的液滴撞击表面，从而从样本中产生分析物离子。
申请人已经发现，根据各种实施方式的技术产生了携带来自样本的分析物的液滴，并且能够通过使这些液滴撞击碰撞表面来从这些液滴中产生分析物离子。
因此，各种实施方式有助于在无需大量样本制备的情况下并且在将样本保持在环境条件(例如大气条件)下时分析样本表面。
此外，申请人已经发现，携带来自样本的分析物的液滴可以基本上是电中性的，例如其中被引导到样本上的液滴喷雾基本上是电中性的。这意味着，例如与使用DESI技术产生的带电二次液滴相比较，能够(并且在各种实施方式中)将携带分析物的液滴输送相对较大的距离。
这意味着，例如与MALDI和DESI技术相比时，样本(和液滴的来源)能够(并且在各种实施方式中)位于距分析仪器(即，从碰撞表面，例如分析仪)相对较大的距离处。如下面将更详细描述的，这能够简化分析样本的过程，并且能够促进该技术与多种不同技术的整合。
各种实施方式也不要求对液滴施加高电压。这简化了该技术，并且还意味着该技术能够用于广泛的用途，并且能够分析广泛的样本。例如，根据各种实施方式的方法能够用于临床诊断和/或体内或离体分析生物样本。
因此，应理解，各种实施方式提供了从样本中产生离子的改进方法。
液滴喷雾可以包括基本上电中性的液滴喷雾。
至少一些包括来自样本的分析物的液滴可以基本上是电中性的。
液滴喷雾可以包括溶剂液滴喷雾。
溶剂液滴可以包括一种或多种添加剂。
根据一个方面，提供一种从样本中产生离子的方法，包括：
将激光束引导到样本上；以及
使得来自样本的经烧蚀的分析物撞击表面以产生分析物离子。
至少一些来自样本的经烧蚀的分析物可以基本上是电中性的。
样本可以位于距离碰撞表面≥0.5m处。
该方法可以进一步包括使用柔性管将来自样本的分析物输送至碰撞表面。
碰撞表面可以位于分析仪器的真空室内。
该方法可以包括将样本保持在环境条件下。
样本可以位于切片机内。
该方法可以包括扫描液滴喷雾或激光束相对于样本的位置，或者扫描样本相对于液滴喷雾或激光束的位置。
该方法可以包括：
使用第一装置将所述液滴喷雾或所述激光束引导到样本上；以及
使用入口收集来自样本的分析物；
其中，该第一装置和该入口集成在单个取样头或探头中。
入口可以至少部分地同轴地围绕第一装置。
取样头或探头可以包括手持取样头或探头。
根据一个方面，提供一种分析样本的方法，包括：
使用前述方法从样本中产生分析物离子；以及
分析该分析物离子。
根据一个方面，提供一种质量和/或离子迁移谱测定法，包括：
使用上述方法从样本中产生分析物离子；以及
使用质量和/或离子迁移谱仪分析该分析物离子。
根据一个方面，提供一种用于从样本中产生离子的装置，包括：
喷雾器装置，其被配置为将液滴喷雾引导到样本上；以及
碰撞表面；
其中，该装置被配置为使得包含来自样本的分析物的液滴撞击表面以产生分析物离子。
该液滴喷雾可以包括基本上电中性的液滴喷雾。
至少一些包含来自样本的分析物的液滴可以基本上是电中性的。
液滴喷雾可以包括溶剂液滴喷雾。
该溶剂液滴可以包括一种或多种添加剂。
根据一个方面，提供一种用于从样本中产生离子的装置，包括：
激光装置和/或光波导，其被配置为将激光束引导到样本上；以及
碰撞表面；
其中，所述装置被配置为使得这种来自样本的经烧蚀的分析物撞击表面以产生分析物离子。
至少一些来自样本的经烧蚀的分析物可以基本上是电中性的。
样本可以位于距离碰撞表面≥0.5m处。
该装置还可以包括柔性管装置，其被配置为将来自样本的分析物的输送至碰撞表面。
碰撞表面可以位于分析仪器的真空室内。
可以将样本保持在环境条件下。
样本可位于切片机内。
该装置可以被配置为扫描液滴喷雾或激光束相对于样本的位置，或者扫描样本相对于液滴喷雾或激光束的位置。
该装置可以包括：
第一装置，其被配置为将液滴喷雾或激光束引导到样本上；以及
入口，其被配置为从样本中收集分析物；
其中，该第一装置和该入口集成在单个取样头或探头中。
入口可以至少部分地同轴地围绕第一装置。
取样头或探头可以包括手持取样头或探头。
根据一个方面，提供一种包括集成电离装置的切片机。根据一个方面，提供一种包括上述装置的切片机。
根据一个方面，提供一种包括上述装置的分析仪器。
根据一个方面，提供一种包括上述装置的质量和/或离子迁移谱仪。
可以以各种操作模式来操作分析仪器，包括质谱(“MS”)操作模式；串联质谱(“MS/MS”)操作模式；一种操作模式，其中使母体或前体离子交替地碎裂或反应以产生碎片或产物离子，而不是碎裂或反应或者较小程度地碎裂或反应；多反应监测(“MRM”)操作模式；数据相关分析(“DDA”)操作模式；数据独立分析(“DIA”)操作模式，定量操作模式或离子迁移谱(“IMS”)操作模式。
附图说明
现在将仅通过示例并参考附图描述各种实施方式，其中：
图1示意性地示出了根据实施方式的分析仪器；
图2A示意性地示出了根据实施方式的取样头，并且图2B示意性地示出了根据实施方式的取样头。
图3A示出了在不使用碰撞表面的情况下获得的质谱，并且图3B示出了根据实施方式使用碰撞表面获得的质谱。
图4示出了根据实施方式的分析仪器；
图5A示出了根据实施方式获得的质谱图像，并且图5B示出了根据实施方式获得的质谱；
图6A示出了根据实施方式的载玻片成像装置，图6B示出了根据实施方式的手持取样装置，图6C示出了根据实施方式的低温切片机装置，并且图6D示出了根据实施方式获得的质谱；以及。
图7示意性地示出了根据实施方式的分析仪器。
具体实施方式
各种实施方式涉及一种电离样本的方法，其中将液滴喷雾引导到样本上，并且使得包含来自样本的分析物的液滴撞击表面以产生分析物离子。各种其他实施方式涉及一种电离样本的方法，其中激光束被引导到样本上，并且使来自样本的经烧蚀的分析物撞击表面以产生分析物离子。
根据各种实施方式的技术可用于分析任何合适的样本。可以在例如没有(大量)样本制备的情况下，并且在环境条件(例如，大气环境)下直接分析样本。
根据各种实施方式，将液滴喷雾引导到样本上。可以将液滴引导到样本存在于其上的表面上和/或直接引导到样本的表面上。
液滴可以包括溶剂的液滴。可以使用任何合适的溶剂，例如异丙醇、甲醇、水及其组合。可以向溶剂中加入一种或多种添加剂，例如甲酸、氨、二乙胺等。这些添加剂(一种或多种)可以具有增强例如某些离子极性或特定分子类别的电离的作用。例如，添加甲酸能够增加所产生的正离子质子化离子的程度。
可以以任何合适的方式形成液滴喷雾。根据各种实施方式，液滴通过诸如雾化器的喷雾器装置产生。可以使喷雾器装置与样本极为接近，使得液滴喷雾被引导到样本上。
在这些实施方式中，可以向所述装置供应液体(溶剂)和诸如氮气的气体(雾化气体)。可以将液体供应至装置的第一(例如，中心)毛细管，并且可以将气体提供至第二毛细管，该第二毛细管可以(至少部分地)同轴地围绕第一毛细管。可以配置毛细管的布置、溶剂的流速和/或气体的流速，使得溶剂液滴从装置中喷出。
根据各种实施方式，液滴喷雾基本上是电中性的。因此，液滴喷雾可以具有零净电荷。由于没有施加到液体上的电压，因此液滴可以基本上是电中性的。因此，根据各种实施方式的喷雾器装置未提供电压(除了提供的以外)，并且不包括高电压(“HV”)源(除了包括的以外)。例如与DESI技术相比时，这这简化了布置，并且能够有助于在许多不同的布置中使用该技术。
然而，根据各种其他实施方式，喷雾可以是带电的。在这种情况下，可以对液体施加任何合适的电压，例如，(i)0-1kV；(ii)1-2kV；(iii)2-3kV；(iv)3-4kV；(v)4-5kV；(vi)>5kV。然而，应当注意，可以向液体施加较低的电压(例如，与用于电喷雾电离(ESI)的高电压相比时)。这种合适的电压可以是几伏、几十伏、几百伏或更低的量级。根据各种实施方式，可以将(i)<500V；(ii)<250V；(iii)<100V；(iv)<50V；(v)<25V；(vi)<10V；(vii)<5V；(viii)<3V；或(ix)<1V的(非零)电压施加至液体。
根据各种实施方式，将液滴喷雾引导到样本的表面上，使得次级液滴从样本的表面反射或溅射。该二次液滴可以基本上是电中性的，即可以具有零净电荷。
然而，根据各种其他实施方式，至少一些二次液滴可能具有一些电荷，例如其中，液滴喷雾引起样本的一些电离。根据各种实施方式，包含来自样本的分析物的至少一些、大部分或全部的液滴基本上是电中性的。
根据各种实施方式，将液滴喷雾(或激光束)引导到样本的表面上，使得分析物从样本中释放。从样本中释放的分析物可包含分析物分子和/或(较大的)分析物颗粒。从样本中释放的分析物可以基本上是电中性的，即可以具有零净电荷。
然而，根据各种其他实施方式，可以使分析物带电(以使其电离)。根据各种实施方式，从样本中释放的至少一些、大部分或全部的分析物基本上是电中性的。
从样本中释放的一些或全部分析物可以由二次液滴携带(即被解吸到二次液滴中)，即，以形成包含分析物的液滴。然而，从样本中释放的一些分析物可以不是(除了可以是的以外)由二次液滴携带(解吸)的。
因此，可以将(例如电中性的)液滴喷雾引导到样本，使得随后喷射的(二次)液滴携带经解吸的分析物(可选地与未经解吸的分析物一起，例如分子和/或颗粒和/或离子)。可替代地，可以将激光束引导到样本，使得经烧蚀的分析物分子和/或颗粒和/或离子被释放。
根据各种实施方式，包含来自样本的(例如经解吸的)分析物(可选地与未经解吸的分析物一起)(或经烧蚀的分析物)的液滴被输送至碰撞表面。这可以以任何合适的方式实现。
根据各种实施方式，转移装置的入口被设置为与喷雾器装置(或激光装置)和样本紧密接近。该入口可以被布置为接收来自样本的分析物，例如包含(例如经解吸的)分析物的二次液滴(可选地与未经解吸的分析物一起)。该转移装置可以包括例如管或毛细管。
例如，由于转移装置出口处的低压(真空)区域，和/或使用诸如文丘里装置的泵可以将包含来自样本的(例如经解吸的)分析物的液滴(可选地与未经解吸的分析物一起)(或经烧蚀的分析物)吸入入口并被输送到碰撞表面。
根据各种实施方式，入口和/或转移装置未被加热(除了被加热的以外)，即在环境条件(例如，大气条件)下操作该转移装置。这进一步简化了根据各种实施方式的布置。然而，如果需要，可以加热入口和/或转移装置。
转移装置可以被配置为将包含(例如经解吸的)分析物的液滴从样本(任选地与未经解吸的分析物一起)(或经烧蚀的分析物)输送到碰撞表面。
可以将碰撞表面布置在分析仪器(例如质谱仪和/或离子迁移谱仪)的真空室内。这样，转移装置可以连接到分析仪器的入口。
或者，可以将碰撞表面布置在分析仪器的外部，例如，靠近分析仪器的入口。
由于根据各种实施方式，包含从样本中释放的分析物(或经烧蚀的分析物)的液滴基本上是电中性的(或至少包含较少的电荷)，因此该分析物能够被输送较长的距离。因此，分析仪器(的入口)可以远离喷雾器装置(或激光装置)、入口和样本定位。这可以简化分析样本的过程，因为例如，喷雾器(或激光)装置和入口能够与样本极为接近，而分析仪器则保持相对远离样本(即，不必将样本定位在分析仪器内或与之紧密接近处)。这还可以促进该技术与许多不同技术的集成。
根据各种实施方式，样本(例如喷雾器装置和入口)位于距分析仪器的入口和/或碰撞表面几十厘米或更远的位置处。样本(例如喷雾器装置和入口)可以位于距分析仪器入口和/或碰撞表面例如(i)>0.5m；(ii)>1m；(iii)>2m；和/或(iv)>3m的位置处。
根据各种实施方式，转移装置包括柔性管，其可以具有例如(i)>0.5m；(ii)>1m；(iii)>2m；和/或(iv)>3m的长度，例如以便于喷雾器装置(或激光装置)和入口相对于样本的移动。
根据各种实施方式，喷雾器装置(或激光装置)和入口集成在一起，即集成到单个取样头或探头中。可以使取样头与样本极为接近，以将液滴(或激光束)的喷射引导到样本上，并从样本中收集分析物。
在这些实施方式中，喷雾器装置(或激光装置)和入口可以在取样头或探头中例如面对面地彼此间隔开，使得入口接收经反射的包含来自样本的分析物的第二液滴。在另一实施方式中，喷雾器装置(或激光装置)和入口可以集成在一起形成同轴布置。例如，入口可包括毛细管，其(至少部分地)同轴地围绕喷雾器装置(例如雾化器)或激光装置(例如光纤)。
根据各种实施方式，液体(溶剂)供应、气体供应和/或转移装置(管)可以集成在一起，例如，形成与取样头或探头的单一连接。根据各种实施方式，激光束供应(例如，光纤)和传输装置(管)可以集成在一起，例如形成与取样头或探头的单一连接。
根据各种实施方式，使得来自样本的分析物中的至少一些在撞击碰撞表面时电离，即导致分析物离子的产生。
可以在分析仪器的入口或大气压接口处或之前，将包含有机溶剂(如异丙醇)的基质加入到包含来自样本的(例如经解吸的)分析物或经烧蚀的分析物的液滴中。然后可以将包含来自样本的(例如解吸的)分析物或经烧蚀的分析物的液滴和有机溶剂的混合物布置为撞击(可选地，加热的)碰撞表面，例如，如上所述。可以使得包含来自样本的(例如经解吸的)分析物或经烧蚀的分析物的液滴中的至少一些在撞击碰撞表面时电离，从而产生分析物离子。通过添加有机溶剂可以提高产生分析物离子的电离效率。然而，添加有机溶剂不是必需的。
碰撞表面可包括任何合适的这种碰撞表面。该碰撞表面可以由任何合适的材料形成，例如金属或陶瓷。可以加热碰撞表面。这能够提高电离效率。
然后，分析物离子可以通过分析仪器的后续阶段，并且例如经历以下一个或多个：使用分离和/或过滤装置进行分离和/或过滤，使用碰撞、反应或碎裂装置进行碎裂或反应，以及使用分析仪进行分析。
因此，根据各种实施方式分析分析物离子。可以(直接)分析分析物离子，和/或可以分析源自分析物离子的离子。例如，一些或全部分析物离子可以被碎裂或反应以产生产物离子(例如，使用碰撞、反应或碎裂装置)，然后可以分析这些产物离子(或源自这些产物离子的离子)。
合适的碰撞、碎裂或反应单元包括，例如：(i)碰撞诱导解离(“CID”)碎裂装置；(ii)表面诱导解离(“SID”)碎裂装置；(iii)电子转移解离(“ETD”)碎裂装置；(iv)电子捕获解离(“ECD”)碎裂装置；(v)电子碰撞或撞击解离碎裂装置；(vi)光诱导解离(“PID”)碎裂装置；(vii)激光诱导解离碎裂装置；(viii)红外辐射诱导解离装置；(ix)紫外辐射诱导解离装置；(x)喷嘴-撇渣器界面碎裂装置；(xi)源内碎裂装置；(xii)源内碰撞诱导解离碎裂装置；(xiii)热源或温度源碎裂装置；(xiv)电场诱导碎裂装置；(xv)磁场诱导碎裂装置；(xvi)酶消化或酶降解碎裂装置；(xvii)离子-离子反应碎裂装置；(xviii)离子-分子反应碎裂装置；(xix)离子-原子反应碎裂装置；(xx)离子-亚稳离子反应碎裂装置；(xxi)离子-亚稳分子反应碎裂装置；(xxii)离子-亚稳原子反应碎裂装置；(xxiii)离子-离子反应装置，用于使离子反应以形成加合物或产物离子；(xxiv)离子-分子反应装置，用于使离子反应以形成加合物或产物离子；(xxv)离子-原子反应装置，用于使离子反应以形成加合物或产物离子；(xxvi)离子-亚稳离子反应装置，用于使离子反应以形成加合物或产物离子；(xxvii)离子-亚稳分子反应装置，用于使离子反应以形成加合物或产物离子；(xxviii)离子-亚稳原子反应装置，用于使离子反应以形成加合物或产物离子；和/或(xxix)电子电离解离(“EID”)碎裂装置。
可以例如使用滤质器来过滤分析物离子或源自该分析物离子的离子中的一些或全部。合适的滤质器包括，例如：(i)四极滤质器；(ii)2D或线性四极离子阱；(iii)Paul或3D四极离子阱；(iv)潘宁离子阱；(v)离子阱；(vi)扇形磁场滤质器；(vii)飞行时间滤质器；和/或(viii)维恩过滤器。
根据各种实施方式，例如，使用质量分析器对来自分析物离子的分析物离子或离子进行质量分析，即，以确定它们的质荷比。
合适的质量分析器包括，例如：(i)四极质量分析器；(ii)2D或线性四极质量分析器；(iii)Paul或3D四极质量分析器；(iv)彭宁离子阱质量分析器；(v)离子阱质量分析器；(vi)扇形磁场质量分析器；(vii)离子回旋共振(“ICR”)质量分析器；(viii)傅里叶变换离子回旋共振(“FTICR”)质量分析器；(ix)静电质量分析器，其被布置为产生具有四对数电位分布的静电场；(x)傅里叶变换静电质量分析仪；(xi)傅里叶变换质量分析器；(xii)飞行时间质量分析器；(xiii)正交加速飞行时间质量分析器；和/或(xiv)线性加速度飞行时间质量分析器。
附加地或可替代地，可以使用离子迁移率分离装置和/或场非对称离子迁移谱仪装置来分析源自分析物离子的分析物离子或离子。
如上所述，根据各种实施方式，将样本定位在距碰撞表面和/或分析器相对较大的距离处有利于在许多不同的布置中方便地使用。
根据各种实施方式，该装置可以被集成到例如：(i)载玻片扫描仪器；(ii)手持式扫描仪器；(iii)切片机，例如低温切片机；和/或(iv)体内或离体扫描仪器。也可能是其他安排。
根据各种实施方式，根据各种实施方式的方法和装置被用于质谱成像的装置和方法中。这是可能的，例如，由于取样头可以以相对简单的方式相对于样本移动。
因此，根据各种实施方式，喷雾(或激光束)在样本的表面上移动、例如(自动)扫描(或者样本相对于喷雾移动)，例如以便从样本上的多个不同的位置处获得分析物。该分析物(例如包含分析物的液滴)撞击在碰撞表面上以产生分析物离子，并且可以分析该分析物离子，例如以产生样本的离子图像或图谱。
根据各种实施方式，根据各种实施方式的方法和装置被用于手持式取样装置。手持式取样装置可以至少包括喷雾器装置(或激光装置)和入口，并且可以通过一个或多个柔性管(例如，其可以包括液体(溶剂)供应、气体供应和转移管)连接到分析仪器。手持设备可以用于分析任何合适的样本，例如人的手、产品等。
根据各种实施方式，根据各种实施方式的方法和装置被用于切片机，如低温切片机。在这些实施方式中，喷雾(或激光束)可以被引导到切片机装置内的组织切片或组织样本上。可以将组织样本切割为组织切片，并且可以使用本文中所描述的技术来分析样本的组织切片或剩余的暴露面。根据各种实施方式，可以以这种方式获得三维离子图像或图谱。
根据各种实施方式的方法和设备可用于对诸如组织切片的生物样本进行成像。根据各种实施方式的方法和装置可用于样本的体内或离体分析。
尽管已经就将液滴喷雾引导到样本上描述了各种实施方案，但是能够可替代地将激光束引导到样本上，即以从样本中烧蚀分析物。然后可以使经烧蚀的分析物撞击碰撞表面，从而产生分析物离子，例如以与上文中讨论的方式相应的方式。
应当理解，各种实施方式涉及在可选地经加热的撞击器表面上对大气压解吸液滴进行去团簇，以用于远距离表面的分析。
图1根据各种实施方式示出了一种分析仪器，例如，质量和/或离子迁移谱仪。该分析仪器包括：喷雾器装置10；转移装置12；碰撞表面14，其位于仪器的源区域内的仪器的第一真空室16内；以及分析器18，其位于碰撞表面14的下游。分析器18可以位于仪器的一个或多个另外的真空室内，例如，其可以保持与第一真空室16相比较低的压力下。
根据各种备选实施方式，可以用激光装置代替喷雾器装置10。
如图1所示，根据各种实施方式，可以提供控制系统20。控制系统可以包括合适的控制电路，其被配置为使得仪器以本文中所述的各种实施方式的方式进行操作。控制系统还可以包括合适的处理电路，其被配置为执行关于本文中描述的各种实施方式的任何一个或多个或所有必要的处理和/或后处理操作。
各种实施方式在成像或表面轮廓质谱中特别有用，并且具有成为用于集成到临床诊断工作流程中的强大技术的潜力。各种实施方式解决了现有电离技术的局限性，其中，必须将样本定位在仪器的真空室中(例如，在基质辅助激光解吸/电离(“MALDI”)技术中)或者非常接近仪器的台或样本架上(例如,在环境技术中，如解吸电喷雾电离(“DESI”))。
根据各种实施方式，含有从样本表面收集的分子或样本的颗粒物质的大的溶剂液滴可以被输送足够远的距离(例如>约0.5m，或>约1m)，使得取样点能够相对远离分析仪器(例如质谱仪)入口。
特别地，通过将经雾化的溶剂(或者可选地，激光束)引导到表面上，并将收集毛细管或管基本上放置在喷雾的对面，可以通过管12将经解吸或经烧蚀的材料运送到经加热的碰撞表面14，在该表面上可以释放分子离子以进行分析。
可以在不向喷雾器10提供高压并且不加热收集毛细管12的情况下，从这些表面产生分子谱。对高电压的要求的消除简化了该过程(例如，因为不需要向溶剂提供高电压)并使其与各种系统的集成更加兼容。例如，这种布置有助于其集成到第三方仪器中，例如载玻片扫描仪器、现场取样系统、用于块面成像和体内分析的低温切片机。
此外，对高压的要求的取消意味着消除或减少了重要的安全和工程考虑因素。
图2A示出了根据各种实施方式的喷雾器装置10和转移装置12。如图2A所示，喷雾器装置10可设置有雾化气体供应或毛细管22和溶剂供应或毛细管24。如图2A所示，溶剂供应24、雾化气体供应22和转移管或毛细管12的入口11可以全部装配到单个取样头或探头26中。当需要时，可以将取样头带到样本的表面。
图2B示出了根据替代性实施方式的取样头或探头26，其中，喷雾器装置10被激光装置28(例如激光烧蚀或水基质MALDI装置)代替。如图2B所示，可以通过光纤电缆30为激光装置28提供激光。该光纤电缆30和传输管12可以具有单个同轴设计。
尽管图2A和2B示出了其中喷雾器装置10或激光装置28与入口11间隔开并且面向入口11的布置，喷雾器装置10或激光装置28也可以与入口11以同轴布置的方式集成在一起，例如，其中入口毛细管11至少部分地同轴地围绕喷雾器装置10或激光装置28。
具有来自样本表面的溶解材料或经解吸的颗粒物质的溶剂液滴可以通过分析仪器的真空或诸如文丘里装置的泵被吸入入口11并沿着转移装置(管)12向下吸入。由于此时没有在分析物上赋予电荷，因此净中性液滴或烧蚀材料可以行进相当大的距离。
为了使这些液滴去聚集和离子化，提供了一个撞击器表面14，例如，当材料进入分析仪器的源区域时，可以将其放置在材料的路径中。
图3示出了在未使用电压也未使用经加热的毛细管的情况下，从玻璃载玻片上的肝切片样本中收集的光谱。图3A示出了在未使用经加热的碰撞表面的情况下的来自两种不同溶剂系统(即95：5甲醇：水，以及异丙醇)的数据，图3B示出了在使用经加热的碰撞表面的情况下的来自两种不同溶剂系统的数据。
如图3中所示，碰撞表面的去除导致所获得的离子信号显著降低。这表明根据各种实施方式的主要电离机制与同碰撞表面相碰撞的液滴相关联。
图4示出了根据各种实施方式的用于质谱成像的布置。样本50被安装在位置可控平台51上。位置可控平台51可相对于取样头26移动。
图4中所示的布置使用远距离取样(即，将50cm的柔性传输管12连接到质谱仪的入口毛细管52)，并且未在溶剂或气体喷雾上提供电压。然而，如果需要，可以向溶剂提供电压。
在图4的布置中，收集管11和转移管12未被加热。但是，如果需要，可以加热收集管11和/或转移管12。
图5A和5B示出了小鼠肾脏的三种脂质的数据。这证明了根据各种实施方式的系统在距分析仪器的入口较大的距离处，在没有电压的情况下对组织切片成像的能力。
根据各种实施方式，撞击器表面14可以在分析仪器的源区域的中间真空16内。碰撞表面14可以具有金属或陶瓷表面的形式。
根据各种实施方式，撞击器表面14可以直接在分析仪器的真空之外。在分析仪器入口之前，碰撞表面14可以具有加热板或部分毛细管的形式。
根据各种实施方式，可以加热撞击器表面14。
根据各种实施方式的取样装置仅需要溶剂、气体和收集管线(并且不需要高压源或加热)，并且因此可以容易地在一系列应用中实施。
例如，如上所述，远程取样探头26可以作为单件提供，包括与收集管11相对的喷雾器10。然后可以将该取样探头26定位在第三方仪器的范围内，以增强从临床和临床前样本中获得质谱数据的容易性和适用性。
图6示出了根据各种实施方式的方法的各种可能的用途。
图6A示出了将该技术集成到数字载玻片扫描仪装置中。如图6A所示，取样探头26可以例如作为普通相机和镜头旁边的选择性选项而结合到数字载玻片扫描仪中。
图6B示出了根据各种实施方式的取样“棒”。如图6B所示，取样探头26可以成为手持设备的一部分。例如，这种装置可以用于快速分析诸如人们在机场的手或者在清洁程序之后的产品的表面。尽管图6B示出了三个单独的气体22、溶剂24和收集管线12，但是这些能够可替代地集成到单个管线中。
根据各种实施方式，例如基于代谢物和/或脂质组学特征，可以在体内或离体使用手持取样装置以分析和/或分类组织。这种手持式取样装置可以在几秒内允许组织的体内或离体识别，例如以供手术中使用。
在这方面，例如，对于手持探头，根据各种实施方式的技术具有在取样点处无需高压、等离子体或热量的情况下，提供来自样本表面的离子源的优点。
根据各种实施方式，手持取样装置26可以结合在x、y和z维度和/或时间戳中记录分析点的空间位置的手段。
图6C示出了提供一种适合结合到诸如低温切片机的切片机中的喷头26。根据各种实施方式，可以将取样探头安装在低温切片机中的载玻片的上方，从而允许对新暴露的组织面进行取样。
这样的布置能够允许在切片机样本架上准确映射原位组织。随后可能会切割新的切片以呈现新的面，并分析该新的面，等等。
该布置极大地简化了样本的分析，因为例如，组织切片无需放置在载玻片上。在产生下一个离子图像之前，能够先制作表面图谱，随后进行较大的(例如约100微米)截面切割。该过程可以是自动化的，以允许在几分钟内分析整个组织样本。
在分析期间将组织样本保持在低温切片机内也具有保留样本的效果。
在这些实施方式中，在低温切片机在低温(例如约-20℃)下操作时，可以使用除水之外的合适的溶剂，以避免喷雾冻结。
图6D示出了从冷组织块中获得的质谱数据。这证明了根据各种实施方式的方法的可行性。
图7示出了根据各种实施方式的布置，其中在分析仪器的大气压界面之前，将有机溶剂(如异丙醇)加入到包含来自样本的经解吸的分析物或经烧蚀的分析物的液滴中。这可以通过溶剂计量给料装置40来完成。例如如上所述，包含来自样本的经解吸的分析物或经烧蚀的分析物的液滴和有机溶剂的混合物被布置为撞击碰撞表面14，以产生分析物离子。通过添加有机溶剂可以提高产生分析物离子的电离效率。但是，添加有机溶剂不是必需的。
根据各种实施方式的环境取样装置可以包含聚焦微波或超声源。
各种备选实施方式涉及例如来自低温切片机中的冷冻样本的大气压激光烧蚀。
各种实施方式消除了任何样本制备的需要，并且能够将成像(或分析)质谱直接引入组织病理学的标准工作流程中。
尽管已经参考优选实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (20)

1.一种从样本中产生离子的方法，包括：
将液滴喷雾引导到样本上；以及
使得包含来自所述样本的分析物的液滴撞击表面以产生分析物离子。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液滴喷雾包括基本上电中性的液滴喷雾。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，至少一些包括来自所述样本的分析物的所述液滴基本上是电中性的。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述液滴喷雾包括溶剂液滴喷雾。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述溶剂液滴包括一种或多种添加剂。
6.一种从样本中产生离子的方法，包括：
将激光束引导到样本上；以及
使得来自所述样本的经烧蚀的分析物撞击表面以产生分析物离子。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，至少一些来自所述样本的所述经烧蚀的分析物基本上是电中性的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述样本位于距所述碰撞表面≥0.5m的距离处。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括使用柔性管将来自所述样本的所述分析物输送至所述碰撞表面。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述碰撞表面位于分析仪器的真空室内。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括将所述样本保持在环境条件下。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述样本位于切片机内。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括扫描所述液滴喷雾或所述激光束相对于所述样本的位置，或者扫描所述样本相对于所述液滴喷雾或所述激光束的位置。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：
使用第一装置将所述液滴喷雾或所述激光束引导到所述样本上；以及
使用入口收集来自所述样本的所述分析物；
其中，所述第一装置和所述入口集成在单个取样头或探头中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述入口至少部分地同轴地围绕所述第一装置。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述取样头或探头包括手持取样头或探头。
17.一种分析样本的方法，包括：
使用根据前述权利要求中任一项所述的方法从所述样本中产生分析物离子；以及
分析所述分析物离子。
18.一种用于从样本中产生离子的装置，包括：
喷雾器装置，其被配置为将液滴喷雾引导到样本上；以及
碰撞表面；
其中，所述装置被配置为使得包含来自所述样本的分析物的液滴撞击所述表面以产生分析物离子。
19.一种用于从样本中产生离子的装置，包括：
激光装置和/或光波导，其被配置为将激光束引导到样本上；以及
碰撞表面；
其中，所述装置被配置为使得这种来自所述样本的经烧蚀的分析物撞击所述表面以产生分析物离子。
20.一种分析仪器，包括根据权利要求18或19所述的装置。
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