CN110914681B

CN110914681B - 分析装置

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Publication number: CN110914681B
Application number: CN201780091387.8A
Authority: CN
Inventors: 横田佳澄; 财津桂; 林由美; 村田匡
Original assignee: Nagoya University NUC; Shimadzu Corp
Current assignee: Nagoya University NUC; Shimadzu Corp
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2037-05-31
Also published as: WO2018220768A1; CN110914681A; JPWO2018220768A1; JP6853541B2; US20210166931A1

Abstract

在试样台(8)载置活体试样。试样台(8)具有托盘(82)、加热器(83)、温度传感器(84)。在托盘(82)形成有载置活体试样的载置面(821)。加热器(83)对托盘(82)的与载置面(821)所在侧相反的那一侧的面进行加热。温度传感器(84)设置在加热器(83)的与托盘(82)所在侧相反的那一侧。托盘(82)能够相对于加热器(83)进行装拆。

Description

分析装置

技术领域

本发明涉及对从活体试样提取的分析对象物进行分析的分析装置。

背景技术

作为对活体试样进行分析的分析装置的一个例子，已知使用探针电喷雾电离法(PESI：Probe Electrospray Ionization)进行质谱的质谱装置(例如参照下述专利文献1)。在这种分析装置中，通过使探针的顶端刺入活体试样从而在探针的顶端从活体试样提取分析对象物(例如活体组织)。然后，通过向探针施加高电压，从而对附着于探针的顶端的分析对象物作用较强的电场，使分析对象物在电喷雾现象的作用下离子化。通过对这样生成的离子进行质谱从而得到质谱数据。

在专利文献1所公开的质谱装置设置有用于载置活体试样的试样台(试样平台)。在进行分析时，通过使探针的顶端刺入试样台上的活体试样，从而自活体试样提取分析对象物。在对这样的活体试样进行分析的以往的质谱装置中，在试样台没有设置用于对活体试样进行加热的加热器等。其原因在于，在试样台上载置有活体试样的情况下，从活体试样产生的污垢会附着于试样台的载置面，因此需要对载置面进行清洗。也就是说，在试样台设置有加热器的情况下，必须将试样台与加热器一起一体地取下并对其整体进行清洗，因此，需要确保耐药品性、气密性，处理起来也不容易。

另一方面，在进行活体试样的分析的过程中，有时也必须对活体试样进行加热。例如在对活体试样在存活的状态下实施了麻醉的情况下，活体试样的温度(体温)会比本来的温度低，但有时希望以维持着活体试样的本来的体温的状态进行分析。在这样的情况下，在使用了以往的质谱装置的分析中要进行如下作业，即，利用操作员的手来保持活体试样(例如老鼠)，从而利用操作员的体温来维持活体试样的温度并以该状态将探针的顶端刺入活体试样。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－44110号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，如上所述的以往的作业较为复杂，并且活体试样相对于探针而言的定位精度也较低。因此，存在如下问题，即，相对于探针对活体试样进行定位时的再现性较低，针对探针的顶端而言的分析对象物的提取量也容易产生偏差。针对这样的问题而言，不限于在使用PESI法对活体试样进行分析的质谱装置中发生，有时在其他分析装置中也同样会发生。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够对活体试样进行加热并且能够容易地对试样台的载置面进行清洗的分析装置。

用于解决问题的方案

(1)本发明的分析装置具备试样台和分析部。在所述试样台载置活体试样。所述分析部对从载置于所述试样台的活体试样提取的分析对象物进行分析。所述试样台具有托盘、加热器以及温度传感器。在所述托盘形成有载置活体试样的载置面。所述加热器对所述托盘的与所述载置面所在侧相反的那一侧的面进行加热。所述温度传感器设置在所述加热器的与所述托盘所在侧相反的那一侧。所述托盘能够相对于所述加热器进行装拆。

根据这样的结构，在试样台设置有加热器，因此，能够通过使用该加热器对托盘进行加热从而对载置在托盘上的载置面的活体试样进行加热。另外，托盘能够相对于加热器进行装拆，因此，能够从试样台仅取下托盘而容易地对载置面进行清洗。

温度传感器设置在加热器的与托盘所在侧相反的那一侧，因此，能够以将温度传感器留在加热器侧的状态仅将托盘从加热器取下。因而，在从加热器取下托盘时，不仅是加热器与托盘分离开，也能够使温度传感器与托盘分离开，因此，能够容易地仅对未安装有电气构件的托盘进行清洗。

(2)也可以是，将从所述加热器到所述托盘的载置面为止的热阻和从所述加热器到所述温度传感器的检测面为止的热阻设定为使所述托盘的载置面的温度与由所述温度传感器检测到的温度的温度差处于容许范围内。

根据这样的结构，即使是在加热器的与托盘所在侧相反的那一侧设置了温度传感器的结构，由温度传感器的检测面检测到的温度相对于托盘的载置面的温度而言也处于容许范围内。因而，能够基于由温度传感器检测到的温度来控制加热器的驱动从而高精度地对载置于载置面上的活体试样进行加热。

(3)也可以是，所述试样台具有能够沿着水平方向上的两个轴以及铅垂方向上的一个轴进行位移的三轴位移机构。

根据这样的结构，通过使试样台沿着水平方向上的两个轴进行位移，从而能够进行活体试样的水平方向上的定位，并且，通过使试样台沿着铅垂方向上的一个轴进行位移，从而能够进行活体试样的铅垂方向上的定位。因而，能够在能在水平方向以及铅垂方向上高精度地对活体试样进行定位的试样台中使用加热器对托盘上的活体试样进行加热，并且，能够从试样台仅取下托盘而容易地对载置面进行清洗。

(4)也可以是，所述温度传感器设置在相对于所述加热器中的温度成为最大的位置而言处于预定温度范围内的区域。

根据这样的结构，能利用温度传感器对相对于加热器的温度的最大值而言处于预定温度范围内的温度进行检测。基于由这样的温度传感器检测到的温度来控制加热器的驱动，从而能够防止活体试样的温度成为过高。

(5)也可以是，所述分析部是对从载置于所述试样台的活体试样提取的分析对象物进行质谱的质谱部。

根据这样的结构，能够在利用质谱部对从活体试样提取的分析对象物进行分析的质谱装置中使用加热器来对托盘上的活体试样进行加热，并且，能够从试样台仅取下托盘而容易地对载置面进行清洗。

发明的效果

根据本发明，能够通过使用设置在试样台的加热器来对托盘进行加热从而对载置于托盘上的载置面的活体试样进行加热。另外，根据本发明，能够从试样台仅取下托盘而容易地对载置面进行清洗。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的分析装置的结构例的示意图。

图2是表示试样台的结构例的概略剖视图。

图3是进一步具体表示试样台的结构的概略剖视图。

图4是加热器的概略俯视图。

具体实施方式

1.分析装置的结构

图1是表示本发明的一个实施方式的分析装置1的结构例的示意图。该分析装置1是用于对从活体试样S提取的活体组织等分析对象物进行分析的装置。在本实施方式中，对分析装置1是对分析对象物进行质谱的质谱装置的情况进行说明。

活体试样S也可以是老鼠等动物本身、动物的身体的一部分等。例如，在将动物本身用作活体试样S的情况下，对活体试样S在存活的状态下实施麻醉，将活体试样S在不动的状态下放置于分析装置1。在本实施方式的分析装置1中，通过对所放置的活体试样S进行加热，从而能够在将活体试样S维持为预定温度(例如活体试样S的本来的体温)的状态下对活体试样S进行分析。但是，活体试样S不限于老鼠等动物，也可以是组织片、血液等。

分析装置1具备质谱部2、控制部3、显示部4、操作部5、电压施加部6以及台驱动部7等。在质谱部2内形成有离子化室21、第1真空室22、第2真空室23以及分析室24。各室即离子化室21、第1真空室22、第2真空室23以及分析室24按该顺序排列为一列地形成，彼此相邻的室彼此相互连通。

活体试样S载置于在离子化室21设置的试样台8。在本实施方式中，利用质谱部2使用探针电喷雾电离法(PESI：Probe Electrospray Ionization)对从载置于试样台8的活体试样S提取的分析对象物进行质谱。

具体而言，通过使设置在离子化室21的探针9刺入试样台8上的活体试样S，从而在探针9的顶端从活体试样S提取分析对象物(例如活体组织)。通过从电压施加部6对该探针9施加高电压(例如最大几kV左右)，从而对附着于探针9的顶端的分析对象物作用较强的电场，使分析对象物在电喷雾现象的作用下离子化。

此时，从喷嘴10向探针9的顶端喷射溶剂。溶剂例如为水、醇类、乙腈等，在喷嘴10的作用下成为微细化的液滴而被喷射。从喷嘴10喷射溶剂并不是必须的，但是其具有如下的优点，通过向分析对象物喷射溶剂从而能够防止分析对象物的干燥并且能够良好地进行电喷雾。

此外，能够使用除喷嘴10以外的任意的溶剂供给部来使溶剂附着于探针9的顶端。例如，也可以将在内部收纳有溶剂的容器作为溶剂供给部而设置在活体试样S上。具体而言，也可以是如下这样的结构等，即，通过使探针9在下降时在容器内的溶剂中经过从而在探针9的顶端附着溶剂，并且通过使探针9进一步下降从而使附着有溶剂的探针9的顶端刺入活体试样S。在该情况下，在顶端刺入活体试样S后的探针9上升时，探针9的顶端会再次在容器内的溶剂中经过，因此成为在该顶端提取到的分析对象物被溶剂包裹的状态。

离子化室21借助在一条直线上延伸的离子导入管211连通于第1真空室22。从分析对象物产生的离子在离子化室21与第1真空室22的压力差的作用下被吸入到离子导入管211内，经由该离子导入管211被引导向第1真空室22内。在第1真空室22内设置有离子引导件221，流入到第1真空室22内的离子被离子引导件221集束，被引导向第2真空室23内。在第2真空室23内设置有离子引导件231，流入到第2真空室23内的离子被离子引导件231集束，被引导向分析室24内。

在分析室24内设置有四极滤质器241。即，本实施方式中的分析装置1是四极的质谱装置。对构成四极滤质器241的四根棒电极施加预定的电压，仅使具有与该电压相对应的质荷比的离子经过四极滤质器241。利用设置在分析室24内的检测器242对经过了四极滤质器241的离子进行检测，检测器242输出与检测到的离子的量相应的检测信号。因而，若例如在预定范围内对向构成四极滤质器241的四根棒电极施加的电压进行扫描，则能够对能经过四极滤质器241的离子的质荷比进行扫描。

控制部3例如由计算机构成，用于对质谱部2的动作进行控制并且对从质谱部2输入的数据进行处理。通过该控制部3的处理，从而能基于来自检测器242的检测信号而得到质谱数据。显示部4例如由液晶显示器等构成，根据控制部3的控制来显示分析结果等各种信息。操作部5例如由键盘以及鼠标等构成，操作员能够通过对操作部5进行操作来向控制部3输入分析条件等各种信息。利用控制部3对从电压施加部6施加于探针9的电压进行控制。

在本实施方式中，在试样台8具备三轴位移机构81。三轴位移机构81能够沿着各轴即X轴、Y轴以及Z轴进行位移。X轴以及Y轴是水平方向上的两个轴，相互正交。另外，Z轴是铅垂方向上的一个轴，与X轴以及Y轴分别正交。利用例如包括马达等的台驱动部7对三轴位移机构81进行驱动。

探针9在铅垂方向上延伸，以其顶端朝向下方的方式隔开间隔地配置于试样台8的上方。针对载置在试样台8上的活体试样S而言，通过三轴位移机构81的沿着X轴以及Y轴的位移来进行其相对于探针9而言的水平方向上的定位，并且，通过三轴位移机构81的沿着Z轴的位移来进行其相对于探针9而言的铅垂方向上的定位。控制部3通过对台驱动部7的驱动进行控制从而能够将探针9刺入试样台8上的活体试样S的预先设定的位置。

2.试样台的结构

图2是表示试样台8的结构例的概略剖视图。在试样台8具备载置活体试样S的托盘82、加热托盘82的加热器83、检测托盘82的温度的温度传感器84以及保持加热器83的加热器保持块85。

托盘82例如是由不锈钢形成的板状构件。托盘82配置为在水平方向上延伸，其上表面构成用于载置活体试样S的载置面821。托盘82的材质并不限定于不锈钢，可以由其他各种材料形成托盘82。但是，托盘82的载置面821有时会附着从活体试样S产生的污垢而必须进行清洗，因此，优选由耐药品性、耐腐蚀性较高的材料形成。

加热器83抵接于托盘82的下表面822、即与载置面821相反的那一侧的面，对该下表面822进行加热。加热器83为板状，配置为在水平方向上延伸。加热器83的上表面831是在水平方向上延伸的平坦面，在该加热器83的上表面831载置托盘82。通过用加热器83对托盘82进行加热，从而能够对载置在托盘82的载置面821上的活体试样S进行加热。

这样，通过将托盘82载置于加热器83的上表面831上从而将托盘82安装于加热器83。即，托盘82在其自重的作用下以能够相对于加热器83装拆的方式安装于加热器83。但是，托盘82不限于仅是载置在加热器83的上表面831上的结构，例如也可以使用螺栓或者销等固定件来将其安装于加热器83。即，托盘82只要能够相对于加热器83进行装拆即可，其安装形态是任意的。

温度传感器84安装于加热器83的下表面832、即与托盘82所在侧相反的那一侧的面。这样，通过将温度传感器84设置在加热器83的与托盘82所在侧相反的那一侧，从而使温度传感器84相对于托盘82分离开。温度传感器84能够通过对来自加热器83的热进行检测从而检测托盘82的温度。

加热器保持块85例如为由不锈钢形成的板状构件。加热器保持块85的材质并不限定于不锈钢，可以由其他各种材料来形成加热器保持块85。但是，加热器保持块85优选由热方面的性质与托盘82接近的材料形成。

加热器保持块85配置为在水平方向上延伸，在其上表面851形成有收纳并保持加热器83的凹部852。凹部852的深度比加热器83的厚度小一些。因而，将加热器83保持为其上表面831自加热器保持块85的上表面851突出的状态。

另外，在凹部852的底面的一部分形成有贯通加热器保持块85的开口部853。在将加热器83保持在凹部852内的状态下，安装于加热器83的下表面832的温度传感器84被收纳在开口部853内。

图3是进一步具体表示试样台8的结构的概略剖视图。在本实施方式中，加热器83由橡胶加热器形成。具体而言，加热器83具有层叠构造，该层叠构造具有加热器层833和上下夹着加热器层833的橡胶制的一对橡胶层834、835，该加热器层833设置有通过通电而发热的加热线。上侧的橡胶层834的上表面构成加热器83的上表面831，下侧的橡胶层835的下表面构成加热器83的下表面832。但是，加热器83不限于橡胶加热器，例如也可以是陶瓷加热器等其他加热器。

温度传感器84包括传感器主体841和覆盖传感器主体841的覆盖构件842。即，温度传感器84是在覆盖构件842内封入有传感器主体841的结构。覆盖构件842例如由不锈钢形成。覆盖构件842的材质并不限定于不锈钢，可以由其他各种材料来形成覆盖构件842。但是，覆盖构件842优选由热方面的性质与托盘82接近的材料形成。另外，传感器主体841不限于被封入在覆盖构件842内的结构，传感器主体841的至少一部分也可以暴露。

传感器主体841例如具有热电偶等传感器元件，传感器主体841的靠近加热器83的上表面构成检测面843。控制部3基于由温度传感器84的检测面843检测到的温度来控制对加热器83(加热线)的通电量，从而能够控制托盘82(载置面821)的温度。在像本实施方式这样将活体试样S载置于载置面821上的情况下，以使载置面821的温度例如成为酶活性温度(约37℃)的方式进行控制。

在本实施方式中，设定为，从加热器83到托盘82的载置面821为止的热阻R1和从加热器83到温度传感器84的检测面843为止的热阻R2成为相同或者近似的值。更具体而言，以如下方式设定上述热阻R1、R2，即，使托盘82的载置面821的温度与由温度传感器84的检测面843检测到的温度的温度差在容许范围内。上述容许范围例如为0～2℃，更优选为1℃左右，但并不限于该数值。

图4是加热器83的概略俯视图。加热器83例如在俯视时形成为矩形。在该例子中，加热器83在俯视时形成为正方形，但也可以形成为长方形等其他矩形，也可以形成为圆形或者椭圆形等其他形状。

温度传感器84配置于加热器83中的温度成为最大的位置P的附近。具体而言，在相对于上述位置P而言处于预定温度范围内的区域R设置温度传感器84。上述预定温度范围例如优选为±5℃的范围，但并不限于该数值。此外，上述位置P不限于加热器83的中心位置。

3.作用效果

(1)在本实施方式中，在试样台8设置有加热器83，因此，能够通过使用该加热器83来对托盘82进行加热从而对载置在托盘82上的载置面821的活体试样S进行加热。另外，由于托盘82能够相对于加热器83进行装拆，因此，能够从试样台8仅取下托盘82而容易地对载置面821进行清洗。

温度传感器84设置在加热器83的与托盘82所在侧相反的那一侧，因此，能够以将温度传感器84留在加热器83侧的状态仅将托盘82从加热器83取下。因而，在从加热器83取下托盘82时，不仅是加热器83与托盘82分离开，也能够使温度传感器84与托盘82分离开，因此，能够容易地仅对未安装电气构件的托盘82进行清洗。

(2)尤其是，在本实施方式中，从加热器83到托盘82的载置面821为止的热阻R1和从加热器83到温度传感器84的检测面843为止的热阻R2被恰当地设定。由此，即使是在加热器83的与托盘82所在侧相反的那一侧设置有温度传感器84的结构，由温度传感器84的检测面843检测到的温度相对于托盘82的载置面821的温度而言也处于容许范围内。因而，能够基于由温度传感器84检测到的温度来控制加热器83的驱动从而高精度地对载置在载置面821上的活体试样S进行加热。

(3)另外，在本实施方式中，通过使用三轴位移机构81使试样台8沿着水平方向上的两个轴(X轴以及Y轴)进行位移，从而能够进行活体试样S的水平方向上的定位，并且，通过使试样台8沿着铅垂方向上的一个轴(Z轴)进行位移，从而能够进行活体试样S的铅垂方向上的定位。因而，能够在能在水平方向以及铅垂方向上高精度地对活体试样S进行定位的试样台8中使用加热器83来对托盘82上的活体试样S进行加热，并且，能够从试样台8仅取下托盘82而容易地对载置面821进行清洗。

(4)此外，在本实施方式中，温度传感器84相对于加热器83而言的位置被恰当地设定。由此，能利用温度传感器84来检测相对于加热器83的温度的最大值而言处于预定温度范围内的温度。基于由这样的温度传感器84检测到的温度来控制加热器83的驱动，从而能够防止活体试样S的温度过高。

4.变形例

在以上的实施方式中，对分析装置1是使用PESI法进行活体试样S的分析的质谱装置的情况进行了说明。但是，分析装置也可以是使用除PESI法以外的方法进行活体试样S的分析的质谱装置。另外，质谱部2的结构并不限于上述实施方式那样的结构。此外，本发明不限于应用于质谱装置，也可以应用于对从活体试样S提取的分析对象物进行分析的其他各种分析装置。

附图标记说明

1、分析装置；2、质谱部；3、控制部；4、显示部；5、操作部；6、电压施加部；7、台驱动部；8、试样台；9、探针；10、喷嘴；81、三轴位移机构；82、托盘；83、加热器；84、温度传感器；85、加热器保持块；821、载置面；843、检测面。

Claims

1.一种分析装置，其特征在于，

该分析装置具备：

试样台，其供活体试样载置；以及

分析部，其用于对从载置于所述试样台的活体试样提取的分析对象物进行分析，

所述试样台具有托盘、加热器以及温度传感器，在所述托盘形成有载置活体试样的载置面，所述加热器对所述托盘的与所述载置面所在侧相反的那一侧的面进行加热，所述温度传感器设置在所述加热器的与所述托盘所在侧相反的那一侧，

所述托盘在与所述温度传感器相对的位置处能够相对于所述加热器进行装拆，

所述分析部是使用探针电喷雾电离法对从载置于所述试样台的活体试样提取的分析对象物进行质谱的质谱部。

2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，

将从所述加热器到所述托盘的载置面为止的热阻和从所述加热器到所述温度传感器的检测面为止的热阻设定为使所述托盘的载置面的温度与由所述温度传感器检测到的温度的温度差处于容许范围内。

3.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，

所述试样台具有能够沿着水平方向上的两个轴以及铅垂方向上的一个轴进行位移的三轴位移机构。

4.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，

所述温度传感器设置在相对于所述加热器中的温度成为最大的位置而言处于预定温度范围内的区域。