CN114724921A - 用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 - Google Patents
用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114724921A CN114724921A CN202210366595.7A CN202210366595A CN114724921A CN 114724921 A CN114724921 A CN 114724921A CN 202210366595 A CN202210366595 A CN 202210366595A CN 114724921 A CN114724921 A CN 114724921A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mass spectrometry
- spraying
- spray capillary
- sample preparation
- reagent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
- H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
- H01J49/165—Electrospray ionisation
- H01J49/167—Capillaries and nozzles specially adapted therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
Abstract
本发明公开了用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法,其中,该用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置包括:喷雾毛细管;其出口端与所述喷雾毛细管的进口端连通的注射机构;与喷雾毛细管为电连接的高压电源;用于带动喷雾毛细管运动的机械臂。本方案通过电喷雾原理生成微米级微小雾滴可实现衍生化试剂与基质喷涂,其相较原有技术在液滴精细程度上有数量级的提升,保证了衍生化反应不破坏原位信息,而且保证了基质结晶的晶粒尺度小且分布均匀,确保质谱成像质量。此外,本方案还使用机械臂操作喷涂过程,使得喷涂过程更灵活、效率更高,且可自动吸取、更换试剂,实现全自动多试剂喷涂的样本制备,如衍生化试剂与基质叠加喷涂等。
Description
技术领域
本发明涉及质谱成像技术领域,特别涉及用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法。
背景技术
质谱成像技术在医学中的应用:组织病理检查是医疗诊断的重要工具,特别是癌症等重要疾病要通过组织病理检查判断类型,但传统的组织病理检查是通过切片染色后进行光学观察,信息较为单一,而质谱成像技术则进一步提供了代谢物变化等化学信息,可以进一步帮助区分组织。如2001年Stoeckli等首次证实质谱成像技术在肿瘤研究中的巨大潜能,该文论述了如何应用质谱成像技术揭示胶质母细胞瘤组织切片的化学空间结构,随后质谱成像技术被证实可直接进行组织分析定位神经胶质瘤,并进行神经胶质瘤的恶性程度分级。
MALDI质谱成像技术:MALDI质谱成像技术是目前质谱成像领域较先进的一种技术。MALDI质谱分子成像是在专门的质谱成像软件控制下,使用一台通过测定质荷比来分析化学、生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。被用来研究的组织经过冰冻切片来获得极薄的组织片,首先,根据分析物质不同判断是否需要进行衍生化,如果需要,将衍生化试剂通过微小液滴形式施加于组织切片表面,并控制温度使衍生化反应发生,如果不需要则省略改步,接着用基质均匀涂覆组织切片并将切片置入质谱仪的靶上。通过计算机屏幕观察样品,利用MALDI系统的质谱成像软件,选择拟成像部分,首先定义图像的尺寸,根据尺寸大小将图像均分为若干点组成的二维点阵,来确定激光点轰击的间距。激光束通过这个光栅图案照射到靶盘上的组织切片,软件控制开始采集质谱数据,在质谱仪中,激光束对组织切片进行连续的扫描,组织样品在激光束的激发下释放出的分子被质谱仪所鉴定从而获得样品上每个点的质荷比(m/z)信息,然后将各个点的分子量信息转化为照片上的像素点。在每个点上,所有质谱数据经平均化处理获得一幅代表该区域内化合物分布情况的完整质谱图。仪器逐步采集组织切片的质谱数据,最后得到具有空间信息的整套组织切片的质谱数据。这样就可以完成对组织样品的“分子成像”。设定m/z的范围,即可确定该组织区域所含生物分子的种类,并选定峰高或者峰面积来代表生物分子的相对丰度。图像中的彩色斑点代表化合物的定位,每个斑点颜色的深浅与激光在每一个点或像素上检测到的信号大小相关。
传统的MALDI成像样本制备技术:做MALDI成像必须使用冷冻切片,且不能用OCT等包埋试剂包埋,因为OCT中的多聚物会严重干扰质谱,组织切片转移到导电载玻片上后,真空干燥,根据实际需要进行衍生化(喷涂衍生化试剂并控制反应温度),然后喷涂基质,送入仪器进行分析。
传统样本制备技术存在的问题:对组织切片进行衍生化前处理,需要保持其原位信息,因此需要通过微小液滴的方式向组织表面施加衍生化试剂,现在市面上没有专门用于组织切片原位衍生化的商用仪器,制备操作都是基于基质喷涂商用仪器,其喷涂液滴较大,破坏原位信息,同时仪器无法满足温度等衍生化反应条件,影响或破坏衍生化效果。基质在组织切片表面干燥结晶过程中,会形成较大的晶体颗粒,破坏基质包被均匀性,影响质谱成像结果,降低信号质量与空间分辨率。商用仪器使用超声雾化基质沉降在组织表面,结晶质量提升,但仍不满足50微米的分析精度,且只适用于全片喷涂单一基质,耗时长,同时仪器不稳定,常发生堵塞等意外。
也就是说,在传统样本制备技术中,衍生化试剂与基质喷涂的方式存在衍生化试剂液滴大破坏原位信息、无法控制衍生化反应温度、基质在组织表面分布不均匀、大颗粒的结晶的问题,严重影响质谱成像质量,且制备过程耗时过长的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,通过电喷雾原理生成微米级微小雾滴可实现衍生化试剂与基质喷涂,其相较原有技术在液滴精细程度上有数量级的提升,保证了衍生化反应不破坏原位信息,而且保证了基质结晶的晶粒尺度小且分布均匀,同时配备有加热片控制温度,满足衍生化反应条件与基质干燥要求,确保质谱成像质量。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,包括:
喷雾毛细管;
其出口端与所述喷雾毛细管的进口端连接的注射机构;
与所述喷雾毛细管为电连接的高压电源。
优选地,还包括第一连接件;
所述第一连接件为导体,且其一端与所述注射机构的出口端连通,另一端与所述喷雾毛细管的进口端连通,并与所述高压电源为电连接。
优选地,所述第一连接件包括二通。
优选地,所述喷雾毛细管的出口端为收口结构。
优选地,所述注射机构包括注射泵;
所述注射泵的注射器毛细管的出口端与所述喷雾毛细管的进口端连通。
优选地,还包括:
用于加热所述载玻片的加热片。
优选地,还包括机械臂;
所述喷雾毛细管设置于所述机械臂的末端。
优选地,还包括连接件;
所述连接件为绝缘体,且其一端设有用于同所述机械臂的末端配合的对接结构,另一端设有用于同所述喷雾毛细管配合的安装结构。
一种用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂方法,采用如上所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置进行自动喷涂,该方法包括如下步骤:
S1、根据样本制备流程,通过机械臂带动喷雾毛细管下伸入衍生化试剂或基质试剂瓶中,驱动注射机构以使得喷雾毛细管吸取衍生化试剂或基质试剂;
S2、通过机械臂带动喷雾毛细管移至载玻片范围外的初始位置,开启高压电源,驱动注射机构使得喷雾毛细管缓慢推出衍生化试剂或基质试剂,等待直到喷雾毛细管喷雾稳定;同时,根据衍生化试剂反应温度要求或基质试剂干燥温度要求,调整加热片温度;
S3、通过机械臂带动喷雾毛细管移至载玻片上方设定高度,并按设定程序水平移动,完成衍生化试剂或基质喷涂。
优选地,在所述步骤S3之后,还包括:
S4、通过机械臂带动喷雾毛细管移出载玻片区域,关闭高压电源及停止注射机构;
S5、通过机械臂带动喷雾毛细管到废液区域排出剩余基质,并到纯水区域通过注射机构反复抽吸、排空清洗喷雾毛细管;
S6、洗净喷雾毛细管后,可根据样本制备要求,返回S1,吸取新的试剂进行下一轮喷涂,即重复S1到S6,当所有样本制备喷涂任务完成后,结束流程。
从上述的技术方案可以看出,本发明提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,通过电喷雾原理生成微米级微小雾滴可实现衍生化试剂与基质喷涂,其相较原有技术在液滴精细程度上有数量级的提升,保证了衍生化反应不破坏原位信息,而且保证了基质结晶的晶粒尺度小且分布均匀,同时通过控温可以保证衍生化反应与基质干燥顺利进行,确保质谱成像质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置的结构简图;
图2为本发明另一实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置的结构简图;
图3为本发明实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置的结构组成图;
图4为本发明实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂方法的流程图。
其中,1为高压电源,2为第一连接件,3为喷雾毛细管,4为注射泵,5为机械臂,6为载玻片,7为加热片,8为电喷雾,9为组织切片,10为第二连接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,如图1所示,包括:
喷雾毛细管3;
其出口端与喷雾毛细管3的进口端连接的注射机构;
与喷雾毛细管3为电连接的高压电源1。
需要说明的是,注射机构不仅可实现喷雾毛细管3的喷料,还可实现喷雾毛细管3的吸料,即注射机构还可驱使喷雾毛细管3吸取衍生化试剂或基质试剂,详情见下文描述。此外,高压电源1用于为喷雾毛细管3提供高压电场,其中,高压电源1与喷雾毛细管3靠近其出口端的部位为电连接。另外,本方案基于电喷雾原理,首先通过注射机构驱动衍生化试剂或基质试剂填充喷雾毛细管3,然后在高压电源1和注射机构的驱动下,将喷雾毛细管3内的衍生化试剂或基质试剂喷射出去形成电喷雾8(如图2所示)。也就是说,本方案可使得衍生化试剂和基质试剂通过电喷雾的方式被分散为微米级小液滴,即本方案可实现衍生化试剂和基质的电喷雾,保证衍生化反应不破坏原位信息,并保证了基质结晶的晶粒尺度小且分布均匀。
从上述的技术方案可以看出,本发明实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,通过电喷雾原理生成微米级微小雾滴可实现衍生化试剂和基质喷涂,其相较原有技术在液滴精细程度上有数量级的提升,保证衍生化反应不破坏原位信息,而且有助于保证基质结晶的晶粒尺度小且分布均匀,确保质谱成像质量。
在本方案中,如图1所示,本发明实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置还包括第一连接件2;
第一连接件2为导体,且其一端与注射机构的出口端连通(即连接和导通),另一端与喷雾毛细管3的进口端连通,并与高压电源1为电连接。本方案如此设计,不仅提升了注射机构出口端与喷雾毛细管3进口端的连接效果,而且还便于实现高压电源1与喷雾毛细管3的电导通。
具体地,第一连接件2包括二通。本方案的第一连接件2如此设计,具有结构简单、连接便捷等特点。此外,该二通的两端均通过PEEK接头与套管和对应的部件实现连接。
进一步地,为了提升喷雾毛细管3的电喷雾效果;相应地,如图2所示,喷雾毛细管3的出口端为收口结构。
再进一步地,如图1所示,注射机构包括注射泵4;
注射泵4的注射器毛细管的出口端与喷雾毛细管3的进口端连通。即为注射泵4的输出毛细管的出口端与喷雾毛细管3的进口端连通。其中,本方案选用注射泵4作为注射机构,具有注射均匀平稳、流量控制精准等特点。
为了进一步优化上述技术方案,如图1所示,本发明实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置还包括:
用于加热载玻片6的加热片7;其中,加热片7设置于载玻片6的下方。本方案通过增设加热片7,便于提高组织切片9的温度,满足衍生化反应条件,确保衍生化反应顺利进行,并加速基质的挥干,避免质谱成像样本制备过程耗时过长。
在本方案中,如图1所示,本发明实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置还包括机械臂5;
喷雾毛细管3设置于机械臂5的末端。本方案如此设计,以便于通过机械臂5带动喷雾毛细管3喷涂于指定区域,完成组织切片的衍生化试剂和基质包被制备,从而有助于实现衍生化试剂和基质的快速、灵活的喷涂。当然,本方案通过机械臂5带动喷雾毛细管3作业,还可灵活控制喷涂区域与喷涂层数,从而实现对衍生化试剂和基质喷涂的参数化控制与编程。
具体地,如图1所示,本发明实施例提供的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置还包括第二连接件10;
第二连接件10为绝缘体,且其一端设有用于同机械臂5的末端配合的对接结构,另一端设有用于同喷雾毛细管3配合的安装结构。也就是说,喷雾毛细管3通过第二连接件10固定于机械臂5的末端。其中,以机械臂5的末端为二指夹爪为例,该第二连接件10的对接结构可设计为:与二指夹爪尺寸匹配的卡槽,便于二指夹爪的抓持;该第二连接件10的安装结构可设计为垂直孔,便于喷雾毛细管3的插入固定。当然,该第二连接件10的对接结构和安装结构不局限于此,还可为其它形式的结构,此处不再赘述。此外,该第二连接件10可为连接块。
本发明实施例还提供了一种用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂方法,采用如上所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置进行自动喷涂,如图4所示,该方法包括如下步骤:
S1、根据样本制备流程,通过机械臂带动喷雾毛细管下伸入衍生化试剂或基质试剂瓶中,驱动注射机构以使得喷雾毛细管吸取衍生化试剂或基质试剂,即使得衍生化试剂或基质试剂填充于喷雾毛细管内;当然,在吸取衍生化试剂或基质试剂后关闭注射机构;
S2、通过机械臂带动喷雾毛细管移至载玻片范围外的初始位置,开启高压电源,驱动注射机构使得喷雾毛细管缓慢推出衍生化试剂或基质试剂,等待直到喷雾毛细管喷雾稳定;同时,根据衍生化试剂反应温度要求或基质试剂干燥温度要求,调整加热片温度;
S3、通过机械臂带动喷雾毛细管移至载玻片上方设定高度,并按设定程序水平移动,完成衍生化试剂或基质喷涂。由于本方案采用了上述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置进行喷涂,因此其也就具有相应的有益效果,具体可以参照前面说明,在此不再赘述。
在本方案中,在所述步骤S3之后,还包括:
S4、通过机械臂带动喷雾毛细管移出载玻片区域,关闭高压电源和停止注射机构;
S5、通过机械臂带动喷雾毛细管到废液区域排出剩余基质,并到纯水区域通过注射机构反复抽吸、排空清洗喷雾毛细管;本方案如此设计,以便于喷雾毛细管的清洗。
S6、洗净喷雾毛细管后,可根据样本制备要求,返回S1,吸取新的试剂进行下一轮喷涂,即重复S1到S6,当所有样本制备喷涂任务完成后,结束流程。当然,可根据样本制备要求,需要先后完成衍生化试剂和基质的喷涂,实现衍生化试剂与基质的叠加喷涂。也就是说,在前一轮喷涂中吸取衍生化试剂进行喷涂,在后一轮喷涂中接着吸取基质试剂进行喷涂。
下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍:
质谱成像是生化分析与研究中重要的检测与可视化技术,基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱成像技术是其中一种先进技术代表。样本制备是MALDI质谱成像分析中对分析质量有决定性影响同时耗时较多的必要环节,理想的样本制备主要是:根据需要选择是否进行衍生化,如需要,将衍生化试剂通过微小液滴喷涂于组织切片表面,并控制反应温度,反应结束等待组织切片干燥,如不需要则省略这一步。当前缺乏现成的商业设备完成组织切片的原位衍生化反应,替代方案是使用商业基质喷涂设备代替,但存在液滴大破坏原位信息,以及无法控制反应温度,影响反应顺利进行的问题。其后,需要将基质均匀地附着在组织切片表面,但当前基质喷涂的方式,都存在基质在组织表面分布不均匀、大颗粒的结晶,严重影响质谱成像质量,且制备过程耗时过长的问题。
本发明是为了实现自动化、高质量的衍生化试剂和基质喷涂,从而为MALDI质谱成像提供喷涂均匀、快速、灵活、全自动的样本制备技术、方法与装置。衍生化试剂和基质通过电喷雾的方式被分散为微米级小液滴,保证衍生化反应不破坏原位信息,并保证了基质结晶的晶粒尺度小且均匀。加热片控制温度,保证衍生化反应顺利进行及基质的挥干。通过机械臂带动电喷雾喷头,可以灵活控制喷涂区域与喷涂层数,从而实现对衍生化试剂和基质喷涂的参数化控制与编程。通过机械臂、高压电源、加热片与注射泵的集成与联控,可以实现多衍生化试剂与多基质的切换以及自动喷涂,进一步扩展了该技术的用途。
此外,质谱分析:用电场和磁场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测的方法,可以通过质荷比辨识物质。
质谱成像技术:质谱成像是以质谱技术为基础的成像方法,该方法通过质谱直接扫描生物样品成像,可以在同一张组织切片或组织芯片上同时分析数百种分子的空间分布特征。简单而言,质谱成像技术就是借助于质谱的方法,再配套上专门的质谱成像软件控制下,使用一台通过测定质荷比来分析化学、生物分子的标准分子量的质谱仪来成像的方法。
组织切片:将生物样本组织冰冻后切为薄片并黏附于载玻片上,用于观察组织形态、细胞形态、成像分析等。
MALDI:基质辅助激光解吸离子化技术(Matrix-assisted laser desorption/ionization)是一种新的质谱离子化技术。
衍生化:衍生化是一种利用化学变换把化合物转化成类似化学结构的物质,在仪器分析中被广泛应用。主要作用是把难于分析的物质转化为与其化学结构相似但易于分析的物质,便于量化和分离。衍生化所用试剂是液态试剂,使用时会预先调配好。
基质:在MALDI技术中,基质是和待测物质共结晶、吸收入射激光能量并转移给待测分子,同时防止其直接照射致使待测样品被破坏的物质,对解吸离子化过程有重要影响。基质是液态试剂,使用时会预先调配好。
MALDI成像技术:通过激光阵列化地扫描制备好的样本切片,得到带有空间信息的质谱分析结果,从而可视化为成像结果。
电喷雾:在毛细管的出口处加一高压电场,在电场力和库仑力的作用下,液态试剂会在毛细管的出口处会发生泰勒锥喷雾,雾化成细小的带有电荷的雾滴,雾滴直径在微米级。
本发明是为了MALDI质谱成像技术进行组织切片衍生化与基质包被前处理的技术、系统与装置,其功能是通过注射泵驱动衍生化试剂或基质填充喷雾毛细管,其后在高压电的驱动下,将喷雾毛细管内的衍生化试剂或基质通过电喷雾原理喷出,通过机械臂带动喷雾毛细管,喷涂于指定区域,并通过加热片控制温度,完成组织切片的衍生化与基质包被制备。加热片可以提高组织切片温度,满足衍生化反应条件,并加速基质挥干,控制结晶质量。本发明整体结构如图1所示。
通过机械臂、注射泵、加热片以及高压电源的联合控制,可以实现指定区域喷涂指定量衍生化试剂与基质的参数化控制,并可以自由切换不同衍生化试剂与基质,自动实现复杂的前处理过程。该系统可进一步扩展到其他试剂的喷涂,如酶解试剂等,实现全面的样本前处理功能。
本方案所述喷雾毛细管是内径细小的管道结构,如图2所示,内径通常为0.3到1毫米,长度10厘米,其前端开口收细为0.01毫米,是喷雾的喷出口,其后端与注射泵的连接件相连。注射泵的连接件为金属导体,与高压电源相连,使喷雾毛细管内的液体与高压电源导通。喷雾毛细管被固定于机械臂末端,与机械臂的连接件相连,机械臂的连接件为绝缘体,防止短路。此外,注射泵、机械臂和高压电源等大体积设备均置于台面上,喷雾毛细管及其连接件安装于机械臂末端,喷雾毛细管与高压电源间通过柔性导线相连,与注射泵间通过柔性毛细管相连。
工作原理:当在毛细管的出口处加一高压电场,在库仑力的作用下,试剂在毛细管的出口处会发生喷雾,雾化成细小的带有电荷的雾滴,就是所谓的电喷雾,如图2所示。喷雾的形成原理使静电库仑力克服液滴表面张力,导致液滴破裂成为细小雾滴,这个现象叫做泰勒锥。通过调节电场强度、毛细管开口内径以及试剂黏度等参数可以调节雾滴粒径与泰勒锥宽度。当机械臂带动喷雾毛细管水平运动时,就会在下方形成泰勒锥覆盖的喷雾区域,通过调节机械臂运动方向、运动次数、往返此时以及喷雾毛细管开口距离组织切片的距离,可以调节喷雾区域大小、厚度以及任务完成速度等。
如图3和图4所示,工作流程:加热片开启、预热。组织切片承载于载玻片上,经干燥后,置于指定位置,由下方加热片控制温度。衍生化试剂与基质为预先调配好的液态试剂,存储于试剂瓶中,置于指定位置。喷雾毛细管在机械臂的带动下伸入试剂瓶中,经注射泵驱动,吸取衍生化试剂或基质试剂到毛细管中。其后,喷雾毛细管移动到载玻片范围外的初始位置,开启高压电源,等待几秒,直到喷雾稳定。其后,喷雾毛细管移动到载玻片上方设定高度,并按设定程序水平移动,完成衍生化试剂或基质喷涂。喷涂完成后,喷雾毛细管移出载玻片区域,关闭高压电源。机械臂带动喷雾毛细管到废液区域排出剩余试剂,并到纯水区域通过注射泵反复抽吸、排空清洗喷雾毛细管。如有多于一种试剂的喷涂需求,则重复上述过程。流程如图4所示。
加工:喷雾毛细管的喷雾口通过毛细拉针仪拉制实现,高压电源连接件(即为第二连接件)为商品,加热片为商品,机械臂连接件由3D打印方式加工。
本发明的优点:
本发明通过电喷雾原理生成微米级微小雾滴实现衍生化试剂与基质喷涂,相较原有技术在液滴精细程度上有数量级的提升;通过机械臂带动喷雾实现喷涂,较原有技术更灵活、更有效率且更智能;通过机械臂、电喷雾、驱动泵的联合控制,可对衍生化试剂与基质喷涂任务实施参数化定制,并轻易扩展到多试剂或多基质的混合喷涂,全自动实现复杂的样品前处理任务;通过加热片,实现温度控制,满足衍生化反应条件及加速基质挥干。
本发明的关键点和欲保护点:
1、通过电喷雾方式实现衍生化、基质喷涂以及酶解等综合前处理任务;
2、通过机械臂带动电喷雾实现喷涂任务的参数化设定;
3、通过机械臂、高压电源、注射泵、喷雾毛细管与加热片的集成联控,实现全自动的MALDI成像组织切片样本制备装置。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,其特征在于,包括:
喷雾毛细管(3);
其出口端与所述喷雾毛细管(3)的进口端连通的注射机构;
与所述喷雾毛细管(3)为电连接的高压电源(1)。
2.根据权利要求1所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,其特征在于,还包括第一连接件(2);
所述第一连接件(2)为导体,且其一端与所述注射机构的出口端连通,另一端与所述喷雾毛细管(3)的进口端连通,并与所述高压电源(1)为电连接。
3.根据权利要求2所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,其特征在于,所述第一连接件(2)包括二通。
4.根据权利要求1所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,其特征在于,所述喷雾毛细管(3)的出口端为收口结构。
5.根据权利要求1所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,其特征在于,所述注射机构包括注射泵(4);
所述注射泵(4)的注射器毛细管的出口端与所述喷雾毛细管(3)的进口端连通。
6.根据权利要求1所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,其特征在于,还包括:
用于加热所述载玻片(6)的加热片(7)。
7.根据权利要求6所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,其特征在于,还包括机械臂(5);
所述喷雾毛细管(3)设置于所述机械臂(5)的末端。
8.根据权利要求7所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置,其特征在于,还包括第二连接件(10);
所述第二连接件(10)为绝缘体,且其一端设有用于同所述机械臂(5)的末端配合的对接结构,另一端设有用于同所述喷雾毛细管(3)配合的安装结构。
9.一种用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂方法,其特征在于,采用如权利要求7所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置进行自动喷涂,该方法包括如下步骤:
S1、根据样本制备流程,通过机械臂带动喷雾毛细管下伸入衍生化试剂或基质试剂瓶中,驱动注射机构以使得喷雾毛细管吸取衍生化试剂或基质试剂;
S2、通过机械臂带动喷雾毛细管移至载玻片范围外的初始位置,开启高压电源,驱动注射机构使得喷雾毛细管缓慢推出衍生化试剂或基质试剂,等待直到喷雾毛细管喷雾稳定;同时,根据衍生化试剂反应温度要求或基质试剂干燥温度要求,调整加热片温度;
S3、通过机械臂带动喷雾毛细管移至载玻片上方设定高度,并按设定程序水平移动,完成衍生化试剂或基质喷涂。
10.根据权利要求9所述的用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂方法,其特征在于,在所述步骤S3之后,还包括:
S4、通过机械臂带动喷雾毛细管移出载玻片区域,关闭高压电源及停止注射机构;
S5、通过机械臂带动喷雾毛细管到废液区域排出剩余基质,并到纯水区域通过注射机构反复抽吸、排空清洗喷雾毛细管;
S6、洗净喷雾毛细管后,可根据样本制备要求,返回S1,吸取新的试剂进行下一轮喷涂,即重复S1到S6,当所有样本制备喷涂任务完成后,结束流程。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210366595.7A CN114724921A (zh) | 2022-04-08 | 2022-04-08 | 用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 |
PCT/CN2022/142308 WO2023193483A1 (zh) | 2022-04-08 | 2022-12-27 | 用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210366595.7A CN114724921A (zh) | 2022-04-08 | 2022-04-08 | 用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114724921A true CN114724921A (zh) | 2022-07-08 |
Family
ID=82241400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210366595.7A Pending CN114724921A (zh) | 2022-04-08 | 2022-04-08 | 用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114724921A (zh) |
WO (1) | WO2023193483A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116046877A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-02 | 深圳先进技术研究院 | 疾病模型代谢分析方法、包埋模具及喷涂装置 |
WO2023193483A1 (zh) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN204842003U (zh) * | 2014-12-08 | 2015-12-09 | 中国医学科学院基础医学研究所 | 一种用于质谱成像的基质喷涂装置 |
CN106404885B (zh) * | 2015-07-28 | 2019-10-15 | 中国科学院化学研究所 | 用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾系统和方法 |
CN106683973A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-17 | 中国科学技术大学 | 一种用于质谱仪的电喷雾电离源装置及系统 |
CN111257406A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-06-09 | 中国科学院成都生物研究所 | 一种与质谱联用的除盐装置及在线除盐、质谱检测方法 |
CN114724921A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-08 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 |
-
2022
- 2022-04-08 CN CN202210366595.7A patent/CN114724921A/zh active Pending
- 2022-12-27 WO PCT/CN2022/142308 patent/WO2023193483A1/zh unknown
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023193483A1 (zh) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 |
CN116046877A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-02 | 深圳先进技术研究院 | 疾病模型代谢分析方法、包埋模具及喷涂装置 |
CN116046877B (zh) * | 2023-04-03 | 2024-03-15 | 深圳先进技术研究院 | 疾病模型代谢分析方法、包埋模具及喷涂装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023193483A1 (zh) | 2023-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114724921A (zh) | 用于质谱成像样本制备的自动电喷雾喷涂装置及方法 | |
DE60306355T2 (de) | Mikromatrixprobenausleser mittels elektrospraymassenspektrometrie | |
US11391651B2 (en) | Capture probe | |
US7405395B2 (en) | Acoustic ejection into small openings | |
CA2434305C (en) | Sample deposition method and system | |
JP5714513B2 (ja) | 試料を形成して被分析面から吸引する方法及びそのためのシステム | |
CA2791047C (en) | Analyte spray emission apparatus and process for mass spectrometric analysis | |
CA2440833C (en) | Piezoelectric charged droplet source | |
CN110763752B (zh) | 单细胞萃取电喷雾质谱分析系统和方法 | |
CA2474853C (en) | Methods, devices, and systems using acoustic ejection for depositing fluid droplets on a sample surface for analysis | |
US20070278400A1 (en) | Sample preparation for mass spectrometric imaging | |
WO2010004627A1 (ja) | 検体識別分注装置及び検体識別分注方法 | |
JP2020500297A (ja) | 質量分光分析のための直接サンプリング界面の感度を向上させるための方法およびシステム | |
JP2007309860A (ja) | Maldi用サンプル調製方法及び質量分析装置 | |
JP2011007814A (ja) | 情報取得方法 | |
US20120104247A1 (en) | Mass Spectrometer | |
US20120132799A1 (en) | Mass Spectrometer | |
US7095018B2 (en) | Deposition of samples and sample matrix for enhancing the sensitivity of matrix assisted laser desorption/ionization mass spectrometry | |
EP2969177A1 (en) | Deposition and imaging of particles on planar substrates | |
JP4976209B2 (ja) | 検体識別分注装置及び検体識別分注方法 | |
JP2003502659A (ja) | 化合物の高分解能分離分析装置及び方法 | |
JP4636822B2 (ja) | 情報取得方法 | |
JP2005513454A (ja) | Ffeアレイディスペンサー | |
Zhao et al. | Automated and miniaturized pico-liter metabolite extraction system for single-cell mass spectrometry | |
Meng et al. | Microlensed fiber allows subcellular imaging by laser-based mass spectrometry |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |