CN206192944U - 用于质谱成像中样品前处理的单像素固相萃取阵列板及其成像分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于质谱成像中样品前处理的单像素固相萃取阵列板及其成像分析系统，该固相萃取阵列板所述单像素固相萃取阵列板包括一基质膜，该基质膜上设有若干个按照设定间距排列的锥形通孔，在所述通孔内负载与植物组织中待质谱成像的目标分子相吸附的吸附材料，所述吸附材料上设有若干个微型通孔，用于解吸所述目标分子的溶剂喷雾通过所述锥形通孔中的吸附材料的微型通孔后形成二次喷雾进入质谱仪进样口中。本实用新型创造性的采用单像素固相萃取技术，通过对像素点内进行前处理，有效地避免了复杂基质对于目标分子离子的抑制现象，从而切实地解决了复杂基质干扰对于质谱图像准确性的影响，提高了低丰度成分成像的灵敏度。

Description

用于质谱成像中样品前处理的单像素固相萃取阵列板及其成 像分析系统

技术领域

本实用新型属于质谱分析技术领域，具体涉及一种用于质谱成像中样品前处理的单像素固相萃取阵列板及其成像分析系统。

背景技术

传统的分子成像技术，如利用放射性同位素或荧光标记的光谱学技术，不仅费时费力，而且标记物在成像过程中有解离的可能，而“免标记”成像光谱学方法存在发光信号弱、背景干扰强等缺点。质谱成像(mass spectrometry imaging，MSI)是一种新型的成像技术，应用这一技术，可以直接从生物组织切片表面获得多种蛋白质或小分子代谢物的空间分布信息。这种原位分析技术的原理是利用激光或离子束使组织切片表面的分子离子化，然后通过质谱测定这些离子化分子的质荷比(ratio of mass to charge，m/z)，再由软件重构出分析物在组织中分布的图谱。质谱成像技术具有以下优点：(1)作为一类"免标记"分子成像技术，质谱成像技术分析速度相对快，省时省力；(2)可实现样品中多个可离子化成分的同时成像分析；(3)可同时获得分子的空间分布信息和分子结构信息，能够实现对分子的识别。近年来，质谱成像技术取得了快速的发展，在生物学、医学、药学以及食品科学等领域受到了广泛的关注。

目前，质谱成像比较成熟的离子化技术包括二次离子质谱和基质辅助激光解吸质谱等。此类技术都需要在真空条件下进行，操作复杂且对于样品的类别、尺寸等具有一定的限制。除此之外，新型离子化技术，如表面解吸常压化学离子化、低温等离子体探针、空气动力辅助离子化和其他类似基于样品表面直接液相萃取的离子化方法等也被应用于质谱成像技术。但是萃取液体的类型、萃取时间以及探针和样品表面距离等对于萃取效率的影响较大。此外，直接通过液体对表面进行接触式萃取往往只能获得样品表面高丰度或易萃取成分，难以保证对低丰度成分的萃取效果。综上所述，随着研究体系的复杂化，现有的技术仍然不能满足实际分析的需求，开发适用于样品表面低丰度成分的质谱成像技术，将有利于解决复杂生物切片表面的低丰度成分的定位分析等问题。

实用新型内容

本实用新型以提高质谱成像分析灵敏度为出发点，建立了一种适用于植物组织切片的质谱成像系统，通过在待测样品切片表面引入固相萃取阵列，在单“像素”内进行前处理，调控目标分子所处的局部化学环境，减少表面基质或非目标分子对于离子化过程的影响，保留低丰度成分的空间分布信息，实现切片化学成分的选择性“显微”成像；提高质谱成像技术对于复杂基质表面低丰度成分的成像灵敏度。

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种基于单像素固相萃取技术的质谱成像系统，从而有效解决复杂样品的表面的低丰度成分的成像灵敏度低的难题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的目的是提供一种用于质谱成像中样品前处理的单像素固相萃取阵列板，所述单像素固相萃取阵列板包括一基质膜，该基质膜上设有若干个按照设定间距排列的锥形通孔，在所述通孔内负载与植物组织中待质谱成像的目标分子相吸附的吸附材料，所述吸附材料上设有若干个微型通孔，用于解吸所述目标分子的溶剂喷雾通过所述锥形通孔中的吸附材料的微型通孔后形成二次喷雾进入质谱仪进样口中。

为了提高质谱成像分析灵敏度，本实用新型首先设计了单像素固相萃取阵列板，通过在待测植物组织切片表面引入固相萃取阵列，所述“固相萃取阵列”是指单像素固相萃取阵列板的锥形通孔是按照一定方式进行排列，可称为“阵列”，而单像素固相萃取阵列板中的“单像素”可以理解为每个锥形通孔，待测植物组织切片内的化学成分在“单像素”内进行前处理，调控目标分子所处的局部化学环境，减少表面基质或非目标分子对于后续的离子化过程的影响，通过吸附材料保留低丰度的空间分布信息，实现切片化学成分的选择性“显微”成像，提高质谱成像技术对于复杂基质表面低丰度成分的成像灵敏度。优选的，所述基质膜的材质为硅酮胶-特氟龙膜，特氟龙也称为聚四氟乙烯，该基质膜购自美国CS HydeCompany，型号为15-2S-2-36。所述基质膜的厚度为0.1～0.15mm，优选0.12mm。该基质膜的形状和尺寸根据实际情况进行调整，可以为但不仅仅限定为长方形、圆形等。

优选的，所述吸附材料选择可以根据植物组织切片中待成像目标分子的性质决定，可以为十八烷基键合硅胶(C18)等。所述吸附材料的形状为颗粒，颗粒大小优选为2～8μm，进一步优选为5μm。每个锥形通孔内负载吸附材料的质量为0.8～1μg。所述吸附材料不会从锥形通孔内掉落，因为在其制备过程采用压紧手段以及表面具有硅酮胶的特氟龙膜使得吸附材料能够较牢固的在固定在锥形通孔内，加上吸附材料后又进行了打微型通孔，微型通孔的作用是使得添加吸附材料后的锥形通孔也是相通的，通孔两侧可以都是喷雾。对于微型通孔的直径和数量可以根据实际情况进行确定，本领域技术人员可以常规确定以使喷雾能够通过为目的，其数量应尽可能的多，有利于低丰度成分的定位分析。

优选的，所述设定的间距为80～120μm；进一步优选为100μm，是指其中一个锥形通孔的圆中心与其相邻一个锥形通孔的圆中心为80～120μm。

优选的，所述锥形通孔的一端开口的直径(L₁)为70～90μm(较佳的为80μm)，另一端开口的直径(L₂)为20～40μm(较佳的为30μm)。设计为锥形通孔的原因是：用来承载吸附材料。承载吸附材料后在吸附材料打微型通孔，当溶剂喷雾从锥形通孔的较大直径的一侧通过较小直径一侧时能够还能形成喷雾(二次喷雾)，从而进入质谱仪。所述较大直径(L₁)开口时相对于L₂而言为较大，所述较小直径(L₂)开口时相对于L₁而言为较小。

本实用新型还提供所述单像素固相萃取阵列板的制备方法，包括以下步骤：首先采用激光在片状基体表面按照设定间距打孔；然后，将基质膜拉平固定，在基质膜表面按照所述设定间距打锥形通孔，形成具有固定深度的锥形阵列；将所述片状基体与基质膜对接，在基质膜表面加载吸附材料，并将吸附材料压紧，然后将片状基体剥离，最后在锥形通孔内的吸附材料上打微型通孔，即得到锥形通孔内载有吸附材料的单像素固相萃取阵列板。

所述片状基体可以为金属片或其他硬质片，比如铜片、铁片等。

上述方法中的加载吸附材料是指：在基质膜表面铺上吸附材料。

所述锥形通孔可以采用具有锥形针头的打针器进行打孔，此为本领域技术人员可以常规做到。

本实用新型还提供一种基于单像素固相萃取技术的质谱成像的预处理方法，包括以下步骤：

(1)植物组织切片中的化学成分转移和印迹：将冷冻后的植物组织切片与所述单像素固相萃取阵列板对接和压紧，然后剥离植物组织切片，此时植物组织切片中化学成分转移至单像素固相萃取阵列板上的锥形通孔内，实现植物组织切片中的化学成分转移和印迹；

(2)锥形通孔内净化：采用有机溶剂对各个锥形通孔中进行洗脱，将部分或全部非目标分子洗脱出所述锥形通孔外，通过吸附材料保留目标分子。

步骤(1)中，在进行化学成分转移时，最后采用新鲜的植物组织切片，经冷冻成为冷冻切片，这样才能尽量保证最大量化学成分的转移。

植物组织切片厚度选为4～6mm，优选5mm方便处理以及化学信息转移；切片过薄，容易在转移过程中撕裂；切片过厚，则不利于清洗除去一些对离子信号有干扰的物质，且导电性差。

本实用新型中的一个具体实施方式为：将新鲜植物组织切片，冷冻后，迅速与所述单像素固相萃取阵列板表面对接，然后压紧约数秒(优选5s)，然后剥离植物组织切片，实现植物组织切片与单像素固相萃取阵列板之间的化学成分的转移；

步骤(2)中，洗脱时，由于植物组织切片组织中的化学成分复杂，所以会采用不同极性的有机溶剂分别洗脱，比如采用甲醇或甲醇和水组成不同体积比例的混合溶液或乙腈或乙腈和水组成不同体积比例的混合溶液进行洗脱，经过多次洗脱，尽可能使非目标分子排除在锥形通孔外。当植物组织切片中的化学成分较单一时，可能只采用一种有机溶剂进行洗脱。具有采用哪种情况，需要根据具体的植物组织种类和目标分子的种类。

吸附材料可以保留低丰度的目标分子，但是同样可以保留高丰度的目标分子。

所述锥形通孔内净化可通过二轴步进电动平台实现，净化用有机溶剂根据样品基质复杂程度调整。所述二轴步进电动平台为本领域技术人员所熟知技术，在普通的二轴电机市场即可购买获得，其结构并不需要特别限定，并且使用方法也是本领域技术人员所熟知的。二轴步进电动平台上面载有单像素固相萃取阵列板，实现单像素固相萃取阵列板的移动。

本实用新型还提供一种基于单像素固相萃取技术的质谱成像方法，包括以下步骤：

(1)分子离子质谱信号获得：解析目标分子的溶剂以喷雾的形式喷向上述净化处理后的一个锥形通孔后，所述喷雾通过锥形通孔经过解析目标分子后得到包含所述目标分子的二次喷雾，该二次喷雾进入质谱仪进样口中，完成一个锥形通孔的进样，以次类推完成下一个锥形通孔的进样，使质谱仪完成对每个锥形通孔的质谱分析；

(2)采用质谱仪进行的样品采集和数据分析，进而获得成分离子的质谱图像。

步骤(2)中，采用分析软件进行成像数据分析，具体是：通过计算每个锥形通孔内目标分子的采集时间，获得锥形通孔的坐标后，根据坐标匹配每个锥形通孔内的成分和信号强度，从而获得成分离子的质谱图像。

优选的，分子离子质谱信号获得采用色谱模式，以色谱时间对应每个锥形通孔的坐标，每个锥形通孔内采集10次信号，叠加处理。本实用新型中可以采用傅立叶变换离子回旋共振质谱仪进行信号采集。

本实用新型的目的是还提供一种基于单像素固相萃取技术的质谱成像系统，该系统包括用于实现植物组织切片的化学成分转移和印迹的切片印迹装置、用于净化和调控植物组织切片化学成分的单像素净化装置、用于获取质谱图像采集过程中各像素目标化学成分的喷雾装置、单像素固相萃取阵列板和质谱仪；

所述切片印迹装置由用于实现植物组织切片的化学成分转移和印迹的压紧件以及与压紧件相配合的固定支架；

所述单像素净化装置至少包括溶剂储罐和进样针；

成像实验过程中，单像素固相萃取阵列板置于喷雾装置和质谱仪的进样口之间。

优选的，所述压紧件的形状并没有特别限定，以满足能够压紧植物组织切片为目的，可以为柱状体，其长度1cm，直径分别为1，2，5和10cm。固定支架与压紧件配合使用，将需要被压紧的物体固定在固定支架上，固定支架的形状并没有特别限定，可以为圆柱基座或长方体基座。在压紧时，可以采用压力可调的压片机作用在压紧件上，也可以人工对压紧件进行施力。其中压力可调的压片机为本领域技术人员常规得到的设备。

优选的，单像素净化装置还包括蠕动泵，蠕动泵为可控制流速的液体输送装置，是本领域技术人员常规知晓的设备，可以采用实验室注射泵，型号为TYD01-01。其中所述蠕动泵输入端连接溶剂储罐，其输出端连接进样针。

进一步优选的，所述单像素净化装置还包括二轴步进电动平台，该平台上载有单像素固相萃取阵列板，二轴步进电动平台控制单像素固相萃取阵列板的逐点移动。

单像素净化装置实现切片印迹内，每个锥形通孔的洗脱和净化过程。

所述喷雾装置为常规的现有设备，它的作用是产生用于解吸目标分子溶剂的喷雾。根据本实用新型的一个具体实施方式，所述喷雾装置由蠕动泵、注射器和喷针组成，所述蠕动泵连接注射器，注射器连接所述喷针。在实际操作时，可以通过加热将熔融石英毛细管空柱拉断形成喷针。所述注射器的容积为10μL。所述蠕动泵为质谱仪上的外置部件，为实验室注射泵，型号为TYD01-01，适用的注射器：10μL～60mL。属于已有产品，本领域技术人员可以常规得到，不需要特别限定。

优选的，所述质谱仪可以根据实验条件调整，为本领域技术人员常规得到的设备。例如，本实用新型中可以采用傅立叶变换离子回旋共振质谱仪进行信号采集。

优选的，所述成像系统还包括摄像仪，其作用是在成像试验时用于记录单像素萃取过程(溶剂解析目标分子)和/或质谱信号采集过程。成像试验过程中，一台或多台摄像仪设置在单像素固相萃取阵列板的一侧或两侧。

本实用新型还提供所述质谱成像方法或质谱成像系统在草莓切片中的成分分析应用。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

(1)本实用新型创造性的采用单像素固相萃取技术，通过对像素点内进行前处理，有效地避免了复杂基质对于目标分子离子的抑制现象，从而切实地解决了复杂基质干扰对于质谱图像准确性的影响，提高了低丰度成分成像的灵敏度；同时，由于纳升喷雾被有效的控制在单个像素内，各个像素(锥形通孔)之间不存在交叉污染，保证了质谱图像的准确性。

(2)本实用新型所涉及的部件结构简明，造价成本比其他的相关技术方法低，制作方法简便，具有很强的实用性；此外，单个像素(锥形通孔)内的吸附材料可以根据待目标物成分进行调整，具有良好的延展性和推广应用价值。

附图说明

图1是单像素固相萃取阵列板中锥形通孔(加载吸附材料)结构示意图。

图2是单像素固相萃取阵列板结构示意图。

图3是切片印迹装置示意图。

图4是单像素净化装置示意图。

图5是喷雾装置示意图。

图6是单像素固相萃取板置于纳升喷雾装置和质谱仪进样口之间的示意图。

图7是字母M的罗丹明B的离子图像。

图8是草莓切片中蔗糖分子的质谱分布图。

图9是草莓切片中桑色素分子的质谱分布图。

图10a是质谱成像的流程示意图；图10b是固相萃取阵列扫描模式的示意图。

其中，1、锥形通孔，2、吸附材料，3、基质膜，4、压紧件，5、固定支架，6、第一溶剂储罐，7、第一蠕动泵，8、进样针，9、第二溶剂储罐，10、第二蠕动泵，11、注射器，12、毛细管喷针，13、质谱进样口。

具体实施方式

材料：硅酮胶-特氟龙膜购自美国CS Hyde Company，型号为15-2S-2-36，厚度为0.12mm。

实施例1

如图2所示，一种用于质谱成像中样品前处理的单像素固相萃取阵列板，所述单像素固相萃取阵列板包括一基质膜3，该基质膜3的材质为硅酮胶-特氟龙膜，其厚度为0.12mm。

该基质膜3上设有若干个按照100μm的间距排列的锥形通孔1，指其中一个锥形通孔的圆中心与其相邻一个锥形通孔的圆中心为100μm。如图1所示，所述锥形通孔1的一端开口的直径(L₁)为80μm，另一端开口的直径(L₂)为30μm。

在所述锥形通孔1内负载与植物组织中待质谱成像的目标分子相吸附的吸附材料2。所述吸附材料2的选择可以根据植物组织切片中待成像目标分子的性质决定，本实施例选择十八烷基键合硅胶(C18)。所述吸附材料的形状为纳米颗粒，颗粒大小为5μm。负载吸附材料的质量为20μg。

所述锥形通孔1的吸附材料2上设有微型通孔(在图中未画出)，微型通孔的作用是使得添加吸附材料后的锥形通孔也是相通的。

用于解吸所述目标分子的溶剂喷雾通过所述锥形通孔中的C18后形成二次喷雾进入质谱仪进样口中。

单像素固相萃取阵列板的制备：(1)首先采用激光在铜片表面打孔，孔间距设为100μm。(2)然后，将硅酮胶-特氟龙膜拉平固定，采用打针器在硅酮胶-特氟龙膜表面等间距打孔，形成固定深度的锥形通孔阵列。(3)将上述铜片与打孔后的硅酮胶-特氟龙膜对接，在复合材料表面加载吸附材料C18，并采用铜柱压紧，然后将铜片与铜柱剥离，最后在锥形通孔内的吸附材料上打微型通孔，完成上述操作后即形成载有20μg左右吸附材料的具有固相萃取功能的像素阵列板。

实施例2

一种基于单像素固相萃取技术的质谱成像的预处理方法，包括以下步骤：

(1)植物组织切片中的化学成分转移和印迹：将新鲜植物组织切片，厚度选为5mm，冷冻后，迅速与实施例1中的单像素固相萃取阵列板表面(锥形通孔一端开口较大的一面)对接和压紧约5秒钟，然后剥离组织切片，此时植物组织切片中化学成分转移至单像素固相萃取阵列板上的锥形通孔内，实现植物组织切片中的化学成分转移和印迹；

(2)锥形通孔内净化：采用有机溶剂(如甲醇和水的混合溶液)对各个锥形通孔中进行洗脱，将部分或全部非目标分子洗脱出所述锥形通孔外，通过吸附材料保留目标分子。

通过利用50μL的进样针和蠕动泵，采用5nL/min的速度实现不同极性成分的分离，通过吸附材料(C18)保留低丰度目标成分；净化用的有机溶剂根据样品基质复杂程度调整。

实施例3

一种基于单像素固相萃取技术的质谱成像系统，所述装置包括纳升喷雾装置、切片印迹装置、实施例1中的单像素固相萃取阵列板、单像素净化装置、摄像仪和质谱仪；所述切片印迹装置用于于实现植物切片的化学成分转移和印迹；所述单像素固相萃取阵列板和单像素净化装置用于对植物组织切片印迹进行原位的固相萃取，用于调控单像素内的化学成分；所述喷雾装置用于获取质谱图像采集过程中各像素目标化学成分；摄像仪置于固相萃取板两侧，用于记录单像素萃取过程和质谱信号采集过程；所述质谱仪用于质谱图像采集过程中获得各像素化学成分的质谱信号；如图6所示，成像实验过程中，单像素固相萃取板置于纳升喷雾装置和质谱仪进样口之间，图中并没有画出单像素固相萃取板，而是以锥形通孔表示。

如图5所示，所述纳升喷雾装置包括：喷雾装置由用于盛放解析目标分子溶剂的第二溶剂储罐9、第二蠕动泵10、注射器11和毛细管喷针12，所述第二溶剂储罐9连接第二蠕动泵7的输入端，所述第二蠕动泵10的输出端连接注射器11，注射器11连接所述毛细管喷针12。在实际操作时，可以通过加热将熔融石英毛细管空柱拉断形成喷针。所述注射器11的容积为10μL。

如图3所示，切片印迹装置包括：由用于实现植物组织切片的化学成分转移和印迹的压紧件4以及与压紧件相配合的固定支架5；所述压紧件4的形状并没有特别限定，以满足能够压紧植物组织切片为目的，可以为柱状体，其长度1cm，直径分别为1，2，5和10cm。固定支架5与压紧件4配合使用，将需要被压紧的物体固定在固定支架上，固定支架5的形状并没有特别限定，可以为圆柱基座或长方体基座。在压紧时，可以采用压力可调的压片机作用在压紧件上，也可以人工对压紧件进行施力。

如图4所示，单像素净化装置包括用于盛放净化溶剂的第一溶剂储罐6、进样针8、第一蠕动泵7和二轴步进电动平台。所述第一溶剂储罐6与第一蠕动泵7的输入端相连，所述第一蠕动泵7的输出端与进样针8相连。二轴步进电动平台控制单像素固相萃取阵列板，实现单像素固相萃取阵列板的移动，从而实现逐点净化。二轴步进电动平台属于本领域技术人员所熟知的技术，本领域技术人员可以常规操作和使用，在此不再赘述。

实施例4

一种基于单像素固相萃取技术的质谱成像方法，该方法的实现可以采用实施例3中的装置，包括以下步骤：

(1)分子离子质谱信号获得：解析目标分子的溶剂以喷雾的形式喷向实施例2中净化处理后的一个锥形通孔后，解析该锥形通孔内的保留的目标分子，所述喷雾通过锥形通孔经过解析目标分子后得到包含所述目标分子的二次喷雾，该二次喷雾进入质谱仪进样口中，施加电压，完成一个锥形通孔的进样，依次类推，使质谱仪完成对每个锥形通孔的质谱分析；

(2)成像数据分析：通过计算每个锥形通孔内目标分子的采集时间，获得锥形通孔的坐标后，根据坐标匹配每个锥形通孔内的成分和信号强度，从而获得成分离子的质谱图像。

实施例5

利用实施例3中的装置，提供一种基于单像素固相萃取技术的质谱成像方法，该方法的实现可以采用实施例3中的装置，包括以下具体步骤，基本流程示意图如图10a所示：

(1)植物组织切片-单像素固相萃取阵列板间化学成分转移：此步骤采用切片印迹装置实现，将新鲜植物组织切片，冷冻后，迅速与上述阵列板表面对接和压紧(约5秒钟)，然后剥离组织切片，实现植物切片与阵列板之间的化学成分的转移；其中压紧是采用压紧件和固定支架相配合，将对接后的植物组织切片和阵列板置于固定支架上，采用压片机作用在压紧件上，压紧件下压使植物组织切片和阵列板压紧；

(3)单像素内净化：此步骤采用单像素净化装置实现，采用不同极性的溶剂分别对每个像素单元进行洗脱，如水与甲醇混合液，通过利用50μL的进样针和蠕动泵，采用5nL/min的速度实现不同极性成分的分离，通过吸附纳米颗粒保留低丰度目标成分；

(4)分子离子质谱信号获得：将上述完成单像素内处理的含切片内成分印迹的模板置于纳升喷雾系统和质谱进样口之间，进样口与模板间距设为0.5mm，纳升喷阵与模板间距为0.3mm。通过在进样口施加4.5kv电压，纳升喷雾产生，解吸模板内的保留的切片化学成分，通过二轴步进电机逐点移动，获得每个像素内的质谱信号，其中固相萃取阵列扫描模式的示意图如图10b所示；

(5)成像数据分析：将单个像素内的化学成分提取，通过计算采集时间，获得像素的坐标后，根据坐标匹配每个像素内的成分和信号强度，获得成分离子的质谱图像。其中，分子离子质谱信号获得采用色谱模式，以色谱时间对应单个像素的坐标，每个像素内采集10次信号，叠加处理。

实验例1 罗丹明B的质谱成像

(1)采用实施例1中的单像素固相萃取阵列板，用罗丹明B染料在硅酮胶-特氟龙膜(即单像素固相萃取阵列板)表面写上红色字母“M”；

(2)采用甲醇-水(体积比1：1)作为溶剂分别向锥形通孔进行喷雾，将单像素固相萃取阵列板置于质谱仪进样口和实施例3中的纳升喷雾装置之间，喷针与单像素固相萃取阵列板之间的距离为0.5mm，单像素固相萃取阵列板与质谱仪进样口之间的距离设置为0.3mm，进样分析；

(3)采用颜料中罗丹明B作为目标分子，提取(罗丹明B的质荷比为443.23)作为字母“M”的离子质谱图像，结果如图7所示，图7显示本实用新型的方法在进行目标分子的质谱成像时具有可行性。

实验例2 应用于草莓切片中的蔗糖分子和桑色素分子的质谱图像识别。

(1)将新鲜草莓切片，迅速冷冻于超低温(-80℃)冰箱后，置于已经制作完成的实施例1中的单像素固相萃取阵列板上，按压5秒钟后，移去切片，待净化处理；

(2)利用乙腈溶液逐次净化单像素点后，将模板置于进样口和喷雾解吸，解析液为水，施加4.5kv电压，分析，获得多次质谱信号后，叠加处理，匹配像素坐标和获取质谱信号时间，获得如图8所示的蔗糖分子离子质谱图，其中固相萃取阵列扫描模式的示意图如图10b所示。

(3)获得蔗糖分子离子质谱图后，该草莓切片可以继续使用，获得桑色素离子质谱图。具体方法是，利用水和乙腈溶液(其体积比例为3:1)逐次净化单像素点后，将模板置于进样口和喷雾解吸，解析液为乙醇，施加4.5kv电压，分析，获得多次质谱信号后，叠加处理，匹配像素坐标和获取质谱信号时间，获得如图9所示的桑色素分子离子质谱图，其中固相萃取阵列扫描模式的示意图如图10b所示。

所述喷雾解吸过程通过手动三维移动台控制喷针、净化和逐点进样过程采用二轴步进电动平台实现，二轴步进电动平台通过步进电机控制，为本领域技术人员常规知晓的技术手段。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于质谱成像中样品前处理的单像素固相萃取阵列板，其特征是：所述单像素固相萃取阵列板包括一基质膜，该基质膜上设有若干个按照设定间距排列的锥形通孔，在所述通孔内负载与植物组织中待质谱成像的目标分子相吸附的吸附材料，所述吸附材料上设有若干个微型通孔，用于解吸所述目标分子的溶剂喷雾通过所述锥形通孔中的吸附材料的微型通孔后形成二次喷雾进入质谱仪进样口中。

2.如权利要求1所述的单像素固相萃取阵列板，其特征是：所述基质膜的厚度为0.1～0.15mm。

3.如权利要求1所述的单像素固相萃取阵列板，其特征是：所述设定的间距为80～120μm。

4.如权利要求1所述的单像素固相萃取阵列板，其特征是：所述锥形通孔的一端开口的直径为70～90μm，另一端开口的直径为20～40μm。

5.一种基于单像素固相萃取技术的质谱成像系统，其特征是：该系统包括用于实现植物组织切片的化学成分转移和印迹的切片印迹装置、用于净化和调控植物组织切片化学成分的单像素净化装置、用于获取质谱图像采集过程中各像素目标化学成分的喷雾装置、权利要求1所述的单像素固相萃取阵列板和质谱仪；

所述切片印迹装置由用于实现植物组织切片的化学成分转移和印迹的压紧件以及与压紧件相配合的固定支架；

所述单像素净化装置至少包括溶剂储罐和进样针；

成像实验过程中，单像素固相萃取阵列板置于喷雾装置和质谱仪的进样口之间。

6.如权利要求5所述的系统，其特征是：所述单像素净化装置还包括蠕动泵，所述蠕动泵的输入端连接溶剂储罐，其输出端连接进样针。

7.如权利要求5所述的系统，其特征是：所述单像素净化装置还包括二轴步进电动平台，该平台上载有单像素固相萃取阵列板，二轴步进电动平台控制单像素固相萃取阵列板的逐点移动。

8.如权利要求5所述的系统，其特征是：所述喷雾装置由蠕动泵、注射器和喷针组成，所述蠕动泵连接注射器，所述注射器连接所述喷针。

9.如权利要求8所述的系统，其特征是：通过加热将熔融石英毛细管空柱拉断形成喷针。

10.如权利要求5所述的系统，其特征是：所述成像系统还包括摄像仪，设置在单像素固相萃取阵列板的一侧或两侧。