CN207516307U - 一种试剂盒及样品处理系统 - Google Patents

Abstract

一种试剂盒及样品处理系统，属于质谱检测领域。试剂盒包括具有容置腔的盒体、第一储存件、第二储存件。第一储存件、第二储存件均设置于容置腔的盒体内。其中，第一储存件储存由铁纳米颗粒，第二储存件储存有纯化水。本实用新型采用了新型基质材料，激光照射时性质稳定，噪声小，在低分子量(质荷比小于1000)范围内的背景信号干扰少，同时能够特异性萃取出代谢分子，避免血清体系内蛋白质和盐类的干扰，有效辅助MALDI‑TOF质谱仪检测血清代谢分子，可广泛应用于疾病预防和临床诊断等实际医疗用途中。

Description

一种试剂盒及样品处理系统

技术领域

本实用新型涉及质谱检测领域，具体而言，涉及一种试剂盒及样品处理系统。

背景技术

MALDI-TOF(MatrixAssistedLaserDesorptionIonizationTimeofFlight)质谱仪，即基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪，是20世纪80年代发展起来的一种新型软电离有机质谱。其具有灵敏度和准确度双高、检测速度快、样本用量少、分辨率高、高通量检测等特点。

MALDI-TOF质谱仪检测的基本原理为样本分散在基质中形成共结晶，当用激光照射晶体时，基质从激光中吸收能量，让样本分子气化并电离，成为带电荷的离子。离子在强电场作用下被加速，通过质量分析器来分离带电的离子，最终离子进入检测器，根据离子的质荷比检测出大量具体峰值信息，形成质谱图。

在MALDI-TOF质谱仪实际检测过程中，样本前处理和基质材料选择是决定检测效果的两大关键因素。样本前处理是指：在样本检测前，通过适当的处理方法提取、富集、纯化样本中待测成分的过程。样本前处理能够减少杂质的干扰，增加待测成分的浓度，提高检测的灵敏度。基质材料作为MALDI-TOF质谱技术不可或缺的元素，在吸收传递激光能量，辅助样本离子化等方面起着决定性作用，而且基质的引入还解决了非挥发性和热不稳定性的生物大分子在质谱中的解析离子化问题，有利于成功实现质谱检测。

目前，MALDI-TOF质谱检测技术已被广泛应用于蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的研究。其在代谢组学(质荷比小于1000)领域的应用尚显薄弱。原因有二：(1)传统的有机基质如α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)以及2，5-二羟基苯甲酸(DHB)等，在低分子量范围(质荷比小于1000)内会出现大量的背景基质质谱信号，严重干扰小分子的测定；(2)传统的样本前处理方式无待测成分的提取、富集过程，代谢分子检测时容易受到其他物质的干扰，如蛋白质和无机盐等。故传统的样本前处理方式仅能够辅助MALDI-TOF质谱仪检测0.7KDa以上分子量的大分子。

此外许多临床试验证明，血清中代谢分子的变化与某些疾病的发展密切相关。通常在组织器官发生实质性病变之前，其组织代谢过程就已经出现异常，分泌、产生某些特定的分子标志物，而这些分子标志物多存在于血液中。例如周玲等人研究发现妊娠期糖尿病的发生可能与血清中葡萄糖、琥珀酸、甘氨酸等特征小分子代谢物质的含量变化有关。刘巧等人对慢性乙型肝炎和肝硬化患者的血清小分子代谢谱进行了研究，发现了包括葡萄糖、乳酸、缬氨酸、脂类等在内的7种标志性代谢物，两种疾病的区分准确度高达94.2％。浦仕彪等采用代谢组学方法拟建立自身免疫性肝炎的诊断方法，结果显示血浆中柠檬酸、谷酰胺、乙酰乙酸、丙酮酸等10种小分子物质是诊断该种疾病的特征标志物，其在诊断自身免疫性肝炎和药物性肝损伤时的敏感性为95％，特异性为100％，准确率达97.4％。以上研究表明，血清代谢分子的检测对于疾病的预防和诊断具有积极的意义和较高的临床价值。

基于血清代谢分子在疾病预防和临床诊断方面的应用价值，以及MALDI-TOF质谱技术在分子检测方面的优势，急需一种能够被用于对血清代谢分子检测的质谱样本进行前处理的装置，来解决传统的样本前处理方式(采用传统基质材料)存在的不足。

实用新型内容

基于现有技术的不足，本实用新型提供了一种试剂盒及样品处理系统，以部分或全部地改善、甚至解决现有技术中的一个或多个问题。

本实用新型是这样实现的：

在本实用新型的第一方面，提供了一种试剂盒。

试剂盒用于血清代谢分子检测的质谱样本前处理。

试剂盒包括：

盒体，盒体具有容置腔；

设置于容置腔内的第一储存件，第一储存件包括第一放置体和存储有粒径为200～400nm的铁纳米颗粒的第一试剂容器，第一放置体具有第一放置孔，第一试剂容器通过第一放置孔匹配与设置于第一放置体；

设置于容置腔内的第二储存件，第二储存件包括第二放置体和存储有纯化水的第二试剂容器，第二放置体具有第二放置孔，第二试剂容器通过第二放置孔匹配与设置于第二放置体。

在其他的一个或多个示例中，第一储存件和第二储存件相互邻近地布置。

在其他的一个或多个示例中，第一放置孔具有多个，且呈线性排列，第一试剂容器的数量与第一放置孔的数量相等且一一对应设置。

在其他的一个或多个示例中，第二放置孔具有多个，且呈线性排列，第二试剂容器的数量与第二放置孔的数量相等且一一对应设置。

在其他的一个或多个示例中，第一试剂容器、第二试剂容器均为管体，管体由第一端至第二端延伸而成，且第一端呈封闭状结构，第二端设置有开口，管体的管腔与开口连通。

在其他的一个或多个示例中，第一试剂容器的容积为1-2ml，第二试剂容器的容积为1.8～2.2ml。

在其他的一个或多个示例中，盒体是由具有缺口的围壁构成，缺口与容置腔连通，第一储存件、第一储存件均通过缺口被以可移除的方式布置于容置腔内。

在其他的一个或多个示例中，试剂盒还包括盖板，盖板与缺口相配合，盖板通过缺口与盒体可拆卸连接。

在其他的一个或多个示例中，第一放置体通过连接件与第一放置体连接。

在本实用新型的第二方面，提供了一种样品处理系统。

样品处理系统包括离心机、如前述的试剂盒。离心机被构造来接纳第一试剂容器、第二试剂容器并进行离心处理。

有益效果：

本实用新型实施例提供的试剂盒至少具有以下优点：

(1)本实施例提供的试剂盒采用了新型基质材料，能够特异性萃取出代谢分子，避免血清体系内蛋白质和盐类的干扰。

(2)本实施例提供的试剂盒采用了新型基质材料，激光照射时性质稳定，噪声小，在低分子量(质荷比小于1000)范围内的背景信号干扰少。

(3)本实施例提供的试剂盒能够有效辅助MALDI-TOF质谱仪检测血清代谢分子。

(4)本实施例提供的试剂盒可广泛应用于疾病预防和临床诊断等实际医疗用途中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的试剂盒的结构示意图；

图2示出了采用如图1所示的试剂盒进行检测的质谱检测效果图；

图3示出了采用如图1所示的试剂盒对血清样品处理后进行检测的质谱检测的效果图；

图4为采用传统基质CHCA进行检测的质谱检测的效果图；

图5为采用传统基质CHCA处理后的血清样本进行质谱检测的效果图。

图标：100-试剂盒；101-盒体；102-第一放置体；103-第二放置体；104-第一试剂容器；105-第二试剂容器；106-第一储存件；107-第二储存件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，在不矛盾或冲突的情况下，本实用新型的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本实用新型中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本实用新型公开的内容自制。在本实用新型中，为了突出本实用新型的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

以下将结合附图对本实用新型实施例提供的试剂盒100及样品处理系统作更详尽的阐述。

参阅图1至图5。

本实施例提供了一种试剂盒100，用于血清代谢分子检测的质谱样本前处理。所述的前处理可以是将待测样品与基质混合，再经过纯化水稀释、溶解。

试剂盒100包括盒体101、第一储存件106以及第二储存件107。第一储存件106以及第二储存件107均以各种适当的方式结合于盒体101。

其中，盒体101具有能够容纳第一储存件106和第二储存件107的容置腔。盒体101的整体形状可以是立方体，或长方体，或者其他形状，可以根据需要来进行调整和修改。

本实施例中，盒体101被设置长方体型结构。盒体101具有底壁和侧壁，侧壁围设于底壁的周缘。盒体101构成一个开放式的容置腔。容置腔由底壁和侧壁限定，并且在相对于底壁形成前述开放式的结构。更进一步地，盒体101还具有与底板相对的顶板。顶板的一个侧边通过合页连接在盒体101的侧壁。更佳地，顶板固定有扣接件。扣接件与第一储存件106配合，以便使第一储存件106被更好地固定。

改进例中，盒体101是由具有缺口的围壁构成。缺口与容置腔连通，第一储存件106、第一储存件106均通过缺口被以可移除的方式布置于容置腔内。例如，盒体101是由多个塑料平面板通过胶水拼接而成(六面体)，在其中的一个塑料平面板上去除部分的塑料形成缺口。具有第一试剂容器104的第一放置体102、第二试剂容器105的第二放置体103通过缺口被置于盒体101的容置腔内。第一储存件106、第二储存件107与盒体101构成如抽屉式结构。

进一步地，第一储存件106、第二储存件107被完全容纳于盒体101的容置腔内。与之相应地，试剂盒100还包括盖板。盖板与缺口相配合。盖板通过缺口与盒体101可拆卸连接。例如，盖板通过合页的方式连接在盒体101上。

第一储存件106设置于容置腔内。一般地，第一储存件106可以是固定地设置于盒体101的容置腔内，如第一储存件106与构成盒体101的底壁和/或连接。或者，在另一些示例中，第一储存件106被放置于盒体101内，从而可以在需要且必要时使第一储存件106被移出盒体101。在改进的示例中，第一储存件106通过可拆卸连接结构如螺栓、销钉等方式与盒体101可拆卸连接。

进一步地，第一储存件106包括第一放置体102和第一试剂容器104。第一放置体102被用来对第一试剂容器104进行固定。如前述，第一储存件106是通过第一放置体102被容纳于容置腔内。第一放置体102可以与盒体101的容置腔形状相配合的块体，其直接配合地被放置于容置腔内。第一放置体102具有第一放置孔，第一试剂容器104通过第一放置孔匹配与设置于第一放置体102。

第一试剂容器104可以是直接被搁置在第一放置孔。或者，在第一放置孔内设置软质的垫底层，以使第一试剂容器104能够被稳定地被限制于第一放置孔内，同时也不易因磕碰等状况而损坏。或者，第一放置孔的直径是渐变的，例如，第一放置孔邻近盒体101的底壁的一端直径小，远离盒体101的底壁的一端直径大。进一步改进例中，第一放置体102的第一放置孔(为盲孔)内壁设置有软质垫层。第一放置孔的端部具有卡槽。第一试剂容器104外壁设置有凸块，且凸块套设置有弹性橡胶。通过设置有弹性橡胶的凸块与第一放置体102的卡槽卡合连接(可拆卸)。

第一试剂容器104存储有粒径为200～400nm的铁纳米颗粒。或者，铁纳米颗粒的粒径为220纳米、230纳米、250纳米、280纳米、35纳米等等。第一试剂容器104能够被用来储存基质。本实施例中，基质含有铁纳米颗粒。进一步地，基质中还可以包含柠檬酸。

例如，基质材料可以由以下成分组成：铁纳米颗粒1.7-2.3mg，柠檬酸0.7-1.3mg。铁纳米颗粒的粒径在200-400nm左右。铁纳米颗粒的表面粗糙结构孔洞能够与血清代谢分子的结构相契合，可特异性萃取出待测分子，避免血清体系内蛋白质和盐类的干扰。同时，铁纳米颗粒能够吸收激光能量，并将能量传递给血清代谢分子，辅助代谢分子离子化。此外，铁纳米颗粒还具有较高的比表面积，离子化效率高；噪声小，在低分子量(质荷比小于1000)范围内的背景信号干扰少；共结晶均匀，抑制热点效应。柠檬酸则起到加强离子化效果的作用。

另外，基于实际的需求，第一放置孔具有多个，且呈线性排列，第一试剂容器104的数量与第一放置孔的数量相等且一一对应设置。第一放置体102设置多个第一放置孔能够容纳更多的第一试剂容器104。第一放置孔的数量例如可以是两个、三个、四个，甚至更多个。本实施例中，第一放置孔的数量为五个。

第二储存件107设置于容置腔内。第二储存件107根据需要被以固定或可移除的方式设置于盒体101的容置腔内。第二储存件107包括第二放置体103和存储有纯化水的第二试剂容器105。第二放置体103具有第二放置孔，第二试剂容器105通过第二放置孔匹配与设置于第二放置体103。

在本实施例中，第一储存件106与第二储存件107具有相同的结构，以便于制作，降低制作的复杂度。进一步地，第一储存件106和第二储存件107相互邻近地布置，以方便取用第一试剂容器104和第二试剂容器105中所存储的物质。第二试剂容器105内盛装有纯化水。该纯化水可以用作样本稀释试剂及基质材料溶解试剂。

与第一储存件106相类似地，第二储存件107的第二放置孔具有多个，且呈线性排列，第二试剂容器105的数量与第二放置孔的数量相等且一一对应设置。

前述的第一试剂容器104、第二试剂容器105均为管体。管体由第一端至第二端延伸而成，且第一端呈封闭状结构，第二端设置有开口，管体的管腔与开口连通。管体可以采用玻璃、塑料、树脂等多种材料制作而成。例如，第一试剂容器104、第二试剂容器105均采用试剂管。通常地，质谱检测的样品需用量相对较少，因此，在本实施例中，第一试剂容器104的容积为1-2ml，第二试剂容器105的容积为1.8～2.2ml。

在另一些示例中，针对管体结构的第一试剂容器104、第二试剂容器105，在前述的盒体101的顶板具有管盖。管盖与管体的开口配合。换言之，管盖能够插接入开口。或者，顶板以合页为轴旋转时，管盖能够与管体的开口脱离。通过如此的结构设计，可以使得在未使用状态下的第一试剂容器104、第二试剂容器105可以保持试剂的长时间纯净，避免外部的污染。另一方面，通过第一放置孔与管盖的配合，以及第二放置孔与管盖的配合，减小第一试剂容器104、第二试剂容器105的晃动，从而避免损坏，也利于运输、储运。更进一步地，管体的外壁设置有螺纹，与之相适应地，第一放置孔、第二放置孔均为螺孔。管体与放置孔之间通过螺纹实现连接和配合。

在其他示例中，试剂盒100还具有连接件。第一放置体102通过连接件与第一放置体102连接，以便第一放置体102和第二放置体103能够被同时地送入至盒体101的容置腔，或者同时地被从盒体101的容置腔内取出。

基于前述的试剂盒100，本实施例中，还提供了一种样品处理系统。样品处理系统包括离心机、如前述的试剂盒100。离心机被构造来接纳第一试剂容器104、第二试剂容器105并进行离心处理。更佳地，样品处理系统具有实验台，离心机和试剂盒100被设置于实验台。

试验例1

本实施例提供了一种采用上述提供的试剂盒进行质谱检测的方法，其包括以下步骤：

(1)将第一试剂容器104置于离心机中，500rpm离心5min，然后移取第二试剂容器105中的全部纯化水于第一试剂容器104，初步混匀，超声10分钟，涡旋震荡器震荡5分钟，得到分散均匀的前处理试剂。

(2)取1μl前处理试剂点于靶板上，自然干燥。

(4)将靶板放入MALDI-TOF质谱仪舱门，进行质谱检测。

质谱检测效果图如图2所示。

由图2可知，仅对本实用新型进行检测的质谱图中，噪声小，在低分子量(质荷比小于1000)范围内背景信号干扰少。

试验例2

本实施例提供了一种利用试剂盒进行血清样本前处理的方法，其包括以下步骤：

(1)取20μl人血清样本于离心管中，加入180μl纯化水，使人血清样本稀释10倍，震荡混匀，得到待测样本溶液。

(2)将第一试剂容器104置于离心机中，500rpm离心5min，然后移取第二试剂容器105中的全部纯化水于第一试剂容器104，初步混匀，超声10分钟，涡旋震荡器震荡5分钟，得到分散均匀的前处理试剂。

(3)取1μl样本溶液点于靶板上，自然干燥，再取1μl前处理试剂覆盖其上，自然干燥，形成共结晶体。

(4)将靶板放入MALDI-TOF质谱仪舱门，进行质谱检测。

质谱检测效果图如图3所示。

由图3可知，利用本实用新型进行血清样本前处理的质谱图中，背景信号强度弱，干扰少，且由于铁纳米颗粒可特异性萃取出代谢分子，质谱图中显示出众多血清代谢分子的谱峰。

试验例3

本实施例提供了一种仅对传统前处理试剂(采用传统基质CHCA)进行质谱检测的方法，其包括以下步骤：

(1)取500μl乙腈于离心管中，加入1μl三氟乙酸和499μl纯化水，震荡混匀，得到混合溶液。

(2)称取2mg CHCA溶于0.5ml混合溶液(乙腈/三氟乙酸/纯化水＝50/0.1/49.9，v/v/v)，超声10分钟，使CHCA完全溶解，得到淡黄色透明的前处理试剂。

(3)取1μl前处理试剂点于靶板上，自然干燥。

(4)将靶板放入MALDI-TOF质谱仪舱门，进行质谱检测。

质谱检测效果图如图4所示。

由图4可知，仅对传统前处理试剂(采用传统基质CHCA)进行检测的质谱图中，噪声大，在低分子量(质荷比小于1000)范围内背景信号干扰多。

试验例4

本实施例提供了一种利用传统方式(采用传统基质CHCA)进行血清样本前处理的方法，其包括以下步骤：

(1)取20μl人血清样本于离心管中，加入180μl纯化水，使人血清样本稀释10倍，震荡混匀，得到待测样本溶液。

(2)取500μl乙腈于离心管中，加入1μl三氟乙酸和499μl纯化水，震荡混匀，得到混合溶液。

(3)称取2mg CHCA溶于0.5ml混合溶液(乙腈/三氟乙酸/纯化水＝50/0.1/49.9，v/v/v)，超声10分钟，使CHCA完全溶解，得到淡黄色透明的前处理试剂。

(4)取1μl样本溶液点于靶板上，自然干燥，再取1μl前处理试剂覆盖其上，自然干燥，形成共结晶体。

(5)将靶板放入MALDI-TOF质谱仪舱门，进行质谱检测。

质谱检测效果图如图5所示。

由图5可知，利用传统方式(采用传统基质CHCA)进行血清样本前处理的质谱图中，原CHCA基质的背景信号依然存在，且信号较强，干扰多，此外由于传统方式对代谢分子无萃取功能，质谱图中显示出较少的血清代谢分子谱峰。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种试剂盒，用于血清代谢分子检测的质谱样本前处理，其特征在于，所述试剂盒包括：

盒体，所述盒体具有容置腔；

设置于所述容置腔内的第一储存件，所述第一储存件包括第一放置体和存储有粒径为200～400nm的铁纳米颗粒的第一试剂容器，所述第一放置体具有第一放置孔，所述第一试剂容器通过所述第一放置孔匹配与设置于所述第一放置体；

设置于所述容置腔内的第二储存件，所述第二储存件包括第二放置体和存储有纯化水的第二试剂容器，所述第二放置体具有第二放置孔，所述第二试剂容器通过所述第二放置孔匹配与设置于所述第二放置体。

2.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征在于，所述第一储存件和所述第二储存件相互邻近地布置。

3.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征在于，所述第一放置孔具有多个，且呈线性排列，所述第一试剂容器的数量与所述第一放置孔的数量相等且一一对应设置。

4.根据权利要求1或3所述的试剂盒，其特征在于，所述第二放置孔具有多个，且呈线性排列，所述第二试剂容器的数量与所述第二放置孔的数量相等且一一对应设置。

5.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征在于，所述第一试剂容器、所述第二试剂容器均为管体，所述管体由第一端至第二端延伸而成，且所述第一端呈封闭状结构，所述第二端设置有开口，所述管体的管腔与所述开口连通。

6.根据权利要求5所述的试剂盒，其特征在于，所述第一试剂容器的容积为1-2ml，所述第二试剂容器的容积为1.8～2.2ml。

7.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征在于，所述盒体是由具有缺口的围壁构成，所述缺口与所述容置腔连通，所述第一储存件、所述第一储存件均通过所述缺口被以可移除的方式布置于所述容置腔内。

8.根据权利要求7所述的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒还包括盖板，所述盖板与所述缺口相配合，所述盖板通过所述缺口与所述盒体可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征在于，所述第一放置体通过连接件与所述第一放置体连接。

10.一种样品处理系统，其特征在于，包括离心机、如根据权利要求1～9中任一项所述的试剂盒，所述离心机被构造来接纳所述第一试剂容器、所述第二试剂容器并进行离心处理。