CN218524632U - 一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，包括不锈钢芯片基底，不锈钢芯片基底上设有靶点阵列，靶点阵列的相邻靶点的中心间距为4.5mm，靶点阵列的靶点为直径0.8‑5mm的圆形圈状结构，靶点阵列的靶点等间距分布。本实用新型新型使用不锈钢金属基底材料，将样本靶点的孔径缩小，从而使得少量样本能够均匀延展在样本靶点内，实现基质材料与样本分子的均匀共结晶，从而提高了检测稳定性、可重复性，并且减少所需的样本量。
Description
技术领域
本实用新型属于质谱仪器芯片技术领域，尤其是涉及一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片。
背景技术
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术（Matrix Assisted Laser DesorptionIonization Time of Flight Mass Spectrometry, MALDI-TOF-MS）是今年发展起来的一种新型的质谱检测技术，通过测定样本的质核比（mass to charge ratio, m/z）来特定检测样本中相应的物质。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术具有灵敏度高、检测分辨率高、通量高、分析速度快、样本用量少等特点，可用于代谢物、蛋白质和核酸等生物分子的定性和定量检测，广泛应用于医学诊断、环境样本监测、食品质量控制及成分纯度检测等领域。
MALDI-TOF-MS检测基本原理是将待测样本与基质材料混合形成共结晶混合体，通过激光照射，基质材料将从激光中吸收的能量传递给待测物样本分子，待测物样本解吸附，样本分子在吸收能量后将发生电离和气化，待测物小分子形成带电荷的离子。通过施加强电场，带电荷的待测物离子在电场中加速，最终进入到检测器中。不同的带电荷离子由于不同的质核比，从而可得到不同的峰值及对应强度信息，形成质谱检测结果谱图。由于测得的待测物分子m/z与其分子量之间存在一定的对应关系，通过计算机数据处理系统和谱图解析软件处理后，能够获得样本中各种待测物分子如代谢物、蛋白质和核酸的分子量信息。
MALDI-TOF-MS技术在样本检测过程中，引入了基质材料，使得待测物分子不易产生碎片离子，解决了部分热不稳定代谢物的检测问题。但是由于传统的有机基质材料与待测物分子之间结晶不均匀，容易产生热点效应及影响检测的重复性，严重影响待测物的离子化效率和检测的稳定性。因此有必要开发一种能使得样品与基质材料能够形成均匀共结晶的新型靶板，应用于MALDI-TOF-MS的大规模代谢检测。
MALDI-TOF-MS仪器系统主要的组成部分有检测器、离子源、质量分析器、检测器、进样系统和计算机控制与数据处理系统。其中进样系统的功能为将样品送进离子源，芯片和靶板作为承载样本和基质的载体，是进样系统的核心组成部分。芯片的设计和制作工艺对质谱检测的性能具有很大的影响。目前常用的承载样本的芯片靶点直径一般为3.66 mm，靶点较大，对于微量样本分析难以保证基质材料与样本形成均匀共结晶，导致难以获得重现性高的质谱谱图，无法满足质谱检测中高稳定性、高可重复性及微量样本检测的要求。随着MALDI-TOF-MS技术在临床诊断中日益广泛的应用，目前急需要一种能够满足质谱检测中高稳定性、高可重复性、样本需要量少、价格便宜及检测效果好的芯片，实现大样本量的质谱检测，满足临床诊断应用和研究工作的需要。
实用新型内容
本实用新型旨在解决以下技术问题：
目前常用的承载样本的芯片靶点较大，对于微量样本分析难以保证基质材料与样本形成均匀共结晶，导致难以获得重现性高的质谱谱图，无法满足质谱检测中高稳定性、高可重复性及微量样本检测的要求，
本实用新型提供一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，包括不锈钢芯片基底，不锈钢芯片基底上设有靶点阵列，靶点阵列的相邻靶点的中心间距为4.5mm，靶点阵列的靶点为直径0.8-5mm的圆形圈状结构，靶点阵列的靶点等间距分布。
作为一种优选的技术方案，不锈钢芯片基底左侧为字母A-H的英文定位标识。
作为一种优选的技术方案，不锈钢芯片基底上方为1-24数字定位标识。
作为一种优选的技术方案，靶点阵列的每个靶点都设有用于将待测样本限制在圈状结构中的外圈层。
作为一种优选的技术方案，不锈钢芯片基底右下方设置有产品型号标识。
作为一种优选的技术方案，不锈钢芯片基底的一端设置有劈角边，所述劈角边与不锈钢芯片基底的棱边成45°角。
作为一种优选的技术方案，不锈钢芯片基底上设有用于与靶拖耦合的定位孔。
采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：
与现有技术相比，本实用新型能够调控靶点尺寸，降低了样本待测分子与基质材料的共结晶体的表面粗糙度，更好的适用于不同样本量的检测，尤其是微量样本的检测，提高了检测的稳定性和重复性，并且能够降低芯片的制作成本，适宜大规模应用。
本实用新型使用不锈钢金属基底材料，将样本靶点的孔径缩小，从而使得少量样本能够均匀延展在样本靶点内，实现基质材料与样本分子的均匀共结晶，从而提高了检测稳定性、可重复性，并且减少所需的样本量。
附图说明
图1为本实用新型的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片的结构示意图；
图2为本实用新型的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片的表面粗糙度表征图；
图3为本实用新型的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片的负载样本效果图；
图4为本实用新型的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片检测代谢物的效果图；
图中：
1-英文定位标识；2-数字定位标识；3-靶点阵列；4-劈角边；5-定位孔；6-产品型号标识；7-不锈钢芯片基底。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，包括靶点阵列3和不锈钢芯片基底7。
不锈钢芯片基底7的一端设置有的劈角边4，所述劈角边4与不锈钢芯片基底7的棱边成45°角。所述劈角边4设置有相互对称的两个，所述劈角边4与不锈钢芯片基底7的棱边呈45°角，劈角边4长度为6.98 mm，与进样系统中芯片靶拖相契合。
不锈钢芯片基底7设置有与靶拖耦合的定位孔5，不锈钢芯片基底7上设置有英文定位标识1及数字定位标识2。
靶点阵列3位于不锈钢芯片基底7上，靶点阵列3的相邻靶点中心间距为4.5 mm，靶点阵列3的靶点为直径0.8-5 mm圆形圈状结构，靶点阵列3的靶点等间距分布。靶点阵列3位于不锈钢芯片基底7的上端面，等间距分布16x24靶点，一共包含384样本靶点。靶点直径可以根据不同样本量的需求进行更改。
不锈钢芯片基底7左侧为字母A-H的定位标识，不锈钢芯片基底7上方为1-24数字定位标识。
每个靶点都设置有外圈层，用于将待测样本限制在圈状结构中。
不锈钢芯片基底7右下方设置有产品型号标识6，用于对芯片型号进行标记，可以区分不同生产时间及生产批次的芯片。
在实际应用过程中，靶点阵列3的靶点孔径可以根据实际使用需要进行调整，确保滴加在靶点内的样本能够在圈层内均匀铺展开来，覆盖整个圈层表面。
将所设计的芯片放置于共聚焦显微镜下进行表征，观测芯片基底材料表面粗糙度，芯片表面粗糙度的检测效果如图2所示。
将制备好的样本用移液器吸取一定量后滴加到样本靶点圈状结构中，待样本在室温中干燥后，再将配好的基质材料点到样本上，基质铺展开的效果图如图3所示。
上述待测样本与基质材料在芯片基底上形成表面共结晶混合体，将承载有样本的芯片与芯片靶拖耦合，进行质谱检测，芯片检测样本的质谱谱图如图4所示。
除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。
Claims (7)
1.一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，其特征在于，包括不锈钢芯片基底，不锈钢芯片基底上设有靶点阵列，靶点阵列的相邻靶点的中心间距为4.5mm，靶点阵列的靶点为直径0.8-5mm的圆形圈状结构，靶点阵列的靶点等间距分布。
2.根据权利要求1所述的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，其特征在于，不锈钢芯片基底左侧为字母A-H的英文定位标识。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，其特征在于，不锈钢芯片基底上方为1-24的数字定位标识。
4.根据权利要求1所述的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，其特征在于，靶点阵列的每个靶点都设有用于将待测样本限制在圈状结构中的外圈层。
5.根据权利要求1所述的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，其特征在于，不锈钢芯片基底右下方设置有产品型号标识。
6.根据权利要求1所述的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，其特征在于，不锈钢芯片基底的一端设置有的劈角边，所述劈角边与不锈钢芯片基底的棱边成45°角。
7.根据权利要求1所述的一种用于飞行时间质谱代谢检测的靶点孔径可调的芯片，其特征在于，不锈钢芯片基底上设有用于与靶拖耦合的定位孔。
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