CN220752016U - 一种生物质谱成像采样装置 - Google Patents

一种生物质谱成像采样装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种生物质谱成像采样装置,包括有用于固定载玻片的载物平台,载物平台底部连接有带动载物平台横向运动和纵向运动的平台运动机构,载物平台上方设有绝缘连接支架,平台运动机构上设有调节绝缘连接支架位置的三轴移动机构,绝缘连接支架上连接有向载玻片喷出静正电有机溶剂溶解样品的压电喷头组件,载玻片上方设有用于吸取样品溶解物质送入质谱仪的取样管,实现了对样品的二维动态移动扫描采样功能,提高了采样数据的准确性,从而提高了样品物质含量的三维分布数据的准确性。

Description

一种生物质谱成像采样装置
[技术领域]
本实用新型涉及一种生物质谱成像采样装置。
[背景技术]
在生物学和医学研究中对生物组织进行成像分析,获得样品的影像学信息是一项极为重要的工作。然而传统的影像学技术如CT等虽然能够获取到组织结构变化位置,然而却无法知道发生变化处代谢产物、蛋白质、脂质和多肽等化学成分的种类及含量的情况。质谱成像技术Imaging Mass Spectrometry,IMS不仅具有通常质谱技术的快速、高精度及高灵敏度等优点,而且可以获得各种化合物在原样品中的空间分布情况,成为了一种在生物组织成像领域极具吸引力的技术。
现有的生物质谱成像装置采样时不能对样本进行均匀采样,造成样品采样数据不准确和样品物质含量的三维分布数据出现误差。
[实用新型内容]
本实用新型克服了现有技术的不足,提供了一种生物质谱成像采样装置,实现对样品的二维移动扫描均匀采样功能。
为实现上述目的,本实用新型采用了下列技术方案:
一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:包括有用于固定载玻片的载物平台,载物平台底部连接有带动载物平台横向运动和纵向运动的平台运动机构,载物平台上方设有绝缘连接支架,平台运动机构上设有调节绝缘连接支架位置的三轴移动机构,绝缘连接支架上连接有向载玻片喷出静正电有机溶剂溶解样品的压电喷头组件,载玻片上方设有用于吸取样品溶解物质送入质谱仪的取样管。
如上所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:平台运动机构包括有运动机构底座,运动机构底座内侧底面设有横向设置的横向滑轨,横向滑轨上设有横向滑块,横向滑块上连接有横向运动面板,运动机构底座内侧底面设有横向运动电机,横向运动电机转轴与横向运动面板之间连接有横向运动滚珠丝杆,横向运动面板顶面设有纵向设置的纵向滑轨,纵向滑轨上设有纵向滑块,纵向滑块上设有与载物平台底部连接的纵向运动面板,横向运动面板顶面设有纵向运动电机,纵向运动电机转轴与纵向运动面板之间连接有纵向运动滚珠丝杆。
如上所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:横向运动面板底部设有横向运动面板凸块,运动机构底座内侧底面位于横向运动面板凸块运动方向两侧分别设有检测横向运动面板凸块限定横向运动位置的横向运动传感器;纵向运动面板底部设有纵向运动面板凸块,运动机构底座内侧底面位于纵向运动面板凸块运动方向两侧分别设有检测纵向运动面板凸块限定纵向运动位置的纵向运动传感器。
如上所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:横向运动传感器为微动开关,横向运动面板凸块与微动开关按压端接触的接触面为导向斜面;纵向运动传感器为微动开关,纵向运动面板凸块与微动开关按压端接触的接触面为导向斜面。
如上所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:绝缘连接支架上连接用于观察取样效果的CCD相机。
如上所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:绝缘连接支架上连接有用于调节CCD相机图像采样角度的相机角度调节组件,相机角度调节组件包括有纵向设置于绝缘连接支架上的转轴,转轴上套接有轴套,轴套外侧连接有横向设置的凵型安装架,CCD相机设置于凵型安装架内。
如上所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:绝缘连接支架上设有调节压电喷头组件与载玻片之间角度的喷头角度调节组件,喷头角度调节组件包括有设置于绝缘连接支架上且内凹侧面朝向载物平台的弧形滑轨,弧形滑轨上设有喷头连接座,喷头连接座上设有与弧形滑轨配合的弧形滑槽以及用于锁定的锁定螺杆,压电喷头组件设置于喷头连接座下侧。
如上所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:三轴移动机构包括有设置在平台运动机构上的三维移动组件底座,三维移动组件底座上设有由下至上依次设有纵向移动组件、竖向移动组件和横向移动组件,绝缘连接支架连接在横向移动组件移动端上。
如上所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:载物平台包括有与平台运动机构连接的载物平台底座,载物平台底座上设有载物台,载物台顶面上设有一侧开口的载玻片定位槽,载物台顶面上位于载玻片定位槽开口侧设有用于锁定载玻片的限位台,限位台上靠近载玻片定位槽开口侧的侧面设有抵压载玻片的压板。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型通过压电喷头组件向载玻片的样品喷出静正电有机溶剂溶解样品,并通过取样管吸取溶解的样品物质送入质谱中分析,同时在采样过程中,通过平台运动机构带动载物平台连同载玻片做二维移动,从而实现了对样品的二维动态移动扫描采样功能,提高了采样数据的准确性,从而提高了样品物质含量的三维分布数据的准确性。
[附图说明]
图1为本实用新型结构示意图之一;
图2为本实用新型结构示意图之二;
图3为本实用新型分解图;
图4为本实用新型载物平台和平台运动机构分解图之一;
图5为本实用新型载物平台和平台运动机构分解图之二;
图6为本实用新型绝缘连接支架、三轴移动机构和相机角度调节组件结构示意图;
图7为本实用新型绝缘连接支架、三轴移动机构和喷头角度调节组件结构示意图。
[具体实施方式]
下面将结合附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后…仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。另外,在本实用新型中涉及“优选”、“次优选”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“优选”、“次优选”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
如图1-7所示,一种生物质谱成像采样装置,包括有机架,机架内设有测试腔,测试腔内设有设置机架上用于固定载玻片1的载物平台2,载物平台2底部连接有带动载物平台2横向运动和纵向运动的平台运动机构3,载物平台2上方设有绝缘连接支架4,平台运动机构3上设有调节绝缘连接支架4位置的三轴移动机构5,绝缘连接支架4上连接有向载玻片1喷出静正电有机溶剂的压电喷头组件6,载玻片1上方靠近样品溶解位置设有用于吸取样品溶解物质并送入质谱仪采样接口的取样管7。本案中,在平台运动机构3下方设有承托平台以及测试腔侧壁为玻璃等透明材料,图中未画出。
实际使用时,将样品放置在载玻片1上,并将载玻片1连同样品固定在测试腔内的载物平台2上,通过三轴移动机构5调节绝缘连接支架4的位置,从而调节压电喷头组件6与载玻片1的样品的距离;采样时压电喷头组件6向载玻片1上的样品喷出静正电有机溶剂溶解样品,在静电差的作用下取样管7吸取溶解的样品物质并送入质谱仪中分析,与此同时平台运动机构3带动动载物平台2和样品作横向和纵向的二维运动,从而实现对样品的逐行扫描移动吸取样品物质的功能,提高了样品采样数据的准确性,从而提高了质谱仪对样品物质含量的三维分布数据分析的准确性。
如图4-5所示,平台运动机构3包括有运动机构底座31,运动机构底座31内侧底面设有横向设置的横向滑轨32,横向滑轨32上设有横向滑块33,横向滑块33上连接有横向运动面板34,运动机构底座31内侧底面设有横向运动电机35,横向运动电机35转轴与横向运动面板34之间连接有横向运动滚珠丝杆36;横向运动面板34顶面设有纵向设置的纵向滑轨37,纵向滑轨37上设有纵向滑块38,纵向滑块38上设有与载物平台2底部连接的纵向运动面板39,横向运动面板34顶面设有纵向运动电机310,纵向运动电机310转轴与纵向运动面板39之间连接有纵向运动滚珠丝杆311。在采样过程中通过横向运动电机35带动横向运动滚珠丝杆36转动,从而带动横向运动面板34横向移动,同理在采样过程中通过纵向运动电机310带动纵向运动滚珠丝杆311转动,带动纵向运动面板39纵向移动,从而带动载物平台2的横向运动和纵向二维运动,实现对样品的逐行扫描移动吸取样品物质的功能。
如图4-5所示,横向运动面板34底部设有横向运动面板凸块312,运动机构底座31内侧底面位于横向运动面板凸块312运动方向两侧分别设有检测横向运动面板凸块312从而限定横向运动面板凸块312运动位置的横向运动传感器313;纵向运动面板39底部设有纵向运动面板凸块314,运动机构底座31内侧底面位于纵向运动面板凸块314运动方向两侧分别设有检测纵向运动面板凸块314从而限定纵向运动面板凸块314运动位置的纵向运动传感器315。在横向采样过程中,横向运动面板凸块312触碰到其中一个横向运动传感器313时,横向运动电机35停止转动,并控制纵向运动电机310转动一个行距实现纵向换行,随后再控制横向运动电机35反向转动,进行下一纵行的横向采样,直到在横向运动面板凸块312触碰到其中一个横向运动传感器313后,在纵向换行时纵向运动面板凸块314也触碰到其中一个纵向运动传感器315,即完成对整个样品采样工作;同时通过设置横向运动传感器313和纵向运动传感器315,限定最大横向位置和最大纵向位置,从而限定压电喷头组件6与取样管7在载玻片1有效取样区域内对样品进行溶解物质采样。
如图4-5所示,横向运动传感器313为微动开关,横向运动面板凸块312与微动开关按压端接触的接触面为导向斜面316;纵向运动传感器315为微动开关,纵向运动面板凸块314与微动开关按压端接触的接触面为导向斜面316,便于横向运动面板凸块312触碰横向运动传感器313,以及便于纵向运动面板凸块314触碰纵向运动传感器315。
如图1-3所示,平台运动机构3与质谱仪之间设有连接板11,使平台运动机构3与质谱仪之间稳固连接,质谱仪采样接口设置在连接板11上,平台运动机构3与连接板11之间用于调节平台运动机构3竖向位置的竖向调节装置12,竖向调节装置12包括有设置在平台运动机构3侧面且竖向设置的竖向滑轨121、设置在连接板11在竖向滑轨121上滑动的竖向滑块122、以及设置在平台运动机构3与连接板11之间的微调组件123,通过转动微调组件123使竖向滑块122在竖向滑轨121滑动,调节平台运动机构3与连接板11之间的相对高度,从而微调载玻片1上样品相对于压电喷头组件6、取样管7的高度,提高采样效果和准确性。
如图1-3和图6所示,绝缘连接支架4上连接用于观察取样效果的CCD相机8,本案可通过玻璃测试腔的观察窗观察样品及喷淋区采样效果外,还可通过CCD相机8辅助观察样品的取样效果,便于根据取样效果微调载玻片1上样品相对于压电喷头组件6、取样管7的高度;绝缘连接支架4上连接有用于调节CCD相机8图像采样角度的相机角度调节组件9,相机角度调节组件9包括有纵向设置于绝缘连接支架4上的转轴91,转轴91上套接有轴套92,轴套92外侧连接有横向设置的凵型安装架93,CCD相机8设置于凵型安装架93内。通过转动轴套92调节横向方向的角度并通过螺杆锁定,通过转动CCD相机8在凵型安装架93的角度从而调节CCD相机8的纵向方向角度,使CCD相机8更好地对准采样点进行辅助观察。
如图1-3和图7所示,绝缘连接支架4上设有调节压电喷头组件6与载玻片1之间角度的喷头角度调节组件10,喷头角度调节组件10包括有设置于绝缘连接支架4上且内凹侧面朝向载物平台2的弧形滑轨101,弧形滑轨101上设有喷头连接座102,喷头连接座102上设有与弧形滑轨101配合的弧形滑槽103以及用于锁定的锁定螺杆104,压电喷头组件6设置于喷头连接座102下侧。通过带动喷头连接座102在弧形滑轨101上滑动,调节压电喷头组件6相对于样品的采样位置,便于取样管7吸取样品溶解物质。
如图1-3和图7所示,三轴移动机构5包括有设置在平台运动机构3上的三维移动组件底座51,三维移动组件底座51上设有由下至上依次设置的纵向移动组件52、竖向移动组件53和横向移动组件54,绝缘连接支架4连接在横向移动组件54移动端上,实现对绝缘连接支架4的三维移动调节,从而调节压电喷头组件6相对于样品的采样位置,便于取样管7吸取样品溶解物质。
如图4-5所示,载物平台2包括有与平台运动机构3连接的载物平台底座21,载物平台底座21上设有载物台22,载物台22顶面上设有一侧开口的载玻片定位槽23,载物台22顶面上位于载玻片定位槽23开口侧设有用于锁定载玻片1的限位台24,限位台24上靠近载玻片定位槽23开口侧的侧面设有抵压载玻片1的压板25。装载载玻片1时,将载玻片1放入载玻片定位槽23,并通过限位台24的压板25抵压固定,使载玻片1固定安装在载物台22上。
本案还设有由8051单片机为核心的主控电子电路箱,控制平台运动机构中X-Y双步进电机以设定的速度作逐行/帧扫描运动,并同步控制压电喷头组件工作。主控电子电路箱上的液晶屏可分别显示X-Y的位置、时间等信息,并有限位指示。同时主控电子电路箱还有系统复位、X-Y移动等操作功能。
以上仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的实用新型构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:包括有用于固定载玻片(1)的载物平台(2),载物平台(2)底部连接有带动载物平台(2)横向运动和纵向运动的平台运动机构(3),载物平台(2)上方设有绝缘连接支架(4),平台运动机构(3)上设有调节绝缘连接支架(4)位置的三轴移动机构(5),绝缘连接支架(4)上连接有向载玻片(1)喷出静正电有机溶剂溶解样品的压电喷头组件(6),载玻片(1)上方设有用于吸取样品溶解物质并送入质谱仪的取样管(7)。
2.根据权利要求1所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:平台运动机构(3)包括有运动机构底座(31),运动机构底座(31)内侧底面设有横向设置的横向滑轨(32),横向滑轨(32)上设有横向滑块(33),横向滑块(33)上连接有横向运动面板(34),运动机构底座(31)内侧底面设有横向运动电机(35),横向运动电机(35)转轴与横向运动面板(34)之间连接有横向运动滚珠丝杆(36),横向运动面板(34)顶面设有纵向设置的纵向滑轨(37),纵向滑轨(37)上设有纵向滑块(38),纵向滑块(38)上设有与载物平台(2)底部连接的纵向运动面板(39),横向运动面板(34)顶面设有纵向运动电机(310),纵向运动电机(310)转轴与纵向运动面板(39)之间连接有纵向运动滚珠丝杆(311)。
3.根据权利要求2所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:横向运动面板(34)底部设有横向运动面板凸块(312),运动机构底座(31)内侧底面位于横向运动面板凸块(312)运动方向两侧分别设有检测横向运动面板凸块(312)限定横向运动位置的横向运动传感器(313);纵向运动面板(39)底部设有纵向运动面板凸块(314),运动机构底座(31)内侧底面位于纵向运动面板凸块(314)运动方向两侧分别设有检测纵向运动面板凸块(314)限定纵向运动位置的纵向运动传感器(315)。
4.根据权利要求3所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:横向运动传感器(313)为微动开关,横向运动面板凸块(312)与微动开关按压端接触的接触面为导向斜面(316);纵向运动传感器(315)为微动开关,纵向运动面板凸块(314)与微动开关按压端接触的接触面为导向斜面(316)。
5.根据权利要求1所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:绝缘连接支架(4)上连接用于观察取样效果的CCD相机(8)。
6.根据权利要求5所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:绝缘连接支架(4)上连接有用于调节CCD相机(8)图像采样角度的相机角度调节组件(9),相机角度调节组件(9)包括有纵向设置于绝缘连接支架(4)上的转轴(91),转轴(91)上套接有轴套(92),轴套(92)外侧连接有横向设置的凵型安装架(93),CCD相机(8)设置于凵型安装架(93)内。
7.根据权利要求1所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:绝缘连接支架(4)上设有调节压电喷头组件(6)与载玻片(1)之间角度的喷头角度调节组件(10),喷头角度调节组件(10)包括有设置于绝缘连接支架(4)上且内凹侧面朝向载物平台(2)的弧形滑轨(101),弧形滑轨(101)上设有喷头连接座(102),喷头连接座(102)上设有与弧形滑轨(101)配合的弧形滑槽(103)以及用于锁定的锁定螺杆(104),压电喷头组件(6)设置于喷头连接座(102)下侧。
8.根据权利要求1所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:三轴移动机构(5)包括有设置在平台运动机构(3)上的三维移动组件底座(51),三维移动组件底座(51)上设有由下至上依次设置的纵向移动组件(52)、竖向移动组件(53)和横向移动组件(54),绝缘连接支架(4)连接在横向移动组件(54)移动端上。
9.根据权利要求1所述的一种生物质谱成像采样装置,其特征在于:载物平台(2)包括有与平台运动机构(3)连接的载物平台底座(21),载物平台底座(21)上设有载物台(22),载物台(22)顶面上设有一侧开口的载玻片定位槽(23),载物台(22)顶面上位于载玻片定位槽(23)开口侧设有用于锁定载玻片(1)的限位台(24),限位台(24)上靠近载玻片定位槽(23)开口侧的侧面设有抵压载玻片(1)的压板(25)。
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