一种MALDI质谱基质喷涂仪及喷涂方法技术

本发明专利技术涉及一种MALDI质谱基质喷涂仪及喷涂方法，属于质谱分析技术领域，解决了现有技术中采用电喷雾的手段产生的液滴对带有相同电荷的分析物萃取效果不好，导致成像效果不好；无法精准控制喷涂区域；通量低每次只能喷涂处理一个样品，效率低且无法实现平行喷涂；无法调控温度，无法实现原位酶解或衍生化、基质重结晶的问题。本发明专利技术的MALDI质谱基质喷涂仪，包括基质喷涂组件、喷涂组件驱动单元、样品承载组件和承载组件驱动单元，喷涂组件包括液体喷头，利用超声波将基质溶液破碎成微米级液滴，样品承载组件承载待喷涂样品，喷涂组件驱动单元驱动基质喷涂组件移动，承载组件驱动单元驱动承载组件移动。实现了精准无损高通量的喷涂制备质谱待测样。喷涂制备质谱待测样。喷涂制备质谱待测样。

【技术实现步骤摘要】
一种MALDI质谱基质喷涂仪及喷涂方法


[0001]本专利技术涉及质谱分析
，尤其涉及一种MALDI质谱基质喷涂仪及喷涂方法。

技术介绍

[0002]质谱作为一种应用广泛的分析技术，可以提供丰富的物质结构信息。质谱仪一般由离子源、质量分析器、检测器等部分组成，离子源作为质谱仪的重要组成部分，其功能在于将待测原子、分子等电离，并从待测样品中引出离子流到后续装置中，能否顺利将待测分子离子化对于质谱检测是否顺利进行至关重要。基质辅助激光解吸技术，即MALDI技术是近年发展起来的一项离子化技术，作为一种软电离技术，MALDI可以用于复杂生物大分子的分析表征，极大地推动了近几年现代化学、生物领域的发展。MALDI质谱成像技术可用于研究极薄的生物组织切片，以获得包含空间信息的质谱数据。
[0003]MALDI其特征在于用激光照射样品与基质共结晶形成的薄膜，基质从激光的照射中吸收能量并传递给待测分子，待测分子吸收能量发生电离过程形成离子和碎片离子。样品的制备即待测样品与基质的共结晶过程对于MALDI分析的质量控制至关重要。使用传统商用基质喷涂设备制备的基质层，不够细腻均匀，限制了质谱分析的灵敏度和空间分辨率，而且通常只能实现单一样品的喷涂，通量较低。同时传统商用基质喷涂设备功能单一，无法精准控制喷涂区域，无法调节温度，进而无法实现原位酶解或衍生化、基质重结晶等功能。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种MALDI质谱基质喷涂仪及喷涂方法，至少解决现有技术的下列技术问题之一：(1)采用电喷雾的手段产生微米级雾滴，只能产生只带正电或者带负电的液滴，液滴对带有相同电荷的分析物萃取效果不好，导致成像效果不好，并且需要使用上千伏的高压电，存在安全隐患；(2)采用高速鞘气产生液滴，极易吹散已经沉积到样品表面但还没有完全挥发失去溶剂结晶的液滴，会导致基质沉积不均匀，并且高速鞘气冲击力大，会破坏脆弱的样品；(3)无法精准控制喷涂区域；(4)通量低每次只能喷涂处理一个样品，效率低且无法实现平行喷涂；(5)无法调控温度，无法实现原位酶解或衍生化、基质重结晶；(6)质谱成像分辨率较低。
[0005]一方面，本专利技术提供一种MALDI质谱基质喷涂仪，包括基质喷涂组件、喷涂组件驱动单元、样品承载组件和承载组件驱动单元，所述基质喷涂组件包括液体喷头，利用超声波将基质溶液破碎成微米级液滴，所述样品承载组件承载待喷涂样品，所述喷涂组件驱动单元驱动基质喷涂组件移动，所述承载组件驱动单元驱动承载组件移动。
[0006]进一步地，所述液体喷头包括环形气体喷嘴，环形气体喷嘴用于定向吹送微米级液滴。
[0007]进一步地，所述喷涂组件驱动单元，包括上下运动单元和左右运动单元，所述上下运动单元驱动基质喷涂组件沿上下方向垂直移动，所述左右运动单元驱动上下运动单元沿左右方向水平移动。
[0008]进一步地，所述上下运动单元，包括滑轨、滑块、喷头夹持组件、连接件和滑块驱动装置，所述喷头夹持组件一端通过连接件与滑块相连，另一端夹持液体喷头，所述滑块套设在滑轨上，能够沿滑轨上下方向垂直移动，所述滑块驱动装置通过驱动滑块实现液体喷头沿上下方向垂直移动。
[0009]进一步地，所述左右运动单元，包括滑轨、滑块、加强筋和滑块驱动装置，所述加强筋一端与左右反相器座相连，另一端与上下运动单元相连，所述滑块套设在滑轨上，能够沿滑轨左右方向水平移动，所述滑块驱动装置通过驱动滑块实现上下运动单元沿左右方向水平移动。
[0010]进一步地，所述样品承载组件，包括载玻片座和夹滑块；所述载玻片座承载载有待喷涂样品的载玻片，所述夹滑块将载有待喷涂样品的载玻片固定于载玻片座上。
[0011]进一步地，所述样品承载组件，还包括加热板和温度探头，所述加热板和温度探头固定于载玻片座下方，用于加热和控制待喷涂样品的温度。
[0012]进一步地，所述夹滑块的数量为n个，所述载玻片座的面积大于n个载玻片平铺面积之和，n为2至6之间的整数。
[0013]进一步地，所述承载组件驱动单元包括前后运动单元，前后运动单元驱动样品承载组件沿水平方向前后移动。
[0014]另一方面，本专利技术还提供一种MALDI质谱基质喷涂方法，使用上述MALDI质谱基质喷涂仪进行质谱基质的喷涂。
[0015]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0016]1、本专利技术采用的液体喷头，利用超声波促进液体震荡将液体破碎成小液滴，利用气体吹送至样品表面，相较于现有技术在MALDI质谱基质喷涂中采用的电喷雾的手段产生微米级雾滴，由于电喷雾发只能产生只带正电或者带负电的液滴，液滴对带有相同电荷的分析物萃取效果不好，必然导致一部分待测分子成像效果不好，本专利技术的液体喷头产生的液滴不带有电荷，有效的避免了因产生液滴带有电荷对样品成像效果的影响。
[0017]2、现有技术在MALDI质谱基质喷涂中采用电喷雾的手段产生微米级雾滴，由于电喷雾必须使用上千伏的高压电，随着设备使用时间的延长，或部件故障，高压电极易造成安全隐患。而本专利技术使用的液体喷头使用常规220V电压，有效的消除了高压电带来的安全隐患。
[0018]3、现有技术在MALDI质谱基质喷涂中采用高速鞘气产生液滴，为将液体分散成为小液滴，使用高压高速喷出的鞘气，但高速高压的鞘气在将液体吹散成小液滴的过程中，极易吹散已经沉积到样品表面但还没有完全挥发失去溶剂结晶的液滴，会导致基质沉积不均匀，并且由于高速鞘气冲击力大，容易破坏脆弱的样品(如生物组织切片)。而本专利技术使用超声法产生液滴，不使用高压高速的鞘气，有效避免了因高速高压鞘气产生的基质沉积不均匀和对样品的破坏。同时高速鞘气产生液滴无法达到微米级，本专利技术通过超声法产生微米级的液滴，更加细小的滴液使制备的基质层细腻均匀。
[0019]4、现有技术承载载玻片的底座较小只能承载单个载玻片，一次只能喷涂一个样品，通量低、效率低，本专利技术通过扩大载玻片座的面积，并通过主板的程序化控制，可以实现最多六片载玻片连续喷涂，具有通量高、效率高的突出优点。
[0020]5、现有技术的基质喷涂仪不具有加热和控温的功能，原位酶解、衍生化以及基质
重结晶等功能均不能实现，而本专利技术在载玻片座底部固定有加热板和温度探头，通过温度探头和加热板调节并稳定喷涂过程中的样品温度，实现原位酶解或衍生化、基质重结晶等功能。
[0021]6、本专利技术通过三个轴向的滑轨，每个方向各有一个电机进行驱动滑块滑动，电机通过主板连接进行精确控制，以实现微小面积的喷涂，精确控制喷涂区域，进而可实现对同一样品不同区域进行不同处理，便于控制对照实验的实施。
[0022]7、本专利技术采用超声实现微米级液滴的喷涂，同时待喷涂样品的共结晶温度可控，有利于形成更小的基质结晶，实现高灵敏度和高空间分辨率的MALDI质谱成像。
[0023]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MALDI质谱基质喷涂仪，其特征在于，包括基质喷涂组件、喷涂组件驱动单元、样品承载组件和承载组件驱动单元，所述基质喷涂组件包括液体喷头，利用超声波将基质溶液破碎成微米级液滴，所述样品承载组件承载待喷涂样品，所述喷涂组件驱动单元驱动基质喷涂组件移动，所述承载组件驱动单元驱动承载组件移动。2.根据权利要求1所述的MALDI质谱基质喷涂仪，其特征在于，所述液体喷头包括环形气体喷嘴，环形气体喷嘴用于定向吹送微米级液滴。3.根据权利要求1所述的MALDI质谱基质喷涂仪，其特征在于，所述喷涂组件驱动单元，包括上下运动单元和左右运动单元，所述上下运动单元驱动基质喷涂组件沿上下方向垂直移动，所述左右运动单元驱动上下运动单元沿左右方向水平移动。4.根据权利要求3所述的MALDI质谱基质喷涂仪，其特征在于，所述上下运动单元，包括滑轨、滑块、喷头夹持组件、连接件和滑块驱动装置，所述喷头夹持组件一端通过连接件与滑块相连，另一端夹持液体喷头，所述滑块套设在滑轨上，能够沿滑轨上下方向垂直移动，所述滑块驱动装置通过驱动滑块实现液体喷头沿上下方向垂直移动。5.根据权利要求3所述的MALDI质谱基质喷涂仪，其特征在于，所述左...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂宗秀，孟令炜，黄熹，李玉泽，熊彩侨，刘会会，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：