用于分析测量样品支架上样品材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于分析测量沉积在样品支架表面上的样品材料的方法，包括：(a)在表面上定义多个区域，其中一些区域与样品材料接触，(b1)使用解吸束在一个区域上对样品区段进行采样以产生解吸分子，这些解吸分子被电离并转移到分析仪，(b2)通过改变光束相对于表面的定向设置沿着该区域上从多个预定义的非直线轨迹中选出的非直线轨迹扫过该区域，同时将支架保持在一个位置，(c)使用样品支架的空间调节装置从扫过的区域过渡到下一个要扫过的区域，以及(d)重复步骤(b1)，(b2)和(c)直到满足预定的终止条件。本发明专利技术还涉及一种用于分析离子的系统，其具有离子发生装置和控制单元。其具有离子发生装置和控制单元。其具有离子发生装置和控制单元。

【技术实现步骤摘要】
用于分析测量样品支架上样品材料的方法


[0001]本专利技术涉及用于分析测量沉积在样品支架表面上的延伸的或扁平的样品材料的方法，其中该样品材料通过解吸手段被转化为气相以便进行空间分辨，并且从该材料生成带电种类物或分析物离子，然后将其转移到分析仪进行进一步分析。该方法特别适用于(薄)组织切片的质谱成像，无论是否有事先的迁移率分离。

技术介绍

[0002]在本
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中参考特定方面来解释现有技术。然而，这不应被理解为对以下本专利技术公开的限制。从现有技术中已知内容的有用的进一步发展和改进也可以应用在本
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的相对狭窄范围之上和之外，并且在阅读了本
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之后的专利技术公开内容后对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
[0003]成像质谱法本质上涉及通过解吸束扫描扁平样品，例如，经切片的(薄)组织切片，该解吸束从扁平样品中释放空间分辨的分析物分子并将从所述分子产生的带电分子种类物或分析物离子转移到质量分析仪，例如飞行时间分析仪(TOF)。示例是基质辅助激光解吸/电离(MALDI)或通过分别与飞行时间分析仪，MALDI
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TOF和SIMS
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TOF耦合的初级离子轰击(次级离子质谱，SIMS)进行的电离。空间分辨的测量数据可用于编制和显示扁平样品上不同分析物分子的分布图。
[0004]成像质谱设置最初使用固定光束引导器和可以在二维中移动的x
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y平移台操作，并且具有扁平样本的样本支架位于其上或其中。为了在这种设置中以空间分辨率扫描扁平样品，平移台以规则的间隔移动，以便在台子的每次移动后，扁平样品的不同区域处于解吸束的焦点。作为一种移动机构，平移台相对较慢，因此台的移动非常耗时，因为当扁平样品、样品支架和台子本身合在一起时，质量相当大，必须以几十到一百微米的相对较短的距离定期重复移动(在走停的循环中)。每次移动结束后，沉重的台子布置中会发生振荡和振动，在使用解吸束进行扫描前必须先将其平息，否则会影响解吸过程的定位精度。此外，市售平移台的定位精度在个位数微米范围内，约为2.5到3微米，这限制了可以实现的空间分辨率。尽管具有更好定位精度的压电平移台是已知的，但其购买成本非常昂贵，因此不适合工业生产。
[0005]这种操作模式的一个示例可以在专利公开US 2008/0017793 A1中找到。其公开了一种用于动态质谱像素成像的方法，该方法包括将激光束引导到待扫描的样本上，从而激光束从样本中释放分析物。然后激光束和样品相对于彼此移动，使得激光束基本上连续地沿着样品上的预定路径移动，以便沿着该预定路径从样品中释放分析物。随后对释放的分析物进行质量分析。
[0006]样品支架的固定定位，连同沉积在其上的扁平样品，以及通过改变解吸束的定向来扫描样品表面，在运动学方面等同于纯粹移动平台并使用固定定向的解吸束。在专利公开US 2004/0183009 A1中给出了一个示例，该实例示出了一种包含激光束引导装置的MALDI质谱仪，通过该激光束引导装置可以控制激光焦点在被分析的MALDI样品上的移动。
激光束引导装置可以包含镜面装置，该镜面装置包括一对独立控制的镜面。第一个镜面可以沿着MALDI样品的x轴移动激光焦点，而第二个镜面可以沿着MALDI样品的y轴移动激光焦点。其目的尤其是探测具有非常高产率的样品区域(甜蜜点，sweet spots)。可以纯粹通过光束移位扫描的样品支架上的区域存在实际限制，因为离子产生和离子到连接的分析仪中的转移受到的不利影响的程度随着光束相对于样品支架表面的入射角的减小和变平而增加。尤其是当使用带有离子轴向注入的典型飞行时间分析仪时，在不对产生的离子束进行任何进一步补偿的情况下，可以从直线飞行时间轴产生大约100微米的最大位移。
[0007]此外，例如从专利公开DE 10 2011 112 649 A1(对应于GB 2 495 805 A和US 2013/0056628 A1)中已知台子移动和光束定向改变的组合，其涉及通过基质辅助激光解吸(MALDI)进行样品电离的质谱仪。在此，样品位于可移动的支撑板上，在此其被脉冲激光照射，该脉冲激光在连续移动的支撑板上的撞击点通过可旋转的镜面系统改变。
[0008]在2012年5月20日至24日在加拿大温哥华举办的第60届ASMS会议上展出的Anton
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n等人的海报出版物《使用快速扫描镜的高通量MS成像(High throughput MS imaging using a fast scanning mirror)》中，可以找到结合间歇性载物台移动和改变光束定向的操作模式的一个示例。该出版物涉及具有高通量和单个快速精密扫描镜的线性飞行时间质谱仪的原型，其中解吸激光器在几毫米内的快速和精确镜面调整取代了沿一个空间方向的样品台移动。通过将单个图像连接在一起，可以看到更大的区域。该出版物之后是来自同一研究组的两篇专家文章，其具有相似的、进一步发展的内容：Anton
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n等人,分析化学，2014,86,2,982
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986和986和等人，美国质谱学会学报，(2019)30:289
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298。
[0009]对于SIMS
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TOF质谱仪的具有纯载物台移动和固定光束定向以及组合有间歇载物台移动和改变光束定向的不同操作模式的描述可以在Tingting Fu的论文中找到(3D和高灵敏度微量质谱成像(3D and High Sensitivity Micrometric Mass Spectrometry Imaging)，分析化学,巴黎
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萨克雷大学,2017年，英语，NNT:2017SACLS218，电话01699065v2)。科学家努力更好地了解簇离子轰击下的离子产生，研究并行成像MS/MS光谱仪(PHI nanoTOF II)的MS/MS能力，并使用SIMS
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TOF以高空间分辨率绘制重要的木材代谢物。
[0010]专利公开DE 10 2018 112 538 B3(对应于GB 2 574 709 A和US 2019/0362958 A1)涉及具有脉冲电离样品的飞行时间质谱仪，例如通过基质辅助激光解吸(MALDI)，其中样品位于样品支架上，并通过经位置控制的解吸束在网格中一个接一个地进行辐照和电离。离子光学牵拉透镜装置位于样品支架的前面，该装置中的至少一个透镜光阑被细分为多个段，并且电压源能够为这些段或其中一些段提供不同的电压，取决于解吸束在支撑板上的撞击位置。然后可以虚拟地将透镜的有效离子光学聚焦中心从轴上移开，并将偏离真实透镜轴产生的离子束聚焦成基本上平行于真实透镜轴的光束，并且对于相同质量的离子没有时间相移。该光束可以通过x/y偏转单元回到轴上，例如用于操作带有反射器的飞行时间质谱仪。
[0011]鉴于以上解释，需要加速沉积在样品支架上的样品材料的测量。此外，还需要减少在解吸束和样品支架的相对运动中涉及的组件的不必要的磨损和撕裂。通过阅读以下公开内容，本领域技术人员将立即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于分析测量沉积在样品支架表面上的样品材料的方法，所述方法包括以下步骤：(a)在样品支架表面上定义多个区域，其中一些区域与样品材料接触，(b1)使用解吸束在一个区域上对样品区段进行采样以产生解吸分子，这些解吸分子被电离并转移到分析仪，(b2)通过改变解吸束相对于样品支架表面的定向设置沿着该区域上从多个预定义的非直线轨迹中选出的一个非直线轨迹扫过该区域，同时将样品支架保持在一个位置，(c)使用样品支架的空间调节装置从一个扫过的区域过渡到下一个要扫过的区域，以及(d)重复步骤(b1)，(b2)和(c)直到满足预定的终止条件。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b2)中的区域可以在解吸束相对于样品支架表面的第一定向和最后定向之间被扫过，其中在步骤(c)中的每次过渡之后，下一个区域的扫描分别从解吸束的最后定向开始。3.根据权利要求1所述的方法，其中解吸束可以是离子束或光束。4.根据权利要求1所述的方法，其中每个区域可以具有多个范围元素，并且解吸束可以沿着从多个预定义解吸路径中选择的一个解吸路...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚斯，
申请(专利权)人：布鲁克，
类型：发明
国别省市：