一种质谱芯片及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种质谱芯片及其制备方法与应用，所述质谱芯片包括：基底；膜涂层，形成于所述基底表面，所述膜涂层由微纳米材料涂覆而成；金属及金属氧化物氧化物层，形成于所述膜涂层表面；本发明专利技术构建了一种以微纳材料为膜层，表面溅射等离激元贵金属的新型质谱芯片，增强激光解吸电离质谱对于小分子代谢物的检测效率；检测时间短，低至1分钟即可得到检测结果；检测通量高，可进行大规模、高通量的生物样本检测；能够基于血清样本区分不同人群的代谢图谱，为疾病早筛早诊打下理论基础。为疾病早筛早诊打下理论基础。为疾病早筛早诊打下理论基础。

【技术实现步骤摘要】
一种质谱芯片及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及芯片制备
，特别涉及一种质谱芯片及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]小分子代谢产物能够提供疾病的关键信息，基于代谢物的检测可以有效对疾病的诊断做出决策支持。目前，临床上主要应用传统的生化法对小分子代谢物进行检测，无法进行高通量、大批量的检测，检测效率较低，亟需一种高效、大规模的方法去表征生物的代谢指纹谱图。
[0003]现有的检测代谢技术主要有以下几种：1)气相色谱
‑
质谱联用仪、液相
‑
色谱质谱联用仪：样本预处理过程繁琐，每个样本须耗时45分钟甚至1小时以上，面对临床上大规模的待测样本，应用程度有限。2)生化法：一次只能检测单一指标，样本消耗量大，耗时长，且无法进行高通量、大批量的检测。激光解吸电离质谱作为一种新型的检测技术能够解决上述不足，实现高通量、大批量的样本检测，并且每个样本只需要消耗500nL的体积，无需复杂的预处理过程。但目前应用于激光解吸电离质谱的基质主要为有机基质，传统的有机基质容易在小分子量端(m/z<1000)产生强的背景信号，而这些噪声对于小分子的检测带来极大的干扰，影响检测效果，因而只能用于大分子蛋白的检测。
[0004]因此，为了将激光解吸电离质谱应用于小分子代谢物的检测，亟需开发一种新型的质谱芯片。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供一种质谱芯片及其制备方法与应用，用于辅助激光解吸电离质谱检测小分子代谢物。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]在本专利技术的第一方面，提供了一种质谱芯片，包括：
[0008]基底；
[0009]膜涂层，形成于所述基底表面，所述膜涂层由微纳材料涂覆而成；
[0010]金属及金属氧化物氧化物层，形成于所述膜涂层表面。
[0011]进一步地，所述基底包括玻璃片、石英、硅片或PDMS聚合物中的一种。
[0012]进一步地，所述微纳材料包括聚合物材料、碳材料和硅基材料中的至少一种。
[0013]进一步地，所述微纳材料的粒径为50
‑
1000nm。
[0014]进一步地，所述金属及金属氧化物氧化物层中含有直径为1
‑
50nm金属及金属氧化物颗粒，所述金属包括纳米金、银、铜、铂、铝、钯和铜中的至少一种；所述金属氧化物包括氧化铁、氧化铝、氧化亚铜和氧化铜中的至少一种。
[0015]进一步地，所述金属及金属氧化物氧化物层表面粗糙度为1
‑
50nm。
[0016]在本专利技术的第二方面，提供了所述质谱芯片的制备方法，所述方法包括：
[0017]获得膜涂层微纳材料；
[0018]将基底清洗，后将所述胶体浸涂于所述基底表面并形成膜层；
[0019]在所述膜层的表面溅射金属及金属氧化物层，获得质谱芯片。
[0020]进一步地，所述基底采用食人鱼溶液清洗；浸涂采用浸渍镀膜机，所述浸涂的速度为50
‑
70mm/min。
[0021]进一步地，所述溅射金属及金属氧化物层具体包括：在10
‑
60mA的电流下，在真空中持续溅射相关金属和金属氧化物靶材1
‑
8min，溅射角均保持垂直状态，且溅射的系统基本压力为0.1
‑
1mbar。
[0022]在本专利技术的第三方面，提供了所述质谱芯片在辅助激光解吸电离质谱检测小分子代谢物中的应用。
[0023]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0024]本专利技术提供的一种质谱芯片及其制备方法与应用，构建了一种以微纳米材料为膜层，表面溅射等离激元贵金属的新型质谱芯片，增强激光解吸电离质谱对于小分子代谢物的检测效率上万倍以上；检测时间短，低至1分钟即可得到检测结果；检测通量高，可进行大规模、高通量的生物样本检测；能够基于血清样本区分不同人群的代谢图谱，为疾病早筛早诊打下理论基础。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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它的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例提供的一种质谱芯片的结构图；其中，图1A为结构组成示意图；图1B为具体实物图；图中标记为：1、基底；2、膜涂层；3、金属及金属氧化物氧化物层；
[0027]图2为本专利技术实施例提供的一种质谱芯片的制备方法的流程图；
[0028]图3为本专利技术构建的新型质谱芯片成功应用于非小细胞肺癌(NSCLC)的诊断结果。
具体实施方式
[0029]下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。
[0030]在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
[0031]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
[0032]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
[0033]此外，在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0034]本申请的技术方案总体思路如下：
[0035]根据本专利技术的一种典型的实施方式，提供一种质谱芯片，如图1所示，包括：
[0036]基底1；
[0037]膜涂层2，形成于所述基底表面，所述膜涂层由微纳材料涂覆而成；
[0038]金属及金属氧化物氧化物层3，形成于所述硅膜层表面。
[0039]上述技术方案中，以硅为膜层，表面溅射等离激元贵金属的新型质谱芯片，能够增强激光解吸电离质谱对于小分子代谢物的检测效率的原因为：具有等离激元效应的贵金属能够发生表面等离子体共振，将激光的能量充分吸收利用并激发出热电子，进而促进小分子代谢物的热致解吸附过程，增强检测效率。在溅射金属及金属氧化物之前，需要对基底表面进行微纳材料胶体涂覆，这是为了构建微纳米级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质谱芯片，其特征在于，包括：基底；膜涂层，形成于所述基底表面，所述膜涂层由微纳材料涂覆而成；金属及金属氧化物氧化物层，形成于所述膜涂层表面。2.根据权利要求1所述的一种质谱芯片，其特征在于，所述基底包括玻璃片、石英、硅片或PDMS聚合物中的一种。3.根据权利要求1所述的一种质谱芯片，其特征在于，所述微纳材料包括聚合物材料、碳材料和硅基材料中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种质谱芯片，其特征在于，所述微纳材料的粒径为50
‑
1000nm。5.根据权利要求1所述的一种质谱芯片，其特征在于，所述金属及金属氧化物氧化物层中含有直径为1
‑
50nm金属及金属氧化物颗粒，所述金属包括纳米金、银、铜、铂、铝、钯和铜中的至少一种；所述金属氧化物包括氧化铁、氧化铝、氧化亚铜和氧化铜中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种质谱芯片，其特征在于，所述金属及金属氧化物氧化物层表面的粗糙度为1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：卜军，胡庆，杨晓秋，夏兆麟，张文，周梅英，陈进军，李幸幸，
申请(专利权)人：武汉千麦医学检验实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：