【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于质谱检测，具体地，涉及一种膜介导印迹芯片及其制备方法和应用。
技术介绍
1、质谱成像技术(msi)可提供样本表面分子的空间分布及含量信息，具有免标记、灵敏度高、动态范围宽、分子种类覆盖广、分析速度快等特点。在生命科学领域，msi可实现蛋白质、脂质、小分子有机代谢物在组织切片表面的空间分布成像。基质辅助激光解吸离子化质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization，maldi)是最常用的质谱成像技术之一，该技术通常使用有机基质(如有机酸等)辅助待分析物的激光解析和离子化。在激光照射下，分析物和基质同时解吸和电离。基质分子还会进一步断裂产生碎片，这些碎片离子信息会导致低质荷比(m/z)范围的背景杂峰，干扰小分子代谢物的检测(<1000da)。且成像前喷涂基质易造成分析物离域或形成不均匀的结晶，造成分子成像空间分布信息的偏差。因此，发展免喷涂基质的质谱成像技术及材料对于msi的实际应用具有重要意义。
2、表面辅助激光解吸电离质谱成像(surface-assisted laser desorption andionization mass spectrometry imaging，saldi-msi)利用无机纳米材料对激光的吸收和电荷转移能力，较好地实现了小分子的快速质谱检测，已有的saldi材料包括：石墨烯、碳量子点、贵金属纳米颗粒、多孔硅、硅纳米线等。无机纳米材料是补充或替代有机基质的理想候选者。激光与纳米结构的相互作用可导致较高的加热速率，延长的相互作用时
3、目前在saldi-msi中制备样品的主要方式有四种，分别是沉积法、压印法、喷涂法、金属溅射法。喷涂法和金属溅射法都是对传统maldi基质喷涂的延续和改进，喷涂或溅射过程繁琐耗时，且无法从本质上改善样品分子离域的问题，很难进一步创新推广。沉积法和压印法是当前最有可能推动saldi-msi发展及应用的两种样品制备方法。沉积法是将组织样本简单地沉积到纳米基板表面后直接成像，这种方法的缺点是激光很难穿透组织层与纳米结构作用产生较高的解吸离子化效率。若用较高的激光强度产生电离，则会导致检测灵敏度较低，并且会造成部分组织消融，可能会观察到成像伪影，很难推广到生物组织的成像应用中。印迹法则是将样品上的目标分子转印到纳米基板表面，样品在分析前被移除，在表面留下分子印迹。虽然其很好地消除了沉积法中组织层对成像的影响，但直接用基板压印组织的过程容易弄脏空间细节，限制成像空间分辨率。并且纳米基板的特性显著决定了哪些分析物被印记在表面，对于检测灵敏度和覆盖率的提升产生较大阻碍。因此在已有的这些样品制备流程中，没有具备通用性和普适性的方法，saldi-msi还存在较大的进步发展空间。
4、目前，日本滨松公司研发了diuthame芯片，利用三氧化二铝薄膜作为成像基板。此薄膜由紧密排列的亚微米孔道构成，并在暴露于激光的一面涂有铂层(促进有效的激光解吸离子化)。通过毛细作用，组织代谢物从曝光面相反的表面原位渗透至其曝光面后，方可立即进行成像实验。此方法虽然为质谱成像提供了一种便捷的模式，但三氧化二铝薄膜基底较为脆弱，操作过程中容易碎裂。此外，贵金属铂涂层表面可调控性不强，对不同类型代谢分子的解吸离子化效率有一定的偏向性，代谢分子的质谱出峰覆盖率不高。并且diutahme芯片成本价格昂贵，使其在质谱成像应用中受到限制。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题中的至少一个，本专利技术采用以下技术方案：
2、本专利技术第一方面提供多孔薄膜在制备用于生物组织印迹的芯片中的应用，所述芯片包括基板，所述多孔薄膜具有贯穿上下表面的微孔，所述微孔的孔径为150～300nm，制备质谱芯片时，将所述多孔薄膜贴附在所述基板上。
3、在本专利技术中，多孔薄膜作为介导印迹层，在使用时，生物组织切片表面的待分析物分子能够通过微孔渗透到基板上从而完成印迹过程。由此，本专利技术对多孔薄膜的微孔孔径要求较高。一方面，微孔孔径不能少于100nm，否则微孔渗透性差，待分析物不能有效地转移到基板表面，会导致质谱检测信号弱，降低检测灵敏度；另一方面，微孔孔径不能大于400nm，否则会导致待分析物分子发生严重的位移，无法保留待分析物的原位性，导致空间分辨率低。本专利技术意外地发现，当微孔的孔径为150～300nm时，检测的效果较好，进一步出乎意料地，当微孔的孔径为200nm时，检测的效果更好。
4、在本专利技术的一些实施方案中，所述多孔薄膜为核孔膜。核孔膜是指用高能射线，如4～5mev的α粒子，照射聚碳酸酯的均质膜，使聚合物中的化学键断裂，而后进行腐蚀，就可得到圆柱形孔，孔径可控制在100-1000nm范围的膜。
5、在本专利技术中，对微孔的孔密度也有要求，不能太密，也不能太疏。在本专利技术的一些实施方案中，所述微孔的孔密度为2×108～4×108个/cm2。在本专利技术的一些优选实施方案中，所述微孔的孔密度为2.9×108个/cm2。
6、在本专利技术的一些实施方案中，所述基板为具有纳米线结构基板，所述多孔薄膜用于贴附在所述基板上具有纳米线结构的一面上。此时，所述基板表面的纳米线结构所述微孔与所述多孔薄膜另一面的外界连通。当组织切片置于多孔薄膜上时，脂质和/或代谢物分子能够通过所述微孔渗透到纳米线结构上。
7、在本专利技术的一些实施方案中，所述纳米线结构为一种具有在横向上被限制在100nm以下(纵向没有限制)的一维结构。
8、进一步地，所述纳米线为垂直纳米线，具有垂直纳米线结构基板也称为垂直纳米线基板。优选地，所述垂直纳米线基板选自包括硅垂直纳米线基板、二氧化钛纳米线和碳化硅垂直纳米线基板的组中的至少一种，在这些垂直纳米线基板中，区别在于基板的材料不同。
9、在本专利技术的一些优选实施方案中，所述垂直纳米线基板为硅垂直纳米线基板。在本专利技术的一些更优选实施方案中，利用以下步骤制备获得所述硅垂直纳米线基板：
10、s11，将p型单晶硅切割，在含有氢氟酸和银催化剂的溶液中进行刻蚀；
11、s12，用去离子水将刻蚀后的p型单晶硅洗涤，然后浸入稀硝酸中浸泡以去除银催化剂，即得到具有垂直纳米线阵列的硅垂直纳米线基板。
12、本专利技术第二方面提供一种用于生物组织印迹的芯片，包括基板，所述基板上贴附有多孔薄膜，所述多孔薄膜具有贯穿上下表面的微孔，所述微孔的孔径为150～300nm。
13、在本专利技术的一些实施方案中，所述基板包括印迹区和分子量校准区域。
14、本专利技术第三方面提供本专利技术第二方面所述的芯片的制备方法，包括将所述多孔薄膜贴附在所述基板表面的步骤。
15、本专利技术第一方面对微孔和基板的解释和进一步限定同样适用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.多孔薄膜在制备用于生物组织印迹的芯片中的应用，所述芯片包括基板，其特征在于，所述多孔薄膜具有贯穿上下表面的微孔，所述微孔的孔径为150～300nm，制备所述芯片时，将所述多孔薄膜贴附在所述基板上。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述多孔薄膜为核孔膜。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述微孔的孔密度为2×108～4×108个/cm2。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述基板为具有纳米线结构基板，所述多孔薄膜用于贴附在所述基板上具有纳米线结构的一面上。
5.一种用于生物组织印迹的芯片，包括基板，其特征在于，所述基板上贴附有多孔薄膜，所述多孔薄膜具有贯穿上下表面的微孔，所述微孔的孔径为150～300nm。
6.根据权利要求5所述的芯片，其特征在于，所述基板包括印迹区和分子量校准区域。
7.权利要求5所述的芯片的制备方法，其特征在于，包括将所述多孔薄膜贴附在所述基板表面的步骤。
8.一种基于权利要求5所述的芯片进行生物组织印迹的方法，其特征在于，包括以下步骤
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述组织切片的厚度为20～50μm。
10.权利要求5所述的芯片在表面辅助激光解吸电离质谱成像中的应用。
11.权利要求5所述的芯片在制备用于检测组织脂质和/或代谢物的试剂盒中的应用。
12.一种检测组织脂质和/或代谢物的试剂盒，其特征在于，包括权利要求5所述的芯片。
...【技术特征摘要】
1.多孔薄膜在制备用于生物组织印迹的芯片中的应用，所述芯片包括基板，其特征在于，所述多孔薄膜具有贯穿上下表面的微孔，所述微孔的孔径为150～300nm，制备所述芯片时，将所述多孔薄膜贴附在所述基板上。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述多孔薄膜为核孔膜。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述微孔的孔密度为2×108～4×108个/cm2。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述基板为具有纳米线结构基板，所述多孔薄膜用于贴附在所述基板上具有纳米线结构的一面上。
5.一种用于生物组织印迹的芯片，包括基板，其特征在于，所述基板上贴附有多孔薄膜，所述多孔薄膜具有贯穿上下表面的微孔，所述微孔的孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬建敏，刘星月，陈晓明，
申请(专利权)人：杭州汇健科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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