[实用新型]质谱成像基质喷雾器

说明书

技术领域

本实用新型设计涉及到生物医学分析测试技术领域，提供了一种用于基质辅助激光解吸电离质谱生物组织成像技术的质谱成像基质喷雾器。

背景技术

生物组织质谱扫描成像(Imaging Mass Spectrometry，IMS)是一种新型的分子成像技术，它通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight MassSpectrometry，MALDI-TOF-MS)或串联飞行时间质谱(TOF/TOF-MS)直接扫描覆盖有基质的生物组织样品，获得组织切片上每个点的质谱图。将质谱图中的每个化合物的质荷比(m/z)、离子信号强度以及它们在切片上的二维坐标组合起来，绘制成二维离子密度图，即质谱成像图(Mass Spectrometry Image)。这些图可代表化合物在组织或细胞中的分布。该技术无需将组织中的多肽、蛋白质等分子提取出来，无需对目标药物进行染色，是基于最新的生物质谱技术、蛋白质组学和代谢组学的分子成像技术，可将疾病发生部位、进程与相关分子紧密关联起来，对于研究疾病发生、发展、愈后评价以及新药筛选、药物药理和毒副作用评价具有重要的参考价值。

样品制备是生物组织质谱扫描成像实验的关键，主要为切片方式、基质及其溶剂选择、基质浓度、基质覆盖方法。要获得高质量质谱信号，基质溶液在均匀地覆盖于切片表面的过程中，应尽可能满足以下三个条件：第一，组织切片上的蛋白无扩散或移位现象；第二，基质与蛋白形成良好的共结晶；第三，晶体的尺寸必须小于质谱成像的分辨率。因此基质覆盖在组织切片的时间不宜过长，溶剂量不宜太多，最好是当原位上的蛋白与基质形成共结晶后，溶剂即蒸发完。基质覆盖的方法主要有毛细管滴加法、毛细管喷雾法和自动化仪器喷雾法。毛细管滴加法产生的每个基质斑点(直径约50-100μm)紧密排列又相互离散，使组分的移位程度控制在最小范围。但该方法操作费力而且费时间，不适合于面积较大的生物组织样本或者多组织样本实验时使用。喷雾法是目前各个实验室所通用的。一般该操作在喷雾和干燥反复循环的条件下操作，每次喷雾达到刚好润湿切片的效果。根据组织的不同表面性质，循环次数一般为10-15次。本新型设计所涉及的装置是用于基质辅助激光解吸电离质谱生物组织成像技术的质谱成像基质喷雾器。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于基质辅助激光解吸电离质谱生物组织成像技术的质谱成像基质喷雾器。

目前实施质谱扫描生物组织成像技术时，没有标准的喷雾装置。最初，我们参考平面色谱法中显色实验所用的装置来组装喷雾系统。最初组装的喷雾系统包括单路大口径通气入口、内凹的喷嘴和平底磨口烧瓶。其结构见图1。利用高纯氮气施加一定的恒压，有利于基质溶液均匀地喷雾在组织表面，基质溶液由喷嘴喷出，雾状覆盖于组织切片表面。但由于实验目的不同，实验中所用的溶液不同，组装的装置不能充分满足质谱扫描生物组织成像实验的要求。并且该装置用于质谱扫描生物组织成像实验时存在一些缺点：1.制样耗费大量的基质溶液。2.其喷嘴口过大，且动力来源为单路气体，因此它不能调节雾滴的大小和喷雾面积，产生的雾滴大小也不均匀。3.由于雾滴太大，在组织切片上干燥时间较长，所以蛋白移位的情况比较明显。

针对以上缺陷，并且考虑到质谱扫描生物组织成像实验所用的溶剂容易挥发，基质浓度高，容易形成结晶等因素，我们对喷雾装置进行了新设计。依据流体力学原理，对动力的气路、装置的喷嘴做了改进。

本实用新型设计涉及的喷雾装置包括：喷雾调节室和容器。调节室和容器相互独立，通过接口连接。其特征在于：1)喷雾调节室带有一个可调节气流的入口和一个外延形的毛细管喷嘴。毛细管喷嘴为外延形双重套管，外层套管通气，内层套管通溶液。2)容器带有一个可调节气流的入口。基质容器带有一个可调节气量的气体入口。

本实用新型的工作原理是：通过容器的入气口引入一定压力(0.005Mpa～0.02Mpa)的气体，基质溶液受压通过毛细管在喷嘴出喷出。通过喷雾调节室的入气口引入一定压力(0.005Mpa～0.04Mpa)的气体，该高速气流经过喷嘴，将毛细管喷出的溶液击碎成雾状。