[发明专利]质谱单细胞分析装置及方法

说明书

本发明提供了一种质谱单细胞分析装置及方法，所述质谱单细胞分析装置包括反电极，所述反电极用于获取激光物理参数；激光单元，所述激光单元包括激光器和控制单元；检测单元，所述检测单元用于检测激光物理参数；记录单元，所述记录单元用于记录激光物理参数；光束控制单元，所述光束控制单元用于控制激光灼蚀指定的细胞；移动单元，所述移动单元用于移动电喷雾毛细管选择性地移动到任一细胞的上侧，或移动到质谱进样口。本发明具有精度高、效率高等优点。

技术领域

本发明涉及细胞分析，特别涉及质谱单细胞分析装置及方法。

背景技术

代谢组学是继基因组学，转录组学和蛋白质组学之后,系统生物学的重要领域.代谢组学技术可使基因和蛋白表达的微小变化在代谢物水平得到放大,并将代谢信息与病理生理过程中生物学事件关联起来，从而了解机体生命活动的代谢过程。代谢物是具有不同理化特性的小分子，丰度水平差异很大，这使得它们的鉴定和分析具有挑战性。同时，近年来，科学家发现细胞间存在异质性，不同功能表型的混合细胞群体以一种动态平衡的方式存在,然后在不同状态下经历表型的转变，呈现的形态各异、高等生物存在的细胞极性分化、细胞离体培养常有的表型差异、生长差异和周期差异等。因此，单细胞水平的代谢分析今年来取得了快速的发展，但方法还不够完善，未像单细胞测序如此成熟。

通常，光谱分析法，如傅里叶变换红外光谱法、核磁共振(NMR)和质谱技术与分离技术如气相色谱法、高效液相色谱法(HPLC)和毛细管电泳相结合，已被用于代谢组学。质谱(MS)是一种多功能技术，与色谱分离相结合，可以提供具有高选择性和灵敏度以及宽动态范围的复杂样品的定性和定量分析。然而，传统的质谱方法耗时且涉及大量的样品制备。直接采样方法的应用，如流动注射电喷雾电离(ESI)，可以避免色谱分离，但不能避免可能影响样品完整性的大量样品制备，在某些情况下，可能会导致代谢物降解。因此，这些技术通常会限制样品的选择并阻碍其原位分析。

这些问题中的一些可以通过使用大气压离子源来缓解。大气压离子源的最新进展，例如实时直接分析(DART)、解吸电喷雾电离(DESI)、大气压红外基质辅助激光解吸电离(AP IR-MALDI)和激光烧蚀电喷雾电离(LAESI)可以直接分析细胞和组织样品，而无需进行大量样品制备。使用DART、DESI和MALDI技术分析细胞、细胞培养物和细胞提取物可能有其自身的局限性，例如分析物的覆盖范围、仅表面取样和定量限制。根据某些实施方案，LAESI-MS可以提供原位细胞和组织分析，

目前的激光解吸离子化，特别适用于难挥发的合成聚合物和热不稳定的有机分子、生物分子的分析。但必须具有能较好吸收激光的物质才能产生解析，检测上限低于3000。且获得分子离子和有结构信息的碎片，适于结构复杂、不易气化的大分子。而电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物。因此两者结合形成了激光解析电喷雾电离技术，增加了化合物检测、分析的范围。

目前存在的问题：

1、激光解吸电喷雾技术目前为激光照射、电喷雾同时进行，未对激光解析、电喷雾电离的顺序、时间进行优化。

2、仅表面取样，定量限制、分析物的翻盖范围有限。

3、电喷雾试剂使用量较大，无法满足哺乳动物单细胞(体积仅约为一皮升)常规分析方法的检测要求。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种高效率、高精度的单细胞分析装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

质谱单细胞分析装置，所述质谱单细胞分析装置包括显微镜、质谱、电喷雾毛细管、高压电源、培养皿；其特征在于，所述质谱单细胞分析装置还包括：

反电极，所述反电极用于获取激光物理参数；

激光单元，所述激光单元包括激光器和控制单元；