[发明专利]一种亲疏水图案化阵列芯片、制备方法及其应用

说明书

本发明属于质谱检测领域，具体涉及构筑一种亲疏水图案化阵列芯片，这种图案化芯片可以被广泛地应用于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪(MALDI‑TOF MS)样品的制备及检测。其步骤为：在基底上构筑外圈为疏水层，中间为亲水点的阵列芯片；中间亲水点为金属薄膜或纳米粒子组装膜；基质和生物样品混合溶液滴加于所述芯片的亲水区域上，在室温下自然晾干，得到均匀的、细小的基质与样品的共结晶颗粒。利用本发明的芯片，不但能实现对于生物样品的富集，而且还能改善基质和样品的共结晶形态，从而提高MALDI‑TOF MS检测的灵敏度和重现性，因此具有很大的实际应用的价值。

技术领域

本发明属于质谱检测领域，具体涉及一种亲疏水图案化阵列芯片的制备方法和在质谱检测领域的应用。

背景技术

精准医学是应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息技术，结合患者的生活与临床数据，实现精准的疾病分类与诊断，制定具有个性化的疾病预防与处置方案的新兴医学手段。然而，要全面实现精准医疗，是离不开精准诊断和精准治疗的。其中，先进的临床检测技术是实现精准诊断的前提。

质谱作为一种高特异性、高灵敏性、高准确性、分析速度快、多指标可同时检测等特点的新兴技术正逐渐被临床医学市场所认识与接受。目前在我国的临床检测中应用最多的两种质谱：一种是高效液相色谱串联三重四级杆质谱技术(LC-MS/MS)，一种是基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)。但是，LC-MS/MS技术对技术人员以及样本前处理的能力要求较高，使得LC-MS/MS在临床检测的推广方面不及后来兴起的MALDI-TOFMS。

MALDI-TOF MS作为一种软电离的质谱检测方法，它的整体检测流程是将待测样品与过量的有机小分子基质进行混合，滴于不锈钢的靶板上，待室温下自然干燥，基质与待测物会形成共结晶，随后将其送入质谱仪中，通过脉冲激光进行样品的解吸和离子化，最终通过飞行时间检测器进行检测，得出待测物的质荷比。MALDI-TOF MS以其操作简便、微量化、高通量、高度自动化处理等特点，近年已经被广泛用于微生物、核酸、蛋白等物质检测和鉴定中，成了临床检测中必不可缺的重要工具之一。

但是，在实际的应用过程中，痕量的样品量，样品沉积面积的不可控、样品与基质之间的不均匀共结晶都会严重地影响MALDI-TOF MS检测的灵敏度和重现性。因此，利用合适的方法来富集样品，改善样品和基质之间共结晶的均匀性对于MALDI-TOF MS的检测是至关重要的。近几年，也陆续地出现一些相关的研究。

中国授权专利“质谱基片及制备方法与用途”(专利号：201810052139.9)提供了一种利用表面图案化技术在芯片上设置亲疏水区域来制备检测芯片，其方法是先使用硅烷偶联剂修饰基片，形成疏水区域，再通过酸性试剂对点样区的表面进行化学修饰，形成亲水性孔状结构。当样品和基质的混合溶液滴加在亲水点样区时，由于点样区外圈的疏水性会将溶液限制在亲水孔状的点样区域中，从而起到富集生物样品的作用。同时，点样区较小的尺寸，对于改善样品和基质的共结晶形态也起到一定的作用。但是此方法中使用的酸性的试剂，涉及到氢氟酸(HF)、硫酸(H₂SO₄)、或溴化氢(HBr)中的一种，这些酸都具有很强的腐蚀性，对于人员操作会带来危险性和难度，不利于在大规模制备中使用。