一种用于质谱成像的基质喷涂装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于质谱成像的基质喷涂装置，属于生物样本质谱成像领域。
【背景技术】
[0002]随着质谱成像技术(MSI)在组织和细胞研究领域越来越广泛的应用，如何利用质谱成像获得更加详细、丰富的生物分子信息已成为人们目前最感兴趣的课题之一。基于基质辅助激光解吸电离技术(MALDI)的质谱成像的工作流程，主要包括组织样本切片、基质喷涂和组织样本的质谱成像三个方面。一般情况下，组织切片的厚度为10-20微米；基质喷涂是利用特殊的喷涂装置将具有特殊物理化学性质的化合物喷涂在组织切片上，该类化合物喷涂后应均匀的分布在组织切片表面，且其颗粒大小越小越好。研究表明基质在组织切片上分布的均匀度、结晶度和晶体颗粒的大小等因素是决定质谱成像质量的关键因素，如检测灵敏度、分子数量和分子的种类等。
[0003]目前，MALD1-MSI研究中主要采用的基质喷涂装置有喷枪喷涂装置(airbrush, Paasche Airbrush Company, Chicago, IL, USA)、升华喷涂装置(Sublimat1n, Chemglass Life Science, Vineland, NJ, USA), TM-Sprayer 装置(HTXTechnologies, LLC, Carrboro, NC, USA)和德国布鲁克公司生产的 ImagePrep 装詈(ImagePrep, Bruker Daltonics Inc, Bremen, Germany)。空气喷枪是最早使用的喷涂基质方法，其原理是当基质流入枪膛后，利用压缩空气携带其喷涂至组织表面或被分析物的表面，这种装置结构简单，维护容易并且喷涂速度快。但是，由于该方法主要采用人工手动操作，导致基质结晶颗粒较大，且重复性差。真空升华装置作为一种无需溶剂的喷涂基质方法，可以均匀地将基质覆盖在组织表面。其原理是利用固体物质在高真空条件下升华点降低的特性，在高真空密闭容器内加热这些物质，使其快速升华至被测组织表面，从而形成均匀的基质层。这种装置的优点:结构简单，形成的基质结晶颗粒较小且均匀，避免了被测分子在喷涂基质及结晶过程中的移位。由于该装置是基于物质分子升华的特性，因此，具有高升华点的基质分子难以利用该装置进行喷涂基质，且喷涂基质的量较难控制。TM-Sprayer通过提高基质的温度以促进组织对于基质的吸收，控制干燥气以加快基质干燥结晶。另外一种全自动基质喷涂装置ImagePrep也被广泛应用于质谱成像的组织样本制备。该装置利用振动雾化的原理将基质均匀的喷洒在组织表面，并采用光学传感器在线监控基质结晶，因此具有极佳的重现性。但是，该装置振动雾化喷雾头易堵，且喷涂基质所用的时间较长。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种用于质谱成像的基质喷涂装置，本实用新型用于基质辅助激光解吸电离质谱成像的基质喷涂，能够使基质喷涂均匀的、结晶颗粒微小的分布在组织切片的表面；并且适用于多种基质，能有效提高质谱对于组织表面生物分子检测的灵敏度，并可以抑制基质自身离子峰。
[0005]本实用新型提供的用于质谱成像的基质喷涂装置，它包括基质溶液输送管和与之连接的基质溶液喷雾器；所述基质溶液输送管与所述基质溶液喷雾器之间连接有基质溶液加热器，所述基质溶液加热器包括加热铝块和与之相连接的电源，所述加热铝块与温度检测探头相连接，所述温度检测探头还与温度控制器相连接，所述温度控制器用于控制所述电源与所述加热铝块之间电路的闭合或断开；
[0006]所述基质溶液喷雾器包括一三通管，所述三通管的第一支路与所述基质溶液输送管相连通，第二支路与雾化气连接管相连通，第三支路内设有鞘气管，所述鞘气管内设有喷针，所述鞘气管与所述喷针之间设有间隙。
[0007]上述的基质喷涂装置，所述基质喷涂装置还包括基质溶液干燥器，所述基质溶液干燥器对所述基质溶液喷雾器喷涂在组织切片上的基质溶液进行干燥；
[0008]所述基质溶液干燥器为风扇；
[0009]所述基质溶液干燥器用于加快喷涂的基质溶液中溶剂挥发，避免因溶液的存在导致基质的迀移，从而使喷涂的基质分布均匀。
[0010]上述的基质喷涂装置，所述基质喷涂装置还包括一高压电源，所述高压电源加载于所述基质溶液喷雾器与所述组织切片之间，此时将所述组织切片贴附于导电载玻片上；
[0011]所述高压电源的作用是在所述基质溶液喷雾器和所述组织切片之间形成强电场，从而使喷涂在所述组织切片上的基质均匀分布。
[0012]上述的基质喷涂装置，所述基质溶液喷雾器和所述基质溶液加热器均连接一驱动器，所述驱动器驱动所述基质溶液喷雾器和所述基质溶液加热器于所述组织切片的上部平行于所述组织切片做往复运动，以使基质在较大组织表面积上获得均匀的喷涂；
[0013]所述驱动器均通过驱动带驱动所述基质溶液喷雾器和所述基质溶液加热器做往复运动，同时带动所述基质溶液干燥器做往复运动。
[0014]上述的基质喷涂装置，所述驱动器为一步进马达。
[0015]上述的基质喷涂装置，所述步进马达与一驱动速度控制器相连接，所述驱动速度控制器用于控制所述步进马达带动所述基质溶液喷雾器做匀速往复运动。
[0016]上述的基质喷涂装置，所述基质溶液喷雾器往复运动的两端处均设有限位器，用于控制所述基质溶液喷雾器往复运动行程的两端，以控制所述基质溶液喷雾器喷涂基质的面积。
[0017]上述的基质喷涂装置，所述喷针为毛细管。
[0018]在本实用新型中，所述基质溶液加热器用于加热所述基质溶液输送管中的基质溶液，增加基质的溶解性，以防止所述基质溶液堵塞所述基质溶液输送管；
[0019]所述鞘气管与所述喷针之间设有间隙，所述间隙保证高压氮气的通过，高压氮气以使基质溶液雾化。
[0020]使用本实用新型进行基质喷涂的工作过程如下:
[0021 ] 用微量注射栗将基质溶液推入基质溶液输送管中，在基质溶液输送管中的基质溶液经基质溶液加热器加热，使基质溶液不堵塞基质溶液输送管。基质溶液输送管中基质溶液经三通管到达喷针，在喷针口基质溶液与雾化氮气相遇，基质溶液喷雾喷涂到负载有组织切片的导电载玻片上；基质溶液喷雾器在步进马达的驱动下，于组织切片的上部平行于组织切片做匀速往复运动，以使基质在较大组织表面积上获得均匀的喷涂，并且基质喷涂过程中，基质溶液干燥器将基质溶液快速吹干；与此同时，加载于基质溶液喷雾器与组织切片之间的高压电源工作，使喷针和导电载玻片之间形成强电场，从而使喷涂在组织切片上的基质均匀分布，即得喷涂基质的组织切片。
[0022]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0023]1、结合基质溶液加热器和基质溶液喷雾器而设计的基质雾化装置，使得基质溶解度得到改善，避免了现有技术装置喷涂的基质喷涂过程中管路堵塞现象。
[0024]2、基质雾化后的基质溶液干燥器，可以快速帮助基质干燥，使喷涂在组织切片上基质不会因为液体溶剂的存在，导致组织上分子随基质迀移。
[0025]3、加在基质溶液喷雾器和组织切片之间的高压形成的强电场，可以诱导基质产生微小基质颗粒，使之均匀的分布在组织表面。
[0026]4、驱动器驱动基质溶液喷雾器于组织切片的上