专利名称：Maldi试样板成像工作站的制作方法
技术领域：
本发明涉及MALDI试样板成像工作站。
背景技术：
质谱分析是一种用于分析方法，用于定性和定量确定化学和生物试样中的化合物。试样中的被分析物被质谱分析仪电离并根据它们的质量而被分离，然后被探测以产生质谱。质谱提供关于质量的信息，并且在某些情形中，提供关于构成试样的各种被分析物的量的信息。在特定实施例中，质谱分析可用来确定试样中的被分析物的分子量或分子结构。因为质谱分析快速、详细并且敏感，所以质谱分析仪被广泛用于生物被分析物的快速标识和表征。
在最近几年中，已证明基于基质的电离方法(例如，基质辅助激光解吸/电离(MALDI)方法)对于对试样进行电离是有价值的，并且基于基质的电离方法已广泛用在各个领域中，例如，基因组学和蛋白质组学。在执行基于基质的方法时，试样被和与改试样共结晶的基质(一般是有机基质)组合，然后被解吸到试样板上。试样板被放置在离子源中，诸如激光束之类的能量源使试样蒸发。在试样蒸发期间形成被分析物离子。基质的存在被认为使被分析物能够被电离，这解决了其他方法的问题。
在许多情形中，基于基质的离子源被集成到诸如质谱仪之类的分析设备，用于研究电离后的被分析物。最近，飞行时间质谱仪(“TOF-MS”)被用于这种目的，但是也可以使用各种其他质谱仪，包括离子回旋共振能谱仪(例如，傅立叶变换离子回旋质量共振能谱仪)，离子阱质谱仪(例如，高频四极离子阱质谱仪)、或者混合仪器(例如，四极/飞行时间质谱仪，或者Q-TOF)。
在利用诸如激光之类的电离辐射电离试样时，一般希望观察试样板上的区域来确保试样已被沉积到该区域上，并且将电离辐射引导到该试样。具体而言，需要一种成像系统来提供试样的详细图像(具体而言是示出了被分析晶体的区域的图像)。
本发明满足这些和其他需求。
发明内容
本发明提供了一种装置，用于产生离子源外部的离子源试样板的全局表面的图像。一般而言，该装置包含离子源试样板、成像器件(例如，CCD或CMOS照相机)和照射器件，照射器件被配置为产生光束，该光束照射试样板表面，从而限定了该光束和试样板表面之间的掠角。该装置可以位于远离离子源的位置。还提供了采用该装置来对离子源试样板的表面成像的方法。本发明可用于各种分析方法中。例如，本发明可用在化学、环境、鉴定、食品、制药和生物研究应用中。
这里所述的方法提供了有效的手段，用于在将试样板放置到离子源中之前，产生试样板的整个包含试样的表面的图像，在该图像中可以容易地区分试样板的所有包含试样的区域和不包含试样的区域。图像可以被存储在计算机存储器中，并且可以在日后电离试样时用来将激光的轰击点定位在试样内。本发明尤其适用于标识少量试样、具有较低被分析物浓度和/或基质浓度的试样、以及在纹理化试样板的表面上存在的试样。而现有技术的试样板成像系统未提供这些功能。
本发明尤其适用于照射用在基于基质的离子源(例如，源中的MALDI)中的试样板。
图1示意性地示出了本发明第一实施例。
图2A示意性地示出了本发明第二实施例。
图2B示意性地示出了本发明第三实施例。
图3示意性地示出了本发明第四实施例。
图4示意性地示出了本发明第五实施例。
图5示出了利用本发明一个实施例获得的示例性结果。
图6示出了利用本发明一个实施例获得的其他示例性结果。
具体实施例方式
定义除非另行定义，这里所使用的技术和科学术语与本发明所属的领域中的技术人员通常理解的意思相同。另外，为了清楚和易于引用，下面还定义了某些元素。
术语“利用”在这里与传统上使用的一样，意思是采用(例如，投入使用)方法或组合来获得结果。例如，如果一个程序被用来创建文件，则程序被执行来构建文件，文件通常是程序的输出。在另一个示例中，如果文件被使用，则文件被访问、读取，并且文件中存储的信息被采用来获得结果。
“离子源”是产生用于质谱系统中的分析的任何装置。示例性离子源包括电子轰击(EI)和基于基质的离子源，以及其他离子源。离子源可以在任何环境压力下工作(例如，在约10-8托到约2,500托之间)，其中“环境压力”是离子源的外壳内的压力。离子源内的环境压力可以低于100毫托(例如，高真空，即，从约10-8托到约10-4托)或者至少100毫托，包括大气压(约760托，即，在约700托到约820托之间)。换言之，离子源可以工作于大气压、高于大气压或者低于大气压。
术语“基于基质的离子源”指其中试样被与基质(一般是有机基质)组合的离子源，并且在其被电离之前沉积到试样板上。基于基质的离子源不依赖于用于电离的挥发性溶剂。示例性的基于基质的离子源包括快原子轰击(FAB)离子源和基质辅助激光解吸电离(MALDI)离子源。术语“MALDI”在这里用来包括大气压MALDI(AP-MALDI)、以及低于大气压的MALDI(例如，真空或者中间压力MALDI)。因此，MALDI设备(例如，MALDI离子源或MALDI试样板)指适于与AP-MALDI一起使用的设备，或者适于与低于大气压的MALDI(例如，真空和中真空MALDI)方法一起使用的设备。
“离子源试样板”或者“用于离子源的试样板”是用于接纳适于与质谱系统的离子源一起使用的试样的板。离子源试样板可以是任何形状的，例如，圆形的、正方形的、矩形的、椭圆形的等，并且可由任何材料制成，例如由任何金属制成。离子源试样板的离子接纳表面上的试样在离子源中被电离。试样板可以包含沉积在其上的试样，也可以不包含这些试样。
术语“相邻”意味着靠近、接近或者邻近。某些物体相邻也可以是与另一个组件接触、围绕另一个组件、从其他组件隔离开，或者包含其他组件的一部分。
“远程位置”意思是离子源被放置的位置外的位置。例如，远程位置可能是在与离子源相同的房间内的不同位置(例如，另一个弯处、桌子或者椅子等)，同一个建筑中的不同的房间(例如，另一个实验室)、同一个建筑复合体中的不同建筑，或者同一个城市、周或国家中的不同位置，等等。
当成像工作站装置被示作“远离”离子源时，成像工作站装置占据与离子源占据的区域不同并且不重叠的区域。成像工作站装置未被设置在离子源内。
“传输”信息意思是将代表该信息的数据作为数字(例如，光或电)信号通过适当的通信信道(例如，专用或公共网络)发送。“转发”项目是指使该项目从一个位置到下一个位置的任何方式，不管是通过物理传送该项目还是其他方式(只要其中可能)，并且至少在数据的情形中包括承载数据或者传输数据的物理传送介质。数据可以被发送到远程位置，用于进一步评估和/或使用。可以采用任何方便的电信装置来发送数据，例如，传真、调制解调器、因特网等。
试样板的“全局表面”的图像是试样板的整个试样接纳表面的图像，即，用于接纳试样的表面的图像。如果试样被置于试样板的表面上，则该试样板的全局表面的图像一般示出在该试样板上的所有试样。
“掠角(Grazing angle)”是等于约0°和约15°或者在约0°和约15°之间(例如从约0°到约10°)的角度。
本发明提供了一种装置，用于产生离子源外部的离子源试样板的全局表面的图像。一般而言，该装置包含离子源试样板、成像器件(例如，CCD或CMOS照相机)和照射器件，照射器件配置为产生光束，该光束照射试样板表面，从而限定了该光束和试样板表面之间的掠角。该装置可以位于远离离子源的位置。还提供了采用该装置来对离子源试样板的表面成像的方法。本发明可用于各种分析方法中。例如，本发明可用在化学、环境、鉴定、食品、制药和生物研究应用中。
这里所述的方法也可以以这里所述的事件的任意逻辑上可行的顺序以及这里所述的事件顺序执行。此外，在提供了一个范围的值的情况下，应当理解，该范围的上限和下限之间的所有中间值、在所述范围内的任何其他所述值或中间值都包括在本发明内。
提供所引用的项目仅是在本发明申请日前它们已公开。这里决不应理解为许可本发明不能早于在先发明的这些资料。
对单数项目的引用包括存在多个相同的项目的可能性。更具体地说，除非上下文明确地另行指示，否则在这里和所附权利要求书中所述的单数形式包括多个所述对象。
试样板成像工作站如上所述，本发明提供了一种装置，在这里称作“成像工作站”，用于产生离子源外部的离子源试样板的全局表面的图像。该成像工作站可以用来在将试样板放入离子源之前对该试样板的全局表面成像。图像可由离子源用来将电离辐射(例如，激光)引导到在试样板的表面上的试样。图1示出了根据本发明的成像工作站的一般特征。参考图1，根据本发明的成像工作站2包含试样板4、照射器件6和成像器件8。该成像工作站被配置为使照射器件产生光束，该光束照射试样板表面，以限定该光束和试样板表面之间的掠角。在许多实施例中，试样板的整个试样接纳表面都被照射。成像器件产生由照射器件照射的试样板的表面的图像。一般而言，试样板的整个暴露表面都被照射器件照射，并且成像器件产生试样板的全局(即，整个)被照射表面的图像。
因此，一般而言，成像工作站可以照射比试样板的试样接纳面积(即，试样板的用于接纳试样的面积)大的面积，并且捕获该面积的图像。在某些实施例中，成像工作站产生的图像可以示出沉积在该板上的所有试样(例如，1到约48个试样、1到约96个试样、或者1到约384个试样范围中的，或者更多，这取决于沉积了多少个试样)。因此，在某些实施例中，取决于所使用的试样板的尺寸，成像工作站可以照射大小为至少10cm2、至少20cm2、至少50cm2，多至约100cm2或500cm2的面积，并捕获该面积的图像，尽管在某些实施例中，可以捕获小于4cm2和大于500cm2的面积的图像。
掠角12一般足够小，以使来自试样板表面的散射和反射最小，并且从试样板的表面上的任何三维结构提供反射、折射和/或散射光线，从而提供包含试样的区域和不包含试样的区域之间的良好的对比度。在某些实施例中，掠角12可以在约0°到约15°的范围内，在某些实施例中，可以在例如约0°到约5°或者约5°到约10°的范围内。因此，在某些实施例中，所引导的光线对试样板表面的入射角(即，光线相对于垂直于轰击点处的表面的线轰击试样板表面的角度)可能比较大，例如在约75°到约90°的范围内，在某些实施例中例如可能在约85°到约90°或者约80°到约85°的范围内。在某些实施例中，光束的纵轴(longitudinal axis)可能与试样板的表面基本平行(即，在15°内)。
换言之，在某些实施例中，照射器件被配置为产生具有纵轴10的光束，该光束相对于试样板的表面以掠角12撞击离子源试样板的表面。照射器件一般提供从一侧照射整个试样板表面的定向光。
可以采用任何类型的光线用于照射。例如，可以采用在约600nm到约2000nm范围内的任何波长或者任何范围的波长。光线例如可以是偏振的或者非偏振的。因此，在这里所采用的照射器件中可以使用大量的光源，包括包含卤素灯或LED灯(例如，亮光LED灯)的光源。尽管未要求，但是照射器件可以包含镜面、透镜、滤光镜、漫射体或者其他光学组件，这些光学组件用于操纵光线从而使其可以被引导到试样板的表面。例如，照射光线可由镜面以掠角引导向试样板，或者可以利用透镜将光线聚焦到试样板。在某些实施例中，照射器件6可以包含连接到光源的照射光纤光导。
一般而言，照射器件产生定向光线，并且试样板的表面被照射器件直接照射(即，试样板被入射光照射，而不是从一个或多个壁或顶反射的光线)。在这种情景中，定向光线例如是光锥，在锥体的中央而不是在锥体的边沿最强，并且具有在约0°到45°范围内(例如在约0°到30°范围内)的锥角。换言之，在一个实施例中，在这里所述的发明中所采用的定向光线是锥体的形式，该锥体的能量分布为在该锥体中心纵轴的15°内具有95％的光能量。在一个实施例中，可以通过使光线通过光纤来产生定向光线。因为仅光纤的接收角内的光线可以进入光纤，并且经由内部全反射通过该光纤，因此从光纤出来的光线是定向光线，并且一般是具有与该接收角相当的开度角(opening angle)的锥体。定向光线也可以利用聚焦组件实现，例如折射或者反射元件(例如，透镜)。定向光线还可以利用光纤和聚焦组件实现。定向光线可以具有以下范围内的锥角约0°到约10°，约10°到约20°，约20°到约30°，约30°到约40°，或者约40°到约45°。换言之，这里所采用的照射器件并不是在所有方向上发散光线。
取决于所使用的照射器件的类型(该照射器件可能包括额外的光学元件，也可能不包括额外的光学元件)和要被照射的区域的大小，照射器件和要被照射的区域之间的最佳距离可能变化很大，但是是容易确定的。在某些实施例中，照射器件和要被照射的试样板表面之间的距离例如在约5cm到约100cm的范围内，例如约10cm到约30cm，尽管也可以容易地采用远在这些范围外的距离。
要被照射的试样板可以是任何形状的，并且可由任何材料制成。要被照射的试样板的表面可由任何材料制成，包括金属(例如金或者不锈钢等)或者金属氮化物(例如氮化钛)。表面可以是抛光的或者不规则的。试样板可以是任何类型的试样板，例如，用于基于基质(例如MALDI)的离子源的试样板。
如图1所示，成像工作站包含成像器件，该成像器件用于对由照射器件照射的试样板表面成像。如图1所示，光线10由照射器件6引导向试样板4的表面，然后由试样板4的表面反射、折射和/或散射的光线14(即，被反射、折射和/或散射向成像器件的光线)被成像器件8探测到。成像器件可以是任何类型的照相机，尽管最好采用提供数字化输出的照相机(例如，数码相机)。在某些实施例中，所采用的照相机可以是电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)照相机。
如图1、2A和2B所示，成像器件相对于照射器件和试样板的表面的定位可能变化很大。成像器件可能被定位为与试样板4的表面成角度l6，以探测由量子过程吸收和发射、或者反射、折射和/或散射的光线。角度16可以是适于对被照射区成像的任何角度。在特定实施例中，角度16大于角度12，并且在与试样板的表面成约20°到约90°的范围内，例如，约30°到约60°，或者约40°到约50°。在特定实施例中，成像器件可以被定位在试样板的直接上方(即，与试样板表面成90°)。图2A和2B示出了如果成像器件未被定位在试样板的直接上方时从“z”方向观察的装置的实施例(即，从试样板20的表面上方，其中“x”和“y”方向与试样板的表面平行)。如图2A所示，从z方向观察，照射光线10和被探测光线14形成角度22。角度22可以是任一方向(即，顺时钟或逆时钟)0°到180°范围内的任意角度。如图2B所示，照射光线10和被探测光线14可以共面(即，具有0°的角度)。在这种实施例中，在z方向上照射器件6可以在成像器件8的下方。
一般而言，成像器件被定位并配置为避免来自照射器件的直射光，并且使试样板的包含试样的区域和不包含试样的区域之间的对比度最大。在某些实施例中，可以从试样板的表面的同一侧对被照射区域成像并且观察该被照射区域。因此，在某些实施例中，在任一方向上，角度22都可以在以下范围内约0°、0°到约5°、约5°到约10°、约10°到约20°，或者约20°到约30°。
被探测光线14可以经由在成像器件8和试样板20之间出现的任何数目的镜面、透镜或其他光学组件引导到成像器件8。
在某些实施例中，成像器件接收来自被照射的表面的光线，以使成像器件的光探测器(即，光电探测器阵列或者像素单元)与光线的方向垂直。换言之，在某些实施例中，进入成像器件8的光线可以沿与在该成像器件中所采用的光探测器的表面垂直的方向传播。在其他实施例中，进入成像器件的光线可以沿与光探测器的表面不垂直的方向传播。
另外，在某些实施例中，工作站可以包含帘子或者可以被包围起来，以防止在成像期间环境光(例如，从窗户进入房间的光线或由屋顶或其他灯产生的光线)照射试样板。
如上所述，本发明的成像工作站用于在将试样板放置到离子源中之前产生该试样板的图像。因此，成像工作站一般放置在离子源外部，即，占据与离子源不同并且不重叠的位置。例如，成像工作站可能位于与离子源相同的桌子或者椅子上，但是不在离子源内，成像工作站可能位于与离子源同一个房间内的不同的桌子或椅子上(例如，同一个实验室中的不同的桌子)，或者成像工作站可能位于与离子源不同的房间或建筑中。
在本发明的其他实施例中，成像器件8可以产生代表被照射区域的图像的信号(例如，代表该图像的模拟或数字信号)，该信号然后被传送到信号处理设备进行处理。信号处理设备可以是计算机，并且信号可以作为文件被存储在计算机可读介质(例如计算机存储器)中。所存储的文件可以被图像分析软件访问，并且这种软件可由计算机执行来分析图像。在一个实施例中，信号处理设备是诸如监视器之类的显示器，例如，计算机监视器等。
计算机可读介质的示例包括软盘、磁带、CD-ROM、硬盘驱动器、ROM或集成电路、磁光盘、或者计算机可读卡(例如，PCMCIA卡)等，不管这种设备在计算机内部还是外部。包含信息的文件都可以被存储在计算机可读介质上，其中“存储”意味着记录信息以使该信息可由计算机稍后访问或提取。至于计算机可读介质，“永久性存储器”指存储器是永久的。永久性存储器不会由于停止向计算机或处理器供电而被擦除。计算机硬驱ROM(即，未被用作虚拟存储器的ROM)、CD-ROM、软盘和DVD都是永久性存储器的示例。随机访问存储器(RAM)是非永久性存储器的示例。永久性存储器中的文件可以被编辑和重写。
图3示出了根据本发明一个实施例的示例性成像工作站的一般特征。在本实施例中，该系统包含试样板4、用于通过将光线以掠角引导到试样板上来照射试样板的表面的照射器件6、用于产生被照射的试样板的图像的成像器件8。成像器件可以被连接到监视器30和计算机32，计算机32具有用于存储图像的计算机可读介质。成像器件8和计算机32之间的连接34例如可以是电缆或电线，或者在某些实施例中是无线连接。在某些实施例中，成像工作站可以包含试样板支架36，用于将试样板4定位在成像器件8的视场中。试样板支架可以包含基准标记和/或用于将试样板定位和/或保持在支架中的一个或多个器件(例如，装有弹簧的夹具等)。成像工作站例如可以位于在实验室中的桌子38上。如图3所示，试样板包含沉积在其上的多个试样40(例如，至少2个、至少8个、至少24个、至少96个或者至少384个)。试样板的包含试样的表面被照射器件6照射，并且被成像器件8成像来产生试样板的全局表面的图像42，在图像42中，可以容易地区分包含试样的区域(例如44)和不包含试样的区域46。
在某些实施例中，如图4所示，本发明的成像工作站50可以经由计算机可读介质52被连接到离子源54，试样板的图像被捕获之后，图像可以被存储在计算机可读介质52中，并且在将试样板放置到离子源中之前、期间或者之后被提取。在一个实施例中，计算机可读介质52是专用计算机的组件，该专用计算机链接到工作站的成像器件(或者链接到工作站的计算机)和离子源。在另一个实施例中，计算机可读介质52是服务器计算机的组件，该服务器计算机是链接工作站的成像器件和离子源的计算机网络的一部分。最后，在另一个实施例中，计算机可读介质52是万维网服务器的组件，该万维网服务器可由成像器件(或者链接到成像器件的计算机)和离子源二者访问。
根据上述内容，本发明还提供了一种用于电离试样的系统。该系统一般包含用于对离子源的试样板的全局表面成像来产生图像的装置，以及与该装置隔离开的离子源。该装置一般包含i)用于产生光束的照射器件，该光束照射试样板表面，从而限定了该光束和试样板表面之间的掠角；以及ii)成像器件，用于产生试样板的全局表面的图像。离子源一般被配置为i)输入试样板的全局表面的图像；以及ii)利用该图像将电离辐射引导到试样板上的试样。在特定实施例中，离子源可以利用图像将试样定位在激光束的路径中，这种定位通过以下方式实现相对于固定的激光移动试样板，相对于固定的试样板移动激光，或者同时移动试样板和激光。如图4所示，成像工作站和离子源可以经由计算机存储器链接，该计算机存储器可由成像工作站和离子源二者访问。
上述成像工作站一般用来产生试样板的表面的区域的图像，在该图像中可以容易地区分出包含试样的区域和不包含试样的区域。所产生的图像可以用在多种方法中。
在一个实施例中，可以观察图像来评估沉积在试样板上的试样的质量，例如，评估试样是否已被成功地沉积和/或在整个板上沉积的一致性程度。在本实施例中，图像可以是一般的质量控制过程的一部分，该质量控制过程用来标识出低质量的试样板并且丢弃这些试样板，或者标识未正确地沉积的试样。
在其他实施例中，图像可以用在用于对离子源的试样板上的试样进行电离的方法中。该方法可以包括a)通过下述过程捕获离子源的试样板的全局表面的图像i)通过将光束引导到所述试样板的表面上来照射该表面，所述光束照射试样板表面以限定该光束和试样板表面之间的掠角；以及ii)利用成像器件产生试样板的全局表面的图像；b)存储图像；c)将试样板放置到离子源中；以及d)利用所述图像来电离板上的试样。该方法可以包括利用所述图像来将试样定位到电离激光中。
例如，可以分析图像，并且可以(手工或利用软件)确定描述试样板上的试样的形状、维度和位置的参数。板的试样参数可以存储在存储器中的文件中，并且在试样板被放置到离子源内后，由离子源用来将激光引导到试样板上的包含试样的区域。在2003年5月2日提交的并且公布为US20040217278的未决美国专利申请10/429,234中更详细地描述了这些方法，该专利申请为了所有目的整体上结合于此。在本实施例中，例如，试样板可以被放置在离子源内，并且该试样板的参数文件可以被从计算机存储器中提取出来(例如，利用与试样板相关联的条形码手动或者自动)，文件中的参数被用在将离子源的电离激光引导到试样板的包含试样的区域。
因此，在一个实施例中，本发明提供了用于在将试样板放置到离子源中之前产生离子源的试样板的表面的图像的方法，该方法包括通过相对于试样板的表面以掠角将光线引导到一个区域来照射该区域。该方法还可以包括将图像存储在计算机可读介质上，并且/或者对图像进行分析来产生试样参数文件。在将试样板放置到离子源中后，试样参数文件可由离子源用来将激光引导到试样板的包含试样的区域。换言之，在某些实施例中，上述试样板照射装置被用来产生离子源外部的(即，不在离子源中的)试样板的图像。
成像工作站产生的图像还可以用来确保在试样板已被放置到离子源中后，离子源的激光的轰击点落在包含试样的区域内。在本实施例中，例如，试样板可以被放置在离子源内，并且试样板的图像可以被显示在与该离子源相关联的监视器上。监视器也可以指示离子源的激光在图像上叠加的激光轰击点(例如，用交叉细线指示)。利用该图像作为导引，可以相对于激光的激光轰击点来(手动或自动地)移动试样板，以确保在电离期间包含试样的区域被激光轰击。
在尤其感兴趣的实施例中，上述成像工作站可以用来可视地观察试样在试样板上的沉积(或者也可以称作“定点位(spotting)”)。在这种实施例中，包含用于接纳试样的表面的试样板被放置在成像工作站中并成像。试样可以被沉积在试样板的试样接纳表面上，并且在试样被沉积后被成像。在示例性实施例中，在确定试样可以被沉积在其上的位置时可以采用成像工作站。例如，在本实施例中，可以观察试样板来确定试样已被沉积在其上的区域，并且其他试样可以被沉积在这样的位置处即沉积之后，所沉积的试样不与其他试样重叠。在另一个实施例中，成像工作站可用来验证试样已被正确地沉积(例如，沉积在合适的位置处)，或者验证试样被沉积在其上的位置。在这些实施例中，将试样沉积在试样板上可以手工或者自动完成(即，利用定点位机)。因此，在某些实施例中，成像工作站可以是定点位工作站的一部分，在该工作站中试样可以被手工沉积(例如，利用移液管等)在试样板上。在其他实施例中，成像工作站可以与自动试样沉积系统集成在一起(即，作为自动试样沉积系统的组件)。这种自动系统是本领域公知的，开且易于修改为包括上述成像工作站。可以与成像工作站一起使用的示例性自动沉积系统包括PAL MALDI处理器(Presearch，UK)、SunCollect MALDI定点位仪(Sunchrom，Germany)，以及ETTAN定点位仪(Amersham Biosciences，NJ)等。
根据上述内容，上述成像工作站可与质谱分析仪系统结合使用(即，可以经由计算机存储器链接到质谱分析仪系统或者可以产生稍后由质谱分析仪系统使用的图像)。质谱分析仪系统一般是本领域公知的，因此在这里无需详细描述。一般而言，质谱分析系统包含离子源(例如，基于基质的离子源，例如，MALDI或AP-MALDI离子源)和包含离子探测器的质量分析仪，它们被一个或多个中间腔连接。作为本领域的传统技术，离子源和质量分析仪由至少一个中间真空腔分隔，通过真空腔，在离子已激发离子源后经由离子出口孔传输离子。取决于系统的需求，可以采用或多或少的真空级。
质量分析仪和探测器可以包括例如本领域公知的四极、三组四极、三维离子阱、线性离子阱、飞行时间(TOF)、磁扇、傅立叶变换离子回旋共振(FTICR)或者其他质荷分析仪。
在使用中，如果离子源被保持在大气压下，中间腔保持在比环境压力小大约两个数量级的压力处，则质量分析仪保持在比中间腔的压力小约二到四个数量级的压力处。离子经由其离子收集毛细管离开离子源，然后由于离子源和腔之间的压力差而以气流的形式通常经由漏口(skimmer)被扫到真空腔中。离子通过腔(以及可以存在的任何离子导管、离子束成形和聚焦透镜)然后进入质量分析仪。质量分析仪确定离子的m/z比，该比率对于确定试样中的被分析物的分子量是有用的。离子导管可以是多极号管、分段多极离子导管、顺序盘RF离子导管、离子漏斗或者本领域已加的其他离子导管。离子导管可以连续延伸到一个或多个真空泵浦级中，或者可以开始于单个真空级和结束于单个真空级中。
本发明可用在试样质量分析方法中，其中试样可以是沉积和结晶在试样板的表面上的任何材料，或者材料的混合物。试样一般包含一种或多种感兴趣的成份。试样可以从各种源导出，例如从食品、环境材料、诸如从实验对象(例如，植物或动物实验对象)分离的组织或流体之类的生物试样，包括但不限于例如血浆、血清、脊髓液、精液、淋巴液、皮肤的外切片、呼吸器官、肠组织、泌尿生殖器管道、眼泪、唾液、乳汁、血细胞、肿瘤、器官、以及试管细胞培养组份中的试样(包括但不限于从在细胞培养介质中生长细胞产生的有条件介质、推定被病毒感染的细胞、重组的细胞、以及细胞成份)、或者它们的任何生化部分。
示例给出下面的示例以向本领域技术人员提供对如何实现和利用本发明的完整公开和描述，并且不是要限制发明人所认为的他们的发明的范围，并且他们要表示下面的试验全部都是或者仅是所执行的试验。已作出努力确保所使用的数字(例如，数量、温度等)的准确性，但是应当考虑到某些试验误差和偏差。除非另行指出，否则部分是以重量计的部分，分子量是平均分子量，温度是以摄氏度表示的，并且压力是大气压或者接近大气压。
包含3英寸9135型Lightline光纤光缆、9530型柱透镜和3900型Smartlite光源(Illumination Technologies，Inc.，East Syracuse，NY)的光纤光学系统被用来以与试样板表面成约7°的角度将光线引导到试样上，并且捕获试样板的图像(图5)。该图像是利用以与试样板的表面成约45°安装在光源上方的标准RS 170 CCD照相机捕获的。
图6示出了从上述系统获得的试样的图像(左手边)，以及除了光线未以掠角被引导到试样上之外，利用其他相同的系统获得的相同试样的图像。
从上面的讨论可清楚，本发明提供了一种重要的装置，用于在将试样板放置到离子源中之前照射离子源的试样板，以使得可以容易地区分包含试样的区域和不包含试样的区域。因此，本发明代表了对质谱分析技术的极大贡献。
在本说明书中引用的所有公开物和专利都通过引用结合于此，如同每个单独的公开物或专利都被专门单个地指明通过引用结合于此一样。对任何公开物的引用是说该公开物在申请日之前已公开，而不应当解释为许可本发明不能早于在先发明的这种公开。
尽管已结合本发明的特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的真实精神和范围的情况下，可以作出各种改变，并且等同物可以被替换。另外，可以作出许多修改来使特定的情形、材料、物质组成、处理、一个或多个处理步骤适应本发明的目的、精神和范围。所有这种修改都是在所附权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种用于对离子源外部的离子源试样板的全局表面成像的装置，包括离子源外部的离子源试样板；与所述试样板隔离开的成像器件，用于产生所述试样板的全局表面的图像；以及与所述试样板相邻近的用于照射所述表面的照射器件，所述照射器件用于产生光束，所述光束照射所述试样板表面以限定所述光束和所述试样板表面之间的掠角。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述图像指示所述试样板上存在的所有试样。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述掠角在约0°到约15°的范围内。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述掠角在约0°到约10°的范围内。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置位于远离所述离子源的位置。
6.一种用于产生离子源外部的试样板的全局表面的图像的方法，包括a)通过将光束引导到所述试样板的表面照射所述表面，所述光束照射所述试样板表面以限定所述光束和所述试样板表面之间的掠角；以及b)利用成像器件产生试样板的全局表面的图像。
7.如权利要求6所述的方法，还包括c)将所述图像存储在计算机的存储器中。
8.如权利要求6所述的方法，还包括d)在产生了所述图像后将所述试样板放置到所述离子源中。
9.如权利要求8所述的方法，还包括e)在所述试样板已被放置到所述离子源中后访问所述存储的图像。
10.一种用于对离子源的试样板上的试样进行电离的方法，包括a)通过以下过程捕获离子源的试样板的全局表面的图像i)通过将光束引导到所述试样板的表面照射所述表面，所述光束照射所述试样板表面以限定所述光束和所述试样板表面之间的掠角；以及ii)利用成像器件产生试样板的全局表面的图像；b)存储所述图像；c)将所述试样板放置到所述离子源中；以及d)利用所述图像来电离所述板上的试样。
11.如权利要求10所述的方法，其中，步骤d)包括利用所述图像将所述试样定位到电离激光中。
全文摘要
本发明提供了一种装置，用于产生离子源外部的离子源试样板的全局表面的图像。一般而言，该装置包含离子源试样板、成像器件(例如，CCD或CMOS照相机)和照射器件，照射器件被配置为产生光束，该光束照射试样板表面，从而限定了该光束和试样板表面之间的掠角。该装置可以位于远离离子源的位置。
文档编号H01J49/26GK1928549SQ20061015410
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月8日 优先权日2005年9月8日
发明者琼-鲁克·图克, 格雷戈·T·欧瓦内, 威廉·D·费希尔, 理查德·P·特利亚 申请人:安捷伦科技有限公司