运输走。
[0028] 样本表面和流道的中屯、轴之间的最优距离将取决于激光器的类型、激光束的能 量、运载气体和屏蔽气体的类型W及气体的流率。例如，对于具有在纳秒范围中的脉冲的标 准ArF准分子激光器，氣气作为运载气体（流率为1.IL/min，W及氮气作为屏蔽气体（流 率为0.化/min))，已经证明大约2mm的距离为最优的。更概括而言，对于范围为50飞秒到 50纳秒的激光脉冲，应优选地W如下方式来定位样本，样本的表面距离流道的中屯、轴具有 范围在0. 5毫米到4. 5毫米的距离。
[0029] 因此，样本表面W及使样本室与流道分离的分离壁之间的最优距离将取决于各种 参数。该距离可在从小于50微米到1毫米或更多的范围中。距离应足够大，W允许屏蔽气 体沿样本的表面流动，并通过侧向开口进入流道中。
[0030] 屏蔽气体完成至少=个任务：其W气雾剂注入方向的轴线冲洗气雾剂，运帮助摄 取运载气体流中的气雾剂颗粒；其在样本表面上形成"保护区域"，并确保烧蚀在受控环境 下实施；W及其增加流道中的流速。优选地，屏蔽气体的粘度低于主要运载气体的粘度。运 有助于将气雾剂限制在流道的中屯、，并最小化在烧蚀单元下游的气雾剂分散。特别地，运载 气体优选地为氣气（Ar)。氣气特别良好地适用于在气雾剂到达流道的壁之前阻止气雾剂膨 胀，并且其还被要求用于大部分的基于Ar气体的ICP中的改进的仪器灵敏度。屏蔽气体优 选地为氮气化e)。然而，屏蔽气体可由其他气体替换或包含其他气体（例如，氨气、氮气或 水蒸气）。优选地，屏蔽气体的主要部分为氮气（例如，按体积计至少50%)。在25°C，Ar 具有22. 6iiPas的粘度，而He具有19. 8iiPas的粘度。
[0031] 运载气体和屏蔽气体的最优流率将取决于多种因素，首先，取决于几何结构，特别 是取决于流道的横截面积。第二，它们将取决于侧向开口的几何结构。然而，优选地是，屏蔽 气体的体积流率小于运载气体的体积流率，特别地，是运载气体的体积流率的0. 3倍到1. 0 倍。屏蔽气体的流率可被调整用于帮助靠近流道的中屯、注入气雾剂烟流的中屯、。
[0032] 本发明的方法特别适用于化学成像。为此，W上方法可包括在表面上扫描激光 束并分析得到的气雾剂，W获得样本表面的化学图像。分析可由质谱分析法（特别地由 ICPM巧来完成，但也可由任何其他合适的方法来完成。
[0033] 本方法良好地适用于生物样本的调查研究，特别地，适用于人类或动物组织的组 织样本的调查研究。然而，方法不限于生物样本并且也可应用于其他种类的样本。当对生 物样本执行时，本发明的方法可WW亚细胞水平处、W细胞水平或W更低的分辨率（其中 组织内的单独细胞不被单独地分辨）来执行。
[0034] 附图简述
[0035]W下参考附图描述本发明的优选实施例，所述附图是用于说明本发明的本优选实 施例的目的并且不用于对其进行限制的目的。在附图中，
[0036] 图1在透视图中示出根据本发明的激光烧蚀单元的示意略图（未按比例）；
[0037] 图2在中屯、纵剖面中示出图1的激光烧蚀单元的示意略图（未按比例）；
[003引图3示出激光烧蚀单元中激光生成的烟流的示意图（未按比例）；
[0039] 图4W示意性方式示出激光烧蚀单元的流道中的气体流的模拟结果；(a)部分示 出化和Ar之间的混合分布模式，其中烧蚀的气雾剂位于侧向开口上方的混合界面处，混合 的程度W灰度来指示，白色表示混合物的最高程度；化）部分示出所模拟的气体流速模式， 流速W灰度来指不，白色表不最局流速； W40]图5W高度示意性方式示出采用图1的激光烧蚀单元的完整的LA-ICPMS系统；阳0川图6示出通过改变（a)样本表面和侧向开口之间的间隙空间；化）运载气体（Ar) 流率；W及（C)屏蔽气体化e)流率来说明激光烧蚀单元的性能优化的结果的图示；所有图 示示出基于W1%最大准则的全宽被归一化为峰面积的峰宽；
[0042] 图7示出说明如W各种重复率通过质谱仪中的"Al强度论证的激光烧蚀单元的性 能的图示：(a)关于约IHz的重复率的瞬态信号；化）（a)部分的括号部分的放大视图；（C) 关于约10化的重复率的瞬态信号；（d)关于约30化的重复率的瞬态信号；
[0043] 图8示出说明各种同位素的激光烧蚀单元的特征描述的图示；(a)峰宽；化）从峰 面积计算的丰度归一化灵敏度； W44]图9示出获得的关于Pt涂覆测试模式的图像，其具有W字母"ETH"形式的Au薄 膜W及W字母叩SI"形式的覆盖的Ag薄膜；通过（a)光学显微镜；化）扫描扫描电子显微 镜；（C)和（d)采用图1的激光烧蚀单元的LA-ICP-四极-MS来实施成像；W及
[0045] 图10示出通过LA-ICP单个检测器扇形场MS获得的乳腺癌组织的薄片切割中的 人类表皮生长因子受体2 (肥R2)分布的图像。
[0046] 优选实施方式的描述
[0047] 激光烧蚀单元 W48] 图1和图2W示意性方式示出根据本发明的示例性实施例的激光烧蚀单元1，在W下其也被称为"管单元"。烧蚀单元1包括两部分：第一部分或单元顶部10W及第二部分或 单元底部20。管状流道11形成于单元顶部10中，并从运载气体入口 12延伸到混合气体出 口 13。在单元顶部10的底壁部分15中，形成了侧向开口 14。在单元顶部10的顶壁部分 17中，形成了横向孔并由UV透明娃窗口 16封闭。在单元底部20中，提供了样本室21。屏 蔽气体入口 22通向样本室21。尽管屏蔽气体入口 22被示出为平行于流道11(反）延伸， 但是可选择屏蔽气体入口的任意方向。优选地，屏蔽气体入口垂直于横向方向延伸。样本 23被放置在样本室21中，并且单元底部20被安装到单元顶部10,使得样本23的顶表面24 位于侧向开口 14下面。
[0049] 为了操作烧蚀单元，运载气体Gl被供给到流道11的入口 12,并且屏蔽气体G2被 供给到样本室21的入口 22。UV激光束41进入窗口 16,横穿流道11，通过侧向开口 14离 开流道11，并撞击在样本23的顶表面24上。
[0050] 每个激光脉冲生成气雾剂烟流25(如图3中示意性说明的）。该烟流为激光脉冲 的行为的直接结果；紧接着激光脉冲的结束的烟流中的初始质量分布仅受到运载气体Gl流和屏蔽气体G2流的极小影响。激光烧蚀单元1的设计允许将激光生成的气雾剂质量分 布的中屯、恰当地放置在流道中，而不需要首先通过屏蔽气体流将气雾剂运输到流道。运载 气体Gl和屏蔽气体G2然后朝向出口 13运走气雾剂，其中它们作为混合气体流G3离开烧 蚀单元。
[0051] 作为运载气体Gl，氣气（Ar)是优选的。作为屏蔽气体，优选地选择氮气化e)。Ar 有益于阻止通常发生在纯化环境中的气雾剂膨胀。从样本容器添加化具有=个优点：曰） 该设置W气雾剂注入方向在轴上冲洗气雾剂，运帮助摄取颗粒；b)化气体在样本表面上形 成"保护"区域，并确保烧蚀在化环境下进行；C)混合已经在管单元中的Ar和胎，不仅避 免了分散气体适配器（Ar/化混合球状物）的需要，与仅使用化作为运载气体的常规设置 相比，而且增大了流速和气体粘度，从而减小了气雾剂分散。
[0052] 图4示出使用ANSYSCEX12软件包（德国柏林的ANSYS公司）完成的计算流体动 力学模拟的结果。模拟中考虑端流的剪切应力运输模型。针对W下参数模拟被完成：侧向 开口的长度：L= 4. 5mm;侧向开口的宽度：1. 5mm;底壁部分的最小厚度：w= 50微米；流道 的总长度：50mm;圆柱形样本室的直径：23mm;样本23的顶表面24和底壁部分15之间的距 离：d= 350微米。入口处的Ar流被设置为2. 6m/s(l.IL/min)的恒定速度，而使用1. 4m/ S(0.化/min)来模拟He。
[0053] 图4(a)中示出两种入口气体的混合物分布。两种气体的混合W灰度来指示，白色 为混合物的最高程度。侧向开口 14处的尖锐界面通过进入Ar流的化流来形成。氮气显 著地控制开放区域并与氣气一起形成边界层。由于侧向开口 14处的两种气体的最小混合 程度，W及指示激光烧蚀的气雾剂容易穿透化而不容易穿透Ar的先前结果，可假定气雾剂 不扩散到氣气环境中，因此不达到流道的整个横截面，并保持为非常密集。初始非常尖锐的 界面在开口的下游的几毫米内变宽。通过改变入口气体流的组合，边界层的高度并因此烧 蚀的气雾剂的高度可被控制。
[0054] 图4化）中示出模拟的气体流速分布。侦晌开口 14上游的Ar入口流表示流道中 的典型层流分布（为管中屯、中的最快流，并朝向管壁逐渐减小）。模拟两种气体的出现显 示没有显著的端流。然而，所计算的雷诺数（~2000)接近从层流到端流的过渡（2300~ 4000)。然而，使用端流模型指示严格层流。因此，可推论由于缺乏端流，因此应实现激光气 雾剂靠近管单元的中屯、的限定停止距离，所述限定停止距离匹配最高气体速率、低的气雾 剂分散。 阳化5] 图5示意性说明完整的LA-ICPMS系统。激光束由激光器40生成。激光烧蚀单元 1被安装在X-Y-Z平台5上，W便能够改变样本相对于激光束的位置。激光烧蚀单元1的 出口 13通过管道61被连接到ICP喷灯6。管道61具有基本上与激光烧蚀单元1的流道 11相同的内径，W便确保出口气体G3的层流。ICP喷灯通过RF线圈62的操作生成等离子 体源；其W常规方式进行构造。ICP喷灯在本领域中为已知的，并且不要求进一步的说明。 ICP喷灯经由ICP源71连接到质量分析器7。质量分析器可为四极质量分析器、飞行时间 灯0巧质量分析器、扇形质量分析器等等。
[0056] 当然，激光烧蚀单元和LA-ICPMS设置的许多修改是可能的，而不不离开本发明的 范围。特别地，本发明不限于用于激光烧蚀单元的材料的特定选择、不限于样本室的特定几 何结构或尺寸、不限于烧蚀单元中的流道的特定几何结构、长度和直径、不限于烧蚀单元中 的侧向开口的特定几何结构和尺寸、不限于特定窗口尺寸或材料、不限于用于烧蚀的激光 器的特定类型、不限于被引入到烧蚀单元中的特定气体类型等等。
[0057] LA-ICP-MS和大量细胞计数法（mass巧tometry)
[0058] 本发明设及可禪合到电感禪合的等离子体质谱仪（LA-ICP-M巧的激光烧蚀单元， 所述等离子体质谱仪在对生物样本成像中具有应用。因此，本发明提供LA-ICP-MS，其包括 (i)根据本发明的激光烧蚀单元W及（ii)质量分析器。在一个应用中，样本中的不同目标 分子可被标记有不同的标记原子，并且LA-ICP-MS然后跨越所标记的生物样本的多个细胞 来使用。通过将所检测的信号与引起那些信号的激光烧蚀单元中激光烧蚀的已知位置联系 起来，方法允许所标记的目标分子到样本上的具体位置的定位，并因此构造样本的图像。
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