[发明专利]一种模拟生物组织薄片、其制备方法及其应用与装置

说明书

本发明属于分析检测技术领域，涉及一种模拟生物组织薄片、其制备方法及其应用与装置。所述模拟生物组织薄片，形态规则、尺寸可控，主要由生物组织材料和组织细胞两部分组成，并含有已知量的目标分子，可以理想地模拟真实生物组织切片的基质。所述制备方法快速简便，可重复性高。所述模拟生物组织标准薄片制备装置，可以实现模拟生物组织自动化制备。本发明所制备的模拟生物组织薄片，为药物、诊断标志物等目标分子的定量质谱成像分析和质谱高通量快速检测提供了一种稳定、可控的标准生物组织样品。在临床前药物研发、临床疾病诊断领域具有重要应用价值。

技术领域

本发明属于生物分析检测技术领域，涉及一种模拟生物组织薄片、其制备方法及其应用与装置，应用于定量质谱成像分析及质谱快速检测。

技术背景

质谱成像技术是一种基于质谱分析，对待测样品(多为生物组织)表面上的多种分子按空间位置进行检测、获取其质荷比强度与位置关系并形成多维数据，通过数据处理与软件重构对离子强度进行图像可视化，最终实现多分子的同时检测并显示其空间分布的分子影像技术。它无需放射性同位素、荧光或免疫标记，可以直接获得如细胞、组织等生物样本表面的复杂基质中多肽、蛋白质、脂类、药物及其它小分子代谢物等多种内源性和外源性化合物的类型、含量和空间分布信息。在新药研发、疾病分子诊断等生命科学研究领域具有巨大的应用前景。

生物组织切片作为临床诊断、药物研发等领域重要的检测样本，其组织形态及内含的蛋白质、糖类、脂类、酶类、核酸与某些金属元素等不同类别的化学成分，不仅可以为癌症等疾病的分期、分型诊断提供依据，还可以反映受试药物对病变组织的修复(疗效)或器质性损伤(毒性)等情况。以生物组织切片作为研究对象，通过质谱成像技术进行疾病诊断或药物的药效与毒性评价时，目标分子(疾病诊断标志物、候选药物等)的含量信息与疾病发生、发展进程、以及药物的药效与毒性作用直接相关。然而，受组织基质效应的影响，单纯以目标分子的离子信号强弱并不能准确反映其绝对含量信息。因此，需要构建一种目标分子含量可控且均质化的模拟生物组织，为实际生物组织切片中目标分子的绝对定量检测提供一种参照样品。一种理想的定量用模拟生物组织薄片，应具有如下特点：(1)组织结构应具有“均质性”，其目标分子和内源性成分应呈均匀分布；(2)尽可能真实模拟目标分子与生物组织之间的相互作用；(3)生物组织尺寸规则，组织密度和目标成分含量准确可控；(4)模拟组织制备方法稳定、重复性好，精密度高。

如何构造一种目标分子掺入量可控且接近于实际生物组织的模拟参照样品，是定量分析生物组织表面目标分子的关键问题与难点。目前，在生物组织内目标成分的定量分析方法研究中，主要基于“组织匀浆混合”(in-tissue strategy)和“组织表层添加”(on-tissue strategy)两种策略来构建含目标分子的模拟生物组织，前者主要是将外源性目标分子掺入到经分散处理的组织匀浆液中，再制备冰冻切片的方法实现；后者又分为滴加法和喷涂法：滴加法采用口径极细的微量移液枪将不同浓度的目标分子滴加至组织表面不同区域；喷涂法采用一种商品化的基质喷涂器将稳定同位素标记的目标分子作为内标，均匀喷涂于组织样品表面。然而，上述制备方案均有不足之处：使用匀浆切片法制备模拟组织，匀浆组织冰冻块的质地松软易碎，不易切制，样本间切片形状、面积难以一致，且在组织匀浆的过程中细胞破损率极高，难以模拟目标分子与实际组织之间的相互作用；采用微量移液枪将目标分子滴加于组织表面的方法，并不适用于微小尺寸的组织样本，且目标分子滴加到哪一个器官层面、组织微区完全由操作者选择，而不同组织区域的特异性基质效应对目标分子的影响并不相同，因此难以保证不同批次样本之间的结果平行性；均匀喷涂的方法虽能保证目标分子的均匀涂布，但由于目标分子分布于生物组织切片的表层，并未完全深透至组织深层，组织基质效应对于其信号响应强度的影响明显低于实际生物样品对目标分子的影响。