[发明专利]一种可视化无鞘流的单细胞质谱分析系统

权利要求书

1.一种可视化无鞘流的单细胞质谱分析系统，其特征在于，包括窄内径的等内径毛细管喷针(1)、质谱检测系统(2)和可视化显微系统；所述的窄内径的等内径毛细管喷针(1)内径相等，其中一端为尖端，所述的尖端为从外表面壁厚逐渐减薄且内径不变，等内径毛细管喷针尖端外表面喷有一层亚微米级厚度的金层；

离心管(3)置于小钢瓶(4)内，离心管(3)内装有细胞悬浮液，高压气瓶通过高气压管与离心管(3)连接，高气压管端口位于离心管(3)内细胞悬浮液的上方；窄内径的等内径毛细管喷针(1)的一端与离心管(3)内的细胞悬浮液连接，窄内径的等内径毛细管喷针(1)的另一端即镀有金层的尖端正对质谱检测系统(2)的质谱入口，且与质谱入口有间隙，作为质谱检测系统(2)中离子源的喷针；窄内径的等内径毛细管尖端的金层与高压电源连接，在镀金尖端上施加高压电能够进行样品电喷雾，对整个单细胞直接进行质谱分析；

窄内径的等内径毛细管喷针(1)尖端侧面设有可视化显微系统，可视化显微系统包括物镜(5)、镜筒(6)、高速相机(7)和光源(8)，自窄内径的等内径毛细管喷针(1)尖端上侧开始，物镜(5)依次与镜筒(6)、高速相机(7)连接，物镜(5)、镜筒(6)、高速相机(7)整体位于窄内径的等内径毛细管喷针(1)尖端上面，光源(8)位于喷针尖端的侧面，窄内径的等内径毛细管喷针(1)尖端、物镜(5)、镜筒(6)、高速相机(7)的连线垂直于窄内径的等内径毛细管喷针(1)尖端与光源(8)的连线；可视化显微系统可以捕捉喷针尖端喷雾过程中细胞的参与状态。

2.按照权利要求1所述的一种可视化无鞘流的单细胞质谱分析系统，其特征在于，为了保证细胞活性并且可以直接进入质谱分析，将细胞悬浮在质谱兼容的等渗液中，并置于离心管(3)中。

3.按照权利要求1所述的一种可视化无鞘流的单细胞质谱分析系统，其特征在于，可视化显微系统可以捕捉喷针尖端喷雾过程中细胞的参与状态，可将质谱检测得到的每个峰与成像的细胞一对应，充分证明质谱检测得到的每个峰是来自于单个细胞。

4.采用权利要求1-3任一项所述的系统进行单细胞质谱分析的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)截取窄内径的一段弹性石英毛细管，去除毛细管一端的聚酰亚胺涂层，将石英毛细管湿法刻蚀成等内径的尖端，用低温磁控溅射仪在该等内径尖端处镀上一层金制成窄内径的等内径毛细管喷针；

(2)制备细胞悬浮液，将细胞悬浮在质谱兼容的等渗液中，吹打均匀，制成细胞悬浮液，备用；

(3)搭建进样系统，将制备好的细胞悬浮液放入离心管(3)中，高压气瓶与离心管(3)相连；

(4)窄内径的等内径毛细管喷针(1)一端直接与离心管(3)内的细胞悬浮液连接，另一端镀金尖端与质谱检测系统(2)质谱进口相对，在镀金尖端上施加高压电，窄内径的等内径毛细管喷针(1)作为质谱检测系统(2)中离子源的喷针进行电喷雾；

(5)搭建可视化显微系统，物镜(5)与镜筒(6)连接，镜筒(6)与高速相机(7)连接，整体位于窄内径的等内径毛细管喷针(1)尖端一侧，光源(8)位于喷针尖端的另一侧；

(6)打开高压气瓶，往小钢瓶(4)中通入氮气，驱动离心管(3)中的细胞悬浮液进入窄内径的等内径毛细管喷针(1)中，在窄内径的等内径毛细管喷针(1)尖端进行电喷雾，进入质谱中进行检测分析；并同时采用可视化显微系统捕捉喷针尖端喷雾过程中细胞的参与状态，将细胞形态学信息与其质谱信号特征一一对应；

步骤(2)所述的等渗液的浓度为10-250mmol/L，细胞的直径为10-50μm，石英毛细管内径内只允许单个细胞依次流通，细胞悬浮液的浓度为1×10⁴-1×10⁶个/mL。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，本发明步骤(1)石英毛细管内径为10-50μm，低温磁控溅射仪在等内径尖端处镀上的金层厚度为亚微米级。

6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的高压气瓶的压力为50-1000psi。