[发明专利]一种探针电喷雾离子化与质谱联用的活体分析系统

说明书

本发明涉及一种探针电喷雾离子化与质谱联用的活体分析系统，包括：探针电喷雾离子化系统(PESI)、喷雾系统和质谱分析系统；其中喷雾系统包括溶剂罐、输液泵、压缩空气或氮气罐、雾化器、雾滴筛选器、喷雾管和柱状雾氛；还包括显微定位系统。本发明喷雾系统产生连续且稳定的柱状雾氛，实现高效喷雾和电离；同时喷雾管距离金属探针较远，有效地释放了内部空间，从而使系统能够有操作空间，方便使用；喷雾系统采用常规液相色谱泵泵出溶剂，无需使用微量注射泵，节约了成本；不受使用溶剂的限制，使用范围宽；显微定位系统能够对昆虫的微小动物的器官进行分析和测定，定位方法准确、可靠。

技术领域

本发明属于活体化学分析技术领域，特别涉及一种探针电喷雾离子化与质谱联用的活体分析系统。

背景技术

活体化学分析技术采用化学手段反应动物及组织变化过程的空间分布特征和分子基础。当前，对活体化学分析的需求越来越多。比如移植前器官的生理生化特性，脑组织结构、功能和意识活动的分子机制，模式生物(线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠等)生长发育的遗传和代谢的分子基础等。传统的活体分析技术，如核磁、X射线、超声等作为一种成像分析技术，能够有效地反应动物及组织变化过程的形貌，然而并不能给出变化过程的分子基础。特别是近年来，原位质谱技术的发展，使得活体化学分析技术得到了突飞猛进的发展。活体质谱分析技术能够直接用分子信息描绘动物生理、生化、遗传、代谢等特征，是目前生物分析的前沿技术之一。

探针电喷雾离子化质谱联用技术(PESI-MS)，其原理是采用细金属探针采集样本，然后施加高压电，使样本喷雾离子化。金属探针外径0.12mm，针尖700nm，对活体动物损伤小，因此是一款活体动物直接质谱分析的先进技术。

金属探针采集活体动物组织样品后，需要对探针进行溶剂化，粘附在探针表面的样品才能喷雾离子化，进行后续质谱分析。因此，金属探针表面的溶剂化技术是活体质谱分析系统的关键技术之一。

现有技术中溶剂辅助探针离子化方法主要包含两种方法：(1))采用用于液相色谱质谱的电喷雾电离源(ESI)向金属探针喷雾，提高离子化效率。ESI源采用惰性气体如氮气使溶剂雾化，通常需要含有一定比例的有机溶剂，才能充分雾化；同时，ESI源成本高、体积大、空间利用率低。(2)针对水溶剂的雾化方法，即采用微量注射器，喷出液体水，在注射器金属喷嘴尖端加热至120-160℃，使溶剂雾化，从而使探针溶剂化的方法；该方法采用高温加热的方法，存在一定危险性，同时高温探针距离活体动物较近，可能引起活体动物损伤。上述两种方法均采用极低的液体流速(3μl/min)，需要采用微量注射泵，仪器成本高；均是在距离探针5-10mm左右进行喷雾，使探针表面溶剂化，在做活体动物分析时，具有空间局限性。

现有技术还公开了在活体动物组织上方增加溶剂杯，溶剂杯底部为弹性薄膜，探针采样时穿过溶剂和薄膜，采样后通过溶剂使探针表面溶剂化。该方法实质上为采样点质谱信息的平均值，同时通过弹性薄膜时，容易使样品粘附在薄膜下方不能进入质谱。

另外，对于活体动物，特别是对于斑马鱼、昆虫等活体动物，组织器官小，需要在显微镜的帮助下，才能正确区分；对于小鼠等体型稍大的活体动物，组织器官存在微小功能区，也需要在显微镜的帮助下才能正确区分，目前也没有报道合适的方法。在显微镜下，还需要增加微型位移平台，从而选择性探查目标区域。

发明内容

本发明的目的是提供一种探针电喷雾离子化与质谱联用的活体分析系统，克服现有技术中金属探针离子化成本高、需要采用高温加热、距离探针太近造成空间局限等技术问题。

本发明采用的技术方案如下：一种探针电喷雾离子化与质谱联用的活体分析系统，包括：探针电喷雾离子化系统(PESI)、喷雾系统和质谱分析系统；其中喷雾系统包括溶剂罐、输液泵、压缩空气或氮气罐、雾化器、雾滴筛选器、喷雾管和柱状雾氛。

所述质谱分析系统包括质谱仪和CBM，CBM用于与输液泵和质谱仪的信息交换；质谱仪为岛津公司型号LCMS-8045以上的质谱仪产品；优选地，质谱仪为LCMS-8060质谱仪。