CN106404885B - 用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***和分析生物样本的方法，该仪器包括：注射装置，注射装置适于供给基质溶液；毛细管，毛细管与注射装置相连，且适于将基质溶液供给至毛细管；供电装置，供电装置与毛细管相连，且适于对毛细管中的基质溶液进行雾化，以便得到基质溶液雾滴；鞘气管，鞘气管套设在毛细管上；鞘气供给装置，鞘气供给装置与鞘气管相连，且适于采用鞘气对基质溶液雾滴进行喷涂；样品台，样品台可移动的设置在毛细管的下端；以及样品台控制装置，样品台控制装置与样品台相连，且适于控制所述样品台的移动。该***可以实现生物样本表面基质的均匀喷涂，并且该***结构简单、配件廉价易得，可控性强。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体而言，本发明涉及一种用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***和分析生物样本的方法。
背景技术
基质辅助激光解析电离质谱成像(MALDI-MSI)是一种直接从生物样本中实现区域特异性分子检测的技术。目前，该技术已被广泛应用于生物组织切片中蛋白质、脂质等的定性、定量、原位分析以及生物标志物的探索、疾病机理研究等，并且在生物化学、临床医学等领域正发挥越来越重要的作用。
在基质辅助激光解析电离质谱成像过程中，样本的制备是十分重要的环节，其中生物样本表面基质的喷涂是最为关键的步骤，决定了质谱成像的成败。目前已有多种商用基质喷涂仪出现，这些仪器基本上能够实现基质在组织样本表面形成均匀的结晶层，如布鲁克·道尔顿公司的ImagePre组织成像基质喷雾仪、HST的μMatrix Spotter等。但是，这些设备购买十分昂贵，需要4-10万美金，而且对于操作要求、试剂和基质的选择条件都比较苛刻，难以满足日常实验的需要。
因此，发展在样本组织表面简便、快捷喷涂均匀的高质量基质结晶涂层的仪器，非常有意义。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***和分析生物样本的方法，该***可以实现生物样本表面基质的均匀喷涂，并且该***结构简单、配件廉价易得，可控性强。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***，根据本发明的实施例，该***包括：
注射装置，所述注射装置适于供给基质溶液；
毛细管，所述毛细管与所述注射装置相连，且适于将所述基质溶液供给至所述毛细管；
供电装置，所述供电装置与所述毛细管相连，且适于对所述毛细管中的基质溶液进行雾化，以便得到基质溶液雾滴；
鞘气管，所述鞘气管套设在所述毛细管上；
鞘气供给装置，所述鞘气供给装置与所述鞘气管相连，且适于采用鞘气对所述基质溶液雾滴进行喷涂；
样品台，所述样品台可移动的设置在所述毛细管的下端；以及
样品台控制装置，所述样品台控制装置与所述样品台相连，且适于控制所述样品台的移动。
由此，根据本发明实施例的用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***通过采用电喷雾原理，可以得到极细的基质溶液喷雾，从而可以在生物样本表面形成粒径更小的基质结晶，进而有利于基质辅助激光解析电离质谱成像对于生物样本的分析，并且该***结构简单、配件廉价易得，可控性强。
另外，根据本发明上述实施例的用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述鞘气管包括相连的第一管段和第二管段。
在本发明的一些实施例中，所述第一管段为聚四氟乙烯管，所述第二管段为塑料管、橡胶管、玻璃管或陶瓷管。由此，可以显著提高***运行稳定性。
在本发明的一些实施例中，所述基质溶液是为基质和有机溶剂的混合溶液。
在本发明的一些实施例中，所述基质为选自2,5-二羟基苯甲酸、α-氰基-4-羟基肉桂酸、α-氰基-4-氯肉桂酸、4-羟基-3,5-二甲氧基肉桂酸、9-氨基吖啶、吲哚-3-乙酸、对硝基苯胺、3-羟基-2-吡啶甲酸、2-巯基苯并噻唑、2,4,6-三羟基苯乙酮、2,5-二羟基苯乙酮、2,6-二羟基苯乙酮、N-(5-硝基-2-吡啶基)-1,2-乙二胺、3-氨基喹啉中的至少一种，所述有机溶剂为乙腈溶液，所述乙腈溶液中乙腈与水的体积比为8：2。由此，不仅可以有效避免喷涂过程中管路的堵塞，而且可以显著提高基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述鞘气的流速为30～70升/小时。由此，可以进一步提高基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述鞘气的流速为50升/小时。由此，可以进一步提高基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述基质溶液的质量浓度为1～50毫克/毫升。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述基质溶液的质量浓度为30毫克/毫升。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述毛细管下端与所述样品台之间的距离为4.5～10.5厘米。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述毛细管下端与所述样品台之间的距离为8.5厘米。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述供电装置的电压为3500～6000伏。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述供电装置的电压为4500伏。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述基质溶液的流速为120～300微升/小时。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述基质溶液的流速为250微升/小时。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述毛细管的内径为50～150微米，所述毛细管的外径为150～250微米。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述毛细管的内径为100微米，所述毛细管的外径为200微米。由此，可以进一步提高生物样本表面基质结晶的质量。
在本发明的一些实施例中，所述毛细管为导电金属管。
在本发明的一些实施例中，所述鞘气为选自氮气和氩气中的至少一种。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种分析生物样本的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)在生物样本表面喷涂基质溶液，以便在所述生物样本表面上形成基质结晶；以及
(2)对步骤(1)得到的生物样本进行分析，
其中，所述步骤(1)是采用上述所述的用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***进行的。
由此，根据本发明实施例的分析生物样本的方法通过使用上述用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***对生物样本表面进行喷涂基质溶液，可以在生物样本表面形成均匀分散的细小基质结晶，进而有利于对于生物样本的进一步分析，并且该方法分析结果精确，实验结果具有较高的重现性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***的结果示意图；
图2是实验例1中毛细管下端与样品台之间的距离为4.5cm时所得的基质晶体显微图；
图3是实验例1中毛细管下端与样品台之间的距离为6.5cm时所得的基质晶体显微图；
图4是实验例1中毛细管下端与样品台之间的距离为8.5cm时所得的基质晶体显微图；
图5是实验例1中毛细管下端与样品台之间的距离为10.5cm时所得的基质晶体显微图；
图6是实验例2所得的基质晶体显微图；
图7是实验例3所得的基质晶体显微图；
图8是实验例4所得的基质晶体显微图；
图9是实验例5所得的基质晶体显微图；
图10是实验例6所得的小鼠脑组织样品显微图；
图11实验例6所得的小鼠脑组织样品的电离质谱成像图谱。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***。根据本发明的实施例，该***包括：注射装置，所述注射装置适于供给基质溶液；毛细管，所述毛细管与所述注射装置相连，且适于将所述基质溶液供给至所述毛细管；供电装置，所述供电装置与所述毛细管相连，且适于对所述毛细管中的基质溶液进行雾化，以便得到基质溶液雾滴；鞘气管，所述鞘气管套设在所述毛细管上；鞘气供给装置，所述鞘气供给装置与所述鞘气管相连，且适于采用鞘气对所述基质溶液雾滴进行喷涂；样品台，所述样品台可移动的设置在所述毛细管的下端；以及样品台控制装置，所述样品台控制装置与所述样品台相连，且适于控制所述样品台的移动。发明人发现，通过对基质溶液施加电压，可以使得基质溶液被分散形成细小的基质溶液雾滴，并且在鞘气的作用下均匀喷涂至生物样本表面，从而在生物样本表面形成粒径细小的基质结晶，进而有利于基质辅助激光解析电离质谱成像对于生物样本的分析，同时该***中基质溶液的注射速率、鞘气流速、施加电压均可进行调节，从而可以更加灵活的实现对不同分析要求的样本的制备，并且由于毛细管下端喷口与样品台之间的距离可调，从而可以实现对基质喷涂面积的控制，其次该***结构简单、配件廉价易得，从而可以显著降低设备成本，另外该***可以用于极端条件下对于复杂基质溶液的喷涂，如纳米晶、强碱、氯仿等体系的喷涂，从而提高该***的适用性。
下面参考图1对本发明实施例的用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***进行详细描述。根据本发明的实施例，该***包括：
注射装置100：根据本发明的实施例，注射装置100适于供给基质溶液。根据本发明的一个实施例，基质溶液可以为基质和有机溶剂的混合溶液。根据本发明的再一个实施例，基质的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，基质可以为选自2,5-二羟基苯甲酸、α-氰基-4-羟基肉桂酸、α-氰基-4-氯肉桂酸、4-羟基-3,5-二甲氧基肉桂酸、9-氨基吖啶、吲哚-3-乙酸、对硝基苯胺、3-羟基-2-吡啶甲酸、2-巯基苯并噻唑、2,4,6-三羟基苯乙酮、2,5-二羟基苯乙酮、2,6-二羟基苯乙酮、N-(5-硝基-2-吡啶基)-1,2-乙二胺、3-氨基喹啉中的至少一种。根据本发明的另一个实施例，有机溶剂的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，有机溶剂可以为乙腈溶液。发明人发现，基质的乙腈溶液可以在干燥过程中形成较小尺寸的结晶，从而在对生物样品喷涂过程中可以在生物样品表面形成细小的基质结晶，进而有利于后续对生物样品的分析。
根据本发明的另一个实施例，乙腈溶液中乙腈和水的配比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，乙腈溶液中乙腈与水的体积比可以为8：2。发明人发现，虽然基质的乙腈溶液可以形成细小尺寸的结晶，但是若乙腈浓度过高，由于乙腈具有较强的挥发性，容易导致***管路的堵塞，从而影响喷涂的质量和效率，而向乙腈中加水可以减缓结晶的形成，防止管路堵塞，但是水的存在又会影响结晶的质量，导致结晶尺寸变大，而本发明的发明人通过大量实验意外发现，当乙腈与水的体积比为8：2时，既可以保证形成较高质量的基质结晶，又可以有效防止***管路的堵塞。
根据本发明的又一个实施例，基质溶液的浓度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，基质溶液的质量浓度可以为1～50毫克/毫升。发明人发现，若基质溶液溶度过高，使得在生物质表面容易形成大块的基质结晶，从而影响基质喷涂质量，而基质溶液浓度过低，使得生物样本表面形成的基质结晶较为分散，由此，采用本发明浓度范围的基质溶液可以显著提高基质喷涂质量。根据本发明的又一个实施例，基质溶液的质量浓度可以为30毫克/毫升。由此，可以进一步提高基质喷涂质量。
根据本发明的又一个实施例，基质溶液的流速并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，基质溶液的流速为120～300微升/小时。发明人发现，若基质溶液的流速较低，使得基质晶体在生物样本表面分布不均匀，而若基质溶液流速较高，使得后续的基质溶液的雾化效率降低，从而降低基质喷涂质量。根据本发明的又一个实施例，基质溶液的流速可以为250微升/小时。由此，可以进一步提高生物样品表面的基质喷涂质量。
根据本发明的又一个具体实施例，注射装置可以为注射泵。
毛细管200：根据本发明的实施例，毛细管200与注射装置100相连，且适于将基质溶液供给至毛细管中。根据本发明的一个实施例，注射装置100可以通过螺母与毛细管200实现无缝连接。
根据本发明的再一个实施例，毛细管可以为导电金属管，例如可以为铜管或钢管。由此，可以显著提高后续基质溶液的雾化效率。
根据本发明的又一个实施例，毛细管的尺寸并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，毛细管的内径可以为50～150微米，外径可以为150～250微米。发明人发现，该尺寸的毛细管不仅可以显著提高基质溶液的雾化效率，而且可以显著提高后续喷涂过程的基质结晶质量。根据本发明的又一个实施例，毛细管的内径可以为100微米，外径可以为200微米。由此，可以进一步提高基质喷涂质量。
供电装置300：根据本发明的实施例，供电装置300与毛细管200相连，且适于对毛细管中的基质溶液进行雾化，从而可以得到基质溶液雾滴。发明人发现，通过对毛细管施加电压，可以使得毛细管中的基质溶液被分散形成细小的基质溶液雾滴，并且在后续鞘气的作用下均匀喷涂至生物样本表面，从而在生物样本表面形成粒径细小的基质结晶，进而有利于基质辅助激光解析电离质谱成像对于生物样本的分析。
根据本发明的一个实施例，供电装置的电压并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，供电装置的电压可以为3500～6000伏。发明人发现，该高压条件下可以显著提高基质溶液的雾化效率，从而在生物样本表面形成的基质晶体较细，并且基质晶体在生物样品表面分布均匀。根据本发明的再一个实施例，供电装置的电压可以为4500伏。由此，可以进一步提高生物样品表面基质喷涂质量。
根据本发明的一个实施例，供电装置可以为高压直流电源。
鞘气管400：根据本发明的实施例，鞘气管400套设在毛细管200上。根据本发明的一个实施例，鞘气管可以包括相连的第一管段和第二管段，其中，第一管段套设在毛细管的上半段，即第一管段与注射装置相连，第二管段套设在毛细管的下半段，并且第一管段通过螺母与第二管段相连。根据本发明的具体实施例，第一管段和第二管段可以分别独立的采用绝缘管，例如第一管段可以采用聚四氟乙烯管，第二管段可以采用塑料管、橡胶管、玻璃管或陶瓷管。由此，可以显著提高***运行稳定性。
鞘气供给装置500：根据本发明的实施例，鞘气供给装置500与鞘气管400相连，且适于采用鞘气对基质溶液雾滴进行喷涂。根据本发明的一个实施例，鞘气可以采用惰性气体，例如可以采用氮气或氩气。
根据本发明的再一个实施例，鞘气的流速并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，鞘气的流速可以为30～70升/小时。发明人发现，若鞘气的流速过低，使得在生物样本表面形成的基质晶体容易发生团聚，而若鞘气流速过高，导致生物样本表面形成的基质晶体分布不均匀，由此选择该范围的鞘气流速，可以在生物样本表面形成粒径较细的基质晶体，并且该基质晶体分布较为均匀。根据本发明的再一个具体实施例，鞘气的流速可以为50升/小时。由此，可以进一步提高生物样品表面基质喷涂质量。
样品台600：根据本发明的实施例，样品台600可移动的设置在毛细管200的下端，从而可以根据需要实现对基质喷涂面积的控制。具体的，样品台接地。根据本发明的一个实施例，样品台与毛细管的下端之间的距离可以为4.5～10.5厘米。发明人发现，当样品台与毛细管的下端的距离过低时，在生物样品表面形成的基质晶体粒径较大(粒径大于40微米)，而随着当样品台与毛细管的下端的距离过高时，在生物样品表面形成的较多的大块基质结晶，并且基质晶体分散不均匀。由此，采用本发明的距离范围，不仅可以在生物样品表面形成粒径较低的基质晶体，而且基质晶体在生物样品表面分散较为均匀，从而有利于后续过程中基质辅助激光解析电离质谱成像对于生物样本的分析。根据本发明的具体实施例，毛细管与样品台之间的距离可以为8.5厘米。发明人通过大量实验意外发现，该距离下所得到基质晶体尺寸较小(粒径为10微米左右)、基质晶体在样品表面分散均匀，且喷涂面积适合。
样品台控制装置700：根据本发明的实施例，样品台控制装置700与样品台600相连，且适于控制样品台600的移动。具体的，样品台控制装置可以实现样品台在二维方向的精确匀速移动，从而可以显著提高***操作的灵活性。
根据本发明实施例的用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***通过采用电喷雾原理，可以得到极细的基质溶液喷雾，从而可以在生物样本表面形成粒径更小的基质结晶，进而有利于基质辅助激光解析电离质谱成像对于生物样本的分析，并且该***结构简单、配件廉价易得，可控性强。
为了方便理解，下面对采用本发明实施例的用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***对生物样本表面进行喷涂的工艺进行详细描述。
首先将载有生物组织切片样本的ITO玻璃置于样品台上，开启样品台控制装置，使得切片样品可以在特定二维区间匀速往返移动，然后调节样品台与毛细管下端之间的距离，开启鞘气供给装置，并根据需要调节鞘气流速，然后开启供电装置，并调整供电电压，最后开启注射装置，使得毛细管中的基质溶液在高压环境下被雾化形成细小基质溶液雾滴，并且该基质溶液雾滴在从毛细管下端喷出的过程中被鞘气分散，伴随着样品台的移动，可以在组织切片表面形成均一的基质结晶涂层。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种分析生物样本的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)在生物样本表面喷涂基质溶液，以便在所述生物样本表面上形成基质结晶；以及(2)对步骤(1)得到的生物样本进行分析，其中，所述步骤(1)是采用上述所述的用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***进行的。发明人发现，通过使用上述用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***对生物样本表面进行喷涂基质溶液，可以在生物样本表面形成均匀分散的细小基质结晶，进而有利于对于生物样本的进一步分析，并且该方法分析结果精确，实验结果具有较高的重现性。具体的，该分析方法可以为生物组织切片中蛋白质、脂质等的定性、定量、原位分析以及生物标志物的分析。需要说明的是，上述针对用于基质辅助激光解析电离质谱成像的喷雾***所描述的特征和优点同样适用于该分析生物样本的方法，此处不再赘述。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实验例1
毛细管下端与样品台之间距离的确定：
实验条件：生物组织样品采用正常小鼠脑组织切片，基质采用2,5-二羟基苯甲酸(DHB)，鞘气(氮气)流速为50L/h，乙腈溶液中乙腈与水体积比为8:2，基质溶液的浓度为30mg/mL，基质溶液流速为250μL/h，供电装置电压为4500V，喷涂时间为12min，毛细管下端与样品台之间的距离分别为4.5cm、6.5cm、8.5cm和10.5cm。
操作步骤：首先将载有小鼠脑组织切片的ITO玻璃置于样品台上，开启样品台控制装置，使得切片样品可以在特定二维区间匀速往返移动，然后调节样品台与毛细管下端之间的距离，开启鞘气供给装置，并调节鞘气流速，然后开启供电装置，并调整供电电压，最后开启注射装置，使得毛细管中的基质溶液在高压环境下被雾化形成细小基质溶液雾滴，并且该基质溶液雾滴在从毛细管下端喷出的过程中被鞘气分散，伴随着样品台的移动，可以在切片表面形成均一的基质结晶涂层，所得基质晶体显微图分别如图2(4.5cm，)、图3(6.5cm)、图4(8.5cm)、图5(10.5cm)所示。
由图2-5可以看出，随着毛细管下端与样品台之间距离的变化，DHB结晶的形貌有显著性的差异，距离为4.5cm时，晶体尺寸为40μm左右；当距离为6.5cm时，晶体尺寸减小至小于10μm；距离继续增加至8.5cm时，晶体尺寸为10μm左右；当距离继续增加至10.5cm时，从图中5可以看出，样品表面出现了较多的大块DHB结晶，并且DHB晶体分散不够均匀，大部分晶体粒径大于20μm。由此，综合实验结果以及实际的喷涂面积，确认当距离为8.5cm时，所得到的晶体尺寸较小、分散均匀、喷涂面积适合，因此毛细管下端与样品台之间距离为8.5cm为进行DHB基质喷涂的最佳间距。
实验例2
高电压环境对基质晶体质量的影响：
实验条件：生物组织样品采用正常小鼠脑组织切片，基质采用2,5-二羟基苯甲酸(DHB)，鞘气(氮气)流速为50L/h，乙腈溶液中乙腈与水体积比为8:2，基质溶液的浓度为30mg/mL，基质溶液流速为250μL/h，喷涂时间为12min，毛细管下端与样品台之间的距离为8.5cm，供电装置的电压为0V。
操作步骤：同实验例1，所得基质晶体显微图分别如图6所示。
由图6可以看出，在其他条件相同情况下，关闭高压所得的DHB结晶尺寸明显变大，相较于施加高压的晶体(图4)尺寸增加了大概1倍，但不影响DHB结晶的分散的均一性。由此，对基质溶液施加高压可以有利于基质溶液的雾化，有利于得到更细的液滴，进而形成更小尺寸的基质晶体。
实验例3
基质溶液流速对基质晶体质量的影响：
实验条件：生物组织样品采用正常小鼠脑组织切片，基质采用2,5-二羟基苯甲酸(DHB)，鞘气(氮气)流速为50L/h，乙腈溶液中乙腈与水体积比为8:2，基质溶液的浓度为30mg/mL，供电装置的电压为4500V，喷涂时间为12min，毛细管下端与样品台之间的距离为8.5cm，基质溶液流速为125μL/h，所得基质晶体显微图分别如图7所示。
操作步骤：同实验例1，所得基质晶体显微图分别如图7所示。
由图7可知，在基质溶液流速为125μL/h条件下，相较于基质溶液流速为250μL/h(图4)，DHB结晶尺寸明显减小，但晶体的分散均一性明显低于基质溶液流速为250μL/h时所得基质晶体。因此，综合考虑，基质溶液流速为250μL/h为最佳喷涂的基质溶液流速。
实验例4
有机溶剂对基质晶体质量的影响：
实验条件：生物组织样品采用正常小鼠脑组织切片，基质采用2,5-二羟基苯甲酸(DHB)，鞘气(氮气)流速为50L/h，有机溶剂采用乙腈，基质溶液的浓度为30mg/mL，基质溶液流速为250μL/h，喷涂时间为12min，毛细管下端与样品台之间的距离为8.5cm，供电装置的电压为4500V。
操作步骤：同实验例1，所得基质晶体显微图如图8所示。
由图8可以看出，采用100％乙腈作为有机溶剂所得到DHB晶体尺寸明显小于采用有机溶剂为乙腈溶液(乙腈溶液中乙腈与水体积比为8:2)所得基质晶体(图4)，但是采用100％乙腈作为有机溶剂所得到更小尺寸晶体的同时，DHB晶体的分布十分不均匀，甚至出现了大块DHB片状结晶团，用肉眼即可分辨，严重影响了基质喷涂质量，原因可能是由于高压电场的存在，使得DHB在雾化的同时也发生了离子化，离子化的DHB又发生了团聚，乙腈体系中这种作用尤为明显，影响了分散性，甚至形成了结晶团。综合以上分析，最终选用乙腈/水＝8/2(V/V)的体系进行DHB基质的喷涂。而一直以来，基质溶剂对于基质喷涂效果的影响都是一个十分重要的因素。任何商品化的基质喷涂仪在使用过程中，都需要对于基质溶剂进行探索，以便达到最优的基质喷涂效果，并且溶剂的选择要遵循“因基质而异”的原则。
实验例5
实验条件：生物组织样品采用正常小鼠脑组织切片，基质采用2,5-二羟基苯甲酸(DHB)。
操作步骤：实验仪器商用的喷涂装置(HST uMatrix Spotter)，采用常规操作对正常小鼠脑组织切片进行喷涂，所得基质晶体显微图如图9所示。
由图9可知，与现有的商用仪器相比较，采用本发明的喷涂***所得喷涂基质结晶(图4)尺寸更小、更加均一，并且操作简单，耐酸、碱、盐，不易堵塞，便于维护。
实验例6
实验条件：生物组织样品采用正常小鼠脑组织切片，基质采用2,5-二羟基苯甲酸(DHB)，鞘气(氮气)流速为50L/h，乙腈溶液中乙腈与水体积比为8:2，基质溶液的浓度为30mg/mL，基质溶液流速为250μL/h，供电装置电压为4500V，喷涂时间为12min，毛细管下端与样品台之间的距离为8.5cm。
操作步骤：同实验例1，喷涂后的小鼠脑组织样品显微图如图10所示，并对所得样品进行基质辅助激光解析电离质谱成像分析，结果如图11所示。
由图11可以看到，利用本发明可以得到十分清晰的质谱成像结果，满足实验的要求。此结果是与DHB结晶的质量以及形成过程息息相关的，不仅从晶体的质量上说明了本专利发明仪器的有效性，更从最终实验结果上验证了该发明专利的巨大实际应用价值。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (18)
1.一种喷雾***，其特征在于，包括：
注射装置，所述注射装置适于供给基质溶液；
毛细管，所述毛细管与所述注射装置相连，且适于将所述基质溶液供给至所述毛细管；
供电装置，所述供电装置与所述毛细管相连，且适于对所述毛细管中的基质溶液进行雾化，以便得到基质溶液雾滴；
鞘气管，所述鞘气管套设在所述毛细管上；
鞘气供给装置，所述鞘气供给装置与所述鞘气管相连，且适于采用鞘气对所述基质溶液雾滴进行喷涂；
样品台，所述样品台可移动的设置在所述毛细管的下端；以及
样品台控制装置，所述样品台控制装置与所述样品台相连，且适于控制所述样品台的移动，
所述供电装置的电压为4500伏；
所述喷雾***用于基质辅助激光解析电离质谱成像。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述鞘气管包括相连的第一管段和第二管段。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述第一管段为聚四氟乙烯管，所述第二管段为塑料管、橡胶管、玻璃管或陶瓷管。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述基质溶液为基质和有机溶剂的混合溶液。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述基质为选自2,5-二羟基苯甲酸、α-氰基-4-羟基肉桂酸、α-氰基-4-氯肉桂酸、4-羟基-3,5-二甲氧基肉桂酸、9-氨基吖啶、吲哚-3-乙酸、对硝基苯胺、3-羟基-2-吡啶甲酸、2-巯基苯并噻唑、2,4,6-三羟基苯乙酮、2,5-二羟基苯乙酮、2,6-二羟基苯乙酮、N-(5-硝基-2-吡啶基)-1,2-乙二胺和3-氨基喹啉中的至少一种，
所述有机溶剂为乙腈溶液，所述乙腈溶液中乙腈与水的体积比为8：2。
6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述基质溶液的质量浓度为1～50毫克/毫升。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述基质溶液的质量浓度为30毫克/毫升。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述鞘气的流速为30～70升/小时。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述鞘气的流速为50升/小时。
10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述毛细管下端与所述样品台之间的距离为4.5～10.5厘米。
11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述毛细管下端与所述样品台之间的距离为8.5厘米。
12.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述基质溶液的流速为120～300微升/小时。
13.根据权利要求12所述的***，其特征在于，所述基质溶液的流速为250微升/小时。
14.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述毛细管的内径为50～150微米，所述毛细管的外径为150～250微米。
15.根据权利要求14所述的***，其特征在于，所述毛细管的内径为100微米，所述毛细管的外径为200微米。
16.根据权利要求15所述的***，其特征在于，所述毛细管为导电金属管。
17.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述鞘气为选自氮气和氩气中的至少一种。
18.一种分析生物样本的方法，其特征在于，包括：
(1)在生物样本表面喷涂基质溶液，以便在所述生物样本表面上形成基质结晶；以及
(2)对步骤(1)得到的生物样本进行分析，
其中，所述步骤(1)是采用权利要求1-17任一项所述的喷雾***进行的。
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