[發明專利]一種用于樣品快速分析鑒定的裝置、系統及其應用和方法

在審

• 申請號: 202010588489.4
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN113916968A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 厲欣;再帕爾·阿不力孜;賀玖明;張瑞萍;回相宜;王子璇
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院藥物研究所
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;G01N27/68;G01N1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于分析檢測技術領域，涉及一種用于快速分析鑒定樣品的裝置、系統及其應用和方法。所述裝置其特征在于，所述裝置包括：樣品分散模塊，用于將所述樣品快速制備成混合均勻的樣品薄層；解吸模塊，用于從所述樣品薄層表面釋放氣溶膠樣品顆粒；傳輸模塊，用于將產生的所述氣溶膠樣品顆粒輸運至分析儀；電離模塊，用于將傳輸中的所述氣溶膠樣品顆粒電離以產生氣態樣品離子；以及分析儀，用于對所述氣態樣品離子進行檢測并獲取所述樣品整體特征信息相關的數據。本發明還涉及實施所述裝置的系統應用和方法。說明書附圖中的圖1作為本發明的摘要附圖。

技術領域

本發明涉及質譜分析，具體地說是用于快速分析鑒定樣品的裝置、系統及其應用和方法。本發明考慮到代表樣品特征的化合物分子在樣品中分布通常不均一的特點，提供了一種快速制備出具有代表性樣品薄層的裝置，通過使用常壓質譜在樣品薄層表面上定性和/或定量地檢測出代表樣品整體特征的化合物分子，從而實現樣品的快速分析鑒定。本發明還提供了用于實施所述裝置的系統應用和方法。

本發明屬于分析領域，適用于對分析鑒定樣品在時效上有需求的所有領域。例如，生物醫學領域中在特定場合下快速檢測病理組織中的生物標志物。類似地，本發明還適用于藥學領域、環境化學和農業化學領域，用于快速篩查樣品中的藥物/毒物分子。

背景技術

分析化學能夠定性、定量地獲取樣品中包含的化學信息，是生物醫學、環境化學、農業化學等領域的基礎研究工具。分析化學的研究對象有人源、動植物、昆蟲、微生物、天然來源、人工制造等多種類別，樣品類型上有大體組織或器官、體液、細胞甚至亞細胞等多種層次，樣品形態屬性可以是液態、固態或氣態。生物體內的化合物種類豐富、數量眾多、理化性質各異、含量范圍跨越12個數量級。這對分析技術，尤其是對生物樣品中不同種類化合物的高靈敏、高選擇分析技術和方法提出了巨大挑戰。

在實驗室中通常對樣品進行形態學分析和理化測試等以獲得具有診斷價值的特征信息。將樣品用于實驗室分析測試通常包括以下步驟：(1)樣品采集(樣品收集和取材、抽取體液、微創病檢取材或手術切除病理組織等)；(2)樣品前處理(離心沉淀、分離與純化、提取與富集、破碎和勻漿、樣品固定和包埋等)；(3)分析樣制備(液體過濾稀釋、細胞涂片、組織切片、染色)；(4)分析測試(形態學觀察與分析、理化測試、生物分析)。常見的細胞涂片、組織切片病理分析主要是基于細胞/組織形態特征進行觀察，缺乏特異性；生化分析、免疫組織化學染色、熒光標記和放射性成像等技術可針對特定目標分子進行分析，缺乏廣譜性；磁共振波譜(MRS)和正電子發射斷層掃描(PETCT)等分子影像技術通過結合解剖形態信息，可以顯示出樣品體內目標功能分子的空間分布，但缺乏檢測靈敏度。上述技術難以實現生物體內多種類型化合物的高覆蓋、高靈敏和高選擇性的檢測分析。

質譜技術以其高分辨率、廣譜性、高靈敏度、高特異性、高響應速度和檢測動態范圍寬等特點成為最主要的分析測試工具之一。其中色譜質譜聯用技術(LC-MS、GC-MS等)整合了色譜的高分離能力和質譜強大的分析性能，在提取液、體液(血液、尿液)樣本的化合物分析中占據重要地位。然而，針對固態樣品這一復雜的體系，色譜質譜聯用分析方法因需要對其進行勻漿、分析物提取和凈化等復雜的樣品前處理環節，耗時長，而且丟失了分析物在樣品中的定位信息，無法滿足樣品的快速分析的迫切需求。

2004年，美國普度大學的RG Cooks教授發明了解吸電噴霧離子化(DESI)技術，在未進行樣品前處理的條件下，對物體表面上的痕量待測物直接解吸進行常壓質譜分析，成功獲取了不同材料物質表面上痕量化合物的化學信息。例如用于司法鑒定中對物證表面遺留指紋的化學特征分析，國土安全領域對物體表面殘留爆炸品篩查等等。類似技術的示例包括，但不限于：“實時直接分析”(DART)；“激光解吸/電噴霧電離”(LD/ESI)；“解吸大氣壓化學電離”(DAPCI)；“紙介質噴霧電離”(PS)等常壓離子化質譜技術。其中，紙介質噴霧電離質譜技術能夠對體液樣品進行萃取和直接分析；解吸電噴霧離子化質譜技術能夠對組織切片進行化合物空間分布的成像分析；激光燒蝕質譜分析能對組織切片表面和淺層的化合物進行三維空間分布分析。