用于基質輔助激光解吸離子化質譜儀的一次性靶板的制作方法

本發明屬于檢測儀器，涉及一種用于基質輔助激光解吸離子化質譜儀的一次性靶板。

背景技術：

基質輔助激光解吸離子化質譜儀(maldi-ms)廣泛用于組織切片、細胞、微生物、蛋白、多肽、核酸等生物樣本的分析。近年來，maldi-ms作為醫療器械用于微生物鑒定與核酸單點突變鑒定。

靶板是maldi-ms的重要組成部分。迄今，大部分靶板基于不銹鋼制作，反復利用，清洗困難，難以完全避免交叉污染。特別是具有表面改性特征的maldi-ms靶板，在反復利用過程中，其修飾很容易被破壞掉。同時，目前商品化的靶板價格高昂，難以作為一次性耗材使用。

技術實現要素：

本發明為了克服現有技術的至少一個不足，提供一種廉價的一次性靶板用于maldi-ms。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

用于基質輔助激光解吸離子化質譜儀的一次性靶板，包括一個導電支架和一個導電薄層；其中導電支架可重復使用，導電薄層為一次性；所述導電支架和導電薄層可拆卸連接；導電薄層覆蓋在導電支架的上表面，與導電支架緊密接觸。

進一步，導電支架與導電薄層薄層形成復合結構，復合結構的上表面平整，厚度均勻。

進一步，所述導電薄層的上表面可利用疏水材料進行表面修飾，疏水材料修飾的表面設有多個親水點陣，待測樣品限制在點陣中。

進一步，所述親水點陣采用激光雕刻的方式在疏水材料上構建。

進一步，點陣的直徑為100微米到1毫米。

進一步，所述導電薄層的上表面可利用納米材料進行表面修飾，構建納米材料修飾的點陣。

進一步，所述納米材料為量子點、二氧化鈦、納米硅、碳納米管、石墨烯、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯中的一種或多種。

進一步，所述表面修飾的方法為絲網模版印刷、噴墨打印、輪轉凹版印刷、3d打印中的一種。

進一步，所述點陣利用紫外激光或高溫灼燒的方式獲得。

進一步，點陣的直徑為100微米至3毫米。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明用于基質輔助激光解吸離子化質譜儀的一次性靶板改變了現有的不銹鋼靶板，提供一次性可拋的廉價maldi靶板，從而避免交叉污染和重復使用時的清洗過程。

實現表面疏水修飾，并將樣本限制在微米級的點陣中，從而提高質譜檢測靈敏度。

實現表面納米材料修飾，從而選擇性提高特定樣本的質譜分析靈敏度或信號強度。

為讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為本發明一個較好實施例中靶板結構示意圖。

圖2為本發明實施例1中的表面疏水修飾靶板。

圖3為本發明實施例1中利用表面疏水修飾靶板與普通靶板對同一樣本質譜分析的效果對比。

圖4為本發明實施例2中的表面氧化鈦修飾靶板。

圖5為本發明實施例2中的表面氧化鈦修飾靶板與普通靶板用于分析細菌細胞時的信號強度對比。

具體實施方式

圖1為本發明一個較好實施例中靶板結構示意圖。如圖1所示，本實施例中的用于基質輔助激光解吸離子化質譜儀的一次性靶板，包括一個導電支架1和一個導電薄層2；其中導電支架1為重復利用的，而導電薄層2為一次性可拋。

其中導電支架1與導電薄層2通過磁場力、機械力等作用相連接。

其中導電支架1由不銹鋼等導電材料制備，厚度在1毫米到1厘米之間，近似為長方體結構。

其中一次性可拋表面修飾的導電薄層2覆蓋在導電支架1的上表面，與導電支架1緊密接觸。

其中導電支架1與導電薄層2形成的復合結構上表面平整，厚度均勻，厚度偏差不超過100微米。

其中導電薄層2可以由不銹鋼、鋁等常見金屬材料構成，或由ito玻璃等導電非金屬材料構成，其厚度在100微米到1毫米之間。

本發明的導電薄層2可進行如下表面改性，從而適用于不同的質譜分析目的。

第一種：利用特氟龍、有機硅烷等疏水材料對導電薄層進行表面修飾，利用激光雕刻等手段構建親水點陣；點陣的直徑在100微米到1毫米之間。利用該薄層進行質譜分析時，可以將待測樣本限制在親水點陣中，從而實現提高樣本表面濃度的作用，提高maldi-ms分析的靈敏度。

第二種用納米材料，如量子點、二氧化鈦、納米硅、碳納米管、石墨烯、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯等，對導電薄層進行表面修飾，構成納米材料修飾的點陣。修飾的方法包括絲網模版印刷、噴墨打印、輪轉凹版印刷、3d打印等，利用紫外激光或高溫灼燒等方式燒結納米粒子修飾層。點陣的直徑在100微米到3毫米之間。利用該薄層進行質譜分析時，可借助納米材料修飾層的特性，實現諸如：磷酸化肽段富集、免基質激光解吸離子化、表面增強基質輔助激光解吸離子化等功能，提高maldi-ms分析的靈敏度或信號強度。

實施例1

在本發明的一次性靶板表面進行修飾，利用特氟龍噴霧對不銹鋼薄層表面進行修飾，得到疏水層，利用激光雕刻法得到直徑0.5微米的親水點陣列，親水點之間彼此間距約7毫米。制得的靶板的俯視圖如圖2所示，其中導電薄層上面為疏水層3，疏水層上均勻分布著親水點4。待測樣本被限制在親水點4內。

將一微升細菌(含10^5、2000、或100個細菌細胞拷貝)水基懸濁液點在該親水點上，待溶劑揮發后，添加1微升基質溶液(2,5二羥基苯甲酸水溶液，10mg/ml)，待溶劑揮發后，形成待測干樣。

作為對照，一微升細菌(含10^5、2000、或100個細菌細胞拷貝)水基懸濁液被滴加在普通不銹鋼靶板(brukergroundsteel96靶板)表面，待溶劑揮發后，添加1微升基質溶液(2,5二羥基苯甲酸水溶液，10mg/ml)，待溶劑揮發后，形成待測干樣。

利用brukermicroflex對上述樣本進行分析。質譜質量范圍4,000-14,000da，線性模式，激光頻率20hz，波長337nm，65％激光能量，500次激光打擊累加信號，400納秒延時提取，10.3倍檢測器增強。

圖3為本發明實施例1中利用表面疏水修飾靶板與普通靶板對同一樣本質譜分析的效果對比。其中圖3的左側為普通靶板分析細菌樣本的圖譜分析效果圖，右側為本實施例的表面疏水修飾靶板分析細菌樣本的圖譜分析效果圖。

如圖3所示，普通靶板僅能勉強分析細胞量為2000個拷貝的細菌樣本，而表面疏水修飾的靶板可以分析細胞量為10個拷貝的細菌樣本。

實施例2

在本發明的一次性靶板表面進行修飾，將氧化鈦納米粉末(1g，p25,21nm粒徑，sigma-aldrich)在300℃下加熱2小時，并在研缽中分離3小時。在分離過程中，逐滴加入1ml的10％乙酸水溶液。將分離的納米顆粒懸浮在乙醇水溶液(89％，v/v)中以達到100mg/ml的濃度，然后超聲處理1小時。將所得tio2懸浮液在去離子水中稀釋25倍。將最終的tio2懸浮液沉積在不銹鋼薄層的樣品點上(每個點2.5微升)。在室溫下干燥后，將tio2在400℃下燒結1小時。得到圖4中的表面氧化鈦修飾靶板。最下方的導電支架1，導電支架1上方為導電薄層2，導電薄層2上面均勻設置有納米材料修飾點5，即本實施例的氧化鈦靶點。

將大腸桿菌樣本(10^5細胞拷貝水基懸濁液)滴加在氧化鈦靶點上，待溶劑揮發后，添加1微升基質溶液(2,5二羥基苯甲酸水溶液，10mg/ml)，待溶劑揮發后，形成待測干樣。

作為對照，一微升細菌(含10^5細胞拷貝)水基懸濁液被滴加在普通不銹鋼靶板(brukergroundsteel96靶板)表面，待溶劑揮發后，添加1微升基質溶液(2,5二羥基苯甲酸水溶液，10mg/ml)，待溶劑揮發后，形成待測干樣。

利用brukermicroflex對上述樣本進行分析。質譜質量范圍4,000-80,000da，線性模式，激光頻率20hz，波長337nm，65％激光能量，500次激光打擊累加信號，400納秒延時提取，10.3倍檢測器增強。

圖5為本發明實施例2中的表面氧化鈦修飾靶板與普通靶板用于分析細菌細胞時的信號強度對比。如圖5所示，氧化鈦修飾靶板在大質量范圍(>20000da)能夠顯著提高質譜信號強度。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術鄰域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。