[发明专利]质谱成像平台装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，具体地说，涉及一种配合AFAI质谱成像的质谱成像平台装置和配合该质谱成像平台的质谱扫描控制方法。

背景技术

质谱仪是当前世界上广泛使用的一种化学分析仪器，它源于质谱分析。质谱分析是目前最灵敏、最强大和快速的分析方法之一，它的主要目的是分离和辨别样品离子的质荷比(质量与电荷的比，m/e)，其基本原理是使样品中各成分在离子源中发生电离，产生各种不同质荷比的带电荷的离子，经加速电场、聚焦电场等的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，利用电场或磁场的作用使离子按质荷比不同分离，再将它们分别聚焦而得到质谱图，进而分析样品中含有的成分。

现代质谱仪器的配置各不相同，是多种不同类型离子源、质量分析仪和探测器的有机组合。利用质谱仪，可以对样品进行成像分析，即质谱成像技术(Imaging Mass Spectrometry，IMS)。

质谱成像技术同时具有化学特异性辨别、平行检测和微成像的能力，一张质谱成像图可以包含被检测样品内部数百上千种不同分子(或原子)的信息，可以说是对样品全方位的展览。通过质谱成像技术，研究人员可以结合样品的物理空间特征来完成对样品化学成分的分析。

质谱成像一般包括组织制备、质谱扫描、质量分析以及数据图像处理四个步骤，其中，样品电离的灵敏度、样品制备、空间分辨率、样品采集的速度都是影响质谱成像效果的重要因素。目前，基于二次离子质谱(SIMS)和基质辅助激光解吸电离(MALDI)的质谱成像技术已经取得了重大进展。同时，质谱成像技术在测定肿瘤中特异蛋白质的位置、分析不同生物分子的亚细胞分布以及减少两个单细胞有机体之间的层状磷脂方面具有其他技术无法比拟的优势，使得最近几年研究人员对质谱成像技术的研究兴趣日益高涨。

空气流辅助电离(air flow assisted ionization，AFAI)是一种新颖而有效可以进行远程采样的空气流辅助电离技术。AFAI不仅能有效捕捉和运输带电液滴，还能促进样品离子的形成，甚至能防止在电离过程中的离子碎片的形成。此外AFAI还能提高质谱仪远程采样的灵敏度。AFAI已经成功的应用于染料、药物、炸药，蛋白质和挥发性化合物等物质的检测。

本发明提供一种基于AFAI技术的质谱成像平台，目前国内外尚未发现配合AFAI技术的专属成像平台装置。此平台配合AFAI技术，解决了远距离质谱成像的问题，对国内高精度质谱成像研究进行了重要的补充。由于此平台在设计时的泛用性要求，解决了不同质谱需要构建不同成像平台的问题，促进了国内质谱领域研究的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种质谱成像平台，能够解决远距离质谱成像的问题。

本发明的技术方案如下：

一种质谱成像平台装置，包括控制箱、高精度成像平台、质谱启动电路和串行接口，所述高精度成像平台包括高精度平移台和水平调节台；所述质谱启动电路包括固态继电器，所述固态继电器使用所述串行接口中的质谱启动信号引脚向所述固态继电器发送质谱启动信号，所述质谱启动信号用于控制质谱仪启动；所述控制箱对所述高精度移动平台进行通信和控制，计算机通过所述串行接口连接所述控制箱。

进一步：所述串行接口包括接收数据RXD管脚和发送数据TXD管脚；所述RXD管脚用于接收所述控制箱传回的状态信息，所述TXD管脚用于向所述控制箱传输控制指令；所述串行接口通过质谱启动信号引脚发送所述质谱启动信号给所述固态继电器，所述固态继电器将所述质谱启动信号转变成边沿触发信号，并将所述边沿触发信号发送给所述质谱仪，用于启动质谱仪。

本发明的另一目的在于提供一种质谱成像方法，以配合质谱成像平台使用，能够解决远距离质谱成像的问题。

本发明的技术方案如下：

一种质谱成像控制方法，包括以下步骤：

通过计算机设置高精度成像平台的设定路径，并将所述设定路径的指令转换为控制箱指令序列后传递给控制箱，所述设定路径用于控制所述高精度成像平台的移动；

所述控制箱接收到所述计算机发送的扫描开始指令后，根据所述设定路径的指令对所述高精度成像平台的步进电机进行驱动；并且，所述计算机通过串行接口输出质谱启动信号到质谱启动信号引脚，所述质谱启动信号引脚发送所述质谱启动信号给固态继电器；

质谱仪接收所述质谱启动信号，在所述高精度成像平台启动的同时启动所述质谱仪；此时，所述质谱仪对放置到所述高精度成像平台上的样品进行扫描，并在扫描过程结束后将得到扫描数据反馈给计算机。