[发明专利]一种基于微流控技术的质谱成像高空间分辨率表面采样头及采样方法

说明书

本发明涉及一种基于微流控技术的质谱成像高空间分辨率表面采样头及采样方法。一种基于微流控技术的质谱成像高空间分辨率表面采样头，包括采样头本体，采样头本体的底部设有采样空腔，采样头本体内部设有第一流道和第二流道，所述第一流道用于注入萃取溶剂，所述第二流道用于样本缓存与喷出；所述第一流道和第二流道均包括第一接口和第二接口，第一流道和第二流道的第一接口分别与采样空腔连通，第一流道和第二流道的第二接口分别与采样头本体外部连通。本发明通过对其采样空腔及流道进行设计，使其具有结构紧凑的特点，同时提升采样空间分辨率及采样效果，并具有平面化设计与气液路接口，可方便地与机器人等外部运动设备联用。

技术领域

本发明涉及一种基于微流控技术的质谱成像高空间分辨率表面采样头及采样方法。

背景技术

质谱技术是一种基于质荷比检测的分析方法，是唯一能够确定化学分子结构的分析方法。

现有的质谱技术采用质谱笔来实现样本的提取，然而，现有的质谱笔存在以下缺点：

1)尺度大，空间分辨率低：质谱笔探针(采样头)与待采样表面的接触面积较大，采样区域直径在2-5mm，采样面积明显大于10mm²，因此空间分辨率较低。前述发明由于工艺所限，分辨率大于1mm，无法继续提升。

2)长管传输损失及污染：质谱笔探针(采样头)和前述专利所采集的样本需经过长管传输至质谱分析仪器，样本长距离传输会引起残余损失及污染，影响分析效果。

3)采样过程与分析过程高度耦合：由于质谱笔技术样本转移需要质谱仪器提供真空吸力并直接进样，因此采样过程与分析过程高度耦合，系统集成难度大，且样本分析后全部损失，无法保存复验。前述专利也许将送样的蠕动泵控制与质谱仪器进样配合起来，难以解耦。

4)无法阵列化自动化整合：目前的质谱笔技术手持式采样方式与采样头设计，难以与自动化技术与设备进行整合，无法实现自动采样与分析。因此难以提升效率或实现离人操作。

发明内容

本发明提出一种基于微流控技术的质谱成像高空间分辨率表面采样头，通过对其采样空腔及流道进行设计，使其具有结构紧凑的特点，同时提升采样空间分辨率及采样效果，并具有平面化设计与气液路接口，可方便地与机器人等外部运动设备联用。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于微流控技术的质谱成像高空间分辨率表面采样头，其特殊之处在于，

包括采样头本体，

采样头本体的底部设有采样空腔，采样头本体内部设有第一流道和第二流道，所述第一流道用于注入萃取溶剂，所述第二流道用于样本缓存与喷出；

所述第一流道和第二流道均包括第一接口和第二接口，第一流道和第二流道的第一接口分别与采样空腔连通，第一流道和第二流道的第二接口分别与采样头本体外部连通。

进一步地，上述采样头本体的侧面设有两个圆孔，第一流道和第二流道的第二接口分别与两个圆孔连通。

进一步地，上述第一流道靠近圆孔处的横截面积大于其靠近采样空腔处的横截面积。

进一步地，上述第二流道靠近圆孔处的横截面积大于其靠近采样空腔处的横截面积。

进一步地，上述第一流道的第二接口尺寸小于第二流道的第二接口的尺寸。

进一步地，上述第一流道包括第一垂直段、过渡段和第二垂直段，第一垂直段、过渡段和第二垂直段依次连通；

所述第一垂直段直径为1mm，过渡段为倾斜设置，第二垂直段连通采样空腔处的尺寸为：长150μm，宽200μm。

进一步地，上述第二流道包括第一垂直段、过渡段和第二垂直段，第一垂直段、过渡段和第二垂直段依次连通；