集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统及方法技术方案

技术编号：44662648 阅读：4 留言：0更新日期：2025-03-19 20:20

本发明专利技术属于样品分析领域，提供集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统及方法。其中，该系统包括样品在线预处理部获得待分析的样品母液及其中的关注组分分离制备；动态生物评价部用于对样品中关注组分进行多通道细胞培养和实时显微观察；动态生物评价部输出至少两路，一路与多源色谱‑质谱分析部连接，以完成分析相关组分在细胞水平的动态生物评价；另一路同步接到功能靶板位点，进行基质辅助激光解析质谱分析和表面解析质谱分析；系统控制与数据处理部用于对动态生物评价部的代谢液的成分进行定性和/或定量分析，检测样品所有处理环节中的进样质谱图及样品差异代谢物与蛋白质分子。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于样品分析领域，尤其涉及一种集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统及方法。

技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。

2、复杂样品内多组分分离分析以及生物评价，对于识别样品的物质基础组成和生物活性-毒性效应研究具有重要的意义。在天然产物研究，特别是药用植物研究领域，进行活性物质的系统性筛选、识别与活性评价，能够有效地加速药物研发进程，为开发更加有效的药物提供有利的技术支撑；在食品领域，开展食品中多个组分的识别和生物安全评价，能够为食品工业研发与安全保障，提供重要的信息；在环境分析领域，环境样品中污染物，特别是新兴污染物和未知污染物的筛选以及毒性识别，对于环境保护和污染控制至关重要。

3、然而，在分离与分析环节，传统的解决策略多采用离线分步方式进行，具有操作过程复杂繁琐，各环节离线操作，试剂等资源消耗高；特别是在面对小体积样品中微痕量组分分析时，存在过程环境干扰、潜在污染以及组分损失等问题；在生物评价环节，细胞代谢物分析与评估是生物评价的重要途径，体外细胞培养是目前最主要的技术手段之一，但现阶段生物评价细胞培养多以普通静态培养为主，并不能有效的反映机体内细胞微环境状态，已报道的毒理学、全化学分析与生物评价机在评价部分仍以静态培养方式；在分析和识别环节，常用的在线质谱系统离子源以单一设置为主，切换需要对系统进行繁琐的调谐和优化，在处理小分子代谢物、多肽、核酸或者蛋白大分子等不同质量范围内共存的生物体系时，仍不能完全满足现实样分析工作需求。

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技术实现思路

1、为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统及方法，其能够实现样品中混杂组分顺序分离分析和动态生物评价评价。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：

3、本专利技术的第一个方面提供一种集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统。

4、一种集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，包括：样品在线预处理部、动态生物评价部、多源色谱-质谱分析部和系统控制与数据处理部；

5、所述样品在线预处理部用于根据样品类型进行对应多组分时间与空间分辨顺次分离、富集、纯化和基本制备，获得待分析的样品母液及其中的关注组分分离制备；所述样品在线预处理部通过第一多通分离阀输出两路，分别与多源色谱-质谱分析部及动态生物评价部相连；

6、所述动态生物评价部用于对样品中关注组分进行多通道细胞培养和实时显微观察；所述动态生物评价部通过第二多通分离阀输出至少两路，其中一路与多源色谱-质谱分析部连接，以完成分析相关组分在细胞水平的动态生物评价；另一路同步接到靶板多个位点，分别进行蛋白质的基质辅助激光解析质谱分析和表面解析质谱分析；

7、所述系统控制与数据处理部与动态生物评价部及多源色谱-质谱分析部相连，用于对动态生物评价部的代谢液的成分进行定性和/或定量分析，检测样品所有处理环节中的进样质谱图及样品差异代谢物与相关差异蛋白。

8、作为一种实施方式，在所述样品在线预处理部中，当样品为生物样本时，待测样品由磁性固相萃取完成萃取富集，然后选用淋洗液进行淋洗后，再用洗脱液洗脱，并提取待分析化合物。

9、作为一种实施方式，在所述样品在线预处理部中，当样品为生物样本，且样品量达到设定阈值时，按照固体和液体分别采用固相萃取和溶剂萃取进行提取。

10、作为一种实施方式，在所述样品在线预处理部中，当样品为天然产物时，提取后采用高速逆流色谱进行分离制备和在线分析。

11、作为一种实施方式，所述动态生物评价部包括多通道注射泵模块、显微镜模块、微流控芯片/器官芯片细胞培养模块和微型固相萃取模块；所述多通道注射泵模块将细胞培养液与样品中关注组分在线混合后导入微流控芯片/器官芯片细胞培养模块中，所述显微镜模块用于观察芯片中细胞的状况，所述微型固相萃取模块用于对细胞代谢产物进行在线的前处理，处理完后进入多源色谱-质谱分析部进行动态监测。

12、作为一种实施方式，所述动态生物评价部还包括co2控制模块和控温模块，所述co2控制模块和控温模块均与微流控芯片/器官芯片细胞培养模块相连。

13、作为一种实施方式，所述多源色谱-质谱分析部由集成于一体的液相色谱仪和高分辨质谱仪组成。

14、本专利技术的第二个方面提供一种集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统的工作方法。

15、一种集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统的工作方法，包括：

16、样品在线预处理部根据样品类型进行对应多组分时间与空间分辨顺次分离、富集、纯化和基本制备，获得待分析的样品母液及其中的关注组分分离制备，并分成两路，一路传送至动态生物评价部，另一路传输至多源色谱-质谱分析部；

17、动态生物评价部对样品中关注组分进行多通道细胞培养和实时显微观察，输出至少两路，其中一路与多源色谱-质谱分析部连接，以完成分析相关组分在细胞水平的动态生物评价；另一路同步接到靶板多个位点，分别进行蛋白质的基质辅助激光解析质谱分析和表面解析质谱分析；

18、系统控制与数据处理部接收动态生物评价部及多源色谱-质谱分析部传送来的数据，对动态生物评价部的代谢液的成分进行定性和/或定量分析，检测样品所有处理环节中的进样质谱图及样品差异代谢物与相关差异蛋白。

19、本专利技术的有益效果是：

20、本专利技术的样品在线预处理部实现复杂样品中多组分时间与空间分辨顺次分离、纯化和制备；动态生物评价部完成分析相关组分在细胞水平的动态生物评价；多源色谱-质谱分析部耦联到样品在线预处理部和动态生物评价部，实现了样品各组分的识别与定量分析和细胞差异代谢物与蛋白的检测；最终，系统控制与数据处理部实现系统的总控、数据存储分析和动态在线评价。

21、本专利技术附加方面的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，或通过本专利技术的实践了解到。

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【技术保护点】

1.一种集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，其特征在于，包括：样品在线预处理部、动态生物评价部、多源色谱-质谱分析部和系统控制与数据处理部；

2.如权利要求1所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，其特征在于，在所述样品在线预处理部中，当样品为生物样本时，待测样品由微固相萃取或磁性固相萃取完成萃取富集，然后选用淋洗液进行淋洗后，再用洗脱液洗脱，并提取待分析化合物。

3.如权利要求1所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，其特征在于，在所述样品在线预处理部中，当样品为生物样本，且样品量达到设定阈值时，按照固体和液体分别采用固相萃取和溶剂萃取进行提取。

4.如权利要求1所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，其特征在于，在所述样品在线预处理部中，当样品为天然产物时，提取后采用高速逆流色谱进行分离制备和在线分析。

5.如权利要求1所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，其特征在于，所述动态生物评价部包括多通道注射泵模块、显微镜模块、微流控芯片/器官芯片细胞培养模块和微型固相萃取模块；所述多通道注射泵模块将细胞培

6.如权利要求5所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，其特征在于，所述动态生物评价部还包括CO2控制模块，所述CO2控制模块与微流控芯片/器官芯片细胞培养模块相连。

7.如权利要求5所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，其特征在于，所述动态生物评价部还包括控温模块，所述控温模块与微流控芯片/器官芯片细胞培养模块相连。

8.如权利要求1所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，其特征在于，所述多源色谱-质谱分析部由集成于一体的液相色谱仪和高分辨质谱仪组成。

9.一种基于如权利要求1-8中任一项所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统的工作方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统的工作方法，其特征在于，当样品为生物样本时，待测样品由磁性固相萃取完成萃取富集，然后选用淋洗液进行淋洗后，再用洗脱液洗脱，并提取待分析化合物；

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【技术特征摘要】

5.如权利要求1所述的集成在线预处理与动态生物评价的质谱系统，其特征在于，所述动态生物评价部包括多通道注射泵模块、显微镜模块、微流控芯片/器官芯片细胞培养模块和微型固相萃取模块；所述多通道注射泵模块将细胞培养液与样品中关注组分在线混合后导入微流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈相峰，王晓利，赵燕芳，赵凌曦，
申请(专利权)人：山东省分析测试中心，
类型：发明
国别省市：

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