通過質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)的樣品分析的制作方法
【專利說明】通過質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)的樣品分析
[0001]領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于通過質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)(mass cytometry)的樣品分析的設(shè)備和方法。
[0003]![直
[0004]使用激光消融電感耦合等離子體(ICP)質(zhì)譜法(LA-1CP-MS)的分析技術(shù)可以被應(yīng)用于在生物組織中金屬離子分布的成像。典型地，激光消融-1CP-質(zhì)譜法可被用以詢問組織樣品以檢測(cè)和繪制微量元素分布。但是，此技術(shù)受限于并入有薄組織樣品的2-維成像的表面分析。
[0005]攝述
[0006]鑒于前述和根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)，由每一束激光脈沖產(chǎn)生的每一個(gè)羽流可以被離子化，并且通過質(zhì)譜流式細(xì)胞儀被特有地檢測(cè)為樣品深度的函數(shù)，同時(shí)支持樣品的編碼的基底(樣品支持體)可以具有基底編碼，所述基底編碼被配置以在編碼的基底上編碼所述基底編碼的位置，并且被配置以表明激光脈沖何時(shí)消融穿過樣品。此系統(tǒng)和此技術(shù)允許穿過樣品的厚度產(chǎn)生定量的分布特征和樣品的3-維圖像繪制。
[0007]本發(fā)明教導(dǎo)的另一方面是用于通過質(zhì)譜細(xì)胞流式術(shù)的樣品分析的方法。該方法包括提供以多于一種元素標(biāo)簽(Tn)標(biāo)記的樣品。以編碼的基底支持標(biāo)記的樣品，其中編碼的基底被配置帶有基底編碼。至少一束激光脈沖被導(dǎo)引至樣品的位置上以產(chǎn)生與至少一束激光脈沖的每一束對(duì)應(yīng)的離散羽流。每一個(gè)離散羽流包括多于一種元素標(biāo)簽和基底編碼的至少之一。離散羽流被引導(dǎo)進(jìn)入電感耦合等離子體(ICP)，在那里產(chǎn)生元素離子的組，使得所述元素離子組的每一個(gè)與多于一種元素標(biāo)簽的每一種和基底編碼的至少之一對(duì)應(yīng)。該方法還包括對(duì)離散羽流的每一個(gè)同時(shí)地檢測(cè)所述元素離子組的每一種，并且然后通過，例如，將多于一種元素標(biāo)簽的位置標(biāo)識(shí)為基底編碼的函數(shù)，將檢測(cè)的元素離子組與基底編碼關(guān)聯(lián)。
[0008]本發(fā)明教導(dǎo)的另一方面是用于樣品分析的質(zhì)譜流式細(xì)胞儀系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有用于支持樣品的編碼的基底，并且編碼的基底被配置帶有基底編碼，所述基底編碼包含編碼的金屬組合物(Xn)的陣列。該系統(tǒng)還具有激光消融系統(tǒng)，所述激光消融系統(tǒng)被配置以從樣品和從基底編碼產(chǎn)生羽流。包括離子源和離子檢測(cè)器的質(zhì)譜流式細(xì)胞儀通過界定的總路徑與編碼的基底耦合。
[0009]本發(fā)明教導(dǎo)的又另一方面是用于激光消融質(zhì)譜流式細(xì)胞儀的樣品支持體。該支持體具有帶有用于支持樣品的表面的編碼的基底。編碼的基底具有基底編碼，例如，編碼的過渡金屬同位素組合物的陣列，所述基底編碼被布置以編碼編碼的基底。
[0010]附圖簡(jiǎn)沐
[0011]本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將理解，下面描述的附圖是僅為了闡明的目的。附圖不預(yù)期以任何方式限制申請(qǐng)人的教導(dǎo)的范圍。在隨附的附圖中，其中同樣的標(biāo)號(hào)表明同樣的部分:
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的一個(gè)實(shí)施方案的系統(tǒng)和過程的圖形表示；
[0013]圖2是根據(jù)圖1的實(shí)施方案的編碼的基底的展開圖；
[0014]圖3和圖4是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的多種實(shí)施方案的編碼的基底的圖形表示；
[0015]圖5是帶有根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的基底編碼的多種實(shí)施方案的編碼的基底的圖形表不；和
[0016]圖6是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的ICP離子源的實(shí)施方案的示意圖。
_7] 多種實(shí)施方案的描述
[0018]應(yīng)該理解的是，提及多種元素與本發(fā)明的教導(dǎo)聯(lián)合使用的短語“一個(gè)(a)”或“一個(gè)(an)”包含“一個(gè)或更多”或“至少一個(gè)”，除非上下文另外清楚地表明。首先對(duì)圖1進(jìn)行參考，其顯示了樣品分析系統(tǒng)的圖形表示，通常由標(biāo)號(hào)10指示。樣品分析系統(tǒng)10包括編碼的基底12，所述編碼的基底12與質(zhì)譜流式細(xì)胞儀16的電感耦合等離子體(ICP)離子源14耦合。通常，ICP離子源14可被認(rèn)為是質(zhì)譜流式細(xì)胞儀16的整體構(gòu)件，但是為清楚起見，ICP離子源14被與質(zhì)譜流式細(xì)胞儀16分離地展示。質(zhì)譜流式細(xì)胞儀16可以包括用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的元素標(biāo)簽數(shù)據(jù)30的計(jì)算系統(tǒng)(未顯示)。編碼的基底12提供了用于支持感興趣的樣品18的表面，同時(shí)還被配置為帶有基底編碼20結(jié)構(gòu)。基底編碼20可以提供用于分析期間展示或繪制樣品18上位置22的空間布置或空間分布的工具，如將會(huì)在下面被描述。樣品分析系統(tǒng)10還包括激光消融系統(tǒng)(未顯示)，用于供應(yīng)導(dǎo)向樣品18上位置22的至少一束激光脈沖24。
[0019]在使用中，至少一束激光脈沖24，在被導(dǎo)引至樣品18的表面上后，可以以離散羽流26的形式移出一些樣品材料。通常，每一激光脈沖可以產(chǎn)生離散羽流26，使得一系列激光脈沖可以產(chǎn)生一系列對(duì)應(yīng)的離散羽流26。在多種實(shí)施方案中，感興趣的樣品18可以以多于一種元素標(biāo)簽Tn被標(biāo)記，所述多于一種元素標(biāo)簽Tn典型地選自包括過渡金屬的組，如作為US2010/0144056公布的，被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的教導(dǎo)的受讓人的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2/513,011中描述的。為方便起見，Tn中的符號(hào)“η”可以是可變的以表示不同元素或金屬同位素標(biāo)簽Τη。例如，包含感興趣的細(xì)胞的組織樣品可以以多于一種類型的金屬綴合的抗體標(biāo)記。綴合至每一類型抗體的金屬或元素標(biāo)簽Tn可以是，僅舉幾個(gè)例子，Gd, Nd,Tb、Eu、Gd、Dy、Ho、Sm、Er、Yb中的任何一種或其組合的有區(qū)別的金屬同位素。因此，從每一離散羽流26的樣品18的位置22移出的材料可以包含多于一種的元素標(biāo)簽Tn-例如用于元素標(biāo)簽“Tl”的Nd和Sm的組合以及用于元素標(biāo)簽“Τ2”的Gd、Tb和Er的組合為例。
[0020]維持每一個(gè)連續(xù)的羽流26的空間分離的同時(shí)，每一羽流26可以作為離散的和單獨(dú)的實(shí)體被運(yùn)輸和被引導(dǎo)進(jìn)入ICP離子源14。當(dāng)每一個(gè)離散的羽流26進(jìn)入ICP離子源14時(shí)，每一元素標(biāo)簽Tn可以被離子化成與每一元素標(biāo)簽Tn定量地相關(guān)的對(duì)應(yīng)的元素離子。因?yàn)椋跇?biāo)記的樣品18中，可以存在多于一種的元素標(biāo)簽Tn，ICP離子源14可以對(duì)每一元素標(biāo)簽Tn產(chǎn)生元素離子的有區(qū)別的組。因此，對(duì)于每一離散羽流26，ICP離子源14可以產(chǎn)生元素離子28的組，通常如在圖1中以(M+)表示的。元素離子28的組的每一個(gè)可以根據(jù)離子的質(zhì)量與電荷比(m/z)，通過質(zhì)譜流式細(xì)胞儀16被檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，質(zhì)譜流式細(xì)胞儀16可以同時(shí)地檢測(cè)每一元素離子，并且質(zhì)譜流式細(xì)胞儀16可以其有利的快速飛越時(shí)間(fast transit time)區(qū)分源自連續(xù)的激光脈沖的元素離子組。元素標(biāo)簽數(shù)據(jù)30，在圖1中顯示為一系列單一數(shù)據(jù)檔案，代表了從同時(shí)檢測(cè)每一羽流26的系列的元素離子28的組獲得的數(shù)據(jù)。因此，對(duì)于每一激光脈沖24樣品分析系統(tǒng)10可以同時(shí)地檢測(cè)并且鑒定多于一種的元素標(biāo)簽Tn的每一種。盡管單一激光脈沖可以產(chǎn)生包含多于一種的元素標(biāo)簽Tn的羽流，在樣品18上可以存在一些位置22，在那里一系列激光脈沖24可以被獲得以在遭遇多于一種元素標(biāo)簽Tn存在之前需要到達(dá)某一樣品深度。此外，可以存在其中在樣品18上的位置22可以不存在任何元素標(biāo)簽Tn的情形，并且因此，離散羽流26的所述系列不包含元素標(biāo)簽Τη。在此情況下，任何元素標(biāo)簽Tn的不存在可以被解釋以提供關(guān)于其他潛在的感興趣的特征的信息的來源。相應(yīng)地，申請(qǐng)人認(rèn)識(shí)到，來自每一離散羽流的信息可以有利地被用于與基底編碼20組合以產(chǎn)生貫穿樣品18的厚度的元素標(biāo)簽特征以及以鑒定其關(guān)于樣品18的區(qū)域的位置22，如將在以下被描述的。
[0021]為了幫助理解編碼的基底12可以如何被構(gòu)造用于鑒定和繪制出樣品18上的每一位置22，現(xiàn)在對(duì)圖2進(jìn)行參考。為視覺清楚起見，樣品18和編碼的基底12被分離以顯示基底編碼20的細(xì)節(jié)?；拙幋a20可以具有包括區(qū)分性金屬組合物或合金的陣列布置，所述區(qū)分性金屬組合物或合金通常表示為Χη，在跨編碼的基底12的位置編碼。為方便起見，在Xn中符號(hào)“η”可以是可變的以表示有區(qū)別的和可區(qū)別的組合物Χη。因此，在編碼的基底12上的每一位置可以通過其特定的金屬組合物Xn被代表和被鑒定。為簡(jiǎn)便起見，被布置用于組成編碼的術(shù)語基底編碼20和對(duì)應(yīng)的金屬組合物Χη，可互換地被用于本發(fā)明的教導(dǎo)。在多種實(shí)施方案中，例如，基底編碼20可以是以預(yù)先確定的排列和濃度集合聚集的過渡金屬同位素(如以上顯示的)的聚集體以實(shí)現(xiàn)獨(dú)特標(biāo)識(shí)符(identifier)