高空间分辨激光双轴共焦质谱显微成像方法与装置

摘要

本发明涉及一种高空间分辨激光双轴共焦质谱显微成像方法与装置，属于共焦显微成像技术和质谱成像技术领域。本发明将双轴共焦成像技术和质谱成像技术相结合，利用高空间分辨双轴共焦显微系统的聚焦光斑对样品进行轴向定焦与成像，利用同一聚焦光斑对样品进行解吸电离来进行质谱成像，进而实现样品微区图像与组分的高空间分辨成像。装置包括点光源、准直透镜、环形光发生系统、测量物镜，还包括用于探测测量物镜聚焦光斑反射光强度信号的采集透镜、聚焦透镜和聚焦透镜焦点处的强度点探测器，以及用于探测测量物镜聚焦光斑解析电离的等离子体羽组分的电离样品吸管和质谱探测系统。本发明可为生物质谱高分辨成像提供一个全新的有效技术途径。

主权项

一种高空间分辨激光双轴共焦质谱显微成像方法，其特征在于：利用高空间分辨双轴共焦显微系统的聚焦光斑对样品进行轴向定焦与成像，利用高空间分辨双轴共焦显微系统的同一聚焦光斑对样品进行解吸电离来进行质谱成像，进而实现样品微区图像与组分的高空间分辨成像，包括以下步骤：步骤一、使平行光束(3)通过环形光发生系统(4)后整形为环形光束(5)，该环形光束(5)再经测量物镜(6)聚焦到被测样品(8)上解吸电离产生等离子体羽(9)；步骤二、使计算机(18)控制三维工作台(22)带动被测样品(8)沿测量面法线(23)方向在测量物镜(6)焦点附近上下移动，利用沿采集光轴(10)放置的采集透镜(11)、聚焦透镜(12)和聚焦透镜(12)焦点处的强度点探测器(19)对样品反射测量光束进行聚焦探测得到双轴共焦轴向强度曲线(13)；步骤三、将双轴共焦轴向强度曲线(13)沿z向平移s后得到移位双轴共焦轴向强度曲线(14)，然后将移位双轴共焦轴向强度曲线(14)与双轴共焦轴向强度曲线(13)相减处理得到错位相减双轴共焦轴向强度曲线(15)；步骤四、将错位相减双轴共焦轴向强度曲线(15)的零点位置z_A减去平移值s/2得(z_A‑s/2)，计算机(18)依据(z_A‑s/2)值控制三维工作台(22)带动被测样品(8)沿测量面法线(23)方向运动，使测量物镜(6)的聚焦光斑聚焦到被测样品(8)上；步骤五、利用电离样品吸管(16)将聚焦光斑解吸电离被测样品(8)产生的等离子体羽(9)中的分子、原子和离子吸入质谱探测系统(17)中进行质谱成像，测得对应聚焦光斑区域的质谱信息；步骤六、利用由采集物镜(11)、聚焦透镜(12)、强度点探测器(19)和三维工作台(22)构成的激光双轴共焦探测系统对测量物镜(6)聚焦到被测样品(8)的微区进行成像，测得对应聚焦光斑区域的形态信息；步骤七、计算机(18)将激光双轴共焦探测系统测得的激光聚焦微区形态信息与质谱探测系统(17)同时测得的激光聚焦微区的质谱信息进行融合处理，继而得到聚焦光斑微区的形态和质谱信息；步骤八、计算机(18)控制三维工作台(22)使测量物镜(6)对准被 测对象(8)的下一个待测区域，然后按步骤二～步骤七进行操作，得到下一个待测聚焦区域的形态和质谱信息；步骤九、重复步骤八直到被测样品(8)上的所有待测点均被测到，然后利用计算机(18)进行处理即可得到被测样品形态信息和质谱信息。