本發(fā)明涉及分析，更加具體地涉及一種分析系統(tǒng)及分析方法。

背景技術(shù)：

1、光鑷是由強會聚的激光束形成的光學(xué)勢阱，能夠利用光學(xué)梯度力捕捉、拖動細(xì)胞，甚至可以深入到細(xì)胞內(nèi)部操控細(xì)胞器，在細(xì)胞生物學(xué)研究中用途廣泛。

2、經(jīng)人們研究發(fā)現(xiàn)，將光鑷與分析儀器配合，能夠?qū)崿F(xiàn)從溶液中精準(zhǔn)捕獲細(xì)胞，同時獲取該細(xì)胞的物質(zhì)組成、分子結(jié)構(gòu)、分子能級等信息。對此，大量研究者提出了多種的基于光鑷的分析系統(tǒng)和分析方法。

3、2015年李銀妹等人發(fā)表的《光鑷技術(shù)的研究現(xiàn)況》文獻(xiàn)中，公開了一種檢測單個囊泡的拉曼光譜，將光鑷技術(shù)與拉曼光譜探測技術(shù)相結(jié)合，利用拉曼光鑷(raman?opticaltweezers)捕獲并測量單個細(xì)胞或囊泡的拉曼信號，得到細(xì)胞中的物質(zhì)的成分或結(jié)構(gòu)信息。但無法進(jìn)一步地獲得分子層面的物質(zhì)組成信息。

4、美國專利us7767435b2中提出了一種用于生化檢測和分析單個細(xì)胞的亞細(xì)胞區(qū)的方法和裝置，將光鑷技術(shù)與質(zhì)譜儀相結(jié)合，利用力發(fā)生器(光鑷等)技術(shù)捕捉分離細(xì)胞或細(xì)胞器，然后將分離后的細(xì)胞和細(xì)胞器通過微流通道運輸至基于光學(xué)或基于電離的敏感檢測器(質(zhì)譜儀等)中進(jìn)行檢測，能夠在一個裝置中完成對細(xì)胞的分離、封裝、運輸和檢測。

5、ali等在《single-cell?screening?of?tamoxifen?abundance?and?effect?usingmass?spectrometry?and?raman-spectroscopy》(anal.chem.,2019,91,2710)中公開了一種先后使用拉曼光譜與質(zhì)譜選取并測量目標(biāo)單細(xì)胞的方法，可同時提供單個細(xì)胞的藥效學(xué)及藥代動力學(xué)信息。但上述過程中，對單細(xì)胞的操作和移動均需要手工操作，自動化水平低，而且，拉曼光譜與質(zhì)譜的測試通量相互錯配，測試效率受到較大限制。

6、綜合以上，盡管單細(xì)胞光譜和質(zhì)譜的合并分析對于生物學(xué)研究、藥物開發(fā)、腫瘤治療等領(lǐng)域有著重大意義，目前尚無單細(xì)胞分析儀器能夠自動化地檢測得到單細(xì)胞的光譜和質(zhì)譜信息；現(xiàn)有的單細(xì)胞的光譜質(zhì)譜合并分析技術(shù)，受限于手工操作的復(fù)雜度，導(dǎo)致實施困難、分析效率低下，難以在具體應(yīng)用領(lǐng)域推廣。因此，需要一種改進(jìn)的技術(shù)方案來解決現(xiàn)有細(xì)胞分析技術(shù)的以上問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種分析系統(tǒng)和分析方法，使用更加簡單的裝置結(jié)構(gòu)，可自動化地捕獲、識別和檢測樣品，得到樣品顆粒的光譜和質(zhì)譜信息，提高檢測效率并降低成本。

2、本發(fā)明的第一方面提供了一種分析系統(tǒng)，該分析系統(tǒng)包括：流路系統(tǒng)，含有樣品顆粒的溶液存儲于或者流經(jīng)于該流路系統(tǒng)；朝向流路系統(tǒng)設(shè)置的光鑷，捕獲流路系統(tǒng)中的樣品顆粒；檢測流路系統(tǒng)中的樣品顆粒的光學(xué)信息的光學(xué)檢測儀；設(shè)置在流路系統(tǒng)的后級的質(zhì)譜儀，在流路系統(tǒng)中，至少部分由光鑷驅(qū)動樣品顆粒向質(zhì)譜儀輸運。

3、根據(jù)該技術(shù)方案，光鑷能夠由溶液中捕獲并操控單個的樣品顆粒，光學(xué)檢測儀能夠?qū)悠奉w粒進(jìn)行識別，并檢測該樣品顆粒的光學(xué)信息，使用時，可以在利用光鑷捕獲樣品顆粒的同時，利用光學(xué)檢測儀檢測光鑷捕獲到的樣品顆粒，獲得該樣品顆粒的光學(xué)信息，或者，也可以先利用光學(xué)檢測儀檢測樣品顆粒，得到樣品顆粒的光學(xué)信息，再利用光鑷捕獲樣品顆粒中的單個樣品顆粒，最后，可以至少部分利用光鑷移動樣品顆粒，將單個的樣品顆粒送入質(zhì)譜儀中進(jìn)行檢測。此分析技術(shù)可自動化地檢測得到樣品顆粒的光學(xué)和質(zhì)譜信息，由于使用光鑷直接在流路系統(tǒng)中捕捉并原位(in?situ)檢測和移動樣品顆粒，無需手動轉(zhuǎn)移樣品顆粒，使得光學(xué)檢測儀的測試通量可以和質(zhì)譜儀相適配，從而能夠快速、準(zhǔn)確、自動化地完成對單個樣品顆粒的識別、捕獲、操控以及檢測過程。

4、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，樣品顆粒可以為細(xì)胞、細(xì)胞器、單細(xì)胞微生物中的一種或多種組合。

5、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，流路系統(tǒng)包括儲存溶液的貯液器和與貯液器連通的流體通道，光鑷可在貯液器和流體通道之間相對移動，從而至少部分利用光學(xué)梯度力將樣品顆粒從貯液器移動至流體通道。

6、根據(jù)該技術(shù)方案，光鑷在貯液器中捕獲并固定單個的樣品顆粒，然后通過光鑷與流路系統(tǒng)之間的相對移動，光鑷在流路系統(tǒng)中產(chǎn)生的光學(xué)勢阱發(fā)生位移，被固定于光學(xué)勢阱的樣品顆粒在光學(xué)梯度力的驅(qū)動下也移動至流體通道內(nèi)。將貯液器與流體通道分別設(shè)置可以避免未經(jīng)過分離和識別的樣品顆粒隨溶液一起流入質(zhì)譜儀，而利用光學(xué)梯度力將樣品顆粒由貯液器輸運至流體通道能夠在輸運之前或輸運的同時獲取該樣品顆粒的光學(xué)信息。

7、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，流體通道中具有向出口端流動的流體，流體通道的出口端設(shè)置有電離裝置，質(zhì)譜儀的離子入口與電離裝置相對設(shè)置。

8、根據(jù)該技術(shù)方案，光鑷只需要在貯液器與流體通道的入口處移動，將單個的樣品顆粒送入流體通道的入口，樣品顆粒即可在流體通道中隨流體流動至出口處的電離裝置中，電離后的樣品顆粒能夠直接進(jìn)入質(zhì)譜儀的離子入口進(jìn)行檢測，縮短光鑷的輸運距離，通過流體運輸樣品顆粒能夠在保證完成對樣品顆粒的分離、識別和光學(xué)檢測的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升樣品顆粒輸運速度，增加流路系統(tǒng)中樣品顆粒的輸出通量，提高分析系統(tǒng)的檢測效率。

9、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，流路系統(tǒng)還包括：噴嘴口，形成于流體通道，且位于貯液器的下游；噴墨致動器，與噴嘴口對應(yīng)設(shè)置，具有樣品顆粒的液滴經(jīng)由噴嘴口逐個排出。

10、根據(jù)該技術(shù)方案，單細(xì)胞打印機技術(shù)(single?cell?printer，scp)是利用壓電噴射原理產(chǎn)生包裹單個細(xì)胞的小液滴，從而實現(xiàn)對不同細(xì)胞個體的分離，能夠顯著提高檢測通量，但在打印過程中無法對細(xì)胞進(jìn)行定位和篩選，所以會產(chǎn)生空液滴或多個細(xì)胞的液滴的情況。而流路系統(tǒng)的上游具有光鑷和光學(xué)檢測儀，貯液器中的樣品顆粒經(jīng)過捕獲、分離、識別和檢測后，由光鑷輸運至流體通道，從而通過設(shè)定光鑷的輸運速度和噴墨致動器的打印速度能夠使得含有單個樣品顆粒的液滴由噴嘴口逐個排出。

11、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，流體通道包括第一流體通道和第二流體通道，貯液器的出口、噴嘴口以及噴墨致動器均連接于第一流體通道，電離裝置連接于第二流體通道，第二流體通道設(shè)置有通道開口，通道開口與噴嘴口對應(yīng)設(shè)置，承接從噴嘴口排出的液滴。

12、根據(jù)該技術(shù)方案，經(jīng)過噴墨致動器打印形成的包含有單個樣品顆粒的液滴由噴嘴口進(jìn)入第二流體通道的通道開口，并在第二流體通道中進(jìn)行電離，從而單個的樣品顆粒能夠在單個的液滴中進(jìn)行電離，不會互相影響，電離后的單個樣品離子直接由第二流體通道進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測，更加快速準(zhǔn)確，特別地，第二流體通道可以形成為納噴霧噴針(nano-tip)，通過電極向樣品液滴施加高壓電(1～5kv)。在高壓電場的作用下，包含有單個的樣品顆粒的液滴從第二流體通道的尖端噴出，形成電噴霧，電噴霧中的樣品離子進(jìn)入質(zhì)譜儀的采樣口，即可進(jìn)行質(zhì)譜檢測。

13、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，流路系統(tǒng)還包括靶板，靶板設(shè)置于噴嘴口的下方。

14、根據(jù)該技術(shù)方案，經(jīng)過噴墨致動器打印形成的包含有單個樣品顆粒的液滴由噴嘴口滴到靶板上，一個靶板能夠同時排列多個液滴，從而能夠?qū)Π邪迳系亩鄠€液滴電離后進(jìn)行質(zhì)譜檢測，特別地，排列有液滴的靶板可以直接作為基質(zhì)輔助激光解吸電離裝置的靶板，從而在基質(zhì)輔助激光解吸電離裝置中完成電離。

15、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，電離裝置為電噴霧離子源(esi)、大氣壓化學(xué)電離源(apci)、電感耦合等離子體電離源(icp)、或者基質(zhì)輔助激光解吸離子源(maldi)。

16、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，光學(xué)檢測儀為拉曼光譜儀、紅外光譜儀、熒光分析儀或者光學(xué)顯微鏡中的一種或多種的組合。

17、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，分析系統(tǒng)還包括：圖像識別系統(tǒng)，用于從溶液中識別樣品顆粒。

18、根據(jù)該技術(shù)方案，通過圖像識別系統(tǒng)能夠在捕獲樣品顆粒之前就對溶液中的樣品顆粒進(jìn)行大范圍地篩選和識別，從而進(jìn)一步提高光鑷對樣品顆粒的捕獲效率以及光學(xué)檢測儀的檢測速度。

19、本發(fā)明第二方面提供了一種分析方法，包括以下步驟：

20、捕獲步驟，利用光鑷捕獲存儲于或者流經(jīng)于流路系統(tǒng)的溶液中的樣品顆粒；

21、光學(xué)分析步驟，檢測樣品顆粒的光學(xué)信息；

22、質(zhì)譜檢測步驟，至少部分利用光鑷驅(qū)動樣品顆粒向質(zhì)譜儀輸送，并檢測樣品顆粒的質(zhì)譜信息。

23、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，光學(xué)分析步驟與捕獲步驟同時進(jìn)行，或者發(fā)生在捕獲步驟之前。