質(zhì)譜樣本的制備裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及在質(zhì)譜樣本載板上制備多個樣本的裝置，其中通過涂布液體制備樣本，制備方式可確保樣本適合在質(zhì)譜儀中進(jìn)行電離。本實(shí)用新型提出通過繞兩個偏心軸旋轉(zhuǎn)來確定分配器和樣本點(diǎn)的相對位置。分配器可安裝在旋轉(zhuǎn)臂上，并可在樣本載板臺上的樣本點(diǎn)上方移動，也可旋轉(zhuǎn)。分配器也可為固定式，樣本載板上的樣本點(diǎn)可通過一個連接的運(yùn)動系統(tǒng)進(jìn)行兩個偏心旋轉(zhuǎn)，在分配器下方移動。由于將使用可在樣本上蒸發(fā)的酸和腐蝕性溶劑，因此在帶有空氣循環(huán)器、濾清器、分配器和固定樣本載板的安裝臺的密封箱內(nèi)進(jìn)行制備。將用于定位分配器和樣本載板相對位置的驅(qū)動器放在密封箱外，因?yàn)楦g性蒸汽會很快損壞電機(jī)和用于移動樣本載板的XY平移臺的復(fù)雜交叉軌道。
【專利說明】質(zhì)譜樣本的制備裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種在質(zhì)譜樣本載板上制備多個樣本點(diǎn)的裝置，其中使用液體制備樣本，制備方式可確保樣本適合在質(zhì)譜儀中進(jìn)行電離，例如，通過基質(zhì)輔助激光解析進(jìn)行的電離(MALDI)。
[0002]本實(shí)用新型提出通過繞兩個偏心軸旋轉(zhuǎn)來定位分配器和樣本點(diǎn)的相對位置。例如，分配器可安裝在旋轉(zhuǎn)臂上，并可在樣本載板臺上的樣本點(diǎn)上方移動，樣本載板臺也可旋轉(zhuǎn)?；蛘撸峙淦饕部梢詾楣潭ㄊ?，樣本載板上的樣本點(diǎn)可通過一個連接的運(yùn)動系統(tǒng)進(jìn)行兩個偏心旋轉(zhuǎn)，在分配器下方移動。由于將使用可在樣本上蒸發(fā)的酸和腐蝕性溶劑，因此最好在帶有空氣循環(huán)器、濾清器、分配器和固定樣本載板的安裝臺的密封箱內(nèi)進(jìn)行制備。最好將用于定位分配器和樣本載板相對位置的驅(qū)動器放在密封箱外，因?yàn)楦g性蒸汽會很快損壞電機(jī)和用于移動樣本載板的XY平移臺的復(fù)雜交叉軌道。
【背景技術(shù)】
[0003]制備供基質(zhì)輔助激光解析(MALDI)電離的樣本時需要使用腐蝕性有機(jī)溶劑來將基質(zhì)溶劑涂布在要分析的各個樣本上，樣本載板可通過手動涂布或借助移液機(jī)器人涂布。溶劑隨后必須蒸發(fā)以便基質(zhì)晶體得以形成，這樣分析物質(zhì)將被會包裹在其中。因?yàn)榛|(zhì)輔助激光解析電離(MALDI)是眾所周知的技術(shù)，因此我們在本文中不再詳述。
[0004]現(xiàn)今，微生物樣本的質(zhì)譜鑒定需要在微生物實(shí)驗(yàn)室每天制備成千上萬個樣本，以便進(jìn)行基質(zhì)輔助激光解析電離。由于只有來自微生物內(nèi)部的物質(zhì)才在質(zhì)譜鑒定中有意義，因此必須首先分解微生物的細(xì)胞。這一操作通常在樣本載板上進(jìn)行。此處第一步是從瓊脂板提取少量(幾乎不可見)約IO5至IO7個微生物，然后涂布在樣本載板的樣本點(diǎn)上。通常使用強(qiáng)酸來分解微生物細(xì)胞，隨后必須通過蒸發(fā)對細(xì)胞進(jìn)行干燥。為此，使用70%的甲酸(沸點(diǎn)101°C ;20°C時的蒸汽壓為43hPa)或類似濃度的三氟乙酸(TFA ;沸點(diǎn)72°C ;20°C時的蒸汽壓為llOhPa)。在每個樣本上涂布約一微升的量；在酸液幾乎全部風(fēng)干后，涂布基質(zhì)溶液，同樣約為一微升的量。在乙腈和酒精溶劑的混合物中，基質(zhì)溶液通常含有固態(tài)有機(jī)酸(例如，通常為α-氰-4-羥基肉桂酸，HCCA，但也可以為2，5-二羥基苯甲酸，DHB)，為安全起見，通常為乙醇，盡管甲醇可能是更好的選擇?；|(zhì)溶液可通過變?nèi)醯募?xì)胞壁滲入到微生物中，這將導(dǎo)致細(xì)胞壁破裂和可溶性物質(zhì)溶解。這時可借助物質(zhì)的質(zhì)譜來鑒定微生物。
[0005]樣本載板通常是微量滴定板(或其碎片)的尺寸，目前用于樣本涂布和制備的可見樣本點(diǎn)通常為96或384個。也使用帶有1536個樣本點(diǎn)的樣本載板。直徑為0.8至2.0毫米的樣本點(diǎn)可借助于刻入的圓圈來識別，刻入的邊緣可防止涂布的酸液和溶劑外流；還可采用在憎水環(huán)境中設(shè)置親水區(qū)域的形式設(shè)置樣本點(diǎn)。
[0006]目前，大多數(shù)仍使用分配移液管手動進(jìn)行制備，沒有使用通風(fēng)櫥，因?yàn)樯飳?shí)驗(yàn)室內(nèi)很少有通風(fēng)櫥。如果通風(fēng)不足，將會有害健康。即使可使用通風(fēng)櫥，通常也不會使用，因?yàn)樵诖蜷_的通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行移液非常不方便。因此，長期以來一直需要這樣一種自動制備裝置，即它可方便酸液和基質(zhì)溶液的涂布，不會釋放有毒蒸汽，且最好不需要通風(fēng)櫥。[0007]約一微升量的液體不會自動從其移液管尖端落下，而是必須要根據(jù)早先的技術(shù)將液體涂在樣本上。每個樣本都要使用新的移液管尖端，以防止樣本轉(zhuǎn)移。因此，以非接觸方式將液體涂布在樣本上尤為方便，因?yàn)檫@樣不再需要每次更換移液管尖端。
[0008]對于非接觸式涂布，它的優(yōu)點(diǎn)是可將分配器準(zhǔn)確定位到樣本點(diǎn)的正上方。因此，自動制備需要提供能夠精確將分配器和樣本點(diǎn)豎直對齊的移動裝置。由于蒸發(fā)酸液和溶劑會腐蝕表面，尤其是會腐蝕滑動接觸的金屬表面，因此不能使用由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的普通十字滑道和螺紋(如同配有X-Y平移臺)。
[0009]本披露引用了基質(zhì)輔助激光解析電離(MALDI)，其中脈沖激光束會生成離子。然而，當(dāng)讓，在制備樣本中的分析物質(zhì)變?yōu)闅庀鄷r也可進(jìn)行樣本制備，無論其是否電離。可以根據(jù)應(yīng)用的需要選擇電離的類型。例如，可采用簡單的激光解析與化學(xué)電離(LDCI)的組合，或直接從表面進(jìn)行電噴霧離子化(DESI )，但也可使用其他類型的電離。因此，不能片面理解“基質(zhì)輔助激光解析” 一詞。
[0010]此外，本次披露有時會提及將液滴涂布到樣本上。需要了解的是，分配的液滴也可涂布到樣本載板上未涂布的樣本點(diǎn)上，例如作為隨后使用微生物樣本涂布的準(zhǔn)備步驟。因此，同樣也不得片面地理解本類型的實(shí)施例。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]提供一種裝置，能夠使用液體在質(zhì)譜樣本載板上自動制備樣本點(diǎn)以便進(jìn)行樣本電離，例如，通過基質(zhì)輔助激光解析進(jìn)行電離，并能夠減少釋放的蒸汽對移動裝置的腐蝕。最好以這種方法設(shè)計裝置，即避免用戶受到釋放蒸汽的傷害。
[0012]實(shí)用新型說明
[0013]本實(shí)用新型主要揭示了定位裝置的特殊設(shè)計，該裝置無需線性滑動，因此沒有尺寸相對較大、易腐蝕且表面易損壞的滑軌、螺紋或其他元件。例如，第一驅(qū)動器可將旋轉(zhuǎn)臂上的分配器移動到樣本載板臺上的各個樣本點(diǎn)上方，樣本載板臺也可由第二驅(qū)動器旋轉(zhuǎn)。或者，分配器也可以為固定式，樣本載板上的各個樣本點(diǎn)均可通過一個連接的運(yùn)動系統(tǒng)進(jìn)行兩個偏心旋轉(zhuǎn)，在分配器下方移動。原則上，借助樣本點(diǎn)上方的分配器在樣本點(diǎn)上涂布液體并且進(jìn)行無接觸操作的技術(shù)是眾所周知的，可在此條件下使用。制備樣本點(diǎn)的空間最好與放置定位分配器和樣本點(diǎn)相對位置的電機(jī)驅(qū)動器(驅(qū)動電機(jī))的空間隔開。例如，可通過密封箱壁或其他類型的屏障來實(shí)現(xiàn)這種分隔。相對于樣本點(diǎn)定位分配器所需的作用力可通過軸傳遞，該軸穿過密封箱壁或其他屏障上的密封開口，伸入進(jìn)行制備的空間。
[0014]在本系統(tǒng)中還可使用幾種不同類型液體的分配器。此外，還可安裝監(jiān)測液體正確涂布的傳感器。這可允許為隨后的樣本涂布制備樣本點(diǎn)；尤其可為已經(jīng)涂布的樣本點(diǎn)制備樣本。樣本可以是簡單的化學(xué)分析樣本；尤其可以是要通過質(zhì)譜進(jìn)行鑒定的少量微生物。為了進(jìn)行這一鑒定，必須分解微生物細(xì)胞，且需要使用強(qiáng)酸進(jìn)行特殊制備。如果發(fā)生故障，可使用輔助裝置來自動清洗每個分配器，例如，如果基質(zhì)結(jié)晶；然后排放清洗液體。如果密封箱用作制備空間，最好配備濾清器、空氣循環(huán)器，以便控制樣本點(diǎn)上液體的風(fēng)干。那么這無需放置在通風(fēng)櫥內(nèi)，且對用戶無害。
[0015]與手動制備相比，根據(jù)本實(shí)用新型的制備裝置可節(jié)省時間和材料。在醫(yī)學(xué)診斷中，微生物鑒定的時間因素尤其重要，因?yàn)檫@可以挽救生命并降低疾病發(fā)作的時間。與現(xiàn)今仍然十分原始的樣本(尤其是微生物)制備相比，可使用更智能的方法，例如借助更好的制備方法可從僅僅IO3而非IO5個微生物中獲得良好的質(zhì)譜。盡管制備時間較長，但卻大大節(jié)省了培養(yǎng)時間。
[0016]具體地說，根據(jù)實(shí)用新型的第一方面，提供了一種裝置，其帶有用于在臺上樣本載板的樣本點(diǎn)上分配液體的分配器，制備的樣本用于在質(zhì)譜儀中進(jìn)行電離，其中，分配器和樣本載板臺可通過繞兩個偏心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)相對的定位。
[0017]根據(jù)第二方面，在根據(jù)第一方面的裝置中，分配器固定在一個旋轉(zhuǎn)臂上，帶有分配器的旋轉(zhuǎn)臂和帶有樣本載板的樣本載板臺由驅(qū)動器驅(qū)動繞著各自的軸旋轉(zhuǎn)。
[0018]根據(jù)第三方面，在根據(jù)第一方面的裝置中，分配器安裝在固定位置，樣本載板位于兩個偏心連接的轉(zhuǎn)盤上，借助驅(qū)動器旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，可讓樣本載板上的任一樣本點(diǎn)轉(zhuǎn)到分配器的正下方。
[0019]根據(jù)第四方面，在根據(jù)第三方面的裝置中，轉(zhuǎn)盤有一個漂洗液體的排水管，可用于清潔分配器尖端，并可與廢液容器連接。
[0020]根據(jù)第五方面，在根據(jù)第三方面的裝置中，樣本載板臺或至少一個轉(zhuǎn)盤配備加熱系統(tǒng)。
[0021]根據(jù)第六方面，在根據(jù)第一方面的裝置中，分配器旨在將定義尺寸的液滴以非接觸方式滴在樣本點(diǎn)上。 [0022]根據(jù)第七方面，在根據(jù)第一方面的裝置中，可使用幾種分配器。
[0023]根據(jù)第八方面，在根據(jù)第一方面的裝置中，可采用控制液體正確涂布的傳感器。
[0024]根據(jù)第九方面，在根據(jù)第一方面的裝置中，實(shí)現(xiàn)所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的驅(qū)動器為步進(jìn)電機(jī)，并配備減速齒輪、編碼盤和/或限位開關(guān)。
[0025]根據(jù)實(shí)用新型的第十方面，提供了一種裝置，密封箱中裝有分配器，用于在樣本載板的樣本點(diǎn)上分配液體，為質(zhì)譜儀中的電離制備樣本，其中，用于分配器和樣本點(diǎn)相對定位的驅(qū)動器設(shè)計在密封箱外部，軸通過密封開口伸入密封箱，并通過偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動定位分配器和樣本載板的相對位置。
[0026]根據(jù)第十一方面，在第十方面的裝置中，密封箱配備空氣循環(huán)器和濾清器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1顯示，一方面，帶有分配器(03)的旋轉(zhuǎn)臂(02)可以繞著軸(01)旋轉(zhuǎn)，沿著弧線(04)移動。此外，示意圖顯示了樣本載板臺(06)，其大部分被置于臺上的樣本載板(22)所遮蓋，并可繞著軸(05)旋轉(zhuǎn)，樣本載板臺的旋轉(zhuǎn)與分配器旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)相結(jié)合，可將分配器(03)豎直對準(zhǔn)樣本載板(22)上的各個樣本點(diǎn)(黑點(diǎn))。位置(07)處的樣本載板臺顯示了兩個旋轉(zhuǎn)軸從下面穿入密封箱壁時旋轉(zhuǎn)軸(01)和(05)之間所需的最小間隔。
[0028]圖2至4顯示如何通過使用兩個偏心轉(zhuǎn)盤(20)和(10)來將隨機(jī)選擇的樣本載板
(22)上的樣本點(diǎn)(24)定位于固定分配器(50)的正下方。從圖2中的起始位置，如圖3所示，第一小轉(zhuǎn)盤(20)先旋轉(zhuǎn)P20度角，以便所選的樣本點(diǎn)(24)落在虛線圓(26)上。此虛線圓(26)與第二大轉(zhuǎn)盤(10)的軸同心，代表分配器(50)與大轉(zhuǎn)盤(10)旋轉(zhuǎn)軸之間的間隔。通過將第二大轉(zhuǎn)盤(10)旋轉(zhuǎn)φ ?ο度角(圖4)并與第一小轉(zhuǎn)盤一起旋轉(zhuǎn)，樣本點(diǎn)(24)現(xiàn)在可以旋轉(zhuǎn)到分配器(50)的正下方。[0029]圖5顯示了一種密封箱(70)的可能設(shè)計示意圖，在該設(shè)計中密封箱內(nèi)有一個帶有同心毛細(xì)管(52)的固定分配器(50)，可使用壓力沖擊將懸著的液滴(60)滴在在隨機(jī)選擇的樣本點(diǎn)上，而不會有任何接觸。如之前的圖2至4所示，樣本載板(22)上的任一樣本點(diǎn)都可通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(10)和(20)精確地移動到制備分配器(50)的正下方。轉(zhuǎn)盤(10)和(20)的旋轉(zhuǎn)受電機(jī)(14 )和(28 )的影響，例如內(nèi)置減速齒輪的步進(jìn)電機(jī)。用于傳輸扭矩的軸由密封圈(16)和(30)密封并在軸承上移動，以便轉(zhuǎn)盤能自由移動，沒有摩擦(密封中的摩擦除外)。這個設(shè)計還包含轉(zhuǎn)盤(20)和(10)中的兩個廢液漏斗(54)和(56),例如，當(dāng)兩個轉(zhuǎn)盤在原位置時，它們一個在另一個的上面，如圖2中所不。兩個廢液漏斗(54)和(56)的形狀可使漂洗液能夠立即滴入或流入下一個漏斗，而不會進(jìn)入兩個轉(zhuǎn)盤之間的縫隙。廢液容器
(58)固定在轉(zhuǎn)盤(10)下面。例如，這種設(shè)計可用于漂洗和清潔分配器，如果基質(zhì)結(jié)晶破壞了分配器的功能。
[0030]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型略微更改密封箱設(shè)計的示意圖，顯示了分配器和樣本載板臺的定位裝置。此處也是，樣本載板(22)上的任一樣本點(diǎn)都可通過旋轉(zhuǎn)小轉(zhuǎn)盤(20)和大轉(zhuǎn)盤(10)精確地移動到制備分配器(50)的正下方。其中，由電機(jī)(14)驅(qū)動的大轉(zhuǎn)盤(10)的旋轉(zhuǎn)由相對細(xì)軸(12)直接驅(qū)動，而小轉(zhuǎn)盤(20)通過兩個皮帶驅(qū)動器(40/42)和(32/34)以及帶有密封環(huán)(36)的空心軸(38)由帶有內(nèi)置減速齒輪的電機(jī)(28)間接驅(qū)動，這個空心軸與軸(12)同心?？捎谬X輪組替代皮帶驅(qū)動器以便提高精度。齒輪組最好由尺寸穩(wěn)定耐溶劑的化學(xué)惰性樹脂制成，例如聚酰亞胺。這種設(shè)計在制備箱中設(shè)有皮帶驅(qū)動器或齒輪組，但是由于其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的專用用途，由本實(shí)用新型只做基本介紹。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本實(shí)用新型主要揭示了分配器和樣本載板的定位裝置的特殊設(shè)計，不同實(shí)施例全部揭示了兩個偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，尤其如圖1至4所示。例如，可將定位裝置放置在帶有濾清器和空氣循環(huán)器的密封箱內(nèi)。原則上，通過樣本點(diǎn)上方的分配器在樣本點(diǎn)上涂布液體并且進(jìn)行無接觸操作的技術(shù)是眾所周知的，可在此條件下使用。樣本點(diǎn)和分配器的相對定位所需的作用力可通過軸作為扭矩傳遞至分隔空間，該軸穿過密封箱壁或其他屏障上的密封開口。本實(shí)用新型特別揭示了其無需線性移動，因此在制備空間內(nèi)沒有易腐蝕的表面積較大的滑動軌道、螺紋或其他元件。
[0032]對于將少量液滴以非接觸方式滴在樣本點(diǎn)上，有不同類型的技術(shù)方案，如壓力分配器。如圖5部分所示，分配器裝置(50)配有兩個同心毛細(xì)管(52)，特別簡單和方便。微型泵將約一微升的液滴(60)壓出中心毛細(xì)管；然后來自周圍毛細(xì)管的少量空氣或其他適合此用途氣體的壓力沖擊將中心毛細(xì)管懸著的液滴(60)切斷，將其滴在樣本點(diǎn)上。氣體的壓力沖擊及液滴的滴落速度必須足夠小，以便液滴不會飛濺。液滴的非接觸下落意味著制備不再需要更換移液管尖端。
[0033]在本實(shí)用新型的第一個實(shí)施例中，分配器(03)安裝在旋轉(zhuǎn)臂(02)上，如圖1所示，并可引導(dǎo)移動到位于樣本載板臺(06)的樣本載板(22)上的每個樣本點(diǎn)上方，同時樣本載板臺也可旋轉(zhuǎn)。可通過使用軸(OI)和(05 )相應(yīng)地設(shè)置兩個旋轉(zhuǎn)位置來完成這種引導(dǎo)移動。旋轉(zhuǎn)臂(02)的軸(01)可從頂部伸入密封箱；樣本載板臺的軸(05)可從底部伸入密封箱；但是,也可都從底部伸入兩個軸。例如,分配所需的液體和氣體可通過穿過空心軸(01)中的管道或小管路送入。還可在旋轉(zhuǎn)臂(02)上安裝幾種用于不同液體的分配器(03)以及傳感器，以便確保液體正確滴落。本實(shí)用新型的這一實(shí)施例特別簡單。
[0034]第二個實(shí)施例使用固定分配器(50),如圖5所不,僅移動樣本載板(22)上的樣本點(diǎn)，通過實(shí)現(xiàn)偏心旋轉(zhuǎn)的簡單移動系統(tǒng)將樣本點(diǎn)移動到分配器(50)的正下方。由于樣本載板(22)的移動不需要易受腐蝕的大型機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動，因此將樣本載板(22)設(shè)置在轉(zhuǎn)盤
(20)上，而該轉(zhuǎn)臺又偏心地安裝在較大轉(zhuǎn)盤(10)上，以便進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)這兩個轉(zhuǎn)盤，可將樣本載板(22)的任一樣本點(diǎn)移動到制備分配器(50)的正下方，如圖2至4所示。樣本載板(22)可插入到轉(zhuǎn)盤(20)內(nèi)以便為干燥氣流提供一個水平面。然后，最好讓轉(zhuǎn)盤(20)的凹槽輪廓適合樣本載板(22)的尺寸。轉(zhuǎn)盤(10)和(20)由電機(jī)(14)和(28)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，這種電機(jī)可以是步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)可配備減速齒輪、編碼盤和限位開關(guān)。
[0035]對于采用固定分配器的實(shí)施例,其最大的優(yōu)點(diǎn)是可確保液體和氣體的密封。這意味著無需向供給管路內(nèi)注入大量的液體，這尤其方便了漂洗和清潔工作。小尺寸還可防止氣體出現(xiàn)壓降，這會導(dǎo)致從毛細(xì)管切斷液滴的氣壓沖擊不足。此外，借助固定分配器，即使轉(zhuǎn)盤仍在運(yùn)動中，也可從分配器毛細(xì)管中擠出液滴。憑借此設(shè)計，不會再有因旋轉(zhuǎn)運(yùn)動減速而將液滴過早甩出的危險，也不會在進(jìn)行搖擺運(yùn)動時出現(xiàn)小液滴甩出的危險，這將使其更難滴在樣本點(diǎn)上，或需要一段滴落準(zhǔn)備時間。
[0036]圖2至4簡略描述了如何借助兩個轉(zhuǎn)盤(10)和(20)來將樣板載板(22)上隨機(jī)選擇的樣本點(diǎn)(24)移動到分配器(50)的正下方。從圖2中的起始位置，小轉(zhuǎn)盤(20)先旋轉(zhuǎn)Ψ ο度角，以便樣本點(diǎn)(24)落在虛線圓(26)上。虛線圓(26)的位置設(shè)置與大轉(zhuǎn)盤(10)同心。通過將大轉(zhuǎn)盤(10)旋轉(zhuǎn)PIQ度角并與小轉(zhuǎn)盤一起旋轉(zhuǎn)，樣本點(diǎn)(24)現(xiàn)在可以旋轉(zhuǎn)到分配器(50)的正下方。由于詳細(xì)的設(shè)計幾何圖已知，因此可通過控制程序輕松計算出所需的供20和？>10旋轉(zhuǎn)角度。如果虛線圓(26)的半徑與兩轉(zhuǎn)盤軸之間的距離精確對應(yīng)，則這些計算會變得特別簡單，該半徑表示分配器(50)到大轉(zhuǎn)盤(10)軸之間的距離。圓(26)的直徑至少應(yīng)該為樣本載板(22)上樣本點(diǎn)之間最大距離的一半。也可僅執(zhí)行一次計算后并將其存儲在表中。這些計算包括所有樣本點(diǎn)的P20和φ IQ旋轉(zhuǎn)絕對角度，從旋轉(zhuǎn)的原位置或相對角度開始，或從上一個樣本點(diǎn)開始計算。為了節(jié)省時間，可以自然地同時進(jìn)行兩個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，或者至少有部分短暫的重疊。
[0037]可以限制兩轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，例如，+/-180°或稍小的角度。這時可針對這些限制使用限位開關(guān)。限制運(yùn)動的方式必須允許旋轉(zhuǎn)部件(如圖5中的步進(jìn)電機(jī)(28))有電氣連接，無需使用滑動接觸。
[0038]設(shè)足和PlO旋轉(zhuǎn)角度所需的精度也可從指定位置精度的幾何因素計算。然后所需的精度可確定步進(jìn)電機(jī)(14)和(28)的齒輪減速及步進(jìn)電機(jī)的步距。為了確保精確再現(xiàn)位置而沒有機(jī)械滯后的位置，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可在一個方向通過彈簧預(yù)拉伸，或者如果需要，通過先超過目標(biāo)位置然后在退回該位置，始終從同一方向進(jìn)入預(yù)備位置。
[0039]最好將固定分配器(50)和帶有兩個轉(zhuǎn)盤(10)和(20)的移動裝置安裝于密封箱
(70)內(nèi)，而將驅(qū)動電機(jī)、齒輪和編碼盤置于密封箱外以保護(hù)它們免受腐蝕性蒸汽的腐蝕。使用密封環(huán)(16，30)的可能性設(shè)計如圖5所示，這可用于密封將扭矩傳輸?shù)矫芊庀?70)內(nèi)部的軸。例如，密封環(huán)可以采用O型環(huán)，但是徑向軸最好使用密封唇密封。但是,帶有密封環(huán)
(16)的大轉(zhuǎn)盤(10)的“軸”通孔必須非常大，以便這種密封有一個寬松的密封唇，以便不會太阻礙旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0040]相反，可以這樣設(shè)計大轉(zhuǎn)盤(10)和密封箱地板之間的縫隙，除了密封環(huán)(16)之夕卜，必須能夠部分注入具有極低蒸汽壓的低粘度潤滑油。商用擴(kuò)散泵油特別適合。擴(kuò)散泵油具有非常強(qiáng)的抗氧化性和抗老化性，并且在使用的溫度下幾乎沒有蒸汽壓。通過毛細(xì)管作用將其保持在縫隙中，其潤滑性能可促進(jìn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。如果需要，縫隙的分隔可通過低摩擦阻力的滑動墊保持。這同樣適用于大轉(zhuǎn)盤(10)和小轉(zhuǎn)盤(20)之間的縫隙。潤滑油尤其還可封閉密封箱，以防止腐蝕性蒸汽進(jìn)入含有敏感電機(jī)(14、28)的空間。例如，可在兩端涂上疏油氨基酸，這樣潤滑油將無法跑出。也可通過粘貼吸液紙或薄氈試片來封閉縫隙的邊緣。
[0041]在這里應(yīng)注意，在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)，也可實(shí)現(xiàn)這樣一個實(shí)施例，即兩個偏心轉(zhuǎn)盤(它們的軸可從上部伸入到密封箱內(nèi))可將之上安裝的分配器移動到固定樣本載板的正上方。但是，本文并不詳細(xì)說明此實(shí)施例。
[0042]文本也簡要描述了其他實(shí)施例，如圖6所示，顯示了制備箱中移動裝置的略微不同的設(shè)計示意圖。在這種情況下，同樣，樣本載板(22)上的任一樣本點(diǎn)都可通過旋轉(zhuǎn)小轉(zhuǎn)盤(20)和大轉(zhuǎn)盤(10)精確地移動到制備分配器(50)的正下方。其中，由電機(jī)(14)直接驅(qū)動的大轉(zhuǎn)盤(10)的旋轉(zhuǎn)由相對細(xì)軸(12)驅(qū)動，而小轉(zhuǎn)盤(20)通過兩個皮帶驅(qū)動器(40/42)和(32/34)以及帶有密封環(huán)(36 )的空心軸(38 )由帶有內(nèi)置減速齒輪的電機(jī)(28 )間接驅(qū)動，這個空心軸與軸(12)同心?？捎谬X輪組替代皮帶驅(qū)動器以便提高精度。制備箱中的齒輪組最好由尺寸穩(wěn)定耐溶劑的化學(xué)惰性樹脂制成，例如聚酰亞胺。
[0043]為作為制備空間的密封箱(70)提供可選的空氣循環(huán)器和濾清器(此處未顯示)對于所有實(shí)施例來說都極為有利。這時可將密封箱設(shè)計為臺式設(shè)備的一部分，無需放入通風(fēng)櫥內(nèi)。例如，濾清器可以是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的簡易碳濾清器。然后，去除了溶劑、酸液和多余水分的過濾空氣再次注入，確保緩慢流到樣本載板表面以便干燥樣本。也可控制循環(huán)空氣的濕度?？蔀槊芊庀涮峁┮粋€蓋子，可手動打開此蓋子以便更換樣本載板。為安全起見，在打開后，蓋子應(yīng)能自動關(guān)閉。蓋子還可作為防止發(fā)生爆炸的安全措施:如果溶劑和空氣混合發(fā)生爆炸，可稍稍頂起蓋子以放出爆炸氣體，從而可防止密封箱損壞。
[0044]若要更加快速地蒸發(fā)液體，可使用帶有溫度傳感器的內(nèi)置加熱元件方便地加熱樣本載板(06)、轉(zhuǎn)盤(10)至指定溫度(或者作為另一種選擇，還可加熱轉(zhuǎn)盤(20))，例如40°C。例如，加熱流體和溫度傳感器的電纜可穿過軸(12)，為此，軸必須是中空。另一方面，還可相應(yīng)地加熱循環(huán)氣流。
[0045]在本系統(tǒng)中還可使用幾種不同類型液體的分配器。盡管不需要，然而如果不同的分配器全部位于虛線圓(26 )上(圖2至4 )，這將特別有用。此外，用于監(jiān)測液體正確涂布的傳感器可安裝在圓上或安裝在裝置的其他位置上。例如，此類傳感器可以是迷你相機(jī)，可對其圖像進(jìn)行可視評估或自動評估。也可使用探針，該探針可測量樣本點(diǎn)的電容或由樣本點(diǎn)反射的散射光。
[0046]必須不時地清潔分配器以便去除干擾殘留物，例如結(jié)晶的基質(zhì)。在中心分配器毛細(xì)管邊緣的結(jié)晶基質(zhì)會導(dǎo)致液滴無法再垂直擠出。例如，毛細(xì)管可使用純?nèi)軇┣逑磥磉M(jìn)行清潔。如圖5所示,兩個轉(zhuǎn)盤(20，10)可安裝兩個廢液漏斗(54)和(56)，例如，當(dāng)兩個轉(zhuǎn)盤在原位置時，它們一個在另一個的上面，如圖2中所描繪。兩個廢液漏斗(54)和(56)的最佳形狀要使漂洗液能夠立即滴入或流入下一個漏斗，而不會進(jìn)入兩個轉(zhuǎn)盤之間的縫隙。廢液容器(58)固定在轉(zhuǎn)盤(10)下面。分配器的清潔還可借助一個刷子來進(jìn)行，該刷子安裝在轉(zhuǎn)盤(10)的固定位置上，與漏斗(54)相鄰，可借助輕微旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)盤中的一個轉(zhuǎn)盤來從底部刷洗噴嘴。在漂洗期間，將溶劑排放到廢液容器(58)內(nèi)。廢液容器可配備一個泵(此處未顯示)以便抽出漂洗液體。
[0047]使用本裝置在樣本載板上制備樣本點(diǎn)，還可為樣本的隨后涂布制備樣本點(diǎn)，特別是可為已經(jīng)涂布的樣本點(diǎn)制備樣本。樣本可以是簡單的化學(xué)分析樣本，尤其可以是要通過質(zhì)譜進(jìn)行鑒定的少量微生物。為了進(jìn)行這一鑒定，如上所述，必須分解微生物細(xì)胞，且需要使用強(qiáng)酸進(jìn)行特殊制備。
[0048]現(xiàn)在我們簡單描述一下手動實(shí)施的方法，此方法是現(xiàn)今借助根據(jù)本實(shí)用新型原則的裝置在樣本載板上對微生物樣本進(jìn)行MALDI制備的最常用方法。手動提起密封箱蓋子后，可取出完全制備的樣本載板并更換成新涂布了樣本的樣本載板。將樣本載板壓入小轉(zhuǎn)盤(20)內(nèi)，但可通過手柄孔或?qū)Ｓ霉ぞ邔⑵淙〕?未在圖中顯示)。樣本載板僅在幾分鐘內(nèi)就可升至所需溫度?，F(xiàn)在可使用甲酸對樣本載板所選樣本點(diǎn)上的每個微生物樣本依次進(jìn)行無接觸噴灑，每個樣本約噴灑一微升的甲酸。例如，可逐行涂布樣本，以保持較小的移動距離從而節(jié)省時間。但是，也可按其他順序進(jìn)行涂布，例如，按象限涂布。一個樣本移動和涂布所需的時間約為半秒種；因此具有384個樣本的樣本載板使用甲酸完全涂布所需的時間約為3.2分鐘。這個時間足夠分解微生物細(xì)胞，細(xì)胞壁至少變?nèi)醯竭@種程度，即隨著涂布基質(zhì)溶液的滲透作用使其破裂。如果加熱溫度選擇正確，在涂布完最后一個樣本時，第一個樣本已充分風(fēng)干，可涂布基質(zhì)溶液。再用3.2分鐘將所有樣本涂布上基質(zhì)(以相同順序)如果計算出結(jié)晶基質(zhì)的最終風(fēng)干時間為5分鐘，則制備384個樣本大約需要15分鐘，包括最初加熱。因此每小時大約可制備4個樣本載板。如果使用傳感器檢查涂布，這將占用更長時間，但一個樣本載板的制備最多也只需要半個小時。
[0049]與手動制備相比，根據(jù)本實(shí)用新型的制備裝置可節(jié)省時間。它還節(jié)省了移液管尖端。在醫(yī)學(xué)診斷中，對于未知微生物的鑒定來說，不但成本因素尤其重要，時間因素也特別重要，因?yàn)槲⑸锏谋M早鑒定可挽救生命并顯著降低疾病的持續(xù)時間。
[0050]使用根據(jù)本實(shí)用新型的裝置制備微生物樣本方法的簡單描述中僅介紹了現(xiàn)今常用的制備方法。但是，與現(xiàn)今仍然十分原始的微生物樣制備相比，還可能使用更智能的方法，僅僅從IO3而非IO5個微生物中便可獲得良好的質(zhì)譜，例如，通過增加質(zhì)譜儀中的離子量。盡管制備時間較長，但卻大大節(jié)省了培養(yǎng)時間。
[0051]例如，現(xiàn)今人們討論在細(xì)胞分解期間釋放的蛋白質(zhì)是否無法牢固束縛蛋白質(zhì)吸附層(如二硝基纖維素層)，然后使用清水漂洗以便去除鹽分和其他隱藏在電離作用中的物質(zhì)(“抑制劑”)，之后涂布基質(zhì)溶液。簡易漂洗分配器由兩個毛細(xì)管構(gòu)成，即注入漂洗水的外毛細(xì)管和去除漂洗水(抽取)的內(nèi)毛細(xì)管。漂洗分配器僅僅約占半毫米的空間，位于要漂洗的樣本上方。由于始終使用新鮮的漂洗水來進(jìn)行漂洗，因此無需擔(dān)心在此過程中轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)。例如，也可使用清水之外的其他液體進(jìn)行漂洗，以便去除脂肪酸。這樣，使用根據(jù)本實(shí)用新型裝置的制備箱不僅可以用于現(xiàn)今常用的制備方法，而且還可用于將來無法手動進(jìn)行的更復(fù)雜的制備方法，如果需要，還可安裝更多的分配器甚至是傳感器。
[0052]當(dāng)然，根據(jù)本實(shí)用新型的裝置還允許制備這樣的樣本載板，即不涂布所有的樣本點(diǎn)。為此，必須通知控制程序涂布樣本的位置。[0053]借助兩個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來定位樣本載板，如本披露中所示，可不使用矩形設(shè)計的樣本載板(這一設(shè)計在早先的技術(shù)中廣為人知且顯示在圖中)，并可選擇適合旋轉(zhuǎn)的圓形設(shè)計。例如，不用通常的行或列布置樣本載板上的樣本點(diǎn)，而采用不同直徑且與轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)軸同心的虛線圓，或者沿著樣本載板中心一端的螺旋曲線并將轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)軸作為其中心，這些設(shè)計都十分有效。一個特殊功能是以相同的角位置但以不同的半徑沿著從圓心到圓周的虛線布置樣本點(diǎn)。對于此技術(shù)，幾何圖形專業(yè)人員將能輕松使用幾何因素，找到樣本載板的最佳設(shè)計。
[0054]在本披露范圍內(nèi)，“偏心”和“偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動”這兩個詞表示，用于定位樣本載板臺和分配器相對位置的兩個(基本平行)旋轉(zhuǎn)軸以一定的距離設(shè)置。這不意味著繞這些軸旋轉(zhuǎn)的元件，如旋轉(zhuǎn)臂或轉(zhuǎn)盤等必須有與這些軸旋轉(zhuǎn)對稱的設(shè)計(例如，盡管此類設(shè)計可能由于生產(chǎn)或質(zhì)量平衡等原因而更具優(yōu)勢)。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，帶有用于在臺上樣本載板的樣本點(diǎn)上分配液體的分配器，制備的樣本用于在質(zhì)譜儀中進(jìn)行電離， 其中 分配器和樣本載板臺可通過繞兩個偏心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)相對的定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中分配器固定在一個旋轉(zhuǎn)臂上，帶有分配器的旋轉(zhuǎn)臂和帶有樣本載板的樣本載板臺由驅(qū)動器驅(qū)動繞著各自的軸旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中分配器安裝在固定位置，樣本載板位于兩個偏心連接的轉(zhuǎn)盤上，借助驅(qū)動器旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，可讓樣本載板上的任一樣本點(diǎn)轉(zhuǎn)到分配器的正下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中轉(zhuǎn)盤有一個漂洗液體的排水管，可用于清潔分配器尖，并可與廢液各器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中樣本載板臺或至少一個轉(zhuǎn)盤配備加熱系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中分配器旨在將定義尺寸的液滴以非接觸方式滴在樣本點(diǎn)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中可使用幾種分配器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中可采用控制液體正確涂布的傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中實(shí)現(xiàn)所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的驅(qū)動器為步進(jìn)電機(jī)，并配備減速齒輪、編碼盤和/或限位開關(guān)。
10.一種裝置，密封箱中裝有分配器，用于在樣本載板的樣本點(diǎn)上分配液體，為質(zhì)譜儀中的電離制備樣本 其中 用于分配器和樣本點(diǎn)相對定位的驅(qū)動器設(shè)計在密封箱外部， 軸通過密封開口伸入密封箱，并通過偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動定位分配器和樣本載板的相對位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中密封箱配備空氣循環(huán)器和濾清器。
【文檔編號】G01N30/06GK203672846SQ201320464920
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】亞歷山大·福斯格勒內(nèi) 申請人:布魯克道爾頓有限公司