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Dokumentenidentifikation DE10140499B4 03.02.2005
Titel Probenträgerplatten für Massenspektrometrie mit Ionisierung durch matrixunterstützte Laserdesorption
Anmelder Bruker Daltonik GmbH, 28359 Bremen, DE
Erfinder Franzen, Jochen, 28359 Bremen, DE;
Rebettge, Jens, 28790 Schwanewede, DE
DE-Anmeldedatum 17.08.2001
DE-Aktenzeichen 10140499
Offenlegungstag 13.03.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.02.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.02.2005
IPC-Hauptklasse G01N 27/62
IPC-Nebenklasse G01N 35/10   B01L 3/02   G01N 30/95   G01N 1/28   H01J 49/40   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die Struktur der Probenträgerplatten für massenspektrometrische Analysen von organischen Proben mit einer Ionisierung durch matrixunterstützte Laserdesorption.

Die Erfindung besteht darin, eine sehr ebene Platte mit zumindest oberflächlicher elektrischer Leitfähigkeit mit einer Unterstruktur fest so zu verbinden, dass insgesamt ein Körper mit den Ausmaßen einer Mikrotiterplatte entsteht, dabei aber keine thermische Verbiegungen der Oberfläche auftreten können. Dabei kann die Unterstruktur sowohl Vertiefungen für kraftschlüssiges Robotergreifen wie auch eine maschinenlesbare Kennung aufnehmen.

Für die Analyse von Biomolekülen hat sich die Massenspektrometrie mit Ionisierung durch matrix-unterstützte Laserdesorption und Ionisierung (MALDI) als ein Standardverfahren etabliert. Meist werden dazu Flugzeitmassenspektrometer (TOF-MS = time-of-flight mass spectrometer) verwendet, aber auch Ionenzyklotron-Resonanzspektrometer (FT-ICR = Fourier-transform ion cyclotron resonance) oder Hochfrequenz-Quadrupol-Ionenfallenmassenspektrometer können hier eingesetzt werden.

Die Biomoleküle befinden sich in aller Regel in wässriger Lösung. Unter Biomolekülen sollen hier besonders die Oligonukleotide (also das Genmaterial in seinen verschiedenen Ausformungen wie DNA oder RNA) und Proteine (also die wesentlichen Bausteine der lebenden Welt) verstanden werden, einschließlich ihrer besonderen Analoge und Konjugate, wie beispielsweise Glycoproteine oder Lipoproteine.

Die Auswahl der Matrixsubstanz für MALDI hängt von der Art der Biomoleküle ab; es sind inzwischen weit über hundert verschiedene Matrixsubstanzen bekannt geworden. Die Matrixsubstanz hat unter anderem die Aufgabe, die Probenmoleküle möglichst einzeln festzuhalten, an der Oberfläche des Probenträgers anzubinden, während des Laserschusses durch Bildung einer Dampfwolke ohne Zerstörung der Biomoleküle und möglichst ohne Anlagerung der Matrixmoleküle in die Gasphase zu übertragen, und schließlich dort unter Protonierung oder Deprotonierung zu ionisieren. Für diese Aufgabe hat es sich als günstig erwiesen, die Analytmoleküle in irgendeiner Art in die zumeist kristallinen Matrices bei deren Kristallisation auf der Probenträgeroberfläche oder zumindest in die Grenzflächen zwischen den bei der Kristallisation entstehenden Kriställchen einzubauen.

Für das Auftragen von Probe und Matrix sind eine Reihe verschiedener Methoden bekannt geworden. Die einfachste davon ist das Aufpipettieren einer Lösung mit Probe und Matrix auf einen gereinigten, metallischen Probenträger. Der Lösungstropfen bildet auf der Metalloberfläche eine Benetzungsfläche, deren Größe in etwa dem Tropfenduchmesser entspricht und von der Hydrophilität der Metalloberfläche und den Eigenschaften des Tröpfchens abhängt. Es bildet sich dabei nach dem Auftrocknen der Lösung ein Probenfleck aus kleinen Matrixkriställchen in der Größe dieser Benetzungsfläche, wobei sich in der Regel aber keine gleichmäßige Belegung der Benetzungsfläche zeigt.

Für Matrixsubstanzen, die sich nur sehr schwer oder gar nicht in Wasser lösen, wie beispielsweise &agr;-Cyano-4-Hydroxy-Zimtsäure, hat es sich als günstig erwiesen, eine sehr dünne Schicht der Kristalle auf der Oberfläche vor dem Aufbringen der wäßrigen Analytlösungen zu erzeugen, beispielsweise durch Aufbringen einer Lösung der Matrixsubstanz in Azeton.

Aus der Patentschrift DE 197 54 978 C1 ist eine verbesserte Methode des Probenauftrags bekannt geworden, die darin besteht, die Oberfläche des Probenträgers im gewünschten Raster der Probenflecke mit winzig kleinen, benetzungsfreundlichen (hydrophilen) Ankerbereichen für die Probentröpfchen in einer benetzungsfeindlichen (hydrophoben) Umgebung zu versehen. Die aufpipettierten Tröpfchen mit den gelösten Analytmolekülen hängen sich an diese Ankerbereiche an und kristallisieren dort viel gleichmäßiger als ohne Anker. Die Kristallkonglomerate binden dabei in diesen hydrophilen Ankerbereichen recht fest an die Oberfläche des Probenträgers.

Für Oligonukleotide ist eine günstige Methode des Probenauftrags bekannt geworden, die jedoch auf Siliziumchips beschränkt ist. Die an der Oberfläche des Chips gebundenen Oligonukleotide werden mit einer piezobetriebenen Mikropipette mit Mikrotröpfchen einer Matrixlösung (3-HPA) von nur einigen Hundert Picolitern beschossen, wodurch eine Kristallstruktur mit gleichmäßiger MALDI-Empfindlichkeit erzeugt wird.

Alle diese Verfahren zum Aufbringen und Auskristallisieren der Proben hängen aber sehr stark von den Eigenschaften der Oberfläche, besonders auch von den Eigenschaften der hydrophilen Ankerflächen ab. Zu diesen Eigenschaften gehören die chemische Zusammensetzung des Trägers an seiner Oberfläche, der Oxidationszustand der Oberfläche und insbesondere die Glattheit. Von besonderer Bedeutung ist eine extreme Sauberkeit der Oberfläche, da der MALDI-Prozess schon durch geringste Spuren von Verunreinigungen empfindlich gestört werden kann. Insbesondere dürfen keine Alkaliionen aus der Oberfläche in die gelöst aufgebrachte Probe austreten.

Werden Flugzeitmassenspektrometer für die Analyse eingesetzt, so kommt auf die Probenträgeroberflächen auch noch die Forderung nach außerordentlicher Ebenheit hinzu. Die Verwindung der Oberfläche darf einige Zehn Mikrometer nicht überschreiten, da sonst die Massenbestimmung aus den Flugzeiten erschwert wird.

Es haben sich bisher nur wenige Arten von Probenträgermaterialien als einigermaßen universal benutzbar herausgestellt. Dazu gehören insbesondere (1) glattgewalztes, in besonderen Glühverfahren hergestelltes etwa drei Millimeter starkes Edelstahlblech mit hochglänzender Oberfläche, (2) mit leitenden Schichten bedampfte Glasplatten und (3) Siliziumwaferplatten. Die kritische Bedeutung der Oberflächenbeschaffenheit geht schon aus der Tatsache hervor, dass beipielsweise eine gefräste Edelstahloberfläche einer gewalzten Oberfläche unterlegen ist. Für bestimmte Probenarten sind hinwiederum geschliffene Oberflächen, günstig, wobei wiederum ein Schleifen der gewalzten Oberflächen besser ist als ein Schleifen von gefrästen Oberflächen.

Es zeigt die bisherige Erfahrung, dass die günstig benutzbaren Materialien alle die Form mehr oder weniger dünner Platten haben.

Es ist nun für den automatisierten Umgang mit Probenträgerplatten günstig, die als Industriestandard bekanntgewordene Form von Mikrotiterplatten auch für die Probenträgerplatten einzuhalten. Dieser Industriestandard ist zwar nicht vollkommen eindeutig definiert; es gibt mehrere Standardisierungsversuche, die sich voneinander durch Details unterscheiden, die hier jedoch nicht wesentlich sind. Die Mikrotiterplatte ist bedeutend dicker als das oben geschilderte günstige Plattenmaterial. Nur Probenträgerplatten in der ungefähren Form von Mikrotiterplatten können von handelsüblichen Pipettierrobotern ver- und bearbeitet werden. Es kann beisspielsweise ihre Kennung, meist ein Barcodeaufdruck an der Stirnfläche, gelesen werden. Sie können von standardisierten Greifern gegriffen und mit Hilfe von Vielpipettenköpfen mit Probentröpfchen belegt werden. Sie können in Magazinen gestapelt oder schubladenförmig in entsprechende Lagerbehälter eingeschoben werden. Die Form der Unterseite der Mikrotiterplatten wirkt beim Stapeln in Magazinen als relativ dichter, zumindest staubschützender Deckel für die darunterliegende Platte.

Ist die Unterseite aus einem Material gefertigt, das keine Kondensation des stets schwach verdampfenden Matrixmaterials zulässt, so kann durch das Stapeln der Platten eine lange Lagerfähigkeit für Platten erzeugt werden, die mit Proben und Matrixmaterial belegt sind.

Die Verwendung von MALDI-Probenträgern in der Form von Mikrotiterplatten für die Belegung mit Proben aus Vielfachpipettenköpfen ist bereits in der Patentschrift DE 196 28 178 C1 (entsprechend GB 2 315 329 A oder US 5,770,860 A beschrieben.

Die Form der Mikrotiterplatte kann nur durch eine Unterstruktur erzeugt werden, die mit der Probenplatte zu verbinden ist. Es sind für plattenförmige Probenträger bereits abnehmbare Unterstrukturen im Handel. Gemäß den Forderungen der Good Laboratory Practice (GLP), die heute in allen zertifizierten Laboratorien beachtet werden, müssen die Probenträger unlösbar mit einer Kennung vesehen sein. Die abnehmbaren Unterstrukturen können aber nicht GLP-konform mit Kennungen versehen werden.

Die fertig geformten Probenträgerplatten aus Probenplatten und Unterstrukturen müssen vakuumgeeignet sein und dürfen weder im Vakuum des Massenspektrometers noch in Waschbädern Fremdsubstanzen abgeben, die sich auf der Trägerplattenoberfläche niederschlagen und dadurch die Probe verunreinigen oder den MALDI-Prozess stören können. Die Oberfläche der Probenträger darf sich insbesondere bei Temperaturänderungen nicht verbiegen oder verwinden.

Kompositplatten mit Unterstrukturen sind bereits aus DE 196 18 032 C2 (lagerfähig vorpräparierte MALDI-Probenträger) und aus DE 199 37 438 A1 (Kopplung Dünnschicht-Chromatographie und Massenspektrometrie (TLC-MS)) bekannt. In beiden Schriften ist aber das Problem der thermischen Verbiegung nicht gelöst. Ein Probenträger für einen Rohrofen für die elektrothermische Atomisierung von Proben ist aus DE 42 23 593 A1 bekannt.

Unterstrukturen für die Probenträgerplatten lassen sich preiswert aus metallischem Spritzguss oder, besonders preiswert und günstig, aus vakuumgeeignetem Kunststoff fertigen. Eine Probenträgerplatte aus Edelstahl hat aber eine thermische Ausdehnung von 12 × 10–6 K–1. Diese Ausdehnung ist größer als die aller übrigen Metalle oder Metalllegierungen, aber wesentlich kleiner als die hier benutzbarer Kunststoffe. Es gibt zwar im Grenzbereich Kunststoffe mit so niedrigen Ausdehnungen, sie erfüllen aber nicht die Anforderungen an Vakuumbeständigkeit und Waschbarkeit.

Da eine Unterstruktur aus Edelstahl zu teuer ist, und Paarungen mit gleicher thermischer Ausdehnung nicht gefunden werden, kommt ein Verkleben von Probenplatte und Unterstruktur nicht in Frage, da dann immer eine thermische Verbiegung wie bei einem Bimetallstreifen auftritt, die im vorliegenden Falle die Benutzbarkeit im Massenspektrometer verbietet. Außerdem bestehen die Kleber regelmäßig nicht die Anforderungen an die Nicht-Ausgasung oder Nicht-Auswaschbarkeit von Verunreinigungen.

Ähnliche Überlegungen gelten auch für die Probenträgerplatten aus Glas oder Silizium; auch hier lassen sich Paarungen mit gleichen Ausdehnungskoeffizienten nur schwer finden. Bekannte Paarungen gleicher Ausdehnungskoeffizienten wie beipielsweise Kovarglas und Kovarmetall sind teuer und schlecht maschinell zu bearbeiten.

Aufgabe der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, das plattenförmige Ausgangsmaterial der Probenträger durch eine feste Verbindung mit einer preiswert herzustellenden, vakuum- und waschgünstigen Unterstruktur in die äußere Form einer Mikrotiterplatte zu bringen, ohne die Ebenheit der Plattenoberfläche durch verschiedene Ausdehnungskoeffizienten von Probenplatten und Unterstruktur zu gefährden.

Erfindungsgedanke

Es ist der Grundgedanke der Erfindung, die Probenplatte und die Unterstruktur an nur wenigen Punkten – vorzugsweise an nur drei Punkten – so zu verbinden, dass bei verschiedenartiger Ausdehnung von Probenplatte und Unterstruktur zwar plattenparallele Druck- oder Zugkräfte in der Probenplatte erzeugt, aber keine Biegekräfte oder Verwindungskräfte auf die Probenplatte ausgeübt werden können.

Es entsteht dadurch eine große Freiheit in Bezug auf die Auswahl des Materials für die Unterstruktur. Es kann dabei ein preiswerter Spritzguss oder aber ein preiswert zu verarbeitender Kunststoff verwendet werden, der die Forderungen nach Waschbarkeit und Vakuumgeeignetheit erfüllt.

Probenplatte und Unterstruktur können beispielsweise durch drei herausstehende Noppen der Unterstruktur, die in Löcher der Probenplatte eingepresst werden, aber dabei auch einen kleinen Abstand zwischen Probenplatte und Unterstruktur erzeugen, miteinander fest verbunden werden. Durch drei Noppen können keine Verwindungs- oder Biegekräfte übertragen werden. Es können aber auch metallische oder nichtmetallische, nietenartige Nägel durch Löcher der Probenplatte in Aussparungen der Unterstruktur eingepresst werden. Die nietenartigen Nägel können dabei schwach konische Köpfe haben, die nur über einen schmalen Pressrand Kräfte auf die Probenplatte übertragen können, nicht jedoch Biegekräfte durch ganzflächigen Kraftschluss mit der Lochwand. Die nietenartigen Nägel oder die Noppen können durch ihre elastische oder nichtelastische Biegbarkeit sogar in geringem Maße auch Scherkräfte aufnehmen und ausgleichen, so dass nur geringe Zug- oder Druckkräfte in der Probenplatte auftreten, was besonders für Probenplatten aus Glas günstig ist. Kleine erhabene Auflageflächen der Unterstruktur um die Verbindungspunkte herum stellen weitflächig einen Abstand zwischen Probenplatte und Unterstruktur her, um Verwindungen oder Verbiegungen der Unterstruktur nicht auf die Probenplatte zu übertragen.

Die Unterstruktur kann als Rahmen, aber auch als vollflächige Platte ausgebildet werden. Eine volle Platte als Unterstruktur kann in ihrer Ausformung der Bodenstruktur wieder als guter Deckel für einen darunterliegenden Probenträger dienen. Die Unterstruktur kann unlösbar einen Barcode oder auch einen Transponder aufnehmen, die GLP-konform die Identität des Probenträgers wiedergeben. Ein Transponder kann sogar einen Belegungsstatus und eine Benutzungshistorie aufnehmen. Die Unterstruktur kann an ihrem Rand weiterhin besondere Löcher oder Nuten für ein kraftschlüssiges Greifen durch Roboter enthalten. Auch Nuten für ein Einziehen in das Vakuumsystem des Massenspektrometers können hier untergebracht werden.

Die Probenplatte kann dabei genau der Oberfläche einer Mikrotiterplatte entsprechen, sie kann aber auch kleiner sein, wobei die Unterstruktur mit genügender Lose den fehlenden Rand ergänzen kann. Auch geteilte Probenplatten mit jeweils kleineren Abmessungen sind benutzbar. Die Probenplatte kann insbesondere ein Muster mit hydrophilen Ankern in hydrophober Umgebung tragen.

Beschreibung der Bilder

1 zeigt einen Probenträger nach dieser Erfindung. Eine Probenplatte aus Edelstahl (1) ist auf einer Unterstruktur aus Kunststoff (2) befestigt, wobei nicht sichtbare Noppen der Unterstruktur (2) in die Löcher (3) der Probenplatte eingepresst sind: In die Probenplatte (1) sind Ringe (4) eingefräst, um ein Verlaufen der Probentröpfchen beim Aufbringen zu verhindern. Die Unterstruktur (3) trägt stirnseitig einen Barcode (6) und längsseitig Vertiefungen (7) zum kraftschlüssigen Greifen durch bestimmte Greifwerkzeuge. Dabei gibt es hier vier Paar runder und ein Paar nutenförmiger Vertiefungen.

2 zeigt einen Querschnitt durch die Befestigungsebene des Probenträgers aus 1 mit der Edelstahl-Probenplatte (1), der Kunststoff-Unterstruktur (2) und den Löchern (3), wobei keulenförmige Noppen (5) mit relativ engen Hälsen in die leicht konischen Löcher (3) fest eingepresst sind.

3 zeigt eine Probenplatte (11) aus Glas, in die statt der Löcher seitlich Nuten (8) eingeschliffen sind, die die Noppen (5) der Unterstruktur aufnehmen. Die Probenplatte (11) aus Glas ist kleiner als eine Mikrotiterplatte und von einem Rand (9) der Unterstruktur (2) aus Kunststoff schützend umgeben. Der Boden der Unterstruktur (2) ist hier durch seine abgestufte Struktur (10) als Deckel für die darunterliegende Platte ausgebildet.

Besonders günstige Ausführungsformen

Eine besonders günstige Ausführungsform für einen Probenträger (1) mit Edelstahloberfläche besteht aus einer etwa drei Millimeter starken, glatt gewalzten Edelstahlprobenplatte, die durch spannungsfreies Wasserstrahlschneiden in die Form einer Mikrotiterplattenoberfläche gebracht und randnah mit drei leicht konischen Löchern (3) versehen wurde, und einer Unterstruktur (2) aus Kunststoff mit drei Noppen (5), die in die Löcher gepresst werden können. Die Noppen haben einen etwas dünneren Hals und können mit Kraft durch die an der Unterseite etwas engeren Löcher der Probenplatte gepresst werden. Bestehen die Noppen aus thermoplastischem Kunststoff, so können die Noppenoberteile in den Löchern auch durch nietenartige Heißverformung vermittelst eines heißen Körners der Form des Loches angepasst werden.

Bei einer Erwärmung von 20° Celsius auf etwa 60° Celsius in einem Waschbad dehnt sich ein Abstand zwischen den Noppen von 100 Millimeter bei einem Ausdehnungskoeffizienten von 30 × 10–6 K–1 um 0,12 Millimeter aus, während sich der Abstand der Löcher in der Edelstahlplatte nur um etwa 0,04 Millimeter ausdehnt. Die Differenz von 0,08 Millimeter kann von der elastischen Biegung der Noppenhälse aufgenommen werden.

Ähnliches gilt für Probenplatten (11) aus Glas. Hier beträgt die Differenz in der Ausdehnung etwa 0,1 Millimeter, die wiederum von der Biegsamkeit der Noppen aufgenommen werden kann. Hier ist es zweckmäßig, die Noppen (5) bei Zimmertemperatur auf einem Abstand zu halten, der kleiner ist als der der Löcher im Glas, um immer bei einer leichten Druckspannung im Glas zu bleiben und auch bei höheren Waschtemperaturen keine Zugkräfte auftreten zu lassen, die das Glas sprengen könnten. Für Glasplatten (11) ist es auch zweckmäßig, deren Oberfläche kleiner als die Oberfläche einer Mikrotiterplatte zu halten und einen Kunststoffrand (9) der Unterstruktur um die Glasplatte herum stehen zu lassen, um die Kanten der Glasplatte zu schützen. Bei solchen Glasplatten (11), die kleiner sind als die Oberfläche der Mikrotiterplatten und in diese eingelassen sind, können die Löcher (3) auch durch nutenartige Einschliffe (8) in die Ränder der Glasplatten ersetzt werden; Zugspannungen können dann überhaupt nicht mehr auftreten. Die Glasplatten können auf verschiedene Weise mit leitenden Schichten bedampft werden; eine Bedampfung mit Caesiumiodid hat sich als sehr günstig erwiesen.

Für alle Arten von Probenplatten ist es zweckmäßig, die Unterstruktur aus Kunststoff um die Noppen herum mit einer etwa um etwa 0,3 Millimeter erhöhten Auflagefläche von etwa 5 Millimeter Durchmesser zu versehen, um eine definierte Auflagefläche für die Probenplatte und einen leichten Abstand zwischen Probenplatte und Unterstruktur zu haben.

Die Oberfläche der Edelstahlprobenträger (1) kann mit besonderen Markierungen für die Aufnahme der Proben versehen sein. So haben sich insbesonders schwache, ringförmige Einfräsungen (4) von etwa 2 Millimeter Durchmesser bewährt, da diese ein freies Auslaufen der Probetröpfchen beim Aufbringen verhindern. Es können dabei die üblichen quadratischen Raster der Mikrotiterplatte eingehalten werden, also 96 Probenringe im Abstand von 9 Millimeter, 384 Probenringe im Abstand von je 4,5 Millimeter, 864 Probenringe im Abstand von 3 Millimeter oder 1536 Probenringe im Abstand von 2,25 Millimeter. Am Rand der Probenplatten können sich die für Mikrotiterplatten üblichen x-y-Bezeichnungen für die Probenorte befinden.

Besonders bewährt haben sich hydrophile Ankerflächen für das Festhalten der Tröpfchen in einer sonst hydrophoben Oberfläche des Probenträgers, wie es in der Patentschrift DE 197 54 978 C2 beschrieben wird. Es soll hier unter einer „hydrophoben" Oberfläche eine benetzungsfeindliche und flüssigkeitsabweisende Oberfläche für die benutzte Probenflüssigkeit verstanden werden, auch wenn es sich dabei (ausnahmsweise) nicht um eine wässrige Probenlösung handeln sollte. Im Falle einer öligen Probenlösung soll es sich also entsprechend um eine lipophobe Oberfläche handeln. In der Regel lösen sich jedoch die Biomoleküle am besten in Wasser, manchmal unter Zugabe von organischen, wasserlöslichen Lösungsmitteln. Entsprechend soll unter einer „hydrophilen" Fläche eine benetzungsfreundliche Fläche für die Art der benutzten Probenflüssigkeit gemeint sein, auch wenn es sich dabei nicht um eine wässrige Lösung handeln sollte.

Bei Probenplatten (11) aus Glas können die Markierungen aufgedruckt werden.

Durch die feste Verbindung zwischen Probenplatten und Unterstruktur können die Unterstrukturen GLP-konform mit Kennungen versehen werden. Der Mikrotiterplatten-Standard sieht einen Barcode (6) auf der Stirnfläche der Mikrotiterplatte vor. Dieser Barcode (6) kann auch auf der Unterstruktur angebracht werden. Der Barcode (6) gibt dann eine eindeutige Kennung für den Probenträger. Der Barcode kann auch im Massenspektrometer gelesen werden, damit ist eine eindeutige Zuordnung der gemessenen Proben zu dem Analysenverfahren gegeben.

Ein Transponder ist eine intelligente Lösung für eine Plattenkennung. Der Transpondercode kann in einen nicht löschbaren Teil und einen wiederbeschreibbaren Teil aufgeteilt werden. Der nicht löschbare Teil kann eine eindeutige Kennung der Identität des Probenträgers enthalten. Er kann darüberhinaus Nachrichten über nicht änderbare Eigenschaften des Probenträgers enthalten, wie beipielsweise eine Kennung für "Probenträger aus Edelstahl mit 1536 hydrophilen Ankern" oder "Probenträger aus Siliziumwafer mit 6144 geätzten Mulden". Diese Kennungen können beispielsweise von der Pipettierstation gelesen und auch zur Rückweisung eines nicht geeigneten Probenträgers verwendet werden. Der veränderbare Teil des Codes kann Nachrichten über die Art des Waschens und der Belegung mit Proben, einen Zähler für den bisherigen Gebrauch des Probenträgers, einen Code für besondere Analysenarten, für die dieser Probenträger reserviert ist, einen Code für trägerspezifische Korrekturen für beispielsweise die Positionen auf dem Träger oder dergleichen enthalten.

An den Längsseiten der Probenträger können Greiferlöcher und Greifernuten (7) angebracht sein, die in Verbindung mit speziellen Greifern ein kraftschlüssiges Greifen ermöglicht. Ein Probenträger darf vom Greifer nicht verloren werden; einmal, weil ein solches Verlieren den automatischen Betrieb anhält, zum anderen, weil eine mit wertvollen Proben belegte Platte ein Vermögen kosten kann, wenn beispielsweise die Herstellung der Proben ein Jahr eines Teams gekostet hat oder sogar unwiederbringlich ist.

Die Unterseite (10) der Unterstruktur kann in günstiger Weise als Deckel für die darunter gestapelte Trägerplatte dienen.

Die Verbindung zwischen der Probenplatte (1) und der Unterstruktur (2) muss aber nicht durch Noppen (5) hergestellt werden, die einen Teil der Unterstruktur (2) bilden. Es können auch Stifte aus Metall oder aus Kunststoff mit verdickten Köpfen durch die Löcher (3) der Pronemplatte (1) in entsprechend ausgeformte Kanäle der Unterstruktur (2) eingepresst werden. Die Köpfe können beispielsweise kugelförmig oder konisch sein. Die Kanäle sind nach unten offen, damit eine gute Evakuierbarkeit gegeben ist.


Anspruch[de]
  1. Probenträger für die massenspektrometrische Analyse von organischen Proben mit Ionisierung durch matrix-unterstützte Laserdesorption, bestehend aus einer ebenen Probenplatte (1; 11) für die Aufnahme der Proben und einer Unterstruktur (2; 10), dadurch gekennzeichnet, dass die Probenplatte (1; 11) mit Löchern (3) oder Nuten (8) versehen ist, die Unterstruktur (2; 10) stift- oder noppenförmige Verbindungselemente (5) aufweist und die Unterstruktur (2;10) durch ihre in den Löchern (3) oder Nuten (8) verankerten stift- oder noppenförmigen Vebindungselemente (5) mit der Probenplatte (1; 11) fest verbunden ist.
  2. Probenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es drei solche Verbindungselemente gibt und dass die Unterstruktur (2; 10) mit leichtem Abstand zur Probenplatte (1; 11) befestigt ist.
  3. Probenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstruktur (2; 10) um die Verbindungselemente herum leicht erhöhte Auflageflächen für die Probenplatte (1; 11) besitzt, die den Abstand festlegen.
  4. Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die stift- oder noppenförmigen Verbindungselemente (5) so biegbar sind, dass sie einen Teil der Scherkräfte, die bei Temperaturänderungen durch die verschiedenen Ausdehnungen der Probenplatte (1; 11) und der Unterstruktur (2; 10) auftreten, aufnehmen können, ohne sie voll an die Probenplatte (1; 11) weiterzuleiten.
  5. Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenplatte (1; 11) aus Edelstahl, leitend bedampftem Glas oder Silizium besteht.
  6. Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstruktur (2; 10) aus metallischem Spritzguss oder vakuumgeeignetem Kunststoff besteht.
  7. Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstruktur (2; 10) eine maschinenlesbare Kennung trägt.
  8. Probenträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennung ein Barcode-Aufdruck (6) ist.
  9. Probenträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennung digital in einem Transponder gespeichert ist.
  10. Probenträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennung im Transponder einen unveränderlichen Teilcode enthält, der den Probenträger (1; 11) kennzeichnet, und einen veränderlichen Teilcode, der die aktuelle Beladung des Probenträgers (1; 11), bestimmte aktuelle Eigenschaften des Probenträgers (1; 11), Daten zur Belegungshistorie und/oder zur Benutzungshäufigkeit enthalten kann.
  11. Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstruktur (2) seitlich Löcher oder Nuten (7) zur kraftschlüssigen Aufnahme durch einen Greifroboter enthält.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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