CN105593689A - 用于原子力显微镜的样本支架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保持样本的样本支架(1)，其特别地与原子力显微镜一同使用。根据本发明，样本支架(1)优选地包括：挠性支撑件(10)，其具有上侧部(10a)和背对所述上侧部(10a)的下侧部(10b)；第一和第二保持组件(100、200)，其中每个保持组件(100、200)都包括第一部(101、201)和相对的第二部(102、202)，第一部(101、201)优选地被连接到挠性支撑件(10)的上侧部(10a)，第二部(102、202)形成分别的保持组件(100、200)的尖端(103、203)，使得保持组件(100、200)可各自从第一位置移动到第二位置中，在第一位置中尖端(103、203)被放置为彼此相邻，在第二位置中尖端(103、203)比在所述第一位置中时进一步间隔开并且被用于接收要被保持的样本(S)的至少一部分的间隙(G)分开，并且其中，所述尖端(103、203)被设计为穿透或者挤压样本(S)，以便在样本(S)被所述间隙(G)接收且保持组件(100、200)从第二位置移动回第一位置中时保持住样本。

Description

用于原子力显微镜的样本支架

技术领域

本发明涉及一种用于保持样本的样本支架，尤其涉及与原子力显微镜、对应的系统一同使用的样本支架，以及用于保持这种样本的方法。

背景技术

原子力显微镜(AFM)现今被认为是非常有前景的，并且是用于多种生物过程和病理的体内和/或体外探索的重要工具[1-5]。然而，用活体生物组织工作需要特定的实验设置，以确保它们的活性，并且需要随后的精确的和可重复的测量。这些设置包括从提取位置到AFM的快速和容易的样本传送、牢固和容易的样本附着以及附近的生理实验条件(气体、温度和灌流)。目前为止，已经完成了尽可能地将实验条件提升为生理环境的大部分工作。目前，样本通常在临时的样本管或样本盒中被运送到实验室，并且随后被附着于粘胶。然而，存在许多问题，概述如下。

如果通过活检工具提取，则生物样本通常非常的软且很小。如果样本之后被运送到临时的样本管/样本盒，则因为没有附着样本并且样本自由地浮动而增加了损坏样本的几率，这让进一步的处理复杂化，并且当在显微镜下放置样本且从附着物移除样本时增加了损坏的风险。

进一步，特别地，生物样本需要持续地被浸入适合的缓冲溶液中，以维持它的生理功能。不幸地，所采用的大多数粘胶(例如，环氧树脂、组织胶)在液态环境中都不能正常使用。因此，生物样本通常需要被部分干燥，这会显著地改变它们的特性。而且，将粘胶与样本缓冲液混合会潜在地污染样本。

在过去的十年中，对AFM下的样本安装进行了显著的改进和升级。例如，提供了用于对细胞的AFM实验的多种方便的解决方案。通常，细胞附着于随后被稳定在AFM样本台上的组织培养皿的底部。另外，提供温度、气体和灌注控制。

然而，另一方面，几乎没有对在AFM下的大型完整组织的附着、水化和定位进行改善。目前的方案只限于在疏水(PTFE)的支撑件或组织培养皿上的多种不同的粘合过程。

发明内容

基于上述，本发明的根本问题是提供一种样本支架，其特别是允许(例如，活体生物)样本在AFM下的牢固的附着并且优选地容易且快速的运送。

通过具有权利要求1的特征的样本支架解决了该问题。

也在对应的从属权利要求中陈述了优选的实施方式。

根据权利要求1，样本支架至少包括第一保持组件和第二保持组件，其中每个保持组件都包括尖端，使得保持组件可各自从第一位置移动到第二位置，在第一位置中，尖端被放置为彼此相邻(但能分隔很小的间隙)，在第二位置中，尖端比在所述第一位置中时进一步互相间隔开，并且被(随后更大的)间隙分隔，以用于接收要保持的样本的至少一部分，并且其中，所述尖端被设计为穿透样本或者至少挤压样本，以便在样本被所述间隙接收且保持组件从第二位置移动回第一位置时保持住样本。

优选地，样本支架包括挠性支撑件，挠性支撑件具有上侧部和背对所述上侧部的下侧部，其中，保持组件各自包括第一部以及第二部，第一部被连接到、特别是粘接到挠性支撑件的上侧部，第二部形成所述尖端。

根据本发明的样本支架特别地适合于软生物样本(乳腺、皮肤组织)，特别是使用医疗活检工具(例如，德国西门子的SENORXEnCorMammo活检系统)提取的软生物样本。如上所述，样本被放置于间隙或槽的中间，并且被牢固地附着于前面所述的机构。这特别地允许测量样本的通常不可以接近测量的区段，因为当使用粘胶时，由于难以使得要放置样本的粘胶平整地沉积的事实，通常会增加样本表面的波纹。

特别地，根据本发明的样本支架使用无胶的、机械稳定的样本，以避免样本的潜在的胶污染(归因于粘胶与样本或者周围的缓冲溶液的混合)。而且，所述机械稳定特别地提供了在AFM实验之后使用相同的样本进行进一步分析的可能性，因为不像使用粘胶固定样本时出现的情况，样本的成分和结构没有被显著地影响。特别地，机械稳定还意味着在实验准备阶段中需要更少的时间，因为不需要等待粘胶固化。

特别地，根据本发明的优选的实施方式，所述的从第一位置到第二位置的运动包括保持组件的枢转运动，并且基于该枢转运动，尖端互相远离。特别地，所述保持组件彼此相对，并且被设计为同时朝向第二位置枢转离开它们的第一位置。

然而，可选地，所述运动还可能是线性运动，其中尖端简单地远离彼此(或朝向彼此)位移。在这种情况下，挠性支撑件可为弹性的，或可由允许这种线性运动的一些其他设备替代。

特别地，装置包括基底，其中所述挠性支撑件被设计为通过它的下侧部被放置在所述基底的上侧部上。在本发明的优选的实施方式中，基底被特别地设计为将磁力作用于分别的保持组件上，以便吸引保持组件。为此，基底可包括一个或多个磁性区域，例如，一个或多个磁体形式的磁性区域，其可被集成到基底中。进一步，基底自身可被形成为磁体。

基底被优选地设计为安装在AFM样本台上，例如，AFM样本台可被形成为钢板。

优选地，第一和第二保持组件在所述第一位置中相对于彼此落于一条线上(即，在细长的保持组件的情况中，它们的纵向轴线一致，或者在板状、网状或网孔状的保持组件的情况中，它们的延伸平面一致)。优选地，第一和第二保持组件被布置为在所述第二位置(在尖端之间产生所述细长的间隙)中特别地相对于彼此呈小于180°的角度(特别是钝角)。要落于一条直线上意味着细长的组件互相对齐(即，使得它们的纵向轴线或延伸平面一致)，以使它们理想地围成180°的角度。然而，特别地，该角度可具有较小的偏差，但偏差的程度仅是在细长组件的第二位置中的尖端之间的间隙仍然大于第一位置中的尖端之间的间隙。

特别地，挠性支撑件包括PTFE，或者由PTFE形成。优选地，挠性支撑件被形成为PTFE条带。支撑件能被制成所需要的长度，其中所述边界区域优选地沿支撑件的(例如，纵向的)延伸方向平行于彼此地延伸(所述条带或支撑件沿该延伸方向具有可变的长度)。

在本发明的优选的实施方式中，沿间隙延伸的挠性支撑件的中心部包括薄的多孔结构或表面，其特别地具有3毫米的宽度，例如，其特别地由金属或聚合物泡沫材料或相似的多孔结构形成，其中，这些泡沫材料或结构优选地被涂覆有聚赖氨酸或纤维蛋白，从而增加样本的接触面积和粘性。当样本被升起时，即，当保持组件停留在它们的第二位置时，所述孔打开，并且一旦保持组件移动到第一位置，所述孔就闭合，使得样本还能额外地被孔抓住。

特别地，保持组件的各自的第一部特别是借助粘胶被紧固或粘接于挠性支撑件的上侧部，粘胶特别地包括环氧树脂。

根据本发明的优选的变型，保持组件各自包括疏水表面，其中所述疏水表面至少被形成在保持组件或细长组件的各自的背对挠性支撑件的外侧部上，其中特别地，通过使用疏水涂层涂覆所述外侧部而形成所述疏水表面，特别是使用疏水的PAP-Pen标记笔、PTFE或一些疏水的聚合物等涂覆。

在本发明的优选的变型中，样本支架包括分开的第一基段，其能由金属形成或者包含金属，并且其被特别地连接到挠性支撑件的上侧部、与第一保持组件的第一部相邻并且被基底吸引(归因于通过基底产生且作用于第一基段的磁力)，使得所述第一基段与第一保持组件的第一部间隔开，并且当第一保持组件在它的第一位置中时，第一基段沿第一保持组件的纵向轴线或延伸平面与第一保持组件对齐(即，第一基段和第一保持组件在所述第一位置中落于一条线上)。因此，由于在所述第一基段和所述第一保持组件之间的距离，第一保持组件能枢转离开它的第一位置到它的第二位置。在该枢转运动时，第一保持组件特别地与吸引第一保持组件的基底分离(虽然通过挠性支撑件与第一保持组件分离)，并且特别地带动所连接的挠性支撑件的一部分，而第一基段特别地仍然附接于磁性基部(在之间插入挠性支撑件的情况下)，但第一基段特别地在第一保持组件移动到它的第二位置时沿磁性基底滑动。

同样地，样本支架优选地进一步包括分开的第二基段，其特别地由金属形成或者包含金属，其被连接到挠性支撑件的上侧部、与第二保持组件的第一部相邻并且被基底吸引(例如，归因于磁力)，并且第二基段在第二保持组件的第一位置中特别地与第二保持组件对齐(见上述)。因此，仍然地，由于在所述第二基段和所述第二保持组件之间的距离，后者能枢转离开它的第一位置到它的第二位置中，其中，第二保持组件也特别地与吸引第二保持组件的磁性基底分离，并且特别地带动被连接到所述第二保持组件的挠性支撑件的一部分，而第二基段仍然附接于磁性基底(也在之间插入挠性支撑件的情况下)。当枢转时，第二基段特别地沿磁性基底滑动、特别地朝向第一基段滑动。

优选地，第一基段被布置在挠性支撑件的第一边界区域上，而第二基段被布置在挠性支撑件的第二边界区域上，该第二边界区域与所述第一边界区域相对，并且其中特别地，在第一位置中，第一保持组件与第一基段对齐(相对于第一保持组件的纵向轴线或延伸平面)，并且其中特别地，在第一位置中，第二保持组件与第二基段对齐(相对于第二保持组件的纵向轴线或延伸平面)。特别地，第一和第二保持组件被布置为彼此相邻，并且位于第一和第二基段之间。进一步优选地，第一和第二基段被胶粘于挠性支撑件，例如，借助粘胶，例如，粘胶包括环氧树脂。

根据本发明的变型，所述保持组件被设计为，使得通过在所述尖端下方并且在横跨保持组件的纵向轴线延伸或沿着所述间隙的插入方向上将杆插入到所述挠性支撑件和所述磁性基底之间，从而(优选地，同时)从所述第一位置移动到所述第二位置。为了方便插入，所述杆特别地包括锥形端部区域。

在本发明的优选的实施方式中，所述保持组件被形成为细长的保持组件，即，它们沿纵向轴线延伸并且包括沿着纵向轴线的长度，该长度显著地比单个保持组件的垂直于各自的纵向轴线的尺寸更大。

在本发明的优选的实施方式中，在这种细长的组件的情况下，每个细长的组件都包括条状物，其特别地由金属形成，该条状物包括分别的第一部，并且其中特别地，每个细长的组件都进一步包括钉状物，其特别地由被连接到分别的条状物的钢形成，该钉状物包括分别的第二端部，第二端部形成分别的尖端。特别地，各钉状物被胶粘于相关的条状物，特别地借助粘胶，粘胶特别地包括环氧树脂。

可选地，替代细长的保持组件，第一和第二保持组件各自包括网状(或网孔状)构件或者由该网状(或网孔状)构件形成，该网状(或网孔状)构件沿着延伸平面二维地延伸，即，平行于挠性支撑件延伸(至少在保持组件的第一位置中)。网状构件的垂直于所述延伸平面的宽度显著地比在各自的延伸平面中的网状构件的尺寸更小。这些网状构件包括形成分别的保持组件的所述尖端的至少一个尖端。优选地，每个网状构件都包括多个尖端。优选地，这些尖端在从较大的网状层切割出分别的网状构件时产生这些尖端。网状构件可由塑料或金属制成。在使用塑料网状构件的情况下，分别的保持组件可包括与至少一个尖端相对的端部或端部区域，该端部或端部区域由适合的金属形成，或者包含适合的金属，以使分别的端部或端部区域能借助磁力被基底吸引。

根据本发明的另一优选的实施方式，基底包括可旋转组件，可旋转组件被设计为在对应于收回位置的第一位置和对应于可旋转组件的推进位置的第二位置之间旋转。特别地，当可旋转组件被布置在它的第二位置中时，其一部分从基底的上侧部突出(例如，垂直于基底的所述上侧部)，其中，当可旋转组件被布置在它的第二位置中时，其通过所述部分抵靠背对挠性支撑件的所述上侧部的、挠性支撑件的下侧部，以致保持组件被布置在它的第二位置中。特别地，可旋转组件在被布置在它的第一位置中时实质上与基底的所述上侧部齐平，使得保持组件被相应地布置在它们的第一位置中。

可旋转组件可包括手柄，以用于手动地围绕旋转轴线旋转可旋转组件，旋转轴线垂直于保持组件的纵向轴线延伸。所述手柄优选地沿所述旋转轴线从可旋转组件且从基底伸出(特别地，旋转轴线形成手柄的纵向轴线)。

更进一步优选地，每个保持组件都包括与分别的保持组件的尖端相对的端部或端部区域，其中所述基底被设计为将磁力作用于每个端部或端部区域上，使得所述端部被基底吸引，特别地使得所述端部在保持组件从它们的第一位置移动到它们的第二位置时仍然接触基底。为了提供在端部和基底之间的直接接触，第一保持组件的端部特别地突出于挠性支撑件的第一边界区域之外，并且第二保持组件的端部也特别地突出于挠性支撑件的第二边界区域之外，该第二边界区域特别地与第一边界区域相对。优选地，基底包括用于吸引且接触第一保持组件的端部或端部区域(或者在多个细长的第一保持组件的情况下，多个端部/端部区域)的第一磁性区域或第一磁体，以及用于吸引且接触第二保持组件的端部或端部区域(或者在多个细长的第二保持组件的情况下，多个端部/端部区域)的第二磁性区域或第二磁体。

更进一步，所述可旋转组件优选地包括磁性部分，例如，为第三磁性区域或磁体的形式，例如，其被集成到可旋转组件中，该磁性部分在可旋转组件的第一位置中面向保持组件的所述尖端，以便特别地在可旋转组件和保持组件位于它们的各自的第一位置中时吸引保持组件的至少两个相对的尖端(或者更多的相对的尖端)。

优选地，根据本发明的样本支架包括多个细长的第一保持组件和多个细长的第二保持组件，其中特别地，细长的第二保持组件与每个细长的第一保持组件相关联。在这种情况下，样本支架特别地包括：挠性支撑件，其具有上侧部和背对所述上侧部的下侧部；多个细长的第一保持组件和多个细长的第二保持组件，其中，不同的细长的第二保持组件与每个细长的第一保持组件相关联(或反之亦然)，其中，每个细长的保持组件都包括被连接到挠性支撑件的上侧部的第一部，以及形成分别的细长的保持组件的尖端的相对的第二部，使得细长的保持组件可各自从第一位置移动到第二位置中，在第一位置中尖端被放置为彼此相邻，在第二位置中尖端比在所述第一位置中时进一步地间隔开，并且被用于接收要被保持的样本的至少一部分的间隙分开，并且其中，所述尖端被设计为穿透样本，以便当样本被所述间隙接收且细长的保持组件从第二位置移动回第一位置时保持住样本。

优选地，细长的第一保持组件相对于彼此平行地延伸、特别地互相等距离间隔并且被布置在挠性支撑件的第一区域上，而细长的第二保持组件相对于彼此平行地延伸、特别地互相等距离地间隔并且被布置在挠性支撑件的第二区域上，该第二区域与第一区域沿细长的组件的纵向轴线相对。

优选地，样本支架进一步包含多个分开的第一基段，其特别的由金属形成或者包含金属，该第一基段被连接到挠性支撑件的上侧部，并且被磁性基底吸引，其中每个第一基段都与不同的细长的第一保持组件相关联，并且被布置为与相关联的细长的第一保持组件的第一部相邻(见上述)，使得细长的第一保持组件能枢转离开它们的第一位置到它们的第二位置中，其中，细长的第一保持组件与磁性基底分离，并且特别地带动所连接的挠性支撑件的一部分，而第一基段仍然附接于磁性基底(尽管它们特别地在细长的第一保持组件枢转时沿磁性基底滑动)。进一步，样本支架优选地包括多个分开的第二基段，其特别地由金属形成或者包含金属，该第二基段被连接到挠性支撑件的上侧部，并且被磁性基底吸引，其中每个第二基段都与不同的细长的第二保持组件相关联，并且被布置为与相关联的细长的第二保持组件的第一部相邻(见上述)，使得细长的第二保持组件能枢转离开它们的第一位置到它们的第二位置中，其中，细长的第二保持组件与磁性基底分离，并且特别地带动所连接的挠性支撑件的一部分，而第二基段仍然附接于磁性基底(尽管它们特别地在细长的第二保持组件枢转时沿磁性基底滑动)。

优选地，第一基段被布置在挠性支撑件的第一边界区域(第一区域)上，其中，第二基段被优选地布置在挠性支撑件的第二边界区域(第二区域)上，该第二边界区域与所述第一边界区域相对(见上述)。特别地，在第一位置中，每个细长的第一保持组件都与所关联的第一基段对齐，而每个细长的第二保持组件都与所关联的第二基段对齐。进一步优选地，每个细长的第一保持组件都被布置为与所关联的细长的第二保持组件相邻，并且这些细长的保持组组件被优选地布置在它们所关联的第一和第二基段之间。特别地，第一和第二基段被胶粘于挠性支撑件的上侧部，特别地借助粘胶，粘胶特别地包括环氧树脂(同样见上述)。

进一步优选地，在设置了多个细长的第一保持组件和多个细长的第二保持组件的情况下，每个细长的第一保持组件都和所关联的细长的第二保持组件在所述第一位置中相对于彼此落在一条线上(即，相对于它们的纵向轴线，该纵向轴线随后一致)，而它们在所述第二位置中被布置为相对于彼此呈一定角度(例如，钝角)，特别地小于180°。

仍然地，在设置有多个细长的第一保持组件和多个细长的第二保持组件的情况下，细长的保持组件被优选地设计为，使得通过在尖端下方且在所述挠性支撑件和所述磁性基底之间、在横跨细长的保持组件的纵向轴线延伸的插入方向上插入杆或者借助所述可旋转组件(见上述)，从而(优选地在同时)从第一位置移动到第二位置。

当设置有多个细长的第一保持组件和多个细长的第二保持组件时，被限定在一侧上的细长的第一保持组件的尖端和另一侧上的细长的第二保持组件的尖端之间的间隙优选地垂直于细长的保持组件的纵向轴线延伸(即，平行于第一和第二边界区域)。

在细长的保持组件的第一位置中，相对的尖端相互更靠近，并且所述间隙因此比在第二位置中时更小，在第二位置中，由于细长的第一保持组件枢转远离细长的第二保持组件，因此相对的尖端进一步彼此间隔。

更进一步可能的是，样本支架包括温度、气体和灌流控制系统，其用于控制样本的温度且用于给样本提供气体和/或液体(例如，缓冲溶液等)。

根据本发明的进一步的实施方式，特别地当尖端(特别是保持组件)彼此对齐(例如，沿直线)时，尖端(例如，保持组件与它们的各自的尖端一起)被设计为朝向彼此移动(例如，分别沿直线)，以便主动地穿透样本(例如，除了通过使保持组件/尖端枢转而提供的保持机构之外)。

根据进一步的实施方式，尖端(例如，保持组件与它们各自的尖端一起)被设计为朝向彼此移动，以便在保持组件被放置于它们的第一位置时主动地穿透样本，以保持住样本。

样本支架可包括用于产生或帮助产生这种尖端朝向彼此的运动的设备。

特别地，尖端包括从5微米到200微米的范围内的直径，特别地为5微米。

其中尖端朝向彼此移动从而从两侧主动地穿透样本(例如，作为保持样本额外的措施)的这些实施方式能结合本发明的任何其他实施方式。当然，其中尖端主动地朝向彼此移动的这些实施方式还能使用如上所述的多个保持组件和尖端。

进一步，通过一种系统解决根据本发明的问题。

据此，所述系统包括根据本发明的样本支架(例如，没有所述可旋转组件)，其中所述系统进一步包括杆，杆被设计为被插入所述基底和挠性支撑件之间，以便将尖端从它们的第一位置移动到它们的第二位置，其中特别地，所述杆包括锥形端部区域，其中特别地，所述杆被设计用于在所述锥形端部区域在前面的情况下(以用于允许所述杆方便地插入所述条带和所述基底之间)在横跨细长的组件的纵向轴线延伸的插入方向上(例如，在尖端下方)插入所述基底和所述挠性支撑件之间。

进一步，通过根据权利要求18的用于保持样本的方法解决本发明的根本问题。

该方法特别地使用根据本发明的样本支架，其中(例如，细长的)保持组件从它们的第一位置移动到它们的第二位置，

-保持组件特别地借助包括锥形端部区域的杆从它们的第一位置移动到它们的第二位置，其中特别地，所述杆在插入方向上、在所述锥形端部区域在前面的情况下(例如，在尖端下方)插入磁性基底和位于所述基底上的所述挠性支撑件之间，使得保持组件从它们的第一位置移动到它们的第二位置，其中特别地，所述插入方向横跨保持组件的纵向延伸方向延伸，或者

保持组件特别地借助所述可旋转组件(见上述)从它们的第一位置移动到它们的第二位置，可旋转组件在第二位置中被旋转，从而将保持组件移动(例如，枢转)到它们的第二位置中，

并且其中，要被装置保持的样本被布置为至少位于所述间隙中的部分中，并且其中，保持组件从它们的第二位置朝向它们的第一位置移动，以致尖端穿透被布置在所述间隙中的样本(或至少挤压样本)，并且从而将样本固定于样本支架，其中

-特别地，通过将杆拉出它在挠性支撑件和磁性基底之间的位置，使得保持组件从它们的第二位置朝向它们的第一位置移动，或者

特别地借助可旋转组件使得保持组件从它们的第二位置朝向它们的第一位置移动，可旋转组件被旋转到第一位置中，从而将保持组件移动(例如，枢转)到它们的第一位置中。

另外，例如，在最后的步骤中，例如，尖端可朝向彼此移动，以便主动地穿透样本(例如，从两侧)。

附图说明

将参考附图在下列实施方式中描述本发明的进一步的特征和益处，在附图中

图1示出了根据本发明的样本支架的实施方式的平面视图；

图2示出了根据图1的样本支架的、沿图1所示的方向II的侧视图；

图3示出了根据图1的样本支架的、沿图1所示的方向III的另一侧视图；

图4以三个示图依次示出了样本如何被固定于图1至3所示的样本支架；

图5示出了根据本发明的样本支架的进一步实施方式在基底上的顶视图；

图6示出了根据图5的样本支架的、具有细长的保持组件的挠性支撑件的顶视图；

图7示出了具有根据图5的基底和根据图6的挠性支撑件以及细长的保持组件的、完整的样本支架的顶视图；

图8以两个侧视图依次示出了样本如何被固定于图5至7的样本支架；

图9示出了保持组件的进一步的实施方式；并且

图10示出了本发明的进一步的实施方式的示意性视图。

具体实施方式

根据图1至4，根据本发明的样本支架1包括挠性支撑件10，其特别地由PTFE制成、呈包括上侧部10a和下侧部10b的条带的形式。样本支架1进一步包括多个细长的第一保持组件100和第二保持组件200，其中保持组件100、200各自包括由金属条状物101、201形成的第一部101、201以及由具有尖端103、203的钉状物105、205形成的第二部102、202，其中钉状物105、205被附接、特别是粘接于各金属条状物101、201。保持组件100、200各自沿纵向轴线L延伸，即，保持组件100、200的第一部101、102和第二部201、202沿纵向轴线L延伸。保持组件100、200通过它们的第一部(例如，条状物)101、201被进一步连接到、特别是粘接到挠性支撑件10的上侧部10a。

进一步，保持组件100、200优选地被成对地布置在挠性支撑件10的上侧部10a上，使得每个第一保持组件100与第二保持组件200相关联，其中，在第一位置中，相关联的保持组件100、200各自相对于彼此对齐，以致它们的纵向轴线L一致。进一步，每个第一保持组件100与第一基段104相关联，第一基段104被布置为邻近第一保持组件100的各自的第一部101，并且每个第二保持组件200与第二基段204相关联，第二基段204被布置为邻近第二保持组件200的各自的第一部201，其中，在所述第一位置，基段104、204还与保持组件100、200各自对齐。优选地，沿挠性支撑件10的第一边界区域11布置第一基段104，而沿挠性支撑件10的相对的第二边界区域12布置第二基段204，该边界区域11、12垂直于保持组件100、200的纵向轴线L延伸。相关联的第一保持组件100和第二保持组件200还沿它们的纵向轴线L彼此相对，并且沿它们的轴线L被布置在与各对保持组件100、200相关联的分别的两个基段104、204之间。

保持组件100、200被进一步布置为，使得间隙G形成在一侧的第一保持组件100的尖端103和另一侧的第二保持组件200的尖端203之间。

优选地，沿间隙G延伸的柔性支撑件10的中心部分包括如图3所示的薄的多孔结构或表面P，多孔结构或表面P包括多个孔。例如，所述表面或结构P特别地由金属或聚合物泡沫材料或类似的多孔结构形成，其中这些泡沫材料或结构优选地涂覆有聚赖氨酸或纤维蛋白，从而增加样本S的接触面积和粘着力。当保持组件100、200位于它们的第二位置时，所述孔比在保持的第一位置中时开口得更大。因此，样本S还可额外地在保持组件100、200的第一位置中通过一个或多个孔被保持。

基段104、204还被连接到、特别是粘接到挠性支撑件的上侧部10a，挠性支撑件优选地由PTFE制成或者包含PTFE，并且通过其下侧部10b放置在磁性基底30上，磁性基底30吸引保持组件100、200的条状物101、201，条状物101、201优选地由金属制成或者包含金属。基段104、204也优选地由金属制成或者包含金属。

现在，如图4所示，为了将样本S固定到样本支架1，杆R在挠性支撑件10的下侧部10b和磁性基底30之间沿插入方向Ⅰ被插入到尖端103、203下面(例如，在所述间隙G下面)，插入方向Ⅰ沿磁性基底30延伸或沿所述间隙G延伸，并且垂直于保持组件100、200的纵向轴线L。优选地，所述杆R通过前部的锥形端部区域R’而插入到所述部分之间，使得挠性支撑件10被依次局部地推离磁性基底30，以致与被连接于条状物101、201的支撑件10的一部分一起，条状物101、201以枢转的方式从磁性基底30被升起，同时基段104、204仍然被附接于吸引它们的磁性基底30。从而，保持组件100、200被枢转远离彼此，因此扩大了所述间隙G，同时相对的基段104、204在杆R引起保持组件100、200的枢转运动时朝向彼此移动。一旦保持组件100、200停留在它们的第二位置，样本S就至少被部分地布置在所述间隙G中，在第二位置中，保持组件100、200不再与它们各自相关联的保持组件100、200对齐但被布置为相对于彼此呈小于180°的角度W，以便当将所述杆R拉出它在支撑件10和磁性基底30之间的位置时，保持组件100、200枢转回它们的第一位置，在第一位置中，间隙G更小(即，相对的尖端103、203靠得更近)，并且从而穿透样本S或按压它。这将样本S相对于样本支架1锁定。

特别地，条状物101、201各自包括疏水的表面106、206，其特别地提供热稳定且拒水的屏障，以用于保持锁定的样本S被浸入到相应的缓冲液(例如，像PBS、林格氏等的水溶液)中。特别地，通过使用PAP-Pen标记笔(例如，伊利诺伊州芒特普罗斯佩克特(Mt.Prospect,IL)的ResearchProductsInternational公司)涂覆条状物101、201的上半部来提供所述表面106、206。进一步，也能使用PTFE或其他疏水的聚合物涂覆。

优选地，钉状物105、205的直径为0.8毫米，并且各钉状物105、205从分别的条状物101、201突出的部分优选地为4.5毫米长(相对于各自的纵向轴线L)，其中尖锐的端部形成分别的尖端103、203。钉状物105、205优选地通过环氧树脂胶被附接在金属条状物101、201相对于它们的纵向轴线L的端部。

优选地，在尖端103、203之间的距离A(即，间隙G的宽度)在保持组件100、200的所述第一位置中为A＝1毫米。

进一步，包括各自的相关联的基段104、204的、条状物101、201的长度L’(加上在基段104、204和条状物101、201之间的距离)优选地为10毫米，同时挠性支撑件10沿纵向轴线L的整体宽度L”优选地为30毫米。

进一步，条状物101、201横跨纵向轴线L的宽度B优选地为B＝1.4毫米，其包括距离下一个条状物101、201的距离。

图5至8示出了根据本发明的样本支架1的进一步的实施方式。

这里，例如，如上所述那样，样本支架1仍然包括挠性支撑件10(参见图6)，其中细长的第一保持组件100沿挠性支撑件10的第一边界区域11被布置在挠性支撑件10的上侧部10a上，即，细长的第一保持组件100互相平行且互相等距离地间隔开，其中它们的纵向轴线L垂直于所述第一边界区域11延伸。进一步，细长的第一组件100各自都包括端部14，端部14优选地从挠性支撑件10突出于所述第一边界区域11之外，其中这些端部14可相对于细长的第一保持组件100的各自的剩余的轴部变宽。

同样地，沿挠性支撑件10的第二边界区域12布置细长的第二保持组件200，其中，第二边界区域12平行于所述第一边界区域11延伸，并且与所述第一边界区域11相对。而且，第二保持组件200互相平行地延伸，并且互相等距离地间隔开，其中它们的纵向轴线L垂直于所述第二边界区域12延伸。进一步，细长的第二组件200各自都包括端部24，端部24优选地从挠性支撑件10突出于所述第二边界区域12之外，其中这些端部24可相对于细长的第二保持组件200的各自的剩余的轴部变宽。

第一和第二保持组件100、200各自包括第一部101、201以及第二部102、202，第一部101、201包括所述突出的端部14、24，第二部102、202被连接到分别的第一部101、201，第二部102、202分别形成尖端103、203，以用于穿透(或挤压)要被样本支架1保持的样本S，其中保持组件100、200的第一部101、201被紧固或粘接于挠性支撑件10的上侧部10a(同样见上述)。

每个第一保持组件100都与不同的第二保持组件200相关联，其中如图6和8(上部)所示，在保持组件的第一位置中，每个第一保持组件100以及所关联的第二保持组件200相对于它们的纵向轴线L落在一条线上。如在参考图1至4的上述实施方式中那样，保持组件100、200的相对的尖端103、203界定用于接收要保持的样本S的间隙G。

仍然可选地，可在间隙G下方将如上所述的多孔表面P设置于挠性支撑件10的上表面。

如图7所示，挠性支撑件10被设计为通过下侧部10b被放置在基底30的上侧部30a上，下侧部10b背对所示上侧部10a，其中，基底30包括两个磁性区域301、302，两个磁性区域301、302为两个都被集成到基底30中的第一保持磁体301和第二保持磁体302的形式，以致它们基本上与基底30的上侧部30a齐平。所述磁体301、302被布置为，使得第一保持组件100的端部14接触接触第一磁体301并且被它们吸引(第一和第二保持组件100、200优选地由金属形成)，并且第二保持组件200的端部24接触第二磁体302并且被它们吸引，其中第二磁体302与第一磁体301相对。进一步，当挠性支撑件10按预期位于基底30的上侧部30a上时，两个磁体301、302垂直于保持组件100、200的纵向轴线L延伸，即，沿挠性支撑件10的分别的边界区域11、12延伸(参见图7)。

如图7和8所示，基底30进一步包括可旋转组件42，保持组件100、200能借助可旋转组件42从图8(上部分)所示的它们的第一位置枢转到它们的第二位置(参见图8的下部分)，在它们的第二位置中，保持组件100、200被布置为相对于彼此呈小于180°的角度(例如，钝角)(参见图4作为例子)，以致间隙G打开，并且允许人将样本S布置在间隙中(如图4所示)。现在，当保持组件100、200被恢复到它们的第一位置时，所述样本S被尖端103、203从两侧穿透(或挤压)，并且从而如图4所示被固定于样本支架1。

所述可旋转组件42被设计为在第一位置或收回位置(图8的上部分)和第二位置或推进位置(图8的下部分)之间旋转，其中，可旋转组件42在被旋转到它的第二位置时通过部分43沿所述上侧部30a的法线从基底30的上侧部30a突出，并且从而通过所述部分43推抵背对挠性支撑件10的所述上侧部10a的、挠性支撑件10的下侧部10b，以致保持组件100、200被布置在它们的第二位置中。进一步，可旋转组件42收回，即，在被旋转到它的第一位置时不从基底30的上侧部30a突出，以致保持组件100、200被布置在它们的第一位置中。所述可旋转组件42可被布置在基底30的凹槽31中，其中可旋转组件42可包括手柄40，以用于(例如，手动地)使可旋转组件42在所述第一位置和第二位置之间旋转，该手柄40沿可旋转组件42的旋转轴线L’从可旋转组件42突出，可旋转组件42围绕旋转轴线L’被可旋转地安装于基底30上。

为了确实地将挠性支撑件10的一部分随着保持组件100、200从它们的第一位置推出到它们的第二位置，可旋转组件42包括位于垂直于旋转轴线L’延伸的平面中的剖面轮廓，该剖面轮廓包括较长和较短的轴线(例如，椭圆轮廓)，使得可旋转组件42形成部分43(例如，沿所述较长的轴线)，当可旋转组件42被旋转到它的第二位置时(参见图8的下部分)，部分43从基底30的所述上侧部30a突出，而可旋转组件42在第一(收回)位置(参见图8的上部分)中优选地被完全地布置在凹槽31中。

当将可旋转组件42从第一位置旋转到第二位置时，所述部分43开始从凹槽31突出于基底30的上表面30a之外，并且推抵挠性支撑件10的下侧部10b的位于所述尖端103、203下方的一部分，以致挠性支撑件10的一部分以及保持组件100、200被带动并且枢转离开它们的第一位置到它们的第二位置。同时，保持组件100、200的所述端部14、24被基底30吸引，即，被分别的磁体301、302吸引，以致当保持组件100、200从它们的第一位置被枢转到它们的第二位置时，所述端部14、24仍然接触基底30(例如，磁体301、302)。

更进一步，可旋转组件42包括第三磁性部分400，例如，为第三磁体400的形式，其在可旋转组件42的第一位置中面向所述尖端103、203，以便当可旋转组件42和保持组件100、200位于它们各自的第一位置中时吸引至少一些保持组件100、200的尖端103、203。当将可旋转组件42旋转到它的第二位置时，所述第三磁体400被旋转远离尖端103、203，以致第三磁体400对尖端103、203的吸引明显地变得较弱。

进一步，如图8所示，当设置了多孔表面P时，归因于如上所述的多孔表面P的孔，因此它可提供额外的保持效果，由于表面P的变形/弯曲，该孔在保持组件100、200的第二位置中比在它们的第一位置中打开得更大，使得孔可在保持组件的第一位置中抓住样本S(即，将样本S的一部分保持在孔中)。

进一步，根据图6的保持组件100、200还可被涂覆如上所述的疏水表面。

图9示出了保持组件100、200的另一实施方式，例如，如上所述，保持组件100、200仍然被附接到挠性支撑件10，其中，包括网状构件N的第一保持组件100沿挠性支撑件10的第一边界区域11被布置在挠性支撑件10的上侧部10a上。进一步，每个保持组件100都包括端部区域14，端部区域14优选地从挠性支撑件10突出于所述第一边界区域11之外。

同样地，第二保持组件200沿挠性支撑件10的第二边界区域12被布置在所述上侧部10a上，该第二边界区域12平行于所述第一边界区域11延伸，并且与所述第一边界区域11相对。而且，第二保持组件200包括网状构件N。进一步，每个第二保持组件200都包括端部区域12，端部区域12优选地从挠性支撑件10突出于所述第二边界区域12之外。

第一和第二保持组件100、200各自包括第一部101、201和第二部102、202，第一部101、201包括(例如，突出的)所述端部区域14、24以及分别的网状构件N的一部分，第二部102、202被连接到分别的第一部101、201，该第二部102、202包括各自形成多个尖端103、203的、分别的网状构件N的剩余部分，以用于穿透(或挤压)要被样本支架1保持的样本S。保持组件100、200的第一部101、201被紧固于或粘接于挠性支撑件10的上侧部10a(同样见上述)。

如在参考图1至4以及5至8的上述实施方式中那样，保持组件100、200的相对的尖端103、203界定了用于接收要保持的样本S的间隙G。

仍然可选地，在图9中，如上所述的多孔表面P可在间隙G下方设置于挠性支撑件10的上表面10a上，其提供如上参考图8所述的额外的保持效果。

具有根据图9的保持组件100、200的挠性支撑件10能与图5所示的基底一同被使用，以替代根据图6的挠性支撑件。随后，端部区域14、24位于磁体301、302上。进一步，表面P(当包括适合的金属时)可在保持组件100、200的第一位置中被第三磁性部分或磁体400吸引。

然而，具有根据图9的保持组件100、200的挠性支撑件10还能被使用于根据图1至4的实施方式中。

进一步，根据图9的保持组件100、200还可被涂覆如上所述的疏水表面。

最后，图10示出了本发明的进一步特征，其结合了所有上述的实施方式。这里，例如，在最后的步骤中，尖端103、203、并且特别是它们的保持组件100、200朝向彼此移动，以便主动地穿透样本S。特别地，如图10的上半部的两幅图所示，在尖端103、203、并且特别是它们的保持组件100、200已移动回到它们的第一位置之后进行该运动。样本支架可包括用于产生尖端103、203的所述朝向彼此的运动的设备M。尖端103、203朝向彼此的运动还可被手动地产生。

参考文献

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Claims (18)

1.一种用于保持样本的样本支架，其特别地与原子力显微镜一同使用，

其特征在于，样本支架包括：

第一保持组件和第二保持组件(100、200)，其中保持组件(100、200)各自包括尖端(103、203)，其中，保持组件(100、200)能各自从第一位置移动到第二位置，在第一位置中，尖端(103、203)被放置为彼此相邻，在第二位置中，尖端(103、203)比在第一位置中时进一步互相间隔开一定的间隔(G)，以用于接收要保持的样本(S)的至少一部分，并且其中，

尖端(103、203)被设计为穿透样本或者挤压样本(S)，以便在样本(S)被间隙(G)接收且保持组件(100、200)从第二位置移动回第一位置时保持住样本(S)。

2.根据权利要求1所述的样本支架，其特征在于，挠性支撑件(10)具有上侧部(10a)和背对所述上侧部(10a)的下侧部(10b)，其中，保持组件(100、200)各自包括第一部(101、201)以及第二部(102、202)，第一部(101、201)被连接到、特别是粘接到挠性支撑件(10)的上侧部(10a)，第二部(102、202)形成尖端(103、203)。

3.根据权利要求1或2所述的样本支架，其特征在于，从第一位置到第二位置的运动是保持组件(100、200)的枢转运动，并且基于该枢转运动，尖端(103、203)互相远离。

4.根据权利要求2或3所述的样本支架，其特征在于，样本支架包括基底(30)，其中挠性支撑件(10)被设计为通过它的下侧部(10b)被放置在基底(30)的上侧部(30a)上，其中特别地，基底(30)被设计为将磁力作用于保持组件(100、200)中的每一个上，使得基底吸引保持组件(100、200)。

5.根据前述权利要求中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，第一保持组件和第二保持组件(100、200)在停留它们的第一位置中时相对于彼此落于一条线上，其中特别地，第一保持组件和第二保持组件(100、200)在位于它们的第二位置中时被布置为相对于彼此呈一定角度(W)，特别是呈钝角(W)、特别是小于180°。

6.根据前述权利要求中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，保持组件(100、200)各自包括疏水表面(106、206)，其中特别地，疏水表面(106、206)至少被形成在每个保持组件(100、200)的背对挠性支撑件(10)的外侧部上，其中特别地，通过使用疏水涂层、特别是使用疏水的PAP-Pen标记笔涂覆外侧部来形成疏水表面(106、206)。

7.根据权利要求2至6中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，挠性支撑件(10)包括多孔表面(P)，多孔表面(P)具有多个孔，该多孔表面(P)在间隙(G)下面、尖端(103、203)之间延伸，其中特别地，多孔表面(P)由聚合物或金属泡沫材料形成，特别是涂覆有聚赖氨酸或纤维蛋白，其中，多孔表面(P)的孔特别地包括0.1微米至200微米范围内的孔尺寸。

8.根据前述权利要求中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，每个保持组件(100、200)都由网状构件(N)形成或者包括网状构件(N)，网状构件(N)形成尖端(103、203)，其中特别地，网状构件(N)由塑料或金属形成。

9.根据权利要求4或者当从属于权利要求4时根据权利要求4至8中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，样本支架(1)进一步包括分开的第一基段(104)，第一基段(104)特别地由金属形成或者包含金属，第一基段(104)连接到挠性支撑件(10)的上侧部(10a)、与第一保持组件(100)的第一部(101)相邻并且被基底(30)吸引，使得第一组件(100)能枢转离开它的第一位置到它的第二位置，其中第一保持组件(100)与基底(30)分离，并且特别是带着挠性支撑件(10)的一部分与基底(30)分离，同时第一基段(104)仍然附接于基底(30)，并且其中，样本支架(1)进一步包括分开的第二基段(204)，第二基段(204)特别地由金属形成或者包含金属，第二基段(204)连接到挠性支撑件(10)的上侧部(10a)、与第二保持组件(200)的第一部(201)相邻并且被基底(30)吸引，使得第二组件(200)能枢转离开它的第一位置到它的第二位置，其中第二保持组件(200)与基底(30)分离，并且特别是带着挠性支撑件(10)的一部分与基底(30)分离，同时第二基段(204)仍然附接于基底(30)。

10.根据权利要求9所述的样本支架，其特征在于，第一基段(104)被布置在挠性支撑件(10)的第一边界区域(11)上，并且其中，第二基段(204)被布置在挠性支撑件(10)的第二边界区域(12)上，该第二边界区域(12)与第一边界区域(11)相对，并且其中特别地，第一保持组件(100)在它的第一位置中与第一基段(104)对齐，并且其中特别地，第二保持组件(200)在它的第一位置中与第二基段(204)对齐，并且其中特别地，第一保持组件和第二保持组件(100、200)被布置为彼此相邻并且位于第一基段和第二基段(104、204)之间，并且其中特别地，第一基段和第二基段(104、204)被粘合于挠性支撑件(10)，特别是借助粘胶被粘合于挠性支撑件(10)，粘胶特别地包括环氧树脂。

11.根据前述权利要求中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，保持组件(100、200)被设计为通过在插入方向(I)上将杆(R)插入到挠性支撑件(10)和基底(30)之间而从第一位置移动到第二位置，插入方向(I)延伸横跨保持组件(100、200)的纵向轴线(L)。

12.根据前述权利要求中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，保持组件(100、200)各自包括条状物(101、201)，条状物(101、201)特别地由金属形成，该条状物(101、201)形成第一部(101、201)，并且其中特别地，保持组件(100、200)各自进一步包括钉状物(105、205)，钉状物(105、205)由钢形成、被连接到各自的条状物(101、201)，该钉状物(105、205)各自包括第二端部(102、202)，第二端部(102、202)各自形成尖端(103、203)，其中特别地，钉状物(105、205)各自被粘合于相关的条状物(101、201)，特别是借助粘胶被粘合于相关的条状物(101、201)，粘胶特别地包括环氧树脂。

13.根据权利要求4或者当从属于权利要求4时根据权利要求4至8中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，基底(30)包括可旋转组件(42)，可旋转组件(42)被设计为在第一位置和第二位置之间旋转，其中，当被旋转到第二位置中时，可旋转组件(42)通过部分(43)而从基底(30)的上侧部(30a)突出，并且从而通过部分(43)推抵挠性支撑件(10)的下侧部(10b)，挠性支撑件(10)的下侧部(10b)背对挠性支撑件(10)的上侧部(10a)，以致当可旋转组件(42)已被旋转到它的第二位置中时保持组件(100、200)被布置在保持组件(100、200)的第二位置中，并且其中，当可旋转组件(42)被旋转到它的第一位置中时被收回，使得保持组件(100、200)被布置在保持组件(100、200)的第一位置中。

14.根据权利要求13所述的样本支架，其特征在于，保持组件(100、200)各自包括端部(14、24)，端部(14、24)与保持组件(100、200)的尖端(103、203)相对，其中基底(30)被设计为将磁力作用于每个端部(14、24)上，使得端部(14、24)被基底(30)吸引，特别地，使得当保持组件(100、200)从它们的第一位置移动到它们的第二位置时，端部(14、24)仍然接触基底(30)。

15.根据权利要求13或14所述的样本支架，其特征在于，可旋转组件(42)包括磁性部分(400)，磁性部分(400)在可旋转组件(42)的第一位置中面向尖端(103、203)，以便在可旋转组件(42)和保持组件(100、200)停留在它们的第一位置中时吸引保持组件(100、200)的尖端(103、203)。

16.根据前述权利要求中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，尖端(103、203)被设计为朝向彼此移动，以便主动地穿透样本(S)，特别是在尖端(103、203)互相对齐时穿透样本(S)。

17.根据前述权利要求中的任意一项所述的样本支架，其特征在于，当保持组件位于它们的第一位置从而保持样本时，尖端被设计为朝向彼此移动，以便主动地穿透样本(S)。

18.一种使用根据前述权利要求中的任意一项所述的样本支架来保持样本的方法。