CN107960118B - 用于高分辨率电子显微镜的无损冷冻-网格制备台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制备电子显微镜样品的制备系统，包括：液体处理系统(0)，所述液体处理系统(0)包括分配头(1)，其中所述液体处理系统(0)构造成通过所述分配头(1)来抽吸和分配一定体积的样品；‑支撑结构(2)，构造成容纳样品；温度控制台(4)，构造成当所述支撑结构(2)置于所述温度控制台(4)时，将所述支撑结构(2)保持在预定温度下；‑第一适配器(3)，构造成保持所述支撑结构(2)；‑传送机构(60)，构造成连接至保持所述支撑结构(2)的第一适配器(3)，并且将所述支撑结构(2)移动至包含液态冷冻剂(80)的容器(8)中，使位于所述支撑结构(2)上的样品接触所述冷冻剂(80)。而且，本发明涉及相应的方法。

Description

用于高分辨率电子显微镜的无损冷冻-网格制备台
技术领域
本发明涉及用于制备电子显微镜样品的制备系统及相应的方法。
背景技术
近年来，用于电子显微镜的直接电子检测(DED)相机给生物物理和结构生物学带来了快速和持久的变化。现在，这些照相机允许通过使用单粒子方法以原子分辨率或接近于原子分辨率的方式通过冷冻电子显微镜(冷冻-EM)对大的生物分子进行结构测定(Liao等，Nature 504,107-112(2013)；Lu等Nature，512,166-170(2014))。虽然图像采集和处理很大程度上受益于新型DED相机，但是样品制备仍处于DED之前的时代。尽管商业玻璃化机器人(例如Vitrobot，FEI；Leica EM GP，Leica Microsystems)引入了一定程度的自动化和控制，但目前的方法存在两个主要缺点：第一，需要含有高浓度(0.1mg/ml至3mg/ml蛋白质)生物样品的大样品体积(约3μl)。其次，采用除去超过99％样品的大量印迹步骤。此外，后者指导优先移除样本子类，导致了EM网格上的不具代表性的样本群体。没有多少研究者试图解决这些问题。Jain等人已经开发了一种装置，该装置将喷墨皮升分配器与急冷设备结合(Jain等，J.Struct.Biol.179(1)，68-75(2012))。这是一个有趣的方法，有效地减少了每个网格消耗的样本数量。但是，喷墨式分配需要填充的样品池，从样品池中可以释放液滴。这对于需要可用于填充储层的最小样本量提出了限制。一些标本本身仅可以亚微升体积获得，例如，来自单细胞的裂解物或来自微流体装置的提取物。此外，有些样品与喷墨技术不兼容。
因此，本发明的根本问题在于提供允许仅消耗微量样品(几纳升)并且不涉及任何印迹步骤的无损冷冻-EM制备的方法、装置和系统。
发明内容
该问题通过一种冷冻网格制备系统(也表示为冷冻网格制备系统)来解决。优选实施方式在下面进行描述。
根据本申请的一方面，用于制备用于电子显微镜(EM)，尤其是透射EM，的样品的制备系统，包括：
-(高精度的)液体处理系统，所述液体处理系统包括分配头，其中所述液体处理系统构造成通过其分配头的入口/出口来抽吸和分配一定体积(优选低至1nl)的(例如非均质的)样品，
-支撑结构，构造成容纳样品，
-温度控制台，构造成当所述支撑结构置于温度控制台时，将所述支撑结构保持在预定温度下(例如，在环境的露点温度下，例如在所述支撑结构附近，可能建立一个小的偏置温度以引起蒸发/冷凝；露点取决于环境空气温度和相对湿度(液体既不蒸发也不冷凝))。
-第一适配器，构造成保持所述支撑结构(优选以可释放的方式)，其中所述第一适配器优选地安装在所述温度控制台上，使得所述适配器与所述温度控制台热接触，
-传送机构(也表示为拾取/送交机构或者简单送交机构)，构造成连接至保持所述支撑结构的第一适配器，并且将所述支撑结构移动至包含液态冷冻剂的容器中，使位于所述支撑结构上的样品接触所述冷冻剂(优选地，所述冷冻剂包含乙烷或者乙烷和丙烷的混合物)，从而使得所述支撑结构上的样品(例如液膜)优选转化成无定形固体水膜。
本文中，nl(纳升)量或体积优选为1nl至100nl，优选1nl至10nl的体积。
根据本发明的实施方式，所述第一适配器包括用于保持所述支撑结构的镊子。
根据本发明的优选实施方式，所述传送机构构造成使所述第一适配器与所述支撑结构一起枢转到所述容器上方的位置，并且在所述枢转之后使所述适配器和所述支撑结构向下移动，从而使得所述支撑结构上的样品接触所述容器中的冷冻剂。
所述支撑结构可以是、或包括具有多孔碳膜或任何其他合适的结构的已知电子显微镜(EM)网格。
根据本发明的优选实方式，所述系统包括移位台组件，构造成相对于所述液体处理系统移动所述温度控制台，使得所述分配头和所述支撑结构可以靠近彼此，从而将样品从所述液体处理系统转移至所述支撑结构。
在一实施方式中，所述移位台组件可以包括两个单独的移位台，其中一个台构造成沿X和Y方向(例如水平面)移动所述温度控制台或所述支撑结构，而另一个移位台构造成沿Z方向(垂直方向)定位的所述分配头(例如毛细管或微毛细管)。
可选地，在一实施方式中，所述移位台组件可以是XYZ台组件，构造成相对于所述分配头(例如毛细管或微毛细管)，将所述温度控制台和所述支撑结构定位在所有维度(X，Y和Z)。
关于下面进一步描述的方法，所述样品转移可以根据样品的物理和化学性质以多种方式进行。(i)通过表面张力效应，将纳升体积的液滴直接沉积并随后铺展在支撑表面上。(ii)将纳升体积液滴沉积在支撑表面上，随后以比初始沉积体积小的体积再抽吸样品。(iii)在所述支撑结构表面上沉积纳升体积的液滴，然后在所述支撑结构和液体处理系统之间进行相对运动，同时在两者之间保持建立液桥以将沉积的样品散布在所述支撑结构上。(iv)在沉积过程中，结合所述支撑结构和所述液体处理系统的相对运动，将纳升体积的液滴沉积在所述支撑结构的表面上，以便将沉积的样品散布在所述支撑结构上。
根据本发明的优选实施方式，所述系统包括调整装置，构造成相对于所述温度控制台移动所述第一适配器，使得所述支撑结构可以与所述温度控制台紧密接触，从而调整所述支撑结构的温度达到合适的温度(例如露点温度)。
根据本发明的优选实施方式，所述调节装置包括保持装置，优选为电磁体形式，所述保持装置构造成可释放地保持所述第一适配器(优选所述第一适配器的镊子)，并且优选地当样品定位在所述支撑结构上时自动释放所述第一适配器，并且优选地包括预定的温度。
根据本发明的优选实施方式，所述传送机构包括第二适配器，其中两个适配器设计成当所述保持装置释放所述第一适配器时(例如，当释放镊子时)彼此啮合。
根据本发明的优选实施方式，所述传送机构被设计成当所述第一适配器与第二适配器啮合并从所述保持装置释放时，使所述第二适配器在所述容器上方枢转。
根据本发明的优选实施方式，所述传送机构包括运动发生装置，该运动发生装置优选地包括螺线管，该运动发生装置被构造成当所述第一适配器和所述支撑结构位于所述容器上方时，向下移动所述第二适配器，从而使所述支撑结构上的样品接触所述容器中的冷冻剂。
根据本发明的优选实施方式，该系统包括用于估计沉积在所述支撑结构上的样品层的膜厚度的装置，例如，通过红外吸收、干涉测量或石英微量天平测量。
根据本发明的优选实施方式，所述分配头由在液体处理系统的端部的毛细管形成，特别是微毛细管，该毛细管包括用于容纳抽吸的样品的尖端。
优选地，所述微毛细管的内径可以在1纳米至900微米的范围内，特别是在1纳米至100微米的范围内。
根据本发明的优选实施方式，所述系统包括第一储存器，(在一些情况下)包括纳升体积样品的分配头可以浸入所述第一储存器，以允许扩散受控的样品调节，例如交换样品缓冲液，添加洗涤剂或去除干扰电子显微镜的有问题的物质。此外，它允许引入生物效应分子或对比增强剂，如钼酸铵。
根据本发明的优选实施方式，所述系统包括第二储存器，包括纳升体积的样品的分配头可以从所述第二储存器抽吸含有识别分子(例如抗体)的小体积，所述识别分子与样品中的靶分子或颗粒结合。这些识别分子可以结合至，例如，超顺磁性纳米珠的表面，该顺磁性纳米珠可以用作电子密度标记，例如，用于诊断目的。该结合既可以是稳定的化学键，也可以是形成可光切割的接头。该组件的磁特性允许通过所述分配头中产生的磁梯度捕获组件和结合的目标分子。在孵育和洗涤步骤之后，可以通过在关闭外部磁场的同时分配样品，或者在样品已经用切割光裂解接头所需的合适波长的光照射之后分配样品，以选择性地释放靶分子。
本发明的另一方面涉及制备支撑结构上的样品的方法，所述样品特别是用于透射电子显微镜，其中所述方法特别使用根据本发明的系统，并且其中所述方法包括步骤：
-在温度控制台上提供支撑结构，并优选将所述支撑结构的温度调节至环境的露点温度，以保持样品的体积恒定；
-将预定量[nl量]的样品抽吸至毛细管中，毛细管优选为微毛细管的形式；
-将所述样品分配到所述支撑结构上；
-自动从所述温度控制台移除所述支撑结构；
-自动将所述支撑结构带至垂直位置，优选为枢转至，并将所述支撑结构插入液态冷冻剂中，使得所述样品冷却至无定形固体(也表示为玻璃化)；
-将所述支撑结构连同玻璃化样品从所述液态冷冻剂移出。
附图说明
本发明的其它特征和优点将通过参照附图对实施例的详细描述进行描述，其中：
图1示出了根据本发明的冷冻网格制备系统的示意图；
图2示出了分配头中的样品中的分子与交换储存器中的分子之间的扩散交换的示意图；
图3示出了识别分子(例如抗体)对靶分子的小型化分离机构的示意图；
图4示出了根据本发明的系统的透视图；
图5A示出了用图1和4所示的系统制备的冷冻网格的总体图像，图1和4示出了分配在多孔碳膜上的5nl液滴；
图5B示出了包埋在无定形缓冲液中的烟草花叶病毒(TMV)的更高放大倍数的冷冻-EM图像；和
图5C示出了包埋在无定形缓冲液中的基于PDMS的囊泡的更高放大倍数的冷冻-EM图像。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的冷冻-网格制备系统的示意图，其包括高精度分配系统0、分配头1、支撑结构2(也表示为网格)；可逆地保持所述支撑结构2的适配器3；温度控制台4；移位台5；拾取/送交机构60；以及冷冻剂容器8。所述移位台5可以构造成在所有维度XY和Z上或仅在XY维度上移动所述台4。在后一种情况下，存在形成所述移位台的一部分的单独的Z台10a，所述Z台10a然后构造成使所述分配头1在Z(竖直)方向上移动。
特别地，优选使用以下步骤完成冷冻网格的制备：A)将样品分配到温度控制台4上的支撑结构2(包括例如EM网格，特别是排列在网格上的多孔碳膜)上；B)拾取/送交机构60抓取适配器3和支撑结构2；C)由适配器3、30形成的支撑结构保持器向下摆动并且触发移位机构；(D)将支撑结构2快速地转移到容器8中的冷冻剂80中。
图2示出了分配头中的样品中的分子与交换储存器中的分子之间的扩散交换的示意图。
图3示出了可与根据本发明的系统一起使用的可通过识别分子(例如抗体)用于靶分子的小型化分离机构的示意图。所述机构包括使用顺磁珠9构建磁阱N、S的磁体。图3进一步示出连接到顺磁珠9的抗体10；靶分子11，例如蛋白质复合物；靶分子的结合伴侣12；和识别所述结合伴侣12的第二识别分子13，例如抗体；以及与第二识别分子13偶合的电子密度标记14。
图4结合图1示出了根据本发明的系统的一实施方式。该系统包括：除了分配系统0和通过微毛细管1(参见图1)形成的分配头1之外，控制温度台4；保持支撑结构2(例如EM网格)的适配器3的镊子20；保持镊子20的电磁体50；调整装置40，例如，以xyz手动对准40的形式，以确保EM 2网格在温度控制台4上的平面定位，其中所述调节装置40安装在温度控制台4上；用螺钉安装在镊子20上的第一适配器3，用于打开和关闭适配器3的镊子20，其与传送机构60(也表示为注射器组件)上的第二适配器30通过间隙G隔开。如图4所示，两个吸引Nd磁体插入适配器3、30的端部，第三Nd磁体将第二适配器30保持在水平位置。系统/传送机构60还包括螺线管6，具有例如30毫米中枢；次级回路开关7，其在镊子20撞击开关时闭合，由此触发螺线管6并且将EM网格2向下移动至容纳在容器8中的冷冻剂80中。
具体地说，液体处理系统0由连接到形成分配头1的熔融二氧化硅微毛细管的高精度注射器泵组成。二者都完全充满系统液体(例如水)。注射泵能够通过其微毛细管尖端1的自由端抽吸和分配低至1nl的异质样品(例如20S蛋白酶体、烟草花叶病毒、脂质体)的体积。
样品可以由直接与系统液体接触而抽吸，也可以在抽吸样品之前吸入几纳升的小气塞，以有效地分离样品和系统液体。
微毛细管尖端1可以是直的或逐渐变细至特定的内径。这里使用具有内径为40μm的尖端的250μm内径的微毛细管。
包含样品的微毛细管尖端1可以浸入第一储存器100中，例如，Eppendorf管，允许盐离子103从样品可控扩散交换到第一储存器100中，如图2所示。大分子或蛋白质102呈现出较小的扩散常数，并且在孵育期间不损失。诸如生物效应分子或对比增强剂(例如钼酸铵)的其他小分子101可以扩散到微毛细管1中包括的样品中。在抽吸期间在(样品和系统液体之间没有气隙)，这种交换可以通过使样品与系统液体(该情况下为H2O)直接接触而增强。
一般而言，在所有实施方式中，温度控制台4可以包括由珀尔帖(peltier)控制器控制的水冷珀尔帖元件。所述珀尔帖控制器从安装在台4上的温度传感器获得台温度。实际的露点温度由露点传感器传送，露点传感器测量实验室内的环境温度和相对湿度，并持续计算露点温度，通过控制软件反馈到珀尔帖控制器。通过控制软件可以增加小的温度偏置来增强蒸发或冷凝。
具有多孔碳膜的EM网格形式的支撑结构2由适配器3的小镊子20保持。镊子20通过例如两个螺钉牢固地安装在所述第一适配器3中。例如，第三螺钉通过对施加于镊子20上的压力而允许其打开和关闭。该第一适配器3的后端插入有钕磁体。
支撑结构2、镊子20和第一适配器3形成组件。这个组件由保持装置50保持在水平位置，所述保持装置50例如是与镊子20相接触形式的所述电磁体50。电磁体50本身被安装至所述调节装置40，所述调节装置40允许在所有维度上手动调准，以便使支撑结构/网格2与温度控制台4完美地对准，其中为了良好的热接触和有效的样品沉积，网格2必须平放。
移位台组件5(参见例如图1)包括例如多个机动线性台的组合，使得能够将微毛细管尖端1精确地定位在温度控制台4上的支撑结构2的表面上方。分配头1和网格2的表面紧密接近以将样品从微毛细管尖端1转移至支撑结构2(例如网格)。
特别地，当调节装置40安装在温度控制台4上时，微毛细管1不连接至温度控制台4，使得后者可以通过台组件5相对于微毛细管1移动，所述微毛细管1可以由未示于图4中的合适的保持装置保持。特别地，所述微毛细管(分配头)1被安装在单独的Z轴平台10a上(参见图1)，这样允许微毛细管相对于支撑结构2的垂直位置的调节。特别地，台组件5允许沿着台4延伸的XY平面中自动移动温度控制台。
所述样品转移可以根据样品的物理和化学性质以多种方式进行。(i)通过表面张力效应，将纳升体积液滴直接沉积并随后分散在支撑结构2(例如EM网格)上。(ii)将纳升体积的液滴沉积在支撑结构2(例如EM网格)上，随后以比初始沉积的体积小的体积再抽吸样品。(iii)在支撑结构2(例如EM网格)上沉积纳升体积的液滴，然后在EM网格和微毛细管尖端之间进行相对运动，同时在两者之间保持建立液桥以将沉积的样品散布在EM网格上。(iv)在沉积过程中，结合支撑结构2(例如EM网格)和微毛细管尖端的相对移动，将纳升体积的液滴沉积在支撑结构2(例如EM网格)上，以便将沉积的样品散布在支撑结构2上。
优选地，经由通过照相机的视觉检查估计膜厚度，该照相机可以布置在适于检查所述厚度的任何位置。
传送机构(送交机构)60包括第二适配器30，该第二适配器30也在一端插入有钕磁铁，另一端通过旋转铰链61与大螺线管6连接。为了将该第二适配器30保持在水平位置，相应地放置第三钕磁体。第一和第二适配器3、30由小间隙G隔开。两个插入的钕彼此吸引，然而两者的接合受到牢固地保持到组件2、20、3(例如镊子20)的电磁体50的阻碍。
样品沉积之后，EM网格2快速注入低温液体80，通常是乙烷或乙烷/丙烷(40/60)的混合物。这通过关闭电磁体(软件控制的)50来执行，该电磁体使得两个适配器3、30能够咬合在一起并形成新的、更重的组件。这个新的组件太重，不能由第三钕磁体保持在原来的位置。它迅速落入垂直位置(第二适配器30另一侧的铰链61)。如果到达垂直位置，则由另一个磁体固定就位，以防止其来回跳动。同时，电路通过降落组件(例如开关7)的金属部分而闭合。这会触发控制电磁阀控制器的次级电路。结果，螺线管6被启动，并且30mm的中枢被向下喷射，最终将支撑结构(例如EM网格)2注入到容器8中的冷冻剂80中。从接通螺线管6直至支撑件结构2被射入冷冻剂80的整个过程，发生于三分之一秒内，并使得沉积的液膜能够玻璃化。
实施例：根据本发明制备的样品成像
使用如图1和4所示的系统制备冷冻-网格。
图5A示出了显示分配在有孔碳膜上的5nl液滴的总体冷冻-EM图像。注意均匀的无定形水层。黑色箭头表示分配的缓冲液的外围。比例尺是50μm。嵌入图示出了孔中无定形缓冲液(PBS)的更高放大倍数。用“*”表示的黑点很可能来源于样品沉积之前的辉光放电处理期间支撑EM网格的铝表面。嵌入图的比例尺是80nm。
5B示出了包埋在玻璃冰中的烟草花叶病毒(TMV)的更高放大倍数的冷冻-EM图像。比例尺是80nm。
图5C示出了包埋在无定形缓冲液中的基于PDMS的囊泡的更高放大倍数的冷冻-EM图像。比例尺是80nm。缓冲液的无定形固体层是均匀的并且大部分没有污染。

Claims (12)

1.用于制备用于电子显微镜的样品的制备系统，其特征在于，包括：
液体处理系统(0)，所述液体处理系统(0)包括分配头(1)并被构造成通过所述分配头(1)来抽吸和分配一定体积的样品；
支撑结构(2)，被构造成容纳样品；
温度控制台(4)，被构造成当所述支撑结构(2)置于所述温度控制台(4)时，将所述支撑结构(2)保持在预定温度下；
第一适配器(3)，被构造成保持所述支撑结构(2)；
移位台组件(5)，被构造成相对于所述液体处理系统(0)移动所述温度控制台(4)，使得所述分配头(1)和所述支撑结构(2)能够靠近彼此，从而将所述样品从所述液体处理系统(0)转移至所述支撑结构(2)；
调整装置(40)，被构造成相对于所述温度控制台(4)以可调节的方式保持所述第一适配器(3)，所述调整装置(40)包括保持装置(50)，所述保持装置(50)被构造成将所述第一适配器(3)和所述支撑结构(2)保持在水平位置并且当所述样品定位在所述支撑结构(2)处且具备预定的温度时释放所述第一适配器(3)；
传送机构(60)，被构造成连接至保持所述支撑结构(2)的所述第一适配器(3)并将所述支撑结构(2)移动至包含液态冷冻剂(80)的容器(8)中，使得位于所述支撑结构(2)上的样品接触所述冷冻剂(80)，
其中，所述传送机构(60)包括第二适配器(30)，所述第一适配器(3)和所述第二适配器(30)被设计成当所述保持装置(50)释放所述第一适配器(3)时彼此啮合，
其中，所述传送机构(60)被设计成当所述第一适配器(3)与所述第二适配器(30)彼此啮合时，使所述第二适配器(30)连同所述第一适配器(3)和所述支撑结构(2)从水平位置枢转至所述容器(8)上方的垂直位置，并在所述第二适配器(30)枢转到达所述垂直位置后，使所述第一适配器(3)和所述支撑结构(2)向下移动，从而使得所述支撑结构(2)上的样品接触所述容器(8)中的所述液态冷冻剂(80)。
2.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述第一适配器(30)的端部插有第一钕磁体，所述第二适配器(3)的端部插有第二钕磁体，所述第一钕磁体和所述第二钕磁体彼此吸引,当所述保持装置(50)释放所述第一适配器(3)时，所述第一适配器(3)和所述第二适配器(30)依靠所述第一钕磁体和所述第二钕磁体的彼此吸引而彼此啮合。
3.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述第二适配器(3)通过第三钕磁体保持在水平位置，所述制备系统包括镊子(20)，所述镊子(20)安装至所述第一适配器(30)并被构造成保持所述支撑结构(2)，所述保持装置(50)被构造成将所述镊子(20)保持在水平位置。
4.根据权利要求3所述的制备系统，其特征在于，所述保持装置(50)为电磁体形式。
5.根据权利要求4所述的制备系统，其特征在于，所述传送机构(60)被设计成当所述第一适配器(3)从所述保持装置(50)释放并与所述第二适配器(30)啮合以形成新的更重的组件时，使所述新的更重的组件从水平位置自动枢转至垂直位置，其中所述新的更重的组件太重以至于不能由所述第三钕磁体继续保持在原来的位置。
6.根据权利要求3所述的制备系统，其特征在于，所述传送机构(60)包括运动发生装置，所述运动发生装置被构造成当所述第一适配器(3)和所述支撑结构(2)位于所述容器(8)上方的所述垂直位置时，向下移动所述第二适配器(30)，从而使所述支撑结构(2)上的样品接触所述容器(8)中的所述冷冻剂(80)。
7.根据权利要求6所述的制备系统，其特征在于，所述运动发生装置包括螺线管(6)，所述制备系统包括次级回路开关(7)，当所述第一适配器(3)和所述第二适配器(30)在重力的作用下从水平位置自动枢转至垂直位置时，所述镊子(20)撞击所述次级回路开关(7)，使得所述次级回路开关(7)闭合，由此触发螺线管(6)向下移动所述第二适配器(30)。
8.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统包括用于估计沉积在所述支撑结构上的样品层的膜厚度的装置。
9.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述分配头(1)由在所述液体处理系统(0)的端部的毛细管形成，所述毛细管包括用于容纳抽吸的样品的尖端。
10.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统包括第一储存器(100)，包括纳升体积样品的分配头(1)可以浸入所述第一储存器(100)，以允许扩散受控的样品调节。
11.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统包括第二储存器，包括纳升体积样品的分配头可以从所述第二储存器抽吸含有识别分子的小体积液体。
12.使用制备系统制备用于电子显微镜的样品的方法，其中，
所述制备系统包括：
液体处理系统(0)，所述液体处理系统(0)包括分配头(1)并被构造成通过所述分配头(1)来抽吸和分配一定体积的样品；所述分配头(1)由在所述液体处理系统(0)的端部的毛细管形成；
支撑结构(2)，被构造成容纳样品；
温度控制台(4)，被构造成当所述支撑结构(2)置于所述温度控制台(4)时，将所述支撑结构(2)保持在预定温度下；
第一适配器(3)，被构造成保持所述支撑结构(2)；
移位台组件(5)，被构造成相对于所述液体处理系统(0)移动所述温度控制台(4)，使得所述分配头(1)和所述支撑结构(2)能够靠近彼此，从而将所述样品从所述液体处理系统(0)转移至所述支撑结构(2)；
调整装置(40)，被构造成相对于所述温度控制台(4)以可调节的方式保持所述第一适配器(3)，所述调整装置(40)包括保持装置(50)，所述保持装置(50)被构造成将所述第一适配器(3)和所述支撑结构(2)保持在水平位置并且当所述样品定位在所述支撑结构(2)处且具备预定的温度时释放所述第一适配器(3)；
传送机构(60)，被构造成连接至保持所述支撑结构(2)的所述第一适配器(3)并将所述支撑结构(2)移动至包含液态冷冻剂(80)的容器(8)中，使得位于所述支撑结构(2)上的样品接触所述冷冻剂(80)，
其中，所述传送机构(60)包括第二适配器(30)，所述第一适配器(3)和所述第二适配器(30)被设计成当所述保持装置(50)释放所述第一适配器(3)时彼此啮合，
其中，所述传送机构(60)被设计成当所述第一适配器(3)与所述第二适配器(30)彼此啮合时，使所述第二适配器(30)连同所述第一适配器(3)和所述支撑结构(2)从水平位置枢转至所述容器(8)上方的垂直位置，并在所述第二适配器(30)枢转到达所述垂直位置后，使所述第一适配器(3)和所述支撑结构(2)向下移动，从而使得所述支撑结构(2)上的样品接触所述容器(8)中的所述液态冷冻剂(80)，
其中，所述传送机构(60)包括运动发生装置，所述运动发生装置被构造成当所述第一适配器(3)和所述支撑结构(2)位于所述容器(8)上方的所述垂直位置时，向下移动所述第二适配器(30)，从而使所述支撑结构(2)上的样品接触所述容器(8)中的所述冷冻剂(80)，
所述方法包括如下步骤：
在所述温度控制台(4)上提供所述支撑结构(2)，并将所述支撑结构(2)的温度调节至环境的露点温度；
将预定量的样品抽吸至所述毛细管中；
将所述样品分配到所述支撑结构(2)上；
自动从所述温度控制台(4)移除所述支撑结构(2)；
使所述支撑结构(2)在重力作用下从水平位置枢转至垂直位置以触发运动发生装置，使得所述运动发生装置将所述支撑结构(2)插入所述液态冷冻剂(80)中，从而使所述样品玻璃化，并冷却至无定形固体；
将所述支撑结构(2)连同玻璃化样品从所述液态冷冻剂(80)移出。
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