CN1187122C - 用于检测生物聚合物转移的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法和装置，在产生生物聚合物场或生物聚合物阵列中用于确定样品物质向标本载片(3)的表面(4)的转移。其中标本载片(3)的表面(4)包括导电材料(14)，其通过样品液(12)与馈送装置(1)的电连接充当确认信号(8)。

Description

用于检测生物聚合物转移的方法和装置
本发明涉及实时控制产生生物聚合物场的方法，用于改进供分析之用而产生的生物聚合物排列的质量。
现在基本通过两种方法产生生物聚合物场或生物聚合物阵列。至今为止用于向载体材料转移极小量生物聚合物溶液的一种方法中，借助于喷墨打印方法将极小量的生物聚合物溶液以小测定点施加到标本载片的表面。然而，这一方法在样品施加中，受到由于欲施加的样品溶液存在粘滞性差异以及喷墨打印机中偶然形成气泡所至的不确定性的困扰。
用于向标本载片表面施加生物聚合物场的另一方法包括借助于笔尖向标本载片表面施加极小量待分析的液体样品。这里的术语‘笔尖’意思是指例如可用在自来水笔上的笔尖。为了施加以规则形式排列的生物聚合物，对于液体转移而言，以待施加的液体样品浸湿的笔尖或针必须每次形成与被加载的表面良好的液体接触，因为否则的话所需的样品量不能以充足的量转移或根本不能转移。
直到生物聚合物阵列或生物聚合物场的所有样品点已经完全排列在各标本载片的表面之前，往往不能注意到液体样品转移期间偶然出现的差错。保留在生物聚合物阵列排列中的间断使得通过自动装置鉴定生物聚合物阵列较为困难。等待含有差错的生物聚合物阵列完全结束在经济上是不可接受的。
迄今，检查在标本载片表面上产生的生物聚合物场的完整性是使用摄像机进行，但是这些摄像机由于其物理尺寸，在转移区域的小型化环境中需要宝贵的空间。此外，来自摄像机的信号要通过相当大的努力才能自动化。
鉴于困扰先有技术解决方法的缺点，本发明的目的是要实现所生产的生物聚合物场质量的改进，甚至是在其生产期间实现该目的。
我们已经发现，通过观察在标本载片表面产生生物聚合物场时样品转移的方法可实现这一目的，其中标本载片表面包含导电材料，其通过样品材料与馈送装置的电连接作为确认信号。
根据本发明提出的解决方案的优点主要在于，在所提出的方法中，在施加电压之后，通过在馈送装置与载片上的导电层之间流动的电流，能够确定液体接触。由于在馈送装置内的液体因其中存在缓冲离子，因而是导电的，已经施加到载片导电涂层的待分析生物聚合物样品代表液体桥，它使具有导电材料的载片表面与馈送装置之间的电路闭合。这使得能够高度可靠地检测施加到标本载片上的足以供分析用的生物聚合物样品，这样，如果液体接触没有发生，通过对应的产生的并被放大的信号，向控制馈送装置的计算机给出重复填充或转移操作的命令，直到出现液体接触的确认，或者在多次不成功的尝试之后，能够实现在控制计算机的出错记录中产生对应的输入。于是，确认信号在转移操作期间被用来在Z方向精确定位样品物质载体。
在根据本发明提出的方法的又一实施例中，对样品与标本载片表面的的液体接触的监视是实时进行的。
特别有利的是确认信号由馈送装置和标本载片的导电表面之间所检测的电流产生。样品液在这里有利地被用作为馈送装置与标本载片之间的液体桥。
为了获得可被进一步处理的有意义的确认信号，从被检测的电流发出的信号由高阻抗放大器配置放大。例如10兆欧的预置电阻(pre-resistance)可用安装在高阻抗放大器的上游。
如果检测到在馈送装置与标本载片表面之间没有产生电流的液体桥，则对应的放大确认信号可用于自动启动通过馈送装置的对应寻址而重复转移操作。
根据本发明，还提出一种装置用于检测生物聚合物样品量从馈送装置到标本载片表面的转移，其中馈送装置包括一导体，该导体通过样品液与含有导电材料的标本载片表面的连接实现电流并产生信号。
先有技术解决方案使用摄像机监视生物聚合物场的质量并进而处理它们的信号，在与这种已知的方案对比中，根据本发明的解决方案明显表现出更简单且更为可靠的实时监视功能。与标本载片的电连接一同操作的电导体能够有利地嵌入在作为用于样品液的馈送装置的毛细管安装件中，并能够与标本载片的连接一同连接到电压源。
根据本发明所基于的思想的另一改进方法，标本载片表面能够由导电塑料构成，同时标本载片本身能够由廉价的材料制成。标本载片的表面能够由金属材料构成，例如施加了薄金属板的材料。
最后，还可用设想由玻璃或塑料制成样品载片，并通过施加导电材料使其成为可导电的。由廉价材料制成的标本载片的导电涂层可用是导电的聚合物。此外导电涂层可用由金属或半导体材料构成。可用采用的半导体材料的一例是铟-锡氧化物，其中由于成本的原因，标本载片涂层的整个表面不必以导电材料覆盖，而是在某些应用中，标本载片表面的部分区域涂层带有导电材料即可。
以下参照附图更为详细地说明本发明。
单一的图示示出用作为实时监视生物聚合物阵列的配置的示意表示。
根据图1中所示的配置，毛细管11的毛细管尖端1位于标本载片3的表面4。标本载片3的表面4包括导电涂层14。导电涂层14可由导电的聚合物构成。它可由金属制成或包含半导体材料。铟-锡氧化物已证明可成功地用作为施涂到标本载片3的表面4的半导体材料。当然也可以向标本载片3的表面4施涂其它作为导电材料的半导体材料。
反之，标本载片3由廉价材料构成，例如塑料、金属或玻璃。在毛细管11的安装件13中装有电导体2，且电导体2与出现在毛细管11内部的样品液电连接，该液体在毛细管尖端1的区域中向着标本载片3表面4的方向离开毛细管11的下端。导线2连接到放大器7的输入，并通过例如10兆欧姆的预置电阻5连接到电压源9。带有导电材料的表面4通过以弹性方式位于对面的连接点6经由供电线路连接到电压源9。弹性连接点6类似地连接到放大器的输入，该放大器特别具有高阻抗设计，在其中产生确认信号8。在电压接点15，导线2连接到电压源9的预置电阻5，且以弹性方式位于表面4的连接点6连接到高阻抗放大器7的输入。
对于皮升和纳升范围的极小液量的转移，例如使用玻璃毛细管11，该毛细管拉制成例如直径为100微米的细尖并围绕一细导线2，借助于该导线发生与被转移的生物聚合物样品的电连接。液体因存在于其中的缓冲离子所至是导电的。
用于生成生物聚合物场或阵列的标本载片3可以是显微镜中通常的标本载片，其带有导电涂层，导电涂层例如是铟-锡氧化物半导体材料，通过以弹性方法位于其上的连接点6提供电接触。为了实现待转移的生物聚合物与涂敷导电材料的标本载片3的表面4强的共价化学键和静电结合，可将一薄层聚合物(例如聚赖氨酸或聚乙烯亚胺)施涂到导电涂层14上。
例如五伏特的电压，通过例如10兆欧姆的预置电阻5，施加在标本载片3及适配在其中包括导电涂层的表面4与毛细管11中的液体之间。如果液体接触发生在毛细管尖端1与标本载片3表面4上的导电涂层14之间，则由于导线2和与导电涂层14接触的连接点6连接到电压源9，使测量电压短路。例如借助于高阻抗放大器7，观察到在毛细管尖端1的小孔与设有导电涂层14的标本载片表面4之间存在液体桥12，并作为由此而得的对已经发生的液体接触的确认信号8被传送到控制计算机。
对于业内专业人员而言，用于实现检测液体接触的电路的其它可能实施例是完全明显的，并可用作替代。
如果以形成液体桥的形式的预期液体接触没有发生，则向控制馈送装置的计算机提交重复填充和转移操作的命令，直到确认毛细管尖端1与表面4的导电涂层14之间的以液体桥12形成液体接触发生为止。对毛细管尖端1的小孔与标本载片3的导电涂层14之间形成液体桥12进行了多次不成功尝试之后，在控制计算机的出错记录中出现对应的记录。
这使得在产生生物聚合物场或生物聚合物阵列期间，能够直接检测到由于不正确施加的样品所至的错误。于是根据本发明产生的确认信号8，除了自动启动转移操作的重复之外，还能够在生物聚合物转移期间用于产生所观察到的出错的文件。在本发明另一改进方法中，毛细管移向表面4直到形成导电接触为止。在这一实施例中，确认信号是作为确认转移生物聚合物的工具例如毛细管的接触移动。
标本载片3的表面4上的导电涂层14的形成，除了金属材料或诸如所提及的铟-锡氧化物等半导体化合物之外，它们还可以由含有碳或碳的化合物的材料制成。
                         标记符号列表
1毛细管尖端
2导线
3标本载片
4表面
5预置电阻
6连接点
7放大器
8确认信号
9电压源
10毛细管头部
11毛细管
12样品液，生物聚合物样品
13夹持器
14导电涂层
15电压接点

Claims (14)

1.一种用于在标本载片的表面上产生生物聚合物场过程中检测样品物质转移的方法，其中标本载片的表面包括导电材料，当在带有一导体的馈送装置与标本载片表面的导电材料之间出现通过样品液的电流时产生确认信号。
2.如权利要求1中所述的方法，其中在施加样品液期间，实时进行样品液和标本载片的表面的液体接触的监视。
3.如权利要求1中所述的方法，其中从被检测的电流发出的测量信号由放大器装置转换为能够被进一步处理的确认信号。
4.如权利要求1中所述的方法，其中确认信号用来自动启动通过馈送装置的对应寻址的重复转移操作。
5.如权利要求1中所述的方法，其中确认信号在转移操作期间用来在Z方向精确定位样品物质载体。
6.如权利要求1中所述的方法，其中在样品液向标本载片的表面转移期间，确认信号用来自动建立出错文档。
7.一种用于检测生物聚合物样品液从馈送装置到标本载片表面的转移的装置，其包括带有一导体的馈送装置，该导体可通过样品液、包含导电材料的标本载片表面、电连接及供电线路连接到电压源，位于导体及电连接上的电压接点用于当出现通过样品液的电流时产生确认信号。
8.权利要求7中所述的装置，其中标本载片的表面由导电塑料构成。
9.权利要求7中所述的装置，其中标本载片的表面包含金属材料。
10.权利要求7中所述的装置，其中标本载片由玻璃或塑料构成，并通过施涂导电材料而成为导电的。
11.权利要求10中所述的装置，其中导电材料是导电的聚合物。
12.权利要求10中所述的装置，其中导电材料是金属。
13.权利要求10中所述的装置，其中导电材料是半导体材料。
14.权利要求13中所述的装置，其中半导体材料包含铟-锡氧化物。
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