CN203367220U - 协助人工制备maldi样本的沉淀辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种协助人工制备MALDI样本的沉淀辅助装置。一种用于在样本载板上进行样本的人工制备以便通过基质辅助激光解析进行电离的沉淀辅助装置，包括：用于具有若干样本点的样本载板的支架；将二维光学图像或合适的图像序列投射到样本载板的前面的装置，所述样本载板的前面包含样本点和位于所述支架中的样本载板；其中所述图像或图像序列配置为使得至少相对于相邻的、未选择的样本点以人眼可见的方式突出显示所选样本点或所选样本点组；用于手动确认沉淀的接口和/或用于自动检测人工沉淀过程的装置；以及引导系统，其选择样本点或样本点组，并且相应地控制所述沉淀辅助装置。

Description

协助人工制备MALDI样本的沉淀辅助装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于在样本载板上进行样本的人工制备以

便通过基质辅助激光解析进行电离的沉淀辅助装置。

背景技术

沉淀辅助装置在早先的技术中广为人知，尤其是与微量滴定板搭配使用。

德国实用新型DE 20 2007 018 535 U1描述了一种用于透明微量滴定板的移液辅助装置，这些微量滴定板在转接件的帮助下放置到基板中。基板包含光源，每个光源都被分配至转接件中的开口中和透明微量滴定板的腔中。开关或控制单元启动相互独立的光源，光通过转接件，然后，透明微量滴定板将指示移液管吸取样本液体的位置。德国实用新型DE 20 2005 017 946 U1涉及类似物件。

与微量滴定板相反，用于通过基质辅助激光解析进行的电离的样本载板通常不透明。这由于它们的电导率造成，电导率阻止样本载板在激光解析期间形成静电荷。从根本上来说，微量滴定板并不需要电导率，因为微量滴定板中的腔提供更大的与腔中所含样本液体的相互作用面积，这与带有平样本点的MALDI样本载板不同，微量滴定板中的腔在最大程度上设计为与表面的余下部分齐平。如果微量滴定板导电且样本为液体，则这个增大的相互作用面积将促进不良的边界层化学过程，例如溶解在液体中的电荷载体（例如盐）的沉淀，或化学边界层的反应。

采用与上述实用新型相似的方式，专利文件US 4,692,609A描述了一种用于透明微量滴定板的支架，在支架的基座上，有几个光源，它们可以安装为能够从下面照亮滴定板中的孔，从而为用户指出用移液管移取液体的位置。或者，通过可导向光源从前面照亮滴定板，但是在此未揭示可导向光源应该采用何种设计。

出版物WO 2007/038521 A1描述了一种安装方式，其中光源安装在伸缩臂末端。该伸缩臂可以在执行机构的帮助下延展，这样就可以将光源垂直定位到微量滴定板的每个孔的上方，从而提供照明。这种安装方式有一个缺点，那就是每次将光源定位在特定孔的上方时必须移动光源本身及其支架，这就增加了对机电执行机构的需求。

后续出版物FR 2 649 511、US 2005/0046847 A1、WO 83/00047A1、WO 2007/071575 A1和WO 2007/121324 A1涉及在微量滴定板上制备样本的问题。

出版物US 2002/0191864 A1揭示了使用图像识别样本载板上已沉淀样本的样本区域，以将激光束对准这些区域。但是，并未揭示协助人工制备MALDI样本载板的方法。

此外，出版物EP 1 763 061 A2还涉及凭借成像工作站监测MALDI样本载板的沉淀过程。

公开审查的专利申请DE 10 2004 020 885 A1涉及在MALDI样本载板上制备微生物来源的样本，以实现从琼脂板将生物物质自动转移到MALDI样本载板上的样本点的目标。为此目的，通过传送带将琼脂板传送到机器人并放到3D镜台上。图像处理系统检测琼脂板上各个菌落并相应地定位采样杆。一次转移使用一个单独的采样杆，以后再转移则更换采样杆。为了提取生物物质，从支架释放采样杆并且从几毫米的高度落到菌落上。这样与菌落接触是为了保证只有生物物质粘附到采样杆上，并且不会将任何琼脂转移到MALDI样本载板上。如果太多的琼脂被转移到MALDI样本载板上，则质谱鉴定的质量会降低，这是因为琼脂会抑制特征蛋白质离子的信号。未提供控制触点的精密传感器系统。然而，采样杆一定会振动，可以在采样前用水浸湿采样杆以确保采样杆从菌落粘附足够的生物物质数量，并将其转移到MALDI样本载板上的样本点上。

适用于平且不透明的MALDI样本载板的沉淀辅助装置在国际专利申请WO 2012/072468A1（发明人：Markus Kostrzewa和UlrichWeller）中已经揭示。该申请特别涉及通过前面照亮或机械指针或多孔障板突出显示要沉淀的样本点，请参见图1（顶部：可导向光束；中间：指针；底部：多孔障板）。然而，机械版本的固有特点是，如果要涂布的部分样本附着在指针或多孔障板上，那么几乎总是存在样本点交叉污染的危险。另一方面，由于MALDI样本载板的表面通常为金属，因此，投射到前面的窄光束可能干扰光反射，这将使用户目眩，特别是在入射角不利时。

因此，仍然需要创造一种改进的沉淀辅助装置，用于在样本载板上制备样本以便通过基质辅助激光解析进行电离。

实用新型内容

本实用新型提出了一种沉淀辅助装置，用于在样本载板上人工制备样本以便通过基质辅助激光解析进行电离。它包括一个具有若干样本点的样本载板支架，该支架最好根据标准化样本载板进行调整以便通过基质辅助激光解析进行电离。此外，还提出了一种装置，该装置在样本载板位于支架上时将二维光学图像，或合适的图像序列投射到样本载板的前面，而前面包含样本点；图像或图像序列的配置为，以人眼可见的方式至少相对于相邻未选择的样本点突出显示所选样本点或一组所选样本点。此外，还提供一种用于手动确认沉淀的接口和/或用于自动检测人工沉淀过程的装置。引导系统能够选择一个样本点或样本点组，并对装置进行相应控制。

在本实用新型披露中，应从广义上理解二维图像这一词汇。例如，可以快速连续地将两个二维图像投射到样本载板上，这样，可以通过使用特殊眼镜等辅助装置，让观察者有一种在样本载板前面生成三维图像的感觉。但是，这种“三维”图像的一个组成部分还可以是二维图像。

本装置最好配备空间光调制器、液晶投影仪或硅基液晶投影仪。这样，通过传统的视频投影方法，就可以在样本载板上生成非常灵活的图像，或者变化多端的图像序列。打个比方，样本载板的前面因此可以作为投影图像的“屏幕”。对于各个像素、亮度和/或图像序列的颜色选择方面，几乎对图像的设计没有任何限制。

空间光调制器特别用于视频投影仪，例如Texas Instruments,Inc.（美国达拉斯）销售的名为数字光处理(DLP)的装置。这种空间光调制器本质上由以矩阵排列的微镜执行机构组成，也就是说，在微芯片这样的小空间中，可以容纳非常多的这种边长很短的可倾斜反射表面。静电场力使执行机构运动。可以单独更改每个微镜的角度，并且每个微镜通常有两个稳定的最终状态，在这两个状态之间，可以几千赫兹的频率更改角度。可以借助切换频率设置一个像素的亮度。镜子的数量与投影图像的分辨率对应，一个镜子可以代表一个或多个像素。现在，可以实现最高4160×2080的分辨率。此外，在小区域可以生成对比度非常高的图像。

如果使用发射白光的投影灯，并且该光被微镜反射，则可以将上面旋转着三基色滤镜的色环（三基色通常为红色、绿色和蓝色，但有时也可以是其他颜色）插入到空间光调制器前面的光路中以生成彩色图像。对于白色来说，为了实现更佳的亮度值，可将白色段添加到色环中。电子装置根据色彩滤镜的位置更改调制器反射的局部图像。色环的旋转速度和人眼的惯性表明局部图像叠加在一起，从而产生彩色图像的感觉。通过色环的高速旋转或通过提供几个色段可以确保在投影期间呈现出平滑无过渡的色彩。

在另一个变型中，通过分色镜将投影灯的光分成红绿蓝三基色，再将光分别传输给三个不同的调制器来实现色彩呈现。然后，可以在二向色棱镜中将各自的局部反射叠加在一起，从而再次形成完整的彩色图像。本变型中，还需要额外几组微镜。在某些实施例中，二向色棱镜可能还会带来色散。

在后续实施例中，各个彩色光源，例如各个LED（红色、绿色、蓝色）可以代替单个白色光源使用。

在不同的实施例中，装置可以生成图像或图像序列，通过该图像或图像序列，在所选样本点上或样本点组上至少相对于相邻未选择的样本点产生亮度和/或颜色对比。

具体来说，最好装置生成突出显示样本点或样本点组的图像序列，这样，例如，通过让样本点的突出显示位置的图像具有人眼感知特别好的信号颜色（例如，红色、黄色或绿色），而图像或图像序列的其他部分包含暗淡的颜色（例如灰色或棕色），这种颜色与信号颜色相比通常会变成背景，来吸引人的注意力。也可以通过图像序列来实现闪烁或闪光效果，例如，投影图像序列具有强度和/或颜色交替的区域。

沉淀辅助装置的支架最好可以进行几何调整以适应标准化的样本载板，以便通过基质辅助激光解析进行电离。这种调整还可以使用插入到支架中的转接件实现。通过这种方式，具有不同构造或尺寸的样本载板可以安装到支架中。这使得在支架中放置样本载板以便与其平齐和/或对齐成为可能。具体通过几何尺寸定义标准化的样本载板，例如高度、长度、宽度或面积、样本点数量和/或其形状和/或其尺寸或其（矩阵）排列，具体以行和列的形式的排列。必须牢记，轴向发射离子的飞行时间质谱仪和激光解析方法中使用的样本载板必须具有一个尽可能平的前表面以便为样本载板前面的空间中建立的电场提供最简单的边界条件。这使得相空间（由位置和动量坐标产生）中区域的控制更简单，该空间被激光解析中产生的相关离子占用。微量滴定板中的腔不适于此。

该装置可通过这样一种方式运行，即，在所选样本点，它至少相对于相邻未选择样本点产生亮度和/或颜色对比。例如，用黄色或红色强光照亮所选样本点，而光学图像的余下部分具有强度非常低的灰色阴影。

引导系统作为沉淀辅助装置的一部分，可以配备数据输入或数据输出接口。如果用户想要将要处理的样本载板的沉淀计划输入到引导系统中，这尤其有用。例如，该接口还可以用于手动输入以确认沉淀过程已经执行。通过这种方式，可以可靠地执行一系列沉淀过程。还可以扩展该接口以便包含电信功能以用于接收样本来源数据和/或相应的识别标签，例如，这些样本来源数据和/或相应的识别标签可以与已沉淀样本点的沉淀数据和/或相应识别标签一起储存以便能够分配它们。电信功能还可包括相应数据的传输。电信功能可以配备众所周知电信器件，例如，无线、蓝牙、红外线或任何其他接口。

此外，引导系统还有一个存储器，用于样本和样本点的识别标签的分配和获取。所做的分配安全地储存在那里并且可以按需调用以便进行后续的评估或检查。

在一个实施例中，沉淀辅助装置可以为固定式。该沉淀辅助装置最好放置于培养皿载板构成的装置中，在载板上面可布置用于采样过程的皮氏培养皿，例如，具有激光解析装置的质谱仪的样本添加站，从而以尽可能省时的方式将样本从培养皿载板中的培养皿传输到沉淀辅助装置中的样本载板，然后再传输到添加站。

在另外的变型中，该沉淀辅助装置还可以设计为便携式。例如，作为便携式手持设备，用户可以将该沉淀辅助装置拿在手中或手上，就像画家拿调色板一样。在这种情况下，该沉淀辅助装置最好有一个固定装置，例如夹子、用于人手的盲孔或固定带，通过它可以将其紧固到用户的手臂上。还可以将沉淀辅助装置设计成货郎盘，例如用至少一个肩带或颈带，用户就可以将其带在腹前或胸前，以此来实现便携性。此变型的优点是用户可以解放双手。便携性使该沉淀辅助装置在使用时更灵活，尤其不再限于在一个地点使用。

加上该沉淀辅助装置可以设计为便携式装置，具体为手持装置，因此可以提供一个插接站，该插接站最好为固定式，并具有一个用于沉淀辅助装置的支架。如果需要，用户可以将带在身上或拿在手中的便携式沉淀辅助装置放入支架中，自由地继续不需要沉淀辅助装置的其他工作。在插接站中，沉淀辅助装置可以将已执行沉淀序列的数据传输到位于站中的固定计算机中。同样，还可以制作一个电气连接，以便给为沉淀辅助装置供电的任何电池充电，这也是明智的做法。

如果有用于自动检测的装置，它最好包含一个散射光传感器。该散射光传感器最好放置在支架的上方，具体用来检测散射光特性的变化，该变化指示位于支架中的样本载板前面的人工沉淀过程。特别地，这种检测在空间上进行解析。除了具有空间解析检测的变型，还可以特别搜索来自要进行下一个沉淀过程（且已突出显示）的样本点的散射光信号。在第二个变型中，视觉突出显示与散射光事件检测的时间相关性或同步性将是很重要的参数。原则上，散射光可以源于光学图像和/或投射到样本载板上的单独生成的光束（若适用，投射到样本载板上突出显示的样本点）。对于人工沉淀的空间解析检测，可以在沉淀前单独照亮所选样本点，可以使用集成散射光传感器测量产生的散射光。在用户已确认人工沉淀之后，可以重复散射光测量或以周期间隔自动重复。从散射光强度的差异或其是否存在，可以推断出所选样本点是否已经正确沉淀。对于一组所选样本点，可以依次单独执行组中每个样本点的散射光测量。照亮单独选择的样本点的光最好由将二维光学图像投射到样本载板上的装置产生，但是也可以由适用的其他装置产生，特别要在用户在视觉上无法感知的红外线光谱范围内。当通过频率滤波器评估散射光信号时，图像序列特别有用。

除了散射光传感器之外，或者作为另一种选择，还可以使用具有图像识别功能的相机来自动检测沉淀。

可以非常可靠地检测散射光特性的变化，尤其在MALDI样本载板的表面上，表面带有金属光泽。在传感器对准要沉淀的样本点之上时，沉淀过程意味着，首先，当用户移动移液管或接种工具时，例如，穿过二维光学图像的光锥时，或穿过独立光源的光束时，应该产生剧烈变化的散射光信号。当撤回接种工具时，沉淀样本使新沉淀样本点上的散射光特性发生变化（或者，如果沉淀不成功或发生在错误的样本点上，则它们不发生变化）。

如果传感器监测下次要沉淀的多个样本点，若在不是选择用于下次沉淀的样本点上出现散射光变化，则还可以检测错误的沉淀。同样，可以通过样本载板的一部分表面的散射光特性的变化确认人工沉淀。在样本载板前面，例如，或者作为另一种选择，在支架的周围，可以分配不包含任何样本点的某一区域用于确认沉淀，可以使用散射光传感器监测该区域。沉淀完成后，用于可以移动接种工具到分配的区域上，这样就产生临时的散射光变化信号，该信号可以让连接的处理器继续下一个样本点的沉淀序列。应从广义上理解周围这一词汇，不应仅仅描述支架本身的区域，也可以包括样本载板的（主要是周围）区域。

在后续实施例中，图像，或图像序列，可以分成两个区域，一个区域突出显示所选的一个或多个样本点，另一个区域向用户显示信息。信息区域可以包含具有要沉淀样本的信息的文本消息。

本实用新型还揭示了一种协助在平样本载板上人工制备样本以便通过基质辅助激光解析进行电离的方法。第一步是提供一个包含若干样本点的样本载板。然后，根据要执行的沉淀序列，定义一个或多个选择条件。根据一个或多个选择条件选择一组样本点。将二维光学图像，或合适的图像序列投射到样本点所在的平样本载板的前面；其中，图像或图像序列的配置为，以一种人眼可见的方式，至少相对于相邻未选择的样本点突出显示所选样本点或所选的样本点组。然后，人工在突出显示的样本点上沉淀样本或用于制备样本的物质（例如，含有MALDI物质的溶液）。手动确认和/或通过传感器装置自动检测已完成的沉淀。如果组中包含更多未处理的样本点或样本点组，可对组中的下一个样本点，或下一组样本点重复突出显示和人工沉淀步骤。如果不是，则沉淀序列将暂时结束。

可通过图像或图像序列的可视识别的突出显示在正确的位置，协助想要执行人工制备样本载板的用户沉淀取自或制备自营养培养基（例如琼脂板、肉汤或血液培养基等）的样本。这种辅助降低了沉淀错误的风险，从根本上说，这种风险的发生是因为转移微量的样本物质通常表示人眼几乎看不到。

具体来说，此处的突出显示应该可逆，即，它可以启动和停止，例如，通过开启或关闭投影图像（或通过更换图像）。尤其是通过选择和借由电子辅助器件自动（半自动）执行的突出显示，还便于技术员的工作。如果所选样本点的突出显示局限于还未选择的最临近的样本点，则可以最大限度地降低所涉及的程序性工作，例如，通过具有浅色或高光强度的图像部分突出显示相关样本点，但是，通过深色或具有低光强度的图像部分覆盖未突出显示的最临近的样本点。在少数情况下，可以通过增加未选择的样本点数量来增强突出显示的效果，以便相对于所有其他未选择的样本点突出显示所选样本点。在这种情况下，图像或图像序列实质上投射到样本载板的整个前表面。

在下文中，MALDI作为首选的电离类型，这种电离类型在激光解析期间产生离子。然而，显而易见，在本实用新型中，对于将蛋白质或蛋白质链这种分析物质转移到气相中来说只有激光解析是重要的。可以根据应用的需要选择电离的类型。例如，可通过化学电离进行激光解析（激光解析化学电离-LDCI），但是也可采用其他电离类型。须在相对广义上理解“基质辅助激光解析电离”这一词汇。

可以根据样本点是否为空选择样本点。本方法可为沉淀序列的不同阶段提供一定的灵活性。还可以采用几何选择方法，例如，通过指定要沉淀的仅每n个样本点，例如每两个样本点。如果由于沉淀的样本点相邻太近，样本的脱气以及将气相的已脱气样本粒子转移到另一个样本点会增加交叉污染的风险，则进行几何选择很明智。在本方法的一种变型中，可通过电子辅助技术引导系统执行选择，这样，所有空样本点都将沉淀，例如，或者由使用本方法的用户选择。

可以选择若干样本点，可在沉淀过程中重复执行突出显示，每次重复时，突出显示不同的所选样本点或不同的所选样本点组。因此，这种方法尤其适用于源自一个培养皿的不同菌落且要涂布到样本载板上的不同样本的顺序处理。借由这样的顺序处理，最好使用监测和控制系统帮助使用此方法的用户选择要转移的样本。

此外，还提出了一种在样本载板上人工制备样本以通过基质辅助激光解析进行电离的方法，在该方法中，每个样本和样本点都提供有识别标签，根据上述方法选择并突出显示样本点，将样本涂布到所选样本点上，并向其他每个样本分配识别标签并加以储存。通过这种方式，在完成样本载板的沉淀后，可以追溯并检查哪个来源的哪个样本已经被转移到特定样本点上。这可实现后续过程的控制，并且可以指出错误，例如，尽管每个样本只能沉淀于一个样本点上，但是却将具体来源的一个样本沉淀于两个样本点上。

分配和储存可通过合并的方法步骤一同执行或单独执行。例如，可以执行分配，然后再进行实际的沉淀过程，并在沉淀过程结束之后进行储存。原则上，该方法中的分配和储存的具体时间顺序并不重要。但是，最好在沉淀过程之后分配和储存识别标签，因为通过这样的方式，更容易识别错误的分配或沉淀。

具体来说，可以采用微生物来源的样本。这最好是指微生物种自身，以未处理的方式，因为它们在营养培养基中或之上培养。

样本的识别标签可以来源于样本容器的标签，例如，产生样本的皮氏培养皿。这可确保追溯样本的高度确定性。还可以使用相机拍摄样本来源的照片，特别是皮氏培养皿中的平营养培养基的照片，并借由图像处理的方式在图像中确定样本原来点的坐标并将其分配给样本，通过这种方式来产生或补充识别标签。作为平营养培养基的光学图像的补充或替代，可以通过测量平营养培养基在采样之前与采样之后相比的电容变化来识别样本的来源点。

在一个变型中，可以通过电信设备传输样本来源数据和/或识别标签到样本制备仪表以便在样本载板上的样本点沉淀完成后，与样本载板或样本点的沉淀坐标和/或识别标签一起储存在该仪表中。因此，特别地，这些数据还可用于详细追溯样本。

根据第一方面，提供了一种用于在样本载板上进行样本的人工制备以便通过基质辅助激光解析进行电离的沉淀辅助装置，包括：

-用于具有若干样本点的样本载板的支架：

-将二维光学图像或合适的图像序列投射到样本载板的前面的装置，所述样本载板的前面包含样本点和位于所述支架中的样本载板；其中所述图像或图像序列配置为使得至少相对于相邻的、未选择的样本点以人眼可见的方式突出显示所选样本点或所选样本点组；

-用于手动确认沉淀的接口和/或用于自动检测人工沉淀过程的装置；以及

-引导系统，其选择样本点或样本点组，并且相应地控制所述沉淀辅助装置。

根据第一方面的沉淀辅助装置，其中，所述沉淀辅助装置包括空间光调制器、液晶投影仪和硅上液晶投影仪。

根据第一方面的沉淀辅助装置，其中，所述沉淀辅助装置产生图像或图像序列，通过所述图像或图像序列，在所选样本点或样本点组上至少相对于相邻的、未选择的样本点产生亮度和/或颜色对比。

根据第一方面的沉淀辅助装置，其中，所述沉淀辅助装置产生图像序列，所述图像序列以引人注目的方式突出显示样本点或样本点组。

根据第一方面的沉淀辅助装置，其中，所述二维光学图像或图像序列从基本上覆盖所述样本载板的整个前面。

根据第一方面的沉淀辅助装置，其中，所述引导系统具有用于数据输入和数据输出的接口。

根据第一方面的沉淀辅助装置，其中，所述引导系统具有用于分配和获取样本和样本点的识别标签的存储器。

根据第一方面的沉淀辅助装置，还包括位于所述支架中的用于安装标准化样本载板以通过基质辅助激光解析进行电离的转接件。

根据第一方面的沉淀辅助装置，其中，所述用于自动检测人工沉淀过程的装置包括散射光传感器，所述散射光传感器配置为检测位于所述支架中的样本载板的前面的散射光特性的变化，这些变化用来指示人工沉淀过程。

根据第一方面的沉淀辅助装置，其中，所述用于手动确认沉淀的接口包括散射光传感器，所述散射光传感器对准位于所述支架中的样本载板的周边上的区域，并且手动检测在所述区域中产生的散射光特性的变化。

根据第一方面的沉淀辅助装置，其中，所述图像或图像序列分成突出显示所选样本点的区域和将信息显示给用户的区域。

附图说明

在下文中，结合附图通过示例实施例说明本实用新型。这些附图包括：

图1显示了三种沉淀辅助装置的示意图，这三种沉淀辅助装置在国际专利申请WO 2012/072468A1中已经揭示；

图2a-c显示了符合本实用新型原理的沉淀辅助装置的方案设计；

图3显示了投影方法的更详细（示意）表示法；

图4显示了已投影图像的示例；

图5A-C显示了已投影图像序列的示例；以及

图6显示了代表符合本实用新型原理的方法的流程图。

具体实施方式

图2a是符合本实用新型原理的沉淀辅助装置2的设计示意图。基板4包含支架6，其内部尺寸最好可以调整以适应LDI样本载板8（尤其是MALDI样本载板）的标准化外部尺寸。在某些情况下，可以使用转接件（在此未显示）来调整所需空间配置。

在图2a中，样本载板8位于支架6中。可以将传感器（未显示）集成到支架的底座和/或侧面区域以检测样本载板存在与否，并将相应的信息信号传输到引导系统10，例如集成到设计中的微处理器。该传感器可以由简单的按钮构成，例如，在样本载板8插入到支架6中时启动。但是，具体地，还可以想到非接触传感器版本（超声波接近传感器、光栅……）。

沉淀辅助装置中的支架还可以表现为框架的形式（未显示）。窄侧固定样本载板的框架有一个优点，那就是测量和检测工具（可能是传感器装置）可以接触样本载板的前后两面。这方便了沉淀辅助装置的搬运，尤其在它为便携式时。

在基板4的一面上，是一个垂臂或支架12，其上放置一个成像装置14。例如，成像装置14可以设计为视频投影仪，这在下文中将进一步阐述。成像装置14以这样的方式放置和对齐，即，它可以投射二维视觉图像16或合适的图像序列到位于支架6中的样本载板8的前面。成像装置14与引导系统10通信，并且由引导系统10进行控制，例如，以便指定要投射哪个图像以突出显示样本点或样本点组。成像装置14最好包含一系列光学器件，这些光学器件可以确保显示图像或图像的序列而没有变形，尽管这些图像以一定的角度向侧面投射到样本载板的前面。

成像装置14以这样的方式放置，即，用户可以使用接种工具18或类似不会被阻碍的转移装置将微生物样本，例如，来自琼脂板上培养的微生物菌落的细胞，转移到样本载板8上的样本点上。

引导系统10可以有一个接口（未显示），用户可以通过该接口手动确认样本点已经人工沉淀。应该在广义上理解“手动确认”这一词汇，这一词汇还可以包括输入要制备的下一样本的识别数据，例如，通过琼脂板上的条形码的方式。

在此处也未显示一种变型，其中引导系统10配备用于自动检测沉淀过程的传感器装置，因此可以自动识别样本点沉淀的完成并报告给引导系统10。当然，自动检测还可以包括检测错误的沉淀，也就是说，样本沉淀到与应该沉淀的样本点不同的样本点上。

分配给申请人的国际专利申请WO2012/072467A2中说明了这种传感器装置的示例，该专利申请也包含在本专利揭示的参考文献中。例如，通过下列至少一个理化特性的变化，可以探测样本点的样本数量，或可以确定样本点的解析状态，这些理化特性为：压电材料的共振频率、密度、几何尺寸、超声波或电磁波的传播时间、电容、电阻、电感、介电常数、磁化能力、光散射、光吸收、光反射或发光。也可以想到具有光栅光束的变型，这些光束在样本点上方相交，因而形成检测网格。

可以进一步为样本载板8提供通信连接，从而让引导系统10获取样本载板8的某些配置数据，例如各个样本点的数量、布置和位置。在一个示例中，有一个安装到样本载板8上的微芯片，其中包含相应的配置数据，可以读取这些数据。作为一种选择，引导系统10还可以配备相机和光学图像识别系统（此处未显示），或者可以与其通信；相机拍摄样本载板8的前面，这样可以找出样本点的可检测特征以沉淀样本物质。这些可检测特征可以标记的形式体现，例如，在样本载板前面的圆形轮廓。

与装置14通信也可以让本示例中的引导系统10启动（停止）视频投影仪，以便在样本载板的前面产生光学图像、更改图像以及根据需要选择不同的图像格式。也可以通过某些示例实施例中的接口人工实现配置数据的获取、图像（或图像序列）的选择以及投影仪的启动（停止）。

在半自动实施例中，例如，沉淀辅助装置的用户可以通过一个接口将样本载板8的沉淀状态到输入到引导系统10中。同时，用户可以指定选择样本点应该遵循的条件。例如，这可以为空状态。然后，引导系统10检查哪个样本点适合沉淀，选择其中一个（或可能是一组），以突出显示相应的样本点，相应选择要投影的图像或生成图像并启动视频投影仪。然后将图像或图像序列投射到样本载板8的前面，在此处，以人眼可见的方式相对于具有未选择的样本点的样本载板的其他区域突出显示样本点，也可能是样本载板前面的周围区域。

通过设计该样本载板材料，使其增强可视效果，例如，通过将粒子整合到样本载板8的材料中，这样在照亮时会闪闪发光或产生颜色效应，来增强突出显示的效果。为了使不同像素中的色差更明显，一种带有白色颗粒的明亮底漆很实用。

通过这种突出显示的支持，用户可以沉淀样本到正确样本点上，例如，然后通过接口手动确认沉淀已经发生。之后，这可以导致停止突出显示，也就是说，在本示例中，导致投影关闭或导致更改显示的图像。在其他实施例中，可以使用传感器装置来自动检测人工沉淀过程。

样本载板的前面可以提供防强光镀膜，这样用户在工作时不会受到刺激。这可以防止在投射图像或图像序列时可能发生的耀眼的光反射。但是，与捆绑光束相比，用投影仪在样本载板上产生图像发生耀眼的风险在本质上非常小。

此外，引导系统10还提供一个存储器（未显示），用于样本和样本点的识别标签的分配和获取。如果需要，用户可以通过接口输入或读入信息；或者通过自动数据传输。

根据进一步的实施例，还可以在支架12上安装一个散射光传感器19（如图2b中所示）；该传感器通过空间解析监测样本载板8的前面以检测散射光特性的变化并将这些变化分配给样本载板上的区域，例如，样本点。例如，可以通过电荷耦合装置(CCD)和相应的上游光学器件实现空间解析。散射到样本载板8上和之后检测到的光可以来自成像装置14的投影仪或来自单独的光源（未显示）。如果通过成像装置14或单独的光源单独照亮样本点，则散射光传感器19还可以测量来自样本点的集成（未空间解析）的散射光。

此外，在确认已完成沉淀过程时可以标识样本载板8上的特定区域21（图2c）。沉淀样本之后，用户可以将接种工具刷过区域21，这样就触发一个散射光脉冲，指示沉淀过程已完成，从而继续沉淀序列。下面是确认沉淀的接口的示例。当然，为了避免不必要的错误信号，区域21应该位于样本载板的侧面，因为用户不会从该区域接触样本点。在可选择实施例中，该区域可以布置在支架的周围，而不是样本载板上。

图3更详细地显示了符合本实用新型原理的沉淀辅助装置2*的示例实施例。

在此示例中，突出显示装置有一个空间光调制器，该光调制器位于外壳20中。外壳20由支座或支架支撑（为了简化插图在此处未显示）。空间光调制器仅是视频投影技术的一个示例。还可以使用液晶投影仪或硅上液晶投影仪。这种投影仪的优点是，它们可以在样本载板8上产生非常灵活的图像16，或非常多变的图像序列。对于各个像素、亮度和/或图像序列的颜色选择方面，几乎对图像16的设计没有任何限制。

外壳20中简略描绘了微镜执行机构22。光通过合适的投影灯24经由成像光学器件26A投射到微镜执行机构22上。图像从微镜22通过进一步的成像光学器件26B，然后投射到样本载板8上。在微芯片这样的小空间上，可以容纳非常多的微镜执行机构22。可以单独更改每个微镜22的角度，并且每个微镜通常有两个稳定的最终状态，在这两个状态之间，可以几千赫兹的频率更改角度。可以借助开关频率设置一个像素的亮度。镜子的数量与投射的图像16的分辨率对应，一个镜子可以代表一个或多个像素。分辨率最高可达4160×2080像素，因此可以在很小的区域上产生非常高对比度的图像。但是，实际上，480×320像素的分辨率也可以提供满意的效果。当然，如果具体应用允许，可以选择更低的分辨率。

为了产生彩色图像，在本示例中，将色环28插入到微镜执行机构22前面的光路中，色环上有旋转的基色滤镜（通常为红色、绿色和蓝色，但是有时也可以是其他颜色）。对于白色来说，为了实现更佳的亮度值，可将白色段插入到色环28中。电子装置根据彩色滤镜的位置更改调制器22反射的分图像。色环28的旋转速度和人眼的惯性意味着分图像叠加在一起，从而产生彩色图像的感觉。通过色环28的高速旋转或通过提供几个彩色段可以确保在投射期间呈现出平滑无过渡的色彩。在几个实施例中，二向棱镜可能还会带来色散。

在另一个变型（未显示）中，通过分色镜将投影灯的光分割成红绿蓝三基色，再将光分别传输给三个不同的调制器来实现彩色的呈现。例如，然后，可以在二向棱镜中将各自的部分反射叠加在一起，从而再次形成完全彩色的图像。

当然，还可以使用单独的彩色光源，例如单独的LED（红色、绿色、蓝色）来代替单一白色光源。

图4显示了相对于其他样本点突出显示样本载板上的一个样本点的投射图像的简单示例。在本示例中，样本载板有9×9个以矩阵布置的样本点，（列A至I和行1至9）。投射的图像覆盖本例中样本载板前面的区域。在某些实施例中，只有样本载板的部分区域可以作为图像的“投影屏幕”。在其他变型中，图像或图像序列超过样本载板的边缘。在样本点G4的位置，与样本载板的其他样本点相比，光学图像具有高亮度和/或颜色对比。例如，可以使用浅灰作为背景反衬黄色来实现颜色对比。例如，如果所选样本点G4上的白光的强度高于周围区域的光强度（在一个示例中，为高出十倍），将产生亮度对比。可以通过引导系统根据获取的样本载板的配置数据自主产生要投射的图像。或者，用户可以指定。

通过为突出显示进行颜色编码，可以为用户指示所选样本点是否已沉淀样本，或在下一个方法步骤中，使用哪种物质来沉淀所选样本点。或者，具体颜色可以指示所选样本点的沉淀状态。例如，亮白色可以代表空样本点，黄色代表已沉淀微生物样本的样本点，红色代表分析或提取物质，绿色代表基质溶液。在这方面，几乎对本方法的可变性没有任何限制。

图5A、5B和5C显示了图像序列投射到样本载板前面的示例实施例。图像数列包括两对反向相互垂直的箭头，所有箭头的尖端指向所选样本点D5。在图像序列中，箭头可以向内移动，借由样本序列中的每个后续图像，离样本点D5的位置越来越近，直到箭头尖端看似接触样本点D5的外部轮廓。当然，还可以使用单个图像，例如图5C，在不活动的情况下直接突出显示样本点D5。

图6是符合本实用新型方法的首选顺序的流程图：提供具有若干样本点的样本载板，以通过基质辅助激光解析进行电离。这可以是MALDI样本载板，这样的样本载板不必透明。可以是平金属板或由导电塑料制成的板或掺杂半导体，例如硅。此外，提供了皮氏培养皿，该培养皿包含一个平营养培养基，在此培养基上，已经培养了微生物种的菌落。通过离心或过滤获取的颗粒也可以作为样本来源。此处通过示例的方式提及的皮氏培养皿可以配备条形码作为识别标签，该识别标签通过可选方法步骤读入，例如通过光学扫描。此外，或者作为另一种选择，可以使用带有识别标签的RFID芯片，可以通过无线通信读出该芯片（尽管更复杂/更昂贵）。可以使用相机拍摄营养培养基上排列的菌落，并使用各个菌落的准确位置（例如平营养培养基上各个菌落的XY坐标）进行评估。使用此信息，可逐个样本或逐个菌落补充营养培养基载体的识别标签，尤其是皮氏培养皿，因此可更详细地说明标签。

接下来，按照要执行的沉淀顺序定义一个选择条件，或几个选择条件。例如，可能的选择条件为：根据编号选择（例如沉淀每n个[空]样本点）、随机选择或使用具有已经制备的样本点的排除列表选择。在原则上，可随意指定和因此选择满足条件的样本点的沉淀序列。例如，可以遵循样本载板上相关样本点从低到高的顺序编号。

现在以这样一种方式将光学图像或图像序列投射到样本载板上，即，相对于其他样本点突出显示第一个所选样本点，或在另一个变型中，突出显示若干样本点。现在技术员可以进行人工沉淀。作为选择，可以在这些步骤之间输入突出显示的样本点的识别标签以便随后追溯至样本来源点。沉淀过程结束时，可以结束突出显示；例如，在视频投影的示例中，可以关闭视频投影。或者，可以更换投射的图像。作为选择，随后可以将识别标签分配给其他每个样本，并储存在合适的存储介质中，具体为电子存储器。如果不止一个样本点满足选择条件，则现在可以反复处理所有其他选择的样本点，直到没有任何选择的样本点。当然，如果不再有可以转移到样本载板上样本，则存在结束反复处理的另一个未明确说明的条件。

Claims (11)

1.一种用于在样本载板上进行样本的人工制备以便通过基质辅助激光解析进行电离的沉淀辅助装置，包括：

-用于具有若干样本点的样本载板的支架；

-将二维光学图像或合适的图像序列投射到样本载板的前面的装置，所述样本载板的前面包含样本点和位于所述支架中的样本载板；其中所述图像或图像序列配置为使得至少相对于相邻的、未选择的样本点以人眼可见的方式突出显示所选样本点或所选样本点组；

-用于手动确认沉淀的接口和/或用于自动检测人工沉淀过程的装置；以及

-引导系统，其选择样本点或样本点组，并且相应地控制所述沉淀辅助装置。

2.根据权利要求1的沉淀辅助装置，其中，所述沉淀辅助装置包括空间光调制器、液晶投影仪和硅上液晶投影仪。

3.根据权利要求1的沉淀辅助装置，其中，所述沉淀辅助装置产生图像或图像序列，通过所述图像或图像序列，在所选样本点或样本点组上至少相对于相邻的、未选择的样本点产生亮度和/或颜色对比。

4.根据权利要求1的沉淀辅助装置，其中，所述沉淀辅助装置产生图像序列，所述图像序列以引人注目的方式突出显示样本点或样本点组。

5.根据权利要求1的沉淀辅助装置，其中，所述二维光学图像或图像序列从基本上覆盖所述样本载板的整个前面。

6.根据权利要求1的沉淀辅助装置，其中，所述引导系统具有用于数据输入和数据输出的接口。

7.根据权利要求1的沉淀辅助装置，其中，所述引导系统具有用于分配和获取样本和样本点的识别标签的存储器。

8.根据权利要求1的沉淀辅助装置，还包括位于所述支架中的用于安装标准化样本载板以通过基质辅助激光解析进行电离的转接件。

9.根据权利要求1的沉淀辅助装置，其中，所述用于自动检测人工沉淀过程的装置包括散射光传感器，所述散射光传感器配置为检测位于所述支架中的样本载板的前面的散射光特性的变化，这些变化用来指示人工沉淀过程。

10.根据权利要求1的沉淀辅助装置，其中，所述用于手动确认沉淀的接口包括散射光传感器，所述散射光传感器对准位于所述支架中的样本载板的周边上的区域，并且手动检测在所述区域中产生的散射光特性的变化。

11.根据权利要求1的沉淀辅助装置，其中，所述图像或图像序列分成突出显示所选样本点的区域和将信息显示给用户的区域。

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