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Die Neuerung betrifft die Struktur von Probenträgerplatten für Analysen organischer Proben in Flugzeit-Massenspektrometern mit Ionisierung der Analytsubstanzen durch matrixunterstützte Laserdesorption, wobei heutige Anforderungen an die Massengenauigkeit eine hohe Planheit der Oberfläche der Probenträgerplatten erfordern.
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Die Neuerung besteht darin, eine sehr ebene, dünne, elastische und preiswerte Federstahlplatte als Probenträger auf einer präzis geformten und formstabilen Unterstruktur, die beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung gefräst ist, durch eingelagerte Magnete so zu halten, dass insgesamt ein Komposit-Probenträger entsteht, der in die Ionenquelle eingeführt werden kann, aber auch für die Behandlung in Automaten zur Probenvorbehandlung geeignet ist, indem er beispielsweise die Ausmaße einer handelsüblichen Mikrotiterplatte hat. Die Planheit der Oberfläche, auf die die Proben aufgebracht werden, ist dabei im Nahbereich durch die Federstahlplatte selbst, im Fernbereich über die gesamte Platte hinweg durch die Unterstruktur gegeben. Die Federstahlplatte ist für einmalige Verwendung ausgelegt, um auch IVD-diagnostischen Vorschriften zu genügen. Sie kann mit Identifizierungscodes, Probenortmarkierungen und Vorbeschichtungen für verschiedene Arten von analytischen Aufgaben ausgelegt sein.
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Stand der Technik
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Für die Analyse von Biomolekülen hat sich die Massenspektrometrie mit Ionisierung durch matrixunterstützte Laserdesorption (MALDI) als ein Standardverfahren etabliert. In der Regel werden Flugzeitmassenspektrometer verwendet. Dabei wird die Masse der Ionen über eine Messung ihrer Flugzeit von der Oberfläche der Probenträgerplatte bis zum Ionendetektor bestimmt.
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Um den heutigen Anforderungen an die Genauigkeit der Massenbestimmung zu genügen, müssen die Ionen aus allen Proben der Probenträgerplatte exakt bekannte Flugstreckenlängen durchlaufen. Nimmt man eine handelsübliche Länge der Flugstrecke im Massenspektrometer von zwei Metern an, so ergibt eine Abweichung der Fluglänge von nur einem Mikrometer eine Abweichung der Flugzeit von einem halben Millionstel, und eine Abweichung der daraus berechneten Masse um ein Millionstel (1 ppm). Das Ziel heutiger Massenbestimmungen liegt aber bei Abweichungen von nur einigen hundert Milliardsteln. Daraus ergibt sich, dass die Kenntnis der Flugstreckenlänge von Probe zu Probe auf Zehntel eines Mikrometers genau sein muss.
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Da die Probenträgerplatten meist mit präzisen x-y-Bewegungseinheiten so bewegt werden, dass die jeweils zu analysierende Probe in der Achse der Flugbahn liegt, spielt die Planheit der Probenträgerplatten eine herausragende Rolle. Großflächige Abweichungen von der Planheit oder leichte Verkippungen der Probenträgerplatten können dabei durch Messungen eines über die Platte verteilten Musters von Massenreferenzproben berücksichtigt werden, da diese Messungen ein Muster der präzisen Entfernungen der Referenzproben vom Ionendetektor ergeben. Es muss jedoch möglich sein, bei der Massenberechnung aus der Flugzeit für die zwischen den Massenreferenzproben liegenden analytischen Proben sehr genau interpolieren zu können. Die Probenträgerplatte darf also nicht oder kaum gewellt sein.
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In modernen Flugzeitmassenspektrometern werden Bewegungseinheiten verwendet, die anhand von Messungen von Massenreferenzproben Verkippungen der Probenträgerplatten mechanisch beseitigen können. Das mechanische Beseitigen von Verkippungen ist einer linearen mathematischen Interpolation äquivalent; eine lineare Interpolation verlangt aber eine großflächige Planheit der Probenträgerplatte ohne jede Krümmung.
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Für die Präparation der Proben auf der Probenträgerplatte gibt es Verfahren, die Matrixdünnschichten mit eingebetteten Analytmolekülen von nur etwa einem Mikrometer Dicke erzeugen, mit relativ guter Reproduzierbarkeit der Dicke.
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Aus den äquivalenten Dokumenten
DE 101 40 499 B4 ,
GB 2 378 755 B und
US 6,670,609 B2 (J. Franzen, 2001) sind Kompositplatten bekannt, die aus einer etwa drei bis vier Millimeter starken Edelstahlplatte auf einer wenig formpräzisen Unterstruktur aus Spritzguss oder sogar Kunststoff bestehen. Die Planheit im Nah- und im Fernbereich wird dabei allein durch die Edelstahlplatte gegeben. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sich so starke Edelstahlplatten durch die Bearbeitung (Schneiden und Fräsen) und die dabei entstehenden inneren Spannungen so weit verformen, dass sie nicht die heute geforderte Planheit bieten.
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In den äquivalenten Dokumenten
DE 102 30 328 B4 ,
GB 2 391 066 B und
US 6,825,465 B2 (M. Schürenberg, 2002) wird beschrieben, wie eine elastische, elektrisch leitende, dünne Kunststoffplatte auf einer festen Unterstruktur durch klammerndes Umgreifen des Randes befestigt wird, wobei die Ebenheit weitgehend allein durch die Unterstruktur gegeben ist. Auch hiermit können heutige Forderungen nach Planheit nicht erfüllt werden.
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Im Dokument
WO 2005/037434 A1 (McCarthy et al., „MALDI Plate with Removable Magnetic Insert“) wird dargelegt, wie eine Probenträgerplatte, die zumindest in einem Teil magnetisch ist, durch einen Magneten in einem Rahmen befestigt wird. Die Planheit muss dabei allein durch die Probenträgerplatte geliefert werden.
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Es besteht daher ein Bedarf an Probenträgern, die die geforderte Planheit bieten, preiswert herzustellen sind, und nach Möglichkeit auch anderen Anforderungen genügen, beispielsweise der Forderung nach nur einmaligem Gebrauch für IVD-Verfahren und der Verwendungsmöglichkeit in Pipettierrobotern.
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Zusammenfassung der Neuerung
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Als Neuerung wird vorgeschlagen, eine preiswert herzustellende Federstahlplatte von nur etwa 0,1 bis 0,8 Millimeter Dicke auf einer sehr formstabilen Unterstruktur durch ein in die Unterstruktur eingelagertes Muster von Magneten abnehmbar zu befestigen, das in Auflageflächen eingelagert ist, die gegenüber den umliegenden Unterstruktur-Bereichen erhaben sind. Die Erfahrung zeigt, dass die Federstahlplatten außerordentlich eben sind (wenngleich sie fast unmerklich gebogen sein können). Die Unterstruktur kann beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sein, die sich spannungsfrei sehr präzise fräsen lässt und in der die Magnete eingelassen sind. Dabei soll aus Unterstruktur und Federstahlplatte eine Körperform entstehen, die für die Einführung in die Ionenquelle und für die Behandlung in Pipettierrobotern und anderen Automaten geeignet ist, indem sie beispielsweise die genormten Ausmaße einer handelsüblichen Mikrotiterplatte hat.
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Die elastische Federstahlplatte hat bei geeigneter Herstellung eine spiegelnde, sehr ebene Oberfläche ohne Welligkeiten, kann aber in ihrer Gesamtheit kaum merklich gebogen sein. Dabei können aber sphärische Biegungsformen ausgeschlossen werden; es kommen praktisch nur zylindrische Biegungsformen vor. Diese zylindrische Biegung wird durch die Magnete, die sie kräftig auf entsprechend präzise Auflagenflächen der Unterstruktur ziehen, vollkommen beseitigt. Die Planheit der Oberfläche für die Proben ist dann im Nahbereich durch die Federstahlplatte, im Fernbereich über die gesamte Federstahlplatte hinweg durch die Unterstruktur gegeben. Es versteht sich, dass die Glättung einer zylindrischen Biegung mit einem einzelnen Magneten, wie er gemäß
WO 2005/037434 A1 vorgesehen ist, nicht erzielt werden kann.
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Die Federstahlplatten können aus größeren Federstahlblechen, beispielsweise Walzblechen, durch sehr schonende Schneidverfahren, wie beispielsweise Wasserstrahlschneiden oder insbesondere durch Schneiden mit Picosekundenlasern, in größeren Mengen sehr präzise, praktisch gratfrei, spannungsfrei und preisgünstig hergestellt werden. Sie bedürfen kaum einer mechanischen Nachbearbeitung.
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Die Federstahlplatten sind für einmalige Verwendung ausgelegt, um auch IVD-diagnostischen Vorschriften zu genügen. Sie können mit Identifizierungscodes, Probenortmarkierungen und Vorbeschichtungen für verschiedene Arten von analytischen Aufgaben ausgelegt sein.
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Abbildungen
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zeigt die Gesamtstruktur, mit Unterstruktur (1), deren Unterkante (3) und die einfassende Oberkante (2), in die die Federstahlplatte (4) eingebettet und magnetisch gehalten wird. Die Federstahlplatte (4) trägt die Probenorte (5, 6, 7) mit einfassenden Ringen und eine Barcode-Kennzeichnung (8).
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zeigt als Beispiel eine Aufsicht auf eine Unterstruktur ohne Federstahlplatte, mit Unterkante (3), Oberkante (2) für die Einbettung der Stahlplatte, präziser Auflagefläche (12) für die Stahlplatte, Graben (11) für Aufnahme eines etwaigen Grates, Magneten (9) und gewichtsreduzierenden Ausfräsungen (10).
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gibt einen Schnitt durch die Unterstruktur wieder. Im oberen Teil ist über der Unterstruktur eine übertrieben gebogene Federstahlplatte (4) gezeigt. Diese ist im unteren Teil der Abbildung durch die Magnete (nicht sichtbar) so auf die Auflagefläche (12) der Unterstruktur gezogen, dass die Biegung nicht mehr vorhanden ist.
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stellt eine Aufbewahrungsbox (ohne zugehörigen Deckel) dar, mit Einschubriefen (14) und einigen eingezogenen Federstahlplatten (4).
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Ausführungsformen
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Als Neuerung wird vorgeschlagen, wie in als Beispiel dargelegt, eine sehr ebene, hochelastische und preiswerte Federstahlplatte (4) von nur etwa 0,1 bis 0,8 Millimeter Dicke, vorzugsweise etwa 0,2 bis 0,5 Millimeter Dicke, auf einer sehr formstabilen Unterstruktur (2) durch ein Muster eingelagerter Magnete abnehmbar zu befestigen, wobei die Magnete die Federstahlplatte auf eine präzis eben geformte Auflagefläche ziehen und eine gegebenenfalls vorhandene Biegung der Federstahlplatte beseitigen. zeigt eine Aufsicht auf die Unterstruktur mit einem beispielhaft gegebenen Muster der Magnete (9) und der präzis geformten Auflagefläche (12). An den Rändern wird die Federstahlplatte (4) in einen Rahmen (2) der Unterstruktur eingebettet. Es kann günstig sein, wenn die Federstahlplatte (4) ganz leicht konkav oder konvex gebogen vorgespannt ist. An den Innenrändern des Rahmens (4) kann ein ausgefräster Graben (11) dafür sorgen, dass ein eventuell vorhandener Grat keine störenden Verbiegungen erzeugt.
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Die Unterstruktur kann beispielsweise aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung wie etwa AW-5083 [Al Mg4,5 Mn0,7] gefertigt sein, die sich spannungsfrei sehr präzise fräsen lässt und in der die Magnete (9) eingelassen sind. Es können beispielsweise handelsübliche scheibenförmige Neodym-Eisen-Bohr Dauermagnete mit 5 mm Durchmesser und 3 mm Dicke verwendet werden. Die Unterstruktur kann in ihrem Inneren bis auf eine stabilitätserhaltende Gitterstruktur weitgehend ausgefräst sein, um Gewicht einzusparen. Dadurch wird es auch ermöglicht, die Federstahlplatte durch eine der ausgefrästen Öffnungen (10) von unten aus der Unterstruktur herauszudrücken. Aus Unterstruktur und Stahlplatte soll eine Kompositform entstehen, die für die Behandlung in Pipettierrobotern und anderen Automaten zur Probenvorbereitung geeignet ist, indem sie beispielsweise die Ausmaße einer handelsüblichen Mikrotiterplatte hat. zeigt als Beispiel eine solche Kompositstruktur in Form einer Mikrotiterplatte, eine zugehörige Unterstruktur, die aus Gewichtsgründen weitgehend ausgefräst ist. Die Automaten für die Probenvorbereitung können häufig nicht mit sehr schweren Trägerplatten umgehen, so dass ein leichtes Gewicht von Vorteil ist. Laut ANSI-Standard hat eine Mikrotiterplatte die Abmessungen 127,76 mm × 85,48 mm × 14,35 mm.
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Die Unterstruktur kann auch aus anderen metallischen oder auch nichtmetallischen Materialien bestehen, solange das Material die geforderte Formstabilität bietet. Sie kann beispielsweise aus auch karbonfaser-verstärktem Kunststoff bestehen, der eine sehr formpräzise Fertigung zulässt.
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Es gibt handelsübliche MALDI-Massenspektrometer, deren Ionenquellen Probenträgerplatten in Form von Mikrotiterplatten aufnehmen können. Komposit-Probenträger in Form einer Mikrotiterplatte erlauben es auch, die Probenträger ohne Berührung der Proben zu stapeln. Die dünnen Federstahlplatten für diese Form von Komposit-Probenträgern haben eine Größe von etwa 80 mm × 120 mm. Ein geeignetes Material für die Federstahlplatten ist beispielsweise der nichtrostende, aber magnetische Chrom-Stahltyp 1.4016 nach EN 10088-2. Auch andere magnetische Federstähle sind geeignet und können nach den Erfordernissen der analytischen Anwendung ausgewählt werden.
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Die eingelegten Federstahlplatten (4) liegen mit ihrer Unterseite auf präzis geformten Auflageflächen (12) der stützenden Unterstruktur. Die beschriebene Planheit wird aber an der Oberseite benötigt. Daher könnte die Planheit der Oberfläche im Fernbereich durch Schwankungen der Materialstärke der Stahlplatten beeinträchtigt werden. Werden die Federstahlbleche aber aus großen, maschinell gewalzten Halbzeugen geschnitten, so ist die Variation der Dicke innerhalb einer Stahlplatte sehr gering. Die Praxis zeigt, dass Dickenschwankungen bei geeigneten Herstellungsverfahren des Halbzeugs vernachlässigbar sind.
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Verschiedene Chargen des Halbzeugs können bei gleicher nomineller Dicke durchaus voneinander abweichen. Diese Änderung ist aber leicht zu kontrollieren, indem der Probenabstand einmal pro Probenträger gemessen und kompensiert wird. Dies kann mechanisch, elektrisch oder aber vorzugsweise durch Messungen von Massen-Referenzsubstanzen im Massenspektrometer erfolgen.
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Moderne Massenspektrometer können mit Einrichtungen versehen sein, die die Probenträgerplatte nebst einer Bewegung in beiden Raumrichtungen senkrecht zur Strahlerzeugung auch mit Hilfe von Messungen mit Massen-Referenzsubstanzen kippend so ausrichten kann, dass die Ionenwege von der Oberfläche der Trägerplatte zum Ionendetektor alle genau gleich sind, mit Fehlern von nur wenigen Zehnteln eines Mikrometers. Dieses Verfahren gleicht mathematisch einer linearen Interpolation der Entfernungen von einer verkippten Trägerplatte aus, verlangt aber eine sehr plane Oberfläche für das Aufbringen der Proben ohne Biegungen oder Welligkeiten.
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In Ionenquellen anderer Massenspektrometer können Probenträger anderer Größen eingesetzt werden, beispielsweise Probenträger in der Größe von nur einem Viertel einer Mikrotiterplatte; auch hier können entsprechende Unterstrukturen mit magnetisch gehaltenen Stahlplatten verwendet werden, um Komposit-Probenträger geeigneter Größe herzustellen. Die Stahlplatten sind dann für kleinere Probenträger entsprechend kleiner und können auch dünner gehalten werden, beispielsweise mit 0,1 bis 0,3 Millimeter Dicke.
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Es gibt handelsübliche hochelastische Federstahlbleche mit sehr ebener Oberfläche. Aus ihnen gefertigte Federstahlplatten können aber in ihrer Gesamtheit im Mikrometer-Maßstab etwas gebogen sein, was mit bloßem Auge kaum zu erkennen ist. Die Erfahrung zeigt, dass dabei keine sphärischen Biegungsformen mit Krümmungen in zwei Raumrichtungen vorliegen; es kommen praktisch nur zylindrische Biegungsformen mit Krümmungen in einer Raumrichtung vor; bei Verwendung geeigneter Schneidverfahren treten auch keine Welligkeiten auf. Die geringfügige zylindrische Biegung wird durch die Magnete, die sie kräftig auf entsprechend präzise gefertigte Auflagenflächen (12) der Unterstruktur ziehen, vollkommen beseitigt, wie in anhand einer übertrieben gebogenen Federstahlplatte (4) dargestellt wird. Als Auflagefläche (12) kann wie in und die gesamte Fläche der Unterstruktur dienen, soweit die Unterstruktur nicht ausgefräst ist; es können aber auch gegenüber der Umgebung erhabene Auflageflächen vorhanden sein. Die Planheit der Oberfläche auf der Federstahlplatte für die Proben ist im Nahbereich der Proben, die mindestens bis zu den nächsten, übernächsten oder drittnächsten Nachbarproben reicht, durch die Federstahlplatte (4) selbst, im Fernbereich über die gesamte Platte hinweg durch die Präzision der Auflageflächen (12) der Unterstruktur gegeben.
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Für die massenspektrometrische Analyse ist vorteilhaft, dass die Federstahlplatten elektrisch leitfähig sind und damit homogene elektrische Felder zur Beschleunigung der Ionen erzeugen können.
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Die Federstahlplatten können aus größeren Walzblechen durch sehr schonende Schneidverfahren, wie beispielsweise Wasserstrahlschneiden oder insbesondere durch Schneiden mit Picosekunden-UV-Lasern, in größeren Mengen sehr präzise, praktisch gratfrei, spannungsfrei und preisgünstig hergestellt werden. Das Schneiden mit Picosekundenlasern führt nicht zur Erwärmung der Federstahlplatten, daher treten keine Randwelligkeiten auf, die besonders schädlich sind, da sie nicht kompensiert werden können. Die so hergestellten Federstahlplatten bedürfen praktisch keiner mechanischen Nachbearbeitung. Um auch schädlichen Einwirkungen restlicher Gratbildung vorzubeugen, kann die Unterstruktur am Rande mit einem eingefrästen Graben (11) versehen sein, in den eventuell verbliebene Grate hineinragen können.
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Die Federstahlplatten sind hervorragend für einmalige Verwendung geeignet, um auch IVD-diagnostischen Vorschriften zu genügen oder jedem Substanzübertrag („Memory“) zu begegnen, während die Unterstrukturen vielmals verwendet werden können. Eventuelle Rückstände aus Herstellungsprozessen der Federstahlplatten wie beispielsweise Trennmittel oder Schmiermittel lassen sich bis zur erforderlichen Reinheit für die jeweilige analytische Fragestellung mit üblichen Verfahren entfernen. Die so gereinigten Federstahlplatten können in Einschubboxen mit seitlichen Führungen versandt und auch nach Benutzung mitsamt Proben für Zwecke späterer Kontrollen in den Boxen aufbewahrt werden. In ist eine Versandt- und Aufbewahrungsbox ohne dazugehörigen Deckel, aber mit einigen eingeschobenen Federstahlplatten (4) dargestellt. Die Boxen haben seitliche Führungen (14), und können mit Trocknungsmittel ausgestattet sein. Eine Box mit 20 Federstahlplatten von je 0,5 Millimeter Dicke für eine Unterstruktur in der Form einer Mikrotiterplatte wiegt etwa ein Kilogramm; wenn Federstahlplatten mit nur 0,3 Millimeter Dicke verwendet werden, wiegt die Box etwa ein halbes Kilogramm. Eine Box für 20 Federstahlplatten hat Ausmaße von etwa 50 mm × 90 mm × 130 mm.
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Die Federstahlplatten können jedoch für unkritische Analysenverfahren auch mehrfach verwendet werden, da sie sich gut reinigen lassen.
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Die gereinigten Federstahlplatten können ohne jede Oberflächenbehandlung geliefert werden, wie sie in der Box in zu sehen sind; auf solchen Federstahlplatten können beispielsweise Probenvorbereitungsautomaten die Probenorte bestimmen und auch Kennzeichnungen aufbringen. Die Federstahlplatten können aber auch mit Identifizierungs-Nummern oder -Buchstaben, ein- oder zweidimensionalen Barcodes, Markierungen für Probenorte und Vorbeschichtungen für verschiedene Arten von analytischen Aufgaben geliefert werden, wie in gezeigt.
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Es kann für die Reproduzierbarkeit der Planheit günstig sein, die Federstahlplatten ein wenig vorzubiegen, beispielsweise so, dass sie mit der konkaven Seite auf die Unterstruktur aufgelegt werden können und die Proben auf die konvexe Seite zu liegen kommen, wie das in dargestellt ist. Die Markierungen sollten dann stets auf der konvexen Seite aufgebracht werden.
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Für die Markierung der Probenorte können beispielsweise sichtbare Ringe aufgebracht sein. Die Ringe können einfach aufgedruckt, geätzt, aber auch durch Laser eingeschrieben sein. Im Zuge der Erzeugung dieser Ringe können auch Identifizierungsnummern und eindimensionale oder zweidimensionale Barcode-Markierungen aufgebracht werden. Neben der Anordnung von 96 Ringen im Abstand von je 9,0 Millimetern sind beispielsweise Ringe mit drei Millimeter Durchmesser in Abständen von je 4,5 Millimeter günstig; dadurch ergeben sich 384 Probenorte. Insbesondere für maschinelle Belegungen können auch 1536 Ringe mit je 1,5 Millimeter Durchmesser in Abständen von je 2,25 Millimeter verwendet werden.
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Werden die Ringe aufgedruckt, beispielsweise mit berührungslos arbeitenden Tintenstrahldruckern, so ist besonderes Augenmerk auf die verwendete Farbe zu richten: Die Farbe muss so ausgewählt werden, dass über Monate und Jahre hinweg keine Farbbestandteile austreten und über die Oberfläche der Probenorte kriechen. Die Ringe können bevorzugt aus einem Material bestehen, das von der Probenflüssigkeit nicht benetzbar ist, so dass die Ringe als Barriere für das Verfließen der flüssig aufgebrachten Proben dienen. Statt Ringe zu verwenden, kann auch die ganze Fläche zwischen den Probenorten mit einem nicht benetzbaren Material bedruckt sein. Die Verwendung hydrophil-hydrophober Oberflächenstrukturen ist aus den äquivalenten Patenten
DE 197 54 987 C2 ,
GB 2 332 273 B und
US 6,287,872 B1 (M. Schürenberg et al.) bekannt.
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Die Probenorte können auch in an sich bekannter Weise mit Matrixmaterial belegt sein. Bevorzugt werden dünne, gleichmäßig dicke Schichten des Matrixmaterials aufgebracht. Es ist beispielsweise bekannt, dass die Matrixsubstanz CHCA (α-Cyano-4-Hydroxyzimtsäure) auf metallischer Unterlage sehr fein und dicht auskristallisiert, mit Kristallgrößen von etwa einem Mikrometer, wenn die Oberfläche mit feinsten Graphitpartikelchen versehen wird (siehe J. Gorka et al.: „Graphite supported preparation of alpha-Cyano-4-Hydroxycinnamic Acid (CHCA) for matrix-assisted laser desorption/Ionization mass spectrometry", J Am Soc Mass Spectr 23: 1949–1954). Feinste Dünnschichten können auch durch Resublimieren der Matrixsubstanz aufgebracht werden, beispielsweise unter Verwendung von Schablonen, um nur die Probenorte zu belegen. Auch das Aufbringen von Dünnschichten durch berührungsloses Beschießen mit Tröpfchen ist bekannt, nach einem Prinzip, das von Tintenstrahl-Druckern angewendet wird.
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Die Probenorte können auch nur mit Keimen versehen sein, die das Auskristallisieren des Matrixmaterials in einer Dünnschicht unterstützen. So können die Probenorte beispielsweise mit Graphitpartikeln belegt sein, die mit einem Filz reibend aufgebracht werden können und fest haften. Auf diesen Probenorten kristallisiert dann CHCA aus einer Probenlösung in einer Dünnschicht aus und baut dabei die Analytmoleküle in die Kristallstruktur ein. Für andere Matrixmaterialien können andere Kristallisationskeime verwendet werden.
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Sind die Probenorte auf den Federstahlplatten mit Dünnschichten von reinem Matrixmaterial belegt, so können die Probenflüssigkeiten beispielsweise nach entsprechender Aufbereitung mit leichtem Druck direkt aus darübergelegten speziellen Mikrotiterplatten aufgebracht werden, die mit porösen Filterböden ausgestattet sind und in deren Näpfen die Proben aufbereitet wurden. Die Analytmoleküle haften nach kurzer Zeit fest an der Oberfläche der Mikrokristalle, die Lösung kann dann durch Pipetten oder durch Filterpapier abgesaugt werden. Nach dem Trocknen können die Proben in an sich bekannter Weise mit einer geringen Menge an Lösungsmittel versehen werden, um die Analytmoleküle durch eine Rekristallisation in die Kristalle einzubauen.
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Auch für die Hochdurchsatz-Charakterisierung von Reaktionen an Aminosäure-Ketten durch Massenspektrometrie können die neuen Federstahlplatten verwendet werden, die zu diesem Zweck zu vergolden sind, wie das im Dokument
DE 10 2013 006 132 A1 dargelegt wird. Es ist heute technisch möglich, auf vergoldeten Oberflächen schwefelhaltige Verbindungen wie Thiole, Thioäther und andere über Schwefel-Gold Interaktion in selbststrukturierender Weise monomolekulare Lagen von Molekülen anzubinden. Diese Moleküle können Reaktionszentren tragen, an denen man durch gezielte Laserbestrahlung definiert kleiner Flächen fotochemisch weitere Moleküle an die Moleküle der bestrahlten Flächen kovalent binden kann. An diese Moleküle kann man bei geeigneter Konfiguration der kovalent gebundenen Moleküle wieder fotochemisch beliebige andere Moleküle kovalent binden. Man kann auf diese Weise Probenarrays erzeugen, die auf einer Federstahlplatte 960 000 kleine Probenflächen zu je 100 × 100 Quadratmikrometer enthalten, die mit jeweils unterschiedlichen Peptiden gleicher Länge von beispielsweise je 20 Aminosäuren bedeckt sind. Die Peptide können beispielsweise alle Peptidketten entsprechender Länge des menschlichen Proteoms darstellen und dabei auch noch mit ihren Sequenzen überlappen. Die Peptide kann man beispielsweise gezielt mit Reaktanten wie zum Beispiel Enzymen oder Chemikalien umsetzen (Modifikations-Array) oder man kann Liganden an sie binden lassen (Interaktions-Array), um festzustellen, welche Reaktanten mit welchen Peptidsequenzen an welchen Stellen reagieren oder welche Liganden an welchen Peptidketten binden.
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Mit einem geringen Mehraufwand ist auch eine Erweiterung auf nichtmagnetische Federstahlplatten möglich. In diesem Fall muss im Bereich der Magnete ein magnetisches Material auf der Rückseite des Probenträgers aufgebracht werden, um eine anziehende Kraft zu erreichen. Geeignet sind beispielweise kleine Eisenplättchen, die mit Klebstoff fixiert werden. Sofern der Probenträger die Eigenschaften der Ebenheit im Nahbereich und die geeignete Elastizität aufweist, lässt sich das beschrieben Funktionsprinzip ebenfalls anwenden.
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Die Komposit-Trägerplatten mit eingelegten Federstahlplatten für diese Neuerung bieten eine Ausgangsbasis für eine Anzahl von analytischen Applikationen, die hier nicht alle im Einzelnen geschildert werden können, aber in den Schutz eingeschlossen sein sollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10140499 B4 [0008]
- GB 2378755 B [0008]
- US 6670609 B2 [0008]
- DE 10230328 B4 [0009]
- GB 2391066 B [0009]
- US 6825465 B2 [0009]
- WO 2005/037434 A1 [0010, 0013]
- DE 19754987 C2 [0036]
- GB 2332273 B [0036]
- US 6287872 B1 [0036]
- DE 102013006132 A1 [0040]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- magnetische Chrom-Stahltyp 1.4016 nach EN 10088-2 [0023]
- J. Gorka et al.: „Graphite supported preparation of alpha-Cyano-4-Hydroxycinnamic Acid (CHCA) for matrix-assisted laser desorption/Ionization mass spectrometry“, J Am Soc Mass Spectr 23: 1949–1954 [0037]
