專利名稱：實時控制產生生物聚合物場的方法
技術領域：
本發明涉及實時控制產生生物聚合物場的方法，用于改進供分析之用而產生的生物聚合物排列的質量。
現在基本通過兩種方法產生生物聚合物場或生物聚合物陣列。至今為止用于向載體材料轉移極小量生物聚合物溶液的一種方法中，借助于噴墨打印方法將極小量的生物聚合物溶液以小測定點施加到標本載片的表面。然而，這一方法在樣品施加中，受到由于欲施加的樣品溶液存在粘滯性差異以及噴墨打印機中偶然形成氣泡所至的不確定性的困擾。
用于向標本載片表面施加生物聚合物場的另一方法包括借助于筆尖向標本載片表面施加極小量待分析的液體樣品。這里的術語‘筆尖’意思是指例如可用在自來水筆上的筆尖。為了施加以規則形式排列的生物聚合物，對于液體轉移而言，以待施加的液體樣品浸濕的筆尖或針必須每次形成與被加載的表面良好的液體接觸，因為否則的話所需的樣品量不能以充足的量轉移或根本不能轉移。
直到生物聚合物陣列或生物聚合物場的所有樣品點已經完全排列在各標本載片的表面之前，往往不能注意到液體樣品轉移期間偶然出現的差錯。保留在生物聚合物陣列排列中的間斷使得通過自動裝置鑒定生物聚合物陣列較為困難。等待含有差錯的生物聚合物陣列完全結束在經濟上是不可接受的。
迄今，檢查在標本載片表面上產生的生物聚合物場的完整性是使用攝像機進行，但是這些攝像機由于其物理尺寸，在轉移區域的小型化環境中需要寶貴的空間。此外，來自攝像機的信號要通過相當大的努力才能自動化。
鑒于困擾先有技術解決方法的缺點，本發明的目的是要實現所生產的生物聚合物場質量的改進，甚至是在其生產期間實現該目的。
我們已經發現，通過觀察在標本載片表面產生生物聚合物場時樣品轉移的方法可實現這一目的，其中標本載片表面包含導電材料，其通過樣品材料與饋送裝置的電連接作為確認信號。
根據本發明提出的解決方案的優點主要在于，在所提出的方法中，在施加電壓之后，通過在饋送裝置與載片上的導電層之間流動的電流，能夠確定液體接觸。由于在饋送裝置內的液體因其中存在緩沖離子，因而是導電的，已經施加到載片導電涂層的待分析生物聚合物樣品代表液體橋，它使具有導電材料的載片表面與饋送裝置之間的電路閉合。這使得能夠高度可靠地檢測施加到標本載片上的足以供分析用的生物聚合物樣品，這樣，如果液體接觸沒有發生，通過對應的產生的并被放大的信號，向控制饋送裝置的計算機給出重復填充或轉移操作的命令，直到出現液體接觸的確認，或者在多次不成功的嘗試之后，能夠實現在控制計算機的出錯記錄中產生對應的輸入。
在根據本發明提出的方法的又一實施例中，對樣品與標本載片表面的的液體接觸的監視是實時進行的。
特別有利的是確認信號由饋送裝置和標本載片的導電表面之間所檢測的電流產生。樣品液在這里有利地被用作為饋送裝置與標本載片之間的液體橋。
為了獲得可被進一步處理的有意義的確認信號，從被檢測的電流發出的信號由高阻抗放大器配置放大。例如10兆歐的預置電阻(pre-resistance)可用安裝在高阻抗放大器的上游。
如果檢測到在饋送裝置與標本載片表面之間沒有產生電流的液體橋，則對應的放大確認信號可用于自動啟動通過饋送裝置的對應尋址而重復轉移操作。
根據本發明，還提出一種裝置用于檢測生物聚合物樣品量從饋送裝置到標本載片表面的轉移，其中饋送裝置包括一導體，該導體通過樣品液與含有導電材料的標本載片表面的連接實現電流并產生信號。
先有技術解決方案使用攝像機監視生物聚合物場的質量并進而處理它們的信號，在與這種已知的方案對比中，根據本發明的解決方案明顯表現出更簡單且更為可靠的實時監視功能。與標本載片的電連接一同操作的電導體能夠有利地嵌入在作為用于樣品液的饋送裝置的毛細管安裝件中，并能夠與標本載片的連接一同連接到電壓源。
根據本發明所基于的思想的另一改進方法，標本載片表面能夠由導電塑料構成，同時標本載片本身能夠由廉價的材料制成。標本載片的表面能夠由金屬材料構成，例如施加了薄金屬板的材料。
最后，還可用設想由玻璃或塑料制成樣品載片，并通過施加導電材料使其成為可導電的。由廉價材料制成的標本載片的導電涂層可用是導電的聚合物。此外導電涂層可用由金屬或半導體材料構成。可用采用的半導體材料的一例是銦-錫氧化物，其中由于成本的原因，標本載片涂層的整個表面不必以導電材料覆蓋，而是在某些應用中，標本載片表面的部分區域涂層帶有導電材料即可。
以下參照附圖更為詳細地說明本發明。
單一的圖示示出用作為實時監視生物聚合物陣列的配置的示意表示。
根據

圖1中所示的配置，毛細管11的毛細管尖端1位于標本載片3的表面4。標本載片3的表面4包括導電涂層14。導電涂層14可由導電的聚合物構成。它可由金屬制成或包含半導體材料。銦-錫氧化物已證明可成功地用作為施涂到標本載片3的表面4的半導體材料。當然也可以向標本載片3的表面4施涂其它作為導電材料的半導體材料。
反之，標本載片3由廉價材料構成，例如塑料、金屬或玻璃。在毛細管11的安裝件13中裝有電導體2，且電導體2與出現在毛細管11內部的樣品液電連接，該液體在毛細管尖端1的區域中向著標本載片3表面14的方向離開毛細管11的下端。導線2連接到放大器7的輸入，并通過例如10兆歐姆的預置電阻5連接到電壓源9。帶有導電材料14的表面4通過以彈性方式位于對面的連接點6經由供電線路連接到電壓源9。彈性連接點6類似地連接到放大器的輸入，該放大器特別具有高阻抗設計，在其中產生確認信號8。在電壓接點15，導線2連接到電壓源9的預置電阻5，且以彈性方式位于表面4的接點6連接到高阻抗放大器7的輸入。
對于皮升和納升范圍的極小液量的轉移，例如使用玻璃毛細管1，該毛細管拉制成例如直徑為100微米的細尖并圍繞一細導線2，借助于該導線發生與被轉移的生物聚合物樣品的電連接。液體因存在于其中的緩沖離子所至是導電的。
用于生成生物聚合物場或陣列的標本載片3可以是顯微鏡中通常的標本載片，其帶有導電涂層14，導電涂層例如是銦-錫氧化物半導體材料，通過以彈性方法位于其上的連接點6提供電接觸。為了實現待轉移的生物聚合物與涂敷導電材料14的標本載片3的表面4強的共價化學鍵和靜電結合，可將一薄層聚合物(例如聚賴氨酸或聚乙烯亞胺)施涂到導電涂層14上。
例如五伏特的電壓，通過例如10兆歐姆的預置電阻5，施加在標本載片3及適配在其中包括導電涂層的表面4與毛細管11中的液體之間。如果液體接觸發生在毛細管尖端1與標本載片3表面4上的導電涂層14之間，則由于導線2和與導電涂層14接觸的連接點6連接到電壓源9，使測量電壓短路。例如借助于高阻抗放大器7，觀察到在毛細管尖端1的小孔與設有導電涂層14的標本載片表面4之間存在液體橋12，并作為由此而得的對已經發生的液體接觸的確認信號8被傳送到控制計算機。
對于業內專業人員而言，用于實現檢測液體接觸的電路的其它可能實施例是完全明顯的，并可用作替代。
如果以形成液體橋的形式的預期液體接觸沒有發生，則向控制饋送裝置1的計算機提交重復填充和轉移操作的命令，直到確認毛細管尖端1與表面4的導電涂層14之間的以液體橋12形成液體接觸發生為止。對毛細管尖端1的小孔與標本載片3的導電涂層14之間形成液體橋12進行了多次不成功嘗試之后，在控制計算機的出錯記錄中出現對應的記錄。
這使得在產生生物聚合物場或生物聚合物陣列期間，能夠直接檢測到由于不正確施加的樣品所至的錯誤。于是根據本發明產生的確認信號8，除了自動啟動轉移操作的重復之外，還能夠在生物聚合物轉移期間用于產生所觀察到的出錯的文件。在本發明另一改進方法中，毛細管移向表面14直到形成導電接觸為止。在這一實施例中，確認信號是作為確認轉移生物聚合物的工具例如毛細管的接觸移動。
標本載片3的表面4上的導電涂層14的形成，除了金屬材料或諸如所提及的銦-錫氧化物等半導體化合物之外，它們還可以由含有碳或碳的化合物的材料制成。
標記符號列表1毛細管尖端/饋送裝置2導線3標本載片4表面5預置電阻6彈性接觸7放大器8確認信號9電壓源10毛細管頭部11毛細管12樣品液，生物聚合物樣品13夾持器14導電涂層15電壓接點
權利要求
1.在標本載片(3)的表面(4)上產生生物聚合物場中，用于確定樣品物質轉移的一種方法，其中標本載片(3)的表面(4，14)包括導電材料(14)，其通過樣品液(12)與饋送裝置(1)的電連接充當確認信號(8)。
2.如權利要求1中所述的方法，其中在施加樣品液期間，實時進行樣品液(12)和標本載片(3)的表面(4)液體接觸的監視。
3.如權利要求1中所述的方法，其中確認信號(8)是由饋送裝置(1)與標本載片(3)的表面(4)之間的電流產生的。
4.如權利要求3中所述的方法，其中從被檢測的電流發出的測量信號由放大器裝置(7)轉換為能夠被進一步處理的確認信號(8)。
5.如權利要求1中所述的方法，其中確認信號(8)用來自動啟動通過饋送裝置(1)的對應尋址的重復轉移操作。
6.如權利要求1中所述的方法，其中確認信號在轉移操作期間用來在Z方向精確定位樣品物質載體。
7.如權利要求1中所述的方法，其中在樣品液(12)向標本載片(3)的表面(4)轉移期間，確認信號(8)用來自動建立出錯文檔。
8.一種用于檢測生物聚合物樣品液(12)從饋送裝置(1)到標本載片(3)表面(4)的轉移的裝置，其中饋送裝置(1)包括一導體(2)，該導體通過樣品液(12)與標本載片(3)表面(4)以及電連接(6)實現電流并產生信號(8)，其中所述表面(4)包含導電材料(14)。
9.權利要求8中所述的裝置，其中標本載片(3)的表面(4)由導電塑料構成。
10.權利要求1中所述的裝置，其中標本載片(3)的表面(4)包含金屬材料。
11.權利要求8中所述的裝置，其中標本載片(3)由玻璃或塑料構成，并通過施涂導電材料(14)使其成為導電的。
12.權利要求11中所述的裝置，其中導電涂層(14)是導電的聚合物。
13.權利要求11中所述的裝置，其中導電材料(14)是金屬。
14.權利要求11中所述的裝置，其中導電材料是半導體材料。
15.權利要求14中所述的裝置，其中半導體包含銦-錫氧化物。
全文摘要
本發明涉及一種方法和裝置，在產生生物聚合物場或生物聚合物陣列中用于確定樣品物質向標本載片(3)的表面(4)的轉移。其中標本載片(3)的表面(4)包括導電材料(14)，其通過樣品液(12)與饋送裝置(1)的電連接充當確認信號(8)。
文檔編號B01L3/02GK1422186SQ01807862
公開日2003年6月4日 申請日期2001年4月9日 優先權日2000年4月10日
發明者H·艾佩爾, M·拜爾, S·馬蒂西克 申請人:巴斯福股份公司, 德國癌癥研究中心