用于原子力显微镜的样本支架的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于保持样本的样本支架，尤其涉及与原子力显微镜、对应的系统一同使用的样本支架，以及用于保持这种样本的方法。
【背景技术】
[0002]原子力显微镜(AFM)现今被认为是非常有前景的，并且是用于多种生物过程和病理的体内和/或体外探索的重要工具[1-5]。然而，用活体生物组织工作需要特定的实验设置，以确保它们的活性，并且需要随后的精确的和可重复的测量。这些设置包括从提取位置到AFM的快速和容易的样本传送、牢固和容易的样本附着以及附近的生理实验条件(气体、温度和灌流)。目前为止，已经完成了尽可能地将实验条件提升为生理环境的大部分工作。目前，样本通常在临时的样本管或样本盒中被运送到实验室，并且随后被附着于粘胶。然而，存在许多问题，概述如下。
[0003]如果通过活检工具提取，则生物样本通常非常的软且很小。如果样本之后被运送到临时的样本管/样本盒，则因为没有附着样本并且样本自由地浮动而增加了损坏样本的几率，这让进一步的处理复杂化，并且当在显微镜下放置样本且从附着物移除样本时增加了损坏的风险。
[0004]进一步，特别地，生物样本需要持续地被浸入适合的缓冲溶液中，以维持它的生理功能。不幸地，所采用的大多数粘胶(例如，环氧树脂、组织胶)在液态环境中都不能正常使用。因此，生物样本通常需要被部分干燥，这会显著地改变它们的特性。而且，将粘胶与样本缓冲液混合会潜在地污染样本。
[0005]在过去的十年中，对AFM下的样本安装进行了显著的改进和升级。例如，提供了用于对细胞的AFM实验的多种方便的解决方案。通常，细胞附着于随后被稳定在AFM样本台上的组织培养皿的底部。另外，提供温度、气体和灌注控制。
[0006]然而，另一方面，几乎没有对在AFM下的大型完整组织的附着、水化和定位进行改善。目前的方案只限于在疏水(PTFE)的支撑件或组织培养皿上的多种不同的粘合过程。
【发明内容】
[0007]基于上述，本发明的根本问题是提供一种样本支架，其特别是允许(例如，活体生物)样本在AFM下的牢固的附着并且优选地容易且快速的运送。
[0008]通过具有权利要求1的特征的样本支架解决了该问题。
[0009 ]也在对应的从属权利要求中陈述了优选的实施方式。
[0010]根据权利要求1，样本支架至少包括第一保持组件和第二保持组件，其中每个保持组件都包括尖端，使得保持组件可各自从第一位置移动到第二位置，在第一位置中，尖端被放置为彼此相邻(但能分隔很小的间隙)，在第二位置中，尖端比在所述第一位置中时进一步互相间隔开，并且被(随后更大的)间隙分隔，以用于接收要保持的样本的至少一部分，并且其中，所述尖端被设计为穿透样本或者至少挤压样本，以便在样本被所述间隙接收且保持组件从第二位置移动回第一位置时保持住样本。
[0011]优选地，样本支架包括挠性支撑件，挠性支撑件具有上侧部和背对所述上侧部的下侧部，其中，保持组件各自包括第一部以及第二部，第一部被连接到、特别是粘接到挠性支撑件的上侧部，第二部形成所述尖端。
[0012]根据本发明的样本支架特别地适合于软生物样本(乳腺、皮肤组织)，特别是使用医疗活检工具(例如，德国西门子的SENORX EnCor Mammo活检系统)提取的软生物样本。如上所述，样本被放置于间隙或槽的中间，并且被牢固地附着于前面所述的机构。这特别地允许测量样本的通常不可以接近测量的区段，因为当使用粘胶时，由于难以使得要放置样本的粘胶平整地沉积的事实，通常会增加样本表面的波纹。
[0013]特别地，根据本发明的样本支架使用无胶的、机械稳定的样本，以避免样本的潜在的胶污染(归因于粘胶与样本或者周围的缓冲溶液的混合)。而且，所述机械稳定特别地提供了在AFM实验之后使用相同的样本进行进一步分析的可能性，因为不像使用粘胶固定样本时出现的情况，样本的成分和结构没有被显著地影响。特别地，机械稳定还意味着在实验准备阶段中需要更少的时间，因为不需要等待粘胶固化。
[0014]特别地，根据本发明的优选的实施方式，所述的从第一位置到第二位置的运动包括保持组件的枢转运动，并且基于该枢转运动，尖端互相远离。特别地，所述保持组件彼此相对，并且被设计为同时朝向第二位置枢转离开它们的第一位置。
[0015]然而，可选地，所述运动还可能是线性运动，其中尖端简单地远离彼此(或朝向彼此)位移。在这种情况下，挠性支撑件可为弹性的，或可由允许这种线性运动的一些其他设备替代。
[0016]特别地，装置包括基底，其中所述挠性支撑件被设计为通过它的下侧部被放置在所述基底的上侧部上。在本发明的优选的实施方式中，基底被特别地设计为将磁力作用于分别的保持组件上，以便吸引保持组件。为此，基底可包括一个或多个磁性区域，例如，一个或多个磁体形式的磁性区域，其可被集成到基底中。进一步，基底自身可被形成为磁体。
[0017]基底被优选地设计为安装在AFM样本台上，例如，AFM样本台可被形成为钢板。
[0018]优选地，第一和第二保持组件在所述第一位置中相对于彼此落于一条线上(即，在细长的保持组件的情况中，它们的纵向轴线一致，或者在板状、网状或网孔状的保持组件的情况中，它们的延伸平面一致)。优选地，第一和第二保持组件被布置为在所述第二位置(在尖端之间产生所述细长的间隙)中特别地相对于彼此呈小于180°的角度(特别是钝角)。要落于一条直线上意味着细长的组件互相对齐(即，使得它们的纵向轴线或延伸平面一致)，以使它们理想地围成180°的角度。然而，特别地，该角度可具有较小的偏差，但偏差的程度仅是在细长组件的第二位置中的尖端之间的间隙仍然大于第一位置中的尖端之间的间隙。
[0019]特别地，挠性支撑件包括PTFE，或者由PTFE形成。优选地，挠性支撑件被形成为PTFE条带。支撑件能被制成所需要的长度，其中所述边界区域优选地沿支撑件的(例如，纵向的)延伸方向平行于彼此地延伸(所述条带或支撑件沿该延伸方向具有可变的长度)。
[0020]在本发明的优选的实施方式中，沿间隙延伸的挠性支撑件的中心部包括薄的多孔结构或表面，其特别地具有3毫米的宽度，例如，其特别地由金属或聚合物泡沫材料或相似的多孔结构形成，其中，这些泡沫材料或结构优选地被涂覆有聚赖氨酸或纤维蛋白，从而增加样本的接触面积和粘性。当样本被升起时，即，当保持组件停留在它们的第二位置时，所述孔打开，并且一旦保持组件移动到第一位置，所述孔就闭合，使得样本还能额外地被孔抓住。
[0021]特别地，保持组件的各自的第一部特别是借助粘胶被紧固或粘接于挠性支撑件的上侧部，粘胶特别地包括环氧树脂。
[0022]根据本发明的优选的变型，保持组件各自包括疏水表面，其中所述疏水表面至少被形成在保持组件或细长组件的各自的背对挠性支撑件的外侧部上，其中特别地，通过使用疏水涂层涂覆所述外侧部而形成所述疏水表面，特别是使用疏水的PAP-Pen标记笔、PTFE或一些疏水的聚合物等涂覆。
[0023]在本发明的优选的变型中，样本支架包括分开的第一基段，其能由金属形成或者包含金属，并且其被特别地连接到挠性支撑件的上侧部、与第一保持组件的第一部相邻并且被基底吸引(归因于通过基底产生且作用于第一基段的磁力)，使得所述第一基段与第一保持组件的第一部间隔开，并且当第一保持组件在它的第一位置中时，第一基段沿第一保持组件的纵向轴线或延伸平面与第一保持组件对齐(即，第一基段和第一保持组件在所述第一位置中落于一条线上)。因此，由于在所述第一基段和所述第一保持组件之间的距离，第一保持组件能枢转离开它的第一位置到它的第二位置。在该枢转运动时，第一保持组件特别地与吸引第一保持组件的基底分离(虽然通过挠性支撑件与第一保持组件分离)，并且特别地带动所连接的挠性支撑件的一部分，而第一基段特别地仍然附接于磁性基部(在之间插入挠性支撑件的情况下)，但第一基段特别地在第一保持组件移动到它的第二位置时沿磁性基底滑动。
[0024]同样地，样本支架优选地进一步包括分开的第二基段，其特别地由金属形成或者包含金属，其被连接到挠性支撑件的上侧部、与第二保持组件的第一部相邻并且被基底吸弓丨(例如，归因于磁力)，并且第二基段在第二保持组件的第一位置中特别地与第二保持组件对齐(见上述)。因此，仍然地，由于在所述第二基段和所述第二保持组件之间的距离，后者能枢转离开它的第一位置到它的第二位置中，其中，第二保持组件也特别地与吸引第二保持组件的磁性基底分离，并且特别地带动被连接到所述第二保持组件的挠性支撑件的一部分，而第二基段仍然附接于磁性基底(也在之间插入挠性支撑件的情况下)。当枢转时，第二基段特别地沿磁性基底滑动、特别地朝向第一基段滑动。
[0025]优选地，第一基段被布置在挠性支撑件的第一边界区域上，而第二基段被布置在挠性支撑件的第二边界区域上，该第二边界区域与所述第一边界区域相对，并且其中特别地，在第一位置中，第一保持组件与第一基段对齐(相对于第一保持组件的纵向轴线或延伸平面)，并且其中特别地，在第一位置中，第二保持组件与第二基段对齐(相对于第二保持组件的纵向轴线或延伸平面)。特别地，第一和第二保持组件被布置为彼此相邻，并且位于第一和第二基段之间。进一步优选地，第一和第二基段被胶粘于挠性支撑件，例如，借助粘胶，例如，粘胶包括环氧树脂。
[0026]根据本发明的变型，所述保持组件被设计为，使得通过在所述尖端下方并且在横跨保持组件的纵向轴线延伸或沿着所述间隙的插入方向上将杆插入到所述挠性支撑件和所述磁性基底之间，从而(优选地，同时)从所述第一位置移动到所述第二位置。为了方便插入，所述杆特别地包括锥形端部区域。
[0027]在本发明的优选的实施方式中，所述保持组件被形成为细长的保持组件，S卩，它们沿纵向轴线延伸并且包括沿着纵向轴线的长度，该长度显著地比单个保持组件的垂直于各自