专利名称：用于去除液体和蒸汽的方法和器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从包括支撑平表面和基底(例如以阵列和微阵列格式印制的蛋白质点)的相邻试样(assay)表面去除液体和蒸汽的方法和器件。
背景技术：
包括生物材料和组织的大多数软结构在受到干燥时会塌陷、变平或收缩。不受控制的风干固有的主要缺陷包括通过样品的后退空气-水界面(receding air-water interface)通道。在漫长的风干过程期间，相关的表面张力施加高达约2000p. s. i(磅每平方英寸)的剪切应力(shear and stress)。为了防止软结构的塌陷、变形和毁坏，有必要调节表面上方和或通过待干燥结构的界面通道。这可以使用复杂的技术(包括冷冻干燥、临界点干燥或者其它复杂的真空干燥工艺)实现为纳米结构保存等级。这些技术本质上难以实施。另一个问题是在限定的空间内将干燥器件定位于载体基底上以实现无阻挡通路， 使得包含在测试液体、悬浮颗粒和或生物阵列中的任何病菌会包含在干燥器件内并在处理期间被有效地去除和灭活，以防止交叉污染和保护人员不被感染。需要一种这样的改进方法和设备用于去除过多的散装(bulk)处理液体，随后受控制地和受约束地去除待干燥的物体或者基底附近的液体蒸汽，以提高防腐性。可以期望提供这样一种方法使用有效且可控的、通常是可调节的、重量轻且易于实施的设备来去除散装液体(bulk fluid)、随后去除蒸汽。进一步需要一种方法和仪器，其在受控制和可重复的条件下去除液体和蒸汽，使得由包括组织、吸附颗粒和生物基底的物体、样品和结构引起的干燥度为均相(uniform phase)，同时减少和防止弯液面相(meniscus phase)表面张力的影响。
发明内容
本发明提供了一种用于从试样表面去除液体和蒸汽的方法。该方法包括两个阶段。在第一阶段中，使用与真空连接的抽吸管以从试样表面去除散装液体。在这一阶段期间当去除散装液体时，抽吸管相对于试样表面位移。一旦去除散装液体后，利用将真空施加于抽吸管的第二阶段以去除剩余的蒸汽。本发明包括用于实现该方法的设备。该设备包括连接至真空源、用于去除蒸汽和液体的抽吸管。该抽吸管固定在通过促动器位移的可移动平台上。根据本发明的一个方案，提供了一种用于从表面去除液体和蒸汽的设备，包括可移动平台，连接至位移装置；抽吸管，具有敞开的第一和第二端，所述抽吸管的第二端连接至所述可移动平台；以及真空源，连接至所述抽吸管的第二端以通过所述管施加真空。根据本发明的另一个方案，提供了一种用于干燥限定至少一个凹陷部分表面的方法，包括以下步骤提供干燥设备，该干燥设备包括连接至位移装置的可移动平台、具有敞开的第一端和第二端的抽吸管、以及连接至所述抽吸管的第二端以通过所述管施加真空的真空源，其中所述抽吸管的第二端连接至所述可移动平台；将抽吸管的第一端放置在所述至少一个凹陷部分的中心的附近；通过所述抽吸管施加真空以从所述凹陷部分中去除散装液体；将抽吸管从凹陷部分的中心移动至所述凹陷部分的周界边缘和所述凹陷部分的周界附近以从所述凹陷部分中去除散装液体；从所述凹陷部分中移除抽吸管；移动所述抽吸管使得抽吸管的第一端与该凹陷部分相距预定距离；以及通过所述抽吸管施加真空以从所述凹陷部分中去除蒸汽。
图1是本发明的干燥设备优选实施例的透视图；图2是本发明的干燥设备优选实施例的仰视图；图3是沿图2的线3-3所取的截面图；图4是能够由本发明的干燥设备干燥试样器件的俯视图；图5是示出根据本发明的用于可控制地去除散装液体所遵循的操作顺序的示意性流程图。
具体实施例方式如图1所示，干燥设备1具有框架2。框架2能够被耦合至促动器(未示出)，该促动器使框架沿着CTZ平面在三个维度上移动。促动器起到位移装置的作用并可以是本领域中已知的许多促动器中的一种。一种优选的促动器为美国BioTek Instruments的Elx405 洗板机(Microplate Washer)。干燥设备包括固定在框架2上的外壳4。多个抽吸管10位于外壳中。在替代实施例中，干燥器可具有少至一个管。每个管10限定长度，并沿着该长度在第一敞开端6和第二敞开端8之间限定纵向孔(longitudinal bore) 12。如图3所示，纵向孔12优选为锥形，其中第一敞开端6的直径比第二敞开端8的直径大。抽吸管10的长度可以变化。在优选实施例中，长度足以保持约18的长径比 (aspect ratio)，约18的长径比是基于3. 5度的锥角斜度、与约1.7的开口直径长径比一起推导出的。抽吸管10在基底附近的第一敞开端6处的壁厚优选为约400 μ m。第一敞开端6 的直径为约5mm。第二敞开端6具有约2mm的直径，其为容许恒定气流穿过所有抽吸管10进入真空头的优选直径，该真空头通过设定横穿基底表面区域的流动通路(flow access)来调节，该基底表面区域由包含有可移动液体负载的试样器件的周长和壁高度比值来限定。干燥设备1包括用于对每个抽吸管的第二敞开端8施加真空的装置。用于施加真空的装置可以是本领域已知的各种这样的装置中的任一个。在优选实施例中，真空装置为美国VacuuBrand公司的ME 4C NT Vario的真空泵。优选实施例的干燥设备1优选地用于将试样器件进行干燥，并且尤其是如图4中所示的试样器件50这种类型。试样器件50具有多个凹陷部分(well) 52。每个所述凹陷部分50被交叉的壁M分隔开；在板上提供有效的上部构造(superstructure)，由此形成单个凹陷部分或者分开的多个凹陷部分。由于每个凹陷部分可具有以例如蛋白质点微阵列格式形式印制在板上的试样，因此多个凹陷部分具有容许在同一板上处理多个物体的额外优势。
在操作中，本发明提供了一种用于尤其从微阵列蛋白质点试样器件中去除液体和蒸汽的两个步骤的方法。通过所述干燥设备1实施的该方法包括首先从通常用于清洗和处理蛋白质点微阵列的试样器件表面去除相对大量的散装液体，随后去除剩余的液体蒸汽以有效地诱导构成微阵列的三维蛋白质点中的水合均勻状态。不局限于理论，已发现微阵列复合水合状态直接影响信号强度，由此能够增强生物阵列数据的定量分析，尤其是在应用于诊断级的微阵列信号时。本发明的方法提供了在不产生不利和破坏性效果下对蛋白质点生物阵列格式进行干燥，其由于液体和蒸汽被直接去除或者随着蛋白质点生物阵列表面上方的诱导空气流被去除而确保；这些被去除的介质同时被抑制(contain)和净化，以防止传染性物质散落到环境中。干燥方法的阶段1包括从试样器件的凹陷部分中去除散装液体。为了去除散装液体，移动平台用特定和预定的位移模式、相对于抽吸管的相应凹陷部分使抽吸管顺序地位移，从而提供均勻干燥。在阶段1中，当将抽吸管10浸入到凹陷部分52的中心或者待从表面去除的液体的体积达到高于支撑基底的预定高度时，开始去除液体。如图5B所示，通过抽吸管10实施抽真空以通过吸力(suction)产生足够的气压，从而使液体顺序位移。容纳在凹陷部分52中的液体被去除以留下基底的半干燥区域，例如凹陷部分52。在凹陷部分52 周界附近的剩余的散装液体，通过弯液面力(meniscus force)和护壁(retaining wall) 54 被限制在原处。当抽吸管沿着如图5C中箭头所示的优选且受控制的吸液路径走时，剩余的散装液体立即由抽吸管10吸出。优选地，位移装置将抽吸管10从中心位置M移动至第一周界位置30，然后至第二周界位置40，然后至第三周界位置70，然后至第四周界位置60，以在位置30完成周界液体去除过程。在优选实施例中，凹陷部分是方形的；且第一、第二、第三和第四周界位置是该方形的角。本领域技术人员会理解，通过沿着给定形状的凹陷部分周界周围的位置移动抽吸管10，可以在任何形状的凹陷部分上实施所述方法。抽吸管10的高度间隔(即高于基底的距离)优选在50 μ m至2mm之间的范围内， 最优选设定为200 μ m。图5D例示了去除了液体的凹陷部分52，其示出了现在被部分干燥的物体(其在优选实施例中是干燥的蛋白质点微阵列100)作为凹陷部分52中的剩余物。 在替代实施例中，蛋白质点微阵列可以位于另一个基底上。在替代实施例中，也可以根据本发明的方法，将位于凹陷部分中或者位于基底上的除了蛋白质点微阵列之外的物体进行干燥。不局限于理论，我们认为当连续的液体弯液面相穿过和围绕物体并且在基底上方经过时，本发明避免了破坏性的能力损耗在物体上释放。当在阶段1完成了散装液体的快速、非破坏性位移后，部分干燥的物体和凹陷部分52或者其它基底继续包含液体蒸汽并被液体蒸汽包围。在阶段2，通过调节在充满蒸汽 (vapor logged)、不同的水合基底平台和部分干燥物体上方的空气流，立刻激活和完成汽相去除。实际上，在受控条件下调节空气流气流(air flow current)的干燥设备1有效地移动跨过蒸汽源以去除蒸汽，导致处于真空诱导空气流气流之内的物体水合状态一致。诱导的空气流气流同时抑制、隔离和消毒随后的湿润排出空气流之中携带的可能被污染物质和/或传染物质。一旦完成阶段1的去除液体后，就通过干燥设备1实施第二阶段的蒸汽去除，以平衡仍然保留在凹陷部分52周围和内部的任何液体蒸汽。应用于空气流调节的优选真空度范围是在约106十帕(decaPascal)至约10132十帕之间。在优选实施例中，管10的X-Y坐标矩阵间隔与固定在试样器件50凹陷部分的上部构造上的X-Y坐标矩阵布置一致。由于两个X-Y矩阵都提供准确的对准，因此每个凹陷部分52将具有插入每个凹陷部分52中心的单个抽吸管10，抽吸管10的第一开口 6以预定的最佳距离放置在板基底的表面上方， 该距离优选在从约ΙΟμπι至7mm的范围内。当抽吸管的吸入端的高度设定为在蛋白质点微阵列上方约2mm、且从抽吸管10在进气口处的周界至最近的凹陷部分的壁M的间隔测量为约Imm时，优选的设定提供了最佳的空气流动。真空抽吸去除任意残留的液体蒸汽。
尽管参考附图中所示的本发明的实施例细节对本发明进行了描述，但这些实施例并不用于限制所附权利要求书中所要求保护的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于从表面去除液体和蒸汽的设备，包括 可移动平台，连接至位移装置；抽吸管，具有敞开的第一端和第二端，所述抽吸管的第二端连接至所述可移动平台；以及真空源，连接至所述抽吸管的第二端，用于通过所述管施加真空。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述抽吸管限定长度，所述抽吸管沿所述长度具有逐渐缩小的直径，使得所述第一端具有比所述第二端更大的直径。
3.如权利要求1或2所述的设备，该设备包括多个管，所述平表面包括多个凹陷部分， 每个所述管适于与一个所述凹陷部分相互作用。
4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述位移装置适于移动平台，使得每个所述管从每个所述凹陷部分的中心沿着每个所述凹陷部分的周界位移。
5.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述位移装置适于移动平台，使得所述抽吸管的第一端位于与所述平表面相距50 μ m至2mm处。
6.如权利要求2至5中任一项所述的设备，其中所述长度足以保持约为18的长径比， 该长径比是基于3. 5度的锥角倾斜、与约为1. 7的开口直径长径比一起推导出的。
7.如权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述抽吸管在所述第一端具有约 400 μ m的厚度。
8.如权利要求1至7中任一项所述的设备，其中所述抽吸管在所述第二端的直径为约2mm ο
9.一种用于对限定至少一个凹陷部分的表面进行干燥的方法，包括以下步骤提供干燥设备，该干燥设备包括可移动平台、抽吸管和真空源，其中所述可移动平台连接至位移装置，所述抽吸管具有敞开的第一端和第二端且所述抽吸管的第二端连接至所述可移动平台，所述真空源连接至所述抽吸管的第二端以通过所述管施加真空； 将所述抽吸管的第一端放置在所述至少一个凹陷部分的中心附近； 通过所述抽吸管施加真空以从所述凹陷部分中去除散装液体； 将所述抽吸管从所述凹陷部分的中心移动至所述凹陷部分的周界边缘和所述凹陷部分的周界附近，用于从所述凹陷部分中去除散装液体； 从所述凹陷部分中移除所述抽吸管；移动所述抽吸管使所述抽吸管的第一端与所述凹陷部分相隔预定距离；以及通过所述抽吸管施加真空以从所述凹陷部分中去除蒸汽。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述抽吸管限定长度，所述抽吸管沿所述长度具有逐渐缩小直径，使得所述第一端具有比所述第二端更大的直径。
11.如权利要求9或10所述的方法，包括多个管，所述平表面包括多个凹陷部分，每个所述管适于与一个所述凹陷部分相互作用。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述预定距离为50μ m至2mm。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述长度足以保持约为18的长径比，该长径比是基于3. 5度的锥角倾斜、与约1. 7的开口直径长径比一起推导出的。
14.如权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述抽吸管在所述第一端具有约 400 μ m的厚度。
15.如权利要求9至14中任一项所述的方法，其中所述抽吸管在所述第二端的直径为约 2mm。
全文摘要
本发明涉及一种用于从包括支撑平表面和基底(例如以阵列和微阵列格式印制的蛋白质点)的相邻试样表面去除其所容纳的液体和蒸汽的方法和器件。所述方法和器件在受控制和可重复的条件下去除液体和蒸汽，使得由包括组织、吸附颗粒和生物基底的物体、样品和结构引起的干燥度为均相，同时减少和防止弯液面相表面张力的影响。
文档编号C40B60/00GK102165302SQ200980138233
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月29日 优先权日2008年9月29日
发明者彼得·李 申请人:Sqi诊断系统有限责任公司