专利名称：利用组合的样品处理和样品承载设备来分析样品的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于化学分析的设备和方法。更具体地说，本发明涉及一种用于处理生物标本的设备。更具体地说，本发明涉及一种用于从溶液中的分子混合物中萃取分子如生物分子象肽和/或蛋白质并再将其送到分析仪器之前对萃取的分子进行样本处理的设备。这种分析仪器可以是光谱仪(荧光扫描器[flourescence scanner]，显微镜)或质谱仪。所用的质谱技术优选是激光解析/电离(LDI)仪器，如基质辅助的激光解析/电离(MALDI)，表面加强的激光解析/电离(SELDI)或任何其他形式的激光解析/电离技术。
背景技术：
化学领域，尤其是生物分子分析领域对速度、灵敏度和经济性存在日益增加的要求。如果样品即生物分子以纯粹形式(也就是说不含任何干扰种类(如缓冲剂、盐、酸、碱基、清洁剂或不想要的生物分子)存在)送给质谱仪，质谱分析法是用于分析生物分子(蛋白质、肽、低聚核苷酸)的标准方法，且是最有效的。也必须或需要在质谱分析之前对样品生物分子进行不同的酶促反应和/或化学反应。因而将提纯和/或亲和捕捉(affinity capture)和/或酶促反应和/或化学反应称作样品处理。
生物分子的样品处理通常直接在激光解析/电离板的表面上进行，或者在用于随后转移到激光解析/电离样品承载板上的分离设备/容器内进行。术语激光解析/电离板或承载板是指将样品呈送给质谱仪的支撑物。
样品生物分子常常在溶液中的浓度非常低，因此，保持表面区域最小非常重要，以避免生物分子的非特异性吸附。避免生物分子的非特异性吸附的一个方法是，在该生物分子结合到介质如珠粒上的同时来将其转移，或/和在任何样品处理之后将珠粒直接加到含有分析物生物分子的溶液中。
直接在激光解析/电离板的表面上进行样品处理的问题是，样品和试剂必须转移到表面上，且这在某种意义上将导致分析物损耗或者散布在表面上。此外，表面具有用于生物分子的有限容量。这些表面的制造总是既复杂又昂贵，且在一次使用后必须丢弃。
在平面上的亲和介质用来捕捉目标生物分子的情况下，容量有限的表面特别容易出现麻烦，其中，所述目标生物分子要受到光学分析或者MS分析。因此，更有意义的是找到这样一种技术/方法论，即，其容许在有限大小的区域上，捕捉的生物分子的结合容量和分析能力提高。
利用质谱仪来分析生物分子的任何设备明显能够迅速且并行处理异常小量的样品，并在容许最小量样品转移的同时提供有效、经济和通有的样品处理工艺。该设备便于高度自动化，优选利用现存的自动装置。最后，该设备应该能够将处理的样品呈送到质谱仪，并且在某种意义上避免附加的转移且提供最大的灵敏度。
在利用激光解析/电离来进行蛋白质鉴定的情况下，最常采用的方案是，蛋白质受到分离步骤，如该分离步骤利用凝胶电泳或者液相色谱法来进行。分离的蛋白质在分离之前或之后受到酶促分裂或化学分裂，其中，所述分离工艺包括多次转移样品溶液，所述分离的蛋白质受到一些形式的样品处理，如提纯并随后转移到LDI承载板上。
鉴于这一点，明显可以看出，用于在质谱分析之前进行样品处理的设备需要改进。
背景技术：
肽、蛋白质或者低聚核苷酸混合物的提纯可以通过将样品溶液经过充满吸收剂如ZipTipTM的吸液管尖端来进行，所述ZipTipTM是Millipore公司的注册商标。在ZipTip中吸收到介质内的生物分子可以直接洗提到MALDI目标物上。Millipore公司也销售另一种称作ZipPlateTM的产品，其是用0.3μlC18树脂填充的96个孔眼的流过式微量滴定SPE板(96-well flow-through microtitre-SPE板)。在提纯之后，样品被洗提到另一个96个孔眼的微量滴定板。
GeLoader tipsTM(Eppendorf)可以充满捕捉介质，以便于在LDI之前对生物分子进行样品处理。
Tecan销售Tecan TecPrep96蛋白质样品制备工艺，该工艺是SPE、微板和针孔识别工艺(needle spotting technologies)的组合，其利用单个孔眼处理能力提供非并行的样品提取，并能够与许多MALDI目标物一起使用。DirectSpot技术特别为96孔的MALDI目标物设计。
美国专利申请2002/0182649A1(受让人Cipergen Biosystems)披露了一种利用亲和捕捉激光解析/电离串联质谱法来用于蛋白质塑造、鉴定和排序的装置和方法。
例如参见美国专利US6020208、US6027942或者US5894063(T.W.Hutchens和T.-T.Yip)，众所周知，亲和捕捉方法已经用于与质谱分析法相关的特定生物分子的生物特异性选择。这种生物特异性亲和吸附过程可用于生物分子的提纯。
BEECHER JODY等人的WO0067293披露了一种用于质谱法的样品保持器，其包括具有表面和覆盖该表面的薄膜的基板。
美国专利申请2002/0172619A1披露了一种电雾化设备、液相色谱分析设备和电雾化-液相色谱系统。该设备也可用来通过毫微电雾化沉积技术(nanoelectrospray deposition)从母板可再生产地分配并沉积样品到一个(或多个)子板上，如MALDI目标物上。
WHATMAN INC.的美国专利US6124012披露了一种用于提高回收和精度的固相萃取盘和装置。
美国专利申请US2002/0034827A1披露了用于固相毫微萃取(nanoextraction)和解析的方法。
BRUKER DALTONIK GMBH的美国专利US6287872披露了用于MALDI质谱法的样品支撑板，其包括用于制造该板和样品应用的方法。
Schurenberg，Martin等人的美国专利申请US2002/0045270A1披露了一种用于质谱分析的结构化的生物样品支撑板以及用于制造和使用的步骤。本发明提供带有亲和吸附剂的区域，该区域邻接亲水锚定器，所述亲水锚定器用于提纯生物物质，并且如果需要用来执行生物物质的亲和力选择，由此最后制备的带有用于MALDI分析的生物物质的基体样品晶体就置于亲水锚定器上。
FINNIGAN MAT LID(GB)的美国专利US5859431披露了一种用于质谱法的样品保持器。用于质谱法的样品保持器包括板，该平板包括带有光滑表面的第一区域，该第一区域围绕在具有粗糙表面的第二区域周围。该第二区域限定用于加载样品的位置。
美国专利申请US2002/0155620A1披露了一种用于解析和电离分析物的方法和装置。该发明包括一种用于质谱法的样品展示装置。更具体地说，复合物固定在样品展示表面上。
美国专利申请US2002/0016450A1(BBI BioSeq，Inc.)披露了一种压力提高的萃取和提纯。
美国专利申请US2002/0048531A1披露了沉积薄膜及其在探测、连接和生物医学应用方面的应用。这些薄膜的应用包括解析/电离质谱分析、有机薄膜和分子的电接触点、用于分析的光能的光耦合、生物材料的操作、色谱分离、顶部空间吸附介质、原子分子吸附或附着的介质以及用于细胞粘附(cell attachment)的基板。
WO00/79238(PCT/AU00/00688)披露了用于混合物的高分辨率分离和分析的装置和方法。
美国专利申请US2002/0055186A1(Oxford GlycoSciences(UK)Ltd.)是这样一种发明，其提供了用于确定样品中所关心的蛋白质是否存在的方法和设备。实际上，该方法包括使样品受到这种条件，即其容许将蛋白质分离成目标肽片断。目标肽片断然后与固定在固体支撑上的一批捕捉剂(如抗体)接触。捕捉药剂辨认出所关心的蛋白质的目标肽片断。目标肽片断与抗体间的绑定就表示样品中存在所关心的蛋白质。本发明还提供一种用于生产一批用来捕捉所关心的蛋白质的目标肽片断的方法，其包括将捕捉剂固定到固体支撑上，其中，各个捕捉剂明确地从所关心的不同蛋白质中辨认出目标肽片断的系列区域。该发明的方法和布置(设备)提供了蛋白组学(proteomics)、诊断、药物性蛋白组学(pharmacoproteomics)、病征识别和毒品发现。该方法和布置特别适于产生与蛋白质表达相关的信息的数据库。
美国专利申请US2001/0055765A1披露了一种用于并行处理微量液体反应的装置和方法。
美国专利申请US2002/0151040A1披露了一种用于并行处理微量液体反应的装置和方法。
美国专利申请US2002/0160536A1(Regnier，Fred)披露了一种用于分析生物样品的高密度样品保持器。该样品保持器包括微型制造的基板，以形成多种微观岛(microscopic islands)，所述微观岛形成了样品支撑表面。至少一个储液槽(sump)将邻接的岛表面分离开，并防止样品在邻接的岛表面之间传输。
美国专利申请US2002/0094566A1(Nelson，Randall W)披露了一种用于生物分子的质谱法的集成高产量系统。叙述了一种亲和微型柱，其包括大的表面积材料，该材料具有高流动特性和低的死体积，所述材料包含在壳体内并具有粘附到该大表面积材料的表面上的亲和试剂，所述试剂是活性的或者可被激活的。粘附到亲和微型柱的表面上的亲和试剂还包括亲和受体，其用于结合到生物分子的高产量分析中。
美国专利申请US2002/0164818A1(Nelson，Randall W)披露了一种特定蛋白质以及在各种生物流体中存在的变体的质谱免疫测定分析。这儿出现的是包含多孔固体支撑的吸液管尖端(称作MSIA-Tips)的构造，该多孔固体支撑通常用亲和配体构造并共价派生(covalentlyderivatized)，并用于通过使各种生物流体反复流过MSIA-Tips，从各种生物流体中萃取特定蛋白质及其变体。
美国专利申请US2001/0008615A1(LITTLE，DANIEL P)披露了用于制备和分析低容量分析物元素的系统和方法。
美国专利申请US2002/0137199A1披露了微存储器、反应和探测细胞以及用于其的方法和装置。
GUSTAFSSON MAGNUS等人(Gyros)的WO02075776披露了一种微流体系统。
美国专利申请US2002/0158195A1(Gyros)披露了一种微流体系统。披露的发明涉及一种用于将液体样品的分析物作为MS-分析物呈送给质谱仪的方法。更具体地说，该方法包括如下步骤将含有分析物的液体样品供给到微流体设备的微通道结构的样品入口，所述结构也包括能够与质谱仪相接的出口(MS-口)，其将分析物传递到MS-口，由此，将其转换成MS-分析物，并将MS-分析物经由MS-口呈送给质谱仪。
美国专利申请US2002/0000517A1披露了一种分离介质、多个电雾化喷嘴系统和方法。披露了一种微型构造的硅片，该硅片带有分离材料，如在其微通道内原处制备的多孔聚合物整体。对喷嘴大小、施加的电压和时间的控制提供了从一列喷嘴进行样品分配或沉积的精确和可再现的方法，所述一列喷嘴如用于通过基质辅助的激光解析/电离飞行时间质谱法(“MALDI-TOF MS”)产生用于分子量测定的样品板。将分析物从母板转移到子板上的能力也用于产生其他子板用于其他形式的化验，如蛋白组筛分(proteomic screening)。
美国专利申请US2002/0000516A1披露了一种多重电雾化设备、系统和方法。披露了基于微芯片的电雾化设备、系统及其制造方法。电雾化设备包括基板、喷嘴和电场发生源，其中，所述基板在注入表面上的入口和喷出表面上的出口之间限定了通道，所述喷嘴由从围绕出口的喷出表面凹入的部分限定，所述电场发生源用于将电势应用于基板，以优化并产生电雾化。该系统用于将分析物转移到MALDI目标板上。
Moon等人的美国专利US6464866披露了一种整体式单片微型制造的电雾化和液相色谱法系统和方法。
WO0030167披露了一种基于聚合物的用于质谱仪的电雾化喷嘴。
美国专利申请US2002/0094533A1披露了一种用于化验、合成和存储的装置以及用于制造、使用及操作该装置的方法。该发明的特征在于制造设备或者“压板”的方法，以及清洁和重新磨光该压板表面的方法，其中，所述压板具有高密度的通孔阵列。该发明还具有以下特征，即制造化学、生物化学和生物混合物的高密度阵列的方法，该阵列具有优于传统的低密度基体的许多优点。“该发明的另一个其他优点在于，粘附到包含在通孔阵列中的化学探针上的物质可容易地恢复为用于进一步分析的独特样品。例如，孔眼的粘结物(bound content)可洗提到平的基板上，以用于通过基质辅助的激光解析/电离(MALDI)或表面增强的激光解析和电离(SELDI)质谱法、或者通过核磁共振(NMR)光谱法来进行分析。可替换地，通孔内的容纳物可直接从通孔电雾化到质谱仪上。通孔内的容纳物也可结晶，并利用X射线/闪光探测或电子衍射法来进行分析(如，用来确定晶体结构)。该发明的这一方面容许灵敏地探测无标记的被分析物。”美国专利申请US2002/0155509A1披露了应用于生物学上的滞留物色谱法和蛋白质芯片阵列。“ 在另一个实施例中，吸收剂连接到第一基板上，以提供固相，如聚合或玻璃珠，随后将其置于第二基板上，该第二基板用作将样品呈送给解析探测器的解析能的装置。例如，第二基板可以为板形，其在预定的选址位置具有一系列孔眼。所述孔眼用作带有吸附剂的第一基板(如，带有吸附剂的聚合物珠粒)的容器。这个实施例的一个优点在于，分析物在一个物理范围内可被吸附到第一基板上，且通过解析光谱法转移到用于分析的样品展示基板上。
WO0138865披露了一种用于在微流体分析系统内捕捉基于珠粒的试剂的装置和方法。
US6432290披露了一种用于在微流体分析系统内捕捉基于珠粒的试剂的装置和方法。
美国专利申请US2002/0168644A1(Aebersold，Rudolf H)披露了用于分离和标记样品分子的方法。该发明提供了在容许样品分子共价结合到反应组上的条件下，通过将样品分子与固体支撑物接触来标记分子的方法，其中，所述固体支撑物连接到化学组，该化学组包括可分裂的功能组、一个或多个功能组以及用于样品分子的反应组；并且将可分裂的功能组分裂，由此释放包括一个或多个功能组的样品分子，所述功能组可以是一个标签。
美国专利申请US2003/0032046A1披露了一种用于生物化学化验的可剥离和可再密封设备。
美国专利申请US2003/0032013A1披露了一种高容量化验平台。能够绑定目标分子的高容量化验平台包括基板和连接到该基板上的聚合物母体。所述基板可以是MALDI板。
美国专利申请US2002/0182114A1披露了一种用于处理样品的设备、该设备的使用以及用于生产该设备的方法。“本发明涉及一种用于处理样品2的设备1，其包括本体3，该本体3带有收集室4、分离室6和开口8，其中，该收集室4连接到泵5，该所述泵用于吸气或分配流体，并作用于该收集室，所述分离室6与收集室4相连，用于固相萃取或有机物洗提，或者将无机物颗粒7从这些样品2分离，所述开口8用于释放这些颗粒7。依照本发明的设备涉及单独的吸液管尖端，以及SPE微板，并且特征在于，设备1包括毛细管9，该毛细管9与收集室4或本体8相连，并具有封装10，该封装用于有机物的固相萃取，或者用于将无机物颗粒7从这些样品2分离开，并用作分离室6。依照本发明，封装10适于有机物或者要萃取的无机物颗粒7的化学-物理本质，以及用于限定的最小容积。”美国专利US5705813披露了一种整体式液体样品处理系统，其用于基质辅助的激光解析/电离飞行时间质谱法(MALDI-TOF MS).
科学公开许多科技出版物已经覆盖了在LDI之前的样品处理的不同方面。至今，这些科技出版物没有一个提出了满足以有效经济的方式快速自动且并行处理微小样品量的需要的一般设备，并且该一般设备具有将处理的样品以避免附加转移并提供最大灵敏度的方式展示给质谱仪的能力，其中，所述有效经济方式容许进行通常的样品处理过程并同时容许最小量的样品转移。
尽管若干出版物已经提出能够有效分析生物分子的方法论。许多方法论能够包含在本发明内或者在本发明得到改进(组合的样品支撑和承载设备)，其中，该许多方法论依靠使用颗粒、珠粒、薄膜、Empore盘等在LDI之前处理生物分子样品。
发明内容
在一个方面，本发明提供一种用于组合的样品处理和样品承载的设备，该设备包括板，所述板在连接到相应室的一侧带有入口，所述室位于用来接收要处理和分析的样品的相应阵列位置，其特征在于，各个室与出口连通，以使流体流过板。
在第二个方面，本发明提供一种利用组合的样品处理和样品承载设备来分析样品的方法，该样品承载设备包括板，所述板在连接到相应室的一侧带有入口，所述室位于用来接收要处理和分析的样品的相应阵列位置，各个室与出口连通，以使流体流过板，该方法包括如下步骤将样品供给外部容器；可选择地，使样品在外部容器内受到第一次处理；将样品转移到组合的样品处理和样品承载设备；通过使流体流过该设备，使样品受到第二次处理，其中，在设备内收集介质。
本发明由所附权利要求书来限定。
在下述说明书中披露了本发明的实施例，并结合下述附图对实施例进行叙述。
图1a是依照本发明的组合样品支撑和承载板的一个实施例的透视图；图1b是这种承载板的横截面视图；图1c到1n是板内的室的各种形状的视图；
图2a是依照本发明的组合样品支撑和承载板的另一个实施例的透视图；图2b到2i是图2a所示的实施例的通道内的限制结构的各种形状的视图；图3a是依照本发明的组合样品支撑和承载板的另一个实施例的透视图；图3b到3d是图2a所示的实施例中的室的各种视图；图4a是依照本发明的组合的样品支撑和承载板的另一个实施例的透视图；图4b到4d是图4a所示的实施例中的可替换室的各种视图；图5a是依照本发明的组合的样品支撑和承载板的另一个实施例的透视图；图5b是图5a所示的两个室的侧视图；图6a到6w是依照本发明的板的出口的结构的各种实施例的各种视图；图7a到7b是室内所采用的各种形式介质的侧视图；图8a到8d是施加介质和被分析物的方法的各种示意性视图；图9a到9d是利用依照本发明的板来固相提纯被分析物的示意性视图；图10a到10d是利用依照本发明的板用于分析的不同探测原理的示意性视图；图11a是与另一个板配合的组合的样品支撑和承载板的另一实施例的透视图；图11b是图11a所示的两块板的侧视图；图12是依照本发明连接到样品槽的组合的样品支撑和承载板的透视图；图13a是组合的样品支撑和承载板的另一个实施例的透视图，其中，三块板相互堆叠在一起；图13b是图13a所示的三块板的侧视图；
图14a是依照本发明用于电雾化的组合的样品支撑和承载板的另一个实施例的透视图；图14b是图14a所示的板的室和喷嘴设置的侧视图；图14c到14e是喷嘴实施例的透视图；图15a是依照本发明用于电雾化的组合的样品支撑和承载板的另一个实施例的透视图；图15b到15d是图15a内所示的板的各种室和喷嘴设置的侧视图；以及图15e到15g是喷嘴实施例的透视图。
具体实施例方式
引言本发明提供一种组合的样品支撑和承载设备。该设备容许从溶液中选择性地重新得到并浓缩生物分子，并随后将处理的生物分子呈送给LDI MS和/或MSn，以用于最终分析。
组合的样品处理和承载板具有若干(2-10000)个阵列位置，该阵列位置有进入室的入口，所述室可充满捕捉介质，该介质被捕入室内。各个阵列位置也具有出口，该出口带有分离开的分析区域，可在该分析区域分析单独的样品。
捕捉介质可以是任何已知形式的，如非选择性亲和吸附剂或者亲和捕捉/吸附介质。所述介质可以是如硅、玻璃、金属或者聚合物材料的颗粒或者珠粒。在介质由珠粒或颗粒组成的情况下，通过设计一个或多个出口来保持介质，这样单个颗粒或者珠粒的尺寸大于所述一个或多个出口的尺寸。也可以使用尺寸小于所述一个或多个开口的珠粒或颗粒(达到比其小5倍)，并依靠“梯形畸变”效应将介质保持在组合的样品处理和承载板的介质室内。通过介质如任何型式的多孔聚合物单体在芯片内(在原处)的聚合，介质也可供给到组合的样品处理和承载板。将介质转移到组合的样品处理和承载板的另一种方式是将多块捕捉介质如多块薄膜、Empore盘(3M，Minneapolis，MN)等置于组合的样品处理和承载板的介质室内。
组合的样品处理和承载板容许有效地清洗捕捉的生物分子，以确保不需要的物种能够在洗提步骤转移到分析区域。这就在分析过程中增加了灵敏度和特异性。
众所周知，低浓度生物分子相当迅速地非特异性吸附到表面上(如样品容器的表面)，因此，该方法论提供了重要优点，其中，在该方法论中，生物分子在任何样品处理(如在蛋白质消化或者生物分子分离被直接洗提到介质之后，介质直接加到微滴定板上)之后尽快与介质接触并且没有任何样品转移。生物分子快速捕捉到介质上可以确保其可以被回收以在后面用于分析，而不是由于非特异性吸附而消失。这就意味着更多的所需生物分子可用于最终分析，即可获得更好的分析结果。此外，在生物分子暴露于捕捉介质且样品溶液中的生物分子结合到介质上时，溶液中的生物分子的浓度变得更低。在所需的生物分子由另一种样品处理工艺连续制造或者所需的生物分子如从凝胶塞子超时泄漏到溶液中的情况下，这就能够用来获得好处。
采用微型制造来实现组合的样品处理和承载设备可以提供几个有益的方面。微型化的组合的样品处理和承载设备要求较小的样品和试剂体积，并容许高密度阵列位置。另一个重要方面是组合的样品处理和承载设备中的短路径长度，其中，分析物直接置于介质上，并且在介质上或者在出口的分析区域进行分析，使得在设备的表面上的分析物的非特异性吸附最小。如与WO0275776中所述的微流体系统相比，这是一个重要的改进，其中，引入样品分析物并通过表面面积相当大的通道对其进行洗提。尽管组合的样品处理和承载设备也可以通过使用埋置通道实现，由于采用埋置通道的设备更加复杂，并因此也制造昂贵，优选实施例是设有短路径长度的那些设备。
基本思想是该设备可用于若干个一般应用中。用户可以根据应用来选择捕捉媒介或者几种不同的(补充的)捕捉媒介类型，以用其充满组合的样品处理和承载板。在加载到组合的样品处理和承载板上的分离的阵列位置上之前，所需的生物分子可捕捉在外部容器(如微量滴定板)内相互分离的(off-line)介质上，或者介质可首先加载到单独的阵列位置，然后含有所需的生物分子的样品溶液通过用于捕捉的介质。不需要的组分(其可仍存在或者粘附到介质上)则被冲洗掉，介质上剩下所需的生物分子。所需的生物分子现在被捕捉到介质上，该生物分子在介质上受到附加的样品处理步骤。这些步骤可以是酶处理或/和化学处理，如用来促进分析或/和获得关于捕捉的生物分子的附加信息，或者可对生物分子进行初始分析。在所有所需的样品处理步骤完成之后，利用洗提液将生物分子洗提在组合的样品处理和承载板上的分析区域上，其中，该洗提液解吸附生物分子，并致使其溶解。生物分子现在在分析区域上受到其他样品处理步骤。如果不需要附加的样品处理，所述板可受到LDI MS分析，或者所述板可存储起来，以用于以后分析。组合的样品处理和承载板以这种方式制造，即，其可直接安装到LDI MS仪器中，或者其安装到用作保持器的基板上，所述基板容许组合的样品处理和承载板插入到LDI MS仪器内。
本发明的一些实施例也可用于将样品生物分子呈送给电雾化MS仪器(ESI)。在这些实施例中，组合的样品处理和样品承载板上并入一个或几个电极。这些电极用于产生电雾化/毫微雾化，或者可用于促进分析物输送到介质上或者从介质上输送分析物。
一个优点在于，只要所需的生物分子捕捉在组合的样品处理和承载板内的介质上，随后的步骤可在以后的时间内进行，即，组合的样品处理和承载板可收藏起来，直到要进行分析时为止。
可以利用洗提溶液将捕捉的生物分子洗提到组合的样品处理和承载板的分析区域上，其中，该洗提溶液含有MALDI所必需的基体或者LDI所必需的任何其他组分。在捕捉的生物分子洗提之前或者在捕捉的生物分子洗提到分析区域之后，通过例如分散、喷溅、蒸气沉积、旋压或化学键接等方法，能够/促进LDI的这种基体或/和组分(化学药品、金属粉末、半导体粉末)可应用于分析区域。
组合的样品处理和承载板可容易地连接到普通移液操作自动装置上，以用于加载珠粒、样品、洗液和洗提液。采用组合的样品处理和承载板所进行的样品处理使得样品转移最小化，并因此也使得表面上的分析生物分子的非特异性吸附最小化，所述表面例如为吸液管尖端、样品容器、连接管。
组合的样品处理和承载板最后将组合的样品处理和承载板的分析区域上的分析物生物分子呈送给LDIMS仪器。这就意味着，不必将分析物生物分子转移到分离的LDIMS板上，避免了分析物的吸收损失以及附加手动步骤或者通过自动装置来执行这种转移的需要。
通过将通孔眼(through-hole well)(与组合的样品处理和承载板的入口匹配)的第二板置于组合的样品处理和承载板的顶部上，在没有任何样品转移到组合的样品处理和承载板的外部的情况下，可以进行凝胶内酶切(in-gel digestion)、肽捕捉(肽的浓缩/提纯)、捕捉的肽洗提到组合的样品处理和承载板的分析区域上以及LDIMS分析等整个工艺，即，在凝胶塞已经放入孔眼内之后的所有步骤都在相同的一个自动输送站进行，其中，所述组合的样品处理和承载板可保持自2-DE蛋白质的分离切得的凝胶塞。
为了便于在分析物生物分子洗提到组合的样品处理和承载板的分析区域上的过程中形成小点，组合的样品处理和承载板可用疏水试剂处理和/或分析区域可构造成能推进在分析区域上形成小的高密度分析物区域。组合的样品处理和承载板的表面结构也用来能够设置到其他板上(例如，第二个组合的样品处理和承载板)或者其能够设置体积较大的样品。
对背面(即，带有分析物区域的一侧)应用真空从而获得流体输送，这提供了控制LDI样品制备工艺的几种重要参数的手段。这些参数包括点大小、晶体成长和大小。
组合的样品处理和样品承载板的大小可以是任何尺寸，但是优选其与分析仪器的标准目标板的大小相同，其中，组合的样品处理和样品承载板要用该分析仪器来分析。
参考附图所进行的叙述图1示出组合的样品处理和样品承载板的一个示例，以及其入口101、媒介室105、出口106和分析区域108的一些可能的设计方案。
图1a示出组合的样品处理和样品承载板100的一个实施例，该组合的样品处理和样品承载板100具有96个单独的阵列位置110。各个侧边102和104通常在4-20cm之间，且组合的样品处理和样品承载板100的厚度103通常在1μm到2cm之间，但优选在200μm到4mm之间。
各个阵列位置110具有规定的形状，且其在整个组合的样品处理和样品承载板上的型式相同，或者组合的样品处理和样品承载板可具有许多不同型式的阵列位置。
图1b示出其中一个优选阵列几何结构中的两个阵列位置的侧视图。入口101的侧边/直径通常在500nm到2cm之间，但优选在100到500μm之间，且出口106的侧边/直径在1nm到2cm之间，但优选在1-50μm之间。分析区域108是围绕出口106的区域。入口101和出口106形成了室105，其具有由几何结构所限定的容积。室105可装载具有任何所需功能的任何型式的介质。
阵列位置110的入口101和出口106可具有任何已知的几何形状，例如正方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形、菱形、八面体形等。出口和入口的几何形状相同，但是入口和出口也可具有不同的几何形状，如圆形入口和正方形出口。阵列位置110也可是具有多个出口的任何型式，参见图1c、1d、1i、1j。
阵列位置110的几何形状可以是任何已知的形式，如图1c、1f所示的锥形、或者图1d所示的圆柱形、或其组合形状(如图1e所示)。图1g-1j示出正方形和金字塔形的几何形状的一些示例，图1k示出三角形几何形状的示例，图1l示出菱形几何形状的示例，图1m示出矩形几何形状的示例。
也可以是包括入口101和/或出口106和/或室105在内的结构。图1n示出这种结构设计，这儿横条109已经包括在入口101内，以在容许介质充满室105的同时，防止较大的物质进入室105内。
图2a示出组合的样品处理和样品承载板200的另一个实施例，该组合的样品处理和样品承载板200具有多个单独的阵列位置210。各个阵列位置210设有入口201和出口202，该入口和出口限定形成室203。所述室可由介质204充满。
图2b示出阵列位置实施例的侧视图。阵列位置设有入口201、出口202和可由介质204充满的室203。在这个实施例中，入口和出口不限定室的容积。相反，室作为通道在与板相同的平面内(水平地)在由组合的样品处理和样品承载板组成的材料内定向延伸。与只由入口和出口限定的室相比，这就容许室具有更大的容积。所述出口为窄开口，其用于保持介质204。出口引导进入结构分析区域205。这种构造可用来限定分析区域的大小。
图2c是图2b所示的设计的另一个实施例，但是这儿阵列位置设有入口201和出口202，该入口和出口用来限定室203的容积。
图2d和图2e分别是示出阵列位置设计的顶视图和侧视图，其中，该阵列位置设计采用若干个壁206，所述壁形成格栅，以保持介质。
图2f和图2g分别是示出阵列位置设计的顶视图和侧视图，其中，该阵列位置设计采用若干个支柱207，该支柱形成格栅，以保持介质。
图2h和图2i分别是示出阵列位置设计的顶视图和侧视图，其中，该阵列位置设计采用跟状部(heel)208，该跟状部208提供了用于捕捉和保留介质的限制结构。
图2d-2i中的设计的共同点在于，室203的容积可以通过使室在包括组合的样品处理和样品承载板的材料中水平地延伸而扩大。也应该指出，通过将限制结构206、207、208移动到入口的边缘，可以实现象图2c中所示的设计，其中，在图2c中，室203的容积由入口和出口所限定。
图3a示出组合的样品处理和样品承载板300的一个实施例，其中，各个单独的阵列位置310具有非常浅的介质捕捉室303。图3b示出两个阵列位置的较近视图。室303的容积由入口301和出口302限定。这就使得能够容易且直接地对捕捉在介质304上的分析物进行分析，即，在没有将捕捉的分析物洗提到分析区域的情况下进行分析。室303可具有任意深度，但是在实施例300中，优选地介质304与入口301相齐，如图3c和3d所示，这是由于这个实施例300中的入口301也用作分析区域。更具体地说，介质304的表面是分析区域306。应该指出，包围出口302的表面也可用作分析区域305。
图4a示出组合的样品处理和样品承载板400的可替换实施例，其中，该组合的样品处理和样品承载板400具有多个阵列位置410，该阵列位置具有入口401、出口402和分析区域405，其都位于组合的样品处理和样品承载板的同一侧。图4b示出这样一种设计，即，可通过使室像通道一样在与板(水平地)相同的平面上在由组合的样品处理和样品承载板组成的材料内延伸，可以增大室403的容积。也应该指出，通过将限制结构404移动到入口401的边缘和出口402的边缘，可以实现像图4c所示的设计，其中，在图4c中，室403的容积由入口和出口限定。限制结构404可以是任何已知的型式，如支柱、壁、跟状部或开口。图4d示出与图4b类似的阵列位置410的侧视图，且箭头指示流过由介质406充满的室403的方向。
图5a示出组合的样品处理和样品承载板500的又一个可替换实施例，其中，该组合的样品处理和样品承载板500具有多个阵列位置510。图5b示出两个阵列位置510的侧视图，各个阵列位置充满不同的介质506。基板507内的阵列位置510可具有任何形状和几何结构。这儿不同之处在于，用于保持介质506的限制结构504是薄的渗透膜504。任何分配到入口501的液体穿过室503和薄膜504，所述薄膜504是可渗透的，即，其具有通道/出口502。分析区域505是分析物在从介质506洗提之后结束的区域。
如图6所示，组合的样品处理和样品承载板的阵列位置可具有入口和/或介质室和/或出口(分析区域)和包围这些的区域的任何已知型式的附加结构。该结构可容许用于不同的所需特性，如，容许加载体积更大、萃取容量(loading capacity)更高的介质、增强或便于分析、或者便于在将捕捉的分析物洗提到分析区域上的过程中产生由样品点所限定的更小区域。
图6a示出板材料604内的非结构阵列位置610的侧视图，所述板材料604包括设有入口601和出口602的组合的样品处理和样品承载板，该入口601和出口602限定形成室603。图6b示出直接在所需的分析物从介质605上洗提之后，在分析区域608上所产生的液滴606的侧视图，其中，所述分析区域围绕在出口602周围。图6c示出组合的样品处理和样品承载板的视图，其设有出口602和分析区域608。图6d示出在包括组合的样品处理和样品承载板的板材料604内构造的阵列位置610的侧视图，其中，所述组合样品处理和承载板设有限定形成室603的入口601和出口602。通过在出口602处构造孔眼616来限定形成分析区域。图6e示出由于孔眼616而形成的洗提液体界限的侧视图。图6f示出组合的样品和样品承载板的底部视图，该承载板带有出口602和孔眼/分析区域616。图6g示出另一个实施例的侧视图，其中，构造的分析区域是一组包围出口的同轴的圆形壁609，以及图6h示出洗提液体的界限。图6i是图6g的底视图，其带有圆形壁609。图6j示出形式为支柱611的另一个可能结构。图6k示出如何用类似烟筒形的结构612来限定分析区域。图6l示出洗提液体的界限以及图6m是该结构的底视图。在附图中，图6n-p是沟槽结构617，其用于限制分析区域上的洗提液。
图6q-s示出图案结构/构造613、614如何用来限制分析区域上的洗提液。图案结构/构造可利用任何已知的装置加到组合的样品处理和样品承载板，并且其可以是任何已知的型式，如疏水性的614和亲水性的613或者纳米多孔(nanoporous)614和平面613。这种图案结构/构造当然可以应用于包围入口和出口的区域，如图6t-u所示。图6v示出应用于入口的构造615。图案结构和构造因此可用于包围入口和出口和/或任何组合中的入口、室和/或出口(如图6w所示)的区域，以便于组合的样品处理和样品承载板的具体属性。
也能够使得设备的任一边是疏水性的，或者使得设备的整个表面为疏水性的。
如图7所示，可通过任何已知装置将任何已知型式的介质705-707加载到室703内，其中，所述已知装置例如是原地聚合、浆料中的珠粒或者介质块如Empore disksTM(3M)。
图7a示出将两个不同型式的介质加载到组合的样品处理和样品承载板上的单独阵列位置的介质室703内的示例。介质可以珠粒悬浮液705的形式加载，该珠粒悬浮液705可应用于入口701，并且，可在组合的样品处理和样品承载板的下方应用真空，从而将介质填满介质室703。介质705将保持在室703内，同时，珠粒悬浮液中使用的溶剂704将通过开口702。另一种加载介质的方式是放置介质块707，该介质块707适应于室703。
图7b示出组合的样品处理和样品承载板上的一个阵列位置如何用不同功能的介质充满。可采用不同的介质型式，以便获得所需的物理性能，如，较大的珠粒706可用于保持室内的小珠粒705，或者以便容许特殊的和多维样品处理步骤。
图8示出一些组合的样品处理和样品承载板800的一些不同用法。
在图8a中，介质首先在步骤(1)以珠粒浆料814形式例如通过移液操作自动装置813加入外部容器811(如微量滴定板)内的分析物中。介质在外部容器811的阵列位置内捕捉所需分析物，并随后在步骤(2)转移到组合的样品处理和样品承载板800上的相应阵列位置810上。组合的样品处理和样品承载板置于固定设备812内，该固定设备812能够例如通过在组合的样品处理和样品承载板的底部应用真空来加载介质和进行其他样品处理工艺。
在图8b中，首先在步骤(1)通过移液操作自动装置813以珠粒浆料814形式将介质加到组合的样品处理和样品承载板800的阵列位置810的室内。
含有所需分析物的样品溶液然后在步骤(2)从外部容器811转移到组合的样品处理和样品承载板800上的相应阵列位置810。所需的分析物然后可结合到介质上，其中，在分析物洗提到分析区域上之前，可在介质上进行附加的样品处理工艺。
图8c示出洗提步骤的示例。移液操作自动装置813将适当量的洗提液804分配到阵列位置810的入口801。应用在组合的样品处理和样品承载板800之下的真空确保洗提液通过室和出口802转移。因此，洗提液将转移捕捉在室内的介质803上的所需分析物，最后分析物在分析区域805上结束。所述(-P)指示在组合的样品处理和样品承载板的下方应用真空。
如图8d所示，在分析物洗提到分析区域上之后，组合的样品处理和样品承载板倒置，因此，出口802/分析区域805面朝上。组合的样品处理和样品承载板800可被直接插入适当的仪器内，其中，所述仪器可以分析组合的样品处理和样品承载板，或者如果需要，首先将该组合的样品处理和样品承载板置于适应于仪器的固定设备815内。
图9示出利用组合的样品处理和样品承载板对分析物的固相提纯的简单示意性示例。所述(-P)表示在组合的样品处理和样品承载板的下方应用真空。
在图9a中，首先在步骤(1)利用任何已知的方法905将样品904分配到阵列位置910的入口901。所需的分析物结合到介质室的介质903上，而大部分不需要的组分将流过出口902。
图9b示出第二步骤(2)，其中，剩余的不需要的组分将由冲洗液906冲洗掉。
图9c示出第三个步骤(3)，其中，提纯并浓缩的分析物将利用洗提液907从介质洗提到分析区域908上。
图9d示出最后的LDI MS分析步骤(4)，其中，组合的样品处理和样品承载板被倒置，并插入分析仪器中，各个分析区域908用激光909识别(interrogate)，致使分析物电离911。
图10示出不同的探测原理的示例，所述探测原理用于分析组合的样品处理和样品承载板上捕捉的分析物。阵列位置1010内的分析物可在结合到介质1003上的同时，通过光(图10a)或者激光1005(图10b)、解析/电离1006来进行分析，即，从入口1001进行分析，出口1002面朝下。
可替换地，分析物可洗提到出口1002周围的分析区域1007上，即，利用面朝上对着分析仪器的出口1002进行分析。分析仪器可以是光，如荧光分析(参考图10c)或者图10d中的激光1005、解析/电离1006。
如图11所示，为了便于进行一些工艺(如使得样品转移最小化和样品处理议定的简单自动化)，组合的样品处理和样品承载板1100可配合到附加的样品处理板1111上，该样品处理板1111也是流过型的。这种附加的样品处理板1111可以具有任何几何形状和功能，同时制造成能配合到组合的样品处理和样品承载板1100顶部或底部上。
图11b示出组合的样品处理和样品承载板1110与附加样品处理板1111配合的示例(侧视图)，其中，该附加的样品处理板用于凝胶内酶切过程。附加的样品处理板1111具有入口1112和出口1113，该入口和出口限定形成了用于保持凝胶塞1115的室1114。出口1113的大小能够容许保持凝胶塞1115并选择性的在室1114内保留液体，如在组合的样品处理和样品承载板1100的下方应用真空时，液体仅仅穿过出口1113到入口1101，组合的样品处理和样品承载板1100的介质1103和/或出口1102。为了改善将这种附加的样品处理板1111到组合的样品处理和样品承载板1100上的配合，在板1111或1100的两侧或一侧设置结构1104，如O形圈，以便于进行这种配合。
图12示出组合的样品处理和样品承载板1200如何用于样品的不同筛分识别的示例。组合的样品处理和样品承载板1200置于真空固定设备1213中。组合的样品处理和样品承载板的单独的阵列位置1210充满不同型式的介质，如，组合的样品处理和样品承载板1200上的阵列位置1210可充满96种不同的抗体(结合到介质上)。样品1212然后分配到组合的样品处理和样品承载板1200周围的槽1211内，且样品溶液1212在充分的培养时间之后被吸出/抽吸穿过所有位置。该96个分析位置最后被单独地分析。样品的这种型式的筛分识别可自然地在任何形式下进行，如利用组合的样品处理和样品承载板1200上的12个单独的槽1211，各个槽1211覆盖4×2个阵列位置。这就容许12个单独的样品1212被处理，各个样品在8个不同型式的介质上。
如图13a所示，通过堆叠几个组合的样品处理和样品承载板1300(其带有匹配的阵列位置1310)，可以进行附加的样品处理，所述处理可通过将样品穿过一堆组合的样品处理和样品承载板1300吸出而同时进行，或者通过首先在组合的样品处理和样品承载板1300上进行样品处理并然后一个摞一个放置组合的样品处理和样品承载板1300且将分析物转移到组合的样品处理和样品承载板1300上来连续进行。这种组合的样品处理和样品承载板1300的堆叠可以是任何数目或以任何顺序进行，以便于进行任何已知的样品处理过程。
图13b示出堆叠的三个组合的样品处理和样品承载板的示例。入口1301处的两个样品1307、1308可这样进行处理，即，通过在组合的样品处理和样品承载板的底部上的出口处应用真空，将该样品吸出/抽吸穿过堆叠的组合的样品处理和样品承载板的三个本体型式的介质，如亲水性介质1303、疏水性介质1304和强阳离子交换介质1305。所述堆然后被解开，且在收集用于每个样品的数据之前，各个组合的样品处理和样品承载板被独立地洗提和分析。
另一个可能的示例是，样品1307、1308首先在一个组合的样品处理和样品承载板上进行处理，其中，该处的介质1303具有选择性的抗体。这种组合的样品处理和样品承载板然后放置/堆叠在带有IMAC介质1304的组合的样品处理和样品承载板之上，从抗体介质1303洗提可选择地捕捉的分析物，并将其捕捉到IMAC介质1304上。带有抗体介质1303的组合的样品处理和样品承载板然后被去除，并且IMAC介质1304上的分析物受到样品处理过程，如酶消化过程，同时捕捉到介质1304上，然后置于带有疏水性介质1305的组合的样品处理和样品承载板之上。这样在IMAC介质1304上产生的分析物被洗提并捕捉到疏水性介质1305上。分析物然后接受样品处理，如清洗，并洗提到出口1302周围的分析区域上，以及用LDI MS分析这个组合的样品处理和样品承载板。
图14a示出组合的样品处理和样品承载板1400的可替换实施例，该样品处理和样品承载板1400带有多个阵列位置1410。出口1411是喷嘴，其容许产生电雾化或毫微雾化，所述电雾化或毫微雾化可供给ESI MS仪器上。
图14b示出一个带有入口1420的阵列位置1410的侧视图，该入口1420保持因构造1412而限定形成的液体容积。入口1420和出口/喷嘴1411形成了可用介质1419加载的室。室的表面具有电极1413，以施加为产生电雾化/毫微雾化1414所必须的电压。通过将组合的样品处理和样品承载板1400上的阵列位置1410对齐，将电雾化/毫微雾化1414分配到ESI MS仪器上，该承载板1400呈送到ESI MS仪器1418的入口。
图14c-e示出一些可能的喷嘴1411的示例，图14c是金字塔形喷嘴的示例，图14d是圆柱形喷嘴的示例，图14e是锥形喷嘴的示例。
图15a示出组合的样品处理和样品承载板1500的另一个可替换实施例，该承载板1500具有多个阵列位置1510，出口1502是喷嘴，其也容许产生可分配到ESI MS仪器的电雾化或毫微雾化的喷嘴。
图15b示出阵列位置1510的实施例的侧视图。阵列位置具有入口1501、出口1502和可用介质充满的室1503。在这个实施例中，入口和出口不限定室的容积。相反，室在包含组合的样品处理和样品承载板的材料内水平延伸。与由入口和出口所单独地限定室的情况相比，这就容许容积更大并因此容量更大的室穿过组合的样品处理和样品承载板。
图15c是图15b所示的阵列位置1510的另一个实施例，但是，这儿带有限定室容积的入口1501和出口1502的阵列位置。
图15d示出一个阵列位置1510的侧视图，该阵列位置带有可充满液体的入口1420。由于大小和几何形状，能够通过毛细作用力用液体从入口1501到出口/喷嘴1502来充满阵列位置。室1503的表面具有电极1504，以用于施加产生电雾化/毫微雾化1505所必须的电压。通过将组合的样品处理和样品承载板1500上的阵列位置1510对齐，将电雾化/毫微雾化1505分配到ESI MS仪器上，该承载板1500送到ESI MS仪器1507的入口。
图15e-g示出一些可能的喷嘴1502的实施例，图15e是金字塔形喷嘴，图15f是圆柱形喷嘴，以及图15g是锥形喷嘴。
在肽的固相萃取过程中，采用组合的样品处理和样品承载板的使用周期示例1.将限定容积/量的介质(珠粒)加到微量滴定板的96个孔眼中的各个孔眼中，其中，该微量滴定板的各个孔眼中含有不同的样品溶液。
2.捕捉-采用适当的培养时间，以使所需的生物分子粘结到经过的介质上。
3.组合的样品处理和样品承载板置于真空固定设备内，其入口朝上，并应用适当的真空(在组合的样品处理和样品承载板之下)。
4.加载-通过移液操作从96个孔眼的微量滴定板的孔眼位置抽吸含有介质的样品溶液，并将其转移到组合的样品处理和样品承载板上的相应位置处。真空使得样品溶液流过指定位置的出口，同时介质(带有捕捉的所需生物分子)开始被捕捉到那个位置处的介质室内。为了确保所有介质从96个孔眼的微量滴定板的位置转移，附加容量的液体(优选为冲洗液)加到孔眼上，吸出(与任何剩余的介质一起)并转移到组合的样品承载和样品处理板的目前选定位置处。在96个样品位置处重复进行这个过程。
5.清洗-通过应用真空，将适当体积的冲洗液加到并吸入穿过组合的样品处理和样品承载板的现在含有介质的各个位置。可重复进行这一操作，直到确信仅仅所需的生物分子留下，结合到介质上。
6.如果已经对特别脏的样品进行了处理，将真空关闭，并将终止在出口一侧的分析位置上的不需要的杂质冲洗掉。
7.洗提-再次应用适当的真空(通常在加载和清洗过程中随后降低)，并将限定的洗提液加到各个位置，致使捕捉的生物分子从介质上离开。该生物分子现在转移到分析区域(位于出口周围)。
8.LDI分析-组合的样品处理和样品承载板被倒置(出口朝向上)并置于基板内，所述基板可插入LDI仪器内。分析各个单独的位置，并记录各个位置的数据。
结论本发明提供一种利用LDI(激光解析电离)分析的组合的样品处理和样品承载板。样品处理和承载板是流过型阵列设备，该设备中，各个单独的阵列位置具有用于加载的入口孔、具有规定容积的室以及一个或几个出口孔。室用于捕捉介质(珠粒、颗粒、薄膜或Empore盘件)，以用于生物分子的亲和选择，该介质优选为珠粒，其大小以这种方式选择，即确保珠粒能够捕捉在室内。室也可通过原地聚合充满介质。环绕一个或多个出口孔的表面用作样品分析位置。
入口孔也可限定用于保持介质的室的容积。入口可在基板内垂直地延伸，并具有任何几何形状或横截面，例如圆柱形、正方形、菱形、圆锥形或金字塔形，其中，该基板包括组合的样品处理和样品承载板。入口/室的底部可在每个入口位置设有一个出口或者几个出口。所述出口也可以具有任何几何形状。
可替换地，入口孔可通向通道(其形成介质室)，所述通道在包括组合的样品处理和样品承载板的基板内水平地延伸。这个通道可以是任何几何形状的，如圆柱形、正方形、菱形、圆锥形或金字塔形。该通道包含限制结构(如跟状部、格栅)，其保持介质并具有一个出口。
目标板优选以这种方式设计，即，其可通过任何已知的手段粘附到普通LDI(MALDI，SELDI，DIOS)目标上，但是，所述手段优选为支架，该支架通过物理手段可容纳组合的样品处理和样品承载板。可替换地，组合的样品处理和样品承载板可以这种方式设计，即，其可直接送入MS仪器内(而不需要任何支架)。
组合的样品处理和样品承载板可由任何已知的构造装置来制造，如硅、金属或聚合物材料的微型加工。
本发明也涉及一种用于质谱分析的样品处理和承载设备的使用。要处理的分析物是生物分子(肽、蛋白质、低聚核苷酸)或者适用于在本发明的样品处理和承载板上用于MS分析的有机分子。
聚合物材料可电镀有金属，如Au、Ag、Cu、Pt，以便提供传导性材料，该传导性材料容许进行分析物生物分子的电离。
本发明的设计方案可用于捕捉介质，优选地捕捉珠粒，以容许选择性的捕捉生物分子。捕捉介质可以具有任何已知的功能，如RP、SCX、IEX。介质上的捕捉的实体也可是生物分子，如抗体、肽、DNA、蛋白质、碳水化合物，分析物可洗提到分析区域上。加载的介质可以是单一型式的，或者层叠型式，或者具有不同亲和性能的介质混合物。
溶液和/或介质通过任何已知的手段(如压电分配[piezodispensing]、移液操作或任何其他形式的分配)输送到设备上。
珠粒/介质、样品溶液、清洗液、其他溶液(如含有反应物的溶液)通过在板的一侧应用真空而加载并抽吸，优选在带有分析区域的一侧上应用真空。可替换地，通过应用毛细管作用力或压力，溶液可穿过设备。
板也可配合到盖板上，所述盖板容许通过压力进行洗提，例如，通过将移液管尖端插入入口/或其上方。
含有目标生物分子的分析物溶液可穿过介质并结合到用于处理的介质上，并随后洗提到用于分析的样品分析位置，优选利用质谱分析进行分析，该质谱分析优选为LDI MS(MALDI，SELDI，DIOS)。样品可结合到外部容器内的介质上，如微量滴定板、Eppendorf管等，且介质然后转移到用于随后处理和分析的设备上。
样品可通过使分析物溶液穿过室内的介质而结合，并在洗提到样品分析位置之前受到处理(化学或酶处理)。可替换地，洗提的分析物生物分子在分析区域/位置上受到酶促反应或化学反应，然后用MS对其进行分析。试剂可通过任何手段如移液操作、分配或者接触印刷(contact printing)而提供于该位置。分析物在仍结合到介质上的同时或者在MS分析之前于分析区域上受到酶或化学排序步骤。
一个或多个附加的板可置于之上或之下，以用于样品处理，如用于将捕捉在介质上的蛋白质消化。附加板可以是第一个板的复制，或者附加板可以是任何其他设计或材料。两个或多个这种板可堆叠在一起，各个板内带有不同的介质，分析物溶液穿过堆叠的板，以用于随后分析各个单独的板(板1IMAC/板2RP，板-SH/板2RP…)。
组合的样品处理和样品承载板上的不同室可充满具有不同捕捉部分的介质以及经过这些室的样品溶液，以便可选择地捕捉不同介质上的特定的生物分子。
结合的分析物可洗提到样品分析位置上，以在MS分析之前利用互补技术(complementary technique)如荧光或SPR进行分析。
本设备可接受表面处理，以推进、抑制或改变结合、加载或洗提。
样品分析区域可以是表面改进的，以提供特殊性能，如提供较小的样品点、提高结晶或者能从表面(DIOS)上直接电离。
分析区域可通过增加结构支架来形成。
分析区域可由疏水/亲水层的图案结构来形成。
分析区域可以任何已知的手段来改变，以促进洗提的分析物/基体如多孔硅的结晶。
该设备可用于不同的表达分析(expression analysis)，如将不同条件下的样品混合，并通过MS捕捉和分析合成分析物或者一些特殊的合成分析物。为了在MS分析中可以看到不同的分析物的表达，可采用任何已知型式的同位素标记法。用于捕捉的介质可是任何型式的(RP，生物素，-SH)。
分析物生物分子在仍捕捉到介质上的同时或者在洗提到组合的样品处理和样品承载板的分析区域上之后，可以通过光学装置如荧光扫描器、显微镜方法、闪烁探测器等来分析该生物分子。
洗提的分析物可由(LDI)MS分析，以推导Mw，执行肽绘制指纹识别(peptide map fingerprinting)或者MS/MS，以便建立分析物的序列和/或一致性和/或数量水平。分析物洗提到分析区域上，并通过LDI MS/MS技术(如，MALDI TOF-TOF或者MALDI Q-TOF)进行分析。
介质用于捕捉特殊改进的分析物，如可采用IMAC，且捕捉的分析物(一个或多个磷酸肽)由MS/MS分析。
在另一种应用中，磷酸肽可受到脱磷酸步骤，同时捕捉到介质上或者分析区域上，以便确认该肽的脱磷酸作用。
分析物在仍结合到介质上的同时或者在分析区域上所进行的MSn分析过程中，结合到介质上的分析物可受到化学反应，以提高MS探测或促进/引导分析物的破裂，如，将赖氨酸转换成高精氨酸或trimetylation。
分析物可从介质上用溶液转移，其中，该溶液也含有LDI(如，DHB，CHCA，FA，SA，THAP，…)所必需的基体，所述基体在分析区域上结晶。
可以只利用洗提溶液来从介质上转移分析物，并且，在通过利用任何已知的手段如移液操作、分配、e-spray之后将LDI所必须的基体加到洗提区域(分析区域)上。
可以在压力、湿度和/或温度可控的环境下使用该设备，以能够实现加载、洗提、生物学、化学或者其他特征。
组合的样品处理和样品承载板可用于从生物分子离析(如液体色谱法、等电子聚焦、毛细管电色谱法)来收集分馏物，以用于对捕捉的生物分子作随后的样品处理并作最终分析。
该设备可用于存储结合到介质上的样品，以用于随后分析。
本发明的范围仅仅由附属权利要求书来限定。
权利要求
1.一种用于组合的样品处理和样品承载的设备，其包括带有入口的板，所述入口位于连接到相应的室的一侧，所述室位于用来接受要处理和分析的样品的相应阵列位置，其特征在于，各个室与出口连通，以能够使流体流过室。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，相应的出口同时用作用来保持介质的限制结构。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，相应的出口包括用于保持介质的限制结构。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述出口包括带有限制小孔(106′)的结构。
5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述出口包括可渗透膜(504)。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述出口设置在与所述入口相对的板的另一侧，其中，相应的室在入口和出口之间形成。
7.如权利要求1到6中任一权利要求所述的设备，其特征在于，室的形状是锥形、圆柱形、正方形、矩形、三角形、菱形或金字塔形中的任一种，或者上述形状的组合。
8.如权利要求1到5中任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述出口设置在板的另一侧上，并与入口隔开，其中，相应的室在入口和出口之间形成。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述出口设置在板的同一侧上，并与入口隔开，其中，相应的室在入口和出口之间形成。
10.如权利要求8或9所述的设备，其特征在于，相应的室形成为在与板相同的平面上定向的通道。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，相应的室包括用于保持介质的限制结构。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述限制结构包括格栅。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述格栅包括壁(206)或者支柱(207)。
14.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述限制结构包括跟状部(208)。
15.如权利要求1到14中任一权利要求所述的设备，其特征在于，相应的入口包括结构，如横条(109)，以用于防止物质进入室内。
16.如权利要求1到15中任一权利要求所述的设备，其特征在于，分析区域设置在各个出口处。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述分析区域构造成能得到限定分析区域的孔眼。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述分析区域结构包括孔眼(616)、圆形壁(609)、支柱(611)、烟囱形的结构(612)、沟槽(617)或者上述结构的组合。
19.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述分析区域结构包括图案化的结构，如亲水层(614)或疏水层(613)、或者纳米多孔表面(614)或者平面(613)或者其组合。
20.如前述权利要求1到19中任一权利要求所述的设备，其特征在于，在各个入口处设置一结构化的区域(615)。
21.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述结构化的区域包括孔眼、圆形壁(615)、支柱、烟囱形的结构、沟槽或其组合。
22.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述结构化的区域包括图案化的结构，如亲水层(614)或疏水层(613)、或者纳米多孔表面(614)或者平面(613)或者其组合。
23.如前述权利要求1到19中任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备的一侧或两侧制成疏水的。
24.如前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备可连接到抽吸固定设备(812)上。
25.如前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备可堆叠，从而可连接到另一个设备上。
26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述设备包括配合装置，如O形圈，以密封在重复的多个出口和入口周围。
27.如前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备设置成能够产生电雾化。
28.如权利要求27所述的设备，其特征在于，所述设备包括位于各个出口处的喷嘴(1411，1502)以及位于各个室处的电极(1413，1504)。
29.如权利要求28所述的设备，其特征在于，所述喷嘴形式为金字塔形喷嘴、圆柱形喷嘴或者圆锥形喷嘴。
30.如前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备由聚合物材料制成。
31.如前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备由微型加工技术制成。
32.如权利要求30或31所述的设备，其特征在于，所述设备用金属，如Au、Ag、Cu或Pt电镀。
33.一种利用组合的样品处理和样品承载设备来分析样品的方法，其中，该承载设备包括带有入口的板，所述入口在一侧连接到相应的室，所述室位于用来接受要处理和分析的样品的相应阵列位置处，各个室与出口相通，以能够使流体流过室，该方法包括以下步骤将样品供给外部容器；可选择地，使样品在外部容器内受到第一次处理；将样品转移到组合的样品处理和样品承载设备上；利用流过设备的流体，使样品受到第二次处理，其中，将所述介质捕捉在该设备内。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述样品包括分析物和介质，其中，第一次处理包括将分析物内的物质捕捉到介质上。
35.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述样品包括分析物，且组合的样品处理和样品承载设备被单独地供应介质，其中，第二次处理包括将分析物中的物质捕捉到介质上。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，外部容器是槽，组合的样品处理和样品承载设备浸没到其中，以转移样品。
37.如权利要求33到36中任一权利要求所述的方法，其特征在于，第二次处理包括清洗，其中，清洗液被抽吸穿过组合的样品处理和样品承载设备。
38.如权利要求33到37中任一权利要求所述的方法，其特征在于，第二次处理包括洗提，其中，洗提液抽吸穿过组合的样品处理和样品承载设备。
39.如权利要求33到38中任一权利要求所述的方法，其特征在于，第二次处理包括将样品转移到组合的样品处理和样品承载设备上的分析区域上。
40.如权利要求33到39中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述样品抽吸穿过组合的样品处理和样品承载设备到分析区域上。
41.如权利要求39或40所述的方法，其特征在于，所述样品在分析区域受到结晶作用。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，可利用含有基体的溶液将所述样品抽吸穿过组合的样品处理和样品承载设备到样品分析区域上，其中，所述基体用于LDI，如DHB、CHCA、FA、SA和THAP。
43.如权利要求39到42中任一权利要求所述的方法，其特征在于，分析区域位于下侧，组合的样品处理和样品承载设备被向下倒置，以用于使所述板接受分析仪器的分析。
44.如权利要求33到38中任一权利要求所述的方法，其特征在于，第二次处理包括将样品电雾化到分析仪器上。
45.如权利要求33到44中任一权利要求所述的方法，其特征在于，组合的样品处理和样品承载设备置于抽吸固定设备上，操作该抽吸固定设备，以在相应的步骤中需要时，将流体抽吸穿过设备。
46.如权利要求34到45中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述介质具有用于各种生物分子的可选择的亲和性。
47.如权利要求46所述的方法，其特征在于，所述介质具有亲水性的、疏水性的、阳离子交换、RP、SCX、IMAC或IEX功能。
48.如权利要求46或47所述的方法，其特征在于，所述介质包括珠粒、颗粒、薄膜或者Empore盘件。
49.如权利要求46到48中任一权利要求所述的方法，其特征在于，利用原地(在芯片中)聚合将所述介质供给到组合的样品处理和样品承载板上，所述介质例如多孔聚合物整体的介质。
50.如权利要求33到49中任一权利要求所述的方法，其特征在于，组合的样品处理和样品承载设备包括几个堆叠板。
51.如权利要求50所述的方法，其特征在于，不同的介质由不同的板所承载。
52.如权利要求51所述的方法，其特征在于，在堆叠板内同时进行所述第二次处理。
53.如权利要求51所述的方法，其特征在于，在堆叠板内同时进行部分第二次处理，然后将堆叠板解开，以用于对板进行单独的处理。
54.如权利要求33到53中任一权利要求所述的方法，其特征在于，在第二次处理之后，对组合的样品处理和样品承载设备进行分析。
55.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述分析是光学方法，如荧光检测、激光检测、闪烁探测或者显微镜方法。
56.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述分析包括质谱法(MS)，如LDI、ESI、SELDI、DIOS、MALDI TOF-TOF、MALDIQ-TOF。
57.如权利要求33到56中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第二次处理包括利用酶促反应或化学反应的试剂进行的处理。
58.如权利要求57所述的方法，其特征在于，所述第二次处理包括酶消化。
59.如权利要求57所述的方法，其特征在于，所述第二次处理包括脱磷酸作用。
60.如权利要求57到59中任一权利要求所述的方法，其特征在于，借助于分配或接触印刷来供给样品和/或试剂。
61.如权利要求33到60中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述样品包含分析物，所述分析物包括生物分子，如肽、蛋白质、低聚核苷酸、抗体、DNA、碳水化合物或者磷酸肽。
62.如权利要求33到61中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述外部容器是微量滴定板。
全文摘要
本发明涉及一种用于化学分析的设备和方法，特别是用于从溶液中的分子混合物中萃取分子如生物分子并在将其呈送给分析仪器之前对萃取的生物分子进行样品处理的设备，其中所述生物分子如肽和/或蛋白质。用于样品分析的方法使用组合的样品处理和样品承载装置。所述设备包括带有入口的板，所述入口在一侧连接到相应的室，所述室位于用于接受要处理和分析的样品的相应阵列位置处，各个室与出口相通，以能够使流体流过所述板。该方法包括如下步骤把样品供给外部容器；可选择地，使样品在外部容器内受到第一次处理；将样品转移到组合的样品处理和样品承载设备上；利用流过设备的流体，使样品受到第二次处理，其中，将所述介质捕捉在该设备内。
文档编号B01L3/00GK1846136SQ200480025618
公开日2006年10月11日 申请日期2004年7月14日 优先权日2003年7月15日
发明者西蒙·埃克斯特伦, 托马斯·劳雷, 捷尔吉·马尔科-瓦尔加, 约翰·尼尔松, 拉尔斯·瓦尔曼 申请人:西蒙·埃克斯特伦, 托马斯·劳雷, 捷尔吉·马尔科-瓦尔加, 约翰·尼尔松, 拉尔斯·瓦尔曼