用于在诸如透射电子显微镜的带电粒子设备中处置用于研究的样本的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种样本处置和存储系统。该系统用于存储和处置被布置成在带电粒子显微镜中使用的样本，该样本可以是低温样本，诸如在低温透射电子显微镜中使用的低温电子显微镜样本。该系统包括用于存储多个样本的存储设备，和位于远离该存储设备的位置处的带电粒子设备(CPA)，诸如低温

【技术实现步骤摘要】
用于在诸如透射电子显微镜的带电粒子设备中处置用于研究的样本的系统和方法
具体实施方式
[0001]本专利技术涉及一种用于处置样本的系统和方法，该系统包括存储设备、转移装置和带电粒子设备(CPA)，诸如呈透射电子显微镜(TEM)的形式的带电粒子显微镜(CPM)。
[0002]生物学是研究生命和活生物体(包括其物理结构、化学过程、分子相互作用、生理机制、发育和进化)的自然科学。
[0003]细胞生物学是生物学的一个分支，其研究细胞(生命的基本单位)的结构和功能。细胞生物学涉及细胞的生理特性、代谢过程、信号传导路径、生命周期、化学组成以及细胞与其环境的相互作用。在细胞生物学中，大分子之间的分子识别控制着细胞中所有最复杂的过程。最常见的大分子包括生物聚合物(核酸、蛋白质、碳水化合物和脂质)和大的非聚合分子(诸如脂质和大环化合物)。
[0004]许多研究人员对以高分辨率研究其自然环境中的大分子复合物以便揭示其结构动力学和相互作用感兴趣。为此，可以使用带电粒子显微镜。
[0005]带电粒子显微镜是一种众所周知且日益重要的微观物体成像技术，特别是呈电子显微镜(EM)的形式。历史上，电子显微镜的基本种类已演变成许多众所周知的设备类别，诸如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和扫描透射电子显微镜(STEM)，并且还演变成各种子类别，诸如所谓的“双束”工具(例如，FIB
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SEM)，该工具另外采用了“机加工”聚焦离子束(FIB)，例如从而允许诸如离子束铣削或离子束诱导沉积(IBID)的支持性活动。技术人员将熟悉不同类别的带电粒子显微镜。
[0006]在SEM中，扫描电子束对样本的辐照促进“辅助”辐射以二次电子、背散射电子、X射线和阴极发光(红外、可见光和/或紫外光子)的形式从样本发出。可检测此发出的辐射的一个或多个分量并将其用于样本分析。
[0007]在TEM中，电子束透射穿过试样，以在该束透射穿过试样时根据电子与样本的相互作用形成图像。然后将图像放大并聚焦到成像装置上，该成像装置诸如荧光屏、照相胶片层或传感器(诸如附接到电荷耦合装置(CCD)的闪烁器)。闪烁器将显微镜中的原电子变换为光子，使得CCD能够检测其。
[0008]EM提供了许多研究生物样本的方式：常规TEM用于研究生物样本的总体形态；电子晶体学和单粒子分析致力于研究蛋白质和大分子复合物；并且(低温)电子断层扫描术和玻璃切片的低温
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EM(CEMOVIS)针对细胞器和分子架构。在低温
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EM和CEMOVIS中，使用玻璃化技术通过快速冷冻来保存样本，并通过低温
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TEM观察。CEMOVIS还包括对样本进行低温切片，这可以使用低温
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FIB技术完成。
[0009]制备用于在分析装置中研究的生物样本通常是费时又费力的。制备低温
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EM试样例如包括以下步骤：获取生物材料(通常是纯化的蛋白质复合物)的水性样本；将其施加到支撑结构(格栅)，将其尺寸缩小为尽可能薄(约至取决于生物分子的大小)的一层；然后足够快地冷冻这一层以防止水结晶。这种制备生物样本的过程的许多方面都是有问题的。
[0010]一旦低温
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EM样本已制备，其就需要在适当条件下存储和处置，以供稍后在带电粒子显微镜中使用。为此，多个低温
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EM样本可存储在个别格栅箱中。这些格栅箱可放置于锥形法尔康管中，然后存储到长期液氮存储杜瓦瓶中。
[0011]一旦需要，就从杜瓦瓶取出法尔康管，并且从法尔康管检取对应于所要样本的正确的格栅箱。
[0012]可应用不同方法来将所要样本放到低温
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电子显微镜中。
[0013]在第一实施方案中，可使用低温转移固持器。这是被设计用于将液氮温度下的样本无霜转移到透射电子显微镜(TEM)中的液氮固持器。将样本从格栅箱取出并手动地放置在低温转移固持器内部。然后，低温转移固持器可连接到TEM。低温转移固持器在获取期间将样本固持在TEM内部适当位置。低温转移固持器在TEM内部的放置已经被证明很麻烦，因为低温固持器到显微镜中的插入的失败率相对较高。在连接低温转移固持器之后20分钟周期期间，发生大量样本漂移。此外，低温转移固持器限制了TEM中样本的输贯量，因为低温转移固持器需要每隔12小时手动地用液氮再填充，并且4至5次插入之后需要显微镜的4小时长的低温循环。
[0014]在第二实施方案中，样本使用低温样本操纵机器人装载到TEM中。此类样本操纵机器人例如被称为由Thermo Scientific
TM
出售的产品AutoLoader。AutoLoader是作为TEM的一部分安装的模块。将样本手动地放置在AutoLoader仓内部。这些AutoLoader仓然后存储在诸如杜瓦瓶的低温存储器中。一旦需要，就从杜瓦瓶检取仓并将其放置在AutoLoader模块内部。然后，由操纵机器人从仓取出所要样本，操纵机器人将样本转移到TEM内部的样本固持器。然后，可使用TEM使样本成像。尽管此已知系统提供极佳的效果，尤其是在样本转移质量和筛检输贯量方面，但其它方面仍存在改进空间，诸如例如改进样本到仓中的装载、复杂性、安装和维护的容易度，以及相关联成本。
[0015]这些实施方案中的一个或多个实施方案可能需要用户执行闩锁低温转移固持器和/或仓的步骤，或执行其他任务，包括连接线缆、打开和/或关闭过渡腔室、打开和/或关闭阀和/或插入样本。
[0016]从上可知，因此需要一种提供改进的安全性以及存储低温样本、转移低温样本和在带电粒子显微镜或类似设备中研究低温样本的改进的用户体验的改进的样本存储和处置系统。
[0017]一般来讲，期望一种提供存储样本、转移样本以及在诸如带电粒子显微镜的带电粒子设备中使用这些样本的改进的用户体验的改进的样本存储和处置系统。因此，本公开不限于低温
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EM样本，而是也可用于非低温
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EM样本。
[0018]考虑到上述内容，本公开提供了一种样本处置和存储系统。
[0019]该样本处置和存储系统包括存储设备，该存储设备用于存储多个样本。该存储设备被布置用于存储样本，该样本可以是低温
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EM样本。该存储设备可被布置用于在低温条件下存储样本。
[0020]该样本处置和存储系统进一步包括带电粒子设备(CPA)，该带电粒子设备位于远离该存储设备的位置处。CPA和存储设备之间的距离使得存储设备与CPA之间的直接样本转移是困难或几乎不可能的。因此，系统进一步包括转移装置，该转移装置被布置成可在存储设备和CPA之间移动。
[0021]转移装置能够可释放地连接到该存储设备和该CPA。这就是说，转移装置可连接到存储设备以及与该存储设备断开连接。此外，转移装置能够可释放地连接到该CPA，并且因此转移装置可连接到该CPA以及与该CPA断开连接。在转移装置的断开连接状态中，转移装置可在存储设备和CPA之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种样本处置和存储系统，所述样本处置和存储系统包括：
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存储设备，所述存储设备用于存储多个样本；
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带电粒子设备(CPA)，所述带电粒子设备位于远离所述存储设备的位置处；和
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转移装置，所述转移装置能够可释放地连接到所述存储设备和所述CPA，其中所述系统被布置成用于当所述转移装置连接到所述存储设备时将样本从所述存储设备转移到所述转移装置，并且被布置成用于当连接到所述CPA时将所述样本从所述转移装置转移到所述CPA；其特征在于，所述系统包括至少一个抽吸盘机构，所述至少一个抽吸盘机构用于紧固所述转移装置与所述存储设备和所述CPA中的至少一者之间的所述连接。2.根据权利要求1所述的样本处置和存储系统，其中所述转移装置包括细长壳体，并且所述存储设备和所述CPA中的每一者包括用于接纳所述细长壳体的对应凹陷部。3.根据权利要求2所述的样本处置和存储系统，其中所述凹陷部的侧壁为所述转移装置的所述壳体提供引导表面，并且所述凹陷部的底壁为所述壳体提供邻接表面。4.根据权利要求3所述的样本处置和存储系统，其中所述细长壳体包括连接面，在连接状态中，所述连接面指向所述凹陷部的所述底壁。5.根据权利要求1至4所述的样本处置和存储系统，其中所述抽吸盘机构设置在所述转移装置上。6.根据权利要求4和5所述的样本处置和存储系统，其中所述抽吸盘机构设置在所述转移装置的所述连接面上。7.根据权利要求4和5所述的样本处置和存储系统，其中所述转移装置包括设置在所述连接面中的转移端口，并且所述凹陷部的所述底壁包括转移开口。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：