[0001] Die Erfindung betrifft ein Untersuchungsverfahren und ein entsprechendes Untersuchungssystem,
insbesondere für die Massenspektroskopie von Biomolekülen, gemäß dem Oberbegriff der
nebengeordneten Ansprüche.
[0002] Es ist aus SPANGENBERG, Tim; ABEL, Bernd: "Laser-angeregte Mikrofilamente für extreme
Lichtquellen und Biomolekülanalytik", Photonik 6/2004 bekannt, sogenannte Mikroflüssigkeitsstrahlen
zur massenspektroskopischen Untersuchung von großen Biopolymeren, organischen Molekülen
und Ionen einzusetzen. Dabei werden die zu untersuchenden Proben (z.B. Biopolymere)
in Wasser als Trägerflüssigkeit gelöst, wobei die Trägerflüssigkeit mit der darin
gelösten Probe durch eine Mikrodüse in ein Vakuum eingespritzt wird, so dass sich
in dem Vakuum ein stabiler Mikroflüssigkeitsstrahl ausbildet, der einen Strahldurchmesser
im Bereich von 5-100 µm und eine Strahlgeschwindigkeit von 30-100 m/s aufweist. Aus
diesem Mikroflüssigkeitsstrahl werden dann Moleküle durch Bestrahlung mit gepulstem,
abstimmbarem Infrarot-Laserlicht desorbiert und anschließend massenspektroskopisch
untersucht. Diese laserinduzierte Desorption von Probenmolekülen aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl
ermöglicht vorteilhaft eine sehr schonende Freisetzung der Probenmoleküle.
[0003] Nachteilig an diesem bekannten- Untersuchungsverfahren ist zum einen der relativ
hohe Verbrauch von Probensubstanz, da die in dem Mikroflüssigkeitsstrahl enthaltene
Probensubstanz zwischen den aufeinander folgenden Laserimpulsen nicht desorbiert wird
und deshalb ungenutzt bleibt. Die Ausbeute der Probensubstanz lässt sich hierbei allenfalls
durch eine Erhöhung der Impulsrate des Lasers steigern, was jedoch nur in begrenztem
Umfang möglich ist.
[0004] Zum anderen ermöglicht das eingangs beschriebene bekannte Untersuchungsverfahren
nur die Untersuchung einer einzigen Probensubstanz, die in der Trägerflüssigkeit des
Mikroflüssigkeitsstrahls gelöst ist. Zur Untersuchung einer anderen Probensubstanz
muss die Trägerflüssigkeit mit der alten Probensubstanz zunächst ausgewechselt werden,
was äußerst aufwändig ist. Das eingangs beschriebene bekannte Untersuchungsverfahren
ermöglicht also keine Hochdurchsatzmassenanalyse einer Vielzahl von Proben.
[0005] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene bekannte
Untersuchungsverfahren bzw. das zugehörige Untersuchungssystem entsprechend zu verbessern.
[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Untersuchungsverfahren bzw. ein Untersuchungssystem
gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
[0007] Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, in die Trägerflüssigkeit des
Mikroflüssigkeitsstrahls jeweils räumlich begrenzte Proben einzubringen, die sich
jeweils in Strahlrichtung nur über einen Teilbereich des Mikroflüssigkeitsstrahls
erstrecken. Eine derartige örtlich begrenzte Injektion der zu untersuchenden Proben
in die Trägerflüssigkeit des Mikroflüssigkeitsstrahls ermöglicht vorteilhaft einen
schnellen Wechsel der zu untersuchenden Proben, indem nacheinander die verschiedenen
Proben in den Mikroflüssigkeitsstrahl injiziert und hintereinander untersucht werden.
Darüber hinaus wird durch die räumlich begrenzte Injektion der Proben der Verbrauch
an Probensubstanz wesentlich verringert.
[0008] Bei einer Hochdurchsatzmassenanalyse werden hierbei vorzugsweise mehrere Proben in
den Mikroflüssigkeitsstrahl eingebracht, so dass die einzelnen Proben in dem Mikroflüssigkeitsstrahl
in Strahlrichtung hintereinander angeordnet und räumlich voneinander getrennt sind.
Die einzelnen Proben bilden hierbei also Pfropfen oder Segmente in dem ansonsten aus
der Trägerflüssigkeit (z.B. Wasser) bestehenden Mikroflüssigkeitsstrahl.
[0009] Die Injektion der einzelnen Proben in die Trägerflüssigkeit kann beispielsweise durch
ein steuerbares Ventil erfolgen, das vorzugsweise stromaufwärts vor der Mikrodüse
angeordnet ist, die zur Erzeugung eines Mikroflüssigkeitsstrahls verwendet wird. Bei
dem verwendeten Ventil kann es sich beispielsweise um ein Hochdruckventil (HPLC-Ventil)
handeln, wie beispielsweise das Gynkotek-Modell 300C.
[0010] Falls die Schaltzeiten derartiger Ventile zu groß sind, um die Proben mit einer ausreichend
hohen Taktfrequenz in die Trägerflüssigkeit zu injizieren, besteht die Möglichkeit,
mehrere derartige Ventile in Strömungsrichtung untereinander anzuordnen.
[0011] Die Ventile münden hierbei vorzugsweise in einen Trägerstromkanal, der die Mikrodüse
zur Erzeugung des Mikroflüssigkeitsstrahls speist.
[0012] Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die einzelnen Proben
unterschiedliche Probensubstanzen enthalten, so dass eine Massendurchsatzanalyse einer
Vielzahl unterschiedlicher Proben ermöglicht wird.
[0013] Die Desorption der einzelnen Proben aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl kann im Rahmen
der Erfindung in herkömmlicher Weise durch Laserbestrahlung erfolgen, beispielsweise
durch Bestrahlung mit gepulstem, abstimmbaren, IR-Laserlicht, was aus der eingangs
zitierten Druckschrift SPANGENBERG, Tim; A-BEL, Bernd: "Laser-angeregte Mikrofilamente
für extreme Lichtquellen und Biomolekülanalytik" sowie aus CHARVAT, A. et al.: "New
design for a time-of-flight mass spectrometer with a liquid beam laser desorption
source for the analysis of biomolecules", Review of scientific instruments, Volume
75, Number 5, May 2004, Seiten 1209 ff. bekannt ist. Der Inhalt dieser beiden Druckschriften
ist deshalb der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich der Desorption der Proben aus
dem Mikroflüssigkeitsstrahl in vollem Umfang zuzurechnen, so dass an dieser Stelle
auf eine detaillierte Beschreibung der Techniken zur Desorption der Proben aus dem
Mikroflüssigkeitsstrahl verzichtet werden kann. Das erfindungsgemäße Untersuchungssystem
weist also vorzugsweise eine Desorptionseinrichtung mit einem Laser auf.
[0014] Darüber hinaus kann die Untersuchung der aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl desorbierten
Proben im Rahmen der Erfindung ebenfalls in herkömmlicher Weise erfolgen, beispielsweise
durch eine massenspektroskopische Untersuchung. Hinsichtlich der Untersuchung der
aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl desorbierten Proben wird ebenfalls auf die beiden
vorstehend erwähnten Druckschriften "Laser-angeregte Mikrofilamente für extreme Lichtquellen
und Biomolekülanalytik" und "New design for a time-of-flight mass spectrometer with
a liquid beam laser desorption ion source for the analysis of biomolecules" verwiesen,
deren Inhalt der vorliegenden Beschreibung in diesem Zusammenhang in vollem Umfang
zuzurechnen ist.
[0015] Die Mikrodüse selbst kann im Rahmen der Erfindung in herkömmlicher Weise ausgebildet
sein, wobei derartige Mikrodüsen beispielsweise in der Patentveröffentlichung WO 2004/076071
A1 beschrieben sind. Der Inhalt dieser Patentveröffentlichung ist deshalb der vorliegenden
Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen.
[0016] Die einzelnen Proben in dem Mikroflüssigkeitsstrahl können in Strahlrichtung eine
räumliche Ausdehnung aufweisen, die so groß ist, dass jede Probe mehrfach von einem
Laserimpuls zur Desorption getroffen werden kann. Eine derartige mehrfache Desorption
von Probenmolekülen aus den einzelnen Proben ermöglicht beispielsweise eine statistische
Auswertung der daraus resultierenden Untersuchungsergebnisse, beispielsweise durch
eine Mittelwertbildung. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass das Produkt aus der Stahlgeschwindigkeit
und der Desorptions-Periodendauer (d.h. in der Regel der Periodendauer des gepulsten
Lasers) kleiner sein muss als die Probenlänge der einzelnen Proben, damit eine mit
dem Mikroflüssigkeitsstrahl fortbewegte Probe nacheinander von mehreren Laserimpulsen
erfasst werden kann.
[0017] Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die einzelnen Proben in dem
Mikroflüssigkeitsstrahl eine so geringe Probenlänge in Strahlrichtung aufweisen, dass
jede Probe jeweils nur von einem einzigen Laserimpuls erfasst werden kann. In diesem
Fall ist das Produkt aus der Strahlgeschwindigkeit und der Desorptions-Periodendauer
(d.h. der Periodendauer des gepulsten Laserlichts) größer als die Probenlänge. Derartig
kurze Proben ermöglichen vorteilhaft einen Massendurchsatz einer Vielzahl von Proben
bei gleichzeitig geringem Probensubstanzeintrag (Probenmengen).
[0018] Bei dem erfindungsgemäßen Untersuchungsverfahren müssen die einzelnen Laserimpulse
die einzelnen Proben exakt treffen, um eine Desorption von Probensubstanz aus dem
Mikroflüssigkeitsstrahl zu bewirken. Es besteht deshalb im Rahmen der Erfindung die
Möglichkeit, dass die Desorption (z.B. die Laserimpulse) unter Berücksichtigung der
Probenlänge und der Strahlgeschwindigkeit synchronisiert wird, so dass die einzelnen
Laserimpulse jeweils exakt eine der Proben treffen.
[0019] Eine derartige Synchronisation kann beispielsweise passiv erfolgen, indem die Strahlgeschwindigkeit
erfasst wird und die Laserimpulse in Abhängigkeit von der Strahlgeschwindigkeit getriggert
werden.
[0020] Es ist jedoch auch möglich, dass die Synchronisation aktiv erfolgt. Beispielsweise
kann hierzu eine optische Schranke verwendet werden, durch die der Mikroflüssigkeitsstrahl
hindurchtritt, so dass die einzelnen Proben beim Durchgang durch die optische Schranke
detektiert werden können. In Abhängigkeit von dieser Detektion der einzelnen Proben
kann dann die Abgabe der einzelnen Laserimpulse so getriggert werden, dass diese exakt
die einzelnen Proben treffen.
[0021] Weiterhin besteht die Möglichkeit, der Probensubstanz einen Farbstoff zuzusetzen,
was die optische Erkennung der einzelnen Proben in dem Mikroflüssigkeitsstrahl und
damit die aktive Synchronisation erleichtert.
[0022] Die Injektion der einzelnen Proben in die Trägerflüssigkeit des Mikroflüssigkeitsstrahls
erfolgt vorzugsweise stromaufwärts vor der Mikrodüse, da dort die Strömungsgeschwindigkeit
der Trägerflüssigkeit wesentlich geringer ist als in dem Mikroflüssigkeitsstrahl stromabwärts
hinter der Mikrodüse.
[0023] Für die Injektion der einzelnen Proben in die Trägerflüssigkeit kann beispielsweise
ein Probenmagazin mit mehreren Probenkammern eingesetzt werden, wobei die einzelnen
Probenkammern des Probenmagazins mit den einzelnen Proben beschickbar sind. Das Probenmagazin
kann dann so in die Trägerstromleitung eingeführt werden, dass die Trägerstromleitung
durch eine der Probenkammern fließt und dabei die darin befindliche Probensubstanz
mitführt.
[0024] Das Probenmagazin kann hierbei beispielsweise revolverförmig ausgebildet sein und
im Betrieb entsprechend gedreht werden, um nacheinander verschiedene Proben in die
Trägerflüssigkeit einzubringen.
[0025] Bei der Trägerflüssigkeit zur Aufnahme der zu untersuchenden Proben kann es sich
beispielsweise um herkömmliches Wasser handeln. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich
der zu verwendenden Trägerflüssigkeit nicht auf Wasser beschränkt, sondern auch mit
beliebigen anderen Flüssigkeiten realisierbar.
[0026] Weiterhin ist zu erwähnen, dass die einzelnen Proben beispielsweise ein Probenvolumen
im Bereich von 10 nl bis 100 ml aufweisen, wobei beliebige Zwischenwerte innerhalb
dieses Bereichs möglich sind. Vorzugsweise liegt das Probenvolumen jedoch im Bereich
von 10 nl bis 100 µl.
[0027] Ferner ist zu erwähnen, dass der Mikroflüssigkeitsstrahl vorzugsweise einen Strahldurchmesser
im Bereich von 5 µm bis 100 µm aufweist, wobei sich ein Bereich von 5 µm bis 30 µm
als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
[0028] Der Mikroflüssigkeitsstrahl weist ferner eine Strahlgeschwindigkeit auf, die vorzugsweise
im Bereich von 20 m/s bis 200 m/s liegt, wobei hinsichtlich der Strahlgeschwindigkeit
ebenfalls beliebige Zwischenwerte innerhalb des vorstehend erwähnten Wertebereichs
möglich sind.
[0029] Ferner kann der Mikroflüssigkeitsstrahl zwischen der Mikrodüse und seinem Zerfallspunkt,
in dem der Mikroflüssigkeitsstrahl in Tropfen zerfällt, eine Vielzahl von Proben enthalten,
wie beispielsweise mehr als 10, mehr als 50, oder mehr als 100 Proben.
[0030] Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass der schnell flie-βende Mikroflüssigkeitsstrahl
zwischen der Mikrodüse und dem Zerfallspunkt, d.h. in dem sogenannten kontinuierlichen
Bereich, nur eine einzige Probe enthält. Auch in diesem Fall kann eine Vielzahl von
Proben in schneller Folge untersucht werden, beispielsweise mehre als 5 Proben pro
Sekunde.
[0031] Darüber hinaus ist - obwohl selbstverständlich - zu erwähnen, dass der Mikroflüssigkeitsstrahl
in der Regel in ein Vakuum bzw. in eine Vakuumkammer eingespritzt wird, wobei in der
Vakuumkammer die Desorption der Proben und/oder die Untersuchung der Proben erfolgt.
[0032] Schließlich umfasst die Erfindung auch einen Mikroflüssigkeitsstrahl als solchen,
der räumlich begrenzte Proben enthält, die sich in Strahlrichtung nur über einen Teilbereich
des Mikroflüssigkeitsstrahls erstrecken.
[0033] Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung eines Mikroflüssigkeitsstrahls mit mehreren, je- weils
räumlich begrenzten Proben, die laserinduziert aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl desorbiert
werden, um eine massenspektroskopische Untersuchung zu ermöglichen,
- Figur 2
- eine Abwandlung eines derartigen Mikroflüssigkeitsstrahls, bei dem die einzelnen Proben
in Strahlrichtung so lang sind, dass diese jeweils von mehreren Laserimpulsen erfasst
werden,
- Figur 3
- eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Untersuchungssystems mit einer
Lichtschranke zur Detektion der Proben in dem Mikroflüssigkeitsstrahl und zur Synchronisation
der Abgabe der Laserimpulse zur Desorption der einzelnen Proben
- Figuren 4A, 4B
- eine Injektionseinrichtung zur Einbringung der Proben in die Trägerflüssigkeit des
Mikroflüssigkeitsstrahls, sowie
- Figuren 5A, 5B
- eine alternative Ausführungsform einer derartigen Injektionseinrichtung.
[0034] Die schematische Darstellung in Figur 1 zeigt einen Mikroflüssigkeitsstrahl 1, der
einen Strahldurchmesser d im Bereich von 5 µm bis 100 µm und eine Strahlgeschwindigkeit
vim Bereich von 20 m/s bis 200 m/s aufweist, wobei der Mikroflüssigkeitsstrahl 1 durch
eine an sich bekannte Mikrodüse in ein Vakuum eingespritzt wird und in dem Vakuum
bis zu einem nicht dargestellten Zerfallspunkt stabil bleibt, an dem der Mikroflüssigkeitsstrahl
1 dann in Tröpfchen zerfällt.
[0035] Die Mikrodüse selbst ist hierbei in herkömmlicher Weise gemäß der Patentveröffentlichung
WO 2004/076071 A1 ausgebildet, so dass an dieser Stelle auf eine detaillierte Beschreibung
der Mikrodüse verzichtet werden kann.
[0036] In den Mikroflüssigkeitsstrahl 1 sind mehrere Proben 2-4 pfropfenförmig eingebracht,
wobei die Proben 2-4 unterschiedliche Probensubstanzen enthalten können, um eine Massendurchsatzanalyse
einer Vielzahl von Proben zu ermöglichen.
[0037] Die einzelnen Proben 2-4 werden zur Desorption aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl 1
von einem Infrarot-Laser 5 mit Laserimpulsen bestrahlt, was an sich aus den bereits
vorstehend zitierten Druckschriften "Laser-angeregte Mikrofilamente für extreme Lichtquellen
und Biomolekülanalytik" und "New design for a time-of-flight mass spectrometer with
a liquid beam laser desorption ion source for the analysis of biomolecules" bekannt
ist, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Druckschriften verwiesen wird.
[0038] Der Infrarot-Laser 5 gibt die einzelnen Laserimpulse hierbei mit einer Periodendauer
Δt ab, die an die Probenlänge L der einzelnen Proben 2-4 derart angepasst ist, dass
das Produkt aus der Strahlgeschwindigkeit v und der Impuls-Periodendauer größer ist
als die Probenlänge L. Dies bedeutet, dass jede der Proben 2-4 nur von einem einzigen
Laserimpuls getroffen wird.
[0039] Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend mit dem vorstehend
beschriebenen und in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur
Vermeidung von Wiederholungen weitgehend auf die vorstehende Beschreibung verwiesen
wird, wobei für entsprechende Teile bzw. Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet
werden.
[0040] Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Probenlänge
L der einzelnen Proben 2, 3 wesentlich größer ist als bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 1. Das Produkt aus der Strahlgeschwindigkeit v und der Impuls-Periodendauer
Δt ist hierbei kleiner als die Probenlänge L der beiden Proben 2, 3, so dass jede
der beiden Proben 2, 3 von mehreren Laserimpulsen getroffen wird. Dies hat zur Folge,
dass aus jeder der Proben 2, 3 mehrere Probenfragmente desorbiert und getrennt untersucht
werden. Dies ermöglicht eine Mittelwertbildung der Untersuchungsergebnisse der einzelnen
Probenfragmente.
[0041] Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt wiederum weitgehend mit dem
vorstehend beschriebenen und in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel überein,
so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung
zu Figur 2 verwiesen wird. Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin,
dass die Abgabe der Laserimpulse durch den Infrarot-Laser 5 durch eine Synchronisationseinrichtung
getriggert wird, damit die einzelnen Laserimpulse jeweils exakt die Proben 2, 3 treffen.
[0042] Hierzu weist das Ausführungsbeispiel eine Lichtschranke auf, die aus einem Laser
6 und einem optischen Detektor 7 besteht, wobei der von dem Laser 6 emittierte Laserstrahl
durch den Mikroflüssigkeitsstrahl 1 hindurch geht und deshalb eine Detektion der einzelnen
Proben 2, 3 beim Durchgang durch den Laserstrahl ermöglicht.
[0043] Der Detektor 7 steuert beim Durchgang der einzelnen Proben 2, 3 jeweils eine Steuereinheit
8 an, die dann den Infrarot-Laser 5 so triggert, dass die von diesem abgegebenen Impulse
exakt die Proben 2, 3 treffen.
[0044] Die Figuren 4A und 4B zeigen eine Injektionseinrichtung, die verwendet werden kann,
um die Proben 2, 3 in die Triggerflüssigkeit des Mikroflüssigkeitsstrahls 1 zu injizieren.
[0045] Die Injektionseinrichtung ist hierbei stromaufwärts vor der Mikrodüse angeordnet,
die den Mikroflüssigkeitsstrahl 1 in das Vakuum injiziert. Diese Anordnung ist vorteilhaft,
da die Strömungsgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit stromaufwärts vor der Mikrodüse
wesentlich geringer ist als die in Mikroflüssigkeitsstrahl 1 stromabwärts hinter der
Mikrodüse, wodurch die Injektion der Proben 2, 3 erleichtert wird.
[0046] Die Injektionseinrichtung ist hierbei in der Trägerstromleitung angeordnet, welche
die Mikrodüse speist, wobei in der Zeichnung zwei Trägerstromleitungsabschnitte 9,
10 dargestellt sind.
[0047] Die Trägerflüssigkeit wird in der Injektionseinrichtung über den Trägerstromleitungsabschnitt
9 zugeführt und verlässt die Injektionseinrichtung wieder über den Trägerstromleitungsabschnitt
10 zu der Mikrodüse, die den Mikroflüssigkeitsstrahl 1 in das Vakuum injiziert.
[0048] In der Injektionseinrichtung fließt die Trägerflüssigkeit durch eine von zwei Probenkammern
11, 12 eines Probenmagazins 13, wobei das Probenmagazin 13 in Pfeilrichtung drehbar
ist.
[0049] In der in Figur 4A gezeigten Stellung des Probenmagazins 13 fließt die Trägerflüssigkeit
über den Trägerstromleitungsabschnitt 9 durch die Probenkammer 11 in den Trägerstromleitungsabschnitt
10 und dann weiter zu der Mikrodüse.
[0050] Die andere Probenkammer 12 des Probenmagazins 13 wird dann von Probensubstanz gefüllt,
wobei die Probensubstanz über eine Probenzuleitung 14 in die Probenkammer 12 eingeführt
wird und diese in Richtung der Probenausleitung 15 durchströmt.
[0051] Wenn die Probenkammer 12 mit der gewünschten Probensubstanz gefüllt ist, kann das
Probenmagazin 13 in Pfeilrichtung gedreht werden, so dass die mit Probensubstanz gefüllte
Probenkammer 12 zwischen den beiden Trägerstromleitungsabschnitten 9, 10 liegt und
deshalb mit Trägerflüssigkeit durchspült wird, wobei die in der Probenkammer 12 befindliche
Probensubstanz mitgeführt wird.
[0052] Währenddessen kann die andere Probenkammer 11 mit einer neuen Probensubstanz gefüllt
werden, was in Figur 4B dargestellt ist.
[0053] Die Figuren 5A und 5B zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Injektionseinrichtung
zur Injektion der einzelnen Proben in die Trägerflüssigkeit des Mikroflüssigkeitsstrahls
1.
[0054] Dieses Ausführungsbeispiel stimmt teilweise mit dem vorstehend beschriebenen und
in den Figuren 4A und 4B dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung
von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung zu den Figuren 4A und 4B verwiesen
wird, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
[0055] Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass das Probenmagazin
13 revolverförmig ist und um eine Drehachse gedreht werden kann, die im Wesentlichen
parallel zu den Trägerstromleitungsabschnitten 9, 10 verläuft. Die einzelnen Probenkammern
16 bilden hierbei also in jeweils einer Drehstellung einen koaxialen Bestandteil der
Trägerstromleitungsabschnitte 9, 10.
[0056] Die Befüllung der einzelnen Probenkammern 16 ist hier zur Vereinfachung nicht dargestellt,
jedoch ist die Befüllung der Probenkammern 16 in einfacher Weise möglich, indem entsprechende
Befüllungsleitungen stirnseitig an das revolverförmige Probenmagazin 13 anstoßen.
[0057] Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die
ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich
fallen.
1. Untersuchungsverfahren, insbesondere für die Massenspektroskopie von Biomolekülen,
mit den folgenden Schritten:
a) Einbringung einer zu untersuchenden Probe (2-4) in eine Trägerflüssigkeit,
b) Erzeugung eines Mikroflüssigkeitsstrahls (1) aus der Trägerflüssigkeit mit der
darin enthaltenen Probe (2-4),
c) Desorption zumindest eines Teils der Probe (2-4) aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl
(1),
d) Untersuchung der aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) desorbierten Probe (2-4),
dadurch gekennzeichnet, dass
e) die Probe (2-4) in dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) in Strahlrichtung räumlich begrenzt
ist und sich in Strahlrichtung nur über einen Teilbereich des Mikroflüssigkeitsstrahls
(1) erstreckt.
2. Untersuchungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Proben (2-4) in den Mikroflüssigkeitsstrahl (1) eingebracht werden, so dass
die einzelnen Proben (2-4) in dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) in Strahlrichtung hintereinander
angeordnet und räumlich voneinander getrennt sind.
3. Untersuchungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Proben (2-4) mittels mindestens eines steuerbaren Ventils in die Trägerflüssigkeit
injiziert werden.
4. Untersuchungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Proben (2-4) unterschiedliche Probensubstanzen enthalten.
5. Untersuchungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) die einzelnen Proben (2-4) mit einer bestimmten Desorptions-Periodendauer jeweils
einzeln periodisch aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) desorbiert werden,
b) sich die einzelnen Proben (2-4) in dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) in Strahlrichtung
jeweils über eine bestimmte Probenlänge (L) erstrecken,
c) der Mikroflüssigkeitsstrahl (1) eine bestimmte Strahlgeschwindigkeit (v) aufweist,
d) das Produkt aus der Strahlgeschwindigkeit (v) und der Desorptions-Periodendauer
(Δt) entweder kleiner oder größer ist als die Probenlänge (L).
6. Untersuchungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die periodische Desorption der einzelnen Proben (2-4) unter Berücksichtigung der
Probenlänge (L) mit der Strahlgeschwindigkeit (v) synchronisiert wird.
7. Untersuchungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisation aktiv oder passiv erfolgt.
8. Untersuchungsverfahren nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Erfassung der einzelnen Proben (2-4) durch eine Lichtschranke,
- Synchronisation der Desorption in Abhängigkeit von der Erfassung durch die Lichtschranke (6, 7).
9. Untersuchungssystem, insbesondere zur massenspektroskopischen Untersuchung von Biomolekülen,
mit
a) einer Mikrodüse zur Erzeugung eines Mikroflüssigkeitsstrahls (1), wobei der Mikroflüssigkeitsstrahl
(1) eine Trägerflüssigkeit und mindestens eine zu untersuchende Probe (2-4) enthält,
b) einer Desorptionseinrichtung (5) zur Desorption zumindest eines Teils der Probe
(2-4) aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) und
c) einer Untersuchungseinrichtung zur Untersuchung der desorbierten Probe (2-4),
gekennzeichnet durch
d) eine Injektionseinrichtung (9-16), welche die Probe (2-4) in die Trägerflüssigkeit
des Mikroflüssigkeitsstrahls (1) örtlich begrenzt injiziert, so dass sich die Probe
(2-4) in dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) in Strahlrichtung nur über einen Teilbereich
des Mikroflüssigkeitsstrahls (1) erstreckt.
10. Untersuchungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung (9-16) mehrere Proben (2-4) räumlich voneinander getrennt
und in Strahlrichtung hintereinander liegend in die Trägerflüssigkeit injiziert.
11. Untersuchungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung (9-16) mindestens ein steuerbares Ventil aufweist.
12. Untersuchungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung (9-16) stromaufwärts vor der Mikrodüse angeordnet ist.
13. Untersuchungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) in die Mikrodüse eine Trägerstromleitung (9, 10) mündet,
b) die Injektionseinrichtung (9-16) ein Probenmagazin (13) mit mehreren Probenkammern
(11, 12, 16) aufweist,
c) die Probenkammern (11, 12, 16) des Probenmagazins mit den einzelnen Proben (2-4)
beschickbar sind, und
d) das Probenmagazin (13) so in die Trägerstromleitung (9, 10) einführbar ist, dass
die Trägerstromleitung (9, 10) durch eine der Probenkammern (11, 12, 16) führt.
14. Untersuchungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenmagazin (13) drehbar ist.
15. Untersuchungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenmagazin (13) revolverförmig ist und eine Drehachse aufweist, die parallel
zu der Trägerstromleitung (9, 10) verläuft.
16. Untersuchungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) die Desorptionseinrichtung (5) die Proben (2-4) periodisch mit einer bestimmten
Desorptions-Periodendauer aus dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) desorbiert,
b) sich die einzelnen Proben (2-4) in dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) in Strahlrichtung
über eine bestimmte Probenlänge (L) erstrecken,
c) der Mikroflüssigkeitsstrahl (1) eine bestimmte Strahlgeschwindigkeit (v) aufweist,
d) das Produkt aus der Strahlgeschwindigkeit (v) und der Desorptions-Periodendauer
entweder kleiner oder größer ist als die Probenlänge (L).
17. Untersuchungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 16, gekennzeichnet durch eine Synchronisationseinrichtung zur Synchronisation der Desorptionseinrichtung (5)
entsprechend der Strahlgeschwindigkeit (v) und dem Abstand zwischen den aufeinander
folgenden Proben (2-4).
18. Untersuchungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationseinrichtung eine Lichtschranke aufweist, welche die Proben (2-4)
in dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) erfasst.
19. Mikroflüssigkeitsstrahl (1), insbesondere zur massenspektroskopischen Untersuchung
von Biomolekülen, mit einer Trägerflüssigkeit und mindestens einer in die Trägerflüssigkeit
eingebrachten Probe (2-4), dadurch gekennzeichnet, dass die Probe (2-4) in dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) in Strahlrichtung räumlich begrenzt
ist und sich in Strahlrichtung nur über einen Teilbereich des Mikroflüssigkeitsstrahls
(1) erstreckt.
20. Mikroflüssigkeitsstrahl (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Mikroflüssigkeitsstrahl (1) in Strahlrichtung hintereinander mehrere
Proben (2-4) befinden, die räumlich voneinander getrennt sind.