用于操作小型对象的工具保持器的制作方法

1.本发明涉及一种用于操作小型对象(object，物体)的工具的工具保持器和适配器。特别地，本发明涉及用于在x射线晶体学方法中操作晶体材料的工具保持器，例如操作单晶。


背景技术：

2.x射线单晶结构分析作为确定有机化合物分子结构的方法是已知的。当要制备高质量的单晶时，通过x射线单晶结构分析，能够准确地确定有机化合物的分子结构。
3.对这种高质量单晶的操作通常使用由附接到小钢棒(通常直径为0.64mm；最长25mm)的环或尖端组成的工具执行。棒的小直径使得这些工具的使用非常困难。为了便于操作，可以将这些棒插入机械铅笔(mechanical pencil，自动铅笔)中。
4.高质量单晶定期生长并储存在狭窄的容器中。在用于x射线晶体学分析之前，必须将此类高质量的单晶从小容器/小瓶中取出。当这种晶体在狭窄的容器中生长时，没有现有的工具能够做到在保持晶体完整的同时小心地将其取出。例如，在一种使用结晶多核金属复合物确定分析物的晶体结构的方法中，将分析物包含在这种具有多孔金属有机框架的单晶中是在具有锥形底部的色谱用微量试管(microvials)中进行的。
5.包含分析物的高质量结晶多核金属复合物保留在小瓶的底部并且可能附着在底部。在这种情况下，如果没有任何工具，就不可能操作并取出单晶用于x射线晶体学分析。因此，需要一种工具保持器和工具，其允许在/从狭窄和受限的空间中操作和取出小型对象，例如结晶多核金属复合物(包括分析物)。


技术实现要素：

6.本发明针对上述问题提供了解决方案，即具有一种用于在狭窄和/或受限的空间中操作小型对象的适当工具。本发明提供了一种保持器，其能够装配捕获元件，其尺寸允许在狭窄的小瓶中操作晶体并且其上部易于抓握。
7.在一个实施例中，本发明提供了一种用于操作样品的保持器，该保持器包括：a.)捕获元件，在棒状物(rod-like shape)上，用于附接(attaching)或捕获样品；b.)适配器部分，具有两个端部，该适配器部分在与连接捕获元件的一端相对的端部处连接到棒状物，以及c.)手柄部分，其在相对于棒状物连接到适配器的端部的另一端部处连接到适配器，该手柄部分的形状使得能够手动操作保持器。
附图说明
8.图1：示出了工具保持器，包括手柄和适配器。
9.图2：示出了工具保持器，其中手柄和适配器是相同的。
具体实施方式
10.目前还没有能够在狭窄和受限的空间中手动操作非常小的物体(例如单晶)的工具。对此类工具的要求包括用于捕获和操作单晶的捕获元件。此外，该工具需要有足够的灵活性，以便在狭窄和受限的空间中进行操作。此外，在与捕获元件相对的端部上，工具或工具保持器具有足够大的尺寸，以使人能够手动操作工具，同时该尺寸足够小至能够在狭窄的容器中使用工具，例如用于生长包含x射线晶体学中所使用的分析物的结晶多核金属复合物的小瓶。
11.目前可用的工具可能具有捕获元件和棒，但不能用于手动操作。通常可以使用机械铅笔保持器插入工具的棒状物，以提供允许手动操作工具和捕获单晶的手柄。当可用的操作空间相对较大时(或者操作空间没有限制，例如当对象或单晶在打开的圆盘中时)，此配置是可用的。但是，使用机械铅笔会导致太硬和太笨重，从而无法操作放置在狭窄容器中的对象(例如包括分析物的结晶多核金属复合物)。
12.如图1所示的本发明的工具允许在先前的工具和工具保持器不能得到充分使用的狭窄空间中进行这种操作。图1示出了一种工具或工具保持器(10)，其可用于在可具有凹形底部的狭窄容器中操作小型的对象，例如包含分析物的结晶多核金属复合物。该工具或工具保持器(10)包括位于棒状物(14)上的捕获元件(13)和适配器部分(15)，适配器部分具有两个端部(16，17)和手柄部分(18)。适配器(15)的一个端部(16)允许与棒状物(14)和捕获元件(13)相连接。适配器(15)的另一个端部(17)连接到手柄部分(18)。
13.在一个实施例中，适配器(15)和手柄部分(18)是工具保持器的两个独立元件。在一个可选的实施例中，手柄部分(18)和适配器部分(15)二者形成单一的元件(20)，如图2所示。
14.适配器部分(15)被设计为能够与棒状物(14)和捕获元件(13)相连接，同时具有允许其在例如狭窄容器的受限空间中自由移动的尺寸和直径。适配器部分(15)具有2cm或更长的长度，适宜地在2cm和10cm之间，甚至更适宜地在3cm和5cm之间。此外，适配器部分(15)的直径使其能够被容易地插入并且能够在例如狭窄容器这样的狭窄或受限的空间内移动。适宜地，适配器部分(15)的直径小于5mm，更适宜地为1至3mm。
15.适配器(15)的一个端部(16)具有用于将棒状物(14)和捕获元件(13)连接到适配器部分(15)的装置。该连接装置包括用于棒状物(14)的开口，用于将棒状物(14)固定到适配器部分(15)。棒状物(14)到适配器部分(15)的这种固定可以是两个元件的永久固定。然而优选地，将棒状物(14)可逆地固定到适配器部分(15)。因此，适配器部分(15)的这一端部(16)进一步包括可逆的固定装置。将棒状物(14)固定到适配器(15)的任何固定装置都是合适的，优选的是那些允许两个元件可逆固定的装置。可逆固定装置的一个示例是磁性固定装置，在此，棒状物(14)全部或部分由磁性材料制成，其可以使用磁性固定装置保持到位，通过手动地从适配器部分(15)取出棒状物(14)，可以轻松地克服磁力。可逆固定装置还可以包括机械固定装置，例如凭借按钮和弹簧机构的机械固定装置。
16.适配器部分(15)的另一端部(17)连接到手柄部分(18)，该手柄部分的尺寸允许手动地操作整个工具或工具保持器(10)。手柄(18)部分的尺寸适宜的是使适配器部分(15)和手柄部分(18)的组合长度为至少3cm，更适宜地为至少5cm。在一个实施例中，手柄部分(18)和适配器部分(15)的组合长度在5cm和10cm之间。因此，手柄部分(18)的长度适宜地为至少
2cm，更适宜地为2至5cm。手柄部分(18)的直径使其能够手动操作整个工具或工具保持器(10)。手柄部分(18)的直径适宜地为至少0.1cm，更适宜地为至少0.5cm。在本发明的一个实施例中，手柄部分(18)具有0.5至1cm的直径。本发明的一个实施例包括长度为2至5cm、直径为0.5至1cm的手柄部分(18)。
17.要在例如狭窄容器之类的狭窄空间中捕获和操作的小型对象可以是任何小型对象。在一个实施例中，本发明适用于例如在x射线晶体学中所使用的结晶样品的使用和操作。结晶样品可以是将要被安装在例如用于通过x射线晶体学分析的测角仪上的任何单晶。在一个实施例中，结晶样品是多孔结晶多核金属复合物(porous crystalline polynuclear metal complex)。这种多孔结晶多核金属复合物适宜地包括可用x射线晶体学进行分析的分析物。多孔结晶多核金属复合物的使用通常需要在结晶材料的狭窄空间中进行操作，因为将分析物引入多孔结晶多核复合物通常是在具有凹形底部的小型狭窄容器中进行。
18.多孔结晶多核金属复合物最常在有机溶剂中储存和使用。这还包括在将分析物引入这种多孔结晶多核复合物的工艺步骤中使用有机溶剂。捕获元件(13)用于捕获或操作这种多孔结晶多核金属复合物(有或没有分析物)。在一个实施例中，至少捕获元件(13)由这样的材料制成：其是稳定的(不会例如由于溶剂化作用(solvation)而改变其物理性质)，并且在暴露于有机溶剂时保持其形状。在一个实施例中，捕获元件(13)由抗有机溶剂并且不溶于有机溶剂的材料制成。
19.通过x射线晶体学对多孔结晶多核金属复合物中的分析物进行分析包括：操作分析物和多孔结晶多核金属复合物，并将其安装在用于x射线晶体分析的测角仪上。在一个实施例中，捕获元件(13)、可能还有棒状物(14)或其一部分是由不干扰x射线晶体学分析的材料制成。
20.捕获元件可以例如由薄塑料膜构成，该塑料可以被处理以获得期望的疏水性或亲水性、机械压花或磨损、或涂覆有膜(例如，聚乙二醇或pdms)。构成工具或工具夹持器(10)的其他部分的材料不受任何特定约束的限制。适宜地，棒状物(14)、或者棒状物(14)和适配器元件(15)(或适配器元件的一部分)二者都由刚性但柔性的材料制成，以提高在包括小型对象的狭窄、受限的空间中操作捕获元件的便利性。