AT403165B - Vorrichtung zur wiederholten automatischen durchführung eines thermischen zyklusses zur behandlung von proben - Google Patents

Vorrichtung zur wiederholten automatischen durchführung eines thermischen zyklusses zur behandlung von proben Download PDF

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Description

AT 403 165 B
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur wiederholten automatischen Durchführung eines thermischen Zyklusses zur Behandlung einer biologischen Probe.
Derartige Vorrichtungen werden in der Biologie im allgemeinen, im speziellen in der Mikrobiologie, zahlreich angewandt. Auf dem letztgenannten Gebiet wird die Notwendigkeit, eine biologische Probe bei unterschiedlichen Temperaturen zu behandeln, im allgemeinen durch zwei biologische Grundeigenschaften diktiert. Es ist erstens die biologische Aktivität eines Enzyms stark temperaturabhängig. Im allgemeinen weist jedes Enzym eine optimale Wirksamkeitstemperatur auf und seine Aktivität nimmt regelmäßig ab, wenn man von dieser Temperatur abweicht. Es können so Kurven erhalten werden, die die Veränderungen der biologischen Aktivität als Funktion der Temperatur darstellen, was für jedes Enzym eine wichtige Eigenschaft ist. Es ist zweitens die Reaktion der Molekularhybridisierung zwischen zwei Sequenzen von Nucleinsäuren direkt mit der Temperatur verbunden. Diese Hybridisierung, die auf der Komplementärheit der Basen zwischen zwei Sequenzen beruht, kann zwischen zwei Molekülen Desoxyribonucleinsäure (DNA), zwischen zwei Molekülen Ribonucleinsäure (RNA) oder zwischen einem Molekül DNA und zwischen einem Molekül RNA erfolgen. Molekularhybridisierung ermöglicht es, entweder Paarbildung zweier unterschiedlicher Moleküle durch Wasserstoffbrückenbindungen oder intermolekulare Paarbildung zwischen zwei komplementären Sequenzen zu erzielen. Im letztgenannten Fall kommt es zur Bildung einer sogenannten Sekundärstruktur der DNA oder RNA Moleküle. Der Einfluß der Temperatur auf die Hybridisierungsreaktion ist wesentlich, und jede DNA oder RNA-Sequenz wird durch ihre Tm definiert: d.i. die Temperatur, bei der 50 % der Sequenzen zu Komplementärsequenzen verpaart sind. Die Tm einer gegebenen Sequenz wird experimentell an Hand der Hyperchromizität bei 260 nm durch Spektralphotometrie bestimmt, die die Entpaarung (oder Denaturierung) zweier komplementärer DNA-Sequenzen begleitet. Alle DNA-Sequenzen liegen bei hohen Temperaturen (100 *C) einsträngig und bei niederen Temperaturen (10-20 “C) doppels-trängig vor.
Die Tm einer DNA-Sequenz hängt wesentlich von den folgenden zwei Parametern ab: der Basissequenz und der lonenkraft des Mediums. Die üblicherweise auftretende Tm liegt zwischen 20 und 85'C. Das bedeutet, daß die große Mehrzahl von molekularen Reaktionen in hervorragend definierten und kontrollierten thermischen Bedingungen durchgeführt werden kann. Einige dieser Reaktionen benötigen die aufeinanderfolgende Verwendung unterschiedlicher Temperaturen und können in Vorrichtungen, wie sie in dieser Erfindung beschrieben werden, durchgeführt werden. Dies betrifft insbesondere die Hydrolyse, bei der Restriktionsenzyme verwendet werden, die Enzymmodifikationsreaktionen der DNA, die Enzymkaskadenreaktionen, die Isolierung repetitiver Bereiche von DNA-Sequenzen und die Verstärkung durch Polymerase-Kettenreaktion. Diese Anwendungen werden nun detailliert beschrieben.
Hydrolyse der DNA durch Restriktionsenzyme
Ein Restriktionsenzym ermöglicht es, einen DNA/DNA-Hybridisierungsduplex an einem bestimmten Platz, der durch seine Sequenz definiert ist, zu schneiden. Für die große Mehrheit dieser Enzyme liegt die Temperatur der maximalen Aktivität bei 37’C. Die Inkubationszeit der DNA mit dem Enzym bei 37 *C variiert zwischen 30 min und einigen Stunden. Eine einfache Methode zum Desaktivieren des Enzyms besteht darin, die Proble für einige Minuten bei 100’C zu inkubieren, einer Temperatur, bei der das Enzym irreversibel denaturiert wird. Diese Behandlung ist gleichermaßen wirksam bei der DNA-Denaturierung, die zu ihrer doppelsträngigen Form zurückkehrt, wenn sie einer fortschreitenden Senkung der Temperatur von 110’C auf 20 *C unterworfen wird. Plötzliches Abkühlen der Probe ermöglicht es einem nicht, korrektes Renaturieren der DNA zu erreichen. Fortschreitendes Abkühlen kann insbesondere auch schrittweise erfolgen. Verallgemeinerung der Gesamtheit der Enzymbehandlungen von DNA und RNA.
Dieses Verfahren, das für Restriktionsenzyme angewandt wird, kann für die Behandlung vieler Enzyme adaptiert werden, beispielsweise: - Polynucleotidkinasen - Ligasen - terminale Deoxynucleotidtransferase - DNA und RNA-Polymerasen - Endonucleasen und Exonucleasen
Enzymkaskadenbehandlung
Es können viele aufeinanderfolgende Enzymbehandlungen notwendig sein, um eine oder mehrere definierte DNA-Sequenzen zu erhalten. Üblicherweise ist ein Wechsel des Reaktionsmediums zwischen zwei Enzymreaktionen notwendig. 2
AT 403 165 B
Isolierung repetitiver Bereiche von DNA-Sequenzen
In komplexen Genomen existieren eine große Anzahl von DNA-Sequenzen (Humangenom: 3,5 x 109 Basenpaare). Es ist möglich, unterschiedlich repetitive Bereiche von Sequenzen aufgrund der Anzahl von Kopien der Sequenz pro Genom zu unterscheiden. Es werden dafür vollständig thermisch denaturierte DNA-Genome schrittweise und auf selektive Weise restauriert. Die hochrepetitiven Sequenzen werden zuerst restauriert (Bereich 1), dann die mittelrepetitiven Sequenzen (Bereich 2), dann die kaum repetitiven Sequenzen (Bereich 3) und schließlich die Einzelsequenzen (Bereich 4). Es ist möglich, die verschiedenen Bereiche dadurch zu erhalten, daß man die Probe durch Affinitätskolonnen des Hydroxy-Apatit-Typs schickt, was es einem ermöglicht, die einzelsträngigen DNA-Moleküle von den doppelsträngigen DNA-Molekülen zu trennen. Sie werden bei präzisen Temperaturen durch Kolonnen geschickt, wobei die Probe Schritt für Schritt abgekühlt wird. Die Temperatur der ersten Kolonne liegt in der Nähe des Schmelzpunktes (Tm) der Sequenzbereiche 1. Bei diesen Bedingungen können die Sequenzbereiche 1 von den Sequenzbereichen 2, 3 und 4 abgetrennt werden. Der gleiche Prozeß wird zur Abtrennung der Bereiche 2, 3 und 4 durchgeführt. Die in dieser Erfindung beschriebene Vorrichtung ist besonders gut an die Durchführung dieser thermischen Sequenz angepaßt.
Erhöhen der Anzahl der DNA-Sequenzen durch Polymerase-Kettenreaktion (PCR)
Diese Technik ermöglicht es, die Anzahl der Kopien einer doppelsträngigen DNA-Sequenz zu erhöhen. Das Prinzip der PCR (R.K. Saiki et al, Science, 230, 1985, 1350-1354) liegt darin, die Aktivität DNAabhängiger DNA-Polymerase, die die Synthese ausgehend vom oligonucleotiden Ausgangsmaterial (P1 und P2) startet und dem Reaktionsmedium zugegeben ist, zu nutzen. Ein Erhöhungszykius besteht aus drei aufeinanderfolgenden Schritten: - Schritt 1
Denaturieren der DNA mit Doppelsträngen bei 90 bis 100* C. - Schritt 2
Hybridisieren der Oligonucleotidprimer (15-35 Nucleotide) P1 und P2 auf den Zielsequenzen. P1 hybridisiert mit dem (+) Strang und P2 hybridisiert mit dem (-) Strang. Dieser Schritt wird bei einer Temperatur nahe dem Mittel der Tm's von P1 und P2 durchgeführt. - Schritt 3
Synthese des komplementären DNA-Stranges durch Verlängerung der Primer P1 und P2, dank der Wirksamkeit einer DNA-Polymerase.
Dieser Schritt wird nahe der optimalen Operationstemperatur des Enzyms entweder bei 37· C für das Klenow-Fragment oder bei 72 * C für die Tag-Polymerase durchgeführt.
So ist nach einem Verstärkerschritt die Anzahl der Sequenzen, die durch P1 und P2 komplettiert sind, mit 2 multipliziert, nach zwei Zyklen mit 4, nach drei Zyklen mit 8, nach 10 Zyklen mit 1024 und nach 20 Zyklen mit 1 048 576. Es ist im allgemeinen die Verstärkungsrate nach n-Schritten 2n. Ein Verstärkungszyklus besteht so aus drei aufeinanderfolgenden thermischen Schritten, und eine komplette PCR-Reaktion benötigt etwa 10 bis 60 Zyklen. Jeder thermische Schritt dauert im allgemeinen zwischen 1 und 5 min. Eine Automatisierung einer solchen Technik stellt einen wesentlichen Fortschritt dar.
Der bekannte Stand der Technik umfaßt gemäß der EP-A2 0 315 944 ein Fermentierungsverfahren mit gesteuertem Wachstumsgrad und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben. Die Vorrichtung, die die Fermentierung von Mikroorganismen gestattet, umfaßt auch unter anderem eine Steuerungseinrichtung zur Änderung der Zufuhrmenge von einer Kohlenstoffquelle, woraus hervorgeht, daß Substanzen während des Verfahrens zugesetzt werden. In der EP-A2 0 185 407 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines mikrobiologischen oder enzymatischen Verfahrens geoffenbart, wobei während des Verfahrensablaufes eine Zufuhr oder Entfernung von Reaktionskomponenten stattfinden kann.
Bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, die an sich ein Arbeiten in geschlossenen Systemen darstellen, ist jedoch die Gefahr einer molekularen Kontamination sehr groß. Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die aufgezeigten Nachteile und Gefahren ausgeschaltet sind.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Probenführungsstrecke umfaßt, die eine physikalisch geschlossene Behandlungsstrecke definiert, in der sich die Probe während des gesamten Behandlungsverlaufes befindet, wobei zur Bewegung der Probe zwischen verschiedenen Positionen entlang des Weges mindestens eine peristaltische Pumpe und/oder ein magnetisches System und/oder eine auf ein Gas wirkende Pumpe 3
AT 403 165 B und/oder die passive Kapillarwirkung und/oder den Effekt des thermischen Pumpens nutzende Einrichtungen sowie ein Heiz- und Kühlsystem zum Erwärmen und Abkühlen der Probe in Abhängigkeit ihrer auf der Behandlungsstrecke befindlichen Lage vorgesehen sind.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die die Behandlungsstrecke definierende Probenführungsstrecke ein Kapillarrohr. Dieses besteht erfindungsgemäß aus halbsteifem Kunststoff und weist einen inneren Durchmesser zwischen 0,1 mm bis etwa 4 mm auf, vorzugsweise ist der Durchmesser 1 bis 3 mm. Ein derartig kleiner Innenquerschnitt sichert ein großes Verhältnis der Wärmeaustauschfläche zum Volumen und ermöglicht damit rasche Temperaturveränderungen, insbesondere im Vergleich zu einer Probe in einem üblichen 0,5 bis 1,5 mm Rohr. Die im erfindungsgemäßen Apparat behandelte Probe umfaßt üblicherweise 1 bis 50 Mikroliter.
Verschiedene räumliche Anordnungen für das Kapillarrohr können ins Auge gefaßt werden. Gemäß der Erfindung weist die Behandlungsstrecke Schraubenform auf. Erfindungsgemäß hat die Behandlungsstrecke die Form einer geschlossenen Schleife oder ist geradlinig ausgerichtet. Jede Umdrehung der Schraube oder der geschlossenen Schleife oder jeder Durchgang der Länge des geradlinigen Kapillarrohres stellen einen thermischen Zyklus dar, bei dem die Probe durch zwei oder mehrere thermostatische Bereiche bei unterschiedlichen Temperaturen zwischen 4 und 150*C wandert. Weitere thermische Zyklen bis 100 umfassen die nächste Umdrehung der Schraube der geschlossenen Schleife oder die Rückkehr der Probe in umgekehrter Richtung über die Länge des geradlinigen Kapillarrohres.
Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Heiz- und Kühlsystem zwei oder mehr thermostatische Zonen (I, II, III), durch die die Behandlungsstrecke führt, umfaßt.
Die thermostatischen Zonen können in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen System angeordnet sein. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß bei diskontinuierlicher Anordnung der thermostatischen Zonen jede Zone von der benachbarten durch Bildung von nur durch die Behandlungsstrecke durchsetzten Abteilungen voneinander getrennt ist und jede mit einem autonomen Heiz- oder Kühlsystem versehen ist. Die zwischen den Zonen liegende Abtrennung isoliert jede Zone vom thermischen Effekt benachbarter Zone(n). Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die thermostatischen Zonen (I, II, III) kontinuierlich entlang der Behandlungsstrecke unter Erzeugung eines kontinuierlich gerichteten thermischen Gradienten angeordnet sind. Das Kapillarrohr durchquert einen kontinuierlichen und gerichteten thermischen Gradienten, der in einem flüssigen, gasförmigen oder festen Medium geschaffen werden kann. Ein Wechsel im Medium gibt die Möglichkeit eines kontinuierlichen, thermischen Gradienten der erfindungsgemäß entlang der Behandlungsstrecke unterschiedliche Größe aufweist.
Die Bewegungsart der Probe durch das Kapillarrohr hat einen wesentlichen Einfluß auf die Behandlung. Wenn sich die Probe sehr langsam durch einen Bereich bewegt, wird ihre Temperatur die Bereichstemperatur zumindest annähernd erreichen. Die Probe kann auch für eine vorbestimmte Zeit in einer vorgegebenen Zone gestoppt werden und stabilisiert ihre Temperatur auf der der Zone. Anderseits kann der thermische Einfluß des Bereiches auf die Probe durch rasches Bewegen der Probe durch den Bereich verkleinert oder unterdrückt werden.
Die Bewegung der Probe im Kapillarrohr kann auf verschiedene Weise zustandegebracht werden. - durch zumindest eine peristaltische Pumpe, die auf einen kapillaren Bereich mit einer flexiblen Wand wirkt; - durch Verschieben in einem magnetischen System, das aus zumindest zwei Teilen besteht: aus einem Magneten und einem Teil, der auf die Wirkung des Magneten reagiert (Metallteil oder zweiter Magnet); einer dieser Teile ist fest mit einem mechanischen Antriebssystem verbunden, das die Verdrehung (zirkuläres System) oder Verschiebung (lineares System) ermöglicht. Der andere Teil ist innerhalb des Kapillarrohres angeordnet und fest mit der Probe verbunden. Dieser Teil kann aus zumindest einem festen Teil (Kugel, Zylinder, Aufschwämmung von Mikropartikeln in einer Flüssigkeit etc.) oder zumindest einem flüssigen Teil bestehen. - durch zumindest eine Pumpe, die auf ein Gas einwirkt: - durch passive Kapillarwirkung; - durch den Einfluß thermischen Pumpens, geschaffen durch die Nachbarschaft gasförmiger Massen unterschiedlicher Temperaturen innerhalb des Kapillarsystems.
Die Bewegung der Probe kann auch durch Kombination zweier oder mehrerer dieser Maßnahmen erreicht werden. Die Bewegung der Probe kann von einem Mikroprozessor kontrolliert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet ein halbgeschlossenes System, das durch das kapillare Element dargestellt wird, und reduziert das Risiko der molekularen Kontamination während der Behandlung der biologischen Probe.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei Fig. 1a, 1b und 1c schematische Diagramme der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind, die die schraubenförmige, geschlossen 4
AT 403 165 B schleifenförmige und geradlinig ausgerichtete Anordnung des Kapillarrohres zeigen; Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie ll-ll in Fig. 3 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Kapillarrohr die Form einer geschlossenen Schleife aufweist; und Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 2 entlang der Linie lll-lll der Fig. 2.
Wie aus Fig. la-c ersichtlich, stellen diese drei schematische Abbildungen dar. In jedem sind drei thermostatische Zonen I, II und III vorgesehen, durch die die biologische Probe im Kapillarrohr während eines einzigen thermischen Zyklus durchgelangt. Die thermostatischen Zonen I, II und III können durch einen kontinuierlichen oder diskontinuierlichen thermischen Gradienten ersetzt werden. In der Schraubenform nach Fig. 1a sind soviele Gänge, wie thermische Zyklen durchgeführt werden sollen, vorgesehen. In der Form der geschlossenen Schleife nach Fig. 1b ist nur eine Schleife vorgesehen und jeder thermische Zyklus besteht aus einem Durchgang der biologischen Probe durch die geschlossene Schleife. In der geradlinig ausgerichteten Form der Fig. 1c umfaßt der erste thermische Zyklus den vollständigen Durchgang der Probe von links nach rechts, d.h. durch die thermostatische Zone I, thermostatische Zone II und thermostatische Zone III. Der zweite thermische Zyklus wird durch den umgekehrten Durchgang der Probe von rechts nach links vollführt, d.h. durch die thermostatische Zone III, thermostatische Zone II und schließlich thermostatische Zone l. Jeder ungeradzahlige Zyklus folgt der Reihenfolge des ersten und jeder geradzahlige Zyklus folgt der Abfolge des zweiten Zyklus. Es ist festzustellen, daß die Probe im wesentlichen durch die thermostatische Zone II in jeder Richtung durchgelangt, wodurch eine Aufeinanderfolge von thermostatischen Zonen I, II, III, III, II, I, I, II, III, III, II, I ... erreicht wird. Es kann der Durchgang durch die thermostatische Zone II bei geradzahligen Zyklen schnell erfolgen, um seine Wirkung zu minimieren, und die Verzögerung in den Zonen I und III so gewählt werden, daß effektiv die Reihenfolge I, II, III, I, II, III, I, II, III... wie bei den Schrauben- und geschlossenschleifigen Formen erreicht wird.
Aus den Fig. 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit geschlossenschleifiger Ausbildung zu entnehmen, mit einem magnetischen Bewegungssystem für die biologische Probe und einem diskontinuierlichen System thermostatischer Zonen.
Die Vorrichtung ist mit einem Kapillarrohr 6 in Form einer geschlossenen Schleife versehen. Das Kapillarrohr 6 ist mit einer Abzweigung e für die Einbringung der zu behandelnden Probe und einer Abzweigung s für die Entnahme der Probe nach der Behandlung versehen.
Ein Schlüssel 13 ist entlang der Achse B-B zwischen einer radial innen liegenden Lage, in der das Kapillarrohr 6 gegen die Wand 5 gepreßt wird, und einer radial äußeren Lage, in der die Kapillarabzweigungen e und s gegen Elemente 14 gepreßt werden, verschiebbar. In der radial inneren Lage wird das Kapillarrohr 6 unterbrochen, und die Abzweigungen e und s sind für den Einlaß und die Entnahme der Probe geöffnet. In der radial äußeren Lage sind die Abzweigungen e und s geschlossen, und die ProBe kann frei in der geschlossenen Schleife umkreisen. Die Mittel zur Bewegung des Schlüssels 13 liegen außerhalb der Vorrichtung und sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
Zur Bewegung der Probe um das eine geschlossene Schleife bildende Kapillarrohr 6 wird ein Magnetsystem verwendet. Es umfaßt einen Magneten 4 auf einem Arm 2, der mit einer Antriebswelle 3 verbunden ist. Die Antriebswelle 3 ist bei 11 gelagert und wird durch einen Motor 12 angetrieben. Als Gegenstück zum Magneten 4 dient ein Teil, der durch metallische Mikrokugeln, die in Mineralöl suspendiert sind, gebildet ist. Dieser Teil befindet sich im Kapillarrohr 6 im Anschlag mit der Probe. Während eines Durchgangs der Probe durch die geschlossene Kapillarschleife 6 gelangt die Probe durch die thermostatischen Abteile 7, 15 und 16. Die Probe unterliegt dem thermischen Einfluß des Abteiles, in dem sie sich jeweils befindet. Jedes der Abteile 7, 15 und 16 wird thermisch auf einer Temperatur zwischen 4*C und 150*C gehalten. Die Abteile sind durch eine Abstrebung 10, die von einer Halteplatte 9 gehalten wird, und durch einstellbare Abstandshalter 8 isoliert.
Der Motor 12 wird von einem programmierbaren Mikroprozessor gesteuert und erlaubt die Berücksichtigung verschiedener mit der Bewegung der Probe verbundener Parameter. Diese Parameter schließen die Gesamtanzahl der Zyklen, denen die Probe unterworfen wird, die Bewegungsgeschwindigkeit der Proben und die Anzahl, Lage und Dauer der Stops der Probe während jedes Zyklus mit ein. Der Mikroprozessor ist mit einem Thermopaar verbunden, das die tatsächliche Temperatur der Probe im Kapillarrohr 6 kontinuierlich mißt. Die verschiedenen Parameter der Bewegung der Probe können so als Funktion der gemessenen Temperatur unter Programmkontrolle des Mikroprozessors verändert werden. Der programmierte Mikroprozessor kann auch die Bewegung der Schlüssel 13, die Temperatur in den Abteilen 7, 15 und 16 und zusätzliche Vorrichtungen, wie eine peristaltische Pumpe, die die Bewegung der Probe im Einlaß- und Auslaßbereich bewirkt, steuern. Fig. 3 zeigt drei unabhängige Schlüssel 13, die jeder für sich mit einem Kapillarrohr 6 Zusammenwirken. 5

Claims (14)

  1. AT 403 165 B Patentansprüche 1. Vorrichtung zur wiederholten automatischen Durchführung eines thermischen Zyklusses zur Behandlung einer biologischen Probe, insbesondere zur Durchführung einer Polymerasekettenreaktion (PCR), dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Probenführungsstrecke umfaßt, die eine physikalisch geschlossene Behandlungsstrecke definiert, in der sich die Probe während des gesamten Behandlungsverlaufes befindet, wobei zur Bewegung der Probe zwischen verschiedenen Positionen entlang des Weges mindestens eine peristaltische Pumpe und/oder ein magnetisches System und/oder eine auf ein Gas wirkende Pumpe und/oder die passive Kapillarwirkung und/oder den Effekt des thermischen Pumpens nutzende Einrichtungen sowie ein Heiz- und Kühlsystem zum Erwärmen und Abkühlen der Probe in Abhängigkeit ihrer auf der Behandlungsstrecke befindlichen Lage vorgesehen sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Behandlungsstrecke definierende Probenführungsstrecke ein Kapillarrohr (6) ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (6) aus halbsteifem Kunststoff besteht.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (6) einen inneren Durchmesser zwischen 0,1 und 4 mm aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Behandlungsstrek-ke Schraubenform aufweist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Behandlungsstrek-ke die Form einer geschlossenen Schleife hat.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsstrek-ke geradlinig ausgerichtet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Heiz- und Kühlsystem zwei oder mehr thermostatische Zonen (I, II, III), durch die die Behandlungsstrecke führt, umfaßt.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die thermostatisehen Zonen (I, II, III) diskontinuierlich angeordnet sind, wobei jede Zone von der benachbarten durch Bildung von nur durch die Behandlungsstrecke durchsetzten Abteilungen (7, 15, 16) voneinander getrennt ist und jede mit einem autonomen Heiz- oder Kühlsystem versehen ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die thermostatischen Zonen (I, II, III) kontinuierlich entlang der Behandlungsstrecke unter Erzeugung eines kontinuierlichen, gerichteten thermischen Gradienten angeordnet sind.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Gradient entlang der Behandlungsstrecke unterschiedliche Größen aufweist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische System zur Bewegung der Probe einen magnetischen Teil innerhalb der an die Probe angrenzenden Behandlungsstrecke und einen außen an der Behandlungsstrecke angeordneten Magneten (4) umfaßt.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Teil ein fester Magnet oder eine Suspension magnetischer Mikropartikel in einer Flüssigkeit ist, die mit der Probe nicht mischbar ist.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den Effekt des thermischen Pumpens nutzende Einrichtung die Nachbarschaft gasförmiger Massen mit unterschiedlicher Temperatur im Inneren der Behandlungsstrecke umfaßt. 6 AT 403 165 B Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 7
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