AT500167A1 - Reaktionsgefäss - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Reaktionsgefäß zur Herstellung einer Probe, insbesondere eines Kristalls, von einer in Lösung befindlichen oder flüssigen Substanz mit mehreren, jeweils einen eigenen Gasraum bildenden Reaktionskammern, die durch zumindest einen Gehäuseteil gebildet sind und jede Reaktionskammer ein Reservoir und mehrere diesem zugeordnete, zum Gasaustausch miteinander und mit dem Reservoir verbundene Reaktionsbereiche aufweist.

Weiters betrifft die Erfindung ein Reaktionsgefäß, zumindest umfassend ein Gefäßunterteil mit einem Gefäßboden und Gefäßwänden, die zumindest eine Reaktionskammer bilden, wobei die Reaktionskammer ein Reservoir für flüssige Agenzien sowie zumindest einen vom Reservoir getrennten und mit diesem in Gasverbindung stehenden Reaktionsbereich aufweist.

Die Erfindung betrifft außerdem auch eine Gefäßabdeckung zur Herstellung einer Probe, insbesondere eines Kristalls, von einer in Lösung befindlichen oder flüssigen Substanz mit mehreren Reaktionsbereichen an einer Unterseite.

Eines der wichtigsten Werkzeuge zur Untersuchung der Strukturen von chemischen Substanzen stellt die Röntgendiffraktion dar. Insbesondere in der modernen Molekularbiologie können durch kristallographische Untersuchungen an Makromolekülen, wie Protein- und Nucleinsäuren und deren zahlreichen Komplexen wertvolle Aufschlüsse über deren Eigenschaften und Wirkungsweisen erzielt werden.

Um Strukturanalysen durch Röntgendiffraktionsmessungen durchführen zu können, ist die wichtigste Voraussetzung die Herstellung von ausreichend großen und möglichst fehlerfreien Kristallen, insbesondere Einkristallen, der zu untersuchenden Substanz. Da das Kristallwachstum im Falle von biologischen Makromolekülen sehr empfindlich von verschiedensten physikalischen und chemischen Parametern abhängig ist, stellt die Kristallzucht einen limitierenden

NACHGEREICHT

Faktor bei der Strukturuntersuchung in der modernen Biologie dar. N200I /07200 -2-

Eine der wichtigsten Methoden zur Herstellung von Kristallen von Makromolekülen basiert auf dem Prinzip der Dampfdiffusion. Dabei wird eine kleine Menge der Makromolekülprobe mit einem Kristallisationslösungsmittel vermischt und diese Lösung in Form eines Tropfens gemeinsam mit einer davon separat gehaltenen, wesentlich größeren Menge des Kristallisations-lösungsmittels in einem Behälter eingeschlossen. Durch den zwischen den Kristallisationstropfen und dem Reservoir möglichen Dampfaustausch kommt es zu einer Konzentrationsverschiebung im Kristallisationstropfen, die zu einer Übersättigung der gelösten Makromoleküle führt, wodurch allmählich in dem Tropfen ein Kristall gebildet wird.

Nachdem das Kristallwachstum von Makromolekülen sehr empfindlich von verschiedensten Parametern abhängig ist, ist es erforderlich, viele verschiedene Versuche durchzuführen, um jene Parameter zu finden, unter denen für Strukturanalysen geeignete Kristalle gezüchtet werden können.

Um viele Versuche mit verschiedensten Kombinationen der die Kristallisation beeinflussenden Variablen gleichzeitig durchführen zu können, wurden verschiedene Systeme vorgeschlagen. So ist z.B. aus der US 6,039,804 A eine Vorrichtung bekannt, die 24 Reservoirs für die Kristallisationslösungsmittel und je vier um jedes Reservoir angeordnete Tropfenkammern aufweist. Bei dieser Anordnung der Tropfenkammern als auch bei Anordnungen in anderen vorgeschlagenen Lösungen wird jedoch die auf der Vorrichtung zur Verfügung stehende Fläche zur Aufnahme von Tropfenkammern nur zu einem sehr geringen Prozentsatz genutzt. Die Erfahrung zeigt aber auch, daß bei den vorgeschlagenen Lösungen insbesondere die Präparation von Tropfenkammern in der Form von sogenannten hängenden Tropfen, die an der Unterseite einer Kammerabdeckung positioniert werden, sehr schwierig und fehleranfällig ist. Als Kammerabdeckung wird üblicherweise eine Glasplatte verwendet. Die Positionierung von Tropfen auf einer Glasplatte ist jedoch oft nicht ausreichend exakt möglich, wodurch die optische Kontrolle des Kristallwachstums erschwert wird. Da die Glasplatte üblicherweise unter Zwischenordnung einer Dichtschicht aus Silikonfett auf den Tropfenkammern aufliegt und das Silikonfett die Reibung vermindert, kann es außerdem auch häufig zu einem unbeabsichtigten Verschieben der Glasplatte kommen.

Der Bedarf insbesondere der modernen Biologie macht es erforderlich, außerordentlich viele Kristallisationsversuche mit unterschiedlichsten Parametern gleichzeitig durchführen zu können. Diese Versuche sollten insbesondere aber auch automatisiert durchgeführt werden können, und zwar sowohl die Präparation als auch die während des relativ lang dauernden Kristallisationspro-

NACHGEREieHT • · • · » ♦ • « • · · • · -3-zesses erforderlichen, durch mikroskopische Beobachtung durchgeführten Kontrollen des Kristallwachstums betreffend.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, ein Reaktionsgefäß zur Herstellung einer Probe, insbesondere eines Kristalls, zu schaffen, mit der es möglich ist, eine Vielzahl von Herstellungsprozessen bei unterschiedlichen Prozeßparametern mit sehr hoher Effizienz durchzuführen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Reaktionsgefäß zur Herstellung einer Probe, insbesondere eines Kristalls, von einer in Lösung befindlichen oder flüssigen Substanz mit mehreren, jeweils einen eigenen Gasraum bildenden Reaktionskammern, die durch zumindest einen Gehäuseteil gebildet sind und jede Reaktionskammer ein Reservoir und mehrere diesem zugeordnete, zum Gasaustausch miteinander und mit dem Reservoir verbundene Reaktionsbereiche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reservoirs und die diesen zugeordneten Reaktionsbereiche jeweils in Reihen mit einer vorbestimmbaren, gleichen Teilung unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, wobei diese Reihen parallel zueinander verlaufen und jeder Reihe von Reservoirs zumindest eine Reihe von Reaktionsbereichen zugeordnet ist, gelöst.

Der Vorteil dieses Reaktionsgefäßes liegt darin, daß durch die Anordnung der Behälter bzw. der Reaktionsbereiche in parallel zueinander verlaufenden Reihen eine sehr hohe Dichte der Behälter bzw. der Reaktionsbereiche erreicht werden kann. Diese Anordnung bietet auch bei der Befüllung der Behälter mit dem Kristallisationslösungsmittel bzw. der Befüllung der Reaktionsbereiche mit den in Kristallisationslösung gelösten Proben den Vorteil, daß dazu Befüllungsvorrichtungen verwendet werden können, die zum gleichzeitigen Befüllen mehrerer Behälter bzw. Reaktionsbereiche geeignet sind.

Vorteilhaft sind weiters die Ausbildungen des Reaktionsgefäßes, wobei die Reaktionskammern gleichartig gestaltet sind und die Unterseiten der Gefäßböden der Reaktionskammern von einer zur Aufstandsebene parallelen Ebene berührt werden, da durch die gleichartigen Reaktionskammern und deren ebener Anordnung insbesondere bei automatisiert durchgeführten Manipulationen wie dem Befüllen oder dem optischen Detektieren relativ zu gleichartigen Bezugspunkten von Reaktionskammern auch für verschiedene Reaktionskammern stets die gleichen parallel zur Aufstandsebene auszuführenden Verschiebungen erforderlich sind.

Durch die Ausbildungen, wonach jeweils aufeinanderfolgende Reihen von Reservoirs in einem vorbestimmbaren Abstand zueinander angeordnet sind, jeweils aufeinanderfolgende Reihen von

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Reservoirs in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet und jeweils zueinander nächstgelegene Reservoirs zweier aufeinanderfolgender Reihen mit einem vorbestimmbaren, gleichen Abstand und in gleicher Richtung relativ zur Richtung der Reihen gegeneinander versetzt sind, ist es möglich, Befüllvorrichtungen mit besonders einfachen und regelmäßigen Anordnungen der Befüllöffnungen zu verwenden.

Nach einer anderen Ausführungsvariante, wonach die Reservoirs in einem rechtwinkeligen Raster angeordnet sind, wird die automatisierte Manipulation der Reaktionsgefäße besonders erleichtert.

Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung, wobei als ein Gehäuseteil ein zumindest annähernd plattenförmiger Gehäuseunterteil, der aus den Reaktionskammem zugeordneten Gefäßunterteilen und einem sich seitlich von einem Rand einer Oberseite des Gehäuseunterteils in Richtung auf die Unterseiten der Gefäßböden erstreckenden Rahmen besteht, ausgebildet ist, da durch die plattenförmige Gestaltung des Gehäuseunterteiles Reaktionsgefäße, die aus sehr wenigen, im günstigsten Fall nur zwei Gehäuseteilen bestehen, aufgebaut werden können.

Durch die Weiterbildung, bei der die Gefäßunterteile zumindest aus einem Reservoir und mehreren Reaktionsbereichen gebildet sind, in den Gefäßunterteilen drei Reaktionsbereiche ausgebildet sind und die Reservoirs und die Reaktionsbereiche zur Aufnahme von Flüssigkeiten ausgebildet sind, wird der Vorteil erreicht, daß für den Fall, daß nur die Reaktionsbereiche der Gefäßunterteile zur Durchführung von Reaktionen bzw. der Herstellung einer Probe verwendet werden sollen, zur Befüllung der Behälter und der Reaktionsbereiche nur der Gehäuseunterteil in eine für die Befüllung vorgesehene Vorrichtung eingebracht werden muß.

Durch die Ausbildung, wobei die Reaktionsbereiche der Gefäßunterteile in einer Höhe im Bereich von 5 mm bis 10 mm über dem Gefäßboden des Reservoirs angeordnet sind, wird der Vorteil erzielt, daß die Reaktionsbereiche der von oben zu erfolgenden optischen Kontrolle des Kristallisationswachstums besser zugänglich sind.

Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung des Reaktionsgefäßes, wonach die Reaktionsbereiche der Gefäßunterteile durch Ausnehmungen mit einem Volumen im Bereich kleiner als 5 μΐ ausgebildet sind und die Ausnehmungen in Form eines plattenförmigen, quadratischen Quaders ausgebildet sind, da einerseits Tropfen von in Kristallisationslösung gelösten Proben in derart kleinen

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Volumina ausreichend gut festgehalten werden und andererseits ein Reaktionsbereich dieser Größe einer optischen Kontrolle durch ein Mikroskop gut zugänglich ist.

Durch die Weiterbildung des Reaktionsgefäßes, wobei die Böden der Ausnehmungen zumindest annähernd konvex gekrümmt sind, wird der Vorteil erzielt, daß Flüssigkeitstropfen in derart geformten Ausnehmungen leichter aufgenommen werden. Beim Einsetzen eines Flüssigkeitstropfens wirkt nämlich die Oberflächenspannung der Adhäsion zwischen den Wänden einer Ausnehmung und der Grenzfläche des Flüssigkeitstropfens um so weniger entgegen, je mehr die Form der Ausnehmung der annähernd kugelförmigen Krümmung eines Flüssigkeitstropfens entspricht.

Gemäß den Ausbildungen des Reaktionsgefäßes, wonach in Draufsicht auf die Aufstandsebene die Reihen der Reaktionsbereiche des Gehäuseunterteils jeweils neben den Reihen der Reservoirs liegen und der auf eine zur Aufstandsebene parallele Ebene bezogene Querschnitt der Reservoirs rechteckig ist, wird der zur Verfügung stehende Platz von den Reaktionsbereichen und den Behältern besonders gut ausgenützt.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung eines Reaktionsgefäßes, wobei der Rahmen des Gehäuseunterteils und die Anordnung der Reaktionskammern gemäß einer Standardgröße einer Mikrotiterplatte ausgebildet sind und im Gehäuseunterteil eine vorbestimmbare Anzahl an Reaktionskammern ausgebildet ist, wobei die Anzahl aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Zahlen gebildet durch die mathematische Formel 3 x 2N, wobei N eine natürliche Zahl ist, umfaßt, können standardisierte Befüllungs- und Untersuchungseinrichtungen, wie sie für Mikrotiterplatten verfügbar sind, auch für erfindungsgemäße Reaktionskammern verwendet werden.

Die Ausgestaltung des Reaktionsgefäßes, wonach der Gehäuseunterteil aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff ausgebildet ist, bietet den Vorteil, daß für die optische Kontrolle der Kristallisation die Reaktionsbereiche von unten beleuchtet werden können.

Nach einer Weiterbildung, wobei als ein Gehäuseteil eine zumindest annähernd deckelartige Gefäßabdeckung mit Nuten an der Unterseite ausgebildet ist und durch die Nuten Gefäßoberteile, die zumindest einen Reaktionsbereich enthalten, begrenzt sind und am Rand der Unterseite der Gefäßabdeckung ein über die Unterseite vorstehender Rahmen ausgebildet ist, kann das Reaktionsgefäß im günstigsten Fall aus nur zwei Teilen bestehen und es können durch Zusammen-

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Von Vorteil ist aber auch eine Weiterbildung des Reaktionsgefäßes, wonach die Gefäßoberteile mit mehreren Reaktionsbereichen ausgebildet sind, die Gefäßoberteile mit zwei Reaktionsbereichen ausgebildet und die Reaktionsbereiche der Gefäßoberteile zur Aufnahme von Flüssigkeiten ausgebildet sind, da dadurch eine noch effizientere Raumnutzung erreicht werden kann.

Vorteilhaft sind auch die Weiterbildungen des Reaktionsgefäßes, wobei die Reaktionsbereiche der Gefäßoberteile durch Ausnehmungen ausgebildet sind, die Ausnehmungen der Gefäßoberteile zylinderscheibenförmig ausgebildet sind und die Ausnehmungen der Gefäßoberteile mit einem Volumen im Bereich kleiner als 5 μΐ ausgebildet sind, da dadurch die Reaktionsbereiche wesentlich dichter angeordnet werden können und die Positionierung der hängenden Tropfen wesentlich sicherer vorgenommen werden kann. Die Gefahr des Überfließens zweier hängender Tropfen beim Präparieren und beim Aufsetzen der Gefäßabdeckung auf den Gehäuseunterteil kann damit sehr stark reduziert werden.

Durch die Ausbildung des Reaktionsgefäßes, wonach die Böden der die Reaktionsbereiche bildenden Ausnehmungen der Gefäßoberteile zumindest annähernd konvex gekrümmt sind, wird erreicht, daß Flüssigkeitstropfen in derart geformten Ausnehmungen leichter aufgenommen werden. Wegen der der kugelförmigen Krümmung eines Flüssigkeitstropfens eher entsprechenden Form solcher Ausnehmungen wird die der Adhäsion entgegengesetzte Wirkung der Oberflächenspannung beim Einfügen eines Flüssigkeitstropfens in eine Ausnehmung leichter überwunden.

Durch die Ausbildung des Reaktionsgefäßes, wonach in Draufsicht auf die Aufstandsebene die Reihen der Reaktionsbereiche der Gefäßabdeckung jeweils neben den gegebenenfalls vorhandenen Reihen der Reaktionsbereiche des Gehäuseunterteils liegen, wird der Vorteil erzielt, daß die Reaktionsbereiche des Gehäuseunterteils als auch der Gefäßabdeckung von oben beobachtet werden können, ohne daß die Gefäßabdeckung vom Gehäuseunterteil getrennt werden müßte.

Durch die Weiterbildung, wonach der Rahmen der Gefäßabdeckung und die Anordnung der Gefäßoberteile gemäß einer Standardgröße einer Mikrotiterplatte ausgebildet sind und in der Gefäßabdeckung eine vorbestimmbare Anzahl an Gefäßoberteilen ausgebildet ist, wobei die Anzahl aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Zahlen, gebildet durch die mathematische Formel 3 x NAOHGEREIGHiEoo -7- • · • » • · · 2n, wobei N eine natürliche Zahl ist, umfaßt, wird der Vorteil erzielt, daß übliche standardisierte Befüll- und Analyseeinrichtungen für Mikrotiterplatten verwendet werden können.

Vorteilhaft ist auch die Weiterbildung, wonach die Gefäßabdeckung aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff ausgebildet ist, da dadurch die Reaktionen in den Reaktionskammern mit lichtoptischen Geräten, wie z.B. Mikroskopen, beobachtet werden können.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung, wonach an der Gefäßabdeckung an einer den Reaktionsbereichen abgewandten Oberfläche eine Maske aufgebracht ist und diese Maske bei Draufsicht auf die Aufstandsebene die Reaktionsbereiche mit einer lichtabschirmenden Fläche umgibt, wird der Vorteil erzielt, daß die Bildqualität beeinträchtigendes Streulicht bei fotografischen Aufnahmen der Reaktionsbereiche vermieden werden kann. Bei automatisiert durchgeführten Untersuchungen der Reaktionen in den Reaktionsbereichen können die Masken auch dazu herangezogen werden, mit Hilfe optischer Sensoren die Position des Analysegerätes über dem Reaktionsbereich genau festzulegen.

Die Aufgabe der Erfindung wird eigenständig auch durch ein Reaktionsgefäß zur Herstellung einer Probe, insbesondere eines Kristalls, von einer in Lösung befindlichen oder flüssigen Substanz mit mehreren, jeweils einen eigenen Gasraum bildenden Reaktionskammern, die durch zumindest einen Gehäuseteil gebildet sind und jede Reaktionskammer ein Reservoir und mehrere diesem zugeordnete, zum Gasaustausch miteinander und mit dem Reservoir verbundene Reaktionsbereiche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammern in der Form von Prismen mit einer regelmäßig sechseckigen Grundfläche ausgebildet sind und diese Reaktionskammern bienenwabenartig angeordnet sind, gelöst. Die sich daraus ergebenden Vorteile liegen darin, daß durch die regelmäßig sechseckige Grundfläche der Reaktionskammern die Wahrscheinlichkeit von Fehlern beim Füllen der Reaktionskammern reduziert werden kann. Bei gleichem Flächeninhalt ist nämlich die Distanz vom Flächenmittelpunkt zum nächstgelegenen Rand eines Sechsecks stets größer als bei einem Quadrat. Die bienenwabenartige Ausformung der Reaktionskammemquerschnitte bietet somit den Vorteil einer größeren Fehlertoleranz.

Eine eigenständige Lösung der Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Reaktionsgefäß, zumindest umfassend einen Gefäßunterteil mit einem Gefäßboden und Gefäßwänden, die zumindest eine Reaktionskammer bilden, wobei die Reaktionskammer ein Reservoir für flüssige Agenzien sowie zumindest einen vom Reservoir getrennten und mit diesem in Gasverbindung stehenden Reaktionsbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer von nachgerMt -8- einem Gefäßoberteil abgedeckt ist, der zumindest an den Gefäßwänden, gegebenenfalls unter Zwischenordnung einer Dichtschicht, anliegt und der über dem Reservoir zumindest einen weiteren Reaktionsbereich aufweist, angegeben. Die sich daraus ergebenden Vorteile liegen darin, daß durch die Anordnung von zusätzlichen Reaktionsbereichen im Gefäßoberteil das zur Verfügung stehende Volumen der Reaktionskammer besser ausgenutzt werden kann.

Durch die Weiterbildung des Reaktionsgefäßes, wonach mehrere Reaktionskammern angeordnet sind, wobei jeweils benachbarte Reaktionskammem durch eine gemeinsame Gefäßwand voneinander getrennt sind, wird der Vorteil erzielt, daß durch die Abgrenzung von Reaktionskammem durch eine gemeinsame Gefäßwand eine Anordnung von Reaktionskammem mit höchstmöglicher Dichte erreicht werden kann.

Durch die Weiterbildung des Reaktionsgefäßes, wobei die Reaktionsbereiche gefäßartig ausgebildet sind und jeweils zwei durch eine gemeinsame Wand voneinander getrennt sind, ergeben sich als Vorteile eine effiziente Nutzung des für die Reaktionskammern zur Verfügung stehenden Volumens und andererseits durch die Ausbildung von gemeinsamen Wänden für jeweils zwei Reaktionsbereiche ein minimaler Materialbedarf für die Herstellung entsprechender Reaktionsgefäße.

Eine weitere eigenständige Lösung der Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Gefäßabdeckung zur Herstellung einer Probe, insbesondere eines Kristalls, von einer in Lösung befindlichen oder flüssigen Substanz mit mehreren Reaktionsbereichen an einer Unterseite, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche jeweils in Reihen mit einer vorbestimmbaren Teilung angeordnet sind, wobei diese Reihen parallel zueinander verlaufen, geschaffen.

Der Vorteil dieser Gefäßabdeckung liegt darin, daß durch die Anordnung der Reaktionsbereiche in zueinander parallelen Reihen eine rationelle Befüllung der Reaktionsbereiche möglich ist und dazu Befüllungsvorrichtungen verwendet werden können, die zum gleichzeitigen Befüllen mehrerer Reaktionsbereiche geeignet sind. Mit derartigen Gefäßabdeckungen ist es aber auch möglich, Reaktionskammern zu bilden, indem eine Gefäßabdeckung mit einem Gehäuseunterteil kombiniert wird, der an sich nur aus Reservoiren mit einer der Anordnung der Reaktionsbereiche entsprechenden Teilung ausgebildet ist.

Durch die Weiterbildung der Gefäßabdeckung, wobei die Reaktionsbereiche in Reihen mit einer gleichen Teilung und unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, wird der Vorteil erzielt, daß nachgerejght -9-

Anordnungen von Reaktionsbereichen mit einer besonders hohen Dichte erreicht werden können.

Mit der Ausbildung der Gefäßabdeckung, wonach an einem Rand der Unterseite ein über die Unterseite vorstehender Rahmen ausgebildet ist, wird das Aufsetzen der Gefäßabdeckung nach Befüllung der Reaktionsbereiche auf einen mit der Gefäßabdeckung korrespondierenden Gehäuseunterteil erleichert.

Die Weiterbildung der Gefäßabdeckung, wonach an der Unterseite Nuten ausgebildet sind, durch die Gefäßoberteile, denen zumindest ein Reaktionsbereich zugeordnet ist, begrenzt sind, wird der Vorteil erzielt, daß die Ränder der Gefäßunterteile eines der Gefäßabdeckung entsprechenden Gehäuseunterteils in die Nuten eingefügt werden können und so eine gute Abdichtung der Reaktionskammern erreicht werden kann.

Durch die Weiterbildungen der Gefäßabdeckung, wobei die Reaktionsbereiche zur Aufnahme von Flüssigkeiten ausgebildet sind, die Reaktionsbereiche durch Ausnehmungen ausgebildet sind, die Ausnehmungen zylinderscheibenförmig und die Ausnehmungen mit einem Volumen im Bereich kleiner als 5 μΐ ausgebildet sind, wird der Vorteil erzielt, daß die Reaktionsbereiche dichter angeordnet werden können und die Gefahr des Überfließens zweier hängender Tropfen bei der Präparation und beim Aufsetzen der Gefäßabdeckung auf einem entsprechenden Gehäuseunterteil wesentlich weniger fehleranfällig wird.

Vorteilhaft ist auch die Weiterbildung der Gefäßabdeckung, wobei die Böden der Ausnehmungen zumindest annähernd konvex gekrümmt sind, da Flüssigkeitstropfen in derart geformten Ausnehmungen leichter aufgenommen werden. Durch die der annähernd kugelförmigen Krümmung eines Flüssigkeitstropfens eher entsprechende Form solcher Ausnehmungen wird die der Adhäsion entgegengesetzte Wirkung der Oberflächenspannung beim Einfügen eines Flüssigkeitstropfens in eine Ausnehmung reduziert.

Mit den Weiterbildungen der Gefäßabdeckung, wonach der Rahmen und die Anordnung der Gefäßoberteile gemäß einer Standardgröße einer Mikrotiterplatte ausgebildet sind und eine vorbestimmbare Anzahl an Gefäßoberteilen ausgebildet ist, wobei die Anzahl aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Zahlen, gebildet durch die mathematische Formel 3 x 2N, wobei N eine natürliche Zahl ist, umfaßt, können übliche standardisierte Befüll- und Analyseeinrichtungen für Mikrotiterplatten vorteilhaft verwendet werden.

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Durch die Weiterbildung der Gefäßabdeckung, wobei das Material ein lichtdurchlässiger Kunststoff ist, wird der Vorteil erreicht, daß die Reaktionen in den Reaktionsbereichen mit lichtop-tischen Instrumenten, wie z.B. Mikroskopen, beobachtet werden können.

Vorteilhaft ist auch die Weiterbildung der Gefäßabdeckung, wobei an der den Reaktionsbereichen abgewandten Oberfläche eine Maske aufgebracht ist und diese Maske bei Draufsicht auf die Aufstandsebene die Reaktionsbereiche mit einer lichtabschirmenden Fläche umgibt, kann das die Bildqualität beeinträchtigende Streulicht bei fotografischen Aufnahmen vorteilhaft vermieden werden. Bei automatisierten Analysegeräten, die mit Hilfe optischer Sensoren die Position der Reaktionsbereiche auffinden, können diese Masken auch zur Positionsbestimmung herangezogen werden.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Reaktionsgefäß bestehend aus einem Gefäßunterteil und einem Gefäßoberteil; Fig. 2 einen Schnitt eines Reaktionsgefäßes gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht eines Reaktionsgefäßes gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen Gehäuseunterteil eines Reaktionsgefäßes;

Fig. 5 einen Schnitt eines Gehäuseunterteils gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Gefäßabdeckung eines Reaktionsgefäßes;

Fig. 7 einen Schnitt einer Gefäßabdeckung gemäß Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt eines Reaktionsgefäßes bestehend aus einem Gehäuseunterteil und ei ner Gefäßabdeckung in zusammengebautem Zustand;

Fig. 9 eine Prinzipdarstellung eines Verwendungsbeispiels eines Reaktionsgefäßes.

Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile -WgeOh/07200

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« I • · mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Reaktionsgefäß 1 bestehend aus einem Gefäßunterteil 2 und einem Gefäßoberteil 3. Der Gefäßunterteil 2 besteht aus einem Gefäßboden 4 und Gefäßwänden 5, die eine Reaktionskammer 6 bilden. In der Reaktionskammer 6 befinden sich ein Reservoir 7 und drei über den Gefäßboden 4 erhöht positionierte Reaktionsbereiche 8.

Das Reaktionsgefäß 1 hat eine quadratische Grundfläche mit einer Seitenlänge von ca. 10 mm. Die Reaktionsbereiche 8 sind um eine Höhe 11 von ca. 7,5 mm über dem Gefäßboden 4 angeordnet, wobei sie in einer Reihe unmittelbar hintereinander liegen und von einer der Gefäßwände 5 seitlich begrenzt werden. Der Begriff Reihe ist dabei stets im geometrischen Sinn zu verstehen, als eine lineare Anordnung von zueinander gleichen Objekten, sodaß jeweils gleichartige Punkte der Objekte auf einer gemeinsamen Geraden liegen.

Die Reaktionsbereiche 8 sind durch eine Ausnehmung gebildet, wobei zwei unmittelbar benachbarte Reaktionsbereiche 8 durch eine gemeinsame Wand 12 voneinander getrennt sind. Das Volumen eines Reaktionsbereichs 8 beträgt ungefähr 4 μΐ, wobei die Form zumindest annähernd der Form eines Quaders mit den Seitenlängen von 2 mm x 2 mm x 1 mm entspricht.

Der auf eine zu einer Aufstandsebene 13 parallele Ebene bezogene Querschnitt des Reservoirs 7 ist viereckig, insbesondere rechteckig ausgebildet.

Das Reservoir 7 ist zur Aufnahme von flüssigen Agenzien und der Reaktionsbereich 8 für die Aufnahme einer Probe bestimmt. Das Reservoir 7 ist mit dem Agens so zu befüllen, daß sich der Reaktionsbereich 8 stets über dem Niveau des Flüssigkeitsspiegels im Reservoir 7 befindet. Bei Verwendung des Reaktionsgefäßes 1 in seiner Gebrauchslage kann somit zwischen dem Reservoir 7 und dem Reaktionsbereich 8 kein Flüssigkeitsaustausch stattfinden, d.h. daß ein Austausch von Substanzen des Agens bzw. der Probe nur in der Form eines Gases bzw. Dampfes erfolgen kann.

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Der Gefäßoberteil 3 ist in plattenförmiger Gestalt ausgebildet und liegt unter Zwischenschaltung einer Dichtschicht 14 an den Gefäßwänden 5 des Gefäßunterteils 2 dichtend auf. Der Gefäßoberteil 3 ist mit zwei Reaktionsbereichen 15 ausgebildet, die ebenfalls mit der Reaktionskammer 6 in Gasverbindung stehen. Die Reaktionsbereiche 15 sind durch zylinderscheibenförmige Ausnehmungen im Gefäßoberteil 3 ausgebildet.

Das Reservoir 7 und die Reaktionsbereiche 8 und 15 sind zur Aufnahme von Flüssigkeiten ausgebildet.

Das Reaktionsgefäß 1 dient der Durchführung von Reaktionen, bei denen zwischen einem im Reservoir 7 befindlichen Agens und in den Reaktionsbereichen 8 bzw. 15 befindlichen Proben ein Gasaustausch stattfinden muß. Eine solche Reaktion ist z.B. die Herstellung eines Kristalls aus einer in einer Kristallisationslösung gelösten Probe nach dem Prinzip der Dampfdiffusion. In den in die Reaktionsbereiche 8 und 15 positionierten Tropfen von in einer Kristallisationsflüssigkeit gelösten Proben kommt es durch die durch den Gasaustausch mit der sich im Reservoir 7 befindlichen Kristallisationslösung bewirkten Konzentrationsverschiebung zur Ausbildung von Kristallen.

Die Reaktionsbereiche 8 und 15 sind mit einem Volumen von ca. 4 μΐ ausgebildet. Ein in einem Reaktionsbereich 8 positionierter Tropfen wird als sitzender Tropfen und ein in einem Reaktionsbereich 15 positionierter Tropfen als hängender Tropfen bezeichnet. Die Böden der die Reaktionsbereiche 8 und 15 bildenden Ausnehmungen können auch zumindest annähernd konvex gekrümmt sein (nicht dargestellt). D.h. die Böden bzw. die Bodenbereiche der Ausnehmungen können durch Erweiterungen der Ausnehmungen in der Form eines Kegels, eines Kegelstumpfes oder eines Kugelabschnittes oder Kombinationen solcher Körper ausgebildet sein. Durch derart ausgebildete Reaktionsbereiche 8, 15 wird das Festhalten der Flüssigkeitstropfen unterstützt.

Der Gefäßoberteil 3 besteht aus einem durchsichtigen Werkstoff, sodaß das Kristallwachstum in den Reaktionsbereichen 8 und 15 durch den Gefäßoberteil 3 hindurch beobachtet werden kann. Bei Draufsicht auf das Reaktionsgefäß 1 entsprechend der durch einen Pfeil 16 in Fig. 1 gezeigten Blickrichtung liegt die Reihe der Reaktionsbereiche 8 neben der aus den beiden Reaktionsbereichen 15 gebildeten Reihe. Demgemäß liegt die Reihe der Reaktionsbereiche 15 über dem Reservoir 7. Die Reihe der Reaktionsbereiche 8 ist somit gegenüber der Reihe der Reaktionsbereiche 15 seitlich versetzt, wodurch die Reaktionsverläufe in den Reaktionsbereichen 8 und 15 auch, ohne das Reaktionsgefäß öffnen zu müssen, ungehindert beobachtet werden können. NACHGEREICfTff • ♦ ♦ · • · « • ♦ # · • · · · * · * · · t »» ··«« # * • · · · · • · ί · • · · · * · · · · • · ·· · t· - 13-

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Reaktionsgefäß 1 entsprechend der durch den Pfeil 16 in Fig. 1 angegebenen Richtung. Am Gefäßoberteil 3 des Reaktionsgefäßes 1 ist eine Maske 17 angebracht. Die Maske 17 besteht aus einerlichtabschirmenden bzw. lichtundurchlässigen Schicht und umschließt die Reaktionsbereiche 15. Durch die lichtabschirmende Wirkung der Maske 17 wird störendes Streulicht bei der Beobachtung der Reaktionsverläufe in den Reaktionsbereichen 15 ausgeblendet.

Ein Reaktionsgefäß 1, wie in den Fig. 1 bis 3 beschrieben, ist für Versuchsdurchführungen, bei denen es auf besondere Miniaturisierung ankommt, geeignet. So ist es z.B. möglich, eine größere Zahl solcher Reaktionsgefäße 1 in einem dafür vorgesehenen Aufnahmebehälter anzuordnen und so eine große Zahl von Reaktionen gleichzeitig durchzuführen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Gehäuseunterteil 19 eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes. Der Gehäuseunterteil 19 besteht aus einem Rahmen 20, in dem Reaktionskammern 6 angeordnet sind. Der Gehäuseunterteil 19 ist somit annähernd plattenförmig ausgebildet. Der Rahmen 20 erstreckt sich von einem Rand 21 einer Oberseite 22 des Gehäuseunterteils 19 in Richtung auf die Unterseiten 23 der Gefäßböden 4. Der innere Aufbau einer Reaktionskammer 6 entspricht dem eines Gefäßunterteils 2, wie in den Fig. 1 bis 3 beschrieben. Das heißt, die Reaktionskammern 6 des Gehäuseunterteils 19 sind gleich aufgebaut und eben angeordnet, sodaß die Unterseiten 23 der Gefäßböden 4 der Reaktionskammem 6 von einer zur Aufstandsebene 13 parallelen Ebene berührt werden. Dabei werden jeweils zueinander nächstgelegene Reaktionskammem 6 durch zumindest eine gemeinsame Gefäßwand 5 voneinander getrennt. Die Grundflächen der Reaktionskammem 6 haben eine quadratische Form.

In einem Gehäuseunterteil 19 sind in einem Rahmen 20, der gemäß einer Standardgröße einer Mikrotiterplatte ausgebildet ist, die Reaktionskammern 6 in einem rechtwinkeligen Raster mit einer Reihenweite 24 von 9 mm angeordnet. Der Gehäuseunterteil 19 verfügt somit über insgesamt 96 Reaktionskammern 6, Dabei bilden jeweils benachbarte Reservoirs 7, die nur durch eine Gefäßwand 5 voneinander getrennt sind, insgesamt 8 jeweils voneinander getrennte und zueinander parallele Reihen unmittelbar nebeneinanderliegender Reservoirs 7. Diese Reihen sind parallel zur Längserstreckung des Gehäuseunterteils 19 ausgerichtet, wobei jeweils aufeinanderfolgende Reihen von Reservoirs in einem gleichen Abstand angeordnet sind. In einer alternativen Ausführungsvariante eines Gehäuseunterteils 19 können die Reihen aber auch normal zur Längserstreckung ausgerichtet sein. nachgereicht | N2001/07200 • Μ • ·

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Es können selbstverständlich auch Gehäuseunterteile 19 mit einer anderen, einer Standardgröße von Mikrotiterplatten entsprechenden Anzahl an Reaktionskammern 6, wie z.B. 24,48,96, 192, 384, 768, 1536, 3072,6144 usw., hergestellt werden, d.h. die Anzahl kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die die Zahlen, gebildet durch die mathematische Formel 3 x 2N, wobei N eine natürliche Zahl ist, umfaßt.

Selbstverständlich sind auch Gehäuseunterteile 19 möglich, bei denen jeweils aufeinanderfolgende Reihen von Reaktionskammern 6 um einen vorbestimmbaren, gleichen Abstand in Richtung der Längserstreckung der Reihen gegeneinander versetzt sind.

In einer Reaktionskammer 6 sind jeweils 3 Reaktionsbereiche 8 in einer Reihe hintereinanderliegend angeordnet. Dabei sind die Reaktionsbereiche 8 parallel zur Längserstreckung des Gehäuseunterteils 19 angeordnet, sodaß diese insgesamt acht voneinander getrennte Reihen jeweils unmittelbar nebeneinanderliegende Reaktionsbereiche bilden. Es sind somit die Reihen der Reservoirs 7 und der Reaktionsbereiche 8 jeweils zueinander parallel ausgerichtet und liegt stets, bezogen auf die Draufsicht entsprechend der Richtung des Pfeils 16 in Fig. 5, neben einer Reihe von Reservoirs 7 eine Reihe von Reaktionsbereichen 8. Entsprechend der regelmäßigen Anordnung der Reaktionskammern 6 im Gehäuseunterteil 19 mit der Reihenweite 24 weisen die Reihen der Reservoirs 7 und der Reaktionsbereiche 8 eine jeweils gleiche Teilung über ihre Länge auf. Diese Anordnung erweist sich insbesondere bei der automatisiert durchgeführten Befüllung der Reaktionsbereiche 8 und der Reservoirs 7 als günstig.

In der Anordnung der Reaktionskammern 6, wie in Fig. 4 dargestellt, wird das zur Verfügung stehende Volumen bzw. die zur Verfügung stehende Grundfläche des Gehäuseunterteils 19 sehr effizient ausgenutzt. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Grundfläche der Reaktionskammern 6 rechteckig oder in der Form eines Parallelogramms auszubilden. Es ist auch möglich, die zueinander parallelen Reihen der Reaktionskammern 6 gegeneinander in Richtung der Längserstreckung des Gehäuseunterteils 19 versetzt anzuordnen. In einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, die Reaktionskammern 6 mit regelmäßig sechseckigem Querschnitt auszubilden und die Reaktionskammern 6 bienenwabenartig anzuordnen.

Das Material, aus dem der Gehäuseunterteil 19 gefertigt ist, ist ein lichtdurchlässiger Kunststoff, bevorzugt Polystyrol. Selbstverständlich kann der Gehäuseunterteil 19 auch aus einem anderen Werkstoff hergestellt werden, bevorzugt Kunststoffe, die sich für die Formgebung mit Spritzgußtechnik eignen. N2001/07200 4 • · 9 • · « ·· |«| • · ·«·· 91 • 9 • 9 *« » • « - 15-

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Gefäßabdeckung 25 eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes. Die Gefäßabdeckung 25 umfaßt einen Rahmen 26 und eine damit einstückig verbundene Anordnung von 96 Gefäßoberteilen 3, wie in den Fig. 1 bis 3 beschrieben. Die Gefäßabdeckung 25 ist somit annähernd deckelartig ausgebildet. An einem Rand 27 einer Unterseite 28 der Gefäßabdeckung 25 steht der Rahmen 26 über die Unterseite 28 vor. Die Gefäßoberteile 3 sind dabei in einem rechtwinkeligen Raster mit einer Reihenweite 24 von 9 mm in Richtung der Längserstreckung der Gefäßabdeckung 25 als auch in einem rechten Winkel zur Längserstreckung der Gefäßabdeckung 25 angeordnet. Der Gehäuseoberteil 25 ist somit gemäß einer Standardgröße einer Mikrotiterplatte ausgebildet. Dabei verfügen jeweils unmittelbar benachbarte Gefäßoberteile 3 über eine gemeinsame Nut 29. Die Nuten 29 sind dabei so angeordnet, daß sie auf die Gefäßwände 5 des Gefäßunterteils 2 (Fig. 4 und 5) aufgesetzt werden können. Jeder Gefäßoberteil 3 umfaßt zwei zylinderscheibenförmig ausgebildete Reaktionsbereiche 15, sodaß insgesamt acht Reihen nebeneinander angeordneter Reaktionsbereiche 15 ausgebildet sind. Diese Reihen sind parallel zur Längserstreckung der Gefäßabdeckung 25 ausgerichtet und weisen über ihre Länge eine gleiche Teilung auf.

Es können selbstverständlich auch Gefäßabdeckungen 25 mit einer anderen, einer Standardgröße von Mikrotiterplatten entsprechenden Anzahl an Reaktionskammern 6, wie z.B. 24,48,96,192, 384, 768, 1536, 3072, 6144 usw., hergestellt werden, d.h. die Anzahl kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die die Zahlen, gebildet durch die mathematische Formel 3 x 2N, wobei N eine natürliche Zahl ist, umfaßt.

Die Gefäßabdeckung 25 besteht aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff, vorzugsweise Polystyrol. Selbstverständlich können auch andere Werkstoffe verwendet werden, bevorzugt solche, die mit entsprechend geformten Matrizen durch Spritzgußverfahren verarbeitet werden können.

An der den Reaktionsbereichen 15 abgewandten Oberfläche der Gefäßabdeckung 25 sind Masken 17 aus einem lichtundurchlässigen Material aufgebracht, die bei Draufsicht entsprechend der Richtung des Pfeils 16 die Reaktionsbereiche 15 von außen umschließen. Die Masken 17 können auf der Gefäßabdeckung 25 aufgedruckt sein, oder durch eine die Masken 17 tragende Folie an der Gefäßabdeckung 25 befestigt sein. Eine Masken 17 tragende Folie kann auch durch „in mould labelling“ angeformt sein.

Die Fig. 8 zeigt ein Gefäßunterteil 2 und ein Gefäßoberteil 3 eines Reaktionsgefäßes 1 in zusammengebautem Zustand. N2001/07200

[ NACHGEREICHT 9 94 • 9 • · • ·

16-

Der Rahmen 26 der Gefäßabdeckung 25 ist über den Rahmen 20 des Gehäuseunterteils 19 gestülpt. Ebenso sitzen die Nuten 29 der Gefäßabdeckung 25 auf den oberen Rändern der Gefäßwände 5 des Gefäßunterteils 19, wobei die Reaktionskammern 6 durch eine zusätzliche Dichtschicht 14 in den Nuten 29 nach außen hin abgedichtet sind. Jeweils unmittelbar benachbarte Reaktionskammern 6 sind um die Reihenweite 24 seitlich gegeneinander versetzt, wobei sie durch eine gemeinsame Gefäßwand 5 voneinander abgegrenzt sind. Ebenso sind die Reaktionsbereiche 8 zweier unmittelbar benachbarter Reaktionskammern 6 um die Reihenweite 24 seitlich gegeneinander versetzt, dies trifft analog auch auf die Reaktionsbereiche 15 der Gefäßabdeckung 25 zu. Demgegenüber sind aber die Reaktionsbereiche 15 der Gefäßabdeckung 25 um etwa die Hälfte des Wertes der Reihenweite 24 seitlich gegenüber den Reaktionsbereichen 8 des Gehäuseunterteils 19 versetzt.

Entsprechend den in den Beschreibungen zu den Fig. 4 und 5 und den Fig. 6 und 7 gemachten Ausführungen betreffend die Reihen unmittelbar benachbarter Reaktionsbereiche 8 bzw. von Reihen unmittelbar benachbarter Reaktionsbereiche 15 bedeutet dies nun insgesamt, daß Reihen unmittelbar benachbarter Reaktionsbereiche 8 und Reihen unmittelbar benachbarter Reaktionsbereich 15 mit einer seitlichen Versetzung entsprechend etwa der Hälfte der Reihenweite 24 aufeinander folgen. Außerdem ist jeder Reihe von Reservoirs 7 zumindest eine Reihe von Reaktionsbereichen 8 zugeordnet.

Fig. 9 zeigt eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Verwendung eines Reaktionsgefäßes 1. Die Reservoirs 7 der Reaktionskammern 6 sind mit einem Agens 31 befüllt, während sich in den Reaktionsbereichen 8 bzw. in den Reaktionsbereichen 15 eine Reaktionslösung 32 befindet. Innerhalb einer Reaktionskammer 6 kann zwischen dem Agens 31 und den Reaktionslösungen 32 ein Austausch von Substanzen durch Dampfdiffusion erfolgen.

Da zumindest die Gefäßabdeckung 25 aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt ist, können die Reaktionsverläufe in den Reaktionslösungen 32 mit einem Mikroskop 33 durch die Gefäßabdeckung 25 hindurch beobachtet werden. Da außerdem die Reaktionsbereiche 8 und die Reaktionsbereiche 15 gegeneinander seitlich versetzt sind, kann eine Beobachtung der Reaktionsverläufe in den Reaktionslösungen 32 in beiden Reaktionsbereichen 8, 15 erfolgen, ohne daß die Reaktionskammern 6 geöffnet werden müßten.

Ein Beispiel für eine Reaktion, die in einem Reaktionsgefäß 1 durchgeführt werden kann, ist die Herstellung eines Kristalls aus einer in einer Kristallisationslösung gelösten Probe nach dem

NACHGEREICHT N2001/07200 ψ • · • · · · • · ♦ • * · · • ♦ ♦ f · • · - 17-

Prinzip der Dampfdiffusion, wie bereits in der Beschreibung der Fig. 1 bis 3 ausgeführt wurde. Durch die Dampfdiffusion kommt es zu einer Konzentrationsverschiebung in den Reaktionslösungen 32 der Reaktionsbereiche 8 und 15 und dadurch bedingt zur Ausbildung von Kristallen, insbesondere von Einkristallen. Die sich in den Reaktionslösungen 32 bildenden Kristalle können mit Hilfe des Mikroskops 33 von außen beobachtet werden.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus des Reaktionsgefäßes 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1,2, 3; 4, 5; 6,7; 8; 9 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

NACHGEREICHT N2001/07200 f »»·· » f « * * · «»· ···* · «···*% * · A * · % « · · « · * · «9« · « · * · ··#

Bezugszeichenaufstellung 1 Reaktionsgefäß 2 Gefäßunterteil 3 Gefäßoberteil 4 Gefäßboden 5 Gefäßwand 6 Reaktionskammer 7 Reservoir 8 Reaktionsbereich 9 10 11 Höhe 12 Wand 13 Aufstandsebene 14 Dichtschicht 15 Reaktionsbereich 16 Pfeil 17 Maske 18 19 Gehäuseunterteil 20 Rahmen 21 Rand 22 Oberseite 23 Unterseite 24 Reihenweite 25 Gefäßabdeckung 26 Rahmen 27 Rand 28 Unterseite 29 Nut 30 31 Agens

NACHGEREICHT 32 Reaktionslösung 33 Mikroskop N 2001/07200

Claims (52)

1. Patentansprüche 1. Reaktionsgefäß zur Herstellung einer Probe, insbesondere eines Kristalls, von einer sich in Lösung befindlichen oder flüssigen Substanz mit mehreren, jeweils einen eigenen Gasraum bildenden Reaktionskammem, die durch zumindest einen Gehäuseteil gebildet sind und jede Reaktionskammer ein Reservoir und mehrere diesem zugeordnete, zum Gasaustausch miteinander und mit dem Reservoir verbundene Reaktionsbereiche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reservoirs (7) und die diesen zugeordneten Reaktionsbereiche (8, 15) jeweils in Reihen mit einer vorbestimmbaren, gleichen Teilung unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, wobei diese Reihen parallel zueinander verlaufen und jeder Reihe von Reservoirs (7) zumindest eine Reihe von Reaktionsbereichen (8,15) zugeordnet ist.
2. 2. Reaktionsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammern (6) gleichartig gestaltet sind.
3. 3. Reaktionsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Unterseiten (23) von Gefäßböden (4) der Reaktionskammern (6) von einer zu einer Aufstandsebene (13) parallelen Ebene berührt werden.
4. 4. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils aufeinanderfolgende Reihen von Reservoirs (7) in einem vorbestimmbaren Abstand zueinander angeordnet sind.
5. 5. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils aufeinanderfolgende Reihen von Reservoirs (7) in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
6. • · -6-und Gefäßwänden, die zumindest eine Reaktionskammer bilden, wobei die Reaktionskammer ein Reservoir für flüssige Agenzien sowie zumindest einen vom Reservoir getrennten und mit diesem in Gasverbindung stehenden Reaktionsbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (6) von einem Gefäßoberteil (3) abgedeckt ist, der zumindest an den Gefäßwänden (5), gegebenenfalls unter Zwischenordnung einer Dichtschicht (14), anliegt und der über dem Reservoir (7) zumindest einen weiteren Reaktionsbereich (15) aufweist.

   6. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zueinander nächstgelegene Reservoirs (7) zweier aufeinanderfolgender Reihen NACHGEREICHT N 2001/07200 -2- mit einem vorbestimmbaren, gleichen Abstand und in gleicher Richtung relativ zur Richtung der Reihen gegeneinander versetzt sind.
7. 7. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reservoirs (7) in einem rechtwinkeligen Raster angeordnet sind.
8. 8. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Gehäuseteil ein zumindest annähernd plattenförmiger Gehäuseunterteil (1.9), der aus den Reaktionskammern (6) zugeordneten Gefäßunterteilen (2) und einem sich seitlich von einem Rand (21) einer Oberseite (22) des Gehäuseunterteils (19) in Richtung auf die Unterseiten (23) der Gefäßböden (4) erstreckenden Rahmen (20) besteht, ausgebildet ist.
9. 9. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßunterteile (2) zumindest aus einem Reservoir (7) und zumindest einem Reaktionsbereich (8) gebildet sind.
10. 10. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gefäßunterteilen (2) drei oder mehrere Reaktionsbereiche (8) ausgebildet sind.
11. 11. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reservoirs (7) und die Reaktionsbereiche (8, 15) zur Aufnahme von Flüssigkeiten ausgebildet sind.
12. 12. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (8) der Gefäßunterteile (2) in einer Höhe (11) im Bereich von 5 mm bis 10 mm über dem Gefäßboden (4) des Reservoirs (7) angeordnet sind.
13. 13. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (8) der Gefäßunterteile (2) durch Ausnehmungen mit einem Volumen im Bereich kleiner als 5 μΙ ausgebildet sind. NACHGEREICHT N200I/07200 -3-
14. 14. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen in Form eines plattenförmigen, quadratischen Quaders oder zylinderscheibenförmig ausgebildet sind.
15. 15. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Böden der Ausnehmungen in bezug auf diese zumindest annähernd konvex gekrümmt sind.
16. 16. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Draufsicht auf die Aufstandsebene (13) die Reihen der Reaktionsbereiche (8) des Gehäuseunterteils (19) jeweils neben den Reihen der Reservoirs (7) liegen.
17. 17. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der auf eine zur Aufstandsebene (13) parallele Ebene bezogene Querschnitt der Reservoirs (7) rechteckig ist.
18. 18. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (20) des Gehäuseunterteils (19) und die Anordnung der Reaktionskammern (6) gemäß einer Standardgröße einer Mikrotiterplatte ausgebildet sind.
19. 19. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseunterteil (19) eine vorbestimmbare Anzahl an Reaktionskammem (6) ausgebildet ist, wobei die Anzahl aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Zahlen, gebildet durch die mathematische Formel 3 x 2N, wobei N eine natürliche Zahl ist, umfaßt.
20. 20. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseunterteil (19) aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff ausgebildet ist.
21. 21. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Gehäuseteil eine zumindest annähernd deckelartige Gefäßabdeckung (25) mit Nuten (29) an einer Unterseite (28) ausgebildet ist und durch die Nuten (29) Gefäßoberteile (3), NACHGEREICHT N2001/07200 -4- die zumindest einen Reaktionsbereich (15) enthalten, begrenzt sind.
22. 22. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Rand (27) der Unterseite (28) der Gefäßabdeckung (25) ein über die Unterseite (28) vorstehender Rahmen (26) ausgebildet ist.
23. 23. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßoberteile (3) mit mehreren Reaktionsbereichen (15) ausgebildet sind.
24. 24. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßoberteile (3) mit zwei Reaktionsbereichen (15) ausgebildet sind.
25. 25. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (15) der Gefäßoberteile (3) zur Aufnahme von Flüssigkeiten ausgebildet sind.
26. 26. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (15) der Gefäßoberteile (3) durch Ausnehmungen ausgebildet sind.
27. 27. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen der Gefäßoberteile (3) zylinderscheibenförmig oder in Form eines plattenförmigen, quadratischen Quaders ausgebildet sind.
28. 28. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen der Gefäßoberteile (3) mit einem Volumen im Bereich kleiner als 5 μΐ ausgebildet sind.
29. 29. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Böden der die Reaktionsbereiche (15) bildenden Ausnehmungen der Gefäßoberteile (3) in bezug auf diese Ausnehmungen zumindest annähernd konvex gekrümmt sind. NACHGEREICHT N2001/07200 -5-
30. 30. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Draufsicht auf die Aufstandsebene (13) die Reihen der Reaktionsbereiche (15) der Gefäßabdeckung (25) jeweils neben den gegebenenfalls vorhandenen Reihen der Reaktionsbereiche (8) des Gehäuseunterteils (19) liegen.
31. 31. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (26) der Gefäßabdeckung (25) und die Anordnung der Gefäßoberteile (3) gemäß einer Standardgröße einer Mikrotiterplatte ausgebildet sind.
32. 32. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gefäßabdeckung (25) eine vorbestimmbare Anzahl an Gefäßoberteilen (3) ausgebildet ist, wobei die Anzahl aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Zahlen, gebildet durch die mathematische Formel 3 x 2N, wobei N eine natürliche Zahl ist, umfaßt.
33. 33. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßabdeckung (25) aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff ausgebildet ist.
34. 34. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gefäßabdeckung (25) an einer den Reaktionsbereichen (15) abgewandten Oberfläche eine Maske (17) aufgebracht ist und diese Maske (17) bei Draufsicht auf die Aufstandsebene (13) die Reaktionsbereiche (15) mit einer lichtabschirmenden Fläche umgibt.
35. 35. Reaktionsgefäß zur Herstellung einer Probe, insbesondere eines Kristalls, von einer sich in Lösung befindlichen oder flüssigen Substanz mit mehreren, jeweils einen eigenen Gasraum bildenden Reaktionskammem, die durch zumindest einen Gehäuseteil gebildet sind und jede Reaktionskammer ein Reservoir und mehrere diesem zugeordnete, zum Gasaustausch miteinander und mit dem Reservoir verbundene Reaktionsbereiche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammern (6) in der Form von Prismen mit einer regelmäßig sechseckigen Grundfläche ausgebildet sind und diese Reaktionskammern (6) bienenwabenartig angeordnet sind.
36. 36. Reaktionsgefäß, zumindest umfassend einen Gefäßunterteil mit einem Gefäßboden NACHGEREICHT nI200 1/07200 r • · · · • · · . • · · · • · · · *· · · · ·
37. 37. Reaktionsgefäß nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reaktionskammern (6) angeordnet sind, wobei jeweils benachbarte Reaktionskammern (6) durch eine gemeinsame Gefäßwand (5) voneinander getrennt sind.
38. 38. Reaktionsgefäß nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (8, 15) gefäßartig ausgebildet sind und jeweils zwei durch eine gemeinsame Wand (12) voneinander getrennt sind.
39. 39. Gefäßabdeckung zur Herstellung einer Probe, insbesondere eines Kristalls, von einer sich in Lösung befindlichen oder flüssigen Substanz mit mehreren Reaktionsbereichen an einer Unterseite, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (15) jeweils in Reihen mit einer vorbestimmbaren Teilung angeordnet sind, wobei diese Reihen parallel zueinander verlaufen.
40. 40. Gefäßabdeckung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (15) in Reihen mit einer gleichen Teilung angeordnet sind.
41. 41. Gefäßabdeckung nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (15) in Reihen unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.
42. 42. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Rand (27) der Unterseite (28) ein über die Unterseite (28) vorstehender Rahmen (26) ausgebildet ist. NACHGEREICHT N200I /07200 * · »» • · · ♦ · · • · · • · ♦ · · • ♦ • · ♦ · • · ♦ • · -7-
43. 43. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (28) Nuten (29) ausgebildet sind, durch die Gefäßoberteile (3), denen zumindest ein Reaktionsbereich (15) zugeordnet ist, begrenzt sind.
44. 44. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (15) zur Aufnahme von Flüssigkeiten ausgebildet sind.
45. 45. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsbereiche (15) durch Ausnehmungen ausgebildet sind.
46. 46. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen zylinderscheibenförmig ausgebildet sind.
47. 47. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen mit einem Volumen im Bereich kleiner als 5 μΐ ausgebildet sind.
48. 48. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß Böden der Ausnehmungen in bezug auf diese zumindest annähernd konvex gekrümmt sind.
49. 49. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (26) und die Anordnung der Gefäßoberteile (3) gemäß einer Standardgröße einer Mikrotiterplatte ausgebildet sind.
50. 50. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmbare Anzahl an Gefäßoberteilen (3) ausgebildet ist, wobei die Anzahl aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Zahlen, gebildet durch die mathematische Formel 3 x 2N, wobei N eine natürliche Zahl ist, umfaßt.
51. 51. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein lichtdurchlässiger Kunststoff ist. NACHGEREICHT N2ÜÜ1/07200 r • · * · · 4 • · · · • · * · * t · · · • * * * · ·» -8-
52. 52. Gefäßabdeckung nach einem der Ansprüche 39 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß an der den Reaktionsbereichen (15) abgewandten Oberfläche eine Maske (17) aufgebracht ist und diese Maske (17) bei Draufsicht auf die Aufstandsebene (13) die Reaktionsbereiche (15) mit einer lichtabschirmenden Fläche umgibt. K

    (Dr. Secklehner Greiner Bio - One GmbH irch NACHGEREICHT N2001/07200