AT510898A1 - Meniskus äquilibrationssystem für eine mikrotiterplatte - Google Patents

Abstract

Ein Einsatzelement für den Einsatz in eine Wellplatte, wobei das Einsatzelement mit einem Montageelement für die Montage an einer Vertiefung einer Wellplatte versehen ist, das gewährleistet, dass das Einsatzelement in eingesetztem Zustand in die Vertiefung ragt. Das Einsatzelement ist des Weiteren mit einem Meniskus-Ausgleichs-Element versehen, das in eingesetztem Zustand einen Meniskus an der Oberfläche einer Flüssigkeit durch Verlagerung von Oberflächenanteilen der Flüssigkeit ausgleicht.

Description

.1

.1 I

An Medizinische Universität Graz

I

Betr.: Geschäftszahl 4ΒΑ1985/2008 -1 j Graz, 5.11.09 r

Einreichung der Übersetzung entsprechend §91a PatG.

Basierend auf der Prioritätsanmeldung EP 07025051.9-2113 MEDIZINISCHE UNIVERSITÄT GRAZ j

I

I

Universitätsplatz 3 j j

8010 Graz I

I i Österreich | ! i

Meniskus-Äquilibrationssytem für eine Mikrotiterjplatte

I i

Die Erfindung betrifft ein Einsatz-Element für ein| Wellplatte.

Die Erfindung betrifft des weiteren eine Wellplat^en-Vorrichtung.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Operatiionsmethode für die Wellplatten-Vorrichtung. j

Die Erfindung betrifft auch eine Methode zur Verwendung von Wellplatten-Vorrichtungen für Bildaufnahmen (Imaging) lebender Zellen. !

Eine Mikrotiterplatte, Wellplatte oder Mikroplatte ist eine flache Platte mit einer gewissen Anzahl von Vertiefungen, die an die Stelle kleiner Reagenzgläser treten. Mikroplatten gehören zur Standardausrüstung analytischer Forschung und klinischer Diagnose. Ein Anwendungsbereich von Mikrotiterplatten sind Bildaufnahmen lebender gellen. Eine Mikrotiterplatte kann 6r 24, 96, 384, 1536 oder mehr Vertiefungen aufweisen, die in einer Matrix angeordnet sind. Jede Vertiefung enthält normalerweise eine Flüssigkeitsmenge von wenigen Tausend bis zu wenigen Hundert

Mikrolitern oder noch weniger. ; | US 6,25,911 beschreibt ein Zellkulturgefäß und Mikroskop, das ein breites Spektrum an günstigen Beobachtungen von Prober» in mehreren Vertiefungen erlaubt, auch wenn im Kulturmedium ein negativer Brechwert entsteht. Dabei sind eine ringförmige Apertur, ein Kondensator, eine Linsenanordnung, eine Wellplatte, ein Objektiv ijnd eine Phasenkontrastplatte in dieser Reihenfolge von der Lichtquellenseite aus angeordnet und bieten eine Aufnahmevorrichtung für eine Phasenkontrastschicht der Phasenkontrastplatt^ im Verbund zur Position zur Projektionsblende oder zur Projektionsblende des Objektivs. Das Zellkulturgefäß Ist so aus der Linsenanordnung und der Wellplatte konstruiert, dass eine relative Disposition gegeben ist, in der die optische Achse jeder Linse koaxial mit der Mittelachse des Strahlengangs jeder Vertiefung steht. Die Apertur der ringförmigen Öffnung ist geringer als die Apertu( jener ringförmigen Öffnung, die verwendet wird, wenn das Zellkulturgefäß nicht im Strahlengang |iegt.

NACHGEREICHT

Alfred Bahnson et ai. (in: ,Automated measurement of cell motility and proliferation', BMC Cell Bio. 2005,6:19) berichten, dass die optischen Eigenschaften der invertierten Lichtmikroskopie von 384-Weil Platten im Zusammenhang mit der robustenjSegmentation lebender Zellen problematisch Ist. Der Meniskus verhindert den Phasenkontast, Hellfeld-Mikroskop-Bilder weisen bei Meniskus-Einwirkung geringe Kontrastwerte auf und es erhqht sich der Verarbeitungsaufwand beträchtlich. In der Folge wird eine Reihe von Filtern verwendet, Um die Unterschiede (Signal-Rausch-Verhältnis) zwischen dem Hintergrund und dem Vordergrund! (zellähnliche Objekte) zu vergrößern, und werden Schritte gesetzt, um zeliähnliche Objekte vom Hintergrund deutlich abzutrennen. Heterogene Beleuchtung am Bild wird mittels lokaler Histogramm-Equalization erreicht. Helligkeitsabweichungen zwischen einzelnen Bildern (zeitlich betrachtet) wjerden mittels Histogramm-Matching ausgeglichen. Abweichungen im Bereich des Hintergrundes werden mittels anisotroper Filter und Median-Fittering gemindert, wobei Details und Textur der Zellen erhalten bleiben. Letztlich ergibt sich in der Hellfeld-Mikroskopie durch die zytoplasmatische Membran eine Verschmelzung der Zellgrenze mit dem Hintergrund, wodurch eine Reihe von aufwändigen Abstufungsvarianten und Texturfilter eingesetzt werden müssen, um die Zeligrenzen sichtbarzu machen. i

I ,Basics of Light Microscopy & Imaging, Special Edijtion of Light Microscopy & Imaging' veröffentlicht von Olympus, Git Verlag (download über http://www.eitverlae.com/media/downloads/Qljfmpus Sonderheft.pdf) berichtet auf Seite 25 davon, dass bei der Beobachtung von Zellen in eiijier Kammer, zum Beispiel einer 24-Well Platte, die Verwendung von speziellen Olympus PHC Kontrasteinsätzen nötig war, um einen besseren Kontrast in Multiwellplatten mit Meniskusproblematik zu |rreichen.

Trotz der Anwendung derartiger Ausgleichsoperajtionen bleibt das Auslesen einzelner Vertiefungen einer Wellplatte mühselig, insbesondere, wenn Mentskusprobleme auftreten.

Ziel der Erfindung ist ein Wellplattensystem, das fnit ausreichender Genauigkeit auch beim Auftreten von Meniskusproblemen ausgelesen werden kann.

Um das obengenannte Ziel zu erreichen, werdeniein Einsatzelement für Wellplatten, eine Wellplatten-Vorrichtung, eine Methode zur Anordnung der Wellplattenvorrichtung und eine Methode zur Anwendung der Wellplattenvorrlchjtung für Blldaufnahmen von lebenden Zellen verwendet. i

Anhand einer beispielhaften Vorrichtung der Erfindung wird ersichtlich, dass ein Einsatzelement

I (oder Adapter) für das Einfahren in die Vertiefung einer Wellplatte vorgesehen ist, wobei das Einsatzelement ein Montageelement (z.B. ein Ve|rankerungselement) besitzt, mit welchem das Einsatzelement so an der Wellplatte befestigt werden kann, dass das Einsatzelement nach erfolgter Befestigung in die Vertiefungen ragt und das Mejiiskus-Ausgleichssystem, das nach Einsetzen des Einsatzelementes das Verdrängen (Reduzieren oder völlige Ausgleichen) eines Meniskus an der Oberfläche einer Flüssigkeit in einer Vertiefung durch das Verlagern von Oberflachenanteilen der Flüssigkeit gewährleistet, wirksam wird. j

Entsprechend einer weiteren Vorrichtung der Erfindung ist ersichtlich, dass eine Wellplatten-Anordnung bestehend aus einer Wellplatte (z. B.j einer Mikrotiterplatte) mit mindestens einer

NACHGEREICHT 4 · * *

4 · * * I

t i

I

Vertiefung {z.B, einer Mehrzahl an Vertiefungen) und einem Einsatzeiement mit den oben genannten Eigenschaften für das Einsetzen in Wellplatten möglich ist.

Eine weitere Vorrichtung der Erfindung sieht eine jvlethode zur Anwendung von WeLlplatten-Vorrichtungen vor. Dieser Methode zufolge wird e'in Einsatzelement in eine Vertiefung einer Wellplatte gesenkt, ein Montageelement auf das Einsatzelement im Bereich der Vertiefung so montiert, dass nach erfolgter Befestigung an der Vertiefung ein Meniskus an der Oberfläche einer Flüssigkeit durch den Einsatz des Meniskus-Ausglejichssystems verdrängt wird, indem ein Oberflächenanteil der Flüssigkeit durch das Einsetzen des Systems verlagert wird.

In einer weiteren Vorrichtung der Erfindung wird clie Anwendung der Wellplatten-Vorrichtung für Bildaufnahmen von lebenden Zellen möglich.

Gemäß einer weiteren Vorrichtung der Erfindung gesteht die Möglichkeit eines Einsatzelementes für das Einsenken in eine Vertiefung einer Wellplatte einer Mikrotiterplatte), das, wenn es in eine probengefüllte Vertiefung eingesetzt wird, einen Oberflächenanteil der Flüssigkeit verlagert, und dabei einen Meniskus (d.h. die Oberflächenkrümmung einer Flüssigkeit, die durch die Wechselwirkung mit der Behälteroberfläche oderi einem anderen an die Flüssigkeit angrenzenden Objekt entsteht, wobei diese Krümmung konvex oder konkav sein karm)an der Oberfläche einer Flüssigkeit glättet oder zur Gänze ausgleicht. Zwischen der Bodenfläche des Einsatzelementes und der Oberfläche der Flüssigkeit bildet sich ein planer Oberflächenanteil, der definierte Bedingungen ohne optische Beeinträchtigungen durch auf deniMeniskus zurückzuführende Streuungs- oder Brecheffekte erzeugt. Somit ist ein genaues Auslesen von biochemischen Experimenten in einer Vertiefung möglich und das im Wesentlichen übet die gesamte Vertiefungsweite. Neben der Meniskus-Ausgleichsfunktion ermöglicht das Einsl&tzelement durch ein Abdecken der Probenoberfläche die Vermeidung einer Verdunstung der Probenflüssigkeit und ermöglicht so Probenanalysen über einen langen Zeitraum hinvjreg. überdies können definierte Messbedingungen für Parallel-Messungen an mehreren Proben in dbn einzelnen Vertiefungen der Wellplatte festgelegt werden. Messabweichungen, die aus unterschiedlichen Probenvolumina in verschiedenen Vertiefungen resultieren, können vermieden werden, da die Einsatzelemente beträchtliche Probenvolumina verlagern können, wobei identische wirksame Probenvolumina für die Messungen entstehen. Darüber hinaus wird auch das Messeh an sehr kleinen Probevolumina möglich, da der f

Abstand zwischen dem Boden des Einsatzelemerjtes und dem Boden der Vertiefung sehr gering gewählt werden kann und dabei eine plane Oberfläche auch bei sehr kleinen Probenvolumina gewährleistet ist. j i

Neben der Möglichkeit der Verringerung oder Vermeidung von Meniskus-Effekten haben Vorrichtungen der Erfindung den Vorteil, definierte Messbedingungen zu gewährleisten. Zum Beispiel können unterschiedliche Messhöhen in der verschiedenen Vertiefungen der Wellplatte ausgeglichen werden. Somit können unterschiedliche Probemengen in den verschiedenen Vertiefungen ausgeglichen werden. Durch die Bedeckung der Oberfläche der flüssigen Proben durch das Einsatzelement können Verdunstungseffektq bei den Proben verhindert werden wodurch sich die mögliche Beobachtungszeit erhöht. Ein weiterer Vorteil möglicher Vorrichtungen der Erfindung besteht darin, dass es möglich ist, auch sehr geringe Probemengen zu beobachten/messen, da der i

Abstand des Bodens des Einsatzes zum Boden dör Vertiefung auf sehr geringe Höhen reduziert werden kann. Dafür können die Wellplatten-Einiatzelemente mit einer transparenten Unterseite versehen werden, die eine mechanische Barrier^ darstellt.

NACHGEREICHT ι : % · ln der Folge werden weitere KombinationsmöglicHkeiten der Einsatzelemente erläutert. Diese Kombinationen können auch bei den Wellplatten-Vorrichtungen und den Methoden zur Anwendung kommen. ι

Das Montageelement (das als Flansch und/oder Anker fungieren kann) kann einen runden Teil enthalten (z.B. kreisförnig), der so vorgesehen ist,, dass er auf einer planen Fläche der Wellplatte direkt rund um eine Vertiefung angebracht wird. Mittels Stützen zwischen der planen Fläche des Ringes des Montageeiementes und der ringförmigen planen Fläche der Wellplatte kann eine exakte horizontale Ausrichtung des Einsatzelementes od^r eine Ausrichtung relativ zur Vertiefung hergesteilt werden. Daraus ergibt sich ein ausgeklügeltes räumliches Ausrichtungssystem ohne großen Aufwand.

Das Montageelement kann mit einem Einrast-Element (das auch Verankerungselement bezeichnet wird) versehen werden, das mit einem Einrast-Gegenstück im Bereich einer Vertiefung an der Wellplatte mechanisch koppelt. Bei einer derartigen Kombination kann das Montageelement fest (aber demontierbar) durch zwei korrespondierend geformte Einrastmechanismen an Einsatzelement und Wellplatte befestigt werden, wodurch eine ekakte geometrische Ausrichtung zwischen Einsatzelement und Wellplatte definiert werden kann.

Insbesondere kann das Einrast-Element mindestens einen Stift enthalten, der in mindestens eine entsprechende komplementäre Nut rings um eine Vertiefung in einer Wellplatte einrastet. Alternativ kann das Einrast-Element mit mindestens einer Nut ausgestattet sein, in die mindestens ein Stift im Bereich einer Vertiefung einer Wellplatte einrastet. Als Alternative zu Stift-Nut-Konstruktionen können auch magnetische Befestigungen, Schnappverschlüsse oder andere Einrast-Elemente zur Anwendung kommen. Bei der Verwendung von Stift-Nut-Konstruktionen können auch mehrere Stifte, zum Beispiel drei Stifte in gleichem Abstand zueinander entlang der Einrast-Konstruktion eines Einsatzelementes mit z.B. einem kreisförmigen Querschnitt angeordnet sein um eine erhöhte Präzision der Verankerungs- oder Einrastmechanik zu erreichen.

Das Montageelement für die Montage des Einsatzelementes an einer Vertiefung einer Wellplatte kann so adaptiert werden, dass Rotations- oder Drehbewegungen des Einsatzelementes relativ zur Wellplatte in eingesetztem Zustand verhindert wjerden. Durch Definition einer winkelgenauen Geometrie kann einer ungewollten Rotation zwischen Einsatzelement und Wellplatte vorgebeugt werden. Dies ist in Kombinationen von Vorteil, in denen eine bestimmte Ausrichtung zwischen Einsatzelement und Wellplatte gefordert ist, zunrt Beispiel, wenn lotrecht ausgerichtete Polarisationsfilter in der Bodenplatte eines Einsatzelementes und in der Wellplatte angebracht sind, um ein geeignetes Kontrastverhältnis für die Beobachtung einer in die Vertiefung eingefügte Probe zu erhalten.

Ebenso kann das Montageelement so konzipiert sein, das es Rotations- oder Drehbewegungen des Einsatzelementes relativ zur Wellplatte zulässt. Das Zulassen einer Rotation des Einsatzes relativ zur Wellplatte fm eingesetzten Zustand erlaubtes, die räumlichen Eigenschaften einer Wellplatten-Anordnung In Anwender-spezifischer Weise zu adaptieren.

Das Meniskus-Ausgleichs-System kann einen plaharen Bodenflächenanteil haben, der einer flüssigen (oder anderen) Probe in der Vertiefung zugewanidt ist. Durch eine solche planare Fläche können

NACHGEREICHT

optische Artefakte, die sich aus der Krümmung von Oberflächenanteilen einer Flüssigkeit ergeben, unterdrückt werden. Ein oder mehrere optische/optoelektronische Elemente können dem Meniskus-Ausgleichs-System angefugt werden. Dies können etwa Filter (z. B. Wellenlängenfilter oder Polarisationsfilter), elektromagnetische Strahlenquellen (z.B. lichtemittierende Dioden, Laserdioden usw.), elektromagnetische Strahlendetektoren (z,B. eine Photodiode), elektromagnetische Strahlungsverstärker (z.B. Pigmente fluoreszierender Partikel um die elektromagnetische Strahlung in einer speziellen Wellenlänge zu verstärken oder zu erzeugen), optische Fasern (um extern generierte elektromagnetische Strahlung in das Ejnsatzelement zu leiten) und/oder Öffnungseigenschaften (z.B. durch einen optisch transparenten Anteil, der von einem optisch intransparenten Anteil umgeben ist) sein. Eskönnjen insbesondere optischen Elemente (die die optischen Eigenschaften eines Lichtstrahls der siel) durch das Einsatzelement verbreitet) oder optoelektronischen Elemente (die elektrische Signale in optische wandeln oder umgekehrt) in die Meniskus-Ausgleiehs-Teile des Einsatzelementes integriert werden, die damit gleichzeitig Meniskusverdrängende und optische/optoelektronische Funktionen haben.

Das Meniskus-Ausgleichsteil kann teilweise oder zur Gänze optisch transparent sein. Um die Beobachtung durchführen zu können, kann Licht auf den oberen Teil des Meniskus-Ausgl eich steiles gerichtet werden, wenn er in die Vertiefungen eingesetzt ist. Das Licht kann den optisch transparenten Bereich des Meniskus-Ausgleichstöiles und den Boden der Wellplatte durchqueren und mittels eines elektromagnetischen Strahlungsdetektors unterhalb der Wellplatte beobachtet i werden. i

Das Einsatzelement kann ein Verbindungselement enthalten, mit dem das Montageelement mit dem Meniskus-Ausgleichsteil verbunden (oder angeschlossen) ist. Ein solches Verbindungselement kann vertikale Wände und eine röhrenförmige Geometrie aufweisen um ein ringförmiges Verankerungselement mit scheibenförmigen Meniskus-Ausgleichsteilen zu verbinden.

Das Verbindungselement kann senkrecht zum Befestigungselement und zum Meniskus-Ausgleichsteil ; ausgerichtet sein. Dafür kommt ein Vertiefungsejement-ähnliches Einsatzelement von geringeren Abmessungen als das Vertiefungselement in das das Einsatzelement eingesetzt werden soll, zur Anwendung.

Das Verbindungselement kann einen optisch opaken Teil enthalten. So kann z.B. eine innere oder äußere Wand der Verbindungselemente in schwarzer Farbe ausgeführt oder mit einem opaken Abdeckelement versehen werden, um unerwünschte Einflüsse umgebender elektromagnetischer Strahlung auf die Vorgänge im Bereich von Einsatz und Vertiefung auszuschließen. Ebenso kann die Wand des Verbindungselements teilweise oder zur Gänze aus einem optisch diffus streuenden Material hergestellt sein (entweder durch entsprechende Beschichtung oder Oberflächenbehandlung der Wand, z.B. durch Sandstrahlen oder Aufräumen).

Das Einsatzelement kann insbesondere aus Polycarbonat und/oder Polymethylmethacrylate (PMMA) hergestellt werden. Diese oder andere polymere Materialen können von Vorteil sein, da sie zu kostengünstig produziert werden können, günstige optische Transparenzwerte aufweisen und mechanisch und chemisch widerstandsfähig sind. Es können aber auch andere Materialien wie z.B. Glas verwendet werden.

Das Einsatzelement kann im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Demzufolge kann das

Einsatzelement aus einem Stück oder zur Gänze aus einem Material gefertigt sein. Somit ist

NACHGERBCHT gewährleistet, dass die Einsatzelemente kostengünstig produziert werden können. Die Einsatzelemente können auch aus verschiedenen Komponenten zusammengesetzt werden. Es kann ein Einsatzeiement z.B. aus einer Scheibe mit der Funktion des Meniskus-Ausgleichs und einem röhrenförmigen Körper mit ringförmigem Befestigungskranz ais Befestigungs- und Verbindungsteil gefertigt sein. Diese beiden Komponenten {jede für sich mit optimalen Eigenschaften ausgestattet) können dann miteinander verklebt (z.B. mittels UV-Kleber), verschweißt oder verlötet werden. Die Bodenplatte des Einsatzelements kann z.B. mit einem röhrenförmigen Seitenwandelement verklebt werden. Das Einsatzelement kann ebenso aus einöm einzigen Material gefertigt sein. !n der Folge werden weitere Vorrichtungsmöglichkeiten der Wellplatte-Anwendung erläutert. Diese Kombinationsmöglichkeiten beziehen sich gleichermaßen auch auf die Einsatzeiemente und die Methoden.

Die geringste Vertiefungsmenge einer Wellplatte kann eins betragen, ln einem solchen Fall können eine Vertiefung und ein Einsatzeiement einen Baüsatz bilden. Es können auch mehrere Vertiefungen linear in einer Weliplatte angeordnet sein. Somit kann die Wellplatte ein streifenförmiges Raster aufweisen, in der alle Vertiefungen entlang einer Linie angeordnet sind. Des weiteren kann eine Vielzahl von Vertiefungen in einer Matrix-artigen Anordnung die Form einer zweidimensionalen Mikrotiter-Piatte annehmen. So können 6,12, 24, 96, 384,1536 oder mehr Vertiefungen in einer solchen ein- oder zweidimensionalen Matrix angeordnet werden.

Ebenso können ein- oder zweidimensionale Vertiefungs-Platten gefertigt werden, die zwischen den einzelnen Vertiefungen Perforationen oder andere Soll-Bruchstellen aufweisen und dem Anwender ein Abbrechen eben der für die spezielle Versuchssituation gewünschte Größe des Streifens oder der Matrix ermöglichen. Zweidimensionale Anordnungen können in kleine zweidimensionale oder nulldimensionale Anordnungen (d.h- eine einzige Vertiefung) geteilt werden, um benutzerdefiniert die benötigte Wellplatten-Anordnung abzutrennen, ab2Uteilen oder zu isolieren, gerade so wie eine Schokoiadetafel in einzelne Rippen und Stücke zerteilt werden kann.

Die Wellplatte kann insbesondere die Form einer Mikrotiter-Platte annehmen. Unter Mikrotiter-Piatte versteht man ein Probengefäß, wie es in der kombinatorischen Chemie, der Biochemie oder in Prüfverfahren mit hoher Durchsatzrate verwendet wird. Eine Mikrotiter-Piatte oder Mikroplatte kann die Form einerflachen Platte mit einer Vielzahl von Vertiefungen annehmen, die als kleine Reagenzgläser fungieren.

Die eine oder die Mehrzahl von Vertiefungen kann so geformt und dimensioniert sein, dass, abgestimmt auf Form und Dimension des Einsatzelementes, das Einsetzten dieses Elementes in die Vertiefungen möglich ist. Dabei können Größe, Abmessungen und Form der Vertiefungen und der Einsatzeiemente einander angepasst und aufeinander abgestimmt werden. Dabei kann das Einsatzelement so dimensioniert werden, dass ei entweder mit Spiel oder streng in die Vertiefung passt und eine genau definierte Distanz zwischen Vertiefungswand und Einsatzelement einhält, oder über eine Distanz-Stütze verfügen, die den Abstand zwischen Einsatzelement und einer Wand der Weliplatte festlegt.

Der Querschnitt der einen (oder mehreren) Vertiefungen(en) kann unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen so gewählt werden, dass sie dem Querschnitt des Einsatzelementes entsprechen. In einer solchen Kombination, bleibt beim Einsetzen des Einsatzelementes in die

NACHGEREICHT

Vertiefung kein Abstand zwischen der Innenwand der Vertiefung und der Außenwand des Einsatzelementes.

Die Wellplatten-Vorrichtung kann eine elektromagnetische Strahlenquelle (z.B. eine lichtemittierende Diode) aufweisen, die elektromagnetische Strahlung direkt auf das Einsatzelement richtet, und kann einen elektromagnetischen Strahlendetektor (z.B, eine Photodiode, eine ladungsträgergekoppelte Schaltung (CCD oder eine CMOS-Kamera) zur Beobachtung des elektromagnetischen Strahls (z.B. ein optischerStrahl) nach seiner Durchstrahlung des Einsatzelementes, der flüssigen Probe zwischen Einsatzelement und Vertiefungsboden und des Bodens der Vertiefung.

Der Ausdruck „elektromagnetische Strahlung" kann sich insbesondere auf einen Photonenstrahl einer entsprechenden Wellenlänge beziehen. Damit kann das optische Spektrum (z.B. der Bereich zwischen 400nm und SOOnm) gemeint sein, ebenso aber auch die elektromagnetische Strahlung anderer Wellenlängen wie dem UV-, dem Infrarotlicht oder sogar der Röntgenstrahlung, ln weiteren Komblnationsmöglichkeiten der Erfindung kann solche elektromagnetische Strahlung als Messinstrument im verwendet werden, da diese elektromagnetische Strahlung durch das in eine Vertiefung einer Wellplatte eingesetzte Einsatzelement, durch die Flüssigkeit in der Vertiefung und durch die Wellplatte strahlt und unter der Wellplatte beobachtet wird. Die Richtung der Strahlung kann auch umgekehrt erfolgen. Somit kann das Auslesen einer Wellplattenanalyse durch Unterdrückung unerwünschter Meniskuseffekte ermöglicht werden.

Die Wellplatte kann mit einem ersten Polarisationsfilter in (dem Boden) mindestens einer Vertiefung ausgestattet sein. Das Meniskusausgleichselement des Einsatzelementes kann mit einem zweiten Polarisationsfilter ausgestattet sein. So können diese Filter dieser beiden Polarisationsfilter z.B. lotrecht aufeinander angeordnet sein, ln der Folge wird bei Fehlen jeglicher Effekte in der Probe kein (polarisiertes) Licht die beiden lotrecht zueinander angeordneten Polarisationsfilter durchdringen.

Lediglich im Falle optischer Aktivität in der Probe: wird die Lichtpolarisation gedreht oder verschoben, so dass helle Anteile im Beobachtungsbereich einer derartigen optisch aktiven Probe sichtbar werden. Damit kann ein gewünschter Hell-Dunkel-Kontrast erzeugt werden.

Jegliches polymeres Material kann zur Erzeugung von Wellplatten herangezogen werden, so z.B. Polystyrol und/oder PoJymethylmethacrylat (PMMA). Derartige Materialien verfügen über gute optische Transmissionseigenschaften, sind umweitverträglich und kostengünstig.

Gemäß einer beispielhaften Vorrichtung kann ein Wellplattensytem für die Beobachtung lebender Zellen erzeugt werden, das Schwierigkeiten reduzieren oder eliminieren kann, die gewöhnlich im Zusammenhang mit Meniskusbildungen an der Oberfläche flüssiger Proben aufgrund von Oberflächenspannungen der Flüssigkeiten entstehen. Diese Problematik verstärkt sich mit abnehmender Vertiefungsgröße. Somit kann es ein besonderes Anliegen sein, gerade bei Beobachtungen mit hoher Durchsatzrate (z.B. inider pharmazeutischen Wissenschaft) die Meniskusproblematik in den Griff zu bekommen. Die Erfindung bietet Möglichkeiten für einfache und zugleich hocheffiziente Methoden zur Vermeidung der Meniskusproblematik. Dadurch kann die Beobachtung am Gesamtquerschnitt aller Vertiefungen einer Wellplatte ermöglicht werden, da keine unauslesbaren Anteile der Wellplatte verbleiben.

NACHGEREICHT

Beobachtung in Transmission sind möglich, dabei Kann eine Lichtquelle oberhalb (oder unterhalb) der Miktotiterplatte und der Detektor unterhalb (oder oberhalb) angeordnet sein- Genauso ist es möglich, dieses System in Reflektionsgeometrie zuibetreiben, wobei sowohl Lichtquelle als auch der Detektor auf derselben Seite von Wellplatte und Einsatzelement angeordnet sind (also beide oberhalb oder beide unterhalb). Es sind auch Detektionsmethoden für Fluoreszenzlicht möglich.

Die Beobachtung von lebenden Zellen und Spektrpphotometrie (MTT, XTT), aber auch andere Anwendungen im Bereich der Biochemie und anderer Gebiete, können mittels der mit dieser Erfindung ermöglichten Methoden durchgeführt werden. Ein weiteres Beispiel für die Anwendung von Vorrichtungen der Erfindung ist die Zellmechanik. Dabei können Signale beobachtet werden, die durch die Wirkung von Zelikräften an einer Oberfläche sichtbar werden. Das kann durch zwei lotrechte Polarisationsfilter im Boden einer Wellplatte und im Meniskusausgleichselement der Einsatzplatte geschehen. Die Messung von Kräfterhustern kann über die Beobachtung von Interferenzmustern geschehen, die auftreten wenn Zellkräfte die optischen Eigenschaften an der Oberfläche einer Vertiefung beeinflussen.

Es ist möglich, eine Oberflächenfunktionalisterung am Boden des Einsatzelements und/oder dem Boden einer Wellplatte vorzunehmen (z.B. Funktiönallsierung der Oberfläche mit Collagen um die Verbindung von Zellen in einer Flüssigkeit zu begünstigen).

Das Einsatzelement kann steril verpackt geliefert werden, um direkt vor der Verwendung ausgepackt zu werden.

Die Wellplatte und das Einsatzelement können als 2usammenpassendes Set (z.B. als Bausatz), d.h. auf einander abgestimmt sein.

Der Boden des Einsatzelementes kann optisch transparent sein, während die Seitenwände diffus brechend oder opak sein können, Dies kann durch Beschichtung, Sandstrahlung, Einfärben/Streichen O.ä. erfolgen.

In einer 6 Well Platte kann das Probenvolumen 4ml bis 5ml betragen. In einer 96 Well Platte kann das Probenvolumen 300μΙ bis400pl betragen. Andere Volumina im Picoliter-, Nanoliter-, Microliter-oder Milliliter-Bereich sind ebenso möglich.

Die stärke der Bodenplatte des Einsatzelementes kann 170pm betragen. Diese Dimensionen können an die Linseneigenschaften eines optischen Systems angepasst werden.

Eine Vorrichtungsmöglichkeit der Erfindung bewirkt die Korrektur optischer Artefakte, die durch die Lichtbrechung an Menisken in der Phasenkontrastmikroskopie entstehen. In der Phasenkontrastmikroskopie werden gewöhnlich bei Versuchssituationen, in denen an der Luft-Medium-Schnittstelle Menisken in einer Krümmung auftreten, Anomalien sichtbar. Brechungen an der dieser Grenzfläche resultieren aus einer Beugung des Lichts weg vom Phasenring und führen in der Phasenkontrastmikroskopie zu Kontrastarmut oder dem Verlust des Bildes. Der Ausgleich dieser Beugung erfordert eine Veränderung an der Grenzfläche (Interface) dahingehend, dass sie parallel zum Probenträger ausgerichtet werden muss. Eine Konstruktion bestehend aus einem Deckglas in paralleler Ausrichtung zum Probenträger-Sichtfenster ermöglicht die Beobachtung der Probe aus größerer Entfernung von der Mitte der Vertiefung, ohne zu Verzerrungen oder einem Verlust des Bildes zu führen.

NACHGEREICHT ln einer beispielhaften Vorrichtung wird ein optisches Einsatzelement für Multiwellplatten verwendet. Damit wird das Betrachtungsfeld bei der mikroskopischen Auswertung von Multiwellplatten vergrößert und werden Meniskusverzerrungen wirksam korrigiert.

Eine Vorrichtung der Erfindung ist für Untersuchungen, die die Beobachtung kurzlebiger Zellen erfordern, konzipiert, die Beobachtungen über einen Zeitraum von drei oder mehr Tagen ermöglicht. Dafür kann der Einsatz von Kammern mit Kohlendioxid-Atmosphäre nötig sein. Eine solche Vorrichtung kann für sechs, 2wölf oder mehr Kammern hergestellt werden.

Ein Einsatzelement kann gemäß einer beispielhaften Vorrichtung ein verbessertes Betrachtungsfeld In einer Vertiefung erzeugen, so dass das Mikroskopieren (z.B. mittels Phasenkontrast) bei Monitoring-Versuchen ohne die störenden Einflüsse von Meniskus-Krümmungen geschehen kann. Der Meniskus-Effekt kann durch optische Platten in einer Ebene parallel zum Boden der Vertiefung unterdrückt oder verhindert werden. Dabei können sehr kleine Vertiefungen verwendet werden und somit eine große Anzahl von Betrachtungsfeldern auf einer Mikroplatte oder auch in einer einzigen Vertiefung ermöglicht werden. Das kann den Vorteil haben, dass von einer Platte eine höhere Informationsgewinnung möglich ist. Durch Veränderungen der optischen Eigenschaften der optischen Platte ist es möglich, definierte Versuchsbedingungen zu gewährleisten, z.B. bezüglich Brechungsindex, Gaspermeabilität, Filtereigenschaften.

Spezielle Vorrichtungen der Erfindung können für die Beobachtung lebender Zellen verwendet werden, z.B. bei der Verwendung von zwölf oder mehr Kulturvertiefungen. Einsatzelemente gemäß beispielhaften Vorrichtungen der Erfindung sind kostengünstig, einfach und leicht an nahezu jedes System oder Experiment anpassbar.

Vorrichtungen der Erfindung können mit Roboter-Systemen kombiniert werden und Beobachtungen von oben oder von unten ermöglichen.

Die oben angeführten Aspekte und weitere Aspekte der Erfindung sind aus den Beispielen für mögliche Vorrichtungen ersichtlich und werden im Folgenden entsprechend dieser Vorrichtungsbeispiele beschrieben und erklärt.

Die Erfindung wird bezugnehmend auf die beispielhaften Vorrichtungen genauer im Folgenden erklärt, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.

Fig. 1 bis 3 stellen eine Wellplattenvorrichtung gemäß beispielhaften Vorrichtungen der Erfindung dar.

Fig, 4 zeigt Aufnahmen von Beobachtungen an lebenden Zellen.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm zum Anstieg des ungestörten Beobachtungsfeldes bei Verwendung beispielhafter Vorrichtungen der Erfindung.

Fig. 6 bis 10 zeigen verschiedene Ansichten des Ernsatzelements entsprechend einer beispielhaften Vorrichtung der Erfindung.

Fig, 11 zeigt ein Mikrotiterplattensystem entsprechend einer beispielhaften Vorrichtung der Erfindung.

Fig. 12 zeigt verschiedenen Ansichten eines Einsatzelementes entsprechend einer beispielhaften Vorrichtung der Erfindung. NACHGEREICHT |

Fig. 13 zeigt verschiedene Ansichten während der Beobachtung von lebenden Zellen in konventioneller Anordnung und in einer Anordnung gemäß einer beispielhaften Vorrichtung der Erfindung.

Fig. 14 zeigt eine übliche Wellplattensituation,

Die Darstellung in den Abbildungen ist schematisch. In verschiedenen Abbildungen werden ähnliche oder idente Elemente mit den gleichen Referenzzeichen versehen.

Abbildung 1 stellt eine Wellplatten-Vorrichtung 100 entsprechende einer beispielhaften Vorrichtung der Erfindung dar.

Die Wellplatten-Vorrichtung 100 besteht aus einer Wellplatte 102 mit einer Anzahl von Vertiefungen 104.106 uSW- aus gewöhnlichem Plastfk-5ubstrat.;Die Wellplatte 102 kann aus Polystyrol hergesteJIt sein.

Jede Vertiefung 104,106 enthält ein eigenes Einsatzelement 108, 110, das in die entsprechende Vertiefung 104,106 der Wellplatte 100 eingesetzt ist.

Die Wellplatte 102 ist als Mikrotiterplatte geformt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Vertiefungen 104.106 so geformt und dimensioniert, dass sie der Form und Dimension der Einsatzelemente 10S, HO entsprechen und so das Einsetzen der Einsatzelemente 108,110 in die entsprechenden Vertiefungen 104, 106 ermöglichen.

Eine bewegliche (für das Abfragen der Welllplatte 100 Siehe Pfeile 112) Lichtquelle 114, z.B. eine lichtemmitierende Diode oder ein Laser, bewirkt elektromagnetische Strahlung, die auf die Einsatzelemente 108, HO gerichtet ist. A CCD-Detektor 1106 ist unterhalb der Wellplatte 102 zur Beobachtung der elektromagnetischen Strahlung nach ihrer Verbreitung durch das entsprechende Einsatzelement 108,110, durch die Vertiefung 104,106, durch die flüssige Probe 110B in jeder Vertiefung 104, 106 und die Bodenplatte der Weilplatte 102, angebracht. Ein abgestimmtes Detektorelement/Pixel des CDD Detektors 116 beobachtet den elektromagnetischen Strahlungsstrahl.

Im Folgenden isr das ElnsatzeJement 108 genauer beschrieben. Die Bauart von Einsatzelement HO ist ähnlich oder gleich.

Das Einsatzelement 108 ist für das Einsetzen in die Vertiefung 104 in der Weliplatte 102 vorgerlchtet und besteht aus einem Befestlgungselement 120. in Form eines Ringes mit vorstehenden Teilen 122 für das Befestigen in entsprechend geformten Nutrillen in der Oberfläche der Wellpiatte 102. Die Einrastvorrichtungen 122 mit den korrespondierenden Nutrillen wird die Rotation des Einsatzelementes 108 verhindert und eine fixe räumliche Anordnung der beiden Teile zueinander gewährleistet. Das Befestigungselement 120 ist dafür gerichtet, dass das Einsatzelement 108 so an der Vertiefung 104 montiert werden kann, dass es nach Montage an der Vertiefung 104 in die Vertiefung 104 hinelnragt.

Ein Meniskusverdrängungselement 124 ist Teil des Bodens des Einsatzelementes 108 und so konstruiert, dass es einen Meniskus an der Oberfläche einer Flüssigkeit H8 in einer Vertiefung 104 so verdrängt in dem es einen Oberflächenanteil der Flüssigkeit 124 verlagert, sobald es in die Vertiefung 104 eingesetzt ist. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Bodenfiäche 126 des

NACHGEREICHT

Meniskusverdrängungselementes 118 planar ist. Das Meniskusverdrängungselement 124 ist optisch transparent. Eine lotrechte Verbindungswand 130 verbindet das Meniskusverdrängungselement 124 mit dem Befestigungselement 120 und sie kann optisch diffus oder schwarz gefärbt sein um Crosstalk mit den angrenzenden Vertiefungen 104,106 zu vermeiden.

Das Einsatzeiement 108 ist mittels Spritzgussverfahren aus einem Teil gefertigt und besteht aus Polycarbonat.

Fig. 2 zeigt eine Wellplatten-Anordnung 200 entsprechend einer anderen beispielhaften Vorrichtung der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Vertiefung 104 mit einem Meniskus-Ausgleichselement 206. Aus Fig. 2 ist ein brauchbares Beobachtungsfeld 202 ersichtlich, dass sich fast über den gesamten Querschnitt der Vertiefung 104 erstreckt. An den Seiten ist ein für Gasaustausch-Flächen nötiges nicht brauchbares Beobachtungsfeld 204 ersichtlich, das kleiner im Vergleich zu herkömmlichen Wellplattensystemen ist. ln Fig. 3 wird eine Wellplatten-Anordnung 300 entsprechend einer anderen beispielhaften Vorrichtung der Erfindung dargestellt,

Fig 3. Stellt eine Wellplatten-Anordnung 300 mit einem Meniskus-Ausgleichselement 306 dar. An den Seiten ist das brauchbare Beobachtungsfeld 202 Zusehen, das größer ist als bei herkömmlichen Systemen. Die Pfeile 204 zeigen das unbrauchbare Beobachtungsfeld im Bereich der Seitenwände des Einsatzelementes 306. In der Vorrichtung der Fig. 3 schließt die Verbindungswand 130 dicht an senkrechten Wände der Wellplatte 202. Fig. 3 zeigt, versehen mit Referenznummer 302, eine gekrümmte Oberfläche eines Gels 304, in dem Zellen wachsen und sich bewegen. ln Fig. 4 sind die Darstellungen 400 ersichtlich.

Zellen, die in und auf Gel im Phasenkontrast kultiviert werden, sind in 96 Well Platten schwer zu analysieren (vgl. A). Die Vertiefung ist klein und der Meniskus wirkt sich über das gesamt Beobachtungsfeld störend auf den Phasenkontrast aus (vgl. A, C}_ Bel Verwendung der Vorrichtung aus Fig. 3 kann eine Ausweitung des Beobachtungsfelds bewirkt werden, wodurch fast der gesamte Vertiefungsquerschnitt für Phasenkontrast-Untersuchungen genützt werden kann (vgl. B, D).

Fig. 5 ist ein Diagramm 500 mit einer Abszisse 502 entlang welcher die Anzahl der Vertiefungen pro Platte aufgetragen ist. Entlang der Ordinate 504 wird ein Anstieg in Prozent aufgetragen. Die erste Kurve 506 entspricht den Eigenschaften der Vorrichtung aus Fig. 2. Die zweite Kurve 508 zeigt die Eigenschaften der Vorrichtung aus Fig. 3.

Multiwell Platten können verschiedene Größen haben, z.B. 6,12,24,96 etc. Aufgrund der Meniskusbildung an der Oberfläche von Flüssigkeiten Ist der auslesbare Bereich des Beobachtungsfelds, z.B. bei Phasenkontrast-Mikroskopie reduziert.

Tabelle 1 stellt die maximal brauchbaren Durchmesser von Beobachtungsfeidern im Verhältnis zu Vertiefungsdurchmessern dar.

Vertiefung Durchmesser BF normal BF Fig 2 Anstieg (%) BF Fig. 3 Anstieg (%) der Vertiefungl nachgereicht 12 22mm 12,6 18 43 20 59 24 15,6mm 6,2 11,6 87 13,6 119 96 6,1 mm 2,2 220 3,7 370

Tabelle 1; Anstieg des brauchbaren Beobachtungsfeldes bei verschiedenen Vertiefungsgrößen.

Zwei Vorrichtungen (Fig. 2, Fig. 3) und der Anstieg im Beobachtungsfeld (BF) werden für verschiedenen Vertiefungsgrößen dargestellt, wobei die Vorrichtung aus Fig. 3 das Beobachtungsfeld beträchtlich vergrößert und bei einer 24 Well Platte zur Verdopplung des Beobachtungsfelds führt. Beide Vorrichtungen Fig. 2 und Fig. 3 ermöglichen durch ihre Konstruktion den Gasaustausch mit dem Kulturmedium.

Fig. 6 bis Fig. 10 zeigen verschiedenen Ansichten eines Einsatzelementes 600 entsprechend einer beispielhaften Vorrichtung der Erfindung,

Fig. 6 zeigt einen Grundriss des Einsatzelementes 600, Fig. 7 zeigt eine dreidimensionale Darstellung 700. Fig. 8 zeigt einen Schnitt 800. Fig. 9 zeigt einen weiteren Schnitt 900. Fig. 10 zeigt die Abmessungen des Einsatzelementes 600.

Fig. ll zeigt Bild 1100 einer Mikrotiterplatte 1102 mit 6 Vertiefungen 1104. Fig. 11 zeigt weiters das Einsatzelementes 1106 für den Einsatz in die entsprechenden Vertiefungen 1102,1104. Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, kann die abgebildete Konstruktion an sämtliche Dimensionen von Multiwellplatten oder andere Behältnisse, die einer Korrektur der optischen Grenzfläche bedürfen, wenn die Verringerung der Brechungsanomafien notwendig oder gewünscht ist. Dabei kann der Verlust des Phasenkontrastes durch Korrektur der Krümmung des Meniskus mit resultierender optischer Schnittfläche parallel zur beobachteten Oberfläche behoben werden. Dies ist in Fig. 13 detaillierter beschrieben.

Fig. 12 zeigt verschiedenen Ansichten eines Einsatzelementes 1200 mit röhrenförmigen Kunststoffkörper 1202, einer optischen Platten ll204 und Befestigungsstiften 1206. Die Konstruktion besteht aus der Kunststoff röhre 1202 mit der optischen Scheibe (Deckglas) 1204 einseitig verschlossen. Die Röhre 1202 steht auf drei Füssen 1206 zur Gewährleistung einer parallelen Ausrichtung des Deckglases zur Beobachtungsoberfläche. Die Konstruktion ist kleiner als die Vertiefung, in die sie eingesetzt wird um den Gasaustausch zwischen dem flüssigen Medium und der umgebenden Gasatmosphäre für das Wachstum.der Zellen im Medium zu gewährleisten.

Fig. 13 zeigt herkömmliche Phasenkontrastmikroskopie 1300, Zusätzlich zeigt Fig. 13 Phasenkantrastmikroskopie unter Verwendung einer Vorrichtung der Erfindung mit Referenznummer 1310.

Fig. 13 zeigt eine Multiweilplatte 1302, eine flüssiges Medium 1304, ein Mikroskop-Objektiv 1306 und eine zu beobachtende Oberfläche 1308. Die linke Hälfte von Fig, 13. zeigt eine Beugungsschnittstelle 1310 im 8ereich des Meniskus und eine resultierende Beugungsrichtung 1312-Die rechte Hälfte der Fig. 13 zeigt das Einsatzelement 1200 mit Stützfussen 1203 auf einen Vertiefungsboden gestellt.

NACHGEREICHT

Fig. 13 verdeutlicht die Wirkung der Vorrichtung der Erfindung. Die mit der Referenziahl 1300 versehenden Abbildungen zeigen die Ergebnisse ohne den Einsatz einer Vorrichtung der Erfindung. Die linke Abbildungsreihe von Fig. 13 entlang in ansteigender Richtung ist mit entsprechenden Zeichnungen versehen, die die steigende Abweichung von der Mittelachse darstellen. Eine steigende Abweichung von der Zentralachse resultiert in einer Zunahme des relativen Winkels zwischen der Oberfläche des Meniskus und der Oberfläche im Bereich der Mittelachse, in Reihe 3 ist ein Unterschied aufgrund der Beugung an Meniskus 1310 sichtbar. Dies kann zu einem Intensitätsanstieg führen, da Teile des umgebenden Lichts nicht die Phasenringblende passieren können. In Reihe 2 ist ein vollständiger Verlust des Bildes und des Phasenkontrastes in der linken Darstellung aufgetreten, da überhaupt kein Licht die Phasenringblende passieren konnte, in der rechten Abbildungssäule hingegen ist nur eine geringe Veränderung ersichtlich. Die Veränderung resultiert aus einer durch die Konstruktion eingeschränkten Passage des Umgebungsilchtes und einer in der Folge abnehmenden Lichtintensität und damit zu einer Verringerung der Wirkweise des Phasenkontrastes. Das Süd an der rechten Abbildungsreihe ist noch auslesbar, aber die Intensität hat abgenommen, da die Konstruktion das Licht außerhalb des Beobachtungsfeldes abhäit.

Die Bilder aus Fig. 13 zeigen also, dass die Vorrichtung die Anzahl an gewonnen Bildern aus einem einzelnen Experiment deutlich anheben kann, und dafür die Verwendung von einer Mehrzahl an Vertiefungen nicht nötig ist. Damit sinkt auch der Bedarf an Medium, Zeilen und Test-Reagenzien. Diese einfache, kostengünstige und einfach adjustierbare Vorrichtung kann voltautomatisierte Analytik vereinfachen ohne dass komplexe optische Anpassungen vorgenommen werden müssten.

Fig. 14 zeigt eine herkömmliche Weil Platte 1400 mit einer Flüssigkeit 1402 und einem Meniskus 1404. Das Beobachtungsfeld 1406 ist klein und die unbrauchbaren Anteile 1408 sind groß.

Es wird festgehalten, dass die Benennung enthält' nicht andere Elemente oder Bauteile ausschließt und die unbestimmten Artikel ,ein' oder,eine' nicht ausschließen, dass auch eine Mehrzahl von Elementen oder Bauteilen gemeint sein kann. Des weiteren können die beschriebenen Vorrichtungen auch in Verbindung mit anderen verschiedenen Vorrichtungen auftreten. Es sei auch angemerkt, dass die angeführten Referenznummern in den Ansprüchen nicht den Umfang der Ansprüche beeinträchtigen. NACHGEREIC: T {

Claims (25)

1. Ansprüche: 1. Ein Einsatzelement für den Einsatz in eine Vertiefung einer Wellplatte, das Einsätzelement enthält ein Montageelement für die Montage des Einsatzelementes an einer Vertiefung einer Wellplatte so, dass das Einsatzelement im eingesetzten Zustand in die Vertiefung ragt, ein Meniskus-Ausgieichs-Teil für den Ausgleich eines Meniskus an der Oberfläche einer Flüssigkeit ln einer Vertiefung durch das Verlagern von Oberflächenanteilen der Flüssigkeit, wenn das Emsatzelement in eine Vertiefung eingesetzt ist.
2. 2. Das Einsatzelement aus Anspruch 1, in dem das Montageelement einen ringförmigen Bereich aufweist, der für die Befestigung auf einem planaren Bereich der Wellplatte rund um eine Vertiefung gerichtet ist.
3. 3. Das Einsatzeiement aus Anspruch 1 oder 2, wobei das Montageelement eine Einrastvorrichtung für die Montage an der entsprechenden Einrastvorrichtung auf der Wellplatte rund um eine Vertiefung enthält.
4. 4. Das Einsatzeiement aus Anspruch 3, wobei die Einrastvorrichtung mindestens einen Stift enthält, der in der entsprechenden Nutrille einer Wellplatte Im Bereich um eine Vertiefung geführt werden kann.
5. 5. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei das Montageelement so für die Montage des Einsatzelementes an der Vertiefung einer Wellplatte gerichtet ist, dass Rotationsbewegungen des Einsatzelementes relativ zur Wellplatte in eingesetztem Zustand verhindert werden.
6. 6. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei das Montageelement so für die Montage des Einsatzelementes an der Vertiefung einer Wellplatte gerichtet ist, dass Rotationsbewegungen des Einsatzelementes relativ zur Wellplatte in eingesetztem Zustand ermöglicht werden.
7. 7. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei das Meniskus-Ausgleichs*Element eine der Flüssigkeit in der Vertiefung zugewandte planare Bodenfläche aufweist.
8. 8. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei zumindest ein optisches und ein optoefektronisches Element in das Meniskus-Ausgleichs-Etement integriert sind.
9. 9. Das Einsatzelement aus Anspruch 8, wobei das optische Oder das optoelektronische Element eines der folgenden Elemente enthält: ein Filter, ein Wellenlängenfilter, ein Polarisationsfilter, eine elektromagnetische Strahlenquelle, ein Detektor für elektromagnetische Strahlung, ein elektromagnetischer Strahlenverstärker, eine optische Faser, einer Öffnung, eine Photodiode, eine lichtemittierende Diode, ein Draht, eine Laser-Diode. NACHGEREICHT
10. 10. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei das Meniskus-Verdrangung-Element optisch transparent ist.
11. 11. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 oder Jeglichem vorgenannten Anspruch, in Verbindung mit einem Verbindungsteil für die Verbindung des Montageelementes mit dem Meniskus-Verdrängungs-Elemeni.
12. 12. Das Einsatzelement aus Anspruch 11, wobei das Verbindungselement lotrecht zum Montageeiement und lotrecht zum Meniskus-Ausgleichs-Element ausgerichtet ist.
13. 13. Das Einsatzelement aus Anspruch 11 oder 12, wobei das Verbindungselement eines der folgender enthält: ein optisch opaker Anteil oder ein diffus streuender Anteil.
14. 14. Das Einsatzeiementaus Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei es eines der folgenden Materialien enthält: Polycarbonat oder Polymethylmethakrylat
15. 15. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, hergestellt im Spritzgussverfahren.
16. 16. Eine Weltplattenanordnung, wobei die Wellplattenanordnung aus einer Weiipiatte mit mindestens einer Vertiefung und einem Einsatzelement für das Einsetzen in die Vertiefung einer Wellplatte gemäß Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch besteht.
17. 17. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 16, wobei die Weiipiatte aus dem folgenden besteht oder das folgende enthält: eine einzelne Vertiefung, eine Mehrzahl von Vertiefungen in linearer Anordnung, eine Vielzahl von Vertiefungen in Matrix-Anordnung, 6 Vertiefungen, 12 Vertiefungen, 24 Vertiefungen, 96 Vertiefungen, 384 Vertiefungen und 1536 Vertiefungen.
18. 18. Eine WeKplattenanordnung aus Anspruch 16 oder 17, wobei die Weiipiatte eine Mikrotiterplatte ist.
19. 19. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 16 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei zumindest eine Vertiefung so geformt und dimensioniert ist, dass sie in Form und Dimension auf ein Einsatzelement so abgestimmt ist, dass das Einsatzelement in die Vertiefung eingesetzt werden kann.
20. 20. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 16 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei der Querschnitt der zumindest einen Vertiefung dem Querschnitt des Einsatzelementes entspricht.
21. 21. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 16 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, bestehend aus einer elektromagnetischen Strahlenquelle, mittels derer ein elektromagnetischer Strahl auf das Einsatzelement gerichtet werden kann; NACHGEREICHT bestehend aus einem Detektor für elektromagnetische Strahlung, mittels dem ein elektromagnetischerstrahl nach seiner Verbreitung durch das Einsatzelement und der zumindest einen Vertiefung beobachtet werden kann.
22. 22. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 16 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei die Wellplatte in zumindest einer Vertiefung einen Polarisationsfilter enthält; wobei die Wellplatte einen ersten Polarisationsfilter in zumindest einer Vertiefung enthält; wobei das Meniskus-Ausgleichs-Element des Einsatzelementes einen zweiten Polarisationsfilter enthält.
23. 23. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 22, wobei ein erster Polarisationsfilter und ein zweiter Polarisationsfilter so angeordnet sind oder angeordnet werden können, dass sie lotrecht aufeinander stehen.
24. 24. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 16 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei die Wellplatte aus einem der folgenden Materialien besteht: Polystyrol und Polym ethoy I methykry lat. 2s. Eine Operationsmethode einer Wellplattenanordnung, wobei die Methode ein Einsatzelement für eine Vertiefung einer Wellplatte enthält. ein Montageelement des Einsatzelementes an der Vertiefung mittels dem das Einsatzelement nach erfolgter Montage in die Vertiefung einer Wellplatte ragt, bei der der Meniskus an der Oberfläche einer Flüssigkeit ausgeglichen wird, Indem das Meniskus-Ausgleichs-Element des Einsatzelementes einen Oberflächenantei! der Flüssigkeit in einer Vertiefung verlagert, wenn es in die Vertiefung eingesetzt ist.
25. 26. Eine Operationsmethode einer Wellplattenanordnung aus Anspruch 16 oder jeglichem vorgenannten Anspruch für Lebendzell-Imaging. NACHGEREICHT [ 1/5

    III IH|l ΠΠΙΠΎΠΤΠ /

    fao ί

    •J.

    NACHGEREICHT

    NACHGEREICHT

    NACHGEREICHT f Ansprüche: 1. Ein Einsatzelement für den Einsatz in eine Vertiefung einer Wellplatte zur Lebendzellbeobachtung, bei dem ein permanenter Gasaustausch gewährleistet ist, das Einsatzelement enthält ein Montageelement für die Montage des Einsatzelementes an einer Vertiefung einer Wellplatte so, dass das Einsatzelement im eingesetzten Zustand in die Vertiefung ragt, ein Meniskus-Ausgleichs-Teil für den Ausgleich eines Meniskus an der Oberfläche einer Flüssigkeit in einer Vertiefung durch das Verlagern von Oberflächenanteilen der Flüssigkeit, wenn das Einsatzelement in eine Vertiefung eingesetzt ist. 2. Das Einsatzelement aus Anspruch l, in dem das Montageelement einen ringförmigen Bereich aufweist, der für die Befestigung auf einem planaren Bereich der Wellplatte rund um eine Vertiefung gerichtet ist. 3. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 oder 2, wobei das Montageelement eine Einrastvorrichtung für die Montage an der entsprechenden Einrastvorrichtung auf der Wellplatte rund um eine Vertiefung enthält. 4. Das Einsatzelement aus Anspruch 3, wobei die Einrastvorrichtung mindestens einen Stift enthält, der in der entsprechenden Nutrille einer Wellplatte im Bereich um eine Vertiefung geführt werden kann. 5. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 -4, wobei das Montageelement so für die Montage des Einsatzelementes an der Vertiefung einer Wellplatte gerichtet ist, dass Rotationsbewegungen des Einsatzelementes relativ zur Wellplatte in eingesetztem Zustand verhindert werden. 6. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 -4, wobei das Montageelement so für die Montage des Einsatzelementes an der Vertiefung einer Wellplatte gerichtet ist, dass Rotationsbewegungen des Einsatzelementes relativ zur Wellplatte in eingesetztem Zustand ermöglicht werden. 7. Das Einsatzelement aus Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, in Verbindung mit einem Verbindungsteil für die Verbindung des Montageelementes mit dem Meniskus-Verdrängungs-Element. 8. Das Einsatzelement aus Anspruch 7, wobei die Verbindungswand eine der folgenden enthält: ein optisch opaker Anteil oder ein diffus streuender Anteil. 9. Das Einsatzelement aus Anspruch X bis 8, hergestellt im Spritzgussverfahren, bei dem das optische Element bereits im ersten Herstellungsschritt mit angegossen wird und somit die gesamte Vorrichtung aus einem Material besteht. NACHGEREiCHT 10. Eine Wellplattenanordnung, wobei die Wellplattenanordnung aus einer Wellplatte mit mindestens einer Vertiefung und einem Einsatzelement für das Einsetzen in die Vertiefung einer Wellplatte gemäß Anspruch 1 oder jeglichem vorgenannten Anspruch besteht. 11. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 10, wobei die Wellplatte aus dem folgenden besteht oder das folgende enthält: eine einzelne Vertiefung, eine Mehrzahl von Vertiefungen in linearer Anordnung, eine Vielzahl von Vertiefungen in Matrix-Anordnung, 6 Vertiefungen, 12 Vertiefungen, 24 Vertiefungen, 96 Vertiefungen, 384 Vertiefungen und 1536 Vertiefungen, 12. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 10 oder 11, wobei die Weltplatte eine Mikrotiterplatte ist. 13. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 10 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei zumindest eine Vertiefung so geformt und dimensioniert ist, dass sie in Form und Dimension auf ein Einsatzelement so abgestimmt ist, dass das Einsatzelement in die Vertiefung eingesetzt werden kann. 14. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 10 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei der Querschnitt der zumindest einen Vertiefung dem Querschnitt des Einsatzelementes entspricht. 15. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 10 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, bestehend aus einer elektromagnetischen Strahlenquelle (einer Lichtquelle, vorzugsweise Lampe), mittels derer ein elektromagnetischer Strahl (beispielsweise sichtbares Licht) auf das Einsatzelement gerichtet werden kann; und bestehend aus einem Detektor (beispielsweise einer Kamera) für elektromagnetische Strahlung, mittels dem ein elektromagnetischer Strahl nach seiner Verbreitung durch das Einsatzelement und der zumindest einen Vertiefung beobachtet werden kann. 16. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 10 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei die Wellplatte in zumindest einer Vertiefung einen Polarisationsfilter enthält; wobei die Wellplatte einen ersten Polarisationsfilter in zumindest einer Vertiefung enthält; wobei das Meniskus-Ausgleichs-Element des Einsatzelementes einen zweiten Polarisationsfilter enthält. 17. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 16, wobei ein erster Polarisationsfilter und ein zweiter Polarisationsfilter so angeordnet sind oder angeordnet werden können, dass sie lotrecht aufeinander stehen. 18. Eine Wellplattenanordnung aus Anspruch 10 oder jeglichem vorgenannten Anspruch, wobei die Wellplatte aus einem der folgenden Materialien besteht: Polystyrol und Poiymethoylmethykrylat. 19. Eine Methode zur Handhabung einer Wellplattenanordnung, wobei die Methode ein Einsatzelement für eine Vertiefung einer Wellplatte enthält. rrr: m —IT ein Montageelement des Einsauelementes an der Vertiefung mittels dem das Einsatzelement nach erfolgter Montage in die Vertiefung einer Wellplatte ragt, bei der der Meniskus an der Oberfläche einer Flüssigkeit ausgeglichen wird, indem das Meniskus-Ausgleichs-Element des Einsatzelementes einen Oberflächenanteil der Flüssigkeit in einer Vertiefung verlagert, wenn es in die Vertiefung eingesetzt ist. 20. Eine Methode zur Handhabung einer Wellplattenanordnung aus Anspruch 10 oder jeglichem vorgenannten Anspruch für Lebendzell-Imaging. i NACHGEt >-*.·