DE102007009806A1 - Arrangement for handling of fluid useful in biochemical and biomedical industry, comprises two micro reactor plates, which possess same spacing and same and/or different obvious allocatable number of storage and/or absorption elements - Google Patents
Arrangement for handling of fluid useful in biochemical and biomedical industry, comprises two micro reactor plates, which possess same spacing and same and/or different obvious allocatable number of storage and/or absorption elements Download PDFInfo
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Handhaben bzw. Prozessieren von flüssigkeitsbasierten Arrayanordnungen.The The invention relates to devices for handling or processing of liquid-based array arrangements.
In der chemischen, biochemischen, pharmazeutischen sowie biomedizinischen Industrie und Wissenschaft finden die meisten Synthese- und Analyseprozesse in der Flüssigphase oder auf Oberflächen statt. Durch die Miniaturisierung der Reaktoren versucht man einerseits den Chemikalien- und Probenbedarf drastisch zu reduzieren, andererseits bewirkt das Verkleinern kürzere Prozesszeiten bei verbesserten Automatisierungsmöglichkeiten. Manche Prozesse sind zudem nur in sehr kleinen Volumina möglich. Dem Miniaturisierungstrend entspricht das Mikroarray-Konzept. Mikroarrays bestehen aus vielen kleinen Reaktoren oder Substraten, in bzw. auf denen verschiedene Proben abgelegt werden. Aufgrund dieses Sammlungscharakters werden sie auch Bibliotheken (z. B. DNA Library) genannt. Mikroarrays für biochemische oder biologische Untersuchungen werden häufig auch als Biochips bezeichnet. Lässt man bestimmte Umgebungsparameter auf das gesamte Mikroarray einwirken, so werden mit einem Schlag je nach Array-Größe hunderte oder tausende Proben in einem Schritt untersucht.In chemical, biochemical, pharmaceutical and biomedical Industry and science find most of the synthesis and analysis processes in the liquid phase or on surfaces instead. By the miniaturization of the reactors one tries on the one hand drastically reduce the demand for chemicals and samples, on the other hand shrinking causes shorter process times with improved Automation options. Some processes are also only possible in very small volumes. The miniaturization trend corresponds to the microarray concept. Microarrays consist of many small reactors or substrates in or on which different Samples are stored. Because of this collection character they are also called libraries (eg DNA Library). Microarrays for Biochemical or biological investigations become frequent also called biochips. Leaving some environmental parameters act on the entire microarray, so in one fell swoop hundreds or thousands of samples depending on the array size examined in one step.
Zur Herstellung und Prozessierung von Arrays mit Oberflächen-adsorbierenden Proben steht eine umfangreiche Palette meist lithografischer Methoden, insbesondere foto- und zunehmend auch softlithografische Verfahren, zur Verfügung. Im Gegensatz zu Oberflächen-basierten Prozessen lassen sich kleine Flüssigkeitsvolumina nicht mit solch einfachen Methoden handhaben.to Production and processing of arrays with surface adsorbing Samples is an extensive range of mostly lithographic methods, especially photographic and increasingly also soft lithographic processes, to disposal. Unlike surface-based Processes can not be small volumes of liquid to handle with such simple methods.
Stand der TechnikState of the art
Im
Allgemeinen werden die oft aus vielen Einzelschritten bestehenden
Flüssigkeits-basierten Prozeduren manuell auf Mikrotiterplatten,
die aus ml-großen Reaktoren bzw. Microwells bestehen, durchgeführt,
indem die Flüssigkeiten mit einem besonderen Gerät,
der Pipette, in die Reaktoren eingebracht werden. Die hundert- oder
tausendfache Wiederholung einer manuellen Tätigkeit ist
mit dem Risiko des Pipettierfehlers belastet, der häufig
zu nur eingeschränkt reproduzierbaren Resultaten führt.
Deshalb wurden Robotersysteme entwickelt, welche das Dosieren der
Flüssigkeiten mit hoher Präzision und mit deutlich
höherem Durchsatz realisieren [
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine einfache, vielseitig verwendbare und kostengünstige Flüssigphasen-Mikroarray-Technologie ermöglicht und die sogar für Einmal-Anwendungen geeignet ist.task The invention is to provide a device which a simple, versatile and cost-effective liquid-phase microarray technology and even for single-use applications suitable is.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 15 angegeben.According to the invention the object is achieved by the features specified in claim 1. advantageous Embodiments are specified in claims 2 to 15.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht im hochgradigen Diskretisieren flüssiger Prozessmedien durch schaltbare hydrogelbasierte Speicherelemente auf einer Mikroarray-Platte, dem Kombinieren zweier oder mehrerer unterschiedlicher Mikroarray-Platten miteinander, dem damit verbundenen Formen isolierter Einzelreaktoren und dem nachfolgenden Vermischen der diskreten Teilmengen in den einzelnen Reaktoren, die dann entsprechend separiert reagieren können und anschließend untersuchbar sind (discrete isolation, mixing and investigation DIXI). Diese Vorgänge laufen dabei exakt parallelisiert zur gleichen Zeit, über den gleichen Zeitraum und unter den gleichen Konditionen ab.Of the The basic idea of the invention consists in high-grade discretization liquid process media through switchable hydrogel-based Memory elements on a microarray plate, combining two or several different microarray plates with each other, the associated forms of isolated individual reactors and the subsequent mixing of the discrete subsets in the individual Reactors, which can then react accordingly separated and subsequently examined (discrete isolation, mixing and investigation DIXI). These processes are running exactly parallelized at the same time, about the same Period and under the same conditions.
Die Funktion als schaltbarer Flüssigkeitsspeicher wird durch die besondere Fähigkeit stimuli-sensitiver Hydrogele, Flüssigkeiten aufzunehmen, zu speichern und gesteuert abzugeben, ermöglicht. Das Mikroarray kann gleichzeitig mit uniformen Medien, aber auch mit einer Vielzahl unterschiedlicher Medien prozessiert werden.The Function as a switchable liquid storage is through the special ability of stimuli-sensitive hydrogels, fluids to record, store and submit in a controlled manner. The Microarray can be used simultaneously with uniform media, but also with a variety of different media are processed.
Als Umgebungsgröße, welche die Speicherelemente steuert bzw. schaltet, wird die Temperatur bevorzugt. Sie lässt sich global und lokal gut beherrschen. Da zudem eine ganze Palette gut beherrschbarer temperatur-sensitiver Hydrogele existiert, bilden vorzüglich temperatur-sensitive Hydrogele die stoffliche Grundlage für die Erfindung.When Environment size that controls the storage elements or switches, the temperature is preferred. She lets Master well globally and locally. As well as a whole range well-controllable temperature-sensitive hydrogels exist, form especially temperature-sensitive hydrogels the material Basis for the invention.
Die
meisten temperatur-sensitiven Hydrogele besitzen eine Lower Critical
Solution Temperature (LCST)-Charakteristik, d. h., sie sind bei
niedrigen Temperaturen gequollen und entquellen bei Überschreiten
einer Phasenübergangstemperatur. Das bekannteste Hydrogel
mit LCST-Charakteristik, Poly(N-Isopropylacrylamid) (PNIPAAm), besitzt
eine Volumenphasenübergangstemperatur von ca. 34°C. Die
Lage der Phasenübergangs- bzw. Schalttemperatur von NIPAAm-basierten
Hydrogelen kann durch Copolymerisation und Variation der Syntheseparameter
in einem Bereich von +5°C und ca. +60°C eingestellt
werden. Mögliche Synthese- und Strukturierungsverfahren
von PNIPAAm-basierten Hydrogelen sind z. B. in [
Auch
physikalisch vernetzte Hydrogele können temperatursensitiv
sein. Derartige „thermoreversible" Gele besitzen ein Sol-Gel-Übergangsverhalten,
d. h., bei Erreichen kritischer Temperaturen gelieren (vernetzen)
sie oder lösen sich durch Entnetzung auf. Typische temperaturschaltbare
physikalisch vernetzbare Hydrogele sind z. B. Gelatine, Pektin,
Carrageen und Agar [
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, wobei den verwendeten Bezugszeichen gleich bleibende Bedeutung zukommt. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The Invention is intended to be based on exemplary embodiments are explained, wherein the reference numerals used are the same lasting importance. In the accompanying drawings demonstrate:
Anhand
der
Das
Basiselement des Flüssigkeitshandhabungssystems ist das
Mikroarray. Wie
Das Reaktionsergebnis ist durch nachfolgende Paarung mit einem weiteren Mikroarray weiter prozessierbar. Diese Reaktionskette kann beliebig fortgeführt werden, d. h., es können vielstufige Reaktionen durchgeführt werden.The Reaction result is by subsequent mating with another Microarray further processable. This reaction chain can be continued as desired be, d. that is, multi-step reactions can be performed become.
Der
Entladeprozess der Speicherelemente variiert in Abhängigkeit
der genutzten Speichermaterialien und der zu prozessierenden Substanzen.
Wesentliche Möglichkeiten sind in den
Die
Den
Entladeprozess von thermoreversiblen physikalisch vernetzten Hydrogelen
wie Agar zeigen die
Physikalisch
vernetzte Hydrogele können weiterhin zum Immobilisieren
bzw. Speichern von partikelartigen Substanzen genutzt werden, die
aufgrund ihrer Größe nicht mit chemisch vernetzten
Hydrogelen handhabbar sind (
Die
Wie
Die
Kombination von mehreren Prozessmedien in einem Verfahrensschritt
lässt sich auch durch Nutzung von Mikroarray-Platten mit
monolithischen Speicherelementen realisieren (
Von besonderer Bedeutung ist die Beladung der Mikroarrays. Ein Mikroarray kann:
- – gleichförmig
- – mit einem Medien unterschiedlicher Konzentration
- – mit verschiedenen Medien
- - uniform
- - with a media of different concentration
- - with different media
Die
Eine
Beladevorrichtung für Mikroarray-Platten mit in getrennten
Einzelkammern befindlichen Speicherelementen zeigen die
Nach
erfolgter Beladung wird die Vorrichtung
Anhand
von
- – 8 min bei 95°C Initialisierung
- – Zyklusstart (insgesamt 40 Zyklen) mit • 15 s 95°C Denaturierung • 60 s 60°C Anlagerung und Elongation.
- - 8 min at 95 ° C initialization
- - cycle start (40 cycles in total) with • 15 s 95 ° C denaturation • 60 s 60 ° C annealing and elongation.
Danach oder auch während der Zyklen (Real-time Q-PCR) lassen sich die Ergebnisse mit Fluoreszenzmessungen quantitativ untersuchen.After that or even during the cycles (real-time Q-PCR) can be quantitatively examine the results with fluorescence measurements.
Das
typische Speichervermögen der Speicherelemente
Die
Volumen-Verhältnisse der zu mischenden Flüssigkeiten
lassen sich zunächst durch ihre Konzentrationen festlegen.
Um die Mischungsverhältnisse auf den Mikroarrays zu variieren,
wie es z. B. für enzymkinetische Untersuchungen und andere Verfahren
mit der Notwendigkeit von Konzentrationsgradienten notwendig ist,
kann einfach das Speichervermögen der Speicherelemente
voreingestellt werden. Dies ist durch synthetisches Einstellen des
maximalen Quellungsgrades des Hydrogels (Netzkettenmolmasse, Vernetzungsdichte)
möglich. Leichter lässt es sich über
die Abmessungen der Speicherelemente
Besonders
für Untersuchungen mit hoher statistischer Sicherheit,
aber auch zum zielgerichteten untersuchen hochverdünnter
Medien nach bestimmten Zielsubstanzen werden Mikroarrays benötigt,
welche die Probe in besonders viele kleine diskrete Teilmengen zerlegen.
Ein derartiges System ist in
Die Komponenten des Mikroarray-Systems bestehen nahezu vollständig aus Kunststoff. Sie lassen sich deshalb mit den üblichen Verfahren der Kunststoffverarbeitung wie Spritzguss, Heißverformung und Heißprägung herstellen. Als Kunststoffe können beispielsweise Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyamid (PA), Polystyrol (PS), Cyclo-Olefin-Copolymere (COC) sowie Polyester (PES) Verwendung finden. Für kleinere Serien und Unikate eignet sich besonders Polydimethylsiloxan PDMS. Mit diesem Material können mit einer einfachen Masterabformtechnologie auch komplizierte Mikrostrukturen in kurzer Zeit realisiert werden. Die Kanal- und anderen Strukturen werden als fotostrukturierter Resist auf herkömmlichem Leiterplattenmaterial im Negativ realisiert und dann durch Formgießen und anschließendem Aushärten durch das PDMS im Positiv nachgebildet.The Components of the microarray system exist almost completely made of plastic. They can therefore be with the usual Processes of plastics processing such as injection molding, hot deformation and hot stamping. As plastics can for example polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), Polyamide (PA), polystyrene (PS), cyclo-olefin copolymers (COC) as well as Polyester (PES) find use. For smaller series and Unique products are particularly suitable polydimethylsiloxane PDMS. With this Material can with a simple master impression technology Even complicated microstructures can be realized in a short time. The channel and other structures are called photostructured Resist on conventional PCB material in negative realized and then by molding and then Curing by the PDMS imitated in the positive.
Hydrogele
lassen sich ebenfalls in vielfältiger Form strukturieren.
Dies kann z. B. durch Fotovernetzen, Fotopolymerisieren oder Formgießen
erfolgen [
Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Mikroarray-Technologie ist seine Kosteneffizienz. Die benötigten Basiselemente der Technologie, wie die Mikroarray-Platten, die Beladungsvorrichtungen und auch Kassetten, besitzen einen äußerst einfachen, im Regelfall planaren Aufbau und lassen sich deshalb sehr preiswert herstellen. Die Handhabung der Komponenten ist nicht an besondere Gerätschaften und Fertigkeiten gebunden und kann in praktisch jedem Labor genutzt werden.One great advantage of the microarray technology according to the invention is its cost efficiency. The required basic elements technology, such as the microarray plates, the loading devices and also cassettes, have an extremely simple, im Usually planar construction and can therefore be very inexpensive produce. The handling of the components is not special Equipment and skills are tied and practical be used in every laboratory.
Ein besonderer Vorteil des Handhabungssystems ist die Möglichkeit der Durchführung mehrstufiger Reaktionen, indem mehrere Mikroarrays in sequentieller Folge miteinander kombiniert und prozessiert werden. Die Technologie besitzt das Potenzial, die herkömmliche Mikrotiterplatten-Technik abzulösen.One particular advantage of the handling system is the possibility carrying out multi-step reactions by adding several Microarrays combined and processed in sequential order become. The technology has the potential, the conventional one To replace the microtiter plate technique.
Das Flüssigkeitshandhabungssystem ist aufgrund der hochgradigen Parallelisierung der Vorgänge für Hochdurchsatz-Untersuchungen mit einer großen Anzahl von Einzelreaktionen bzw. Handhabungsschritten besonders geeignet.The Fluid handling system is due to the high grade Parallelization of processes for high-throughput investigations with a large number of individual reactions or handling steps particularly suitable.
Flüssig-Phasen-Chips,
welche x Medien einer Chip-Platte mit y Medien einer weiteren Chip-Platte
kombinieren (siehe auch
Für die kombinatorische Chemie ist die Möglichkeit interessant, jede der (x·y) Kombinationen in einer Stufe parallel auszuführen, und dann später die Reaktionen in neuen Stufen durch neue Mikroarray-Paarungen weiterführen zu können.For combinatorial chemistry is interesting the way execute each of the (x · y) combinations in one stage in parallel, and then later the reactions in new stages by new ones To be able to continue microarray pairings.
In der Molekularbiologie und Biochemie profitieren Nukleinsäure-bezogene Verfahren wie die PCR, enzymatische und Immunoassays (z. B. Enzyme Linked Immunosorbent Assay ELISA) von der Erfindung, die jedoch nur stellvertretend für eine Vielfalt flüssigphasengekoppelter biochemischer Methoden stehen.In Molecular biology and biochemistry benefit nucleic acid-related Methods such as PCR, enzymatic and immunoassays (eg enzymes Linked Immunosorbent Assay ELISA) of the invention, however only representative of a variety of liquid phase coupled biochemical methods.
Im medizinischen und biologischen Bereich lässt sich die Wirkung von Umweltfaktoren, Wachstumsfaktoren, Schadstoffen usw. auf lebende Organismen oder Biomoleküle untersuchen. Weiterhin kann ein Wirkstoff- bzw. Medikamentenscreening sehr einfach realisiert werden. Zudem eröffnet die Technologie der Krankheitsdiagnostik völlig neue Möglichkeiten.in the medical and biological field can be the effect from environmental factors, growth factors, pollutants, etc. to living Examine organisms or biomolecules. Furthermore, can a drug or drug screening very easy realized become. In addition, the technology of disease diagnostics opens completely new possibilities.
Anwendungsschwerpunkte
von Arrays nach
Das Flüssigkeitshandhabungssystem ist selbstverständlich nicht nur für den manuellen Gebrauch, sondern auch für automatisierte und teilautomatisierte Systeme geeignet.The Liquid handling system is a matter of course not only for manual use, but also for automated and semi-automated systems suitable.
- 1, 1a–1c1, 1a-1c
- Mikroarray-PlatteMicroarray plate
- 2, 2a–2c2, 2a-2c
- Flüssigkeits-SpeicherelementFluid storage element
- 2d, 2e, 2i2d, 2e, 2i
- gequollenes chemisch vernetztes Hydrogel-Speicherelementswollen chemically cross-linked hydrogel storage element
- 2f, 2g2f, 2g
- entladenes bzw. entquollenes chemisch vernetztes Hydrogel-Speicherelementunloaded or swelled chemically cross-linked hydrogel storage element
- 2h2h
- beladenes bzw. gequollenes physikalisch vernetztes Hydrogel-Speicherelementloaded or swelled physically crosslinked hydrogel storage element
- 33
- Vorrichtung zum Beladencontraption for loading
- 44
- Kanalstruktur der Beladungsvorrichtungchannel structure the loading device
- 5, 5a–5j5, 5a-5j
- Anschlussconnection
- 6, 6a–6j6 6a-6j
- Zuleitungsupply
- 77
- Einzelanschluss für ein Speicherelementindividual connection for a storage element
- 88th
- Entlüftung, Abführungventilation, removal
- 99
- Einzelabführung für ein SpeicherelementSingle transfer for a storage element
- 1010
- Anschluss der Abführungconnection the exhaustion
- 11, 11a, 11b11 11a, 11b
- Kassettenteilcassette part
- 12, 12a, 12b12 12a, 12b
- Aussparung für eine Mikroarray-Platterecess for a microarray plate
- 1313
- Reaktionskammerreaction chamber
- 1414
- Prozessmediumprocess medium
- 1515
- Teilarraysubarray
- 1616
- Prozessmedium mit gelösten Polymerkettenprocess medium with dissolved polymer chains
- 1717
- festes Matrixmaterialsolid matrix material
- 1818
- gelöstes bzw. verflüssigtes Matrixmaterialdissolved or liquefied matrix material
- 1919
- Inkluse, eingeschlossene SubstanzAmber inclusion, enclosed substance
- 2020
- freigesetzte Substanzreleased substance
- 2121
- Adsorbenz, adsorbierende Oberflächeadsorbent, adsorbing surface
- 2222
- Adsorbat, adsorbierte Substanzadsorbate adsorbed substance
- 2323
- Foliefoil
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- - P.S. Dittrich, A. Manz, Nature Rev. Drug Discov. 5, 210 (2006) [0004] - PS Dittrich, A. Manz, Nature Rev. Drug Discov. 5, 210 (2006) [0004]
- - A.J. deMello, Nature 442, 394 (2006) [0004] - AJ deMello, Nature 442, 394 (2006) [0004]
- - A. Richter et al., J. Microelectromech. Syst. 12 (2003) 5, S. 748-753 [0010] A. Richter et al., J. Microelectromech. Syst. 12 (2003) 5, pp. 748-753 [0010]
- - K.-F. Arndt et al., Macromol. Symp. 164 (2001), S. 313-322 [0010] - K.-F. Arndt et al., Macromol. Symp. 164 (2001), pp. 313-322 [0010]
- - B. Kabra et al., Macromolecules 31 (1998), S. 2166-2173 [0010] B. Kabra et al., Macromolecules 31 (1998), pp. 2166-2173 [0010]
- - V. Boyko et al., Macromol. Chem. Phys. 204 (2003), S. 2031-2039 [0010] Boyko et al., Macromol. Chem. Phys. 204 (2003), pp. 2031-2039 [0010]
- - K. te Nijenhuis, Thermoreversible Networks, Adv. Polym. Sci. 130, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1997 [0011] K. te Nijenhuis, Thermoreversible Networks, Adv. Polym. Sci. 130, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1997 [0011]
- - A. Richter, in C.T. Leondes: MEMS/NEMS HANDBOOK: Techniques and Applications. Springer New York 2006, vol. 2, Kap. 5, S. 141-171 [0042] - A. Richter, in CT Leondes: MEMS / NEMS HANDBOOK: Techniques and Applications. Springer New York 2006, vol. 2, chap. 5, pp. 141-171 [0042]
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2745936A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung E.V. | Fluid system with absorbent and reversible polymer gel |
CN111102632A (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-05 | 江苏亚特尔地源科技股份有限公司 | Rapid construction floor heating system |
-
2007
- 2007-02-28 DE DE200710009806 patent/DE102007009806A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (8)
Title |
---|
A. Richter et al., J. Microelectromech. Syst. 12 (2003) 5, S. 748-753 |
A. Richter, in C.T. Leondes: MEMS/NEMS HANDBOOK: Techniques and Applications. Springer New York 2006, vol. 2, Kap. 5, S. 141-171 |
A.J. deMello, Nature 442, 394 (2006) |
B. Kabra et al., Macromolecules 31 (1998), S. 2166-2173 |
K. te Nijenhuis, Thermoreversible Networks, Adv. Polym. Sci. 130, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1997 |
K.-F. Arndt et al., Macromol. Symp. 164 (2001), S. 313-322 |
P.S. Dittrich, A. Manz, Nature Rev. Drug Discov. 5, 210 (2006) |
V. Boyko et al., Macromol. Chem. Phys. 204 (2003), S. 2031-2039 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2745936A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung E.V. | Fluid system with absorbent and reversible polymer gel |
US10782213B2 (en) | 2012-12-21 | 2020-09-22 | Diamond Invention Ug | Fluidic system |
CN111102632A (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-05 | 江苏亚特尔地源科技股份有限公司 | Rapid construction floor heating system |
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