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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Halterung zur Aufnahme eines Trägermittels,
wobei die Halterung in eine zylinderförmige Öffnung, beispielsweise einer
Multiwellplatte, eingesetzt wird. Weiter bezieht sich die Erfindung
auf eine Multiwellplatte mit einer derartigen Halterung.
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Derartige
Halterungen werden in Näpfe
oder Öffnungen
von Titrations- und/oder Filtrationsplatten eingesetzt und dienen
zur Positionierung eines Trägermittels
in einer definierten Höhe über dem
Boden des Napfes. Im Folgenden wird für die Öffnung bzw. den Napf auch der
in diesem Bereich übliche
englische Ausdruck Well verwendet.
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Multiwellplatten,
bspw. Platten mit 96 Wells, werden in der biomedizinischen Forschung,
der analytischen Chemie und der klinischen Diagnostik als bewährte und
viel benutzte Standardtechnik verwendet. Es gibt ein breites Spektrum
an Abwandlungen von klassischen Multiwellplatten. Während die
klassische Variante in erster Linie zur parallelen Aufbewahrung
und Handhabung von Flüssigkeiten
und Reaktionslösungen
eingesetzt wird, gibt es Varianten von Multiwellplatten für analytische
Spezialaspekte, wie z. B. die handelsübliche Filtrationsplatte mit
eingebautem Filter im Boden zur Reinigung von Flüssigkeiten. Es sind auch speziellere
Varianten wie die doppelbödige
Platte zur Kultivierung von Membranzellkulturen bekannt.
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Für chemisch-analytische
Messverfahren, die auch in miniaturisierter Form in den modernen Forschungsbereichen
der Genomik, Proteomik und Metabolomik Anwendung finden, benötigt man
teilweise sehr aufwändige
Konstruktionen. Eine solche wird im Folgenden beschrieben. In der
Metabolomik wird versucht, weite Teile des Metaboloms, d. h. die Gesamtheit
aller in einem Organismus vorkommenden natürlichen Metabolite möglichst
effizient aus sehr kleinen Probenvolumina zu analysieren. Dabei sind
mehrere Behandlungsschritte an der Probe notwendig. Es liegt nahe,
diese auch in dem für
die Lebenswissenschaften üblichen
Multiwellplattenformat vorzunehmen. Dazu ist es erforderlich, weitere
Funktionalitäten
in die Wells der Multiwellplatten einzuführen. Dabei kann es sich z.
B. um einen weiteren Boden in Form einer Vliesscheibe handeln, die
z. B. u. a. als Reaktionsort, als Reservoir für Chemikalien oder zur Immobilisierung
von Standards dienen kann.
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Multiwellplatten
sind seit vielen Jahren in der biomedizinischen und chemischen Forschung
ein Standardutensil entweder zum einfachen Vorlegen oder Lager von
Flüssigkeitsvolumina
in hochparalleler Art und Weise oder zur Durchführung von Reaktionen, Reinigungen,
Extraktionen und Stoffnachweisen. Einen Überblick über die vielfältigen Anwendungsbereiche
dieser Platten liefern die Kataloge von einschlägigen Herstellern wie PALL,
Millipore, Costar, Nunc, Whatman u. v. a. mehr.
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Darüber hinaus
ist die Verwendung eines Wells als quasi Reaktionszelle mit unterem
Auslauf bekannt und wird bspw. in der
WO/1992/002303 A1 beschreiben.
Es liegt nun auf der Hand, einen oder mehrere Reaktions- oder Extraktionsabläufe durch die
Kopplung von mehreren Multiwellplatten zu erreichen. Dies wird z.
B. in der
WO/1999/019067
A1 beschrieben.
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Eine
Weiterentwicklung stellt die feste Integration von Hilfsmitteln
und -strukturen in die Wells der Multiwellplatten Latten dar. Dabei
wird sowohl der feste Einbau von Filtern (
WO/2000/066268 A2 ) als auch
der Einsatz einer zweiten Platte mit kleineren Durchmessern der
Wells zur Erzeugung einer doppelwandigen Struktur und damit zur
Kompartimentierung in zwei Reaktionsräume beschrieben (
WO/2002/102965 A2 ).
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Bei
der Positionierung eines Trägermittels
in einem Well, beispielsweise einer Filter- oder Vliesscheibe, ist
es notwendig, ein Herausfallen des Trägermittels aus der Halterung
bzw. aus dem Well zu verhindern. Weiter erfordern manche Applikationen, dass
das Trägermittel
ausreichend von Gasen bzw. einer in das Well einzufüllenden
Flüssigkeit
umspült werden
kann.
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Die
US 5,208,161 beschreibt
eine zylinderförmige
Halterung, bei der im unteren Bereich eine gitterförmige Auflage
vorhanden ist. Im oberen Bereich des zylinderförmigen Einsatzes befindet sich ein
kreisförmiger
Ring, der ein Herausrutschen eines Trägermittels verhindern soll.
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Die
EP 0 834 729 A2 beschreibt
einen mehrteiligen zylinderförmigen
Einsatz mit einem unteren Teil, der eine zylinderförmige Wand
aufweist, von der im inneren Bereich Auflageelemente mit Haltenasen abragen,
wobei eine Filterscheibe auf den Auflageelementen zum Aufliegen
kommt und von einem oberen Einsatz, der in den unteren Einsatz eingesetzt wird,
fixiert wird.
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Die
DE 698 31 408 T2 beschreibt
eine Filterplatte, bei der mehrere Filteraufnahmeelemente in einer
Matrix verbunden sind, wobei jedes Filteraufnahmelement in seinem
unteren Bereich Auflagestege enthält, zwischen denen Öffnungen
angeordnet sind.
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Die
US 4,125,426 zeigt einen
Einsatz für eine
Laborplatte bei dem eine Auflageplatte über einen Stab mit einem kreisförmigen Griffstück verbunden
ist, das am oberen Rand einer Öffnung
der Laborplatte aufliegt, wobei das Griffstück als Transporthilfe dient.
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Die
DE 691 09 651 T2 zeigt
einen zylindrischen Zellkultureinsatz bei dem am oberen Rand nach
außen
abragende Flächen
angeordnet sind, die am oberen Rand einer Öffnung zum Auflegen kommen.
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Vor
diesem Hintergrund ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit
für eine
zuverlässige
Lagerung des Trägermittels
in einer Halterung anzugeben, wobei die Halterung eine sichere und
definierte Positionierung des Trägermittels
in einer Öffnung
gewährleisten
und ein Herausfallen des Trägermittels
und der Halterung aus der Öffnung
zuverlässig
verhindern soll.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Halterung gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Halterung
stellt einen Einsatz für
die Wells von Multiwellplatten oder Mikrotiterplatten dar, durch
die die Einbringung eines Trägermittels,
bspw. in Form von Vlies- oder Filterscheiben, in einer definierten
Höhe über dem
Wellboden möglich
ist.
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Die
Halterung verhindert außerdem
das Herausrutschen des Trägermittels
und gewährleistet
einen lockeren Sitz desselben. Dadurch und durch die Abstandshaltung
zur inneren Seitenwand der Öffnung
wird die Umspülung
mit gasförmigen
oder flüssigen
Stoffen ermöglicht.
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Die
Erfindung basiert auf dem Gedanken, eine einfach herzustellende
Halterung anzugeben, die leicht in eine Öffnung bspw. einer Mutliwell-
oder einer Mikrotiterplatte einzusetzen ist. Dabei ist es notwendig,
dass die eingesetzte Halterung immer an einer exakt definierten
Position in der Öffnung
positioniert wird, so dass sich das Trägermittel in der Öffnung an
einer genau definierten Position befindet.
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Die
erfindungsgemäße Halterung
ermöglicht neben
einem manuellen Einsetzen auch ein automatisches Einsetzen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Halterung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Halterung besteht in ihrer grundlegenden Form aus einer Auflage
und einem Haltesteg, wobei zwischen der Auflage und dem Haltesteg
ein Verbindungssteg angeordnet ist. Mit dem Verbindungssteg wird
ein definierter Abstand zwischen dem Haltesteg und der Auflage gewährleistet,
so dass das Trägermittel
zwischen dem Haltesteg und der Auflage eingesetzt werden kann. Dabei
sind die Auflage und/oder der Haltesteg bzw. auch der Verbindungssteg
so ausgestaltet, dass seitliche Außenflächen der Bestandteile der Halterung
an wenigstens einer inneren Seitenfläche der Öffnung anliegen, wenn die Halterung
in die Öffnung
eingesetzt wird. Durch das Anliegen der seitlichen Außenflächen an
der wenigstens einen inneren Seitenfläche der Öffnung wird gewährleistet,
dass die Halterung an einer definierten Position in der Öffnung anliegt
und nicht kippen, verrutschen oder herausfallen kann. Diese definierte
Position kann einerseits ein definierter Durchmesser der Öffnung bzw.
ein definierter Abstand zum Boden der Öffnung sein.
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Alternativ
ist es möglich,
dass die Öffnung Vorsprünge oder
Absätze
aufweist, an denen die Halterung im eingesetzten Zustand auf- bzw.
anliegt oder einrastet.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auflage im Wesentlichen
horizontal angeordnet, wobei der Haltesteg im Wesentlichen parallel
zu der Auflage verläuft
und auch horizontal angeordnet ist. Die Auflage kann kreisförmig oder
sternförmig
ausgebildet sein. Die Form des Haltestegs kann in der einfachsten
Variante stabförmig
sein. Ebenso ist es möglich,
den Haltesteg U-förmig,
V-förmig
oder ebenso kreisförmig
auszubilden.
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In
der einfachsten Ausgestaltung ist zwischen Auflage und Haltesteg
ein Verbindungssteg vorgesehen. Besonders vorteilhaft es jedoch,
wenn zwei Verbindungsstege vorgesehen sind, die jeweils mit ihren
seitlichen Außenflächen an
wenigstens einer inneren Seitenfläche der Öffnung anliegen und somit eine
sichere Positionierung ermöglichen,
ohne dass die Halterung in der Öffnung
kippen oder verrutschen kann.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Auflage aus drei im
Wesentlichen horizontal verlaufenden Auflagestegen, die sternförmig angeordnet
sind oder ein Dreieck bilden, wobei auf den Auflagestegen das Trägermittel
aufliegt. Die nach außen abragenden
Enden der Auflagestege liegen im eingesetzten Zustand an der oder
den inneren Seitenflächen
der Öffnung
an.
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Ebenso
ist es möglich,
dass nur eine äußere Seitenfläche eines
Auflagestegs an der inneren Seitenfläche der Öffnung anliegt und eine oder
mehrere Außenflächen des
Haltestegs beispielsweise an einer gegenüberliegenden Seitenfläche der Öffnung anliegen,
um somit eine sichere Positionierung und Fixierung der Halterung
zu gewährleisten.
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Um
ein Festklemmen und somit eine sichere Fixierung der Halterung in
der Öffnung
zu gewährleisten,
ist es vorteilhaft, wenn die Außenflächen der Auflagestege,
die an der inneren Seitenfläche
der Öffnung
anliegen, nach unten angeschrägt
sind, so dass eine Klemmwirkung zwischen Halterung und Öffnung erreicht
werden kann. Die Schrägen
bzw. Neigungen der Außenflächen können dabei
an die Neigung der Öffnung
angepasst sein. Somit kann die Halterung bei einem definierten Durchmesser
der Öffnung
festgeklemmt werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Halterung bis auf den
Boden der Öffnung
abgesetzt. Um hierbei einen definierten Abstand zwischen dem Trägermittel
und dem Boden der Öffnung
zu gewährleisten,
weist die Halterung Füße auf,
die vorzugsweise an den Enden der Auflagestege positioniert sind.
Bei der Ausgestaltung einer kreisförmigen oder dreieckigen Auflage
kann die Positionierung der Füße auch
an anderen Stellen liegen.
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Für ein sicheres
Einsetzen, bei dem ein Verkanten der Halterung vermieden wird, ist
es vorteilhaft, wenn die nach unten abragenden Füße an der Auflage nach innen
geneigt sind bzw. an ihren seitlichen Außenflächen nach innen angeschrägt sind.
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Der
wenigstens eine Verbindungssteg, der zwischen der Auflage bzw. den
Auflagestegen und dem Haltesteg verläuft, ist gebogen und ragt in
Einsetzrichtung nach oben ab. Vorzugsweise sind zwei Verbindungsstege
vorgesehen, deren seitliche Außenflächen jeweils
an der inneren Seitenfläche
der Öffnung
anliegen und für
einen stabilen Halt sorgen.
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Zusätzlich zu
den Verbindungsstegen weist die Halterung zur sicheren Positionierung
in der Öffnung
wenigstens einen Fixierungssteg auf, der vom Haltesteg nach oben
abragt und im eingesetzten Zustand an der wenigstens einen inneren
Seitenfläche der Öffnung anliegt.
Dadurch wird eine zusätzliche Anlagefläche zur Öffnung geschaffen,
die die Positionierung der Halterung erleichtert und die Fixierung verbessert.
Der wenigstens eine Fixierungssteg kann vorzugsweise elastisch verformbar
sein, um somit beim Einsetzen der Halterung einen sicheren Kontakt zur
inneren Seitenfläche
zu gewährleisten,
um somit die Fixierung der Halterung zu verbessern.
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Die
im Wesentlichen zylinderförmige Öffnung kann
rund bzw. mehrseitig ausgebildet sein. Bei einer kreisförmigen Öffnung liegt
die Halterung vorzugsweise an wenigstens drei Punkten an der inneren
Seitenfläche
an. Bei einer Öffnung,
die vier Seitenflächen
aufweist, liegt die Halterung an jeweils einer der inneren Seitenflächen der Öffnung an.
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Die
Halterung ist so ausgestaltet, dass das Trägermittel vor dem Einsetzen
der Halterung in die Öffnung
der Multiwell- oder Mikrotiterplatte eingesetzt werden kann.
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Das
Trägermittel
kann ein Reservoir oder ein Immobilisierungsort für Chemikalien
sein oder als Reaktionsort dienen. Weiter kann das Trägermittel ein
Filter sein, der vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet ist und aus
einem Vlies besteht.
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Die
Halterung wird vorzugsweise mittels Spritzgußverfahren hergestellt, wodurch
die Ausgestaltung mit mehreren Verbindungsstegen, Fixierungsstegen
und angepassten Auflagestegen und Halterungsstegen leicht möglich ist.
Die Halterung besteht aus Kunststoff, der besonders für den Einsatz
für Spritzgussverfahren
geeignet ist und sich darüber
hinaus auch für
den Einsatz für
chemische Analysen eignet.
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Die
Aufgabe wird weiter durch eine Multiwellplatte gelöst, in die
eine oben beschriebene Halterung eingesetzt ist.
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Im
Folgenden werden anhand von Figuren Ausführungsbeispiele der Halterung
und deren Aufbau beschrieben. In den Figuren zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Halterung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Halterung;
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3 eine
weitere Seitenansicht der erfindungsgemäßen Halterung;
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4 eine
Ansicht der erfindungsgemäßen Halterung
von oben;
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5a–5c einen
Ablauf zum Einsetzen des Trägermittels
und der Halterung in eine Öffnung.
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Im
Folgenden wird auf die 1–4 Bezug
genommen. Die Halterung gemäß den 1–4 weist
drei horizontale Auflagestege 11, 12, 13 auf,
die sternförmig
nach außen
abragen. Die in den Figuren gezeigte Halterung 10 ist insbesondere
für eine
kreisförmige
zylindrische in 5c dargestellte Öffnung 40 einer
Multiwell- oder Mikrotiterplatte vorgesehen.
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Parallel
und horizontal beabstandet zu den Auflagestegen 11, 12 und 13 ist
ein Haltesteg 14 in U-Form angeordnet, der über zwei
Verbindungsstege 15, 16 mit den Auflagestegen 11, 12, 13 verbunden ist.
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Die
Auflagestege 11, 12, 13 weisen seitliche Außenflächen 11a, 12a und 13a auf,
von denen wenigstens eine an einer inneren Seitenfläche 41 der Öffnung 40 im
eingesetzten Zustand anliegt. Weiter weisen die Auflagestege 11, 12, 13 jeweils
einen nach innen geneigten Fuß 17, 18, 19 auf,
der auf dem Boden der Öffnung 40 aufsitzen
und somit einen definierten Abstand des Trägermittels 30 vom
Boden der Öffnung 40 garantieren
kann.
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Von
zwei Auflagenstegen 12 und 13 ragen jeweils in
leicht gebogener Form Verbindungsstege 15 und 16 nach
oben ab, zwischen denen sich der Haltesteg 14 in einer
U-Form erstreckt.
In Verlängerung
der Verbindungsstege 15 und 16 erstrecken sich in
Einsetzrichtung nach oben zwei Fixierungsstege 20 und 21.
Die Außenseiten 20a, 21a der
Fixierungsstege 20 und 21 liegen vorzugsweise
gemeinsam mit den Außenseiten 15a, 16a der
Verbindungsstege 15 und 16 an der inneren Seitenfläche 41 der Öffnung 40 an.
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Zur
zusätzlichen
Fixierung der Halterung 10 in der Öffnung 40 im eingesetzten
Zustand liegt auch eine seitliche Außenfläche 14a des Haltestegs 14 an der
inneren Seitenwand 41 der Öffnung 40 an. Somit wird
eine sichere Fixierung der Halterung 10 in der Öffnung 40 erreicht,
die kippstabil ist und auch gegen ein Verrutschen in der Öffnung gesichert
ist. Durch den definierten Abstand zwischen den Auflagestegen 11, 12 und 13 und
dem Haltesteg 14 wird eine sichere Lagerung bzw. Fixierung
des Trägermittels 30 (siehe 5a bis 5c)
sichergestellt.
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In
den 5a bis 5c ist
der Ablauf des Einsetzens des Trägermittels 30 in
Form einer Filter- oder Vliesscheibe in die Halterung 10 und
das Einsetzen der Halterung 10 mit Trägermittel 30 in die Öffnung 40,
beispielsweise einer Multiwellplatte, dargestellt.
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Vorzugsweise
wird die Filter- oder Vliesscheibe 30 in den Zwischenraum
zwischen Haltesteg 14 und den Auflagestegen 11, 12, 13 vor
dem Einsetzen der Halterung 10 in die Öffnung 40 eingesetzt. Die
Halterung 10 mit dem Trägermittel 30 wird
dann beispielsweise mit einer automatischen Einsetzvorrichtung in
eine Öffnung 40 einer
Multiwell- oder Mikrotiterplatte eingesetzt, wobei einige der seitlichen Außenflächen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a, 19a, 20a und 21a der
Halterung 10 eine definierte Position und sichere Fixierung
in der Öffnung 40 sicherstellen.
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Aufgrund
der Füße 17, 18 und 19 unter
den Auflagestegen 11, 12, 13 wird ein
definierter Abstand zwischen dem Boden der Öffnung 40 und dem
Trägermittel 30 eingestellt,
so dass das Trägermittel 30 locker
aufliegt und gleichzeitig gut von Luft, Gasen oder eingefüllten Flüssigkeiten
umspült
werden kann.
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In
einer nicht dargestellten Realisierung ist es möglich, dass die Halterung nicht
auf dem Boden einer Öffnung
angeordnet wird, sondern mittels einer Klemmverbindung zwischen
den seitlichen Außenflächen der
Halterung und der inneren Seitenfläche 41 fest in der Öffnung 40 gehalten
wird.
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Ebenso
ist es möglich,
dass die Öffnung 40 Absätze oder
Vorsprünge
aufweist, auf denen die Halterung aufliegt bzw. einrastet, um somit
eine definierte Position der Halterung und des in diese eingesetzten
Trägermittels
in der Öffnung
zu gewährleisten.