DE102011117310A1

DE102011117310A1 - Apparatus and method for controlling a volume of a sample

Info

Publication number: DE102011117310A1
Application number: DE102011117310A
Authority: DE
Inventors: Torsten Matthias; Hans-Peter Schimon; Jens Blecken; Markus Wulf
Original assignee: Individual
Current assignee: Aeneas GmbH and Co KG
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-02
Anticipated expiration: 2031-10-29
Also published as: DE102011117310B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (120) zur Kontrolle eines Volumens einer Probe (4), wobei die Vorrichtung eine Pipette (1) umfasst, in der zwischen der Probe (4) und einem an die Probe (4) angrenzenden ersten Fluid (6) eine Grenzfläche ausgebildet ist, die außerhalb der Pipette (1) als im Wesentlichen horizontal verlaufende Grenzlinie (4a) zwischen der Probe (4) und dem ersten Fluid (6) optisch wahrnehmbar ist. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Kamera (10) mit einer Markierung (15), die in einem Bildfeld der Kamera (10) derart angeordnet ist, dass auf einem aufgenommenen Bild (12) die Grenzlinie (4a) und die Markierung (15) abgebildet werden können. Schließlich umfasst die Vorrichtung (120) eine Auswerteeinrichtung (101), mit der auswertbar ist, ob in dem aufgenommenen Bild die Markierung (15) auf Höhe der Grenzlinie (4a) liegt.The present invention relates to a device (120) for controlling a volume of a sample (4), the device comprising a pipette (1) in which between the sample (4) and a first fluid (6) adjacent to the sample (4) ) an interface is formed, which is visually perceptible outside the pipette (1) as a substantially horizontally extending boundary line (4a) between the sample (4) and the first fluid (6). Furthermore, the device comprises a camera (10) with a marking (15) which is arranged in an image field of the camera (10) such that the boundary line (4a) and the marking (15) are imaged on a recorded image (12) can. Finally, the device (120) comprises an evaluation device (101) with which it is possible to evaluate whether in the recorded image the marking (15) lies at the level of the boundary line (4a).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle eines Volumens einer Probe, wobei in einer Pipette zwischen der Probe und einem an die Probe angrenzenden ersten Fluid eine Grenzfläche ausgebildet ist, die außerhalb der Pipette als im Wesentlichen horizontal verlaufende Grenzlinie zwischen der Probe und dem ersten Fluid optisch wahrnehmbar ist. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Kamera mit einer Markierung im Bildfeld der Kamera zum Durchführen eines solchen Verfahrens.The invention relates to an apparatus and a method for controlling a volume of a sample, wherein in a pipette between the sample and a first fluid adjacent to the sample, an interface is formed, which outside the pipette as a substantially horizontal boundary line between the sample and the first fluid is visually perceptible. The invention further relates to the use of a camera with a marker in the field of view of the camera for carrying out such a method.

In DE 10 2008 022 835 B3 ist eine Vorrichtung als Analysegerät zum Untersuchen von biologischen oder chemischen Proben mittels einer über eine Pipette zugeführten Reagenzflüssigkeit beschrieben. Auf einer Grundplatte ist eine Arbeitsplatte drehbar gelagert horizontal angeordnet zur Aufnahme der Proben in einen Probenhalter, beispielsweise eine Mikrotiterplatte, die mehrere Näpfchen zur Aufnahme der Proben aufweist. Die Näpfchen werden auch als Vertiefungen, Kavitäten oder Wells, gelegentlich auch als Tröpfchen, bezeichnet. Oberhalb der Arbeitsplatte ist ein Robotermanipulator angeordnet, der einen horizontalen Tragarm mit einem Schlitten trägt, wobei an dem Schlitten ein in vertikaler Richtung bewegliches Nadelsystem befestigt ist. Das Nadelsystem umfasst mehrere Hohlnadeln als Pipetten, die gleichzeitig über einem einzelnen Well zum Stehen kommen, wobei eine der Hohlnadeln die Reagenzflüssigkeit in den Well einfüllt. Nach einer Reaktionszeit bzw. Inkubationszeit wird die Lösung aus der in dem Well befindlichen Probe und der zugeführten Reagenzflüssigkeit mittels einer zweiten Hohlnadel abgesaugt und mittels einer dritten Hohlnadel mit einer Waschlösung versehen und darauf folgend mit der zweiten Hohlnadel abgesaugt. Mit den drei Hohlnadeln wird also ein einzelner Well mit Reagenzflüssigkeit und Waschlösung versorgt. Das Analysegerät enthält selbst keine Elemente zur Auswertung der Probe bzw. Lösung in dem Well, wobei diese in einem späteren Schritt von einem Fachmann ausgewertet werden. Die Wells mit den Proben bzw. Lösungen weisen Barcodes zu deren Identifikation auf, wobei das Analysegerät in seinem hinteren Teil eine Vorrichtung zum Lesen dieser Barcodes aufweist. Die Proben erfahren bei Reaktion mit der Reagenzflüssigkeit einen Farbumschlag und/oder eine Fluoreszenz, der/die mittels eines Fotometers zur Farbmessung analysiert und/oder ausgewertet werden kann.In DE 10 2008 022 835 B3 a device is described as an analyzer for examining biological or chemical samples by means of a supplied via a pipette reagent liquid. On a base plate, a worktop is rotatably mounted horizontally arranged for receiving the samples in a sample holder, such as a microtiter plate having a plurality of wells for receiving the samples. The wells are also referred to as depressions, wells or wells, sometimes as droplets. Above the worktop, a robot manipulator is mounted, which carries a horizontal support arm with a carriage, wherein the carriage is mounted in a vertically movable needle system. The needle system comprises a plurality of hollow needles as pipettes which simultaneously come to a standstill over a single well, with one of the hollow needles filling the reagent fluid into the well. After a reaction time or incubation time, the solution is sucked from the sample located in the well and the supplied reagent liquid by means of a second hollow needle and provided by means of a third hollow needle with a washing solution and subsequently aspirated with the second hollow needle. Thus, with the three hollow needles, a single well is supplied with reagent liquid and washing solution. The analyzer itself contains no elements for evaluating the sample or solution in the well, these being evaluated in a later step by a person skilled in the art. The wells with the samples or solutions have barcodes for their identification, the analyzer having in its rear part a device for reading these barcodes. Upon reaction with the reagent liquid, the samples undergo a color change and / or fluorescence, which can be analyzed and / or evaluated by means of a photometer for color measurement.

Aufgrund der Vielzahl herzustellender Lösungen aus einer Probe und einer Reagenzflüssigkeit, die im Rahmen ganzer Testserien herzustellen sind, ist es erforderlich, diese Lösungen unter stabilen Prozessbedingungen bei hoher Prozessgeschwindigkeit und unter Verwendung möglichst geringer Mengen für die Probe und die Reagenzflüssigkeit herzustellen. Außerdem sollte die Beschickung der Wells aus Kostengründen in möglichst einfacher Weise erfolgen. Das oben beschriebene Analysegerät ist insofern nachteilig, als dass das Nadelsystem mit drei Nadeln als Pipetten lediglich eine Reagenzflüssigkeit in der zu pipettierenden Menge einem Well zuführt und die zu pipettierende Menge über einen der ersten Nadel zugeordneten Antrieb eingestellt wird, der die erforderliche Prozessgenauigkeit hinsichtlich der einzustellenden Menge nur in begrenztem Umfang gewährleistet. Due to the large number of solutions to be prepared from a sample and a reagent liquid, which are to be produced in the context of entire test series, it is necessary to prepare these solutions under stable process conditions at high process speed and using as small amounts as possible for the sample and the reagent liquid. In addition, the charging of the wells should be done for cost reasons in the simplest possible way. The above-described analyzer is disadvantageous in that the needle system with three needles as pipettes only supplies a reagent liquid in the amount to be pipetted to a well and the amount to be pipetted is adjusted via a drive associated with the first needle, which provides the required process accuracy with respect to the Quantity guaranteed only to a limited extent.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher in der Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik, wobei die Herstellung einer Lösung aus einer Probe und einem Fluid, beispielsweise in Form einer Reagenz oder Verdünnungsflüssigkeit, unter Verwendung möglichst geringer Mengen für die Probe und das Fluid bei hoher Prozessgeschwindigkeit erfolgen soll.The object of the invention is therefore to avoid the disadvantages of the prior art, wherein the preparation of a solution of a sample and a fluid, for example in the form of a reagent or dilution liquid, using as small amounts as possible for the sample and the fluid at high process speed should be done.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, einem Verfahren nach Anspruch 7 und einer Verwendung einer Kamera nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with a device according to claim 1, a method according to claim 7 and a use of a camera according to claim 10. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kontrolle eines Volumens einer Probe umfasst eine Pipette, in der zwischen der Probe und einem an die Probe angrenzenden ersten Fluid eine Grenzfläche ausgebildet ist, die außerhalb der Pipette als im Wesentlichen horizontal verlaufende Grenzlinie zwischen der Probe und dem ersten Fluid optisch wahrnehmbar ist. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Kamera mit einer Markierung, die in einem Bildfeld der Kamera derart angeordnet ist, dass auf einem aufgenommenen Bild die Grenzlinie und die Markierung abgebildet werden können. Schließlich umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinrichtung, mit der auswertbar ist, ob in dem aufgenommenen Bild die Markierung auf Höhe der Grenzlinie liegt. Durch den Einsatz einer Kamera mit einer Markierung im Bildfeld der Kamera kann die Lage der Grenzlinie relativ zu der Pipette, beispielsweise zu einer Spitze der Pipette oder einem anderen auf die Pipette bezogenen Bezugspunkt, und damit das Volumen der Probe innerhalb der Pipette genau bestimmt werden. Da auf einem mit der Kamera aufgenommenen Bild neben der Markierung die Grenzlinie abgebildet ist, kann beispielsweise mittels eines Vergleichs des aufgenommenen Bildes mit einem oder mehreren Referenzbildern ausgewertet werden, ob die Markierung auf Höhe der Grenzlinie liegt. Die Markierung, die lediglich im Bildfeld der Kamera vorliegt, kann neben anderen Ausführungsformen als im Wesentlichen horizontal verlaufender Kontrollstrich, als Kontrollpunkt, Kontrollfleck oder Kontrollkreuz ausgebildet sein, der/das dann auf Höhe der Grenzlinie liegt, wenn die Grenzlinie mit dem Kontrollstrich fluchtet. Ein gegebenenfalls erfolgender Vergleich des aufgenommenen Bildes mit einem Referenzbild zur Auswertung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Helligkeitsstufen unterschiedlicher Pixel des aufgenommenen Bildes mit den Helligkeitsstufen unterschiedlicher Pixel des Referenzbildes, die sich an entsprechenden Positionen auf dem aufgenommenen Bild und dem Referenzbild befinden, miteinander verglichen werden und bei Übereinstimmung der Helligkeitsstufen in einem vorgegebenen Wertebereich eine Übereinstimmung der Helligkeitsstufen festgestellt wird. Dieser Musterabgleich zwischen dem aufgenommenen Bild und dem Referenzbild kann in automatisierter Form über einen PC (Personal Computer) erfolgen. Falls die Probe zu dem ersten Fluid einen hohen Kontrast aufweist und die Grenzlinie im aufgenommenen Bild in hoher Qualität abgebildet ist, kann auf einen Vergleich dieses Bildes mit einem Referenzbild verzichtet werden und die Auswertung anhand eines fest vorgegebenen Auswahlkriteriums erfolgen.A device according to the invention for controlling a volume of a sample comprises a pipette in which an interface is formed between the sample and a first fluid adjacent to the sample and visually recognizable outside the pipette as a substantially horizontally extending boundary line between the sample and the first fluid is. Furthermore, the device comprises a camera with a marking which is arranged in an image field of the camera such that the boundary line and the marking can be imaged on a recorded image. Finally, the device comprises an evaluation device with which it is possible to evaluate whether in the recorded image the marking is at the level of the boundary line. By using a camera with a marker in the field of view of the camera, the position of the boundary line relative to the pipette, for example to a tip of the pipette or another reference point related to the pipette, and thus the volume of the sample within the pipette can be accurately determined. Since the boundary line is shown next to the marking on an image taken with the camera, it is possible to evaluate, for example by means of a comparison of the recorded image with one or more reference images, whether the marking is at the level of the boundary line. The marker, which is present only in the field of view of the camera, may be formed, among other embodiments, as a substantially horizontally extending control bar, as a control point, control spot or control cross, which then lies at the level of the borderline when the boundary line is aligned with the control bar. One If necessary, a comparison of the recorded image with a reference image for evaluation can take place, for example, by comparing the brightness levels of different pixels of the recorded image with the brightness levels of different pixels of the reference image, which are located at corresponding positions on the recorded image and the reference image, and if the brightness levels agree in a predetermined value range, a match of the brightness levels is determined. This pattern matching between the recorded image and the reference image can be done in automated form via a PC (personal computer). If the sample has a high contrast to the first fluid and the border line in the recorded image is imaged in high quality, it is possible to dispense with a comparison of this image with a reference image and to carry out the evaluation using a fixed selection criterion.

Erfindungsgemäß wird die Pipette derart geeicht, dass bei Liegen der Markierung auf Höhe der Grenzlinie ein vorbestimmtes Volumen der Probe vorliegt, das neben der Grenzfläche von einer Spitze der Pipette begrenzt ist. Durch die Eichung der Pipette im Bereich der Pipette, die die Pipettenspitze umfasst, ist es möglich, mit lediglich einem aufgenommenen Bild festzustellen, ob ein vorbestimmtes Volumen der Probe vorliegt. Die Probe, die als Fluid, insbesondere Flüssigkeit vorliegen kann, kann auf diese Weise bereits bei einem Aufziehen in die Pipette in einer vorgegebenen Menge genau eingestellt werden. Da die Markierung als Kontrollstrich lediglich in der Kamera, genauer im Bildfeld der Kamera, angeordnet ist, kann bei Verwendung geeichter Pipetten von einer virtuellen Eichmarkierung als Eichstrich gesprochen werden. Durch die genaue Einstellung der Probenmenge bereits beim Aufziehen/Ausstoßen der Probe in/aus die/der Pipette kann eine Inline- oder Online-Kontrolle des Prozesses der Pipettierung erfolgen. Bei Verwendung einer geeichten Pipette ist bei Liegen der Markierung auf Höhe der Grenzlinie sichergestellt, dass nicht nur ein für die nachfolgende Analyse ausreichendes Probenvolumen vorhanden ist, sondern dass ein vorgegebenes Probenvolumen vorliegt, das die Analyse erlaubt und mit dem ein unnötiges überschüssiges Probenvolumen vermieden wird, das gegebenenfalls für andere Analysen benötigt wird. Als Probensubstanz kommt beispielsweise Blut, Serum und/oder Zellflüssigkeit in Betracht. Andere Substanzen für die die Probe, die als biologische oder chemische Probe vorliegen kann, sind möglich.According to the invention, the pipette is calibrated in such a way that, when the marking is lying at the level of the boundary line, there is a predetermined volume of the sample which, besides the interface, is delimited by a tip of the pipette. By calibrating the pipette in the area of the pipette, which includes the pipette tip, it is possible to determine with a single image taken, whether a predetermined volume of the sample is present. The sample, which can be in the form of fluid, in particular liquid, can be precisely adjusted in this way even when it is drawn into the pipette in a predetermined amount. Since the mark is arranged as a control bar only in the camera, more precisely in the field of view of the camera, when using calibrated pipettes can be spoken of a virtual calibration mark as calibration mark. Accurate adjustment of the sample volume as soon as the sample is drawn in / out of the pipette allows inline or online control of the pipetting process. When using a calibrated pipette, when the mark is at the level of the border line, it is ensured that not only is there a sufficient sample volume for the subsequent analysis, but that a given sample volume is available, which allows the analysis and avoids an unnecessary excess sample volume, which may be needed for other analyzes. For example, blood, serum and / or cell fluid may be considered as the sample substance. Other substances for which the sample may be present as a biological or chemical sample are possible.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Pipette derart zwischen einer Lichtquelle und der Kamera angeordnet ist, dass ein Spektrum von Lichtstrahlen der Lichtquelle von der Kamera aufgenommen werden kann, die einen Meniskus der Probe durchquert haben, der an einem Rand der Grenzfläche zu einer Innenwand der Pipette ausgebildet ist und als prismaartiges optisches Element wirkt. In diesem Fall ist die Auswertevorrichtung eingerichtet, mittels eines Vergleichs des aufgenommenen Spektrums mit einem Referenzspektrum auszuwerten, ob eine Zusammensetzung der Probe gemäß dem aufgenommenen Spektrum einer Zusammensetzung gemäß dem Referenzspektrum entspricht. Der Meniskus tritt als Wölbung der Grenzfläche der Probe als Fluid mit Flüssigkeitseigenschaft an dem Rand, der an die Innenwand der Pipette angrenzt, der Grenzfläche der Probe zu dem ersten Fluid auf. Lichtstrahlen einer außerhalb der Pipette angeordneten Lichtquelle, beispielsweise eine Weißlicht-Lichtquelle, durchqueren die zumindest teilweise transparente Wand der Pipette, durchlaufen danach den von der Probe gebildeten Meniskus, und werden nach Durchlaufen der Pipette von der Kamera detektiert. Hierbei wirkt der Meniskus aufgrund seiner Form als Prisma bzw. prismaartiges optisches Element, weshalb das auf den Meniskus auftreffende Licht nach Durchlaufen des Prismas in unterschiedlich verlaufende Lichtstrahlen entsprechend der Lichtfrequenz aufgespaltet wird. Da die Ablenkung der einfallenden Lichtstrahlen von ihrer Einfallsrichtung an den äußeren Kanten des Meniskus beim Durchqueren des Meniskus abhängig ist von probenspezifischen Brechungsindex der Probe, der wiederum von der Lichtfrequenz abhängt, kann bei ausreichender örtlicher Auflösung der Kamera, beispielsweise einer elektronischen Matrix-Kamera, insbesondere einer CCD (Charge Coupled Device) oder CMOS (Complementary Metal Oxid Semiconductor)-Kamera, aufgrund der örtlichen Helligkeitsverteilung auf die (chemische) Zusammensetzung der Probe geschlossen werden. Abhängig von der Anordnung der Lichtquelle, der Pipette, und der Kamera zueinander können sowohl konkave als auch konvexe Menisken einer Probe zur Feststellung der Zusammensetzung der Probe verwendet werden. Prinzipiell können zudem in der Probe gelöste Stoffe oder nicht gelöste Bestandteile der Probe, beispielsweise Verunreinigungen, auf diese Weise bestimmt werden. Zusätzlich zur Kontrolle des Volumens der Probe kann dann sichergestellt werden, dass die gewünschte Menge der Probe mit der gewünschten Zusammensetzung der Probe verwendet wird, wodurch ein wesentlicher Sicherheitsaspekt bei der Pipettierung verwirklicht wird.According to the invention, it is further provided that the pipette is arranged between a light source and the camera so that a spectrum of light rays of the light source can be picked up by the camera, which have traversed a meniscus of the sample, which at an edge of the boundary surface to an inner wall of the Pipette is formed and acts as a prism-like optical element. In this case, the evaluation device is set up to evaluate by means of a comparison of the recorded spectrum with a reference spectrum, whether a composition of the sample according to the recorded spectrum corresponds to a composition according to the reference spectrum. The meniscus appears as a curvature of the interface of the sample as fluid with liquid property at the edge adjacent to the inner wall of the pipette, the interface of the sample to the first fluid. Light rays of a light source arranged outside the pipette, for example a white light source, pass through the at least partially transparent wall of the pipette, then pass through the meniscus formed by the sample, and are detected by the camera after passing through the pipette. Here, the meniscus acts due to its shape as a prism or prism-like optical element, which is why the light incident on the meniscus light is split after passing through the prism in different light beams corresponding to the light frequency. Since the deflection of the incident light rays from their direction of incidence at the outer edges of the meniscus as it traverses the meniscus depends on specimen-specific refractive index of the sample, which in turn depends on the light frequency, with sufficient spatial resolution of the camera, for example an electronic matrix camera, in particular CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) camera, due to the local brightness distribution on the (chemical) composition of the sample are closed. Depending on the arrangement of the light source, the pipette, and the camera to each other, both concave and convex menisci of a sample can be used to determine the composition of the sample. In principle, substances dissolved in the sample or undissolved constituents of the sample, for example impurities, can also be determined in this way. In addition to controlling the volume of the sample, it can then be ensured that the desired amount of the sample with the desired composition of the sample is used, thereby realizing a significant safety aspect in pipetting.

Bevorzugt wird die Auswertung der Zusammensetzung der Probe dazu verwendet, festzustellen, ob in der Probe hämolytische und/oder lipämische Faktoren vorhanden sind.Preferably, the evaluation of the composition of the sample is used to determine whether haemolytic and / or lipemic factors are present in the sample.

Bei Verwendung von Serum oder Plasma kann auf diese Weise festgestellt werden, ob die Tests durch Lipide, Hämoglobin oder Bilirubin gestört werden. Interferenzen in erhöhten Mengen (Lipide bis zu 20 mg/mL, Hämoglobin bis zu 800 μg/mL, Bilirubin bis zu 200 μg/mL) können die Reaktionskinetik stören und verfälschen die Ergebnisse. Ferner kann durch die Auswertung festgestellt werden, ob Plasma für Transfusionen geeignet ist oder aus gesundheitlichen Gründen verworfen werden muss. Dementsprechend wird durch Kontrolle nicht nur die Prozesssicherheit sondern auch die Herstellung und Verwendung gesundheitskonformer Substanzen sichergestellt.When using serum or plasma it can be determined in this way whether the tests are disturbed by lipids, hemoglobin or bilirubin. Interferences in increased amounts (lipids up to 20 mg / mL, hemoglobin up to 800 μg / mL, bilirubin up to 200 μg / mL) may increase the reaction kinetics disturb and distort the results. Furthermore, it can be determined by the evaluation whether plasma is suitable for transfusions or has to be discarded for health reasons. Accordingly, control not only ensures process reliability but also the production and use of health-compatible substances.

In bevorzugter Ausführung ist das erste Fluid, das an die Probe angrenzt, als Gasblase, insbesondere Luftblase, ausgebildet, wobei in der Pipette die Gasblase zwischen der Probe und einem zweiten, an die Gasblase angrenzenden Fluid angeordnet ist. Durch die Anordnung der Gasblase zwischen der Probe und dem zweiten Fluid ist sichergestellt, dass die Probe von dem zweiten Fluid getrennt angeordnet ist, so dass sich die Probe und das zweite Fluid nicht vermischen. Auf diese Weise können in lediglich einer Pipette mehrere Fluide zur Pipettierung vorgesehen werden. Es ist also im Gegensatz zur Lehre, die in DE 10 2008 022 835 B3 offenbart ist, nicht mehr erforderlich, für ein zu pipettierendes Fluid eine separate Nadel, die einer Pipette entspricht, vorzusehen. Das zweite Fluid kann beispielsweise als Verdünnungsfluid zur Verdünnung der Probe oder als Vergleichsfluid zum Vergleich mit der Probe vorliegen. Prinzipiell ist es zudem möglich, dass nicht nur eine Gasblase zur Trennung der Probe vom zweiten Fluid in der Pipette vorliegt, sondern mehrere Gas- bzw. Luftblasen zur Trennung der jeweils an die Luftblasen angrenzenden Fluide. Auf diese Weise kann in lediglich einer Pipette eine Vielzahl von unterschiedlichen Fluiden in prozessstabiler Form zur Pipettierung untergebracht werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Volumenkontrolle kann insbesondere sichergestellt werden, dass neben dem Volumen der Probe auch das Volumen des zweiten Fluids genau kontrolliert bzw. eingestellt werden kann. Sofern neben der Markierung auf einem aufgenommenen Bild nicht nur die Grenzfläche zwischen dem ersten Fluid und der Gasblase, sondern auch die weitere Grenzfläche zwischen der Gasblase und dem zweiten Fluid abgebildet ist, kann in nur einem aufgenommenen Bild aufgrund der Positionierung der Markierung zur Grenzlinie zwischen Probe und Gasblase und zur weiteren Grenzlinie zwischen Gasblase und zweitem Fluid sowohl das Volumen der Probe als auch das Volumen des zweiten Fluids kontrolliert bzw. eingestellt werden.In a preferred embodiment, the first fluid adjacent to the sample is formed as a gas bubble, in particular an air bubble, wherein in the pipette, the gas bubble between the sample and a second, adjacent to the gas bubble fluid is arranged. The arrangement of the gas bubble between the sample and the second fluid ensures that the sample is separated from the second fluid, so that the sample and the second fluid do not mix. In this way, several fluids can be provided for pipetting in just one pipette. So it is contrary to the teaching that is in DE 10 2008 022 835 B3 It is no longer necessary to provide a separate needle corresponding to a pipette for a fluid to be pipetted. The second fluid may, for example, be present as dilution fluid for dilution of the sample or as comparison fluid for comparison with the sample. In principle, it is also possible that not only a gas bubble for separating the sample from the second fluid is present in the pipette, but a plurality of gas or air bubbles for the separation of each of the air bubbles adjacent fluids. In this way, in a single pipette, a plurality of different fluids can be accommodated in a process-stable form for pipetting. With the volume control device according to the invention, it can be ensured in particular that, in addition to the volume of the sample, the volume of the second fluid can also be precisely controlled or adjusted. If, in addition to the mark on a recorded image, not only the interface between the first fluid and the gas bubble but also the further interface between the gas bubble and the second fluid is depicted, in only one captured image due to the positioning of the mark to the boundary line between the sample and the gas bubble and to the further boundary line between the gas bubble and the second fluid, both the volume of the sample and the volume of the second fluid to be controlled or adjusted.

Falls die Tiefenschärfe der zur Aufnahme des Bildes verwendeten Kamera oder andere bildgebende bzw. -verarbeitende Charakteristika und/oder Parameter [Pixelzahl, Helligkeitsübersteuerung, charakteristischer Farbübergang an Grenzschichten (indirekte Messung der Oberflächenspannung)] nicht ausreichen um sowohl die Grenzlinie zwischen Probe und Gasblase als auch die weitere Grenzlinie zwischen Gasblase und zweitem Fluid in zur Auswertung ausreichender optischer Qualität auf dem aufgenommenen Bild abzubilden, kann das Bild aus zwei Teilbildern zusammengesetzt werden. Das erste Teilbild bildet dann den Abschnitt der Pipette von dessen Spitze bis zu der Grenzlinie zwischen Probe und Gasblase ab. Das zweite Teilbild bildet den Abschnitt der Pipette mit der weiteren Grenzlinie zwischen Gasblase und zweitem Fluid ab. Zwischen der Grenzlinie und der weiteren Grenzlinie, also in der Gasblase, können Außenkanten beider Teilbilder aneinandergrenzen, so dass ein vollständiges Bild von dem Abschnitt der Pipette mit der Probe, der Gasblase und dem zweiten Fluid entsteht, in dem die Außenkanten der Pipette beim Übergang zwischen beiden Teilbildern fluchten. Durch dieses Ausrichten beider Teilbilder zueinander kann die im zweiten Teilbild abgebildete weitere Grenzlinie auf die im ersten Teilbild abgebildete Spitze der Pipette bezogen werden. Diese Ausrichtung wird erleichtert, wenn im Bereich der Gasblase die Außenkanten beider Teilbilder überlappen, da die Teilbilder so zur Deckung gebracht werden können, dass im Bereich der Überdeckung die Außenkanten der Pipette übereinanderliegen. Bei überlappenden Teilbildern wird also die Bildinformation selbst anstelle der Außenkanten der Teilbilder zur Ausrichtung der Teilbilder zueinander verwendet.If the depth of field of the camera used to capture the image or other imaging characteristics and / or parameters [pixel number, brightness overshoot, characteristic color transition at boundary layers (indirect measurement of surface tension)] are not sufficient for both the boundary line between the sample and the gas bubble To image the further boundary line between the gas bubble and the second fluid in the recorded image for evaluation of sufficient optical quality, the image can be composed of two partial images. The first subframe then images the portion of the pipette from its tip to the boundary line between the sample and the gas bubble. The second partial image depicts the section of the pipette with the further boundary line between the gas bubble and the second fluid. Between the boundary line and the further boundary line, ie in the gas bubble, outer edges of both partial images can adjoin one another, so that a complete picture of the section of the pipette with the sample, the gas bubble and the second fluid is formed, in which the outer edges of the pipette at the transition between two partial images are aligned. By aligning both partial images to one another, the further border line depicted in the second partial image can be related to the tip of the pipette depicted in the first partial image. This alignment is facilitated if the outer edges of both partial images overlap in the region of the gas bubble, since the partial images can be made to coincide in such a way that the outer edges of the pipette overlap one another in the region of the overlap. In the case of overlapping partial images, therefore, the image information itself is used instead of the outer edges of the partial images for aligning the partial images with one another.

Wegen der konischen Form der Pipette im Bereich der Pipettenspitze ist es zudem möglich alternativ oder zusätzlich zu zusammengesetzten Teilbildern die Pipette zu dem Objektiv der Kamera so auszurichten, dass die dem Objektiv zugewandten Endender Grenzlinie und der weiteren Grenzlinie gleiche oder ähnliche Abstände zum Objektiv aufweisen. In diesem Fall steht nicht die Längsachse der Pipette, sondern die dem Objektiv zugewandte Außenkante der Pipette im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Objektivs bzw. der Kamera und die dem Objektiv zugewandten Enden der Grenzlinie und der weiteren Grenzlinie weisen gleiche oder ähnliche Abstände zu einem Schnittpunkt der optischen Achse mit der dem Objektiv zugewandte Außenkante der Pipette auf. Eine Drehung der Längsachse der Pipette zur optischen Achse um den halben Konuswinkel kann erfolgen, indem die Pipette zum Objektiv oder das Objektiv zur Pipette gedreht wird, beispielsweise über einen computergesteuerten Elektromotor. Ein aus Teilbildern zusammengesetztes aufgenommenes Bild und/oder eine Drehung der Längsachse der Pipette zur optischen Achse um einen halben Konuswinkel können/kann nicht nur bei Aufnahme eines Bildes einer Grenzlinie zwischen einer Probe und einem ersten Fluid in einer Pipette, sondern auch bei einer Aufnahme eines Bildes von einem ersten Abschnitt einer ersten Pipette und eines zweiten Abschnitts einer zweiten Pipette erfolgen. An dieser Stelle wird auf die Offenbarung in der parallelen deutschen Patentanmeldung der Anmelderin dieser Anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2011 und internem Aktenzeichen AES 80207, auf Beschreibungsseite 8 bis 11, 17, 22–27 und in der 4 verwiesen, in der ein aus Teilbildern zusammengesetztes aufgenommenes Bild und/oder eine Drehung der Längsachse der Pipette zur optischen Achse um einen halben Konuswinkel von zwei Pipetten beschrieben sind/ist und die durch Bezugnahme als Offenbarung in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird.Because of the conical shape of the pipette in the region of the pipette tip, it is also possible, alternatively or in addition to composite partial images, to align the pipette with the lens of the camera in such a way that the ends of the border facing the objective and the further borderline have the same or similar distances to the objective. In this case, it is not the longitudinal axis of the pipette but the outer edge of the pipette facing the objective that is essentially perpendicular to the optical axis of the objective or the camera, and the ends of the boundary line and the further boundary line facing the objective have the same or similar distances to an intersection point the optical axis with the lens facing the outer edge of the pipette. A rotation of the longitudinal axis of the pipette to the optical axis by half the cone angle can be done by the pipette is rotated to the lens or the lens to the pipette, for example via a computer-controlled electric motor. A recorded image composed of partial images and / or a rotation of the longitudinal axis of the pipette to the optical axis by half a cone angle can / can not only when taking an image of a boundary line between a sample and a first fluid in a pipette, but also in a recording of a Image of a first portion of a first pipette and a second portion of a second pipette done. At this point, the disclosure in the parallel German patent application of the applicant of this application with the file number DE 10 2011 and internal reference AES 80207, on Description page 8 to 11, 17, 22-27 and in the 4 in which a captured image composed of partial images and / or a rotation of the longitudinal axis of the pipette to the optical axis are / is described by a half cone angle of two pipettes and which is incorporated by reference as a disclosure in the present application.

Eine Einstellung des Volumens der Probe, des ersten Fluids und/oder des zweiten Fluids kann dadurch erfolgen, dass die Grenzlinie zwischen Probe und erstem Fluid bzw. die Grenzlinie zwischen erstem Fluid und zweiten Fluid durch Bewegen der Probe, des ersten Fluids und/oder des zweiten Fluids relativ zu der Pipette verschoben wird. Diese Einstellung des Volumens der Probe kann während des Aufziehens bzw. Ausstoßens einer Probe, des ersten Fluids und/oder des zweiten Fluids erfolgen, wodurch die Prozesszeit zur Pipettierung verkürzt wird, anstatt diese Einstellung erst vorzunehmen, nachdem die Probe, das erste Fluid und/oder das zweite Fluid in eine Pipette aufgezogen bzw. aus einer Pipette ausgestoßen worden ist.An adjustment of the volume of the sample, of the first fluid and / or of the second fluid may be effected by the boundary line between the sample and the first fluid or the boundary line between the first fluid and the second fluid by moving the sample, the first fluid and / or the second fluid second fluid is displaced relative to the pipette. This adjustment of the volume of the sample may occur during the aspiration of a sample, the first fluid, and / or the second fluid, thereby shortening the process time for pipetting, rather than making this adjustment after the sample, the first fluid, and / or. or the second fluid has been drawn into a pipette or expelled from a pipette.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Analysegerät, beispielsweise das in DE 10 2008 022 835 B3 beschriebene Analysegerät, zum Untersuchen von biologischen oder chemischen Proben mittels einer über eine Pipette zugeführten Reagenzflüssigkeit mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu versehen. Durch die zusätzliche Kontrolle der Volumina der Probe, des ersten und/oder zweiten Fluids, gegebenenfalls ergänzt durch eine Kontrolle der Zusammensetzung dieser Fluide, kann eine erhöhte Prozesssicherheit und Prozessgeschwindigkeit bei hohem Automationsgrad erzielt werden.According to the invention, an analyzer, for example, the in DE 10 2008 022 835 B3 to provide analysis of biological or chemical samples by means of a reagent supplied via a pipette with the inventive device. By additional control of the volumes of the sample, the first and / or second fluid, optionally supplemented by a control of the composition of these fluids, an increased process reliability and process speed can be achieved with a high degree of automation.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kontrolle eines Volumens einer Probe umfasst ein Bereitstellen einer Pipette, in der zwischen der Probe und einem an die Probe angrenzenden ersten Fluid eine Grenzfläche ausgebildet wird, die außerhalb der Pipette als im Wesentlichen horizontale Grenzlinie zwischen der Probe und dem ersten Fluid optisch wahrnehmbar ist, ein Anordnen einer Markierung einer Kamera in einem Bildfeld der Kamera derart, dass auf einem aufgenommenen Bild die Grenzlinie und die Markierung abgebildet werden können, und ein Auswerten, ob in dem aufgenommenen Bild die Markierung auf Höhe der Grenzlinie liegt. Die obigen Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung treffen in entsprechender Weise auf das erfindungsgemäße Verfahren zu. Insofern erfolgt, wie bereits ausgeführt, bevorzugt die Auswertung während die Probe über eine Spitze der Pipette aufgezogen wird.The inventive method for controlling a volume of a sample comprises providing a pipette in which an interface is formed between the sample and a first fluid adjacent to the sample, optically outside the pipette as a substantially horizontal boundary line between the sample and the first fluid it is perceptible to arrange a marking of a camera in an image field of the camera in such a way that the boundary line and the marking can be imaged on a recorded image, and to evaluate whether in the recorded image the marking lies at the level of the boundary line. The above statements regarding the device according to the invention apply in a corresponding manner to the method according to the invention. In this respect, as already stated, the evaluation is preferably carried out while the sample is being drawn up via a tip of the pipette.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, in der Pipette das erste Fluid in Form einer Gasblase, insbesondere Luftblase, zwischen der Probe und einem zweiten, an die Gasblase angrenzenden Fluid anzuordnen, und ein Mischen der Probe, die in Form von Probenflüssigkeit vorliegt, mit dem zweiten Fluid dadurch zu erzielen, dass die Probe aus der Pipette ausgestoßen wird, die Gasblase zusammen mit dem zweiten Fluid ausgestoßen wird und die Probe und das zweite Fluid zum Mischen in die Pipette aufgezogen werden. Auf diese Weise kann mit lediglich einer einzelnen Pipette sowohl die Probe abgegeben als auch das zweite Fluid hinzugegeben und mit der Probe gemischt werden. Dieses Vorgehen stellt sicher, dass die Probe vollständig aus der Pipette ausgeworfen wird und eine Vermischung der Probe mit dem zweiten Fluid erfolgt. Bei Kontrolle des Volumens der Mischung aus Probe und zweitem Fluid nach dem Aufziehen der Probe und des zweiten Fluids mittels Auswertung, ob in einem aufgenommenen Bild die Markierung auf Höhe einer Grenzlinie zwischen der Mischung aus der Probe und dem zweiten Fluid und einer an die gemischte Flüssigkeit angrenzenden Luftblase liegt, kann zudem kontrolliert bzw. eingestellt werden, ob ein gewünschtes Volumen aus Probe und zweitem Fluid in gemischter Form vorliegt.In a further embodiment of the invention, it is provided in the pipette to arrange the first fluid in the form of a gas bubble, in particular an air bubble, between the sample and a second fluid adjacent to the gas bubble, and mixing the sample, which is in the form of sample liquid, with the second fluid by ejecting the sample from the pipette, expelling the gas bubble along with the second fluid, and drawing the sample and the second fluid into the pipette for mixing. In this way, with only a single pipette, both the sample can be dispensed and the second fluid added and mixed with the sample. This procedure ensures that the sample is completely ejected from the pipette and that the sample is mixed with the second fluid. When controlling the volume of the mixture of sample and second fluid after drawing the sample and the second fluid by means of evaluation, whether in a recorded image, the marking at the level of a boundary line between the mixture of the sample and the second fluid and one to the mixed liquid In addition, it can be controlled whether a desired volume of sample and second fluid is in mixed form.

Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung einer Kamera mit einer Markierung im Bildfeld der Kamera zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei kann jede Kamera ausreichender Qualität verwendet werden. Qualitätsparameter sind insbesondere die Auflösung der Kamera, dessen Brennweite, Apertur, Tiefenschärfe und Lichtempfindlichkeit.Finally, the invention relates to the use of a camera with a marking in the field of view of the camera for carrying out the method according to the invention. Any camera of sufficient quality can be used here. Quality parameters are in particular the resolution of the camera, its focal length, aperture, depth of focus and photosensitivity.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Analysegerät und/oder das erfindungsgemäße Verfahren können/kann eingesetzt werden um einen oder mehrere Wells beispielsweise einer Mikrotiterplatte in einem weiteren Bild aufzunehmen und die weiter aufgenommene Bildinformation, beispielsweise eines oder mehrerer Farbumschläge einer oder mehrerer Proben in einem oder mehreren Wells, auszuwerten. Die Bildaufnahme kann erfindungsgemäß dadurch erfolgen, dass die Kamera nach der Aufnahme des aufgenommenen Bildes von der Grenzlinie zwischen der Probe und dem ersten Fluid, die in der Pipette angeordnet sind, weg beispielsweise um im Wesentlichen 90 Grad, in Richtung des oder der Wells gedreht oder geschwenkt wird. Nachfolgend der Aufnahme des aufgenommenen Bildes kann die Kamera also zur Aufnahme eines weiteren Bildes derart, gedreht oder geschwenkt werden, dass auf dem weiteren Bild ein oder mehrere Wells, in dem/denen die Probe angeordnet ist, abbildbar ist/sind. In einer Ausführungsform ist die Kamera zur Aufnahme des Bildes von der Pipette vertikal auf die Pipette und nach dieser Bildaufnahme horizontal auf einen oder mehrere unterhalb der Kamera angeordnete Wells gerichtet. Entsprechende Vorrichtungen und Verfahren zur Bildaufnahme und Auswertung eines aufgenommenen Bildes von einem oder mehreren Wells bzw. einer oder mehreren Proben, die in einen oder mehrere Wells aufgenommen sind, bei denen die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Analysegerät und/oder das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden können, sind in den parallelen deutschen Patentanmeldungen der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2011 mit dem internen Aktenzeichen AES 80205 und DE 10 2011 mit dem internen Aktenzeichen AES 80206 beschrieben, die jeweils durch Bezugnahme als Offenbarung in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen werden.The device according to the invention and / or the analyzer according to the invention and / or the method according to the invention can / can be used to record one or more wells, for example a microtiter plate in another image and the further recorded image information, for example one or more color envelopes of one or more samples in one or multiple wells, evaluate. According to the invention, the image can be recorded by rotating the camera away from the boundary line between the sample and the first fluid, which are arranged in the pipette, for example by substantially 90 degrees, in the direction of the or the well after the recorded image has been recorded is pivoted. Following the recording of the recorded image, the camera can thus be rotated or swiveled to take a further image in such a way that one or more wells in which the sample is arranged can be imaged on the further image. In one embodiment, the camera for taking the image from the pipette is vertically on the pipette and after this image capture horizontally on one or more below the camera arranged wells directed. Corresponding devices and methods for image acquisition and evaluation of a recorded image of one or more wells or one or more samples, which are received in one or more wells, in which the inventive device and / or the analysis device according to the invention and / or the inventive method used can be in the parallel German patent applications of the present application with the file number DE 10 2011 with the internal reference AES 80205 and DE 10 2011 with the internal reference AES 80206, each of which is incorporated by reference as a disclosure in the present application.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs-/oder proportionsgetreue Darstellung mit Ausnahme der 1 verzichtet. In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung. Es zeigen:Further embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures. For better clarity, in the figures on a scale / or proportionate representation with the exception of 1 waived. In the figures, unless otherwise indicated, like reference numerals designate like parts with the same meaning. Show it:

1 in dreidimensionaler proportionsgetreuer Darstellung eine optische Anordnung aus einer Pipette, einer Kamera und einer Lichtquelle gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, 1 in three-dimensional proportions true representation of an optical arrangement of a pipette, a camera and a light source according to a first embodiment of the invention,

2 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Anordnung in einer Seitenansicht, 2 a schematic representation of in 1 shown arrangement in a side view,

3 in schematischer Darstellung unterschiedliche Befüllungsstadien einer Pipette, in der eine Gasblase zwischen einer Probe und einem Fluid angeordnet ist, 3 schematically different filling stages of a pipette in which a gas bubble between a sample and a fluid is arranged,

4 in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Pipette, Kamera und Auswerteeinrichtung für den Fall der Auswertung eines Meniskus der Probe, der an einem Rand einer Grenzfläche der Probe zu einer Innenwand der Pipette ausgebildet ist, 4 a schematic representation of the device according to the invention with pipette, camera and evaluation device in the event of evaluation of a meniscus of the sample, which is formed on an edge of an interface of the sample to an inner wall of the pipette,

5 die in 2 dargestellte Anordnung in vergrößerter Darstellung, 5 in the 2 illustrated arrangement in an enlarged view,

6 schematisch ein aufgenommenes Bild einer befüllten Pipette, das aus zwei Teilbildern zusammengesetzt ist, und eine um den halben Konuswinkel zur Senkrechten auf die Längsachse einer Pipette gedrehte Kamera, und 6 schematically a captured image of a filled pipette, which is composed of two partial images, and rotated by half the cone angle to the vertical to the longitudinal axis of a pipette camera, and

7 ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem mit einer Pipette eine Probe abgegeben, ein Fluid zu der Probe hinzugegeben und die Probe mit dem Fluid gemischt wird. 7 a method according to the invention, in which a sample is dispensed with a pipette, a fluid is added to the sample and the sample is mixed with the fluid.

In 1 ist eine optische Anordnung dargestellt, bei der eine Pipette 1, deren Längsachse in einer Z-Richtung ausgerichtet ist, zwischen einem in einer Y-Richtung ausgerichteten Kamera 10 und einer Lichtquelle 20 angeordnet ist. Die Pipette 1 ist an einem Pipettenträger 2 eines Robotermanipulators (nicht dargestellt) befestigt, wobei der Pipettenträger 2 mittels eines Motors 3 in Z-Richtung verschiebbar ist, wodurch die Pipette 1 ebenfalls in Z-Richtung verschoben werden kann. Die Kamera 10, beispielsweise eine CCD-Kamera, weist ein Objektiv 11 und ein Bildfeld auf, das ausreicht um wenigstens einen Teil eines Abschnitts der Pipette 1, der nicht über die volle Breite der Pipette in einer X-Richtung reicht, als Bild aufzunehmen. Bevorzugt kann mit der Kamera 10 ein Abschnitt der Pipette 1 über die volle Breite der Pipette in einer X-Richtung als Bild aufgenommen werden. Die Lichtquelle 20 umfasst mehrere Teillichtquellen 20a bis 20e, die auf einem gemeinsamen Träger, wie in 1 dargestellt, befestigt sein können. Als Lichtquelle kommen beispielsweise eine herkömmliche Glühbirne, eine LED (Light Emitting Device), eine Gasentladungslampe, ein Laser oder andere Lichtquellen in Betracht, die zumindest teilweise das sichtbare Frequenzspektrum abdecken. Andere Frequenzbereiche des von der Lichtquelle 20 ausgestrahlten Lichtes sind möglich. Es kommen sowohl Punktlicht- oder Quasipunktlichtquellen, beispielsweise die Teillichtquellen 20a bis 20e, oder auch Flächenstrahler in als Lichtquelle 20 in Frage, wobei vorzugsweise eine vollständige Ausleuchtung über die Ausdehnung der Pipette 1 in Z-Richtung von der Spitze der Pipette 1 bis zum Pipettenträger 2 gegeben ist. Die Pipette 1 ist zumindest teilweise transparent für das von der Lichtquelle 20 erzeugte Licht, wobei das durch die Pipette transmittierte Licht auf dem Objektiv 11 der Kamera 10 auftrifft und von dieser detektiert wird. Über den Pipettenträger 2 können Leerpipetten, wie beispielsweise die Pipette 1, aus einem Leerpipetten-Speicher (nicht dargestellt) aufgenommen werden, in X-Richtung verfahren werden und Z-Richtung abgesenkt werden, um eine Probe in Form eines Fluids aus einem Well eines Probenträgers, beispielsweise einer Mikrotiterplatte, die in X-Y-Ebene unterhalb der Kamera 10 angeordnet ist (nicht dargestellt), aufzunehmen.In 1 an optical arrangement is shown in which a pipette 1 whose longitudinal axis is aligned in a Z direction between a camera oriented in a Y direction 10 and a light source 20 is arranged. The pipette 1 is on a pipet carrier 2 attached to a robot manipulator (not shown), the pipette carrier 2 by means of a motor 3 displaceable in the Z direction, causing the pipette 1 can also be moved in the Z direction. The camera 10 , For example, a CCD camera, has an objective 11 and an image field sufficient to at least a portion of a portion of the pipette 1 that does not extend across the full width of the pipette in an X direction as an image. Preferably, with the camera 10 a section of the pipette 1 be recorded over the full width of the pipette in an X direction as an image. The light source 20 includes several partial light sources 20a to 20e on a common carrier, as in 1 shown, can be attached. As a light source, for example, a conventional light bulb, an LED (Light Emitting Device), a gas discharge lamp, a laser or other light sources come into consideration that cover at least partially the visible frequency spectrum. Other frequency ranges of the light source 20 emitted light are possible. There are both point light or quasi-point light sources, such as the partial light sources 20a to 20e , or surface radiator in as a light source 20 in question, wherein preferably a complete illumination over the extension of the pipette 1 in the Z direction from the top of the pipette 1 to the pipette carrier 2 given is. The pipette 1 is at least partially transparent to that of the light source 20 generated light, wherein the light transmitted through the pipette on the lens 11 the camera 10 impinges and is detected by this. About the pipette carrier 2 can use empty pipettes, such as the pipette 1 , are taken from an empty pipette memory (not shown), moved in the X direction and lowered Z direction to a sample in the form of a fluid from a well of a sample carrier, such as a microtiter plate, in the XY plane below the camera 10 is arranged (not shown) to record.

In 2 ist die in 1 dargestellte optische Anordnung aus einer Pipette 1, einer Kamera 10 und einer Lichtquelle 20 schematisch dargestellt, wobei die Pipette 1, die eine Pipettenspitze 1a in Z-Richtung und die entgegen der Z-Richtung aufgrund ihrer konischen Form eine Öffnung 1b aufweist, mit einer Probe 4, einem ersten Fluid 6 und einem zweiten Fluid 8 befüllt ist. Die Probe 4 liegt als Fluid, insbesondere Flüssigkeit, beispielsweise in Form von Blut, Serum und/oder Zellflüssigkeit vor. Das erste Fluid 6 kann als Flüssigkeit, die mit der Probe 4 möglichst nicht mischbar sein sollte, oder als Gas, insbesondere Luft, vorliegen, wobei zwischen der Probe und dem ersten Fluid eine Grenzfläche ausgebildet ist, die außerhalb der Pipette 1 als im Wesentlichen horizontal verlaufende Grenzlinie zwischen der Probe und dem ersten Fluid optisch wahrnehmbar ist. Oberhalb des ersten Fluids ist in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung ein zweites Fluid 8 in der Pipette 1 angeordnet, wobei die Zusammensetzung des zweiten Fluids der Zusammensetzung der Probe 4 entsprechen oder sich von dieser unterscheiden kann. Das zweite Fluid kann beispielsweise als Verdünnungsfluid zur Verdünnung der Probe 4 oder als Vergleichsfluid zum Vergleich mit der Probe 4 vorliegen. Hierbei wird bei Ausbildung des ersten Fluids als Gas- bzw. Luftblase ein Vermischen der Probe mit dem zweiten Fluid durch die zwischen der Probe und dem zweiten Fluid angeordnete Gas- bzw. Luftblase als Trennpuffer vermieden. Auf diese Weise können in lediglich einer Pipette 1 mehrere Fluide, die zur Pipettierung vorgesehen sind, aufgenommen werden. Bei Einbringen mehrere Gas- bzw. Luftblasen in die Pipette 1 können mehr als zwei Fluide nicht mischbar in der Pipette 1 untergebracht werden. Die Pipette 1 ist zwischen der Lichtquelle 20 und der Kamera 10 in einer Durchlichtanordnung angeordnet, bei der das Licht die Pipette, die Probe und/oder das erste Fluid und/oder das zweite Fluid durchquert und von der Kamera 10 detektiert wird. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Lichtquelle 20 gegenüber der Pipette 1 auf der gleichen Seite wie die Kamera 10 angeordnet ist. In diesem Fall wird die Pipette in Y-Richtung von der Lichtquelle 20 bestrahlt und das von der Pipette 1, der Probe 4 und/oder dem ersten Fluid 6 und/oder dem zweiten Fluid 8 reflektierte Licht wird von der Kamera 10 detektiert.In 2 is the in 1 illustrated optical arrangement of a pipette 1 , a camera 10 and a light source 20 shown schematically, the pipette 1 holding a pipette tip 1a in the Z direction and the opposite to the Z direction due to their conical shape an opening 1b having, with a sample 4 , a first fluid 6 and a second fluid 8th is filled. The sample 4 is present as fluid, in particular liquid, for example in the form of blood, serum and / or cell fluid. The first fluid 6 can act as a liquid with the sample 4 should be as immiscible as possible, or as a gas, in particular air, be present, wherein between the sample and the first fluid is formed an interface, outside the pipette 1 as a substantially horizontal boundary line between the sample and the first fluid is visually perceptible. Above the first fluid is a second fluid in the opposite direction to the Z direction 8th in the pipette 1 arranged, wherein the composition of the second fluid of the composition of the sample 4 correspond or may differ from this. The second fluid can be used, for example, as dilution fluid for dilution of the sample 4 or as a comparison fluid for comparison with the sample 4 available. In this case, mixing of the sample with the second fluid by the gas or air bubble arranged between the sample and the second fluid as separation buffer is avoided when the first fluid is formed as the gas or air bubble. This way you can in just a pipette 1 several fluids, which are intended for pipetting, are recorded. When introducing several gas or air bubbles into the pipette 1 can be more than two fluids immiscible in the pipette 1 be housed. The pipette 1 is between the light source 20 and the camera 10 arranged in a transmitted light arrangement, wherein the light passes through the pipette, the sample and / or the first fluid and / or the second fluid and from the camera 10 is detected. Alternatively or additionally, it is also possible that the light source 20 opposite the pipette 1 on the same side as the camera 10 is arranged. In this case, the pipette is in Y-direction from the light source 20 irradiated and that from the pipette 1 , the sample 4 and / or the first fluid 6 and / or the second fluid 8th reflected light is from the camera 10 detected.

In 3 sind drei Stadien der Befüllung der Pipette 1 mit der Probe 4, einem an die Probe 4 angrenzenden ersten Fluid 6 und einem an das erste Fluid angrenzenden zweiten Fluid 8 dargestellt.In 3 There are three stages of filling the pipette 1 with the sample 4 , one to the sample 4 adjacent first fluid 6 and a second fluid adjacent to the first fluid 8th shown.

In 3a ist die Pipette 1 in Z-Richtung in ein Reservoir 80 mit einer Flüssigkeit des zweiten Fluids abgesenkt. Mittels einer (nicht dargestellten) Pumpvorrichtung, die an den Pipettenträger 2 angeschlossen oder von diesem umfasst ist, ist in die Pipette 1 das zweite Fluid 8 in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung aufgezogen. Oberhalb des zweiten Fluids 8 in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung grenzt das Fluid 8 an eine Luftblase 6 an, die daher rührt, dass vor der Befüllung der Pipette 1 mit dem zweiten Fluid 8 die Pipette 1 als mit Luft befüllte Leerpipette vorlag. Zu der Luftblase 6 ist eine Grenzfläche des zweiten Fluids ausgebildet, die außerhalb der Pipette als im Wesentlichen horizontal verlaufende Grenzlinie 8a zwischen dem zweiten Fluid und der Luftblase 6 optisch wahrnehmbar ist. Während des Aufziehens des zweiten Fluids 8 wird mit der Kamera 10 ein Bild von der Pipette 1 derart aufgenommen, dass eine im Bildfeld der Kamera 10 angeordnete Markierung 15 der Kamera auf dem aufgenommenen Bild zusammen mit der Grenzlinie 8a abgebildet ist. Während des Aufziehens des zweiten Fluids 8 wertet eine Auswerteeinrichtung kontinuierlich aus, ob in von der Kamera 10 aufgenommenen Bildern, die in Form eines Videos vorliegen können, die Markierung 15 auf Höhe der Grenzlinie 8a liegt. Bei Ausbildung der Grenzlinie 8a als konkaver Meniskus aufgrund einer Wölbung der äußeren Bereiche der Grenzlinie 8a in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung kann eine Unterseite 17 des konkaven Meniskus zur Bestimmung verwendet werden, ob die Markierung 15 (in Z-Richtung) auf Höhe der Grenzlinie 8a liegt. Sofern die Maße der Pipette 1 und Position der Pipettenspitze in Z-Richtung bestimmt sind, kann ein vorbestimmtes Volumen des zweiten Fluids 8 berechnet werden, das neben der Grenzfläche 8a von der Spitze 1a der Pipette 1 begrenzt ist. Sofern nun die Markierung 15, die in 3a als Kontrollstrich dargestellt ist, auf Höhe der Grenzlinie 8a liegt, ist bei Verwendung einer derart geeichten Pipette 1 das vorbestimmte berechnete Volumen des zweiten Fluids in der Pipette 1 aufgezogen. Alternativ zu einer Berechnung kann die Eichung der Pipette 1 auch empirisch durch Bestimmung von Volumina des zweiten Fluids abhängig vom Füllstand des zweiten Fluids 8, also der Höhe der Grenzlinie 8a in Z-Richtung, erfolgen.In 3a is the pipette 1 in the Z direction in a reservoir 80 lowered with a liquid of the second fluid. By means of a (not shown) pumping device to the pipette carrier 2 connected or enclosed by this is in the pipette 1 the second fluid 8th raised in the opposite direction to the Z direction. Above the second fluid 8th in the opposite direction to the Z direction, the fluid is adjacent 8th to a bubble 6 which, therefore, stirs before filling the pipette 1 with the second fluid 8th the pipette 1 as an air filled empty pipette. To the bubble 6 an interface of the second fluid is formed outside the pipette as a substantially horizontal boundary line 8a between the second fluid and the air bubble 6 is visually perceptible. During the mounting of the second fluid 8th is with the camera 10 a picture of the pipette 1 recorded in such a way that one in the field of view of the camera 10 arranged marking 15 the camera on the captured image together with the borderline 8a is shown. During the mounting of the second fluid 8th evaluates an evaluation continuously, whether in from the camera 10 taken pictures, which may be in the form of a video, the marking 15 at the level of the borderline 8a lies. In the formation of the borderline 8a as a concave meniscus due to a bulging of the outer areas of the boundary line 8a in the opposite direction to the Z direction may have a bottom 17 of the concave meniscus can be used to determine if the marker 15 (in the Z direction) at the level of the boundary line 8a lies. Unless the dimensions of the pipette 1 and position of the pipette tip in the Z direction are determined, a predetermined volume of the second fluid 8th be calculated next to the interface 8a from the top 1a the pipette 1 is limited. If now the mark 15 , in the 3a is shown as a control line, at the level of the borderline 8a is when using such a calibrated pipette 1 the predetermined calculated volume of the second fluid in the pipette 1 reared. Alternatively to a calculation, the calibration of the pipette 1 also empirically by determining volumes of the second fluid depending on the level of the second fluid 8th , ie the height of the borderline 8a in the Z direction.

In 3b ist die Pipette 1 in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung aus dem Reservoir 80 herausgefahren, wobei durch Bewegen des zweiten Fluids 8 in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung eine Luftblase 6 unterhalb des zweiten Fluids 8 in Z-Richtung gebildet wird. Da vorgesehen ist, dass unterhalb des zweiten Fluids 8 eine Probe 4 in Z-Richtung in der Pipette 1 angeordnet werden soll, die über die Luftblase 6 von dem zweiten Fluid getrennt sein soll, ist ein Mindestvolumen für die Luftblase 6 vorgesehen, das sicherstellt, dass die Probe 4 und das zweite Fluid 8 sich nicht mischen. Daher wird ein weiteres Bild mit der Kamera 10 aufgenommen zur Auswertung, ob die Markierung 15 in Z-Richtung auf Höhe der Grenzlinie 8b liegt, die zwischen dem zweiten Fluid 8 und der Luftblase 6 unterhalb des zweiten Fluids 8 in Z-Richtung gebildet ist. Da die Grenzlinie 8b als konvexer Meniskus ausgebildet ist, wird zur Auswertung, ob die Markierung 15 auf Höhe der Grenzlinie 8b liegt, die Oberseite 18 – anstelle der Unterseite 17 in 3a – verwendet. Neben der Kontrolle des Volumens des zweiten Fluids 8 dient die Auswertung der Grenzline 8b zwischen dem zweiten Fluid und der Luftblase 6 also zusätzlich der Kontrolle des Volumens der Luftblase 6. Bei Erreichen des gewünschten Volumens für die Luftblase 6 kann die Pipette 1 in Z-Richtung in ein Reservoir 40 mit Probenflüssigkeit herabgesenkt werden. Diese Position der Pipette 1 ist in 3c dargestellt. Durch Anheben des zweiten Fluids 8 in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung mittels der Pumpvorrichtung, auch Antrieb genannt, wird Probenflüssigkeit in die Pipette 1 aufgezogen derart, dass zwischen der durch die aufgezogene Probenflüssigkeit gebildeten Probe 4 und der Luftblase 6 eine Grenzfläche ausgebildet wird, die außerhalb der Pipette als Grenzlinie 4a optisch wahrnehmbar ist. Sobald diese Grenzlinie 4a auf Höhe der Markierung 15 liegt, was von einer Auswerteeinrichtung mittels eines Vergleichs eines aufgenommenen Bildes mit einem Referenzbild festgestellt werden kann, werden die Probe 4 und das zweite Fluid 8 von der Pumpvorrichtung nicht mehr relativ zu der Pipette 1 bewegt und die Pipette 1 aus dem Reservoir 40 in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung herausgefahren. Auf diese Weise liegen in der Pipette 1 für das Volumen der Probe 4, das Volumen der Luftblase 6 und das Volumen des zweiten Fluids 8 vorbestimmte Werte vor.In 3b is the pipette 1 in the direction opposite to the Z direction from the reservoir 80 moved out, wherein by moving the second fluid 8th in an opposite direction to the Z direction, an air bubble 6 below the second fluid 8th is formed in the Z direction. Since it is provided that below the second fluid 8th a sample 4 in Z direction in the pipette 1 should be placed over the bubble 6 is to be separated from the second fluid is a minimum volume for the air bubble 6 provided that ensures the sample 4 and the second fluid 8th do not mix. Therefore, take another picture with the camera 10 added to the evaluation, whether the mark 15 in the Z direction at the level of the boundary line 8b lies between the second fluid 8th and the bubble 6 below the second fluid 8th is formed in the Z direction. Because the borderline 8b is designed as a convex meniscus is used to evaluate whether the mark 15 at the level of the borderline 8b lies, the top 18 - instead of the bottom 17 in 3a - used. In addition to the control of the volume of the second fluid 8th serves the evaluation of the borderline 8b between the second fluid and the air bubble 6 So in addition to the control of the volume of the bubble 6 , Upon reaching the desired volume for the bubble 6 can the pipette 1 in the Z direction in a reservoir 40 be lowered with sample liquid. This position of the pipette 1 is in 3c shown. By lifting the second fluid 8th in direction opposite to the Z direction by means of the pumping device, also called drive, sample liquid is in the pipette 1 raised so that between the by the drawn sample liquid formed sample 4 and the bubble 6 an interface is formed outside the pipette as a boundary line 4a is visually perceptible. Once this borderline 4a at the height of the mark 15 What can be determined by an evaluation device by means of a comparison of a recorded image with a reference image, the sample 4 and the second fluid 8th from the pumping device no longer relative to the pipette 1 moves and the pipette 1 from the reservoir 40 moved out in the opposite direction to the Z direction. This way you lie in the pipette 1 for the volume of the sample 4 , the volume of the bubble 6 and the volume of the second fluid 8th predetermined values.

In 4 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 120 zur Kontrolle des Volumens der Probe 4 dargestellt, wobei eine Lichtquelle 20e, die als im Wesentlichen punktförmige Lichtquelle ausgebildet sein kann, einen Lichtstrahl 21 in Richtung der Pipette 1 aussendet, der einen Meniskus 4b der Probe 4 durchquert, der an einem Rand 5 der Grenzfläche zu einer Innenwand 1c der Pipette 1 ausgebildet ist. Der Meniskus 4b ist als konkaver Meniskus durch Wölbung der Grenzfläche der Probe 4 zum ersten Fluid 6 ausgebildet. Der Meniskus 4b wirkt als Prisma oder als prismaartiges optisches Element derart, dass der in den Meniskus 4b eintretende Lichtstrahl 21 beim Austritt aus dem Meniskus 4b in Lichtstrahlen 22, 23 abgelenkt bzw. gebrochen wird, die abhängig von ihrer Frequenz in einem unterschiedlichen Winkel zu der Einfallsrichtung des Lichtstrahls 21 auf das Objektiv 11 der Kamera 10 auftreffen. So weist beispielsweise der Lichtstrahl 22 zu einer Linie der Unterseite 17 des Meniskus 4b, die der optischen Achse des Objektivs 11 entspricht, einen größeren Winkel auf, als der Lichtstrahl 23. Durch eine ortsaufgelöste Auswertung der Helligkeitsverteilung in einem von der Kamera 10 aufgenommenen Bild 12 kann das Spektrum 13 der den Meniskus 4b bildenden Probe 4 bestimmt werden. Da nun der Brechungsindex der Probe 4 von der Frequenz des auf den Meniskus 4b der Probe 4 eintreffenden Lichtes der Lichtquelle 20e abhängt, wird durch den als prismaartiges optisches Element wirkenden Meniskus 4b ein Spektrum erzeugt, das charakteristisch für die insbesondere chemische Zusammensetzung der Probe 4 ist. Mittels eines Vergleichs des aufgenommenen Spektrums 13 mit einem Referenzspektrum kann die Auswertevorrichtung 101 feststellen, ob die Zusammensetzung der Probe 4 gemäß dem aufgenommenen Spektrum 13 einer Zusammensetzung gemäß dem Referenzspektrum entspricht. Es kann nun durch die Bestimmung des Spektrums der Probe 4 bestimmt werden, ob in der Probe 4 hämolytische und/oder lipämische Faktoren vorhanden sind. Diese Faktoren entstehen bei einer nicht sauberen Aufarbeitung beispielsweise eines Serums und sind der Funktion der Probe bzw. der Analyse der Probe abträglich und daher unerwünscht. Daher kann mittels des Spektrums der Probe 4 festgestellt werden ob die Probe 4 verwertbar ist. Das Ergebnis über die Verwertbarkeit der Probe 4 kann unmittelbar nach der Bestimmung des Spektrums und/oder nach Vorliegen des die Probe 4 betreffenden Analyseergebnisses ausgegeben bzw. ausgedruckt werden. Hierzu ist die Auswertungseinrichtung 101, die in Soft- und/oder Hardware auf einem Computer oder PC ausgeführt sein kann, mit einem Monitor 110 verbunden, auf dem das aufgenommene Bild 12 der Kamera 10 darstellbar ist. Die Auswerteeinrichtung 101 kann über eine Tastatur 112 und/oder eine Maus 114 bedient werden. Mittels einer geeigneten, auf dem Computer, der als Auswerteeinrichtung 101 dient, lauffähigen Software bzw. einem Computerprogramm 116, das beispielsweise auf einer CD, einer DVD oder einem Speicherstick 118 als Datenträger gespeichert sein kann, werden die mittels der Markierung 15 bestimmten Volumina der in der Pipette 1 befindlichen Probe 4 und/oder der ersten und zweiten Fluide 6, 8 und/oder die Zusammensetzungen der Probe 4, des ersten Fluids 6 und des zweiten Fluids 8 mittels Auswertung der von der Kamer 10 aufgenommenen Bilder bestimmt.In 4 is the device according to the invention 120 to control the volume of the sample 4 shown, wherein a light source 20e , which may be formed as a substantially punctiform light source, a light beam 21 in the direction of the pipette 1 sends out a meniscus 4b the sample 4 crosses, on one edge 5 the interface to an inner wall 1c the pipette 1 is trained. The meniscus 4b is considered a concave meniscus due to curvature of the interface of the sample 4 to the first fluid 6 educated. The meniscus 4b acts as a prism or as a prism-like optical element such that in the meniscus 4b incoming light beam 21 on exiting the meniscus 4b in beams of light 22 . 23 deflected or refracted depending on their frequency at a different angle to the direction of incidence of the light beam 21 on the lens 11 the camera 10 incident. For example, the light beam points 22 to a line of the bottom 17 of the meniscus 4b , which is the optical axis of the lens 11 corresponds to a larger angle than the light beam 23 , Through a spatially resolved evaluation of the brightness distribution in one of the camera 10 taken picture 12 can the spectrum 13 the meniscus 4b forming sample 4 be determined. Now the refractive index of the sample 4 from the frequency of the meniscus 4b the sample 4 incoming light of the light source 20e is dependent on the acting as a prism-like optical element meniscus 4b generates a spectrum that is characteristic of the particular chemical composition of the sample 4 is. By means of a comparison of the recorded spectrum 13 with a reference spectrum, the evaluation device 101 determine if the composition of the sample 4 according to the recorded spectrum 13 corresponds to a composition according to the reference spectrum. It can now be determined by determining the spectrum of the sample 4 be determined, whether in the sample 4 hemolytic and / or lipemic factors are present. These factors are the result of a non-clean processing, for example, of a serum and are detrimental to the function of the sample or the analysis of the sample and therefore undesirable. Therefore, by means of the spectrum of the sample 4 be determined whether the sample 4 is usable. The result about the usability of the sample 4 may be immediately after the determination of the spectrum and / or after the presence of the sample 4 output or printed out. For this purpose, the evaluation device 101 , which may be executed in software and / or hardware on a computer or PC, with a monitor 110 connected, on which the recorded picture 12 the camera 10 is representable. The evaluation device 101 can via a keyboard 112 and / or a mouse 114 to be served. By means of a suitable, on the computer, as an evaluation device 101 serves, executable software or a computer program 116 For example, on a CD, a DVD or a memory stick 118 can be stored as a disk, the means of marking 15 certain volumes of in the pipette 1 located sample 4 and / or the first and second fluids 6 . 8th and / or the compositions of the sample 4 , the first fluid 6 and the second fluid 8th by means of evaluation of the camera 10 recorded pictures.

In 5 ist die in 2 gezeigte Anordnung aus einer Pipette 1 und Kamera 10 in vergrößerter Darstellung gezeigt. Die Pipette 1 weist eine in Z-Richtung orientierte Längsachse 1d und eine konische Form auf, wobei eine optische Achse 11a des Objektivs 11 bzw. der Kamera 10 in Y-Richtung, also senkrecht zur Längsachse 1d der Pipette ausgerichtet ist. Die Grenzlinie 8b zwischen zweitem Fluid 8 und erstem Fluid 6 in Form einer Gasblase weist einen dem Objektiv 11 bzw. der Kamera 10 zugewandten Punkt 8c in einem Abstand 8d zum Objektiv 11 auf. Die Grenzlinie 4a zwischen der Probe 4 und dem erste Fluid 6 weist einen dem Objektiv 11 bzw. der Kamera 10 zugewandten Punkt 4c in einem Abstand 4d zum Objektiv 11 auf. Der Abstand 4c ist in Y-Richtung um den Wert dy größer als der Abstand 8d aufgrund der konischen Form der Pipette 1. Der Wert dy ist umso größer, je weiter die Grenzlinie 8b zwischen zweitem Fluid 8 und erstem Fluid 6 und die Grenzlinie 4a zwischen der Probe 4 und erstem Fluid 6 in Z-Richtung voneinander beabstandet sind und je größer der Konuswinkel der Pipette 1 ist.In 5 is the in 2 shown arrangement of a pipette 1 and camera 10 shown in an enlarged view. The pipette 1 has a longitudinal axis oriented in the Z direction 1d and a conical shape, wherein an optical axis 11a of the lens 11 or the camera 10 in the Y direction, ie perpendicular to the longitudinal axis 1d the pipette is aligned. The borderline 8b between second fluid 8th and first fluid 6 in the form of a gas bubble has a lens 11 or the camera 10 facing point 8c at a distance 8d to the lens 11 on. The borderline 4a between the sample 4 and the first fluid 6 points one to the lens 11 or the camera 10 facing point 4c at a distance 4d to the lens 11 on. The distance 4c is greater than the distance in the Y direction by the value dy 8d due to the conical shape of the pipette 1 , The value dy is greater, the farther the boundary line 8b between second fluid 8th and first fluid 6 and the borderline 4a between the sample 4 and first fluid 6 spaced in the Z direction and the larger the cone angle of the pipette 1 is.

Falls die Tiefenschärfe der zur Aufnahme des Bildes 12 verwendeten Kamera 10 kleiner als der Wert dy ist und nicht ausreicht um sowohl die Grenzlinie 4a zwischen der Probe 4 und dem ersten Fluid 6 als auch die weitere Grenzlinie 8b zwischen dem ersten Fluid 6 und dem zweitem Fluid 8 in zur Auswertung ausreichender optischer Qualität auf dem aufgenommenen Bild abzubilden, kann das Bild 12 – wie in 6a dargestellt – aus zwei Teilbildern 32, 35 zusammengesetzt werden. Das erste Teilbild 32 bildet den Abschnitt der Pipette 1 von dessen Spitze 1a bis zu der Grenzlinie 4a zwischen Probe 4 und erstem Fluid 6 ab. Das zweite Teilbild 35 bildet den Abschnitt der Pipette 1 mit der weiteren Grenzlinie 8b zwischen erstem Fluid 6 und zweitem Fluid 8 ab. Zwischen beiden Grenzlinie 4a, 8b, also in der Gasblase des ersten Fluids 6, können Außenkanten 32a, 35a beider Teilbilder 32, 35 aneinandergrenzen, so dass ein vollständiges Bild von dem Abschnitt der Pipette 1 mit der Probe 4, dem ersten Fluid 6 und dem zweiten Fluid 8 entsteht, in dem Außenkanten 1e, 1f der Pipette 1 beim Übergang zwischen beiden Teilbildern 32, 35 fluchten. Durch dieses Ausrichten beider Teilbilder 32, 35 zueinander kann die im zweiten Teilbild 35 abgebildete weitere Grenzlinie 8b auf die im ersten Teilbild 32 abgebildete Spitze 1a der Pipette 1 bezogen werden. Diese Ausrichtung wird erleichtert, wenn im Bereich der Gasblase des ersten Fluids 6 die Außenkanten 32a, 35a beider Teilbilder 32, 35 überlappen, da die Teilbilder 32, 35 so zur Deckung gebracht werden können, dass im Bereich der Überdeckung, also zwischen der Außenkante 32a des ersten Teilbildes 32 und der Außenkante 35a des zweiten Teilbildes 35 die Außenkanten 1e, 1f der Pipette 1 übereinanderliegen wie in 6a dargestellt. Bei überlappenden Teilbildern 32, 35 wird also die Bildinformation selbst anstelle der Außenkanten 32a, 35a der Teilbilder 32, 35 zur Ausrichtung der Teilbilder 32, 35 zueinander verwendet. Da das erste Teilbild 32 in einer X-Z-Ebene mit dem Punkt 4c der Grenzlinie 4a zwischen Probe 4 und erstem Fluid 6 liegt und das zweite Teilbild 35 in einer X-Z-Ebene mit dem Punkt 8c der Grenzlinie 8b zwischen erstem Fluid 6 und zweitem Fluid 8 liegt, sind beide Teilbilder 32, 35 in zur Auswertung geeigneter Qualität unabhängig oder quasi unabhängig von der Tiefenschärfe der Kamera 10 aufnehmbar.If the depth of field to take the picture 12 used camera 10 smaller than the value dy is and is not enough around both the boundary line 4a between the sample 4 and the first fluid 6 as well as the further borderline 8b between the first fluid 6 and the second fluid 8th in image for imaging sufficient optical quality on the captured image, the image 12 - as in 6a shown - from two partial images 32 . 35 be assembled. The first part picture 32 forms the section of the pipette 1 from the top 1a up to the borderline 4a between sample 4 and first fluid 6 from. The second part picture 35 forms the section of the pipette 1 with the further borderline 8b between the first fluid 6 and second fluid 8th from. Between both borderline 4a . 8b , ie in the gas bubble of the first fluid 6 , can outer edges 32a . 35a both partial images 32 . 35 abut each other, leaving a complete picture of the section of the pipette 1 with the sample 4 , the first fluid 6 and the second fluid 8th arises in the outer edges 1e . 1f the pipette 1 at the transition between both fields 32 . 35 aligned. By aligning both partial images 32 . 35 to each other in the second part of the picture 35 pictured further borderline 8b on the first part of the picture 32 pictured top 1a the pipette 1 be obtained. This alignment is facilitated if in the area of the gas bubble of the first fluid 6 the outer edges 32a . 35a both partial images 32 . 35 overlap, since the drawing files 32 . 35 can be brought to coincide, that in the region of the overlap, ie between the outer edge 32a of the first part of the picture 32 and the outer edge 35a of the second part of the picture 35 the outer edges 1e . 1f the pipette 1 over each other as in 6a shown. With overlapping partial images 32 . 35 So the image information itself is used instead of the outer edges 32a . 35a of the drawing files 32 . 35 for aligning the partial images 32 . 35 used to each other. Because the first part 32 in an XZ plane with the point 4c the borderline 4a between sample 4 and first fluid 6 lies and the second part of the picture 35 in an XZ plane with the point 8c the borderline 8b between the first fluid 6 and second fluid 8th is, both are partial images 32 . 35 in the evaluation of suitable quality independently or virtually independent of the depth of field of the camera 10 received.

Ein zur Auswertung geeignetes aufgenommenes Bild 12 bei geringer Tiefenschärfe der Kamera 10 kann alternativ oder zusätzlich zu zusammengesetzten Teilbildern 32, 35 erhalten werden, wenn die Pipette 1 zu dem Objektiv 11 der Kamera 10 so auszurichtet wird, dass die dem Objektiv 11 zugewandten Punkte 4c, 8c der Grenzlinien 4a, 8b zwischen Probe 4, ersten 6 und zweitem Fluid 8 gleiche oder ähnliche Abstände 4e, 8e zum Objektiv 10 aufweisen wie dies in 6b dargestellt ist. In diesem Fall steht nicht die Längsachse 1d der Pipette 1, sondern die dem Objektiv 11 zugewandte Außenkante 1f der Pipette 1 im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse 11a des Objektivs 11 bzw. der Kamera 10, wobei die dem Objektiv 11 zugewandten Punkte 4c, 8c der Grenzlinien 4a, 8b zwischen Probe 4, erstem 6 und zweitem Fluid 8 gleiche oder ähnliche Abstände zu einem Schnittpunkt der optischen Achse 11a mit der dem Objektiv zugewandte Außenkante 1f der Pipette 1 aufweisen. Eine Drehung einer Senkrechten Y1 auf die Längsachse 1d der Pipette 1 zur optischen Achse 11a um den halben Konuswinkel α kann erfolgen, indem die Pipette 1 gegenüber dem Objektiv 11 oder wie in 6b dargestellt das Objektiv 11 gegenüber der Pipette 1 gedreht wird, beispielsweise über einen computergesteuerten Elektromotor. Die in 6b dargestellt Drehung des Objektivs 11 um den halben Konuswinkel α hat den Vorteil, dass sich die Grenzlinien 4a, 8b in der Pipette 1 nicht verschieben aufgrund einer Drehung der Pipette 1, wodurch die Grenzlinien auf dem aufgenommenen Bild 12 möglicherweise in höherer Qualität, beispielsweise bei Proben 4 und/oder Fluiden 6, 8 hoher Viskosität, abgebildet sind als bei einer gedrehten Pipette 1.An image suitable for evaluation 12 with shallow depth of field of the camera 10 may alternatively or in addition to composite partial images 32 . 35 to be obtained when the pipette 1 to the lens 11 the camera 10 is aligned so that the lens 11 facing points 4c . 8c the borderlines 4a . 8b between sample 4 , first 6 and second fluid 8th same or similar distances 4e . 8e to the lens 10 have like this in 6b is shown. In this case, not the longitudinal axis 1d the pipette 1 but the lens 11 facing outer edge 1f the pipette 1 essentially perpendicular to the optical axis 11a of the lens 11 or the camera 10 taking the the lens 11 facing points 4c . 8c the borderlines 4a . 8b between sample 4 , first 6 and second fluid 8th the same or similar distances to an intersection of the optical axis 11a with the outer edge facing the lens 1f the pipette 1 exhibit. A rotation of a vertical Y1 on the longitudinal axis 1d the pipette 1 to the optical axis 11a By half the cone angle α can be done by the pipette 1 opposite the lens 11 or as in 6b represented the lens 11 opposite the pipette 1 is rotated, for example via a computer-controlled electric motor. In the 6b shown rotation of the lens 11 By half the cone angle α has the advantage that the boundary lines 4a . 8b in the pipette 1 do not move due to a rotation of the pipette 1 , causing the borderlines on the captured image 12 possibly in higher quality, for example in samples 4 and / or fluids 6 . 8th high viscosity, are shown as a rotated pipette 1 ,

In 7 sind drei Stadien der Pipette 1 dargestellt, die durchlaufen werden um mit einer Pipette die Probe 4 abzugeben, der Probe 4 ein zweites Fluid 8 hinzuzugeben und die Probe 4 mit dem zweiten Fluid 8 zu mischen.In 7 are three stages of the pipette 1 which are traversed around with a pipette the sample 4 to give up the sample 4 a second fluid 8th Add and the sample 4 with the second fluid 8th to mix.

In 7a liegt die Probe 4 als Probenflüssigkeit, das erste Fluid 6 als Gas- bzw. Luftblase und das zweite Fluid 8 als Flüssigkeit vor. Hierbei ist die Gas- bzw. Luftblase zwischen der Probenflüssigkeit der Probe 4 und der Flüssigkeit des zweiten Fluids 8 angeordnet. In ein (nicht dargestelltes) Reservoir wird nun nacheinander die Probenflüssigkeit der Probe 4 und die Flüssigkeit des zweiten Fluids 8 hineingegeben, wobei sich zwischen dem Reservoir 40 der Probenflüssigkeit und dem Reservoir 80 der Flüssigkeit eine Grenzschicht 84 ausbildet. Die nicht vorhandene oder nicht vollständige Mischung der Probenflüssigkeit der Probe 4 und der Flüssigkeit des zweiten Fluids 80 kann unterschiedliche Gründe, beispielsweise unterschiedliche oder zu hohe Viskositäten der Probe 4 und/oder des zweiten Fluids 8 haben. Nach Auswerfen der Probe 4 und des zweiten Fluids 8 ist in der Pipette 1 lediglich Luft oder ein anderes Gas gemäß der Prozessumgebung – wie in 7b dargestellt – vorhanden. Zur Mischung der Probe 4 mit dem zweiten Fluid ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, das Reservoir 40 der Probenflüssigkeit der Probe 4 und das Reservoir 80 der Flüssigkeit des zweiten Fluids 8 in die Pipette 1 aufzusaugen. Hierzu wird die Pipette in Z-Richtung beispielsweise in einen Well einer Mikrotiterplatte mit dem Reservoir 40 der Probenflüssigkeit und dem Reservoir 80 der Flüssigkeit bewegt, und anschließend werden beide Reservoire 40, 80 aus dem Well (nicht dargestellt) in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung abgesaugt. Wie in 7c dargestellt sind nun sowohl die Probe 4, als auch das zweite Fluid 8 als Mischflüssigkeit 9 in der Pipette 1 aufgezogen. Die Mischung findet also nicht bzw. nicht ausschließlich beim Auswerfen der Probe 4 und der zweiten Flüssigkeit 8 statt, sondern vollzieht sich erst durch das Aufziehen der Probe 4 und des zweiten Fluids 8 in die Pipette 1. Zur Abgabe der Mischflüssigkeit 9 wird diese nach dem Aufziehen in die Pipette 1 in den gleichen Well, in dem zuvor die Probe 4 und das zweite Fluid 8 abgegeben wurden, oder in einen anderen Well abgegeben. Falls der zu erzielende Mischgrad nicht erreicht ist, kann nach dem Auswerfen der Mischflüssigkeit 9 in den Well die Mischflüssigkeit 9 ein zweites Mal in die Pipette 1 aufgenommen werden. Die Abgabe und Aufnahme der Mischflüssigkeit 9 kann mehrfach und prinzipiell beliebig oft wiederholt werden, bis der gewünschte Mischungsgrad erreicht ist.In 7a is the sample 4 as sample liquid, the first fluid 6 as a gas or air bubble and the second fluid 8th as a liquid. Here, the gas or air bubble between the sample liquid of the sample 4 and the fluid of the second fluid 8th arranged. In a (not shown) reservoir is now successively the sample liquid of the sample 4 and the fluid of the second fluid 8th put in, being between the reservoir 40 the sample fluid and the reservoir 80 the liquid is a boundary layer 84 formed. The non-existent or incomplete mixture of the sample liquid 4 and the fluid of the second fluid 80 can have different reasons, for example, different or too high viscosities of the sample 4 and / or the second fluid 8th to have. After ejecting the sample 4 and the second fluid 8th is in the pipette 1 only air or other gas according to the process environment - as in 7b shown - present. To mix the sample 4 With the second fluid is now provided according to the invention, the reservoir 40 the sample liquid of the sample 4 and the reservoir 80 the liquid of the second fluid 8th in the pipette 1 absorb. For this purpose, the pipette in the Z direction, for example, in a well of a microtiter plate with the reservoir 40 the sample fluid and the reservoir 80 the liquid moves, and then both reservoirs 40 . 80 aspirated from the well (not shown) in the opposite direction to the Z direction. As in 7c now shown are both the sample 4 , as well as the second fluid 8th as mixed liquid 9 in the pipette 1 reared. The mixture does not or not exclusively when ejecting the sample 4 and the second liquid 8th takes place, but takes place only by drawing up the sample 4 and the second fluid 8th in the pipette 1 , For dispensing the mixed liquid 9 this is after putting in the pipette 1 in the same well, in which previously the sample 4 and the second fluid 8th delivered or transferred to another well. If the desired mixing ratio is not reached, after ejecting the mixed liquid 9 in the well the mixed liquid 9 a second time in the pipette 1 be recorded. The delivery and absorption of the mixed liquid 9 can be repeated several times and in principle as often as desired until the desired degree of mixing is achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008022835 B3 [0002, 0011, 0015]
DE 102011 [0013, 0019, 0019]

Claims

Contraption ( 120 ) for controlling a volume of a sample ( 4 ), comprising - a pipette ( 1 ), in between the sample ( 4 ) and one to the sample ( 4 ) adjacent first fluid ( 6 ) an interface is formed outside the pipette ( 1 ) as a substantially horizontally extending boundary line ( 4a ) between the sample ( 4 ) and the first fluid ( 6 ) is visually perceptible, - a camera ( 10 ) with a mark ( 15 ), which in such a field of view of the camera ( 10 ) is arranged on a captured image ( 12 ) the borderline ( 4a ) and the mark ( 15 ), and - an evaluation device ( 101 ), with which it is possible to evaluate whether in the recorded image the marking ( 15 ) at the level of the borderline ( 4a ) lies.

Contraption ( 120 ) according to claim 1, wherein the pipette ( 1 ) is calibrated in such a way that when the marker ( 15 ) at the level of the borderline ( 4a ) a predetermined volume of the sample ( 4 ), which is adjacent to the interface of a tip ( 1a ) of the pipette ( 1 ) is limited.

Contraption ( 120 ) according to claim 1 or 2, wherein the pipette ( 1 ) between a light source ( 20 . 20a - 20e ) and the camera ( 10 ) is arranged that a spectrum ( 13 ) of light rays ( 22 - 24 ) of the light source ( 20 . 20a - 20e ) from the camera ( 10 ), which has a meniscus ( 4b ) of the sample ( 4 ), which at one edge ( 5 ) of the interface to an inner wall ( 1c ) of the pipette ( 1 ) and acts as a prism-like optical element, and the evaluation device ( 101 ) is set up by means of a comparison of the recorded spectrum ( 13 ) to evaluate with a reference spectrum whether a composition of the sample ( 4 ) according to the recorded spectrum ( 13 ) corresponds to a composition according to the reference spectrum.

Contraption ( 120 ) according to one of the preceding claims, in which the first fluid ( 6 ) is formed as a gas bubble, in particular air bubble, and in the pipette ( 1 ) the gas bubble between the sample ( 4 ) and a second fluid adjacent to the gas bubble ( 8th ), wherein between the first fluid ( 6 ) and the second fluid ( 8th ) a further interface is formed outside the pipette ( 1 ) as a substantially horizontally extending further boundary line ( 8b ) between the first ( 6 ) and the second fluid ( 8th ) is visually perceptible.

Contraption ( 120 ) according to claim 4, in which - either the image taken ( 12 ) from at least two partial images ( 32 . 35 ), wherein on the first partial image 32 the boundary line ( 4a ) and on the second drawing ( 35 ) the further borderline ( 8b ) - or the pipette ( 1 ) is conical and the camera ( 10 ) by half a cone angle (α) with respect to a vertical (Y1) on a longitudinal axis ( 1d ) of the pipette ( 1 ) is turned.

Analyzer for examining biological or chemical samples ( 4 ) by means of a reagent supplied via a pipette with a device ( 120 ) according to one of claims 1 to 5.

Method for controlling a volume of a sample ( 4 ), comprising the steps of: - providing a pipette ( 1 ), in between the sample ( 1 ) and one to the sample ( 1 ) adjacent first fluid ( 6 ) an interface is formed outside the pipette ( 1 ) as a substantially horizontal boundary line ( 4a ), between the sample ( 4 ) and the first fluid ( 6 ) is visually perceptible, - placing a mark ( 15 ) of a camera ( 10 ) in an image field of the camera ( 10 ) such that on a captured image ( 12 ) the borderline ( 4a ) and the mark ( 15 ), and - evaluating whether in the captured image ( 12 ) the mark ( 15 ) at the level of the borderline ( 4a ) lies.

Method according to Claim 7, in which the evaluation takes place while the sample ( 4 ) over a tip ( 1a ) of the pipette ( 1 ) is reared.

Method according to claim 7 or 8, wherein - in the pipette ( 1 ) the first fluid ( 6 ) in the form of a gas bubble, in particular an air bubble, between the sample ( 4 ) and a second fluid adjacent to the gas bubble ( 8th ) and mixing the sample ( 1 ) in the form of sample liquid with the second fluid ( 8th ) in that - the sample ( 4 ) from the pipette ( 1 ), - the gas bubble together with the second fluid ( 8th ), and - the sample ( 4 ) and the second fluid ( 8th ) for mixing in the pipette ( 1 ) are reared.

Using a camera ( 10 ) with a mark ( 15 ) in the image field of the camera ( 10 ) for carrying out a method according to one of claims 7 to 9.