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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle des Volumens mindestens einer Probe, wobei in einer ersten Pipette zwischen einer ersten Probe und einem an die erste Probe angrenzenden ersten Fluid eine erste Grenzfläche ausgebildet wird und in einer zweiten Pipette zwischen einer zweiten Probe und einem an die zweite Probe angrenzenden zweiten Fluid eine zweite Grenzfläche ausgebildet wird. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Kamera mit einer Markierung im Bildfeld der Kamera zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
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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 einen einzelnen Well zum Stehen kommen, wobei eine der Hohlnadeln eine Reagenzflüssigkeit in den Well einfüllt. Nach einer Reaktionszeit bzw. Inkubationszeit wird die Lösung aus einer 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 befüllt. Das Analysegerät enthält selbst keine Elemente zur Auswertung der Näpfchen bzw. Wells, wobei diese in einem späteren Schritt von einem Fachmann ausgewertet werden. Die Proben sind zur späteren Analyse mit Barcodes gekennzeichnet, wobei das Analysegerät in seinem hinteren Teil eine Vorrichtung zum Lesen der Barcodes aufweist. Die Proben erfahren bei Reaktion mit der Reagenzflüssigkeit einen Farbumschlag und/oder eine Fluoreszenz, der/die mittels eines Photometers zur Farbmessung analysiert und/oder ausgewertet werden kann.
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Aufgrund der Vielzahl herzustellender Lösungen aus einer Probe und einer Reagenzflüssigkeit, die im Rahmen ganzer Testserien herzustellen sind, ist es erforderlich, diese Lösungen mit hoher Prozessgeschwindigkeit unter stabilen Prozessbedingungen und unter Verwendung möglichst geringer Mengen für die Probe und die Reagenzflüssigkeit herzustellen. Außerdem sollte die Beschickung der Wells in möglichst einfacher Weise aus Kostengründen 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.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt daher in der Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik, wobei die Herstellung von Lösungen aus jeweils 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.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1, einer Verwendung einer Kamera nach Anspruch 7 und einer Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kontrolle des Volumens mindestens einer Probe umfasst das Bereitstellen einer ersten Pipette, in der zwischen einer ersten Probe und einem an die erste Probe angrenzenden ersten Fluid eine erste Grenzfläche ausgebildet wird, die außerhalb der Pipette als im Wesentlichen horizontal verlaufende erste Grenzlinie zwischen der ersten Probe und dem ersten Fluid optisch wahrnehmbar ist. Weiter umfasst das Verfahren ein Bereitstellen einer zweiten Pipette, in der zwischen einer zweiten Probe und einem an die zweite Probe angrenzenden zweiten Fluid eine zweite Grenzfläche ausgebildet wird, die außerhalb der zweiten Pipette als im Wesentlichen horizontal verlaufende zweite Grenzlinie zwischen der zweiten Probe und dem zweiten Fluid optisch wahrnehmbar ist. Das Verfahren umfasst weiter ein Anordnen einer Markierung einer Kamera in einem Bildfeld der Kamera derart, dass die Markierung, ein erster Abschnitt der ersten Pipette und ein zweiter Abschnitt der zweiten Pipette auf einem aufgenommenen Bild abbildbar sind, und ein Auswerten, ob in dem aufgenommenen Bild die Markierung auf Höhe zumindest einer der ersten Grenzlinie in dem ersten Abschnitt und der zweiten Grenzlinie in dem zweiten Abschnitt liegt. Durch den Einsatz einer Kamera mit einer Markierung, die im Bildfeld der Kamera angeordnet ist, kann die Lage zumindest einer der ersten Grenzlinie in dem ersten Abschnitt und der zweiten Grenzlinie in dem zweiten Abschnitt und damit die Position der ersten Probe innerhalb der ersten Pipette und/oder der zweiten Probe innerhalb der zweiten Pipette genau bestimmt werden. Da auf einem mit der Kamera aufgenommenen Bild neben der Markierung ein Abschnitt der ersten Pipette und der zweiten Pipette abgebildet sind, besteht die Möglichkeit, dass auf dem aufgenommenen Bild die erste und/oder die zweite Grenzlinie abgebildet sind. In diesem Fall kann, beispielsweise mittels eines Vergleichs des aufgenommenen Bildes mit einem oder mehreren Referenzbildern, ausgewertet werden, ob die Markierung auf Höhe der ersten und/oder zweiten Grenzlinie liegt. Die Markierung, die lediglich im Bildfeld der Kamera vorliegt und nicht in einer als Bild aufzunehmenden Umgebung vorliegen muss, kann neben anderen Varianten als im Wesentlichen horizontal verlaufender Kontrollstrich, als Kontrollpunkt, Kontrollfleck oder Kontrollkreuz ausgebildet sein, der/das dann auf Höhe der ersten und/oder zweiten Grenzlinie liegt, wenn die erste und/oder zweite Grenzlinie mit dem Kontrollstrich fluchtet. Bei einem Vergleich des aufgenommenen Bildes mit einem Referenzbild kann dieser Vergleich beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Helligkeitsstufen unterschiedlicher Pixel des aufgenommenen Bildes mit 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 der verglichenen Pixel festgestellt wird. Dieser Musterabgleich zwischen dem aufgenommenen Bild und dem Referenzbild kann in automatisierter Form über einen PC (Personal Computer) erfolgen. Falls die erste Probe zu dem ersten Fluid und/oder die zweite Probe zu dem zweiten Fluid einen hohen Kontrast aufweisen/aufweist und die erste und/oder zweite Grenzlinie im aufgenommenen Bild in hoher Qualität abgebildet sind/ist, kann alternativ oder zusätzlich zu einem Vergleich dieses Bildes mit einem Referenzbild die Auswertung anhand eines fest vorgegebenen Auswahlkriteriums erfolgen, beispielsweise anhand einer vorgegebenen Anzahl von in einer Richtung aneinander grenzender Pixel zwischen der Markierung und der ersten und/oder zweiten Grenzlinie.
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Da Abschnitte beider Pipetten auf einem aufgenommenen Bild abgebildet werden, wobei die erste Pipette die erste Probe und die zweite Pipette die zweite Probe umfasst, kann für den Fall, dass auf keinem aufgenommenen Abschnitt eine von außerhalb der Pipetten sichtbare Grenzlinie abgebildet ist, ausgewertet werden, ob die erste Probe in dem ersten Abschnitt und/oder die zweite Probe in dem zweiten Abschnitt vorhanden sind/ist, beispielsweise mittels Mustervergleich oder anhand einem vorgegebenen Auswahlkriteriums. Als Auswahlkriterium kommt ein für die Probe charakteristischer Farbwert in Betracht, der von der Kamera erfasst werden kann, da die Pipette zumindest teilweise transparent ist. Bei einem negativen Ergebnis der Auswertung, ob in dem aufgenommenen Bild die Markierung auf Höhe zumindest einer der ersten und zweiten Grenzlinien liegt, kann also bestimmt werden ob in dem ersten Abschnitt die erste Probe und/oder in dem zweiten Abschnitt die zweite Probe vorliegen/vorliegt.
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Bei einer Abbildung der ersten Grenzlinie und/oder der zweiten Grenzlinie zusammen mit der Markierung ist es darüber hinaus möglich, mit lediglich einem aufgenommenen Bild festzustellen, ob sich die Grenzlinie zumindest einer der der ersten und zweiten Proben an einer vorgegebenen Position in Längsrichtung zumindest einer der ersten und zweiten Pipetten befindet. Hierdurch kann ein Füllstand der ersten Probe in der ersten Pipette und/oder der zweiten Probe in der zweiten Pipette bestimmt werden, wodurch das Volumen zumindest einer der ersten und zweiten Proben kontrolliert werden kann. Durch die Kontrolle mehrerer Volumina unterschiedlicher Proben kann die Prozessgeschwindigkeit bei der Herstellung von Lösungen, die diese Proben umfassen, erhöht werden. Weiter wird über die Aufnahme des Bildes der Markierung und der gegebenenfalls zwei Grenzlinien ein definierter Zeitpunkt für die Kontrolle der Volumina der ersten Probe und der zweiten Probe festgelegt. Sofern die vorgegebenen Volumina für die erste Probe und die zweite Probe mittels des erfindungsgemäßen Kontrollverfahrens kontrolliert sind, stehen diese unmittelbar danach zur weiteren Analyse bzw. Verarbeitung, beispielsweise durch einen Übertrag der beiden Proben in benachbarte Wells einer Mikrotiterplatte, zur Verfügung.
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Durch das aufgenommene Bild wird ein Startzeitpunkt für einen der Kontrolle nachgelagerten Prozessschritt der beiden Proben definiert. Auf diese Weise ist es möglich, die zwei Proben, beispielsweise eine Blindprobe oder eine Vergleichsprobe als erste Probe und eine zu analysierende Probe als zweite Probe exakt unter zeitgleichen Bedingungen in diesen Proben zugeordneten voneinander getrennt angeordneten Wells ablaufen zu lassen. Beispielsweise zu unterschiedlichen Zeitpunkten eintretende Farbumschläge oder auftretende Fluoreszenzen können auf diese Weise unter einfacher vergleichbaren Prozessbedingungen und bei erhöhter Prozessgeschwindigkeit aufgrund einer einheitlichen Zeitbasis ausgewertet werden, die durch den Aufnahmezeitpunkt als Zeitstempel gesetzt ist. Jede der beiden Pipetten kann geeicht sein in der Weise, dass bei Liegen der Markierung auf Höhe der jeweiligen Grenzlinie ein vorbestimmtes Volumen der ersten bzw. zweiten Probe vorliegt, das neben der ersten bzw. zweiten Grenzfläche von einer Spitze der jeweiligen Pipette begrenzt ist. Durch die Eichung der Pipette jeweils in einem Bereich der Pipette, der die Pipettenspitze umfasst, ist es möglich, mit lediglich einem aufgenommenen Bild festzustellen, ob die erste Probe und/oder die zweite Probe ein vorbestimmtes Volumen aufweisen/aufweist. Sofern die Auflösung und Lichtempfindlichkeit der Kamera ausreichen, ist es zudem möglich mehr als zwei Pipetten mit Proben abschnittsweise zu einem Zeitpunkt in einem Bild aufzunehmen. Das aufgenommene Bild kann beispielsweise mit einer elektronischen Matrix Kamera, insbesondere einer CCD (Charge Coupled Device) oder CMOS(Complementary Metal Oxid Semiconductor)-Kamera, erhalten werden. Eine andere Vorrichtung zur Bildaufnahme ist möglich, sofern deren Auflösung, Brennweite, Apertur, Tiefenschärfe und Lichtempfindlichkeit eine zur Auswertung ausreichende Bildqualität gewährleisten.
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In einer bevorzugten Ausführung wird das erste Fluid als Gasblase, insbesondere Luftblase ausgebildet. In der ersten Pipette wird diese Gasblase zwischen der ersten Probe und einem an die Gasblase angrenzenden dritten Fluid angeordnet, wobei eine zwischen dem dritten Fluid und der Gasblase ausgebildete dritte Grenzfläche außerhalb der Pipette als im Wesentlichen horizontal verlaufende dritte Grenzlinie zwischen dem dritten Fluid und der Gasblase optisch wahrnehmbar ist. Durch die Gasblase wird ein unerwünschtes Mischen der ersten Probe mit dem dritten Fluid vermieden. Auf diese Weise können in nur einer Pipette mehrere zu analysierende oder zu verwendende Flüssigkeiten aufgenommen und abgegeben werden. Beispielsweise können sowohl die erste Probe als auch das dritte Fluid Flüssigkeiten sein, die nacheinander in einen einzigen Well oder in unterschiedliche Wells ausgestoßen werden sollen. Das dritte Fluid kann anstelle einer weiteren Probe auch als Verdünnungs- oder Vergleichsfluid zur Verdünnung der Probe bzw. zu einem Vergleich mit der Probe vorliegen. Es hat sich gezeigt, dass bei Aufnahme eines Bildes mit zumindest zwei Grenzflächen, die in einer und/oder unterschiedlichen Pipetten ausgebildet sei können, es für eine hohe Bildqualität von Vorteil ist, wenn das aufgenommene Bild aus zumindest zwei Teilbildern zusammengesetzt wird. Hierbei umfasst das erste Teilbild einen ersten Abschnitt der ersten Pipette, der eine erste Spitze der ersten Pipette und die erste Grenzlinie einschließt und einen zweiten Abschnitt der zweiten Pipette mit einer zweiten Spitze der zweiten Pipette. Auf einem zweiten Teilbild ist ein dritter Abschnitt der ersten Pipette mit der dritten Grenzlinie abgebildet. Durch das Auseinanderfallen der Abbildung der ersten Grenzlinie und der dritten Grenzlinie in der ersten Pipette auf das erste Teilbild und das zweite Teilbild ist sichergestellt, dass die Gasblase sozusagen als „Schnittstelle” zwischen dem ersten Teilbild und dem zweiten Teilbild dient. Da in Längsrichtung der Pipette zwischen der ersten Grenzlinie und der dritten Grenzlinie keine weitere Grenzlinie vorhanden ist, die auszuwerten sein könnte, wird der Abschnitt in der Gasblase zwischen der ersten Grenzlinie und der dritten Grenzlinie als Kante des ersten Teilbildes verwendet. Da in dem ersten Teilbild die erste Grenzlinie und in dem zweiten Teilbild die dritte Grenzlinie abgebildet sind, kann in dem zusammengesetzten aufgenommenen Bild unter optimierten kameraoptischen Bedingungen für die erste Grenzlinie und die dritte Grenzlinie bestimmt werden, ob die erste Grenzlinie und die dritte Grenzlinie auf Höhe der (jeweiligen) Markierung liegen. Da auf dem zusammengesetzten Bild auch der zweite Abschnitt der zweiten Pipette und damit gegebenenfalls die zweite Grenzlinie, die in der zweiten Pipette verläuft, abgebildet ist, können mittels nur einem aufgenommenen Bild die Volumina von drei Proben in zwei Pipetten kontrolliert werden. Falls nicht nur in der ersten Pipette, sondern auch in der zweiten Pipette eine Gasblase derart vorliegt, dass die Probe in dieser Pipette von einem weiteren Fluid getrennt aufgezogen werden kann, können über lediglich ein aufgenommenes Bild vier Fluide in zwei Pipetten hinsichtlich ihrer Volumina kontrolliert werden, wobei die erste Probe und die zweite Probe jeweils als Fluid vorliegen. Es bietet sich insbesondere dann an, das Bild aus zwei separat mit der Kamera aufgenommenen Teilbildern zusammenzusetzen, falls die Tiefenschärfe der Kamera nicht ausreicht um sowohl die erste Grenzlinie zwischen der ersten Probe und der Gasblase als auch die dritte Grenzlinie zwischen Gasblase und drittem Fluid in zur Auswertung ausreichender optischer Qualität auf dem aufgenommenen Bild abzubilden.
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Eine in dem ersten Teilbild abgebildete Grenzlinie und eine in dem zweiten Teilbild abgebildete weitere Grenzlinie in einer oder in unterschiedlichen Pipetten können vorteilhaft prinzipiell immer dann zu einem aufgenommenen Bild zusammengesetzt werden, wenn die Grenzlinien vertikal soweit voneinander beabstandet sind, dass ein optischer Parameter der Kamera, beispielsweise dessen Tiefenschärfe, Auflösung oder Bildfeldbereich konstanter Brennweite nicht mehr ausreicht um beide Grenzlinien auswertbar abzubilden. Daher wird in einer weiteren Ausführungsform das aufgenommene Bild zusammengesetzt aus mit der Kamera aufgenommenen Teilbildern, wobei auf einem ersten Teilbild ein erster Abschnitt der ersten Pipette, der eine erste Spitze der ersten Pipette und die erste Grenzlinie einschließt, und ein zweiter Abschnitt der zweiten Pipette mit einer zweiten Spitze der zweiten Pipette abgebildet sind, und auf dem zweiten Teilbild ein vierter Abschnitt der zweiten Pipette mit der zweiten Grenzlinie abgebildet ist. Auf diese Weise kann im zusammengesetzten Bild die im zweiten Teilbild abgebildete zweite Grenzlinie in der zweiten Pipette auf die im ersten Teilbild abgebildete Spitze dieser Pipette bezogen werden.
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Bei vorliegender konischen Form der Pipetten im Bereich der Pipettenspitze und paralleler Ausrichtung der Längsachsen beider Pipetten sowie auf gleicher Höhe liegender Spitzen der beiden Pipetten ist es zudem möglich alternativ oder zusätzlich zu zusammengesetzten Teilbildern die Pipetten zu dem Objektiv der Kamera so auszurichten, dass die dem Objektiv zugewandten Enden von Grenzlinien in der ersten und/oder zweiten Pipette gleiche oder ähnliche Abstände zum Objektiv aufweisen. In diesem Fall stehen nicht die Längsachsen der Pipetten, sondern die dem Objektiv zugewandte Außenkanten der Pipetten im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Objektivs bzw. der Kamera und die dem Objektiv zugewandten Enden der Grenzlinien weisen gleiche oder ähnliche Abstände zu einem Schnittpunkt der optischen Achse mit der dem Objektiv zugewandte Außenkante der Pipette auf, in der die jeweilige Grenzlinie angeordnet ist. Eine Drehung der Längsachsen der Pipetten zur optischen Achse um einen halben Konuswinkel kann erfolgen, indem die Pipetten zum Objektiv oder das Objektiv zu den Pipetten gedreht werden/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 von Abschnitten zweier Pipetten, sondern schon bei einer Aufnahme eines Bildes von einer Pipette erfolgen. An dieser Stelle wird auf die Offenbarung in der parallelen deutschen Patentanmeldung der Anmelderin dieser Anmeldung mit dem Aktenzeichen
DE 10 2011 117 310 A1 auf Beschreibungsseite 9, 10, 13, 21–24 und in den
5 und
6 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 lediglich einer Pipette beschrieben sind/ist und die durch Bezugnahme als Offenbarung in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird.
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Das erste Teilbild und das zweite Teilbild können dadurch aufgenommen werden, dass zumindest eine der ersten und zweiten Pipetten relativ zu dem Bildfeld der Kamera bewegt werden. Die erste Pipette und die zweite Pipette können als Doppelpipette, auch Doppelpipettiermodul genannt, vorliegen, wobei die Pipetten hinsichtlich ihrer Längsachsen zueinander parallel ausgerichtet und konische Abschnitte der Pipetten mit den Pipettenspitzen zu einer gleichen Richtung hin geöffnet sind. Sofern die erste Pipette gegenüber der zweiten Pipette in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist, können die Pipettenspitzen gegenüber dem Bildfeld der Kamera horizontal zueinander auf eine gemeinsame Höhe ausgerichtet werden, was die spätere Auswertung nach Aufnahme des Bildes erleichtert. Die Doppelpipette kann getrennte Antriebe für die erste Pipette und die zweite Pipette zum Bewegen eines Fluids in der jeweiligen Pipette umfassen. Auf diese Weise kann ein zeitgleicher Übertrag der Fluide in der ersten Pipette und in der zweiten Pipette auf einen oder unterschiedliche Wells gewährleistet werden. Statt lediglich zwei können auch mehr als zwei Pipetten, die hinsichtlich ihrer Längsachsen zueinander parallel ausgerichtet und bei denen konische Abschnitte der Pipetten mit den Pipettenspitzen zu einer gleichen Richtung hin geöffnet sind und die jeweils über getrennte Antriebe für zweitgleichen Übertrag der in den Pipetten enthaltenen Fluide verfügen, in einer Mehrfachpipette, auch Mehrfachpipettiermodul genannt, zusammengefasst werden
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Für den Fall, dass beispielsweise die erste Pipette und die zweite Pipette auf einem gemeinsamen Träger montiert sind, der gegenüber der Kamera beweglich ist, können die erste Pipette und die zweite Pipette (gemeinsam) durch das Bildfeld der Kamera gefahren werden. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Kamera ortsfest angeordnet und die erste Pipette und die zweite Pipette sind beispielsweise in einem Robotermanipulator angeordnet. Alternativ ist es auch möglich, dass die erste Pipette und die zweite Pipette ortsfest angeordnet sind und eine Kamera relativ zu den Pipetten bewegt wird.
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Bevorzugt wird das erste Teilbild gegenüber dem zweiten Teilbild überlappend dargestellt. Dies hat den Vorteil, dass eine Kontur jeder Pipette bei der Darstellung der beiden Teilbilder in überlappender Weise wieder hergestellt werden kann, wodurch die im zweiten Teilbild dargestellten Abschnitte der ersten Pipette und der zweiten Pipette gegenüber der im ersten Teilbild dargestellten Spitze der ersten Pipette und der Spitze der zweiten Pipette ausgerichtet werden können. Die Spitze der ersten Pipette und die Spitze der zweiten Pipette können als geometrische Bezugspunkte zur Volumenbestimmung von Volumina von Fluiden in den Pipetten verwendet werden. Sofern die zur Bildaufnahme verwendete Kamera eine sich automatisch den Bildverhältnissen anpassbare Brennweite (Autofocus) aufweist, kann durch die Aufnahme des ersten Teilbildes und des zweiten Teilbildes sichergestellt werden, dass die erste, zweite und dritte Grenzlinie mit optimalem Brennpunkt der Kamera aufgenommen werden, sodass das erste Teilbild und das zweite Teilbild jeweils ausreichend scharf abgebildet ist, um eine Auswertung, ob die Grenzlinien auf Höhe der Markierung liegen, mit ausreichender Genauigkeit zu gewährleisten. An dieser Stelle wird auf die Offenbarung in der deutschen Patentanmeldung der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung mit dem Aktenzeichen
DE 10 2011 117 310 A1 auf Beschreibungsseite 9, 13, 21–23 und in den
5 und
6 verwiesen, in der ein aus Teilbildern zusammengesetztes aufgenommenes Bild von lediglich einer Pipette beschrieben ist und die durch Bezugnahme als Offenbarung in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird.
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Wie oben bereits ausgeführt, kann dem aufgenommenen Bild ein Zeitstempel zugeordnet werden, der einen der Zuordnung des Zeitstempels nachfolgenden Prozessschritt, insbesondere ein zeitgleiches Ausstoßen der ersten Probe aus der ersten Pipette und der zweiten Probe aus der zweiten Pipette, auslöst. Bei einer Zusammensetzung des aufgenommenen Bildes aus mindestens zwei Teilbildern kann dieser Zeitstempel dem zuletzt aufgenommenen Teilbild zugeordnet sein. Der der Zuordnung des Zeitstempel nachfolgende Prozessschritt kann u. a. zu unterschiedlichen Zeitpunkten auszuwertende Farbumschläge der ersten Probe in einem ersten Well und der zweiten Probe in einem zweiten Well umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann nachfolgend der Aufnahme des aufgenommen Bildes die Kamera zur Aufnahme eines weiteren Bildes derart gedreht oder geschwenkt werden, dass auf dem weiteren Bild ein oder mehrere Wells, in dem/denen die erste Probe und/oder die zweite Probe angeordnet ist/sind, abbildbar ist/sind. Auf diese Weise kann die Kamera nicht nur zur Kontrolle des Volumens der ersten und/oder zweiten Probe verwendet werden, sondern zusätzlich oder alternativ zur Bestimmung eines Farbumschlags der ersten und/oder zweiten Probe in einem oder mehreren Wells nach Ausstoßen der ersten und/oder zweiten Probe aus der ersten und/oder zweiten Pipette.
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Prinzipiell kann jede Kamera mit einer Markierung im Bildfeld der Kamera zum Durchführen des bzw. der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Die verwendete Kamera sollte eine zur Auswertung ausreichende Auflösung, Tiefenschärfe, Apertur und Lichtempfindlichkeit aufweisen.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kontrolle des Volumens mindestens einer Probe umfasst eine erste Pipette, in der zwischen einer ersten Probe und einem an die erste Probe angrenzenden ersten Fluid eine erste Grenzfläche ausgebildet ist, die außerhalb der Pipette als im Wesentlichen horizontal verlaufende erste Grenzlinie zwischen der ersten Probe und dem ersten Fluid optisch wahrnehmbar ist, eine zweite Pipette, in der zwischen einer zweiten Probe und einem an die zweite Probe angrenzenden zweiten Fluid einen zweite Grenzfläche ausgebildet ist, die außerhalb der zweiten Pipette als im Wesentlichen horizontal verlaufende zweite Grenzlinie zwischen der zweiten Probe und dem zweiten Fluid optisch wahrnehmbar ist, eine Kamera mit einer Markierung, die in einem Bildfeld der Kamera derart angeordnet ist, dass die Markierung, ein erster Abschnitt der ersten Pipette und ein zweiter Abschnitt der zweiten Pipette auf einem aufgenommenen Bild abbildbar sind, und schließlich eine Auswerteeinrichtung, mit der auswertbar ist, ob in dem aufgenommenen Bild die Markierung auf Höhe zumindest einer der ersten Grenzlinie in dem ersten Abschnitt und der zweiten Grenzlinie in dem zweiten Abschnitt liegt. Die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren treffen für diese Vorrichtung in entsprechender Weise zu.
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Bevorzugt ist auf dem aufgenommenen Bild die Markierung zwischen dem ersten Abschnitt der ersten Pipette und dem zweiten Abschnitt der zweiten Pipette angeordnet. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen der Markierung und dem äußeren, der Markierung zugewandten Ende der gegebenenfalls abgebildeten ersten Grenzlinie und der Abstand zwischen der Markierung und dem äußeren, der Markierung zugewandten Ende der gegebenenfalls abgebildeten zweiten Grenzlinie minimiert. Auf diese Weise kann die Auswertung, ob die Markierung auf Höhe der ersten Grenzlinie liegt, mit gleicher oder ähnlich hoher Genauigkeit vorgenommen werden, wie die Kontrolle, ob die Markierung auf Höhe der zweiten Grenzlinie liegt. Zudem ist es von Vorteil, wenn die Markierung in einer Längsrichtung der Symmetrieachsen beider Pipetten und zusätzlich oder alternativ in einer zu dieser Längsrichtung senkrecht stehenden Richtung mittig oder im Wesentlichen mittig zwischen den der Markierung zugewandten Enden der ersten und zweiten Grenzlinien angeordnet ist.
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Die erste Probe liegt vorteilhafterweise als Analyseprobe und die zweite Probe als Vergleichsprobe zum Vergleich mit der Analyseprobe vor. Auch ist möglich, dass die zweite Probe als Blindprobe vorliegt.
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Schließlich ist in bevorzugter Ausführung vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung von einem Analysegerät zum Untersuchen von biologischen oder chemischen Proben mittels einer über eine Pipette zugeführten Reagenzflüssigkeit umfasst ist. Als Analysegerät kommt beispielsweise die in
DE 10 2008 022 835 B3 beschriebene Vorrichtung oder jeweils eine der in den parallelen deutschen Patentanmeldungen der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung mit Aktenzeichen
DE 10 2011 117 311 A1 und
DE 10 2011 117 320 A1 beschriebene Vorrichtung in Betracht, die durch Bezugnahme als Offenbarung in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen werden.
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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 weitere 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 den Abschnitten der Pipette weg, beispielsweise um im Wesentlichen 90 Grad, in Richtung des oder der Wells gedreht oder geschwenkt wird. In einer Ausführungsform ist die Kamera zur Aufnahme des Bildes von den Abschnitten der Pipette vertikal auf die Pipetten 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 kann/können, sind in den parallelen deutschen Patentanmeldungen der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung mit dem Aktenzeichen
DE 10 2011 117 311 A1 und
DE 10 2011 117 320 A1 beschrieben, die jeweils durch Bezugnahme als Offenbarung in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen werden.
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Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den 3 bis 5 auf eine maßstabs-/ oder proportionsgetreue Darstellung verzichtet. Die 1 und 2 sind proportionsgetreu dargestellt. In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung. Es zeigen:
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1 eine dreidimensionale schematische Darstellung eines Doppelpipettiermoduls,
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2 eine weitere dreidimensionale Darstellung eines Doppelpipettiermoduls mit gegeneinander versetzten Pipetten in einer Längsrichtung beider Pipetten,
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3 eine erfindungsgemäße Anordnung aus zwei Pipetten, die zwischen einer Lichtquelle und einer Kamera angeordnet sind,
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4 eine schematische Darstellung eines aus zwei Teilbildern zusammengesetzten Bildes von zwei mit Fluiden befüllten Pipetten, und
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5 die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei drei Pipetten zwischen einer Lichtquelle und einer Kamera angeordnet sind.
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In 1 ist schematisch ein Doppelpipettiermodul 10 dargestellt mit einer ersten Pipette 1 und einer zweiten Pipette 2, deren Spitzen voneinander einen Abstand dx in einer X-Richtung aufweisen. Die Pipette 1 ist von einem ersten Pipettenträger 5 und die Pipette 2 von einem zweiten Pipettenträger 6 aufgenommen, wobei die Pipettenträger 5, 6 und die Pipetten 1, 2 zueinander parallel in einer Z-Richtung, die der Längsrichtung jeder der beiden Pipetten 1, 2 entspricht, ausgerichtet sind. Der erste Pipettenträger 5 der ersten Pipette 1 ist über ein erstes Halteelement 5a auf einer ersten Halteplatte 7 angebracht. In entsprechender Weise ist der zweite Pipettenträger 6 der zweiten Pipette 2 über ein zweites Halteelement 6a auf einer zweiten Halteplatte 8 angebracht. Die erste Halteplatte 7 und die zweite Halteplatte 8 sind gemeinsam auf einer Trägerplatte 9a angeordnet, wobei die erste Halteplatte 7 zum Halten der ersten Pipette 1 und die zweite Halteplatte 8 zum Halten der zweiten Pipette 2 in Z-Richtung gegeneinander und gegenüber der Trägerplatte 9 verschiebbar sind. Die Trägerplatte 9a ist an einem Grundträger 9b angebracht, der in X-Richtung und/oder Y-Richtung bewegt werden kann. Das in 1 dargestellte Doppelpipettiermodul kann als Teil eines Robotermanipulators ausgeführt sein. Durch die Verfahrbarkeit des Grundträgers 9b in der X- und/oder Y-Richtung und der Verfahrbarkeit der Pipetten 1, 2 in Z-Richtung können die Pipetten 1, 2 in einem begrenzten Raum beliebig dreidimensional bewegt werden. Beispielsweise kann das Doppelpipettiermodul 10 zwischen einer Kamera und einem Leerpipettenreservoir verfahrbar ausgeführt sein. Eine Steuerung der Verfahrbewegungen des Doppelpipettiermoduls 10 kann mittels eines Computers oder PCs erfolgen.
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Das Pipettenmodul 10 ist mit einem Antrieb zur Verschiebung eines Fluids innerhalb der ersten Pipette 1 relativ zur ersten Pipette 1 und mit einem weiteren Antrieb zur Verschiebung eines weiteren Fluids innerhalb der zweiten Pipette 2 relativ zu der zweiten Pipette 2 ausgestattet. Über diese Antriebe wird den Pipetten 1, 2 ein Fluid insbesondere in flüssiger Form zu- oder abgeführt. Aufgrund der getrennten Antriebe für die Pipetten 1, 2 können die Volumina der in den Pipetten 1, 2 enthaltenen Fluide, Push- und/oder Pull-Parameter, die Antriebsgeschwindigkeiten etc. gesondert für jede der beiden Pipetten 1, 2 eingestellt und gesteuert und/oder geregelt werden. Insbesondere können ein Fluid in der ersten Pipette 1, beispielsweise in Form einer Probenflüssigkeit, und ein weiteres Fluid in der zweiten Pipette 2, beispielsweise eine Reagenzflüssigkeit, zeitgleich auf unterhalb der Pipetten in Z-Richtung angeordnete Wells (nicht dargestellt) übertragen werden, wobei bei der Übertragung der Flüssigkeiten keine oder fast keine Verzögerung zwischen dem Übertrag der ersten Pipette 1 und dem Übertrag der zweiten Pipette 2 eintritt und die Probenflüssigkeit mit der Kontrollflüssigkeit nicht vermischt wird. Zudem können bei getrennten Antrieben für die erste Pipette 1 und für die zweite Pipette 2 unterschiedliche Fluidik-Parameter der Fluide in der ersten Pipette 1 und der zweiten Pipette 2 für die in den Pipetten enthaltenen Fluide gegeben sein und dennoch ein zeitgleicher Flüssigkeitsübertrag der ersten Pipette 1 und der zweiten Pipette 2 erfolgen.
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In 2 ist ein weiteres Doppelpipettiermodul 10 mit in Z-Richtung gegeneinander verschobenen Pipetten 1, 2 in dargestellt. Eine erste Pipettenspitze 1a der ersten Pipette 1 ist in Z-Richtung zu einer zweiten Pipettenspitze 2a der zweiten Pipette 2 um den Wert/Betrag dz verschoben. Die Verschiebung wird erzielt dadurch, dass die erste Halteplatte 7 als Schlitten ausgeführt und an einem Riemen 7a fixiert ist, der in Z-Richtung gegenüber der Grundplatte 9a verschoben werden kann. Hierzu sind an einem oberen und unteren Ende der Trägerplatte 9a in Z-Richtung Riemenscheiben 7b angebracht, wobei eine oder beide der Riemenscheiben 7b von einem Motor, beispielsweise einem Elektromotor, angetrieben werden. In entsprechender Weise ist die zweite Pipette 2 über einen gegenüber der Grundplatte 9a verschiebbaren Riemen 8a, an dem die zweite Halteplatte 8 mit dem zweiten Pipettenträger 6 befestigt ist, in Z-Richtung über Riemenscheiben 8b verschiebbar. Die in den 1 und 2 dargestellten Doppelpipettiermodule erlauben eine genaue und kostengünstige Positionierung der Pipetten 1, 2 bei minimiertem Bauraum und mit der Möglichkeit zur Automatisierung. Bei Bedarf können die in den 1 und 2 dargestellten Doppelpipettiermodule 10 um weitere Pipetten (nicht dargestellt) und entsprechende Elemente zu deren Positionierung erweitert werden. So kann das Doppelpipettiermodul 10 beispielsweise fünf oder zehn Pipetten aufweisen, wobei eine entsprechende Anzahl an Pipettenträgern, Halteelementen und Halteplatten je Pipettiermodul vorhanden ist, die auf einer gemeinsamen Trägerplatte 9a angeordnet sind. Bei mehr als zwei Pipetten je Modul sollte anstelle eines Doppelpipettiermoduls von einem Mehrfachpipettiermodul gesprochen werden.
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In 3 ist eine erfindungsgemäße Anordnung aus einer ersten Pipette 1 und einer zweiten Pipette 2 perspektivisch dargestellt, die zwischen einer Lichtquelle 40 und einer Kamera 30 mit einem Objektiv 31 in Y-Richtung angeordnet sind. Die erste Pipette 1 umfasst einen ersten Abschnitt mit einer ersten Spitze 1a und die zweite Pipette 2 umfasst einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Spitze 2a. Die Pipetten 1, 2 sind in Z-Richtung parallel zueinander ausgerichtet, wobei die erste Spitze 1a der ersten Pipette 1 und die zweite Spitze 2a der zweiten Pipette 2 in Z-Richtung auf gleicher oder vergleichbarer Höhe liegen. In X-Richtung, die in 3 einer Richtung in die Blattebene hinein entspricht, sind die Spitzen 1a, 2a der Pipetten 1, 2 voneinander in einem Abstand dx angeordnet. Die Y-Richtung entspricht der optischen Achse der Kamera 30 und insbesondere des Objektivs 31 der Kamera 30. Mehrere punktförmige oder quasi punktförmige Lichtquellen 40a bis 40e kommen als Lichtquelle 40 zum Einsatz. Als Lichtquellen kommen beispielsweise LED-, Gasentladungs-, Laser-Lichtquellen und/oder konventionelle Halogenlampen in Betracht. Anstelle mehrerer punktförmiger oder quasi punktförmiger Lichtquellen kann auch ein Flächenstrahler eingesetzt werden, sodass sichergestellt ist, dass über einen gewünschten Abschnitt der Pipetten 1, 2 in Z-Richtung eine zur Bildaufnahme ausreichende Umgebungshelligkeit vorhanden ist. In der ersten Pipette 1 ist eine erste Probe 11, die bis zur Spitze 1a der ersten Probe 1 reicht, aufgezogen, wobei die erste Probe 11 über ein erstes Fluid 15 in Form einer Gasblase, die insbesondere als Luftblase ausgestaltet sein kann, von einem zweiten Fluid 13 getrennt ist. In ähnlicher Weise ist in der zweiten Pipette 2 eine zweite Probe 22 durch ein zweites Fluid 25, das wie das erste Fluid 15 in Form einer Gasblase, insbesondere Luftblase, vorliegen kann, von einem weiteren Fluid 23 getrennt. In 3 liegen die erste Probe 11 und die zweite Probe 22 als Blut und/oder Serum und/oder Zellflüssigkeit vor. Andere Substanzen für die die erste Probe und die zweite Probe, die jeweils als biologische oder chemische Proben vorliegen können, sind möglich. Die erste Probe und die zweite Probe, die als Fluide vorliegen, bilden jeweils zu dem ersten Fluid 15 und dem zweiten Fluid 25 in Pipette 1 und in Pipette 2 Menisken als gewölbte Grenzflächen aus. Diese entstehen, wenn die als Flüssigkeit vorliegende erste Probe 11 an das als Gas vorliegende erste Fluid 15 angrenzt. Da das dritte Fluid 13 ebenfalls in flüssiger Form vorliegt und zur Gasblase des ersten Fluids 15 eine Grenzfläche ausbildet, ist die erste Probe 11 von dem dritten Fluid 13 durch die Gasblase des ersten Fluids getrennt, sodass eine Mischung zwischen der ersten Probe 11 und dem dritten Fluid 13 nicht stattfindet. In entsprechender Weise ist die zweite Probe 22 durch die Gasblase des zweiten Fluids 25 von dem weiteren Fluid 23 getrennt, sodass eine Mischung zwischen der zweiten Probe 22 und dem weiteren Fluid 23 ausgeschlossen ist. Die erste Pipette 1 weist eine konische Form mit der Spitze 1a und einem in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung offenen Ende 1b auf. In entsprechender Weise weist die zweite Pipette 2 mit der Spitze 2a eine in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung offenes Ende 2b auf.
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In 4 ist ein aufgenommenes Bild 38 der Kamera 30 von der ersten Pipette 1 und der zweiten Pipette 2 dargestellt, wobei in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung die erste Pipette 1 mit dem ersten Pipettenträger 5 und die zweite Pipette 2 mit dem zweiten Pipettenträger 6 verbunden ist. Die Pipette 1 ist in einer Z1-Richtung und die zweite Pipette 2 in einer Z2-Richtung verschiebbar, sodass die erste Pipette 1 gegenüber der zweiten Pipette 2 und beide Pipetten in Z-Richtung oder in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung verfahrbar sind. Die erste Pipette 1 umfasst die Probe 11, die zum ersten Fluid 15 in Form einer Gasblase eine Grenzfläche ausbildet, die außerhalb der Pipette 1 als im Wesentlichen horizontale Grenzlinie 11a optisch wahrnehmbar ist. Die Grenzlinie 11a ist aufgrund eines konkaven Meniskus in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung an einem Rand der ersten Pipette 1 aufgewölbt, sodass eine zu einer Markierung 33 der Kamera 30 im Bildfeld der Kamera 30 gleiche Höhe in Z-Richtung vorteilhaft vorliegt, wenn die Markierung 33 in Form eines Kontrollstrichs in Z-Richtung auf gleicher Höhe liegt wie eine erste Linie 34 der Unterseite des Meniskus (gestrichelt dargestellt). In der ersten Pipette 1 ist zudem das dritte Fluid 13 aufgezogen, das eine dritte Grenzfläche 13a zum als Gasblase vorliegenden ersten Fluid 15 ausbildet, die außerhalb der Pipette als im Wesentlichen horizontale Grenzlinie 13a optisch wahrnehmbar ist. Da das dritte Fluid 13 in flüssiger Form vorliegt und das erste Fluid in gasförmiger Form vorliegt, bildet das dritte Fluid zum ersten Fluid einen konvexen Meniskus aus, sodass gegenüber einer weiteren Markierung 36, die wie die Markierung 33 als Kontrollstrich vorliegt, eine zweite Linie 37 der Oberseite des konvexen Meniskus herangezogen wird, um festzustellen, ob die dritte Grenzlinie 13a des dritten Fluids 13 auf Höhe der weiteren Markierung 36 liegt. In der Pipette 2 ist als zweites Fluid das Fluid 22 aufgezogen, das zum zweiten Fluid 25 eine Grenzfläche ausbildet, die außerhalb der zweiten Pipette 2 als im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Grenzlinie 22a erscheint. Wie in 4 dargestellt, sind auf einem aus den Teilbildern 32, 35 zusammengesetzten aufgenommenen Bild 38 sowohl die Markierung 33 als auch die erste Grenzlinie 11a, die zweite Grenzlinie 22a und die dritte Grenzlinie 13a abgebildet. Durch eine Auswertung, ob in dem aufgenommenen Bild 38 die Markierung 33 auf Höhe zumindest einer der ersten bis dritten Grenzlinien 11a, 13a, 22a liegt, können die Volumina der ersten Probe 11, der zweiten Probe 22 und des ersten Fluids 15 kontrolliert werden. Besonders einfach ist dies für den Fall, dass die erste Probe 15 bis zur ersten Spitze 1a der ersten Pipette 1 und die zweite Probe 22 bis zur zweiten Spitze 2a der zweiten Pipette 2 reicht. In diesem Fall kann ein mittels des aufgenommenen Bildes festgestellter Abstand der Markierung 33 in Z-Richtung zur ersten Spitze 1a der ersten Pipette 1 und/oder zur zweiten Spitze 2a der zweiten Pipette 2 dazu verwendet werden, die Volumina der ersten Probe 11 und/oder der zweiten Probe 22 und/oder des ersten Fluids zu bestimmen. Insofern werden die Spitzen 1a, 2a der ersten Pipette 1 und der zweiten Pipette 2 als Bezugspunkte zur Ermittlung eines Absolutabstandes der ersten Spitze 1a der ersten Pipette 1 zur ersten Grenzlinie 11a und zur dritten Grenzlinie 13a und der zweiten Pipette 2 zur zweiten Grenzlinie 22a bei Vorliegen eines aufgenommenen Bildes verwendet. Wenn die erste Pipette 1 und/oder die zweite Pipette 2 derart geeicht ist, dass bei Liegen der Markierung 33 auf Höhe der ersten Grenzlinie 11a und/oder der zweiten Grenzlinie 22a ein vorbestimmtes Volumen der ersten Probe 11 und/oder der zweiten Probe 22 vorliegt, ist es möglich, mit lediglich einem aufgenommenen Bild 38 festzustellen, ob ein vorbestimmtes Volumen der ersten Probe 11 und/oder der zweiten Probe 22 vorliegt. Sofern keine Grenzlinie in dem aufgenommenen Bild 38 abgebildet ist, können aufgenommenen Abschnitte 1c, 1d, 2c, 2d zur Auswertung verwendet werden, ob in der ersten Pipette 1 die erste Probe 11 und/oder in der zweiten Pipette 2 die zweite Probe 22 aufgezogen ist.
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Bei Orientierung der Längsrichtung der ersten Pipette 1 in Z-Richtung und Orientierung der optischen Achse des Objektivs 31 der Kamera 30 in Y-Richtung weist die von der Kamera wahrnehmbare Grenzlinie 11a einen größeren Abstand zum Objektiv 31 auf als die von der Kamera 30 wahrnehmbare dritte Grenzlinie 13a aufgrund der konischen Form der ersten Pipette 1. Bei beispielsweise nicht ausreichender Tiefenschärfe der Kamera 30 können eine der ersten 11a, zweiten 22a und dritten 13a Grenzlinien die dritte Grenzlinie 13a oder sogar zwei dieser Grenzlinien gegenüber einer der Grenzlinien auf dem aufgenommenen Bild unscharf dargestellt sein. Bei unscharfer Darstellung der ersten Grenzlinie 11a und/oder der dritten Grenzlinie 13a kann die Auswertung, ob die Markierung 33 auf Höhe der ersten Grenzlinie 11a und/oder dritten Grenzlinie 13a liegt, erschwert werden, oder sogar unmöglich werden.
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Eine erhöhte Bildqualität des aufgenommenen Bildes 28 kann erreicht werden, wenn anstelle eines aufgenommenen Bildes zwei Teilbilder 32, 35 aufgenommen werden, aus denen das aufgenommene Bild 38 zusammengesetzt wird. Auf einem ersten Teilbild 32 ist ein erster Abschnitt 1c der ersten Pipette 1 abgebildet, der die Spitze 1a der ersten Pipette 1 und die erste Grenzlinie 11a einschließt. Neben dem Abschnitt 1c umfasst das erste Teilbild 32 in X-Richtung einen weiteren Abschnitt 2c der zweiten Pipette 2 mit der zweiten Spitze 2a der zweiten Pipette 2. Auf dem zweiten Teilbild 35 ist ein dritter Abschnitt 1d der ersten Pipette 1 mit der dritten Grenzlinie 13a abgebildet. Zusätzlich umfasst das zweite Teilbild in der in 4 dargestellten Ausführungsform einen Abschnitt 2d der zweiten Pipette mit der zweiten Grenzlinie 22a. Bei Ausrichtung der ersten Spitze 1a der Pipette 1 und der zweiten Spitze 2a der Pipette 2 in X-Richtung, also gleicher Höhe in Z-Richtung, kann zur Aufteilung des aufgenommenen Bildes 38 in das erste Teilbild 32 und das zweite Teilbild 35 eine Achse X-X durch den von der Kamera detektierbaren Abschnitt der ersten Pipette gelegt werden, der von dem ersten Fluid 15 befüllt ist. Durch die Achse X-X wird die erste Pipette 1 in einen oberen Abschnitt 1d mit der dritten Grenzlinie 13a und in einen unteren Abschnitt 1c in Z-Richtung mit der ersten Grenzlinie 11a aufgeteilt. Mit Aufnahme des ersten Teilbildes 32 kann somit sichergestellt werden, dass die erste Grenzlinie 11a im Brennpunkt der Kamera 30 und/oder im Tiefenschärfebereich der Kamera 30 derart liegt, dass eine Auswertung, ob die erste Grenzlinie 11a auf Höhe der Markierung 33 liegt, aufgrund einer ausreichend hohen Bildqualität prozessstabil vorgenommen werden kann. In entsprechender Weise ist sichergestellt, dass bei dem zweiten Teilbild 35 die dritte Grenzlinie 13a im Brennpunkt der Kamera 30 oder zumindest in dessen Tiefenschärfebereich derart liegt, dass eine Auswertung, ob die dritte Grenzlinie 13a auf Höhe der Markierung 36 liegt, aufgrund ausreichender Abbildungsgüte mit hoher Prozessstabilität vorgenommen werden kann. Wie in 4 dargestellt, kann auch sichergestellt werden, dass bei dem zweiten Teilbild 35 die zweite Grenzlinie 22a im Brennpunkt der Kamera 30 oder zumindest in dessen Tiefenschärfebereich für eine zur Auswertung ausreichende Bildqualität liegt.
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Das erste Teilbild 32 kann mit dem zweiten Teilbild 35 nach der Zusammensetzung beider Bilder 32, 35 überlappen. Hierbei ist eine untere Kante 35a des zweiten Teilbildes 35 in Z-Richtung unterhalb einer oberen Kante 32a des ersten Teilbildes 32 in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung angeordnet. Daher ist auf dem zweiten Teilbild 35, wie auf dem ersten Teilbild 32, die erste Grenzlinie 11a abgebildet. Aufgrund der durch die Überlappung des ersten Teilbilds 32 und des zweiten Teilbildes 35 überlappenden Kontur der ersten Pipette 1 kann das zweite Teilbild 35 hinsichtlich der ersten Spitze 1a der ersten Pipette 1 ausgerichtet werden. Das zweite Teilbild 35 wird zudem verwendet um anhand der Kontur der zweiten Pipette 2 das zweite Teilbild 35 auf die zweite Spitze 2a der zweiten Pipette 2 auszurichten. Bei geeichten Pipetten kann von dem Abstand der ersten Grenzlinie 11a, der zweiten Grenzlinie 22a und/oder der dritten Grenzlinie 13a zur Spitze 1a und/oder zur Spitze 2a auf das Volumen der ersten Probe 11 der zweiten Probe 22 und des ersten Fluids 13 geschlossen werden. Dem aufgenommenen Bild 38 kann ein Zeitstempel zugeordnet werden, beispielsweise der Zeitpunkt der Aufnahme des zweiten Teilbildes 35. Durch diesen Zeitstempel kann ein der Aufnahme des zweiten Bildes nachfolgender Prozessschritt ausgelöst werden. Beispielsweise können nahezu zeitgleich die erste Probe 11 und das dritte Fluid 13 in einem Well und die zweite Probe 22 in einem weiteren Well (nicht dargestellt) aus den Pipetten 1, 2 ausgestoßen werden, beispielsweise mittels des Doppelpipettiermoduls 10.
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In 5 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form von drei Pipetten 1, 2, 3 dargestellt, die zwischen der Lichtquelle 40 und der Kamera 30 mit dem Objektiv 31 angeordnet sind. Anstelle mehrerer punktförmiger oder quasi punktförmiger Lichtquellen 40a bis 40e in 3 ist in 5 ein Flächenstrahler 41 als Lichtquelle 40 eingesetzt. Die erste Pipette umfasst die erste Probe 11, das erste Fluid 15 und das dritte Fluid 13, wie in den 3 und 4 dargestellt. Die zweite Pipette 2 umfasst die Probe 22, wobei diese Probe nicht bis zur Spitze der zweiten Pipette 2 reicht. In der in 5 gezeigten Ausführungsform ist auf dem aufgenommen Bild 38 zusätzlich eine dritte Pipette 3 mit der ersten Probe 11, darüber angeordnetem zweiten Fluid 25 und darüber angeordnetem weiteren Fluid 23 in zur Z-Richtung entgegengesetzter Richtung dargestellt. Bei ausreichender Beleuchtung durch den Flächenstrahler 41 und ausreichender Auflösung der Kamera 30 kann auf diese Weise das Volumen mehrerer Fluide 11, 13, 15, 13, 22, 23, 25 in einer oder in mehreren Pipetten kontrolliert werden. Das von der Kamera 30 aufgenommene Bild 38, auf dem die Pipetten 1, 2, 3 abschnittsweise dargestellt sind, wird einem als Auswerteeinrichtung 130 dienenden Computer zugeführt, der die in dem Bild 38 enthaltenen Bildinformationen auf einem Monitor 140 darstellt. Die Auswerteeinrichtung 130 kann über eine Tastatur 142 und/oder eine Maus 144 gesteuert werden. Neben der Darstellung der Pipetten 1, 2, 3 nimmt die Auswertevorrichtung auch eine Auswertung dahingehend vor, ob in dem aufgenommenen Bild 38 die Markierung 33 auf Höhe zumindest einer der ersten 11a und zweiten 22a und dritten 13a Grenzlinien liegt. Diese Information kann in Tabellenform, als binäre Information zur weiteren Verarbeitung in einem an die Auswerteeinrichtung 130 angebundenes weiteres Auswertegerät oder graphisch in Form einer Funktion 39 oder Relation dargestellt werden. Mittels einer geeigneten, auf der Auswerteeinrichtung 130 lauffähigen Software bzw. einem Computerprogramm 148, welches beispielsweise auf einer CD oder DVD 146 als Datenträger gespeichert sein kann, wird ausgewertet, ob in dem aufgenommenen Bild 38 die Markierung 33 auf Höhe zumindest einer der ersten 11a oder zweiten 22a Grenzlinien liegt. Diese Auswertung kann beispielsweise durch Vergleich der Helligkeitsverteilungen des aufgenommenen Bildes 38 mit entsprechenden Helligkeitsverteilungen von Referenzbildern erfolgen. Das Computerprogrammprodukt 148 für die Auswerteeinrichtung 130 der Vorrichtung 150 zur Kontrolle von Volumina mindestens zweier Proben dient daher, wie der Datenträger 146 mit dem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt 148 der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
