DE102019120201B3 - Anordnung mit Objektplatte und transparentem Markierungsrahmen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Objektplatte (1) zum Auffrieren einer Probe zum Bearbeiten in einem Mikrotom, die eine Oberseite (4) zum Auffrieren der Probe und eine Unterseite (5) aufweist, und einem transparenten Markierungsrahmen (6) mit eine Markierung bildenden opaken Stellen, der an der Objektplatte (1) angeordnet ist, sowie ein Verfahren zur Zuweisung einer Probe nach dem Auffrieren auf diese Objektplatte und ein Verfahren zur Identifizierung einer Probe, die auf dieser Objektplatte (1) aufgefroren ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Objektplatte zum Auffrieren einer Probe zum Bearbeiten in einem Mikrotom, ein Verfahren zur Zuweisung einer Probe nach dem Auffrieren auf einer Objektplatte sowie ein Verfahren zur Identifizierung einer Probe, die auf einer Objektplatte aufgefroren ist und dieser Objektplatte zugewiesen worden ist.
  • Stand der Technik
  • Ein Mikrotom ist ein Schneidegerät, mit dem man sehr dünne Schnittpräparate herstellen kann. Es dient zur Herstellung mikroskopischer Präparate, welche später beispielsweise durchstrahlt werden sollen, beispielsweise biologische Gewebe. Typische Einsatzgebiete sind vor allem weiche Materialien und Werkstoffe, wie beispielsweise aus der Medizin und Biologie, wie die Analytik von Kunststoffen.
  • Die Dicke der Schnitte ist dabei deutlich geringer als der Durchmesser eines menschlichen Haares und liegt bei typischerweise 0,1 bis 100 µm. Die Anwendung eines Mikrotoms wird als Mikrotomie bezeichnet.
  • Zum Schneiden von gefrorenen Proben werden Gefrier- oder Kryomikrotome eingesetzt, welche üblicherweise mit einer Kälteeinrichtung mit Kompressor/ Verdampfer gekühlt werden. Die tiefe Temperatur wird dazu genutzt, um die Härte der Probe zu erhöhen und damit schneidfähig zu machen. Ein Kryostat mit Mikrotom ist in der DE 10 2004 056 189 A1 gezeigt.
  • Für die Bearbeitung in solchen Kryomikrotomen bzw. Kryostat-Mikrotomen wird das zu präparierende Gewebe mit einem Gefriermedium auf einer Objektplatte aus gut wärmeleitendem Material aufgefroren. Dazu ist im Kryomikrotom bzw. Kryostat-Mikrotom eine Gefrierleiste angeordnet, in die die Objektplatten auf- bzw. eingebracht werden, so dass ein Wärmeaustausch stattfindet. Nach dem Auffrieren der Probe auf die Objektplatte wird die Objektplatte üblicherweise in einen Objekthalter eines im Kryostaten integrierten Mikrotoms eingespannt und die Probe mit dem Mikrotom bearbeitet. Da die Proben optisch häufig nicht zu unterscheiden sind, kann es jedoch zur Verwechslung verschiedener Proben kommen. Daher wird nach einer Lösung gesucht, die Unterscheidbarkeit der Proben zu verbessern.
  • US 2009 0 019 865 A1 offenbart eine Anordnung mit einer Objektplatte zum Auffrieren einer Probe zum Bearbeiten in einem Mikrotom, die eine Oberseite zum Auffrieren der Probe und eine Unterseite aufweist. Ein Probenbehälter kann aus transparentem Kunststoff bestehen, der als Schreiboberfläche dienen kann. Die Anordnung kann an dem Probenbehälter angeordnet werden.
  • DE 10 2014 200 448 A1 offenbart Präparatträgerelemente, die mit einem Barcode versehen sind.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden eine Anordnung mit einer Objektplatte, ein Verfahren zur Zuweisung einer Probe und ein Verfahren zur Identifizierung einer Probe mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Erfindung bedient sich der Maßnahme, eine Objektplatte mit einer Markierung zu versehen. Diese Markierung ist in Form von opaken Stellen eines transparenten Markierungsrahmens an der Objektplatte ausgebildet. Durch unterschiedliche Anordnung der opaken Stellen lassen sich unterschiedliche Muster bzw. Markierungen erzeugen und somit unterschiedliche Markierungsrahmen und die zugehörigen Objektplatten bzw. Proben unterscheiden.
  • Vorzugsweise sind die opaken Stellen so im Markierungsrahmen platziert, dass die Markierung an einer Unterseite des Markierungsrahmens erfassbar, insbesondere sichtbar ist. Insbesondere können die opaken Stellen an der Unterseite angeordnet sein; jedoch ist auch eine Anordnung innerhalb des transparenten Materials des Markierungsrahmens oder auf dessen Oberseite möglich, so lange dies von der Unterseite aus erfassbar ist. Auf diese Weise kann die Markierung sehr einfach von unten ausgelesen werden, so dass insbesondere Arbeitsschritte auf der Oberseite des Markierungsrahmens und insbesondere der Objektplatte nicht beeinträchtigt werden.
  • Erfindungsgemäß ist der Markierungsrahmen an der Unterseite der Objektplatte angeordnet. Insbesondere kann dadurch die horizontale Ausdehnung der Anordnung kompakt gehalten werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Markierungsrahmen an der Unterseite der Objektplatte eingeklemmt, eingehängt, eingeschraubt oder eingeklipst ist. Der Markierungsrahmen kann ebenso beispielsweise eine Halterung wie z.B. einen Schaft an der Unterseite der Objektplatte umgreifen.
  • Alternativ ist ebenso erfindungsgemäß, wenn der Markierungsrahmen die Objektplatte umgreifend angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist insbesondere ein Auslesen der Markierung gewünschtenfalls auch seitlich oder von oben möglich.
  • Bevorzugt ist der Markierungsrahmen in eine Ausnehmung in der Objektplatte eingelassen, bevorzugt geklemmt. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise eine zusätzliche Ausdehnung der Objektplatte durch den Markierungsrahmen vermieden wird.
  • Insbesondere ist die Markierung derart ausgebildet, dass sie bei seitlicher Lichteinstrahlung in den transparenten Markierungsrahmen von einem Lichtsensor erfassbar ist. Durch eine solche seitliche Lichteinstrahlung werden insbesondere Arbeitsschritte auf der Oberseite der Objektplatte nicht beeinträchtigt.
  • Insbesondere ist die Markierung derart ausgebildet, dass sie bei seitlicher Lichteinstrahlung in den transparenten Markierungsrahmen von einem Lichtsensor, der sich unterhalb des Markierungsrahmens befindet und der insbesondere einen Abschnitt des Markierungsrahmens in radialer Richtung überspannt, erfassbar ist. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise eine automatisierte Probenzuweisung und Probenidentifizierung möglich ist.
  • Vorzugsweise verlaufen die opaken Stellen in Umfangsrichtung auf dem Markierungsrahmen. Auf diese Weise kann ein Erfassen der Markierung insbesondere an mehreren Stellen in Umfangsrichtung erfolgen.
  • Vorzugsweise ist die Markierung so ausgebildet, dass sie an jeder Stelle in Umfangsrichtung erfassbar ist. Beispielsweise kann eine solche Markierung durch einen oder mehrere umlaufende Markierungsringe gebildet sein.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Objektplatte radialsymmetrisch ausgebildet. Dies ist jedoch nicht beschränkend zu verstehen. So sind auch rechteckige, quadratische und anders geformte Objektplatten denkbar.
  • Bevorzugt ist der Rahmen ringförmig ausgebildet um den Wärmeaustausch zwischen der Objektplatte und der Gefrierleiste zu gewährleisten. Dies ist vorteilhaft, da sich auf einer Ringform besonders einfach eine Markierung, z.B. in Form umlaufender Ringe, aufbringen lässt. Dies ist besonders vorteilhaft in Kombination mit einer radialsymmetrischen Objektplatte, ist jedoch nicht beschränkend zu verstehen. So sind auch quadratische und anders geformte Rahmen denkbar.
  • Zweckmäßigerweise ist der transparente Markierungsrahmen zumindest teilweise aus Kunststoff, wie z.B. Plexiglas, ausgebildet. Kunststoff ist vorteilhaft, da es ein bruchsicheres Material und einfach herzustellendes ist. Jedoch ist auch Glas als Material bevorzugt, da es sich besonders einfach und effektiv reinigen und desinfizieren lässt.
  • Insbesondere weist der Markierungsrahmen einen rechteckigen Querschnitt auf. Dies erlaubt eine besonders einfache Fertigung und eine gute Anpassbarkeit an die Objektplatte. Auch weist der Markierungsrahmen dann eine ebene Unterseite zur Aufbringung und/oder Erfassung der Markierung auf.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Markierung opake und vorzugsweise auch transparente konzentrische Kreise auf. Diese eignen sich besonders, um bei einem ringförmigen Rahmen ein radialsymmetrisches Muster bereitzustellen, das an jedem Rahmenabschnitt gleichermaßen ausgelesen werden kann. Bevorzugt bilden die konzentrischen Kreise ein farbiges Muster, ein Hell/Dunkel-Muster und/oder ein Graustufenmuster auf. Durch unterschiedliche Anzahlen von konzentrischen Kreisen und/oder durch unterschiedliche Abstände zwischen den Kreisen und/oder durch unterschiedliche Farben lassen sich beliebig viele individuell kodierte Objektplatten bereitstellen. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise jede Probe einer individuell kodierten Objektplatte eindeutig zugeordnet werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Markierung auch ein eindimensionales Muster, wie ein Strichode, oder ein zweidimensionales Muster, wie ein QR-Code, sein. Eine solche Markierung kann insbesondere mehrfach über den Umfang des Markierungsrahmens aufgebracht sein, um möglichst leicht erfassbar zu sein.
  • Zweckmäßigerweise ist die Markierung geätzt und/oder aufgedruckt. Dies sind besonders zuverlässige und kostengünstige Verfahren zur Aufbringung der Markierung.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit Objektplatte und Markierungsrahmen schräg von oben;
    • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anordnung aus 1 schräg von unten;
    • 3 zeigt eine perspektivische Schnittansicht der Anordnung aus 1 schräg von oben;
    • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung schräg von unten während der Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
    • 5 zeigt eine Draufsicht der Anordnung aus 1.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit Objektplatte und Markierungsrahmen wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
  • In den 1 bis 5 ist eine radialsymmetrische, scheibenförmige Objektplatte zum Auffrieren einer Probe zum Bearbeiten in einem Mikrotom dargestellt und mit 1 bezeichnet. Diese Objektplatte 1 weist in axialer Richtung eine Oberseite 4 und eine Unterseite 5 auf. Auf der Oberseite 4 weist die Objektplatte 1 mehrere konzentrische Erhebungen 2 auf, was besonders gut in den 1 und 3 sichtbar ist. Dies ist vorteilhaft für eine gute Haftung einer aufgefrorenen Probe auf der Objektplatte 1. Die Objektplatte 1 weist in radialer Richtung eine Kerbe 3 auf.
  • Die Objektplatte weist auf ihrer Unterseite 5 einen ringförmigen transparenten Markierungsrahmen 6 auf. Dieser ist insbesondere aus Kunststoff oder Glas ausgebildet und weist einen rechteckigen Querschnitt auf, was in 3 erkennbar ist. Er umgreift bzw. umklemmt einen Schaft 40 der Objektplatte 1. An der Unterseite weist der Rahmen 6 eine Markierung auf, die durch ein radialsymmetrisches kodiertes Muster gebildet ist. Dieses besteht hier aus konzentrischen opaken Kreisen 6a, 6c, zwischen bzw. neben denen transparente Bereiche 6b, 6d liegen. Die opaken Stellen sind bevorzugt auf den Rahmen aufgedruckt oder geätzt. Die konzentrischen Kreise 6a, 6b, 6c, 6d bilden hier beispielsweise ein farbiges Muster, ein Hell/Dunkel-Muster oder ein Graustufenmuster. So ist beispielsweise ein erster Kreis 6a blau, ein zweiter Kreis 6b transparent und farblos, ein dritter Kreis 6c rot und ein vierter Kreis 6d transparent und farblos. Auch die radiale Ausdehnung der einzelnen Kreise 6a, 6b, 6c, 6d kann sich unterscheiden. Durch Variation beispielsweise der Farben und Abstände der konzentrischen Kreise kann eine große Anzahl von Objektplatten unterschieden werden und jede Objektplatte kann individuell identifiziert und einer bestimmten Probe zugewiesen werden. Umgekehrt kann eine zugewiesene Probe anhand der Markierung identifiziert werden.
  • Anhand von 4 wird nun eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Zuweisung einer Probe nach dem Auffrieren auf einer Objektplatte beschrieben. In 4 sind zusätzlich zur Anordnung aus Objektplatte 1 und Markierungsrahmen 6 eine Lichtquelle 30 und ein Lichtsensor 20 dargestellt. Wird Licht mittels der Lichtquelle 30 hier seitlich in den transparenten Rahmen 6 eingestrahlt, leuchtet die Markierung auf dem transparenten Rahmen derart auf, dass es von dem Lichtsensor 20, der sich unterhalb des Rahmens 6 befindet und einen Abschnitt des Rahmens 6 in radialer Richtung überspannt, erfassbar bzw. auslesbar ist. Die Markierung wird somit von dem Lichtsensor 20 erfasst.
  • In einem nächsten Schritt wird eine Zuweisung zwischen der ausgelesenen Markierung und der Probe hergestellt, z.B. notiert oder in einer Datenbank gespeichert. Dies kann beispielsweise computergesteuert erfolgen, indem ein Nutzer aufgefordert wird, eine Bezeichnung für die Probe auf einer Tastatur einzugeben oder den mit der Probe gelieferten Barcode, z.B. der auf dem Probentransportgefäß angebrachten Code, zu scannen. In der Folge speichert z.B. ein Computerprogramm eine Zuweisung der ausgelesenen Markierung zu der Bezeichnung für die Probe.
  • Vorzugsweise wird die Zuweisung dabei nur explizit löschbar gespeichert, d.h. ein versehentliches Überschreiben einer existierenden Zuweisung kann nicht stattfinden. Vielmehr müssen bestehende Zuweisungen zunächst explizit gelöscht werden, bevor die Objektplatte einer anderen Probe zugewiesen werden kann und umgekehrt.
  • Zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit kann vorgesehen sein, dass die Herstellung einer Zuweisung zwischen einer Probe und einer Objektplatte bei einer bereits bestehenden Zuweisung der Probe oder der Objektplatte verweigert wird und ein Warnhinweis erfolgt. Zweckmäßigerweise wird der Warnhinweis in ein Protokoll eingetragen und das Protokoll wird gespeichert. So kann später gegebenenfalls nachvollzogen werden, wenn Proben zu falschen Objektträgern gelangt sind.
  • Zur späteren Identifizierung einer Probe, die auf einer Objektplatte 1 aufgefroren ist, wird mittels der Lichtquelle 30 seitlich Licht in den transparenten Markierungsrahmen 6 eingestrahlt und die Markierung erfasst.

Claims (19)

  1. Anordnung mit einer Objektplatte (1) zum Auffrieren einer Probe zum Bearbeiten in einem Mikrotom, die eine Oberseite (4) zum Auffrieren der Probe und eine Unterseite (5) aufweist, und einem transparenten Markierungsrahmen (6) mit eine Markierung bildenden opaken Stellen, der an der Objektplatte (1) angeordnet ist, wobei der Markierungsrahmen an der Unterseite (5) der Objektplatte (1) oder die Objektplatte (1) umgreifend angeordnet ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die opaken Stellen so im Markierungsrahmen platziert sind, dass die Markierung an einer Unterseite des Markierungsrahmens erfassbar ist.
  3. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Markierung derart ausgebildet ist, dass sie bei seitlicher Lichteinstrahlung in den transparenten Markierungsrahmen (6) von einem Lichtsensor (20) erfassbar ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Markierung derart ausgebildet ist, dass sie bei seitlicher Lichteinstrahlung in den transparenten Markierungsrahmen (6) von einem Lichtsensor (20), der sich unterhalb des Rahmens (6) befindet und der insbesondere einen Abschnitt des Rahmens (6) in radialer Richtung überspannt, erfassbar ist.
  5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die opaken Stellen in Umfangsrichtung auf dem Markierungsrahmen (6) verlaufen.
  6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Markierung so ausgebildet ist, dass sie an jeder Stelle in Umfangsrichtung erfassbar ist.
  7. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Objektplatte (1) radialsymmetrisch ausgebildet ist.
  8. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Markierungsrahmen (6) ringförmig ausgebildet ist.
  9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Markierungsrahmen (6) zumindest teilweise aus Kunststoff oder Glas ausgebildet ist.
  10. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Markierungsrahmen (6) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
  11. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Markierung konzentrische Kreise (6a, 6b, 6c, 6d) aufweist.
  12. Anordnung nach Anspruch 11, wobei die konzentrischen Kreise (6a, 6b, 6c, 6d) ein farbiges Muster, ein Hell/Dunkel-Muster und/oder ein Graustufenmuster bilden.
  13. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Markierungsrahmen (6) in eine Ausnehmung in der Objektplatte (1) eingelassen, bevorzugt geklemmt ist.
  14. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Markierung geätzt und/oder aufgedruckt ist.
  15. Verfahren zur Zuweisung einer Probe vor oder nach dem Auffrieren auf einer Objektplatte (1) einer Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche zu dieser Objektplatte (1), umfassend die Schritte: - Beleuchten des Markierungsrahmens (6) durch Lichteinstrahlung mit einer Lichtquelle (30); - Erfassen der Markierung mittels eines Lichtsensors (20); - Herstellen einer Zuweisung zwischen der Probe und der Markierung.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Zuweisung nur explizit löschbar gespeichert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Herstellung einer Zuweisung zwischen einer Probe und einer Objektplatte bei einer bestehenden Zuweisung der Probe oder der Objektplatte verweigert wird und ein Warnhinweis erfolgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Warnhinweis in ein Protokoll eingetragen und das Protokoll gespeichert wird.
  19. Verfahren zur Identifizierung einer Probe, die auf einer Objektplatte (1) einer Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche aufgefroren ist und dieser Objektplatte (1) in einem Verfahren nach Anspruch 15 zugewiesen worden ist, umfassend die Schritte: - Beleuchten des Markierungsrahmens (6) durch Lichteinstrahlung mit einer Lichtquelle (30); - Erfassen der Markierung mittels eines Lichtsensors (20); - Identifizieren der Probe auf Grundlage der Zuweisung.
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