DE10205977A1

DE10205977A1 - Workstation zum Durchführen von chemischen und biologischen Verfahren in Mikrotiterplatten

Info

Publication number: DE10205977A1
Application number: DE2002105977
Authority: DE
Inventors: Boris Von Beichmann
Original assignee: Eppendorf SE
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2003-08-28

Abstract

Workstation zum Durchführen von chemischen und biologischen Verfahren in Mikrotiterplatten, mit einem Roboter, der die Mikrotiterplatten zwischen unterschiedlichen Bearbeitungsplätzen in der Workstation bewegt, wobei auf einem der Bearbeitungsplätze ein Thermocycler angeordnet ist, der einen höhenjustierbaren Heizdeckel aufweist, wobei mit dem Thermocycler als optionale automatisierbare Funktion des Thermocyclers eine Verbindung der Mikrotiterplatte mit einer geeigneten auf der Mikrotiterplatte flächig angeordneten Folie ausführbar ist, und die Verbindung der Folie mit der Mikrotiterplatte durch mittels Druck und/oder Erwärmung über den justierbaren Heizdeckel erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Workstation gemäß des Oberbegriffes des Anspruches 1. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine spezielle Verwendung eines Thermocyclers in einer Workstation sowie auf einen geeigneten Thermocycler.

Mit dem Begriff Workstation werden üblicherweise Einrichtungen bezeichnet, in denen automatisch chemische bzw. biologische Verfahren in Flüssigansätzen durchgeführt werden.

In der Regel erfolgt die Abarbeitung in Mikrotiterplatten, die in Abhängigkeit vom Format 96, 384 etc. Vertiefungen aufweisen, die als Probengefäße für jeweils einen Flüssigkeitsansatz dienen.

Übliche Workstations weisen mehrere Bearbeitungsplätze auf, in denen z. B. jeweils eine Mikrotiterplatte behandelt werden kann. Die Workstation enthält weiterhin mindestens einen Roboter, der alle oder zumindest einen Teil der Bearbeitungsplätze abdeckt. Mit dem Roboter können z. B. unterschiedliche Bearbeitungsschritte wie Pipettieren oder Mischen durchgeführt werden. Weiterhin können mit dem Roboter die Mikrotiterplatten von einem Bearbeitungsplatz zu einem ander en bewegt werden.

Übliche Workstations weisen wie angesprochen unterschiedliche Bearbeitungsplätze auf, von denen bei gattungsgemäßen Workstations einer mit einem Thermocycler besetzt ist, mit dem PCR-Verfahren durchgeführt werden können.

Bei der Durchführung von PCR-Verfahren werden die Probengefäße der Mikrotiterplatten in dem Thermocycler zyklisch erwärmt bzw. abgekühlt. Es kommt zu Verdunstungs- bzw. Kondensationsprozessen, die es erforderlich machen, daß die Öffnungen der Probengefäße in den Mikrotiterplatten während der PCR dampfdicht verschlossen sind.

Üblicherweise wird hierzu vor der PCR eine geeignete dampfdichte Folie, z. B. aus Kunststoff oder Aluminium, auf die die Öffnungen tragende Seite der Mikrotiterplatte gelegt und dann z. B. mit den Bereichen zwischen den Öffnungen verklebt.

Bekannt ist auch, Folien zu verwenden, die sich mit der Mikrotiterplatte wärmeversiegeln lassen. Die Versiegelung erfolgt in speziellen Siegelstationen, die die zur Versiegelung erforderliche Temperatur und/oder Druck auf die Folie ausüben können.

In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, einen Thermocycler mit justierbarem Heizdeckel zur Versiegelung einzusetzen. In diesem Fall wird eine Folie verwendet, die bei den üblicherweise in Heizdeckeln von Thermocyclern einstellbaren Temperaturen bis 110°C mit der Mikrotiterplatte versiegelbar ist.

In allen genannten Fällen wird die Folie aber manuell vom Anwender auf der in dem Thermocycler befindlichen Mikrotiterplatte angeordnet und auch die weitere Versiegelung bzw. Verbindung der Folie mit der Mikrotiterplatte erfolgt durch entsprechende individuelle Aktionen des Anwenders.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Workstation zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik eine weitere Automatisierung erlaubt.

Danach ist vorgesehen, daß der Cycler als weitere automatisierbare Funktion in der Workstation die Versiegelung der Mikrotiterplatten mit einer dafür geeigneten Folie durchführt.

Die Folie kann dabei in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ebenfalls automatisch auf einer im Thermocycler befindlichen Mitkrotiterplatte angeordnet werden.

Bei den bislang im Stand der Technik bekannten Lösungen scheitert eine automatische Anordnung der Folie auf der Mikrotiterplatte daran, daß die zur Versiegelung eingesetzten Folien von üblichen in Workstations vorgesehenen Robotern nicht gehalten bzw. entsprechend gezielt bewegt bzw. positioniert werden können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, daß die Folie in einer speziellen Einrichtung flächig gespannt aufgenommen ist, wobei die Einrichtung von einem üblichen Roboter in einer Workstation ergriffen und bewegt werden kann.

Eine solche Halteeinrichtung kann z. B. ein Rahmen sein, mit mindestens zwei Stirnseiten und einem verbindenden Element, wobei die Folie flächig zwischen den beiden Stirnseiten gespannt ist. Wird die Folie gemäß dieser Ausgestaltung gehalten, so läßt sich die Versiegelung bzw. Verbindung von Mikrotiterplatten mit einer Folie in Workstations vollautomatisch durchführen.

Die Begriffe Versiegelung bzw. Verbindung sind weit zu fassen. Sie schließen eine Wärmebehandlung von Folien mittels des Heitzdeckels des Cyclers ein, aber decken auch den Fall ab, wo über den Heizdeckel lediglich Druck auf die auf der Platte angeordnete Folie appliziert wird. Denkbar ist dies z. B. bei Folien, die mit einer Klebemittelschicht versehen sind oder Folien, die auf andere Art und Weise mit der Mikrotiterplatte eine Verbindung eingehen können.

Es wird diesbezüglich auf die parallel eingereichte Anmeldung derselben Anmelder verwiesen, die geeignete Folien betrifft.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Verwendung eines Thermocyclers zur automatisierbaren Verbindung einer Mikrotiterplatte mit einer Folie sowie einen Thermocycler, der speziell für die erfindungsgemäßen Workstations geeignet ist.

Der Thermocycler entspricht im wesentlichen üblichen Thermocyclern mit einem justierbaren Heizdeckel. Allerdings ist der Querschnitt des Heizdeckels der zur Verfügung stehenden zugänglichen Fläche oberhalb einer auf einer Mikrotiterplatte im Cycler angeordneten Folie angepaßt.

Insbesondere, wenn die Folie z. B. in einen seitlich nach oben überstehenden Rahmen gespannt ist, muss die zur Versiegelung in Kontakt mit der Folie bringbare Fläche des Heizdeckels passend zu dem freien Querschnitt des Rahmens dimensioniert werden. Denkbar ist z. B. den Heizdeckel insgesamt mit einem passenden Querschnitt auszubilden. Denkbar ist auch, den Heizdeckel mit einem vorspringenden Bereich auszubilden, der in Kontakt mit der Folie bringbar ist.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand einer Abbildung, die ein Ausführungsbeispiel für einen Cycler zeigt, näher erläutert werden.
Die Abbildung zeigt einen Cycler 10 mit einem Heizblock 11, der Ausnehmungen 12 aufweist. In den Heizblock 11 ist eine Mikrotiterplatte 13 mit ihren Probengefäßen 14 in die Ausnehmungen 12 das Heizblockes 11 eingesetzt.
In den Probengefäßen 14 ist flüssiges Probematerial 16 enthalten, das mittels PCR behandelt werden soll. Um ein Verdunsten der Flüssigkeit 16 zu verhindern, ist die Mikrotiterplatte 13 auf ihrer Öffnungen 17 der Probengefäße 14 tragenden Seite mit einer Folie 18 verschlossen.
Die Folie 18 ist in einem Rahmen 19 gespannt aufgenommen, der wie oben ausgeführt, eine Manipulation der Folie 18 mittels eines üblichen in Workstations vorhandenen Roboters ermöglichen kann.
Der Thermocycler 10 weist einen justierbaren Heizdeckel 20 auf, der in seiner Hauptfunktion während der PCR auf die mit der Folie 18 verschlossene Platte 13 abgesenkt wird und zusammen mit dem Heizblock 11 die Temperierung der Probengefäße 14 bewirkt.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß der Heizdeckel 20 dazu verwendet wird, die Folie 18 mit der Platte 13 zu verbinden. Die Verbindung kann mittels der in dem Heizdeckel 20 erzeugten Wärme und/oder über Ausübung von Druck mittels des Heizdeckels 20 erfolgen. Geeignete Folien 18 weisen z. B. (nicht gezeigt) eine Klebemittelschicht auf, die die Verbindung mit der Mikrotiterplatte 13 bewirkt. Weitere geeignete Folien sind z. B. aus einem thermisch versiegelbaren Material hergestellt, das bei den im Heizdeckel 20 erzeugbaren Temperaturen eine Verbindung mit der Platte 13 eingehen kann.
Damit die Folie 18 mittels eines in einer Workstation vorhandenen Roboters bewegt werden kann, ist sie wie oben ausgeführt in den Rahmen 19 eingespannt, der in der Regel fertigungstechnisch über den Rand der Folie 18 nach oben übersteht. Der Heizdeckel 20 ist daher mit einem in den freien Querschnitt des Rahmens 19 passenden Vorsprung 21 versehen, der problemlos in Kontakt mit der Oberfläche der Folie 18 bringbar ist.
Selbstverständlich sind auch Konstruktionen denkbar, in denen der Rahmen nicht übersteht bzw. nicht störend ist. In solchen Fällen kann ein üblicher Cycler ohne Anpassung eingesetzt werden.

Claims

1. Workstation zum Durchführen von chemischen und biologischen Verfahren in Mikrotiterplatten, mit einem Roboter, der die Mikrotiterplatten zwischen unterschiedlichen Bearbeitungsplätzen in der Workstation bewegt, wobei auf einem der Bearbeitungsplätze ein Thermocycler angeordnet ist, der einen höhenjustierbaren Heizdeckel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Thermocycler (10) als optionale automatisierbare Funktion eine Verbindung der Mikrotiterplatte (13) mit einer geeigneten auf der Mikrotiterplatte (13) flächig angeordneten Folie (18) ausführbar ist, wobei die Verbindung der Folie (18) mit der Mikrotiterplatte (13) durch mittels Druck und/oder Erwärmung über den justierbaren Heizdeckel (20) erfolgt.

2. Workstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Folie (18) auf der im Cycler befindlichen Mikrotiterplatte (13) automatisiert erfolgt.

3. Workstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (18) in einer Einrichtung (19) flächig gespannt gehalten ist, die von einem üblichen Roboter in Workstations bewegbar ist.

4. Workstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Folie (18) haltende Einrichtung ein Rahmen (19) ist.

5. Thermocycler für eine Workstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Cycler (10) einen Heizdeckel (20) aufweist, dessen Heizfläche so dimensioniert ist, daß er durch den freien Querschnitt der Einrichtung (19) hindurchführbar ist.

6. Verwendung eines Thermocylcers zur automatisierten Verbindung einer Mikrotiterplatte (13) mit einer geeigneten auf der Mikrotiterplatte (13) flächig angeordneten Folie (18) in üblichen Workstations.