DE10218988C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Benetzen von Objekten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Benetzen von Objekten mit einer Flüssigkeit mit einer Einrichtung (1) zum Tragen eines Objektträgers, der von einer Plattform (7) beabstandet ist. DOLLAR A Um den Flüssigkeitsbedarf zu reduzieren, wird der Objektträger mit einer Einrichtung (44) relativ zur Plattform (7) angehoben oder abgesenkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Benetzen von Objekten, insbesondere Materialien, mit einer Flüssigkeit, die ein Nach­ weismittel oder eine zu isolierende Substanz ent­ halten kann, mit einer Einrichtung zum Tragen eines Objektträgers, der von einer Plattform beabstandet ist.

Die Vorrichtung kann sowohl zum Nachweis, bei­ spielsweise unter Verwendung von Färbe-, Hybridi­ sierungs-, Nucleinsäure-Protein-Bindungs- oder Pro­ tein-Protein-Bindungsverfahren, als auch zur Iso­ lierung von Strukturen und/oder Bestandteilen bio­ logischer Materialien verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an der Unter­ seite des Objektträgers Materialien, insbesondere biologische Materialien, beispielsweise Gewebepro­ ben, Zellen, Zellextrakte, Nukleinsäuren wie DNA, RNA, oder Oligonukleotide, Proteine einschließlich Peptide, Haptene, Antigene, Antikörper oder Frag­ mente davon punktuell oder in Form sogenannter Ar­ rays aufgebracht werden. Erfindungsgemäß ist eben­ falls vorgesehen, dass an der Unterseite des Ob­ jektträgers auch Biochips, die die vorgenannten biologischen Materialien in fixierter Form aufwei­ sen, angebracht werden können.

Die Unterseite des Objektträgers mit den Materia­ lien ist in einem geringen Abstand zu der Plattform angeordnet. Der zwischen der Unterseite des Objekt­ trägers und der Plattform gebildete Zwischenraum dient zur Aufnahme einer Flüssigkeit, die entweder ein oder mehrere Mittel enthält, die zum Nachweis der auf dem Objektträger aufgebrachten Materialien dienen, oder Substanzen, die unter Verwendung der auf dem Objektträger aufgebrachten Materialien iso­ liert werden sollen.

Werden beispielsweise biologische Materialien wie Zellen oder Gewebeproben auf den Objektträger auf­ gebracht, kann die Flüssigkeit beispielsweise Fär­ bemittel enthalten, um spezifische Zellbestandteile oder -strukturen zu färben und so nachzuweisen. Die Flüssigkeit kann aber auch Nukleinsäuren wie DNA, RNA oder Oligonukleotide enthalten, die vorzugs­ weise in geeigneter Form markiert sind und die sich nach Inkontaktbringen mit den am Objektträger be­ findlichen Zellen oder Gewebeproben unter Hybridi­ sierungsbedingungen an komplementäre Nukleinsäuren in den Zellen oder Gewebeproben anlagern und so deren spezifischen Nachweis ermöglichen. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung kann also auch zur Durch­ führung von in situ-Hybridisierungen verwendet wer­ den. Die Flüssigkeit kann auch, vorzugsweise mar­ kierte, Antikörper oder geeignete Fragmente davon enthalten, mit deren Hilfe ein spezifischer Nach­ weis von Proteinen in den Zellen oder Gewebeproben möglich ist.

Werden an der Objektträger-Unterseite Nukleinsäuren wie RNA oder DNA angebracht, kann die Flüssigkeit, vorzugsweise markierte, Oligonukleotide, RNA oder DNA enthalten, die unter Hybridisierungsbedingungen mit komplementären Nuklein­ säuren am Objektträger hybridisieren und so deren Nachweis ermög­ lichen. Die Flüssigkeit kann jedoch auch Proteine enthalten. Handelt es sich beispielsweise um DNA-bindende Proteine, können diese nach Bindung an eine oder mehrere der am Objektträger befindli­ chen Nukleinsäuren, insbesondere DNA, aus der Flüssigkeit isoliert werden.

Werden an der Unterseite des Objektträgers Proteine und/oder Pep­ tide angebracht, so kann die Flüssigkeit beispielsweise Antikörper enthalten, die einen spezifischen Nachweis von Proteinen ermögli­ chen. Die Flüssigkeit kann jedoch auch Proteine oder Peptide ent­ halten, insbesondere solche, die an andere Proteine binden können. In diesem Fall besteht einerseits die Möglichkeit, spezifische Protei­ ne aus der Flüssigkeit zu isolieren, indem diese an geeignete Protei­ ne am Objektträger binden. Andererseits lassen sich dadurch auch Proteine am Objektträger nachweisen, insbesondere wenn die in der Flüssigkeit befindlichen Proteine oder Peptide in geeigneter Weise markiert sind.

Werden auf die Unterseite des Objektträgers Antikörper aufgebracht, können in der Flüssigkeit befindliche Antigene isoliert werden.

Aus der DE 42 33 794 C2 ist eine Vorrichtung zum Färben von Ge­ webeproben mit einem Gestell und auf dem Gestell vorgesehenen Färbetrögen zum Abstützen von Objektträgern bekannt, an deren Unterseite je ein Gewebestück befestigt ist. Jeder Färbetrog umfasst ein Plateau mit einer ebenen Oberseite, eine Tropffläche zur Auf­ nahme einer Flüssigkeit, eine Flüssigkeitsablauföffnung, welche in einer oberen Fläche des Färbetroges mündet und zum Ableiten der auf dem Plateau benutzten Flüssigkeit über einen Durchlass an eine Senke anschließbar ist, und Stützmittel zum Abstützen eines Objekt­ trägers in solcher Höhe über jedem Plateau, das zwischen der Ober­ seite des Plateaus und der Unterseite des Objektträgers ein Kapillar­ spalt gebildet ist. Die Tropffläche schließt an ein Ende der Plateau­ oberseite an. Die Flüssigkeitsablauföffnung mündet an dem genann­ ten Ende des Plateaus. Eine Flüssigkeitszuleitungsöffnung mündet in einer oberen Fläche des Färbetroges und steht über einen Durch­ lass im Färbetrog mit der Flüssigkeitsablauföffnung in Verbindung. Die Flüssigkeitszuleitungsöffnung ist zum Ableiten der auf dem Pla­ teau benutzten Flüssigkeit über die Flüssigkeitsablauföffnung und den Durchlass an eine Senke anschließbar. Auf der Oberseite des Plateaus sind Wehre vorgesehen, die sich von dem einen Ende der Oberseite aus in der Weise erstrecken, dass sie eine Abtrennung zwischen der Tropffläche und der Flüssigkeitsablauföffnung bilden, um zu verhindern, dass auf die Tropffläche abgegebene Flüssigkeit direkt zur Flüssigkeitsablauföffnung fließt. Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass der im Betrieb auftretende Flüssigkeits­ verbrauch relativ hoch ist.

Die DE 39 05 465 C2 offenbart eine ähnliche Vorrichtung wie die vorab gewürdigte DE 42 33 794 C2.

Die US 4,654,200 offenbart eine Vorrichtung zum Benetzen von Ob­ jekten mit einer Flüssigkeit. Bei der bekannten Vorrichtung wird eine Waschflüssigkeit auf die Oberseite eines Objektträgers geträufelt. Der Objektträger wird einseitig angehoben, um ein Ablaufen der Waschflüssigkeit zu ermöglichen. Die Flüssigkeit wird nicht in einen Zwischenraum zwischen dem Objektträger und einer Plattform ein­ gebracht.

Die DE 199 49 735 A1 betrifft das Prozessieren von kleinsten Pro­ bemengen. Es geht darum, die bei kleinsten Flüssigkeitsmengen disproportional wachsenden Behälterwandkontaktflächen mit ihren größtenteils schädlichen Einflüssen durch die Verwendung von ste­ henden oder hängenden Tröpfchen als Mikroreaktoren für das Pro­ zessieren zu verringern. Dabei sitzen die Tröpfchen auf benetzungs­ freundlichen Ankern in ansonsten benetzungsfeindlichen Oberflä­ chen auf und besitzen daher eine wohldefinierte Wandkontaktfläche.

Die EP 0 961 110 A2 betrifft eine Vorrichtung, mit der eine dünne Blutschicht für eine mikroskopische Untersuchung erzeugt werden kann. Dazu wird auf einen Tropfen Blut, der auf der oberen Seite eines horizontal liegenden Objektträgers aufgeträufelt wird, ein be­ wegliches Deckglas aufgebracht. Dabei liegt das Deckglas auf Ab­ standshaltern an den beiden Enden des Objektträgers auf. Das Deckglas wird in der Mitte durchgebogen, um den Bluttropfen zu verbreitern. Durch Adhäsionskräfte wird das Deckglas in dem gebo­ genen Zustand gehalten.

Die FR 2 426 254 beschreibt eine Vorrichtung zur Blutanalyse. Um Blut und andere Reagenzien zuführen zu können, wird ein Kapillar­ spalt benutzt. Um die Flüssigkeiten zu entfernen, wird die Zentrifu­ galkraft ausgenutzt.

Aus der US 3,667,896 ist eine Vorrichtung zum Benetzen von Objek­ ten mit einer Flüssigkeit bekannt, die eine Einrichtung zum Tragen eines Objektträgers aufweist, der von einer Plattform beabstandet ist. Das Einbringen der Flüssigkeit erfolgt durch eine Öffnung in der Plattform. Durch die Bewegung zwischen der Plattform und dem Ob­ jektträger wird eine gleichmäßige Verteilung der aufgebrachten Flüs­ sigkeit erreicht. Die Entfernung überschüssiger Flüssigkeit erfolgt durch Abwischen an einer Kante der Plattform während dieser Be­ wegung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine vorab beschriebene Vorrichtung und ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 20 an­ zugeben, wobei der Flüssigkeitsverbrauch gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren reduziert ist. Insbesondere soll ein vollständiges und bla­ senfreies Befüllen und Entleeren des Zwischenraums zwischen Plattform und Objektträgerunterseite er­ möglicht werden, und zwar sowohl für automati­ sierte und halbautomatisierte als auch für manuelle Anwendungen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Pa­ tentanspruchs 1 und ein Verfahren gemäß Patentan­ spruchs 20 gelöst. Die übrigen Patentansprüche be­ schreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Anmel­ dungsgegenstände im Sinne der Aufgabenstellung.

Die beanspruchte Vorrichtung dient zum Benetzen, insbesondere zum Färben oder Hybridisieren, von biologischen Materialien, wie Gewebe, DNA/RNA, Bio­ chips etc., mit einer Flüssigkeit. Die Vorrichtung ist mit einer Einrichtung zum Tragen eines Objekt­ trägers ausgestattet, der von einer Plattform beabstandet ist. Durch eine in die Vorrichtung zum Benetzen integrierte Einrichtung wird es ermög­ licht, den Objektträger relativ zu der Plattform oder die Plattform relativ zum Objektträger anzuhe­ ben und abzusenken. Im angehobenen Zustand des Ob­ jektträgers kann die benötigte Flüssigkeitsmenge in die Vorrichtung eingebracht werden. Beim Absenken des Objektträgers wird die eingebrachte Flüssigkeit gleichmäßig in dem Zwischenraum zwischen Plattform­ oberfläche und Objektträgerunterseite verteilt. Ein mehrfaches Anheben und Absenken des Objektträgers ermöglicht es, verschiedene Flüssigkeiten miteinan­ der zu vermischen. Im abgesenkten Zustand des Ob­ jektträgers kann das zwischen Plattformoberfläche und Objektträgerunterseite angeordnete, benetzte Gewebe mikroskopisch untersucht werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist durch eine Stützeinrichtung gekennzeichnet, auf welcher der Objektträger beim Anheben und Absenken mit einer Seite oder einer Ecke zur Auflage kommt, wobei die gegenüberliegende Seite oder Ecke des Ob­ jektträgers auf der Einrichtung zum Anheben und Ab­ senken des Objektträgers aufliegt. Dadurch wird eine bewegliche Kippeinrichtung geschaffen, die ein reversibles Schwenken des Objektträgers um eine seiner Seiten oder um eine Gerade, die durch eine seiner Ecken verläuft, ermöglicht. Die bewegliche Kippeinrichtung zum Anheben und Absenken des Ob­ jektträgers gewährleistet einen sehr geringen Flüs­ sigkeitsbedarf, was sich insbesondere bei der Ver­ wendung teuerer Reagenzien positiv auswirkt. Die Stützeinrichtung und die Einrichtung zum Anheben und Absenken des Objektträgers sollten vorzugsweise im Randbereich des Objektträgers angreifen, damit das Gewebe an der Unterseite des Objektträgers im Betrieb der Vorrichtung nicht beschädigt wird. Der Objektträger kann sowohl um eine seiner kurzen als auch um eine seiner langen Seiten verschwenkt wer­ den. Die Anhebe- und Absenkeinrichtung kann mecha­ nisch, elektromagnetisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetrieben und betätigt werden. Insbesondere kann das Anheben und Absenken über Nocken, mit Hilfe von Federn oder durch eine schiefe Ebene gesteuert werden. Für eine manuelle Anwendung haben sich eine Nocken- und Dreheinrich­ tung und eine schiefe Ebene als besonders vorteil­ haft erwiesen. Das Absenken des Objektträgers er­ folgt aufgrund seines Eigengewichts, wobei auf ein langsames, gesteuertes Absenken zu achten ist. Der Absenkvorgang beträgt vorzugsweise etwa zwei Sekun­ den.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung zwei Auflagepunkte oder -flächen für den Objektträger beim Anheben und Absenken auf­ weist. Die beiden Auflagepunkte oder -flächen der Stützeinrichtung gewährleisten eine definierte Auf­ lage des Objektträgers auf der Stützeinrichtung beim Anheben und Absenken.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auflagepunkte oder -flächen der Stützein­ richtung in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner als die Länge der beim Anheben und Absenken daran aufliegenden Seite des Objekt­ trägers ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Objektträger beim Anheben und Absenken sicher auf der Stützeinrichtung aufliegt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anhebe- und Absenkeinrichtung mindestens einen, insbesondere zwei Stößel umfasst, auf dem bezie­ hungsweise denen der Objektträger beim Anheben und Absenken aufliegt und der beziehungsweise die im Wesentlichen senkrecht zu dem Objektträger hin und her bewegbar ist beziehungsweise sind. An dem zu dem Objektträger gerichteten freien Ende des Stö­ ßels kann ein Auflagepunkt oder eine Auflagefläche für den Objektträger beim Anheben und Absenken aus­ gebildet sein.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform im abgesenkten Zustand des Objektträgers im Wesentlichen parallel zu diesem angeordnet ist. Die Größe der Plattform ist an die Größe der zu be­ netzenden Oberfläche beziehungsweise des mit Flüs­ sigkeit zu füllenden Zwischenraums zwischen Platt­ formoberfläche und Objektträgerunterseite ange­ bracht. Die Größen für Biochip-Anwendungen sind überwiegend genormt, wohingegen für das Färben von Gewebe keine normierten Vorgaben vorliegen. Um den Flüssigkeitsverbrauch gering zu halten, kann die Oberfläche der Plattform beim Färben von Gewebe deshalb kleiner sein, als für die Anwendung von Biochips. Die Plattform kann aus verschiedenen Ma­ terialien, zum Beispiel Edelstahl, Aluminium oder Kunststoff gebildet sein. Die Plattform kann auch aus einer Folie gebildet sein, die auf einen Rahmen gespannt ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform drei Auflagepunkte für den Objektträger im abgesenkten Zustand aufweist. Die drei Auflage­ punkte gewährleisten eine stabile, statisch be­ stimmte Lagerung des Objektträgers im abgesenkten Zustand. Die Auflagepunkte haben die Form von Erhö­ hungen der Plattformoberfläche und bilden so Di­ stanzmittel, die eine parallele Anordnung der Plattformoberfläche zu der Unterseite des Objekt­ trägers im abgesenkten Zustand gewährleisten.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei der drei Auflagepunkte für den Objektträger im ab­ gesenkten Zustand im Bereich der Seite des Objekt­ trägers angeordnet sind, die beim Anheben und Ab­ senken auf der Stützeinrichtung aufliegt. Diese Seite des Objektträgers wird nicht angehoben, son­ dern bildet die Schwenkachse beim Anheben und Ab­ senken des Objektträgers. Die zwei Auflagepunkte sind innerhalb der Plattform angeordnet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass einer der drei Auflagepunkte für den Objektträger im ab­ gesenkten Zustand im Bereich der Seite des Objekt­ trägers angeordnet ist, die beim Anheben und Absen­ ken des Objektträgers auf der Einrichtung zum Anhe­ ben und Absenken desselben aufliegt. Dieser Auf­ lagepunkt ist im abgesenkten Zustand des Objektträ­ gers oberhalb der Einrichtung zum Anheben und Ab­ senken des Objektträgers angeordnet. Die beiden an­ deren Auflagepunkte für den Objektträger im abge­ senkten Zustand sind oberhalb der Stützeinrichtung oder auf gleicher Höhe wie die Stützeinrichtung an­ geordnet. Dadurch wird gewährleistet, dass der Ob­ jektträger im abgesenkten Zustand nur auf den drei Auflagepunkten der Plattform aufliegt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Plattformoberfläche seitlich von zwei parallelen Schienen begrenzt ist. Die Schienen können Auflage­ flächen für den Objektträger bilden. Die Schienen können aber auch eine geringere Höhe als die Auf­ lagepunkte der Plattformoberfläche aufweisen. Die Schienen grenzen den Zwischenraum zwischen Platt­ formoberfläche und Objektträgerunterseite zur Umge­ bung hin ab. Dadurch wird ein Verdampfen der Flüs­ sigkeit unter dem Objektträger zumindest reduziert.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich der Stützeinrichtung angeordnete Ende der Plattform spitz zulaufend und/oder gerundet ausge­ bildet ist. Diese Ausgestaltung des Plattformendes ermöglicht ein restloses Ablaufen beziehungsweise Abziehen der Flüssigkeit aus dem Zwischenraum zwi­ schen Plattformoberfläche und Objektträgerunter­ seite beim Anheben des Objektträgers.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich der Stützeinrichtung angeordnete Ende der Plattform mit mindestens einem Ablauf- oder Absaug­ loch ausgestattet ist. Durch dieses Loch kann die Flüssigkeit bei Bedarf abgesaugt werden. Das Loch hat vorzugsweise einen Durchmesser von 0,5 bis 3 mm. Das Loch kann nicht nur zum Abführen, sondern auch zum Zuführen von Flüssigkeit verwendet werden. Das Zu- und Abführen von Flüssigkeit erfolgt vor­ zugsweise im angehobenen Zustand des Objektträgers. Das Loch kann auch außerhalb der Plattform, und zwar etwas unterhalb der Plattform, angeordnet sein.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ablauf- oder Absaugloch an dem spitz zulaufend und/oder gerundet ausgebildeten Ende der Plattform im Bereich der Stützeinrichtung angeordnet ist. Beim Anheben des Objektträgers sammelt sich die in dem Zwischenraum zwischen Plattformoberfläche und Objektträgerunterseite befindliche Flüssigkeit an dem spitz zulaufend und/oder gerundet ausgebildeten Ende der Plattform. Das dort angeordnete Loch ge­ währleistet, dass die Flüssigkeit vollständig ent­ fernt werden kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich der Einrichtung zum Anheben und Absenken des Objektträgers angeordnete Ende der Plattform spitz zulaufend und/oder gerundet ausgebildet ist. Diese Gestaltungsform bewirkt, dass sich die Flüs­ sigkeit beim Anheben des Objektträgers, aufgrund von Adhäsionskräften, gleichmäßig von diesem Ende zu dem entgegengesetzten Ende der Plattform zurück­ zieht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Stützeinrichtung zugewandten Ende der Plattform eine Pipettierfläche vorgesehen ist, die teilweise von einem Teil der Unterseite des Objektträgers überdeckt wird. Dadurch wird erreicht, dass der Ob­ jektträger mit einem Ende oder einer Seite zumin­ dest geringfügig über die Plattform hinausragt. Wenn Flüssigkeit in Tropfenform auf die Pipet­ tierfläche aufgebracht wird, so kommt sie mit der darüber befindlichen Unterseite des Objektträgers in Kontakt und wird aufgrund von Adhäsionskräften in den Spalt zwischen der Unterseite des Objektträ­ gers und der Plattformoberfläche eingezogen, wenn der Objektträger aus seiner angehobenen Stellung in die abgesenkte Stellung verschwenkt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettierfläche unterhalb der Plattformoberfläche angeordnet ist. Dadurch wird ein Aufnahmeraum für die Flüssigkeit zwischen der Pipettierfläche und einen Teil der Unterseite des Objektträgers ge­ schaffen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettierfläche 0,3 bis 0,5 mm unterhalb der Platt­ formoberfläche angeordnet ist. Dieser Abstand zwi­ schen Pipettierfläche und Plattformoberfläche hat sich bei im Rahmen der Erfindung durchgeführten Untersuchungen als besonders vorteilhaft erwiesen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwi­ schen der Plattform und der Pipettierfläche eine Stufe ausgebildet ist. Die Stufe beziehungsweise Kante verhindert, dass Flüssigkeit aus dem Zwi­ schenraum zwischen Plattformoberfläche und Objekt­ trägerunterseite über das Plattformende bis zu dem Objektträgerende auf dieser Seite zurückfließen kann. Dadurch wird sichergestellt, dass die Flüs­ sigkeit vollständig über das an diesem Plattformen­ de angeordnete Absaug- beziehungsweise Ablaufloch entfernt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettierfläche zur Plattform hin geneigt ausgebildet ist. Durch das Gefälle zur Plattform hin wird si­ chergestellt, dass die Flüssigkeit in den Zwischenraum zwischen Plattformoberfläche und Objektträgerunterseite gelangen kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Pipettierfläche mindestens ein Loch zum Zu- und/oder Abführen von Flüssigkeit vorgesehen ist. Dadurch wird gewährleistet, dass die Flüssigkeit über ein geeignetes Kanal- oder Schlauchsystem der Pipettierfläche automatisch, dosiert zugeführt werden kann.

Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Benet­ zen, insbesondere zum Färben oder Hybridisieren, von biologischen Materialien, wie Gewebe, DNA, RNA, Biochips etc., mit einer Flüs­ sigkeit, dadurch gelöst, dass der Objektträger relativ zu der Plattform um 1° bis 25°, insbesondere um 8° bis 10°, verschwenkt wird, um die Flüssigkeit gleichmäßig zwischen Objektträger und Plattform zu ver­ teilen beziehungsweise zu entfernen. Im abgesenkten Zustand des Objektträgers ist die Objektträgerunterseite parallel zur Plattform­ oberfläche angeordnet. Alternativ kann der Objektträger an dem dem Absaugloch gegenüberliegenden Ende bis auf die Plattform abge­ senkt werden, sofern der vordere Auflagepunkt nicht weggelassen wird. Dadurch entsteht ein negativer Winkel und hat zur Folge, dass das Flüssigkeitsvolumen weiter reduziert wird. Beim Verschwenken des Objektträgers um eine seiner Seiten oder Ecken wird die Flüs­ sigkeit durch Adhäsionskräfte zum verjüngten Ende des Spalts zwi­ schen der Plattform und der Unterseite des Objektträgers zurückge­ führt. Im angehobenen Zustand des Objektträgers kann Flüssigkeit an dem sich verjüngenden Ende des Spalts zugeführt werden. Beim Absenken des Objektträgers verteilt sich Flüssigkeit ausgehend von dem spitzen Ende des Spalts über den gesamten Zwischenraum zwischen Plattformoberfläche und Objektträgerunterseite. Im abge­ senkten Zustand des Objektträgers ist der Zwischenraum vollständig gefüllt. Wenn der Objektträger wieder angehoben wird, also um die­ selbe Seite wie beim Absenken verschwenkt wird, zieht sich die Flüssigkeit aus dem Zwischenraum wieder zu dem spitzen Ende des keilförmigen Spalts zurück. Die Verschwenkgeschwindigkeit muss sowohl beim Anheben als auch beim Absenken des Objektträgers gesteuert werden. Zu Beginn des Anhebens ist die Verschwenkge­ schwindigkeit etwas reduziert und beträgt etwa zwei Sekunden für 5 mm. Dadurch wird ein Abreißen des Flüssigkeitsfilms zwischen Platt­ formoberfläche und Objektträgerunterseite vermieden. Durch ein mehrmaliges Anheben und Absenken des Objektträgers können ver­ schiedene Flüssigkeiten in dem Zwischenraum zwischen Objektträ­ gerunterseite und Plattformoberfläche vermischt werden. Auch beim Reinigen der Objektträgerunterseite und der Plattformoberfläche hat sich ein mehrfaches Anheben und Absenken des Objektträgers un­ ter Einbringung von Reinigungsflüssigkeit in den Zwischenraum als vorteilhaft erwiesen. Die Verschwenkwinkel haben sich bei im Rah­ men der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen als besonders vorteilhaft erwiesen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Anheben eines Objektträgers an einem seiner kur­ zen Seiten;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, der in Fig. 1 mit II bezeichnet ist;

Fig. 3 ein Detail aus Fig. 1 in Schnittdarstellung;

Fig. 4 eine Variante des Oberteils der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben;

Fig. 5 das Oberteil aus Fig. 4 im umgedrehten Zustand;

Fig. 6 eine Draufsicht des in Fig. 4 dargestellten Oberteils;

Fig. 7 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 das Oberteil einer zweiten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht schräg von vorne;

Fig. 9 eine Draufsicht des in Fig. 8 darge­ stellten Oberteils;

Fig. 10 das zu dem in den Fig. 8 und 9 darge­ stellten Oberteil passende Unterteil in einer perspektivischen Ansicht schräg von vorne;

Fig. 11 das in den Fig. 8 und 9 dargestellte Oberteil im zusammengebauten Zustand mit dem in Fig. 10 dargestellten Unterteil in einer perspektivischen Ansicht schräg von vorne;

Fig. 12 die Vorrichtung aus Fig. 11 mit einem aufgelegten Objektträger;

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in einer per­ spektivischen Ansicht schräg von vorne;

Fig. 14 das Oberteil der in Fig. 13 dargestell­ ten Vorrichtung in Alleinstellung in einer perspektivischen Ansicht schräg von vorne;

Fig. 15 das Oberteil aus Fig. 14 in der Drauf­ sicht;

Fig. 16 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XVI-XVI in Fig. 15;

Fig. 17 das Oberteil einer weiteren Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Draufsicht;

Fig. 18 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XVIII-XVIII in Fig. 17 und

Fig. 19 das in den Fig. 17 und 18 dargestellte Oberteil in einer perspektivischen An­ sicht schräg von vorne.

Die in Fig. 1 perspektivisch in Explosionsdarstel­ lung gezeigte Vorrichtung zeigt ein Oberteil 1 und ein Unterteil 2 einer Vorrichtung zum Benetzen von Objekten, die auf der Unterseite von Objektträgern angeordnet sind. Das Oberteil 1 wird von einem rechteckigen Rahmen 3 mit einem Boden 5 gebildet. Darüber hinaus ist das Oberteil 1 mit einer Platt­ form 7 ausgestattet, die eine rechteckförmige Reak­ tionsfläche 8 aufweist.

Auf der Oberfläche der Plattform 7 erheben sich drei Auflagepunkte 11, 12 und 13. Der Auflagepunkt 11 ist an einem gerundeten Ende 15 der Plattform 7 angeordnet. Die beiden Auflagepunkte 12 und 13 sind an einem gerundeten Ende 18 der Plattform 7 ange­ ordnet, das dem gerundeten Ende 15 entgegengesetzt ist. Zwischen den beiden gerundeten Enden 15 und 18 der Plattform 7 erstreckt sich die rechteckförmige Reaktionsfläche 8. An einer kurzen Seite der Reak­ tionsfläche 8 ist der Auflagepunkt 11 etwa mittig angeordnet. An der entgegengesetzten kurzen Seite der Reaktionsfläche 8 sind die beiden Auflagepunkte 12 und 13 etwa jeweils am Ende der zugehörigen Seite angeordnet.

An dem gerundeten Ende 18 der Plattform 7 ist ein im Wesentlichen halbkreisförmiger Vorsprung 20 aus­ gebildet, der ein Absaugloch 21 einfasst, das sich quer durch die Plattform 7 erstreckt. Das Absaug­ loch 21 dient dazu, Flüssigkeit von der Reaktions­ fläche 8 abzuziehen.

An dem gerundeten Ende 18 ist an der Plattform 7 eine Stufe 23 ausgebildet, die in eine Pipet­ tierfläche 25 übergeht. Die Pipettierfläche 25 weist eine im Wesentlichen rechteckförmige Grund­ fläche auf, deren von der Stufe 23 abgewandte Enden abgerundet sind. Außerdem ist die Pipettierfläche 25 schräg zur Plattform 7 hin geneigt. Am oberen Ende der Pipettierfläche 25 ist eine Zuführöffnung 27 für Flüssigkeit angeordnet.

Auf der, in der Draufsicht betrachtet, linken Seite der Pipettierfläche 25 ist in einer Ecke des Rah­ mens 3 ein im Wesentlichen kreiszylindermantelför­ miges Reservoir 29 für Flüssigkeit angeordnet. Das Reservoir 29 dient zur flüssigkeitsdichten Aufnahme der Flüssigkeit und ist im Transportzustand, bei­ spielsweise durch eine Folie, verschlossen. Vor Gebrauch kann die Folie entfernt und die in dem Re­ servoir 29 enthaltene Flüssigkeit mit Hilfe einer Pipette auf die Pipettierfläche 25 geträufelt wer­ den.

In der ausschnittsweisen Vergrößerung in Fig. 2 sieht man deutlich, dass die Pipettierfläche 25 durch eine Einfassungwand 32 begrenzt wird, die, in der Draufsicht betrachtet, im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Von den Enden der Einfassungswand 32 gehen gerade Verbindungswände 33 und 34 aus, die parallel zu den kurzen Seiten der rechteckförmigen Reaktionsfläche 8 angeordnet sind. Die freien Enden der Verbindungswände 33 und 34 sind rechteckförmig abgewinkelt und verlaufen parallel zu den Längssei­ ten der rechteckförmigen Reaktionsfläche 8. Die ab­ gewinkelten Enden der Verbindungswände 33 und 34 bilden Stützflächen 35 und 36 für einen Objektträ­ ger beim Anheben und Absenken. Die Stützflächen 35 und 36 sind maximal genauso hoch wie die Auflage­ punkte 12 und 13. Darüber hinaus sind an den abge­ winkelten Enden der Verbindungswände 33 und 34 An­ schlagflächen 37 und 38 für einen Objektträger beim Anheben und Absenken ausgebildet, die ein uner­ wünschtes Verschieben des Objektträgers beim Anhe­ ben und Absenken verhindern.

In Fig. 1 sieht man, dass an dem gerundeten Ende 15 der Plattform 7 ein Steg 40 zur Verstärkung des Rahmens 3 ausgebildet ist. Auf der der Plattform 7 abgewandten Seite des Steges 40, der quer in dem Rahmen 3 angeordnet ist, ist in dem Boden 5 ein Durchgangsloch 41 ausgespart. Das Durchgangsloch 41 ermöglicht den Durchtritt eines Stößels 44, der hin und her bewegbar in dem Unterteil 2 geführt und an­ getrieben ist. An dem freien Ende des Stößels 44 ist eine punktförmige Auflagefläche 45 für ein Ende eines (nicht dargestellten) Objektträgers vorgese­ hen. Der Stößel 44 dient dazu, einen auf den Aufla­ gepunkten 11 bis 13 der Plattform 7 aufliegenden Objektträger an einem Ende anzuheben.

An dem dem Stößel 44 entgegengesetzten Ende des Unterteils 2 sind zwei Kupplungsteile 47 und 48 ausgebildet. Das Kupplungsteil 47 dient dazu, eine flüssigkeitsdichte Verbindung zu dem Absaugloch 21 herzustellen, das an dem gerundeten Ende 18 der Plattform 7 ausgebildet ist. Das Kupplungsteil 48 dient dazu, eine flüssigkeitsdichte Verbindung zu der Zuführöffnung 27 herzustellen, die in der Pi­ pettierfläche 25 ausgebildet ist.

In Fig. 3 ist vergrößert und im Schnitt darge­ stellt, wie die an dem Unterteil 2 vorgesehenen Kupplungsteile 47 und 48 mit dem Oberteil 3 gekop­ pelt sind. An dem Oberteil 1 ist jeweils ein Ein­ steckteil 50 ausgebildet, das in eine komplementär ausgebildete Öffnung 51 des jeweiligen Kupplungs­ teils 47, 48 eingreifen kann. Sowohl das Einsteck­ teil 50 als auch die Öffnung 51 sind leicht konisch ausgebildet, um eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen den beiden Teilen im zusammengebauten Zu­ stand zu gewährleisten.

In den Fig. 4 und 5 ist ein Oberteil 1' perspek­ tivisch dargestellt, das ähnlich wie das Oberteil 1 der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ausgebil­ det ist. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszei­ chen versehen, so dass insofern auf die Beschrei­ bung zu Fig. 1 verwiesen wird.

Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ober­ teil 1' sind in der Nähe der Pipettierfläche 25 nicht nur ein Resorvoir, sondern mehrere Reservoirs 52, 53, 54 und 55 für verschiedene Flüssigkeiten ausgebildet. Die Reservoirs 52 und 55 sind seitlich neben der Pipettierfläche 25 angeordnet. Auf der der Plattform 7 abgewandten Seite der Pipettier­ fläche 25 ist ein Mischnapf 57 ausgebildet, in dem verschiedene Flüssigkeiten miteinander vermischt werden können bevor sie auf die Pipettierfläche 25 aufgebracht werden. Die Reservoirs 53 und 54 sind seitlich des Mischnapfes 57 angeordnet. In die Re­ servoirs werden vorbereitete, dosierte Mengen von beispielsweise gelabelten ISH-Sonden oder Antikör­ per eingelagert und erst bei der konkreten Anwen­ dung durch den Pipettierroboter entnommen.

In den Fig. 6 und 7 sieht man, dass das in der Draufsicht und im Schnitt dargestellte Oberteil 1', ebenso wie das in Fig. 1 dargestellte Oberteil 1', einstückig ausgebildet ist. Das Oberteil 1, 1' wird vorzugsweise aus Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellt. Die Plattform 7 kann auf ihrer Unter­ seite konvex ausgebildet sein, um einen gleichmäßi­ gen Wärmeübergang von einer Heizplatte auf die Plattform zu gewährleisten, wenn die Plattform mit ihrer konvexen Unterseite auf die Heizplatte ge­ presst wird.

Die Plattform 7 kann aus verschieden großen Flächen bestehen, deren Größen je nach Anwendung definiert werden können. Beispielsweise sind für Biochip- Anwendungen international normierte Größen vorgege­ ben, während für das Färben von Geweben keine stan­ dardisierten Vorgaben bestehen. Um den Reagenzien­ verbrauch so gering wie möglich zu halten, kann die Plattformoberfläche bei Gewebeuntersuchungen des­ halb kleiner sein als bei der Anwendung von Bio­ chips.

Die Reaktionsfläche 8 ist bei den in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsformen etwas kleiner als ein Objektträger ausgebildet. Der (nicht darge­ stellte) Objektträger liegt im abgesenkten Zustand auf den Auflagepunkten 11 bis 13, die aus der Ober­ fläche der Plattform 7 herausragen. Mit einer kur­ zen Seite liegt der Objektträger sowohl im abge­ senkten als auch im angehobenen Zustand an den An­ schlagflächen 37 und 38 an, wobei der Objektträger etwa über das zugehörige Plattformende hinausragt. Das entgegengesetzte Ende des Objektträgers ragt weiter über das zugehörige Ende der Plattform 7 hinaus. Das weiter überstehende Ende des Objektträ­ gers ist im abgesenkten Zustand oberhalb des Stö­ ßels 41 angeordnet. Im nicht angehobenen Zustand des Objektträgers tragen die Auflagepunkte 11 bis 13 den Objektträger.

Wenn der Stößel 44 (siehe Fig. 1) aus dem Unter­ teil 2 herausgefahren wird, kommt die punktförmige Auflagefläche 45 des Stößels 44 an der Unterseite des Objektträgers zur Anlage. Beim weiteren Heraus­ fahren des Stößels 44 hebt der Objektträger zu­ nächst von dem Auflagepunkt 11 an einem Ende der Plattform 7 ab. Wenn der Stößel 44 weiter aus dem Unterteil 2 herausfährt, hebt der Objektträger auch von den Auflagepunkten 12 und 13 ab und kommt zur Auflage auf den Stützflächen 35 und 36, die maximal genau so hoch wie die Auflagepunkte 12 und 13 sind. Im angehobenen Zustand des Objektträgers kann sich die auf der Plattform befindliche Flüssigkeit bis zu dem Absaugloch 21 zurückziehen und kann dadurch vollständig abgesaugt werden.

Die Auflagepunkte 11 bis 13 für den Objektträger an der Plattform 7 dienen dazu, eine parallele Anord­ nung der Reaktionsfläche 8 zu der Unterseite des Objektträgers aufrechtzuerhalten. Wenn der Spalt des Zwischenraums zwischen Plattformoberfläche und Objektträgerunterseite mit einer oder mehreren Flüssigkeiten befüllt wird, können die gewünschten biochemischen und chemischen Reaktionen hervorgeru­ fen werden.

Das Absaugloch 21 kann auch als Einlaufloch benutzt werden. Darüber hinaus können neben dem Absaugloch 21 links oder rechts davon ein oder mehrere Löcher angebracht werden, welche die Funktionen "Befüllen" oder "Absaugen" erfüllen können. Bei Gewebefärbun­ gen ist es besonders vorteilhaft, wenn zusätzlich zu der Absaugöffnung 21 ein weiteres Loch in der Plattform 7 angebracht wird, durch welches Entpa­ raffinierungslösungen zu- oder abgeführt werden können. Ein separates Absaugen der Entparaffinie­ rungslösungen ist deshalb von besonderem Vorteil, weil normalerweise die Absaugschläuche durch das sich nach dem Entwachsen in der Entparaffinie­ rungsflüssigkeit befindliche Paraffin die Schläuche verstopft. Auch das Absaugloch 21 könnte durch die Entparaffinierungsflüssigkeit verstopft werden, was eine weitere Behandlung des Gewebeschnitts verhin­ dern würde.

In Fig. 7 sieht man, dass die Pipettierfläche 25 zur Plattform 7 hin geneigt ausgebildet ist. Ein Teil der Pipettierfläche 25 ist etwas unterhalb der Reaktionsfläche 8 angeordnet. Die Pipettierfläche 25 dient zur Aufnahme von Flüssigkeit in Tropfen­ form, die, sobald sie mit der überstehenden Unter­ seite des Objektträgers in Kontakt kommt, über die Stufe 23 in den Spalt zwischen der Oberfläche der Plattform 7 und der Unterseite des Objektträgers durch Kapillarkräfte komplett eingezogen wird. Die Pipettierfläche 25 ist an einem Ende der Plattform 7 angeordnet und liegt vorzugsweise 0,3 bis 0,5 mm tiefer als die Plattform 7. Die Pipettierfläche 25 kann auch parallel zur Oberfläche der Plattform 7 angeordnet sein.

In den Fig. 1 und 2 ist angedeutet, dass die Plattform 7 seitlich auch mit jeweils einer Schiene 59 ausgestattet sein kann. Die Schienen können als Alternative zu den Auflagepunkten 11 bis 13 dienen. Die Schienen dienen zusätzlich als Barriere gegen das Entweichen von Flüssigkeiten, die durch Erhit­ zen verdampfen können. Die Schienen können auch zu­ sätzlich zu den Auflagepunkten 11 bis 13 vorgesehen werden und eine geringere Höhe als diese aufweisen.

Bei einer automatisierten Anwendung der Vorrich­ tung, die auch als Hybridisierungskammer bezeichnet wird, sind die Funktionen Heizen/Kühlen und Flüs­ sigkeitshandling zu gewährleisten. Deshalb ist ein Arretierungsmechanismus zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 vorgesehen, der ein Anpressen der Unterseite der Plattform auf das Unterteil 2 ermög­ licht und gleichzeitig die Kupplungsteile 47, 48 und 50 miteinander in Verbindung hält. In das Unterteil 2 sind ein Antrieb und ein Steuerungsme­ chanismus für die Bewegung des Stößels 44 inte­ griert. Die Arretierung zwischen Oberteil 1 und Unterteil 2 kann über den Anpressdruck der Seiten­ wände, eine Klammer-/Haltekonstruktion, eine Klam­ mer-Rasterhaltung oder einen Schiebe-Mechanismus an den Seitenwänden erfolgen.

In den Fig. 8 und 9 ist ein Oberteil 60 gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung dargestellt. An dem Oberteil 60 ist eine Plattform 61 mit einer Reaktionsfläche 62 ausgebildet. Die Plattform 61 weist zwei gerundete Enden 63 und 64 auf. Auf der Plattform 61 sind drei Auflagepunkte 66, 67 und 68 für einen Objektträger im abgesenkten Zustand vorgesehen. Außerdem ist an dem angerundeten Ende 64 ein Absaugloch 70 für Flüssigkeit vorgesehen.

Das Oberteil 60 weist einen Ansatz 72 mit einer Pi­ pettierfläche 73 auf. Die Pipettierfläche 73 ist zu der Plattform 61 hin geneigt und, zumindest teil­ weise, unterhalb der Reaktionsfläche 62 angeordnet.

An dem Oberteil 60 sind seitlich zwei Griffleisten 75 und 76 ausgebildet, die aus dem Oberteil 60 her­ ausragen. Das Oberteil 60 ist einstückig aus Kunst­ stoff, beispielsweise im Spritzgießverfahren, her­ gestellt.

In Fig. 10 ist ein Unterteil 80 perspektivisch dargestellt, das zu dem in den Fig. 8 und 9 dar­ gestellten Oberteil 60 passt. Das Unterteil 80 hat die Form einer quadratischen Platte, auf der zen­ tral eine Heizplatte 81 angeordnet ist. Außerhalb der Heizplatte 81 sind in dem Unterteil 80 zwei Stößel 83 und 84 hin und her bewegbar aufgenommen. Die Stößel 83 und 84 sind auf einer Seite der Heiz­ platte 81 an den Ecken dieser angeordnet. An der entgegengesetzten Seite der Heizplatte 81 sind zwei Stützen 86 und 87 für den Objektträger beim Anheben und Absenken vorgesehen. An den Stützen 86 und 87 sind horizontal angeordnete Stützflächen 88 und 89 für einen Objektträger beim Anheben und Absenken ausgebildet. Außerdem sind an den Stützen 86 und 87 vertikal angeordnete Anschlagflächen 90 und 91 für den Objektträger ausgebildet.

In Fig. 11 sieht man das Oberteil 60 und das Unterteil 80 im zusammengebauten Zustand. Das Ober­ teil 60 ist mit der Plattform 61 oberhalb der Heiz­ platte angeordnet. Die Befestigung des Oberteils 60 auf dem Unterteil 80 erfolgt beispielsweise durch eine Schnappverbindung.

In Fig. 12 ist dargestellt, wie ein Objektträger 94 auf der in Fig. 11 dargestellten Vorrichtung aufliegt. Im abgesenkten Zustand liegt der Objekt­ träger 94 nur auf den Auflagepunkten 66 bis 68 der Plattform 61 auf. Beim Anheben des Objektträgers durch die Stößel 83 und 84 hebt dieser von den Auf­ lagepunkten 66 bis 68 ab und kommt zur Auflage auf den an den Stützen 86 und 87 ausgebildeten Stütz­ flächen 88 und 89.

Die in Fig. 12 dargestellte Vorrichtung unter­ scheidet sich von den in den Fig. 1 bis 7 darge­ stellten Ausführungsformen dadurch, dass der Ob­ jektträger 94 nur mit einem relativ kleinen Ab­ schnitt auf der Plattform 61 aufliegt. Dadurch kann das für die Untersuchung erforderliche Flüssig­ keitsvolumen noch einmal erheblich reduziert wer­ den, zum Beispiel auf ein Volumen von 25 bis 50 µl. Mit abnehmender Plattformgröße reduziert sich je­ doch auch der Abstand zwischen den Auflagepunkten auf der Plattform. Das kann dazu führen, dass die Lagerung des Objektträgers auf der Plattform allein instabil wird.

In Fig. 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem ähnlichen Oberteil 60' wie in Fig. 12 dargestellt. Das Oberteil 60' ist auf einem recht­ eckförmigen Unterteil 80' angebracht. Das Unterteil 80' ist rechteckförmig und sowohl länger als auch breiter als der Objektträger 94 ausgebildet. Auf dem Unterteil 80' sind zwei U-förmige Tragelemente 95 und 96 angeordnet, die jeweils zwei Schenkel aufweisen. An beiden Schenkeln der U-förmigen Trag­ elemente 95 und 96 sind Auflageschienen 97 vorgese­ hen, die Auflageflächen für die Enden des Objekt­ trägers 94 bilden. Die beiden U-förmigen Tragele­ mente 95 und 96 sind auf beiden Seiten des Ober­ teils 60' angeordnet und so voneinander beabstan­ det, dass der Objektträger 94 in Längsrichtung ver­ schoben werden kann. Durch die Verschiebbarkeit des Objektträgers 94 auf den Tragelementen 95 und 96 wird gewährleistet, dass unterschiedliche Ab­ schnitte des Objektträgers 94 über dem Oberteil 60' angeordnet werden können. Der Objektträger 94 kann also auf der Plattform des Oberteils 60' verschoben werden.

In den Fig. 14 bis 16 ist das Oberteil 60' in verschiedenen Ansichten dargestellt. Da das Ober­ teil 60' dem in den Fig. 8 und 9 dargestellten Oberteil 60 ähnelt, sind zur Vereinfachung gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bezüg­ lich der bei beiden Ausführungsformen gleichen Teile wird auf die Beschreibung zu den Fig. 8 und 9 verwiesen. Bei dem in den Fig. 14 bis 16 dargestellten Oberteil 60' ist die Pipettierfläche 73 mit einer Zuführöffnung 98 für Flüssigkeit aus­ gestattet. Die Zuführöffnung 98 ist im oberen Be­ reich der Pipettierfläche 73 angeordnet, um ein Herabfließen der eingebrachten Flüssigkeit auf der zur Plattform 61 hin geneigten Pipettierfläche 73 zu gewährleisten.

Bei dem in den Fig. 14 bis 16 dargestellten Oberteil 60' sind die Plattform 61 und der Ansatz 72 über einen Boden 100 mit einem Rahmen 101 ver­ bunden. Der Rahmen ist rechteckförmig ausgebildet und im Bereich des Ansatzes 73 an dessen Gestalt angepasst. An den Eckpunkten des Rahmens 101 sind Stützen 102, 103, 104 und 105 ausgebildet. Die Stützen 102 und 103 sind mit Stützflächen 106 und 107 ausgestattet, die im Normalbetrieb jedoch nicht benutzt werden, da der Objektträger auf dieser Seite des Oberteils 60' im abgesenkten Zustand auf dem Auflagepunkt 66 der Plattform 61 aufliegt. Beim Anheben des Objektträgers entfernt sich dieser von den Stützflächen 106 und 107, so dass der Objekt­ träger auch beim Anheben nicht auf den Stützflächen 106 und 107 aufliegt. Außerdem sind an den Stützen 102 und 103 Anschlagflächen 108 und 109 für den Ob­ jektträger ausgebildet.

An den Stützen 104 und 105 sind Stützflächen 110 und 111 ausgebildet, auf denen der Objektträger beim Anheben desselben aufliegt. Darüber hinaus sind an den Stützen 104 und 105 Anschlagflächen 112 und 113 für den Objektträger ausgebildet, die zu­ sammen mit den Anschlagflächen 108 und 109 ein Ver­ schieben des Objektträgers in Querrichtung verhin­ dern.

In den Fig. 17 bis 19 ist das Oberteil einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das Oberteil weist eine Plattform 170 auf, oberhalb der ein Objektträger angeordnet werden kann. Der Zwischenraum zwischen der Plattform 170 und der Unterseite des (nicht dargestellten) Objektträgers kann über eine Pipettierfläche 175 mit Flüssigkeit versorgt werden. Die Flüssigkeit kann entweder mit Hilfe einer Pipette auf die Pipettierfläche 175 aufgebracht werden oder über eine Zuführöffnung 177, die in der Pipettierfläche 175 vorgesehen ist. Die Pipettierfläche 175 verläuft schräg geneigt zur Plattform 170, wobei das der Plattform 170 zuge­ wandte Ende der Pipettierfläche 175 etwas unterhalb der Plattformoberfläche angeordnet ist. Zwischen der Pipettierfläche 175 und der Plattform 170 ist eine Rinne 179 ausgebildet, in deren Mitte eine Ab­ führöffnung 180 für Flüssigkeit vorgesehen ist. Die Abführöffnung 180 hat einen Durchmesser von etwa 1 mm. Die Anordnung und Gestaltung der Abführöff­ nung 180 hat den Vorteil, dass die abzuführende Flüssigkeit ohne die Verwendung einer zusätzlichen Pumpe abgezogen werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfin­ dungsgemäße Verfahren werden zum Beispiel zur Hybridisierung eingesetzt. Zur Automatisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung kann auf Standardbaugrup­ pen zurückgegriffen werden, die im Handel erhält­ lich sind. Diese werden kombiniert und über eine entsprechende Software gesteuert. Im automatisier­ ten Betrieb werden neben einer Heiz-/Kühleinrich­ tung noch Pumpen zum Zuführen und Absaugen von Flüssigkeit sowie eine Pipettierkomponente bezie­ hungsweise Pipettierplattform mit allen zugehörigen Hilfseinrichtungen benötigt. Im vollautomatischen Betrieb müssen die Funktionen Befüllen der Reak­ tions-/Hybridisierungskammern (im Weiteren Kammern genannt) zwischen der Plattformoberfläche und der Objektträgerunterseite mit Reagenzien und Hilfsrea­ genzien (im Weiteren Flüssigkeiten genannt), Ent­ leeren der Flüssigkeiten aus den Kammern, Heizen und Kühlen der Flüssigkeiten in den Kammern und Entnehmen von Flüssigkeiten aus eventuell vorgese­ henen Reservoirs über eine entsprechende Software­ steuerung miteinander kombiniert werden.

Die beschriebenen Kammern lassen grundsätzlich zwei Arten des Befüllens der Kammern zu. Die erste und bevorzugte Methode ist das Befüllen durch eine Pi­ pettiereinrichtung. Hierzu wird durch eine geeig­ nete Standardpipettiereinrichtung entweder aus den Reservoirs der Kammer oder aus einem separaten Vor­ ratsgefäß die Reagenzienflüssigkeit beziehungsweise die Hilfsreagenzien entnommen, zum Beispiel in die durch einen Pipettierarm gehaltene Pipette eingeso­ gen, und auf die Pipettierfläche der Kammer bezie­ hungsweise Vorrichtung aufgeträufelt. Die Flüssig­ keit gelangt dann von der Pipettierfläche über die Stufe auf die Plattform und dringt zwischen die Unterseite des Objektträgers und die Plattformober­ fläche ein. Anschließend wird der Objektträger aus dem angehobenen Zustand abgesenkt, bis er auf den Auflagepunkten der Plattform aufliegt. Dabei ver­ teilt sich die Flüssigkeit auf der gesamten Platt­ formoberfläche.

Gemäß einer zweiten Methode kann die Flüssigkeit über ein Schlauchsystem (Pipelinesystem) aus Vor­ ratsbehältern entnommen werden und durch das Loch 70 auf die Oberfläche der Plattform geleitet wer­ den. Anschließend wird der Objektträger aus dem an­ gehobenen Zustand abgesenkt, wodurch sich die Flüs­ sigkeit auf der gesamten Oberfläche der Plattform verteilt.

Das Entleeren der Kammer erfolgt in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird der Objektträger angehoben, wodurch sich die zwischen der Unterseite des Ob­ jektträgers und der Plattformoberfläche befindliche Flüssigkeit zur nicht angehobenen Seite des Objekt­ trägers zurückzieht und sich um das Absaugloch her­ um sammelt. Im zweiten Schritt wird die Flüssigkeit mittels einer über eine Schlauchverbindung an­ geschlossenenen Pumpe, vorzugsweise einer Schlauch­ pumpe, durch das Absaugloch 70 restlos abgesaugt.

Die Kammern sind so konstruiert, dass sie für ver­ schiedene Anwendungen geeignet sind. Für einige dieser Anwendungen, insbesondere für die in situ Hybridisierung oder auch allgemeine Hybridisierun­ gen von beispielsweise Micro-Arrays müssen die Kam­ mern beheizt und gekühlt werden. Dies trifft insbe­ sondere für die in situ PCR oder für Biochips zu, bei denen die allgemein bekannten PCR-Zyklen gefah­ ren werden müssen. Dies bedeutet beispielsweise, dass innerhalb weniger Sekunden von 94°C auf 72°C abgekühlt und danach wieder auf 94°C hochgeheizt werden muss. Weitere Temperaturstufen sind bei­ spielsweise 55°C oder 23°C. Für Anwendungen im Be­ reich der Immunhistochemie genügt die Möglichkeit des Hochtemperierens auf rund 45°C. Eine aktive Kühlung ist dann nicht notwendig, wenn die Umge­ bungstemperatur nicht höher als 25°C ist. Das Hoch­ temperieren liefert die besten Ergebnisse, um den biochemischen Prozess zu beschleunigen. Es könnte auch auf eine aktive Erhöhung der Temperatur ver­ zichtet werden, wenn man bereit ist, eine längere Zeitdauer für die biochemischen Reaktionen bis zum Beenden des Durchgangs abzuwarten. Für die Anwen­ dung von speziellen Färbungen wird im Allgemeinen keine Temperaturerhöhung benötigt. Demzufolge könnte man bei derartigen Anwendungen auch auf den Einbau eines Heiz-/Kühl-Mechanismus verzichten.

Da sich die erfindungsgemäßen Kammern beziehungs­ weise Vorrichtungen für alle Anwendungen eignen, ist es aus wirtschaftlicher Sicht vorzuziehen, das Instrument mit einer Heiz-/Kühleinrichtung auszu­ statten, um in ein und demselben Labor alle Anwen­ dungen durchführen zu können. Die vorzugsweise ein­ zusetzende Heiz-/Kühl-Technologie umfasst soge­ nannte Peltierelemente. Dadurch ist ein schnelles Hochtemperieren und Abkühlen gewährleistet.

Das Instrument beziehungsweise die Vorrichtung kann alternativ auch mit einer Widerstandsheizung aus­ gestattet werden. Die aktive Abkühlung kann durch ein Gebläse oder durch eine in Kühlschränken üb­ liche Abkühlungsvorrichtung durchgeführt werden. Alternativ kann auch die Umgebungstemperatur al­ leine zur Abkühlung verwendet werden.

Als weitere Alternative käme eine Wasserheizung/­ -kühlung in Betracht, die über einen eingebauten oder angeschlossenen Durchlauferhitzer versorgt wird. Diese Form ist besonders vorteilhaft, wenn anstelle einer Einzelansteuerung der Kammern alle Kammern parallel geheizt oder gekühlt werden kön­ nen. Sie ist nicht vorteilhaft, wenn alle Kammern einzeln angesteuert werden sollen.

In den Reservoirs der Kammern werden verschiedene Reagenzien vorbereitend vor dem Verkauf der Kammern eingelagert und versiegelt. Die Versiegelung kann verschiedenartig ausgestaltet sein, beispielsweise in Folienform oder in einer anderen luftdicht ver­ schließbaren Form. Bei der konkreten Anwendung müs­ sen diese Reagenzien in einer bestimmten Reihen­ folge aus den Reservoirs entnommen und auf die Pi­ pettierfläche zugeführt werden. Dies geschieht vor­ zugsweise dadurch, dass über einen konventionellen Pipettierarm mit einer Pipettenspitze die Versiege­ lung der Reservoirs durchstochen und die Reagen­ zienflüssigkeit in die Pipettenspitze gesaugt wird. Danach wird diese zur Pipettierfläche transportiert und dort abgelassen. Solche Pipettierplattformen sind konventionell erhältlich und entsprechend pro­ grammierbar.

Empfehlenswert ist, dass bestimmte flüssige Chemi­ kalien (auch Hilfsreagenzien genannt) nicht über einen Pipettiervorgang zugeführt werden, sondern über ein Leitungssystem. Hierbei handelt es sich um Chemikalien, die unabhängig von der speziellen An­ wendung benötigt werden, wie Entwachsungschemika­ lien oder Waschlösungen etc. Um jede Kammer einzeln anzusteuern, müssen diese beispielsweise entweder über ein Ventilsystem oder über ein Mehrwegventil ansteuerbar sein.

Claims (20)

1. Vorrichtung zum Benetzen von Objekten, insbesondere von Mate­ rialien, mit einer Flüssigkeit, die ein Nachweismittel oder eine zu iso­ lierende Substanz enthalten kann, mit einer Einrichtung (1; 60; 60') zum Tragen eines Objektträgers (94), der von einer Plattform (7; 61) beabstandet ist, um einen Zwischenraum zwischen Plattform und Objektträger zur Aufnahme der Flüssigkeit zu bilden, und mit einer Einrichtung (44; 83, 84) zum Anheben und Absenken des Objektträ­ gers (94) relativ zu der Plattform (7; 61) oder zum Anheben und Ab­ senken der Plattform relativ zum Objektträger, wobei die Flüssigkeit im angehobenen oder abgesenkten Zustand des Objektträgers (94) oder im abgesenkten oder angehobenen Zustand der Plattform in den Zwischenraum einbringbar und aus dem Zwischenraum entfern­ bar ist, und wobei die Flüssigkeit beim Absenken oder Anheben des Objektträgers (94) oder beim Anheben oder Absenken der Plattform gleichmäßig in dem Zwischenraum zwischen Plattform und Objekt­ träger verteilt wird, wobei der Objektträger (94) an einer seiner Sei­ ten angehoben und abgesenkt oder die Plattform an einer ihrer Sei­ ten angehoben und abgesenkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stütz­ einrichtung (35, 36; 88, 89; 110,111), auf welcher der Objektträger (94) beim Anheben und Absenken mit einer Seite oder einer Ecke zur Auflage kommt, wobei die gegenüberliegende Seite oder Ecke des Objektträgers auf der Einrichtung (44; 83, 84) zum Anheben und Ab­ senken des Objektträgers (94) aufliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung zwei Auflagepunkte oder -flächen (35, 36; 88, 89; 110, 111) für den Objektträger (94) beim Anheben und Absenken aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auflagepunkte oder -flächen (35, 36; 88, 89; 110, 111) der Stützeinrichtung in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner als die Länge der beim Anheben und Absenken daran auflie­ genden Seite des Objektträgers (94) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Anhebe- und Absenkeinrichtung mindestens ei­ nen, insbesondere zwei Stößel (44; 83, 84) umfasst, auf dem bezie­ hungsweise denen der Objektträger (94) beim Anheben und Absen­ ken aufliegt und der beziehungsweise die im Wesentlichen senk­ recht zu dem Objektträger hin und her bewegbar ist beziehungswei­ se sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (7; 61) im abgesenkten Zustand des Objektträgers (94) im Wesentlichen parallel zu diesem angeord­ net ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (7; 61) drei Auflagepunkte (11 bis 13; 66 bis 68) für den Objektträger (94) im abgesenkten Zustand aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei (12, 13; 67, 68) der drei Auflagepunkte für den Objektträger (94) im abgesenkten Zustand im Bereich der Seite des Objektträgers an­ geordnet sind, die beim Anheben und Absenken auf der Stützein­ richtung (35, 36; 88, 89; 110, 111) aufliegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer (11; 66) der drei Auflagepunkte für den Objektträger (94) im abgesenkten Zustand im Bereich der Seite des Objektträgers an­ geordnet ist, die beim Anheben und Absenken des Objektträgers auf der Einrichtung (44; 83, 84) zum Anheben und Absenken desselben aufliegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattformoberfläche (8) seitlich von zwei parallelen Schienen (59) begrenzt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das im Bereich der Stützeinrichtung angeordne­ te Ende (18; 64) der Plattform (7; 61) spitz zulaufend und/oder gerun­ det ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich der Stützeinrichtung angeordnete Ende (18; 64) der Plattform mit mindestens einem Ablauf- oder Absaugloch ausgestat­ tet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das im Bereich der Einrichtung zum Anheben und Absenken des Objektträgers angeordnete Ende (15; 63) der Plattform spitz zulaufend und/oder gerundet ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, dass an dem der Stützeinrichtung zugewandten En­ de (18; 64) der Plattform eine Pipettierfläche (25; 73) vorgesehen ist, die zumindest teilweise von einem Teil der Unterseite des Objektträ­ gers überdeckt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettierfläche (25; 73) unterhalb der Plattformoberfläche (8; 62) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettierfläche (25; 73) 0,3 bis 0,5 mm unterhalb der Plattform­ oberfläche (8; 62) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeich­ net, dass zwischen der Plattform (7; 61) und der Pipettierfläche (25; 73) eine Stufe ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Pipettierfläche (25; 73) zur Plattform (7; 61) hin geneigt ausgebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, dass in der Pipettierfläche (25; 73) mindestens ein Loch (27; 98) zum Zu- und/oder Abführen von Flüssigkeit vorgesehen ist.

20. Verfahren zum Benetzen von Objekten, insbesondere von Mate­ rialien, mit einer Flüssigkeit, die ein Nachweismittel oder eine zu iso­ lierende Substanz enthalten kann, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt­ träger (94) relativ zu der Plattform (7; 61) oder die Plattform relativ zu dem Objektträger um 1° bis 25°, insbesondere um 8° bis 10°, ver­ schwenkt wird, um die Flüssigkeit gleichmäßig zwischen Objektträger (94) und Plattform (7; 61) zu verteilen beziehungsweise zu entfernen.