DE10336375A1

DE10336375A1 - Verfahren zum Bestücken von Probenhaltern mit Biochips und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10336375A1
Application number: DE2003136375
Authority: DE
Inventors: Gottfried Beer
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Transportfolie und eine Bestückungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Dieses Verfahren ist geeignet, Probenhalter (1) mit Biochips (2) zu bestücken, wobei der Biochip (2) zunächst mit einem doppelseitig klebenden Klebestück (5) beschichtet wird und anschließend wird der Biochip (2) mit anhaftendem Klebestück (5) auf dem Probenhalter (1) angeordnet. Dabei ist das Klebestück (5) transparent und weist eine transparente Klebeschicht auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestücken von Probenhaltern mit Biochips, sowie eine Transportfolie und eine Bestückungsvorrichtung zum Bestücken der Probenhalter mit Biochips.
Biochips weisen Substrate auf, auf deren aktiver Oberseite eine biosensitive Schicht oder ein biosensitiver Bereich angeordnet ist. Die biosensitive Schicht kann nach einer Berührung mit einem biologischen Medium, wie einem Blutserum oder einer Urinprobe oder einem Gewebe aufgrund chemischer, elektrochemischer oder biologischer Veränderungen der biosensitiven Schicht oder des biosensitiven Bereichs ausgewertet werden. Zu dieser Auswertung gehören auch Untersuchungen der Änderung der spektralen Absorption/Emission und Transmission der Schicht, so dass im wesentlichen Substrate eingesetzt werden, die für die entsprechenden Lichtwellenlängenbereiche transparent sind, eine geringe Eigenfloureszenz aufweisen und nicht mit den biologischen Proben reagieren.

Die Biochips werden üblicherweise mit handelsüblichen Klebstoffen, welche biologisch inert sind und welche für die optische Auswertung transparent bleiben, auf entsprechenden Probenhaltern fixiert. Wegen der empfindlichen "Biologie" des biosensitiven Bereichs beziehungsweise der biosensitiven Beschichtung werden Klebstoffe eingesetzt, die bei niedrigen Temperaturen aushärten. Das Fixieren der Biochips in den Probenhaltern mit Hilfe derartiger Klebstoffe hat den Nachteil, dass die Klebstoffe entweder eine geringe Topfzeit aufweisen, das heißt nicht lange in Vorratsbehältern betriebsbereit gehalten werden können oder sie weisen eine lange Aushärtezeit auf, was wiederum den Durchsatz an Probenhaltern in einer entsprechenden Bestückungsmaschine vermindert. Kurze Topfzeiten für schnell aushärtende Klebstoffe bedeuten einen erheblichen Aufwand in der zeitlichen Bereitstellung der Klebekartuschen, sowie ein häufiges manuelles Auswechseln an den entsprechenden Bestückungsmaschinen.

Eine lange Aushärtezeit bedeutet, dass Batchprozesse mit großen Puffern vorzusehen sind, die unabhängig vom zusätzlichen Handling einen erheblichen logistischen und datentechnischen Aufwand erfordern. Dieser Aufwand wird umso größer, je lückenloser eine Rückverfolgbarkeit der individuellen Chips anhand der Durchlaufprotokolle sicherzustellen ist. Ferner ist die Bereitstellung und Portionierung des Klebstoffes für die einzelnen Biochippositionen in einem Probenhalter aufwendig und kompliziert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bestückung von Probenhaltern mit Biochips für biologische Tests, sowie eine Transportfolie für derartige Biochips und eine Vorrichtung zum Bestückung von Probenhaltern anzugeben, die einfach zu handhaben sind und eine zuverlässige Fixierung der Biochips auf den Probehaltern ermöglichen, ohne dass extrem lange Aushärtezeiten in Kauf genommen werden müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Bestückung von Probenhaltern mit Biochips für biologische Tests angegeben, das die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist. Zunächst wird ein scheiben- oder plattenförmiger Körper mit einer Rückseite und mit in Zeilen und Spalten angeordneten Biochippositionen auf einer biosensitiven Oberseite des Körpers bereitgestellt. Als nächstes wird dieser Körper mit der Rückseite auf eine Waferfolie aufgebracht. Anschließend wird der Körper in Biochips auf dieser Waferfolie getrennt. Bei dem Trennvorgang fixiert die Waferfolie den Körper auf dem Werkstückträger der Trennmaschine. Damit stehen für die Weiterverarbeitung einzelne Biochips aufgeklebt auf der Waferfolie zur Verfügung. Diese Biochips werden einzeln von der Waferfolie abgehoben, und es wird eine Transportfolie mit doppelseitig klebenden Klebestücken bereitgestellt, und auf die Klebestücke der Transportfolie wird jeweils ein Biochip positioniert. Dazu weisen die Klebestücke eine entsprechende Größe, die einem Biochip entspricht, auf. Die Biochips können nun mit anhaftendem Klebestück von der Transportfolie abgehoben werden, und entsprechende Probenhalter können mit Biochips unter Fixieren der Biochips mittels der anhaftenden Klebestücke bestückt werden. Bei entsprechenden Genauigkeitsansprüchen kann ein Patternrecognitionsystem eingesetzt werden.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass jedes einzelne Biochip mit entsprechend angepasstem Klebestück versehen werden kann und in dieser Form bereits auf einer Transportfolie zur Verfügung steht, das in Sekundenschnelle einem Bestückungsautomaten zugeführt werden kann, der in schrittweiser, kontinuierlicher Verarbeitung die Biochips mit anhaftendem Klebestück auf geeigneten Probenhaltern fixiert. Derartige Probenhalter können einerseits der Aufnahme von zu untersuchenden Proben dienen und andererseits derart funktional gestaltet sein, dass sie auf ihrem Probenhalter für eine Spektral- /Floureszenzanalyse der biosensitiven Schicht in entsprechenden Analyseautomaten einsetzbar sind.

Beim Bestücken der Probenhalter ist es erforderlich, die Biochipproben mit den Klebestücken von der Transportfolie abzuheben. In einer Ausführungsform der Erfindung wird dazu eine Hubnadel eingesetzt, welche die Transportfolie unterhalb des Biochips durchsticht und den Biochip bis zu einem Ansaugpunkt einer Vakuumpipette von der Transportfolie abhebt. Derartige Hubnadel können unterschiedlich in einer Abhebeposition angeordnet sein und beispielsweise durch eine Dreipunktgestaltung mit drei Hubnadeln verteilt auf einer Fläche eine stabile Lage des Biochips beim Abheben sicherstellen.

Anstelle eines Hubnadelsystems, bei dem die Transportfolie durchstochen werden muss, kann auch ein Abschälkeil vorgesehen werden, um beim Abheben einzelner Biochips mit anhaftendem Klebestück von der Transportfolie ein Abziehen der Transportfolie zu ermöglichen. Dabei wird eine Vakuumpipette über dem abzuhebenden Biochip mit anhaftendem Klebestück in Transportrichtung der Transportfolie geführt und im Abschälbereich des Abschälkeils von der Vakuumpipette übernommen. Die Transportfolie mit darauf angeordneten Klebestücken, kann vor dem Bestückung mit Biochips auf einer Vorratsrolle aufgewickelt sein. Dazu wird als Transportfolie eine einseitig klebende Folie eingesetzt. Die nicht klebende Rückseite der Transportfolie kann eine Abdeckung der Klebestücke auf der aufgewickelten Transportrolle bilden. Zum Bestücken der Klebestücke aufweisenden Transportfolie mit Biochips ist es dann lediglich erforderlich, die Biochips auf den Klebestücken in einer entsprechenden Bestückungseinrichtung aufzubringen.

Die Klebestücke können jedoch auch auf der Transportfolie von einer Abdeckfolie geschützt sein. In diesem Fall wird vor dem Bestücken der Klebestücke aufweisenden Transportfolie mit Biochips die Abdeckfolie über eine Spenderkante unter Freilegen einer oberen Klebstoffschicht der Klebestücke, für das Bestücken mit den Biochips vorbereitend abgezogen.

Ein Alternatives Verfahren zum Bestücken von Probenhaltern nützt das bei Siliziumchipmontagen vermehrt eingesetzte Filmbonding aus. Dabei wird eine Folie eingesetzt, auf welcher der plattenförmige oder waferförmige Körper aufgebracht ist, die zwei sich überlagernde Folien aufweist, nämlich eine Dicingfolie, auf welcher der plattenförmige oder waferförmige Körper mit seinen Biochips angeordnet ist und eine Klebefolie, auf der die Dicingfolie mit dem Körper aufgebracht ist. Beim Auftrennen des Körpers in einzelne Biochips wird mindestens die Dicingfolie in flächenmäßig angepasste Folienstücke mit aufgetrennt. Die Adhäsion zwischen Klebefolie und Dicingfolie ist so konzipiert, dass ein Chip mit einem flächenmäßig angepassten Folienstück der Dicingfolie abgehoben werden kann.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Folienbonden für Biochips geschaffen, bei dem eine transparente Dicingfolie kaltverklebt werden kann und beispielsweise die Adhäsion zur Klebefolie durch UV-Bestrahlung geschwächt wird. Somit werden Biochips mit anhängenden transparenten Folienstücken der transparenten Dicingfolie gemeinsam weiter verarbeitet, indem der Biochip mit transparentem Folienstück auf einem Ampullenboden des Probenhalters positioniert und fixiert wird.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass keine Transportfolie mit Klebestücken zur Verfügung gestellt werden muss, sondern die Biochips mit anhaftenden transparenten Folienstücken unmittelbar nach Auftrennen des platten- oder waferförmigen Körpers zur Verfügung stehen. Ferner hat das Verfahren den Vorteil, dass bei den Klebeprozessen und den Abhebeprozessen die Prozesstemperatur unter 70°C bleibt, wodurch der empfindliche Biosensorbereich des Biochips geschont wird.

Diese Folienstücke können zwei transparente Zwischenschichten aufweisen. Als Klebstoff können die Folienstück einen transparenten Acrylatkleber und/oder ein transparentes Siliconharz und/oder ein transparentes Epoxidharz aufweisen.

Aufgrund der vereinfachten Verfahrensalternative ist auch eine entsprechend kostengünstige Vorrichtung zum Bestücken von Probehaltern möglich. Eine derartige Vorrichtung weist eine in Vortriebsrichtung verfahrbare Vakuumpipette mit Hubeinrichtung für ein Abheben von Biochips mit anhaftenden transparenten Folienstücken von einer Klebefolie auf. Ferner ist eine Zufuhr- und Positioniereinrichtung für ein Zuführen und Positionieren von Probenhaltern in eine bzw. in einer Bestückungsposition der Bestückungsvorrichtung vorgesehen. In dieser Position bringt die Vakuumpipette mit Hilfe der Hubeinrichtung den Biochip auf den Probenhalter auf. Wenn der Probenhalter die Form einer Ampulle aufweist, so setzt die Vakuumpipette den Biochip mit anhaftendem Folienstück auf dem Boden der Ampulle ab.

Ein anschließendes Bestücken von Probenhaltern wird in einem Bestückungsautomaten durchgeführt, wobei ein derartiges Bestückungswerkzeug an die Form der Probenhalter angepasst ist.

In einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens wird als Probenhalter eine röhrenförmige Ampulle bereitgestellt. Die Biochips sind auf dem Ampullenboden durch das anhaftende Klebestück fixiert. Nach dem Bestücken weist dann jede röhrenförmige Ampulle einen Biosensor auf ihrem Ampullenboden auf, der geeignet ist, in ein entsprechendes Analysegerät eingesetzt zu werden, ohne dass der Biochip seine Position verändert, da er über das doppelseitig klebende Klebestück in seiner einmal fixierten Position während der gesamten Untersuchung verbleibt.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Transportfolie mit doppelseitig klebenden Klebestücken zum Fixieren von Biochips auf Probenhaltern. Dabei sind die Klebestücke an die entsprechende Größe der Biochips angepasst und auf der Transportfolie mit einer ihrer Klebstoffschichten angeordnet. Die Klebestücke weisen sowohl auf ihrer Unterseite, als auch auf ihrer Oberseite einen transparenten Klebstoff auf, um die späteren optischen Analysetests nicht zu verfälschen. Dabei sind die Klebstoffe auf der Oberseite eines Klebestückes in ihren Adhäsionseigenschaften an den aufzunehmenden Biochip angepasst und das Material des Klebstoffes auf der Unterseite des Klebestückes ist an das Material des Probenhalters und an das Material der Transportfolie angepasst.

Die Klebestücke sind in Bezug auf die zu untersuchenden Bioproben inert. Eine Transportfolie mit derartigen Klebestücken hat den Vorteil, dass ein Aufbringen von Biosensoren in entsprechenden Probenhaltern vereinfacht wird. Darüber hinaus hat die Transportfolie den Vorteil, dass aufgrund der Klebestücke, mit ihren angepassten Adhäsionseigenschaften, eine zuverlässige Fixierung der Klebestücke sowohl an den Biochip, als auch an dem Probenhalter gewährleistet wird. Eine Transparenz der Klebestücke wird dadurch gewährleistet, dass die Klebestücke durchgängig aus transparenten Klebstoffschichten aufgebaut sind. Diese transparenten Klebstoffschichten können auf einer transparenten Zwischenschicht zur Stabilisierung der Form und Größe der Klebestücke aufgebracht sein. Die Klebeeigenschaften der Ober- und Unterseite können somit unabhängig voneinander optimiert werden. Ein bevorzugtes Material für die Klebestücke ist ein transparentes Acrylat und/oder ein transparentes Silikonharz und/oder ein transparentes Epoxidharz.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bestückungsvorrichtung zum Bestücken von Probenhaltern mit Biochips. Diese Bestückungsvorrichtung weist eine Transportfolienbestückungseinrichtung zum Bestücken einer Klebestücke aufweisenden Transportfolie mit Biochips auf. Weiterhin weist die Bestückungsvorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung und einen Vortrieb für eine mit Biochips bestückte Transportfolie auf. Schließlich umfasst die Bestückungsvorrichtung weiterhin eine in Vortriebsrichtung mitfahrende Vakuumpipette mit Hubeinrichtung für ein Abheben der Biochips von den anhaftenden Klebestücken. Außerdem weist die Bestückungsvorrichtung eine Zufuhr- und Positioniereinrichtung für ein Zuführen und Positionieren von Probenhaltern in eine beziehungsweise in einer Bestückungsposition der Bestückungsvorrichtung auf.

Eine derartige Bestückungsvorrichtung hat den Vorteil, dass sie taktweise arbeiten kann, wobei aufgrund der Bereitstellung einer Transportbestückungseinrichtung eine kontinuierliche Versorgung der Bestückungsvorrichtung mit Biochips und anhaftenden Klebestoffstücken sichergestellt wird. Außerdem sind die Taktzeiten für die Bestückung nicht von Aushärtezeiten und Nachfüllzeiten von Klebstoffspendern abhängig, so dass eine Massenproduktion mit hohen Durchsatzraten möglich wird.

Die Transportfolienbestückungseinrichtung kann eine Abziehvorrichtung zum Abziehen einer Abdeckfolie von den doppelseitig klebenden Klebestücken einer Transportfolie aufweisen. Zusätzlich weist diese Einrichtung eine Vakuumpipette zum Aufbringen von Biochips auf die Klebestücke auf. Eine derartige Transportfolienbestückungseinrichtung hat den Vorteil, dass für die Bestückung von Probenhaltern in einem Bestückungsautomaten eine kontinuierliche Versorgung mit Biochips und anhaftenden Klebestücken sichergestellt werden kann.

Dabei können die Taktzeiten für das Bestücken der Transportfolie mit Biochips und anhaftendem Klebestück auf die Bestückungsvorrichtung angepasst sein, oder es kann in einer Vorproduktion oder Vorfertigung eine Anzahl von Transportfolien mit bestückten Biochips auf Rollen aufgewickelt vorliegen, die dann der Bestückungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Für das Abziehen einer Abdeckfolie, weist die Abziehvorrichtung eine Spenderkante auf, die es ermöglicht, die Abdeckfolie von der Oberseite der Klebestücke abzuziehen, und die Abdeckfolie auf eine entsprechende Walze aufzuwickeln. Derartige Spenderkanten sind so gestaltet, dass sie die Abdeckfolie um einen Winkel von mehr als 90° entgegen der Transportrichtung mittels eines Abziehkeils, der einen spitzen Winkel zur Spenderkante hin aufweist, wenden.

Weiterhin kann die Trenneinrichtung, mit der die Transportfolie von der Unterseite der Klebestücke abgezogen wird, einen Abschälkeil aufweisen, der entsprechend einer Spenderkante eine Abschälkante aufweist, über welche die Transportfolie von der unteren Klebstoffschicht der Klebestücke getrennt wird.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Klebestücke ein sogenanntes "Kleber Spread-out" oder "Blead-out" vermieden wird. Die Adhäsionseigenschaften des Klebestückes auf einer Transportfolie können durch UV-Bestrahlung, soweit sie Biochip-verträglich sind, derart beeinflusst werden, dass sich ein Klebestück, nachdem es mit seiner Oberseite an einem Biochip haftet, auf seiner Unterseite über UV-Bestrahlung leicht von der Trägerfolie ablösen lässt. Somit wird ein Verbund aus Biochip und Klebestück gebildet, der in einem Bestückungsautomaten zum Bestücken von Probenhaltern eingesetzt werden kann. Darüber hinaus können transparente Klebstoffschichten eingesetzt werden, die bei einer Anpresstemperatur, die z. B. unter 70° liegt und damit die bioempfindliche Schicht auf dem Biochip nicht beeinträchtigt, höhere Klebekräfte erreicht. Zusätzlich kann nach dem Bestücken eines Probenhalters mit einer derartigen Klebstoffschicht die Ausbildung von Schlieren oder Lunkern inspiziert werden und defekte Klebungen können markiert und aussortiert werden.

Auch für das Vereinzeln der Biochips aus einem "Biochip-Wafer" können Standardverfahren aus der Halbleitertechnologie eingesetzt werden. Ebenso lässt sich das Abheben beziehungsweise das "Pick-up" der Biochips von dem "Standard-Dicing-Tape" analog zum Standardprozess bei Halbleitern durchführen. Danach jedoch erfolgt ein Zwischenablegen der Biochips auf einem speziell präparierten, mit Klebestücken versehener Transportfolie, die zum Schutz der Klebestücke aufgewickelt sein kann oder eine zusätzliche Abdeckfolie aufweist. Nach einem derartigen Zwischenablegen der Biochips auf den doppelseitig klebenden Klebestücken ist es möglich, diese Biochips in einem weiteren "Pick-up"-Vorgang von der Zwischenablage auf der Transportfolie abzuheben, wobei die Klebestücke an dem Biochip bei geeigneter Wahl der Adhäsionseigenschaften kleben bleiben. Dieses Abheben erfolgt in einem entsprechenden Bestückungsautomaten, wobei die Position der Biochips in einem "Pattern-Recognition-System" an einer Vakuumpipette überprüft werden kann und wenn nötig, kann auch die Position des Probenhalters mit Hilfe eines Mustererkennungssystems erfasst werden, um eine korrekte Position, beispielsweise am Boden einer Probenampulle, zu gewährleisten. Dieses Mustererkennungssystem kann nach dem Ablegen gleichzeitig die Inspektion bezüglich Lage, Lunker, Schlieren etc übernehmen.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zum Bestücken von Probenhaltern mit Biochips,
2 zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform einer Transportfolienbestückungseinrichtung,
3 zeigt eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform einer Transportfolienbestückungseinrichtung,
4 zeigt eine Prinzipskizze von zwei Lagen einer aufgerollten Transportfolie einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
5 zeigt eine Prinzipskizze einer Transportfolie einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
6 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Transportfolie mit einem Klebestück gemäß einer ersten Ausführungsform,
7 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Transportfolie mit einem Klebestück einer zweiten Ausführungsform.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zum Bestücken von Probenhaltern 1 mit Biochips 2. Die Vorrichtung weist eine Vakuumpipette 8 auf, die in fünf gezeigten Positionen A, B, C, D, E in Pfeilrichtung a verschiebbar ist. Außerdem kann die Vakuumpipette 8 senkrecht zur Verschiebungsrichtung in Pfeilrichtung b mit Hilfe einer Hubeinrichtung 17 gehoben und gesenkt werden. In der ersten Position A nimmt die Vakuumpipette 8 einem Biochip 2 von einer Waferfolie 3 auf, wobei eine Hubnadel 6 durch die Folie 3 in Pfeilrichtung c stößt und den Biochip 2 der Vakuumpipette 8 zuführt.
Alternativ kann die Adhäsion von zusätzlichen transparenten Folienstücken gegenüber einer hier nicht gezeigten Klebefolie derart konzipiert werden, dass mit oder ohne Hilfe einer Hubnadel ein Abheben von Biochips mit anhaftenden transparenten Folienstücken möglich ist. Bei einer derartigen alternativen Vorrichtung entfällt die in 1 gezeigte Position 8.
Die Vakuumpipette 8 mit Biochip 2 wird dann in Pfeilrichtung a in die nächste Bestückungsposition B verschoben. In dieser Bestückungsposition B wird der Biochip 2 mit einem doppelseitig klebenden Klebestück 5 bestückt, das von einer senkrecht zu der Zeichenebene angeordneten Transportfolie 4 durch Drehen einer Antriebsrolle 20 in Pfeilrichtung d geliefert wird. Die entsprechende Transportfolienbestückungseinrichtung 16 wird mit den 2 und 3 näher erläutert. Nach Aufnahme des doppelseitigen Klebestückes 5 durch die Unterseite des Biochips 2 wird die Vakuumpipette 8 in Pfeilrichtung e mit Hilfe der Hubeinrichtung 17 angehoben. Dabei haftet das Klebestück 5 an dem Biochip 2.
Die Vakuumpipette 8 transportiert in Pfeilrichtung f den Biochip mit anhaftendem Klebestück 5 in Richtung auf die Bestückungsposition D, in der Position C kann die genaue Biochipposition an der Vakkumpipette 8 über ein nicht gezeichnetes Patternrecognitionsystem erfasst werden. Der Probenhalter in Form von röhrenförmigen Ampullen 12 mit entsprechendem Ampullenboden 13, wird mit Hilfe einer Positioniereinrichtung 18, in Pfeilrichtung j(x, y) in die Bestückungsposition D gebracht werden. Ein zweites nicht dargestelltes Patternrecognitionssystem erfasst gleichzeitig in der Bestückungsposition D die genaue Lageposition des Ampullenbodens 13 und gibt die Korrekturdaten (x, y, Theta) an die Achsensteuerungen weiter. Nun fährt die Hubeinrichtung 17 die Vakuumpipette 8 in Richtung g mit dem Biochip 2 und anhaftendem Klebestück 5 bis zum Ampullenboden 13, auf dem das Klebestück 5 den Biochip 2 nach Ausrichten und Positionieren fixiert. Nach dem Hochfahren der Hubeinrichtung 17 kann das gleiche Mustererkennungssystem in Position D die Inspektion des abgesetzten Biochips hinsichtlich Lage, Lunker Schlieren etc übernehmen. In der Position E können dann die mit einem Biochip bestückten röhrenförmigen Ampullen 12 der Bestückungsvorrichtung entnommen werden.
2 zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform einer Transportfolienbestückungseinrichtung 16. Die Transportfolienbestückungseinrichtung 16 weist eine Vorratsrolle 21, eine Umlenkrolle 22, einen Abschälkeil 7, eine Antriebsrolle 20 und eine Andruckrolle 24, sowie einen Auffangbehälter 23 auf. Die auf der Vorratsrolle aufgewickelte Transportfolie weist einzelne doppelseitig klebende Klebestücke 5 auf, die über die Umlenkrolle 22 in eine Bestückungsposition B, verfahren werden. Im Bereich der Bestückungsposition B ist ein Abschälkeil 7 angeordnet, der eine Abschälkante 25 aufweist. Über diese Abschälkante 25 wird die Transportfolie 4 geführt und zwischen einer Antriebsrolle 20 und einer Andruckrolle 24 in Pfeilrichtung h gezogen.
Vor der Abschälkante 25 im Bestückungsbereich B bestückt eine Vakuumpipette 8 einen Biochip 2 in Pfeilrichtung i auf das Klebestück 5 . Die Transportfolie 4 wird im Bereich der Bestückungsposition B an der Abschälkante 25 von dem Klebestück 5 abgezogen, so dass die sich simultan in Richtung 1 mitbewegte Vakuumpipette 8 nun einen Biochip 2 mit anhaftendem Klebestück 5 trägt.
3 zeigt eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform einer Transportfolienbestückungseinrichtung 16 mit einer Abziehvorrichtung 19 für ein Abdeckfolie 9. Dazu weist die Transportfolienbestückungseinrichtung 16, eine Vorratsrolle 21, eine Umlenkrolle 22, eine Antriebsrolle 20 und eine Transportfolienaufnahmerolle 26 auf. Die Transportfolie 4 wird mit den doppelseitig klebenden Klebestücken 5 und einer darauf angeordneten Abdeckfolie 9 von der Vorratsrolle 21 über die Umlenkrolle 22 abgewickelt, wobei auf dem Weg zur Bestückungsposition B die Abdeckfolie 9 über eine Spenderkante 10 von der Oberseite der Klebestücke 5 abgezogen wird.
Die Spenderkante 10 ist Teil eines Spenderkeils 28, der die Abdeckfolie 9 an der Spenderkante 10 in Richtung auf eine Abdeckfolienaufnahmerolle 27 ablenkt. Die Aufnahmerolle 27 ist angetrieben und wird in Pfeilrichtung k gedreht, so dass die Abdeckfolie 9 die Oberseite der Klebestücke 5 freigibt. Nach dem Aufsetzen des Biochips 2 mit Hilfe der Vakuumpipette 8 auf ein Klebestück 5 hebt die Vakuumpipette 8 beim Hochfahren den Biochip mit dem Klebestück 5 von der Transportfolie 4 ab. Dabei ist die Adhesion des Kleberstück 5 zur Transportfolie 4 so konzipiert, dass es alleine durch die Vakuumkraft abgenommen werden kann. Eine Kombination nach Bild 2 mit der Schutzfolie 9 nach Bild 3 ist möglich.
4 zeigt eine Prinzipskizze von zwei aufeinanderliegenden Transportlagen 30 und 31 der Transportfolie 4. Die Transportfolie 4 trägt Klebestücke 5, wobei die Klebestücke 5 nicht an der Rückseite 32 der Transportfolie haften und nur auf der Oberseite 33 der Transportfolie 4 kleben. Bei einer derartigen Ausbildung der Transportfolie ist es möglich, mehrere Lagen der Transportfolie übereinander aufzuwickeln, ohne eine zusätzliche Deckfolie für die Klebestücke 5 vorzusehen.
5 zeigt eine Prinzipskizze einer Transportfolie 4 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei bei dieser Transportfolie 4 die Oberseiten der Klebestücke 5 von einer Abdeckfolie 9 geschützt werden. Um eine derartige Transportfolie einzusetzen, wird an der Bestückungsposition B eine Transportfolienbestückungseinrichtung gemäß 3 verwendet, die ein Abziehen der Abdeckfolie 9 ermöglicht.
6 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Transportfolie 4 mit einem Klebestück 5 einer ersten Ausführungsform. Dieses Klebestück 5 besteht aus einer homogenen Klebstofffolie, die lediglich in entsprechende Größen passend zu einem Biochip auf eine Transportfolie 4 aufgeklebt ist. Dieses homogene Klebestück 5 besteht im wesentlichen aus einem Acrylatklebstoff, wobei beide Seiten, also Rückseite und Oberseite des Klebestückes 5 gleiche Adhäsionseigenschaften aufweisen.
7 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Transportfolie 4, mit einem Klebestück 5 einer zweiten Ausführungsform. Dieses Klebestück 5 weist mehrere Schichten auf und hat auf seiner Unterseite eine Klebstoffschicht 14, deren Adhäsionseigenschaften auf die Transportfolie 4 und auf den in 1 gezeigten Ampullenboden 13 abgestimmt sind. Ferner weist das Klebestoffstück 5 eine Klebstoffschicht 11 an seiner Oberseite auf, deren Adhäsionseigenschaften auf den Biochip abgestimmt sind. Zwischen der Klebstoffschicht 11 und der Klebstoffschicht 14 ist eine Zwischenschicht 15 angeordnet, die wie die Klebstoffschichten 11 und 14 ebenfalls transparent ist und für eine Stabilität des Klebestückes 5 sorgt. Die Kleberschicht 14 ist auf den Probenhalter sowie auf leichtes Lösen von der Trägerschicht 4 optimiert.

1: Probenhalter
2: Biochip
3: Folie
4: Transportfolie
5: Klebestück
6: Hubnadel
7: Abschälkeil
8: Vakuumpipette
9: Abdeckfolie
10: Spenderkante
11: Klebstoffschicht (zum Biochip hin)
12: röhrenförmige Ampulle
13: Ampullenboden
14: Klebstoffschicht (zum Ampullenboden hin)
15: Zwischenschicht
16: Transportfolienbestückungseinrichtung
17: Hubeinrichtung
18: Zufuhr- und Positioniereinrichtung
19: Abziehvorrichtung
20: Antriebsrolle
21: Vorratsrolle
22: Umlenkrolle
23: Auffangbehälter
24: Andruckrolle
25: Abschälkante
26: Transportfolienaufnahmerolle
27: Abdeckfolienaufnahmerolle
28: Spenderkeil
30: Transportfolienlage
31: Transportfolienlage
32: Rückseite der Transportfolie
33: Oberseite der Transportfolie
A–E: Positionen
a–l: Pfeilrichtungen

Claims

Verfahren zum Bestücken von Probenhaltern (1) mit Biochips (2) für biologische Tests das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Bereitstellen eines scheiben- oder plattenförmigen Körpers mit einer Rückseite und mit in Zeilen und Spalten angeordneten Biochippositionen auf einer biosensitiven Oberseite des Körpers, – Aufbringen des Körpers auf eine Folie (3) in einem entsprechendem Rahmen, – Auftrennen des Körpers in Biochips (2) auf der Folie – Abheben einzelner Biochips (2) von der Folie (3) und Bestücken einer Transportfolie (4), die doppelseitig klebende Klebestücke (5) in der Größe eines Biochips (2) aufweist, – Abheben einzelner Biochips (2) mit anhaftendem Klebestück (5) von der Transportfolie (4) und Bestücken von Probehaltern (1) mit Biochips (2) unter fixieren der Biochips (2) über die anhaftenden Klebestücke (5).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abheben einzelner Biochips (2) mit anhaftenden Klebestücke (5) von der Transportfolie ein Abziehen der Transportfolie (4) mittels eines Abschälkeils (7) und Abheben des Biochips (2) mit anhaftendem Klebestück (5) mittels einer Vakuumpipette (8) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdecken der Klebestücke (5) auf der Transportfolie (4) mittels einer Abdeckfolie (9) erfolgt und die Abdeckfolie (9) über eine Spenderkante (10) unter Freilegen einer Klebstoffschicht (11) für das Bestücken mit einem Biochip (2) von den Klebestücken (5) abgezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Probenhalter (1) röhrchenförmige Ampullen (12) bereitgestellt und die Biochips (2) auf dem Ampullenboden (13) durch das anhaftende Klebestück (5) fixiert werden.
Transportfolie mit doppelseitig klebenden Klebestücken (5) zum Fixieren von Biochips (2) auf Probenhaltern (1), wobei die Klebestücke (5) transparent und der Größe der Biochips (2) angepasst sind und Klebstoffe aufweisen, die in ihren Adhäsionseigenschaften zum Biochip (2) hin an das Material des Biochips (2) und zum Probenhalter (1) hin an das Material des Probenhalters (1) und an das Material der Transportfolie (4) angepasst sind, und wobei die Materialien der Klebestücke (5) inert in Bezug auf die zu untersuchenden Bioproben sind.
Transportfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebestücke (5) aus transparenten Klebstoffschichten (11, 14) aufgebaut sind
Transportfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebestücke (5) zwei transparente Klebstoffschichten (11, 14) auf einer transparenten Zwischenschicht (15) aufweist.
Transportfolie nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebestücke (5) einen transparenten Acrylatkleber und/oder ein transparentes Siliconharz oder/oder ein transparentes Epoxydharz aufweisen.
Biochip mit anhaftendem Klebestück (5) einer Transportfolie (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 9.
Bestückungsvorrichtung zum Bestücken von Probenhaltern (1) mit Biochips (2), mit einer Transportfolienbestückungseinrichtung (16) zum Bestücken von Klebestücke (5) aufweisende Transportfolien (4) mit Biochips (2), einer Aufnahmeeinrichtung und einem Vortrieb für eine mit Biochips (2) bestückte Transportfolie (4), einer in Vortriebsrichtung mitfahrenden Vakuumpipette (8) mit Hubeinrichtung (17) für ein Abheben von Biochips (2) mit anhaftenden Klebestücken (5) von der Transportfolie (4), einer Trenneinrichtung zum Trennen der Biochips (2) mit anhaftendem Klebestück (5) von der Transportfolie (4) und einer Zufuhr- und Positioniereinrichtung (18) für ein Zuführen und Positionieren von Probenhaltern (1) in eine bzw. in einer Bestückungsposition der Bestückungsvorrichtung.
Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportfolienbestückungseinrichtung (16) eine Abziehvorrichtung (19) zum Abziehen einer Abdeckfolie (9) von doppelseitig klebenden Klebestücken (5) einer Transportfolie (4) und eine Vakuumpipette (8) zum Aufbringen von Biochips (2) auf die Klebestücke aufweist.
Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abziehvorrichtung eine Spenderkante (10) für ein Abziehen der Abdeckfolie (9) von einer Klebstoffschicht (11) der Klebestücke (5) aufweist.
Bestückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung einen Abschälkeil (7) aufweist.
Verfahren zum Bestücken von Probenhaltern (1) mit Biochips (2) für biologische Tests das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Bereitstellen eines scheiben- oder plattenförmigen Körpers mit einer Rückseite und mit in Zeilen und Spalten angeordneten Biochippositionen auf einer biosensitiven Oberseite des Körpers, – Aufbringen des Körpers auf eine adhäsive, transparente Dicingfolie (3) in einem entsprechendem Rahmen wobei die transparente Dicingfolie auf einer Träger-Klebefolie angeordnet ist, – Auftrennen des Körpers in Biochips (2), mit anhaftenden transparenten Folienstücken (5), – Abheben einzelner Biochips (2) mit anhaftenden transparenten Folienstücken (5) von der Klebefolie, – Bestücken von Probehaltern (1) mit Biochips (2) unter Fixieren der Biochips (2) über die anhaftenden transparenten Folienstücken.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienstücke (5) zwei transparente Klebstoffschichten (11, 14) auf einer transparenten Zwischenschicht (15).
Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienstücke (5) einen transparenten Acrylatkleber und/oder ein transparentes Siliconharz oder/oder ein transparentes Epoxydharz aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienstück 5 nur aus einem Klebefilm besteht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebekraft des Folienstücks 5 auf der Trägerfolie durch UV-Belichtung vor dem Abheben der Biochips 2 reduziert wird.
Bestückungsvorrichtung zum Bestücken von Probenhaltern (1) mit Biochips (2), wobei die Vorrichtung eine in Vortriebsrichtung verfahrbare Vakuumpipette (8) mit Hubeinrichtung (17) für ein Abheben von Biochips (2) mit anhaftenden transparenten Folienstücken (5) von einer Klebefolie (4) und eine Zufuhr- und Positioniereinrichtung (18) für ein Zuführen und Positionieren von Probenhal tern (1) in eine bzw. in einer Bestückungsposition der Bestückungsvorrichtung aufweist.