DE10346517A1

DE10346517A1 - Probenträger und ein Mikroskop-Aufbau

Info

Publication number: DE10346517A1
Application number: DE10346517A
Authority: DE
Inventors: Urban Liebel; Rainer Pepperkok; Siegfried Winkler; Helmut Schaar; Wolfgang Dilling
Original assignee: Europaisches Laboratorium fuer Molekularbiologie EMBL
Current assignee: Europaisches Laboratorium fuer Molekularbiologie EMBL
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2005-05-19
Also published as: JP2007508574A; US20060216211A1; WO2005032718A1; EP1667796A1

Abstract

Ein Probenträger, insbesondere zur Handhabung von zu mikroskopierenden Proben, mit einem Grundrahmen (1), wobei der Grundrahmen (1) eine Unterseite (2), eine Oberseite (3) und mindestens einen Aufnahmebereich (4) für mindestens eine Probe aufweist, ist im Hinblick auf einen hohen Probendurchsatz mit konstruktiv einfachen Mitteln derart ausgestaltet und weitergebildet, dass der Grundrahmen (1) an der Oberseite (3) einen Kopplungsbereich (5) für mindestens ein weiteres Funktionselement aufweist. Des Weiteren ist ein Mikroskop-Aufbau mit einem Probenträger angegeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Probenträger, insbesondere zur Handhabung von zu mikroskopierenden Proben, mit einem Grundrahmen, wobei der Grundrahmen eine Unterseite, eine Oberseite und mindestens einen Aufnahmebereich für mindestens eine Probe aufweist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Mikroskop-Aufbau mit einem entsprechenden Probenträger.
Probenträger der eingangs genannten Art sind aus der Praxis bekannt und existieren in den unterschiedlichsten Ausführungsformen und Größen. Derartige Probenträger werden häufig durch ein rahmenartiges Gestell gebildet, in das Proben eingesetzt werden können. Als derartige Proben können beispielsweise Objektträger, Kammerdeckgläser oder so genannte chamber slides dienen, die gegebenenfalls mehrere verschiedene Substanzen in einzelnen Kammern aufnehmen können. Die bekannten Probenträger können dann mit der Unterseite des Grundrahmens beispielsweise auf einen Mikroskopiertisch positioniert werden, so dass eine mikroskopische Untersuchung ermöglicht ist.
Insbesondere bei biologischen Proben ist es häufig erforderlich, die Proben vor und/oder während einer mikroskopischen Untersuchung einer Wärmebehandlung auszusetzen. Hierdurch können beispielsweise Bakterienkulturen bei einer vorgegebenen Temperatur bebrütet werden, um deren Wachstum zu fördern. Diesbezüglich ist es bekannt, Heizungen unter einem Mikroskop zu installieren oder wärmende Auflagen zu verwenden, die auf das Mikroskop oder auf den Mikroskopiertisch gelegt werden.
Bei den bekannten Probenträgern und Heizeinrichtungen ist problematisch, dass sie letztendlich nicht geeignet sind, einen hohen Durchsatz an Probenuntersuchungen zu gewährleisten. Die bekannten Probenträger müssen per Hand bewegt und positioniert werden und bei einem Transport vom Mikroskop zu beispielsweise einem weiteren Untersuchungsplatz oder bei einem Transport zu einem Mikroskop hin ist es mit den herkömmlichen Heizeinrichtungen nicht möglich, eine vorgegebene Temperatur der Proben auch während des Transports zu gewährleisten. Um eine derart weitgehend konstante Temperatur der Proben auch während eines Transports zu gewährleisten, sind meist zusätzliche Heiz- und/oder Isolationseinrichtungen zu verwenden. Dies ist jedoch sehr aufwendig und vermindert einen hohen Probendurchsatz bei der Probenuntersuchung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Probenträger und einen Mikroskop-Aufbau der eingangs genannten Art anzugeben, wonach ein hoher Probendurchsatz mit konstruktiv einfachen Mitteln ermöglicht ist.

Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe einerseits durch einen Probenträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist der eingangs genannte Probenträger derart ausgestaltet und weitergebildet, dass der Grundrahmen an der Oberseite einen Kopplungsbereich für mindestens ein weiteres Funktionselement aufweist.

In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass eine spezielle Ausgestaltung des Grundrahmens an seiner Oberseite die obige Aufgabe auf überraschend einfache Weise löst. Hierzu weist der Grundrahmen an der Oberseite im Konkreten einen Kopplungsbereich für mindestens ein weiteres Funktionselement auf. Hierdurch ist es ermöglicht, die Probe oder die Proben auf einfache Weise gewünschten Behandlungsschritten auszusetzen. Dies könnte beispielsweise eine Wärmebehandlung oder eine Kühlbehandlung sein, wobei dann lediglich eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung mit dem Grundrahmen an seinem Kopplungsbereich zu koppeln ist. Dies ermöglicht die Ausgestaltung eines Probenträgers als Funktionseinheit zur Bereitstellung gewünschter zusätzlicher Funktionen, die neben der Grundfunktion des Probenträgers – nämlich dem Handhaben von Proben – ausgeübt werden können. Beispielsweise könnte aus dem Probenträger und einer Heizeinrichtung eine einfach transportable und handhabbare Inkubationseinheit für ein Mikroskop gebildet werden.

Der erfindungsgemäße Probenträger ist vielseitig einsetzbar und ermöglicht beispielsweise bei Verwendung einer Heizeinrichtung als weiteres Funktionselement eine zuverlässige Wärmebehandlung auch während eines Transports des Probenträgers von einem Mikroskop-Aufbau zu beispielsweise einem weiteren Untersuchungsplatz. Durch diese Vereinfachung der Handhabung ist ein höherer Probendurchsatz zu untersuchender Proben realisiert. Folglich ist mit dem erfindungsgemäßen Probenträger ein Probenträger angegeben, bei dem ein hoher Probendurchsatz mit konstruktiv einfachen Mitteln ermöglicht ist.

Im Hinblick auf eine besonders stabile Ausführung des Probenträgers und zur Bereitstellung eines entsprechend stabilen Kopplungsbereichs könnte der Grundrahmen miteinander verbundene Seitenwände aufweisen. Die Oberseite des Grundrahmens wird damit durch die oberen Enden der Seitenwände gebildet, in deren Bereich der Kopplungsbereich ausgebildet sein könnte. Im Konkreten könnte der Kopplungsbereich durch eine an den oberen Enden der Seitenwände verlaufende Ausnehmung, Nut oder Rille gebildet sein, mit der ein Funktionselement zur sicheren Kopplung an dem Probenträger eingreifen könnte.

Hinsichtlich eines hohen Probendurchsatzes könnte in den Grundrahmen ein Adapter zur Bildung einzelner Aufnahmebereiche anordenbar sein. Der Adapter könnte dabei derart ausgebildet sein, dass er selbst mehrere im Wesentlichen von einander separierte Abteilungen aufweist, die als separierte Aufnahmebereiche für Proben dienen. Damit können mehrere Proben gleichzeitig mittels des Probenträgers gehandhabt werden. Der Adapter könnte im Konkreten in einen behälterartigen Aufnahmebereich eingesetzt werden, der durch den Grundrahmen und sich an den Grundrahmen anschließende Seitenwände des Probenträgers gebildet ist. Dabei könnte der Adapter einen geschlossenen Rahmen mit sich zwischen Rahmenschenkeln erstreckenden Querstegen aufweisen. Zwischen den Querstegen sind damit separate Aufnahmebereiche bereitgestellt.

Im Hinblick auf eine besonders sichere Handhabung insbesondere mehrerer Proben könnte auf oder in den Grundrahmen ein vorzugsweise rahmenförmiges Fixierelement für die Probe oder Proben auf- oder einsetzbar sein. Das Fixierelement könnte die Probe oder Proben gegen den Grundrahmen und/oder einen Adapter und/oder entsprechende Aufnahmebereiche drücken, so dass eine sichere Anordnung der Probe oder der Proben im Probenträger gewährleistet ist. Hierdurch ist ein besonders sicherer Transport von in dem Probenträger angeordneten Proben ermöglicht. Das Fixierelement könnte auf die Seitenwände des Probenträgers aufsetzbar sein, wobei hier der Kopplungsbereich des Grundrahmens genutzt werden könnte. Hierdurch bildet das Fixierelement ein weiteres Funktionselement.

Hinsichtlich einer besonders sicheren Fixierung der Probe oder Proben im Probenträger könnte das Fixierelement mindestens eine Feder zum Andrücken der Probe oder Proben an den Grundrahmen oder an den Adapter aufweisen. Dabei könnte in besonders vorteilhafter Weise ein dreiteiliger Aufbau aus Grundrahmen, Adapter und Fixierelement erzeugt werden, wobei das Fixierelement die Probe oder Proben gegen den Adapter drücken könnte. Der Adapter könnte hierbei wiederum gegen den Grundrahmen gedrückt werden. Insoweit könnte das Fixierelement einen sicheren Gesamtaufbau aus Grundrahmen, Adapter und Fixierelement bereitstellen. Zur Gewährleistung eines sicheren Gesamtaufbaus zumindest aus Fixierelement und Grundrahmen könnte das Fixierelement mit dem Grundrahmen verrastbar oder verklemmbar sein. Der Adapter könnte dann zwischen Fixierelement und Grundrahmen angeordnet werden.

Zum sicheren Anklemmen des Fixierelements am Grundrahmen könnte der Grundrahmen mindestens eine Klammer aufweisen, die an geeigneter Position um das Fixierelement greift. Eine derartige Klammer könnte federvorgespannt sein, um ein ungewolltes Lösen des Fixierelements vom Grundrahmen zu verhindern.

Zur Realisierung eines Sandwichsystems aus Probenträger und weiteren Funktionselementen könnte das Fixierelement ebenfalls einen Kopplungsbereich für mindestens ein weiteres Funktionselement aufweisen. Hierdurch könnte ein sicherer Aufbau aus Probenträger, Fixierelement und einem weiteren Funktionselement realisiert werden. Dabei könnte eine Anordnung der Bauteile übereinander erfolgen. Beispielsweise könnte auf das Fixierelement eine Wärme- oder Kälteplatte aufgesetzt werden.

Insbesondere im Hinblick auf eine automatisierte Handhabung des Probenträgers mittels beispielsweise eines Roboters könnte der Grundrahmen Griffbereiche aufweisen. Die Griffbereiche könnten vorzugsweise aufgerauht sein, um beispielsweise ein Greifen des Probenträgers mittels eines Nadelgreifers zu ermöglichen.

Hinsichtlich einer zuverlässigen Temperierung des Probenträgers und der darin angeordneten Proben könnte der Grundrahmen Ausnehmungen und/oder Durchgänge zur Limitierung von Wärmeübergängen und Wärmeleitvorgängen aufweisen. Diesbezüglich könnte der Grundrahmen an seiner Unterseite von der Unterseite abragende oder erhabene Auflagepunkte aufweisen. Hierdurch ist eine erhebliche Reduzierung von Wärmeübergängen zu der Unterlage, auf der der Probenträger anordenbar ist, realisiert.

Im Hinblick auf eine mehrfache Nutzung des Probenträgers unter besonders hygienischen Bedingungen könnte der Grundrahmen und/oder der Adapter und/oder das Fixierelement autoklavierbar sein. Hierdurch ist eine besonders gründliche Reinigung gewährleistet. Dabei könnte der Grundrahmen und/oder der Adapter und/oder das Fixierelement aus Metall ausgebildet sein.

Zur Platz sparenden und sicheren Lagerung des Probenträgers könnte der Grundrahmen und/oder der Adapter und/oder das Fixierelement stapelbar sein. Hierzu könnten diese Bauteile entsprechende Ausnehmungen und Vorsprünge aufweisen.

Als Funktionselement könnte beispielsweise ein Deckel dienen, der Umgebungseinflüsse auf die Probe oder Proben ausschließen könnte. Hierdurch wäre beispielsweise ein Staubschutz realisiert. Als Funktionselement könnte weiterhin eine Heizplatte zur Bildung beispielsweise einer Inkubationseinheit dienen. Die Heizplatte könnte einen Temperatursensor zur Vermeidung einer Überhitzung der Heizplatte und/oder der zu erwärmenden Proben und/oder des Probenträgers aufweisen. Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte das Funktionselement durch eine Kühlplatte gebildet sein, um eine vorgebbare Kühlwirkung auf die Probe oder Proben auszuüben.

Die mindestens eine Probe könnte durch ein Deckglas, einen Objektträger, einen chamber slide, ein Kammerdeckglas oder einen Objektträger mit Kammern gebildet sein, wobei die zuletzt genannten Elemente zur Aufnahme einer zu untersuchenden Substanz dienen können.

Mit dem erfindungsgemäßen Probenträger ist es möglich, mehrere Proben gleichzeitig zu handhaben. Des Weiteren ist der erfindungsgemäße Probenträger mittels eines Roboters handhabbar. Durch den erfindungsgemäßen Probenträger ist ein modularer Aufbau eines Probenträgers gewährleistet.

Der erfindungsgemäße Probenträger könnte in eine vorgebbare Ausnehmung eines Mikroskopiertisches gesetzt werden. Hier könnte eine genaue Positionierung des Probenträgers relativ zum Mikroskop erfolgen. Insoweit könnte der Probenträger als „Inlay" bezeichnet werden.

Mit dem oben beschriebenen Fixierelement ist es möglich, Positionierungenauigkeiten von in dem Grundrahmen oder auf dem Adapter angeordneten Proben aufgrund deren Herstellungsungenauigkeiten zu reduzieren. Insbesondere bei Proben, die aus einer Kombination eines Deckglases und eines chamber slides bestehen, treten bei deren Verklebung Rauhigkeiten auf, die durch das Fixieren mittels des Fixierelements weitgehend kompensiert werden.

Die voranstehende Aufgabe ist andererseits auch durch einen Mikroskop-Aufbau mit einem Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 14 gelöst. Dabei wird an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen von Vorteilsangaben der besonderen Ausgestaltung des Mikroskop-Aufbaus auf die entsprechenden Passagen der obigen Beschreibung der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Probenträgers verwiesen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
1 in einer perspektivischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Probenträgers,
2 in einer perspektivischen Draufsicht ein Fixierelement zum Andrücken einer Probe an den Grundrahmen des Probenträgers und
3 in einer perspektivischen Draufsicht den Probenträger aus 1 mit auf dessen Grundrahmen angeordnetem Fixierelement.
1 zeigt in einer perspektivischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Probenträgers. Der Probenträger weist einen Grundrahmen 1 auf, der wiederum eine Unterseite 2, eine Oberseite 3 und einen Aufnahmebereich 4 für Proben aufweist. Der Aufnahmebereich 4 ist in vier Unterabschnitte mittels dreier Stege aufgeteilt. Im Hinblick auf einen hohen Probendurchsatz mit konstruktiv einfachen Mitteln weist der Grundrahmen 1 an der Oberseite 3 einen Kopplungsbereich 5 für mindestens ein weiteres Funktionselement auf. Ein derartiges Funktionselement könnte beispielsweise durch einen Deckel, eine Heizplatte oder eine Kühlplatte gebildet sein.
Der Grundrahmen 1 weist miteinander verbundene Seitenwände 6 auf, wobei der Kopplungsbereich 5 an den oberen Enden der Seitenwände 6 gebildet ist.
Der Grundrahmen 1 weist aufgerauhte Griffbereiche 11 zum sicheren Eingriff mit beispielsweise einem automatisierten Nadelgreifer auf. Zur Limitierung von Wärmeübergängen weist der Grundrahmen 1 des Weiteren Durchgänge 12 in seinem Boden auf.
2 zeigt in einer perspektivischen Draufsicht ein rahmenförmiges Fixierelement 7, mit dem Proben gegen den Grundrahmen 1 oder gegen einen in den Grundrahmen 1 eingesetzten Adapter gedrückt werden können. Das Fixierelement 7 weist Federn 8 zum Andrücken der Proben auf. Das Fixierelement 7 weist einen Kopplungsbereich 10 für mindestens ein weiteres Funktionselement in Form von beispielsweise eines Deckels, einer Heizplatte oder Kühlplatte auf. Der Kopplungsbereich 10 ist im Wesentlichen durch eine entlang des oberen Rands des Fixierelements 7 verlaufende Ausnehmung oder Nut gebildet. Das Fixierelement 7 ist an den Grundrahmen 1 derart angepasst, dass im Wesentlichen keine Relativbewegung zwischen Fixierelement 7 und Grundrahmen 1 in horizontaler Richtung möglich ist, wenn das Fixierelement 7 auf den Grundrahmen 1 aufgesetzt ist.
3 zeigt den Probenträger mit dem Grundrahmen 1 und dem auf den Grundrahmen 1 aufgesetzten Fixierelement 7. In den Grundrahmen 1 können Proben in Form von chamber slides eingesetzt werden. Zur Befestigung des Fixierelements 7 am Grundrahmen 1 weist der Grundrahmen 1 zwei Klammern 9 auf. Die Klammern 9 greifen über das Fixierelement 7.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass das zuvor rein willkürlich gewählte Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dient, diese jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Probenträger, insbesondere zur Handhabung von zu mikroskopierenden Proben, mit einem Grundrahmen (1), wobei der Grundrahmen (1) eine Unterseite (2), eine Oberseite (3) und mindestens einen Aufnahmebereich (4) für mindestens eine Probe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (1) an der Oberseite (3) einen Kopplungsbereich (5) für mindestens ein weiteres Funktionselement aufweist.
Probenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (1) miteinander verbundene Seitenwände (6) aufweist.
Probenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Grundrahmen (1) ein Adapter zur Bildung einzelner Aufnahmebereiche (4) anordenbar ist.
Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf oder in den Grundrahmen (1) ein vorzugsweise rahmenförmiges Fixierelement (7) für die Probe oder Proben auf- oder einsetzbar ist.
Probenträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (7) mindestens eine Feder (8) zum Andrücken der Probe oder Proben an den Grundrahmen (1) oder an den Adapter aufweist.
Probenträger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (7) mit dem Grundrahmen (1) verrastbar oder verklemmbar ist.
Probenträger nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (1) mindestens eine Klammer (9) zum Anklemmen des Fixierelements (7) aufweist.
Probenträger nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (7) einen Kopplungsbereich (10) für mindestens ein weiteres Funktionselement aufweist.
Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (1) vorzugsweise aufgerauhte Griffbereiche (11) aufweist.
Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (1) Ausnehmungen und/oder Durchgänge (12) zur Limitierung von Wärmeübergängen aufweist.
Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (1) und/oder der Adapter und/oder das Fixierelement (7) autoklavierbar sind oder ist.
Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (1) und/oder der Adapter und/oder das Fixierelement (7) stapelbar sind oder ist.
Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Funktionselement ein Deckel, eine Heizplatte zur Bildung einer Inkubationseinheit oder eine Kühlplatte ist.
Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe durch ein Deckglas, einen Objektträger, einen chamber slide, ein Kammerdeckglas oder einen Objektträger mit Kammern gebildet ist.
Mikroskop-Aufbau mit einem Probenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 14.