DE19652327C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung chemischer Reaktionsfolgen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durch­ führung chemischer Reaktionsfolgen.

Bei vielen chemischen oder biochemischen Verfahren, welche in mehreren Stufen durchgeführt werden, kann es erforderlich sein, den Wechsel eines Reaktionsmillieus vorzunehmen, z. B. den Wechsel zwischen einem polaren und einem unpolaren Lö­ sungsmittel. Ferner kann es erforderlich sein, in einer Reak­ tionsstufe Reaktionsprodukte oder Reaktionsnebenprodukte ab­ zutrennen. Hierzu kommen herkömmlicherweise Fällung, Filtra­ tion, Zentrifugation und das Trocknen von Materialien zum Einsatz. Insbesondere wird es bei derartigen Reaktionsfolgen oftmals gewünscht, eine Vielzahl derartiger Reaktionen par­ allel durchzuführen, um beispielsweise mehrere verschiedene Ausgangsmaterialien gleichzeitig untersuchen zu können, oder um durch die Verteilung verschiedener Reaktionsergebnisse eine statistische Aussage über zu untersuchende Materialien oder Reaktionsabläufe treffen zu können.

Aus der EP-0 365 668 ist eine Vorrichtung zur Durchführung chemischer Reaktionsfolgen bekannt, mit welcher sich gleich­ zeitig mehrere biochemische Reaktionen durchführen lassen, wie beispielsweise die Synthese von DNA-Bruchstücken. Diese be­ kannte Vorrichtung besteht aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Plattenelementen, wobei in jedem Plattenelement eine Reaktionskammer sowie eine Mehrzahl von Durchlaßkanälen auf einer Linie mit der Reaktionskammer angeordnet ist. Durch seitliches Verschieben jeweiliger Plattenelemente ist es mög­ lich, die Reaktionskammer eines Plattenelements entweder mit der Reaktionskammer anderer Plattenelemente oder mit den Durchlaßkanälen anderer Plattenelemente in vertikale Flucht zu bringen. Oberhalb der Platten ist eine Zuführquelle zur Zufuhr der Basen A, C, G und T sowie eines organischen Lösungsmittels angeordnet. Durch geeignete Positionierung ist es also mög­ lich, in jede Reaktionskammer der verschiedenen Plattenteile eine der Basen oder das Lösungsmittel einzuleiten. Ferner ist jede Reaktionskammer derart aufgebaut, daß sie nach unten hin durchlässig ist und durch eine poröse Membrane abgeschlossen ist, so daß in den einzelnen Reaktionskammern Glaskügelchen, an welchen Reaktionen auftreten, gehalten sind, eine von oben eingeleitete Flüssigkeit jedoch nach unten durchtreten kann. Soll nun vermittels dieser bekannten Vorrichtung gleichzeitig mit der gleichen Base in allen oder mehreren Reaktionskammern die gleiche Reaktion durchgeführt werden, so sind diese Reak­ tionskammern, wie bereits angesprochen, in vertikaler Flucht unter der jeweiligen Zuführstelle der betreffenden Base an­ zuordnen. Ist eine derartige Anordnung getroffen, so wird nachfolgend die Base zugeführt, so daß sie in die oberste an­ geordnete Reaktionskammer eintritt, durch die poröse Membran hindurchtritt und in die nächste darunterliegende Reaktions­ kammer eintritt, usw. Dabei besteht das Problem, daß in den weiter oben angeordneten Reaktionskammern bei Einleiten der Base bereits die Reaktionen auftreten und daß mit der durch diese hindurchtretenden Flüssigkeit bereits die Reaktionser­ zeugnisse in darunterliegende Reaktionskammern mitgeführt werden. Bei einer Vielzahl an Prozessen, z. B. der Oligo­ nucleotidsynthese, ist diese Verschleppung von Reaktionser­ zeugnissen unerheblich. Bei der Aufreinigung von biologischem Material, wie z. B. von DNA, würde dies jedoch die Reaktions­ ergebnisse unbrauchbar machen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor­ richtung zur Durchführung chemischer Reaktionsfolgen vorzuse­ hen, mit welcher auf einfache Weise parallel Reaktionen durch­ geführt werden können, ohne daß die Gefahr der gegenseitigen Beeinträchtigung von gleichzeitig durchgeführten Reaktionen besteht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vor­ richtung zur Durchführung chemischer Reaktionsfolgen gelöst, welche umfaßt: einen Träger mit einer Mehrzahl von Positionierebenen, welche in einer Flußrichtung aufeinanderfolgend im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei jede Positionierebene eine Mehrzahl von im wesentlichen orthogonal zur Flußrichtung nebeneinander liegenden Positionierbereichen umfaßt und wobei zu wenigstens einem Positionierbereich in einer der Positionierebenen ein zu diesem in Flußrichtung aus­ gerichteter Positionierbereich in wenigstens einer unmittelbar benachbarten Positionierebene vorhanden ist, in mindestens ei­ ner der Positionierebenen wenigstens einen Reaktionsgefäß­ schlitten mit wenigstens einem Reaktionsgefäß, wobei der Reak­ tionsgefäßschlitten in der zugeordneten Positionierebene be­ wegbar ist, so daß das wenigstens eine Reaktionsgefäß oder wenigstens ein Teil der an dem Reaktionsgefäßschlitten getra­ genen Reaktionsgefäße in wenigstens einem Transfer-Positio­ nierbereich anordenbar ist, wobei jedem in dem wenigstens einen Transfer-Positionierbereich angeordneten Reaktionsgefäß ein Reaktionsgefäß einer unmittelbar benachbarten Positionier­ ebene zum wahlweisen Reagenzientransfer zwischen diesen Reak­ tionsgefäßen zuordenbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß in jeder Positionierebene wenigstens ein Reaktionsgefäß vorgese­ hen ist, und daß durch die Bewegung der Reaktionsgefäßschlit­ ten verschiedener Positionierebenen in geeignete Transfer-Po­ sitionierbereiche ein Reagenzienaustausch zwischen den ein­ zelnen Ebenen stattfinden kann. Dies bedeutet, daß für jede prozessierte Probe in der Flußrichtung ein Prozessierkanal bereitgestellt ist, welcher ausschließlich für eine Probe be­ reitgestellt ist. Eine Verschleppung von Reaktionserzeugnissen von einem Prozessierkanal in einen anderen kann dabei nicht auftreten. Dies hat zur Folge, daß selbst hochempfindliche Re­ aktionen in einer großen Anzahl parallel zueinander ohne ge­ genseitige Beeinträchtigung durchgeführt werden können. Durch die geeignete Auswahl der Anzahl an Positionierebenen ist es möglich, Reaktionsfolgen durchzuführen, welche eine beliebige Anzahl an Reaktionsschritten beinhalten, wobei aufgrund der gestapelten Anordnung der Positionierebenen zur parallelen Durchführung selbst einer großen Anzahl an Positionierebenen nur relativ wenig Laborraum beansprucht wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß im vorliegenden Text der Aus­ druck "Reagenzien" jegliches Material umfaßt, das einerseits zur Herbeiführung, zur Unterstützung von Reaktionen, als Kata­ lysator oder dergleichen verwendet werden kann. Andererseits umfaßt dieser Ausdruck auch Reaktionserzeugnisse, Nebenpro­ dukte oder dergleichen, welche entweder als Reaktionsabfall zu beseitigen sind oder in weiteren Reaktionsstufen weiter ver­ arbeitet werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß der wenigstens eine Reaktionsgefäßschlitten wenigstens eine Reihe von Reaktions­ gefäßen trägt, in der wenigstens ein Reaktionsgefäß angeordnet ist. Die reihenartige Anordnung von Reaktionsgefäßen ermög­ licht eine besonders einfache und platzsparende Durchführung mehrerer Reaktionen parallel zueinander.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Reihe von Reaktionsgefäßen an dem wenigstens einen Reaktionsgefäßschlit­ ten durch einen dieser Reihe zugeordneten Reaktionsgefäßträger getragen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Reaktionsgefäß­ schlitten in den einzelnen Positionierebenen bewegbar, d. h. die Reaktionsgefäßschlitten verschiedener Ebenen sind relativ zueinander bewegbar. Dies bedingt, daß in den Positionierbe­ reichen der Reaktionsgefäßschlitten einander unmittelbar be­ nachbarter Positionierebenen in der Flußrichtung ein Zwischen­ raum geschaffen sein muß, um eine derartige freie Bewegbarkeit zu ermöglichen. Um jedoch beim Regenzientransfer zwischen un­ mittelbar benachbarten Positionierebenen sicherstellen zu kön­ nen, daß die Reaktionsgefäße, zwischen welchen eine Reagen­ zienübertragung stattfinden soll, möglichst nahe beieinander liegen, wird vorgeschlagen, daß jedes an dem wenigstens einen Reaktionsgefäßschlitten getragene Reaktionsgefäß zum Reagen­ zientransfer zwischen diesem und einem jeweils zugeordneten Reaktionsgefäß in einer unmittelbar benachbarten Positionier­ ebene in der Flußrichtung auf das zugeordnete Reaktionsgefäß der unmittelbar benachbarten Positionierebene zu bewegbar angeordnet sind. Es kann somit die Gefahr einer unbeabsichtigten Abgabe von Reagenzien zur Umgebung hin deutlich verringert werden.

Um eine derartige Annäherung der Reaktionsgefäße unmittelbar benachbarter Positionierebenen erreichen zu können, kann bei­ spielsweise vorgesehen sein, daß der die wenigstens eine Reihe von Reaktionsgefäßen tragende Reaktionsgefäßträger an dem we­ nigstens einen Reaktionsgefäßschlitten in der Flußrichtung hin- und herbewegbar angeordnet ist. Es wird somit erreicht, daß durch die Bewegung des Reaktionsgefäßträgers bereits eine Vielzahl an Reaktionsgefäßen hin und her bewegt wird und nicht für einzelne Reaktionsgefäße eigenständige Bewegungsmittel vorgesehen sein müssen.

Vorteilhafterweise sind dann Bewegungsmittel vorgesehen zum Bewirken der Hin- und Herbewegung des Reaktionsgefäßträgers.

Die Bewegungsmittel können beispielsweise zum Ausüben einer Druckkraft auf jedes an dem Reaktionsgefäßträger getragene Reaktionsgefäß ausgebildet sein, wobei dann bei Ausüben der Druckkraft jedes Reaktionsgefäß mit dem Reaktionsgefäßträger gegen eine Vorspannkraft auf das jeweils zugeordneten Reak­ tionsgefäß der unmittelbar benachbarten Positionierebene zu bewegbar ist.

In besonders einfacher Weise kann die Vorspannkraft durch zwi­ schen dem wenigstens einen Reaktionsgefäßschlitten und dem Re­ aktionsgefäßträger wirkende Vorspannmittel, vorzugsweise Fe­ dermittel, elastisch verformbare Kunststoffelemente oder der­ gleichen, erzeugt werden.

Alternativ ist es jedoch möglich, daß Verschiebungsmittel vor­ gesehen sind, welche direkt zwischen dem wenigstens einen Re­ aktionsgefäßschlitten und dem Reaktionsgefäßträger wirken.

Um die bereits vorangehend angesprochene unbeabsichtigte Ab­ gabe von Reagenzien zur Umgebung hin weiter eindämmen zu kön­ nen, bzw. vollständig unterdrücken zu können, wird vorgeschla­ gen, daß Dichtungsmittel vorgesehen sind, welche in einem auf­ einanderzubewegten Zustand der Reaktionsgefäße zweier unmit­ telbar benachbarter Positionierebenen einen im wesentlichen fluiddichten Abschluß zwischen den einander jeweils zugeord­ neten Reaktionsgefäßen der verschiedenen Positionierebenen er­ zeugen.

Dabei kann gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, daß die Dichtungsmittel ein im wesentlichen spitz ausgebildetes Austrittsende des wenigstens einen Reak­ tionsgefäßes einer Positionierebene umfassen sowie ein durch Membranmittel abgeschlossenes Aufnahmeende des jeweils zuge­ ordneten Reaktionsgefäßes der anderen der Positionierebenen umfassen, wobei bei gegenseitigem Annähern der Reaktionsgefäße der verschiedenen Positionierebenen die Membranmittel durch die spitzen Austrittsenden durchdringbar sind und mit diesen einen fluiddichten Abschluß bilden.

Alternativ ist es möglich, daß die Dichtungsmittel eine Dich­ tungsmateriallage an einer Seite des Reaktionsgefäßträgers um­ fassen, welche den zugeordneten Reaktionsgefäßen der unmit­ telbar benachbarten Positionierebene zugewandt ist, wobei bei Bewegung des Reaktionsgefäßträgers auf die Reaktionsgefäße der unmittelbar benachbarten Positionierebene zu die Dichtungs­ materiallage an Aufnahmeenden der Reaktionsgefäße der unmit­ telbar benachbarten Positionierebene zur Anlage kommt und mit diesen einen fluiddichten Abschluß bildet.

Um bei Erzeugung des fluiddichten Abschlusses zwischen zwei Reaktionsgefäßen, zwischen welchen ein Reagenzientransfer stattfinden soll, eine Ent- bzw. Belüftung der Reaktionsgefäße vorzusehen, insbesondere desjenigen Reaktionsgefäßes, in wel­ chen Flüssigkeit eingegeben wird, wird vorgeschlagen, daß ferner Entlüftungsmittel vorgesehen sind, welche bei fluid­ dichter Verbindung der Reaktionsgefäße zweier unmittelbar benachbarter Positionierebenen eine Belüftung bzw. Entlüftung der Reaktionsgefäße ermöglichen.

Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Entlüf­ tungsmittel Entlüftungskanalmittel umfassen, welche sich von den Austrittsenden der Reaktionsgefäße, vorzugsweise innerhalb der jeweiligen Reaktionsgefäße, wegerstrecken und vorzugsweise über Filtermittel zur Umgebung hin offen sind. Bei einer der­ artigen Ausgestaltung sind die Entlüftungsmittel jeweils di­ rekt in den Reaktionsgefäßen vorgesehen, so daß keine externen Entlüftungseinrichtungen vorzusehen sind, was zu einem beson­ ders einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt.

Alternativ ist es auch möglich, daß das wenigstens eine Reak­ tionsgefäß an dem zugeordneten Reaktionsgefäßträger im Bereich seines Austrittsendes getragen ist, und daß die Entlüftungs­ mittel an dem Reaktionsgefäßträger vorgesehene, diesen und die Dichtungsmateriallage näherungsweise in der Flußrichtung durchsetzende und das Austrittsende des wenigstens einen Reak­ tionsgefäßes umgebende Entlüftungskanalmittel umfassen, welche bei Anliegen des Reaktionsgefäßträgers an den Aufnahmeenden der zugeordneten Reaktionsgefäße der unmittelbar benachbarten Positionierebene eine Gasströmungsverbindung zwischen dem In­ nenraum des jeweils zugeordneten Reaktionsgefäßes der unmit­ telbar benachbarten Positionierebene und der Umgebung herstel­ len, vorzugsweise über Filtermittel.

Um bei Eingabe flüssiger Reagenzien in die Reaktionsgefäße zu verhindern, daß diese unmittelbar wieder aus Austrittsberei­ chen der Reaktionsgefäße austreten, wird vorgeschlagen, daß ferner Verschlußmittel, vorzugsweise Filtermittel, in dem we­ nigstens einen Reaktionsgefäß vorzugsweise im Bereich des Austrittsendes vorgesehen sind, welche Verschlußmittel einen Fluiddurchtritt nur bei externer Einwirkung ermöglichen.

Beispielsweise kann die externe Einwirkung das Anlegen eines Drucks oder eines Unterdrucks an das Innere der Reaktionsgefä­ ße, oder durch elektrische, magnetische oder Gravitationsein­ wirkung erfolgen.

Um in die Reaktionsgefäße Reagenzien eingeben zu können, bzw. aus den Reaktionsgefäßen Reagenzien, d. h. Reaktionserzeug­ nisse und Nebenprodukte entnehmen zu können und beispielsweise erneut in eine darüber liegende Positionierebene transferieren zu können, wird vorgeschlagen, daß ferner Reagenzien-Eingabe/­ Entnahme-Mittel vorgesehen sind zum Eingeben von Reagenzien in das wenigstens eine Reaktionsgefäß in wenigstens einer der Po­ sitionierebenen bzw. zum Entnehmen von Reagenzien aus dem we­ nigstens einen Reaktionsgefäß von wenigstens einer der Posi­ tionierebene.

Um auch hier die unbeabsichtigte Abgabe von Reagenzien zur Um­ gebung hin vermeiden zu können, wird vorgeschlagen, daß die Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mittel zur Eingabe/Entnahme von Reagenzien mit den jeweiligen Reaktionsgefäßen fluiddicht ver­ bindbar sind.

Um vermittels der Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mittel jede Po­ sitionierebene, d. h. die in dieser angeordneten Reaktions­ gefäße, bedienen zu können, wird vorgeschlagen, daß jede Posi­ tionierebene wenigstens einen Eingabe/Entnahme-Positionierbe­ reich umfaßt, wobei bei Positionierung wenigstens eines Teils der in einer Positionierebene vorgesehenen Reaktionsgefäße in dem wenigstens einen Eingabe/Entnahme-Positionierbereich diese Reaktionsgefäße für die Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mittel zur Eingabe/Entnahme von Reagenzien in diese bzw. aus diesen in Flußrichtung von einer Seite, vorzugsweise einer Oberseite, her frei zugänglich sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgese­ hen sein, daß die Reagenzien Eingabe/Entnahme-Mittel ferner die Bewegungsmittel bilden, welche die Druckkraft auf die Re­ aktionsgefäße zum Verschieben desselben in der Flußrichtung erzeugen.

Gemäß einer Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, daß die Reaktionsgefäßschlitten in der jeweils zugeordneten Positio­ nierebenen linear bewegbar sind. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Reaktionsgefäßschlitten in den zugeordneten Posi­ tionierebenen auf näherungsweise kreisförmigen Bahnen zu bewe­ gen. Dies bedeutet, daß einerseits die erfindungsgemäße Vor­ richtung einen linearen Aufbau hat und in der zweiten Ausfüh­ rungsform einen näherungsweise rotationssymmetrischen Aufbau hat, wobei die Reaktionsgefäßschlitten in den einzelnen Posi­ tionierebenen dann um eine zentrale Mittelachse drehbar sind.

Um eine nahezu automatische Durchführung der Reaktionen bzw. Reaktionsfolgen vorsehen zu können, wird vorgeschlagen, daß Mittel vorgesehen sind zum Bewirken der Bewegung der Reak­ tionsgefäßschlitten in den zugeordneten Positionierebenen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann dann wieder vorgesehen sein, daß die Reagenzien-Eingabe/Entnahme- Mittel die Mittel zum Bewirken der Bewegung der Reaktionsge­ fäßschlitten in den zugeordneten Positionierebenen bilden.

Um am Ende der jeweiligen Reaktionsfolgen die Reaktionserzeug­ nisse auffangen zu können, wird vorgeschlagen, daß das wenig­ stens eine Reaktionsgefäß in einer der Positionierebenen, vor­ zugsweise der in der Flußrichtung letzten Positionierebene, ein Auffanggefäß zur Aufnahme der bei der chemischen Reaktion erzeugten Reaktionserzeugnisse ist.

In verschiedenen Schritten kann es erforderlich sein, die in den Reaktionsgefäßen vorhandenen flüssigen Reagenzien als Re­ aktions-Nebenerzeugnisse bzw. Abfälle abzuführen und lediglich die beispielsweise an gewissen Substraten gehaltenen Reagen­ zien weiter zu verwenden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn fol­ gend auf die in Flußrichtung letzte Positionierebene Auffang­ wannenmittel vorgesehen sind, in welche dann diese flüssigen Reaktions-Nebenerzeugnisse ausgespült werden können.

Insbesondere bei Vorsehen einer Vielzahl an Positionierebenen ist es vorteilhaft, vorzusehen, daß wenigstens ein Teil der Positionierebenen einen Aufnahme-Positionierbereich und einen Abgabe-Positionierbereich umfaßt, daß der Aufnahme-Positio­ nierbereich einer derartigen Positionierebene in Flußrichtung mit dem Abgabe-Positionierbereich einer in Flußrichtung vor­ angehenden Positionierebene ausgerichtet ist, und/oder daß der Abgabe-Positionierbereich einer derartigen Positionierebene in Flußrichtung mit dem Aufnahme-Positionierbereich einer in Flußrichtung folgenden Positionierebene ausgerichtet ist. Da ein Reagenzientransfer lediglich zwischen unmittelbar benach­ barten Positionierebenen stattfindet, genügt es also, in jeder Positionsebene einen Aufnahme-Positionierbereich und einen Ab­ gabe-Positionierbereich vorzusehen, wobei dennoch beispiels­ weise Positionierbereiche vorgesehen sein können, die Zwi­ schenstellungen definieren.

Da die in Flußrichtung erste Positionierebene für die Reagen­ zien-Eingabe/Entnahme-Mittel immer frei zugänglich ist, kann vorgesehen sein, daß wenigstens die in Flußrichtung erste Po­ sitionierebene einen Aufnahme/Abgabe-Positionierbereich um­ faßt, der sowohl den Aufnahme-Positionierbereich als auch den Abgabe-Positionierbereich bildet. In entsprechender Weise ist es ausreichend, wenn die in Flußrichtung letzte Positionier­ ebene lediglich Aufnahme-Positionierbereiche, vorzugsweise ei­ nen Aufnahme-Positionierbereich, umfaßt.

Zur Gewährleistung der freien Positionierbarkeit der jeweili­ gen Reaktionsgefäßschlitten in jedem der für diese vorgesehe­ nen Positionierbereiche, wird vorgeschlagen, daß die Positio­ nierbereiche der verschiedenen Positionierebenen derart angeordnet sind, daß sie in jeder Positionierebene derart in ihren jeweiligen Positionierbereichen anordenbar sind, daß jeder Reaktionsgefäßschlitten in jeder anderen Positioniere­ bene vorzugsweise vermittels Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mit­ teln mit seinem/seinen zugeordneten Reaktionsgefäßen in jedem der für diese Reaktionsgefäße vorgesehenen Positionierbereiche anordenbar ist.

Beispielsweise kann eine derartige Anordnung getroffen werden, daß die Aufnahme- und Abgabe-Positionierbereiche der verschie­ denen Positionierebenen in treppenförmiger Struktur angeordnet sind, wobei jeweils wenigstens ein Teil jedes Abgabe-Positio­ nierbereichs nicht durch einen Positionierbereich einer in Flußrichtung vorangehenden Positionierebene überdeckt ist. Diese Anordnung führt dazu, daß in jeder Positionierebene ein Bereich vorgesehen ist, in dem die in dieser Positionierebene angeordneten Reaktionsgefäße beispielsweise von oben her für die Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mittel frei zugänglich sind, einerseits zur Eingabe/Entnahme von Reagenzien, andererseits zur Bewirkung der Verschiebung des zugeordneten Reaktionsge­ fäßschlittens.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionsfolgen, umfassend die Schrit­ te:

• a) Einbringen von Reagenzien in das wenigstens eine Reak­ tionsgefäß einer ersten Positionierebene,
• b) Durchführen einer chemischen Reaktion, einer Adsorptions­ reaktion, einer Absorptionsreaktion einer Stoffmischung oder dergleichen in dem wenigstens einen Reaktionsgefäß,
• c) Anordnen des wenigstens einen Reaktionsgefäßes der ersten Positionierebene und des jeweils zugeordneten Reaktions­ gefäßes einer auf die erste Positionierebene unmittelbar folgenden zweiten Positionierebene jeweils in einem Transfer-Positionierbereich der beiden Positionierebenen,
• d) gesteuertes Transferieren wenigstens eines Teils von im Schritt b) erhaltenen Reaktionserzeugnissen in das jeweils zugeordnete Reaktionsgefäß der zweiten Positionier­ ebene, wobei das wenigstens eine Reaktionsgefäß der er­ sten Positionierebene oder/und das jeweils zugeordnete Reaktionsgefäß der zweiten Positionierebene derart posi­ tionierbar sind, daß das wenigstens eine Reaktionsgefäß in der zweiten Positionierebene zur freien Eingabe von Reagenzien in dieses vermittels Reagenzien-Eingabe/Ent­ nahme-Mitteln frei zugänglich sind oder/und zur gesteuer­ ten Übertragung der in diesem enthaltenen Reaktionser­ zeugnisse in ein jeweils zugeordnetes Reaktionsgefäß einer auf die zweite Positionierebene folgenden dritten Positionierebene positioniert sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zur Durchführung chemischer Reak­ tionsfolgen;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs einer Linie II-II in Fig. 1, wobei jedoch in jeder Positionierebene Reaktions­ gefäße bzw. Auffanggefäße dargestellt sind und wobei in der obersten Positionierebene ein Teil der darge­ stellten Reaktionsgefäße in einem abgesenkten Zu­ stand ist;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Reaktionsgefäßschlitten der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines teilweise längs einer Linie IV-IV in Fig. 5 geschnittenen Dispenser-Werkzeugs;

Fig. 5 eine Schnittansicht des Dispenser-Werkzeugs längs einer Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine Teilschnittansicht einer Ausführungsform von an einem Reaktionsgefäßträger getragenen Reaktionsgefä­ ßen;

Fig. 7 eine Teilschnittansicht einer alternativen Ausge­ staltungsform von an einem Reaktionsgefäßträger getragenen Reaktionsgefäßen längs einer Linie VII-VII in Fig. 8;

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Reaktionsgefäßträger der Fig. 7; und

Fig. 9 eine skizzenhafte Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit fünf Positio­ nierebenen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine allgemein mit 10 bezeichnete Vor­ richtung zur Durchführung von Reaktionsfolgen. Die Vorrichtung 10 umfaßt einen Träger 12, der eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Positionierebenen I, II und III sowie eine Mehr­ zahl von Positionierbereichen a, b, c definiert. Der Träger 12 weist Vertikalstreben 14 auf, die in einer Reihe aufeinander­ folgend jeweils an beiden Seiten des Trägers 12 angeordnet sind und die in einer Längsrichtung durch Horizontalstreben 16 bzw. eine möglicherweise rahmenartig ausgebildete Bodenplatte 18 miteinander verbunden sind. Die Vertikalstreben 14 und die Horizontalstreben 16 bzw. die Bodenplatte 18 sind durch ge­ eignete Mittel, wie z. B. Schrauben oder dergleichen, fest miteinander verbunden.

Die Horizontalstreben 16 bilden jeweils Führungsschienen für Reaktionsgefäßschlitten 20, 22, wobei der Reaktionsgefäß­ schlitten 20 in der Ebene I angeordnet ist und der Reaktions­ gefäßschlitten 22 in der Ebene II angeordnet ist.

Wie auch in Fig. 3 zu erkennen, umfaßt jeder Reaktionsgefäß­ schlitten seitliche Führungsteile 24, die an jeweiligen Endbe­ reichen durch Verbindungsteile 26 fest miteinander verbunden sind. Die Führungsteile 24 und die Verbindungsteile 26 bilden somit einen festen Rahmen für die Reaktionsgefäßschlitten 20 bzw. 22. Mit den Führungsteilen 24 sind die Reaktionsgefäß­ schlitten 20 bzw. 22 auf den jeweiligen Horizontalstreben 16 in den Positionierebenen I, II frei verschiebbar. Zu diesem Zwecke können zwischen den Führungsteilen 24 bzw. den Horizon­ talstreben 26 in den Figur nicht dargestellte Gleit- oder Rollenlagermittel oder dergleichen vorgesehen sein. Ferner kön­ nen, um die Führungsschlitten in jeweiligen Positionierberei­ chen zu fixieren, die Reaktionsgefäßschlitten 20, 22 selbst­ bremsend ausgebildet sein oder es können bestimmte Rast- oder Fixierelemente vorgesehen sein, die eine unbeabsichtigte Ver­ schiebung der Reaktionsgefäßschlitten 20, 22 verhindern.

Jeder Reaktionsgefäßschlitten 20, 22 weist ferner eine Mehr­ zahl von Reaktionsgefäßträgern 28 auf. Die Reaktionsgefäßträ­ ger 28 erstrecken sich zwischen den beiden Führungsteilen 24 und sind in aufeinanderfolgender Weise zwischen den Verbin­ dungsteilen 26 angeordnet. Wie insbesondere in Fig. 2 zu er­ kennen ist, sind die Reaktionsgefäßträger 28 an den jeweiligen Reaktionsgefäßschlitten 20, 22 derart angebracht, daß sie in Richtung eines Pfeils F, welcher im wesentlichen einer Fluß­ richtung entspricht, hin und her bewegbar sind. Zu diesem Zweck sind die Reaktionsgefäßträger 28 über elastische Ele­ mente 30 auf den Führungsteilen 24 gelagert und durch Halte­ abschnitte 32 der Führungsteile 24 gegen ein Ablösen von den Führungsteilen 24 gesichert. Die elastischen Elemente 30 kön­ nen beispielsweise durch Kunststoffschläuche gebildet sein, die aufgrund ihrer Elastizität bei Krafteinwirkung elastisch verformbar sind und bei Freigabe sich wieder ausdehnen und so­ mit die Reaktionsgefäßträger 28 in einer Richtung nach oben in Fig. 2 vorspannen.

Wie in den Figuren ferner zu erkennen ist, ist an jedem Reak­ tionsgefäßträger 28 der Reaktionsgefäßschlitten 20, 22 eine Reihe 36 von Reaktionsgefäßen 34 getragen. Zu diesem Zweck weist jeder Reaktionsgefäßträger 28 eine Mehrzahl an Durch­ gangsöffnungen 38 auf, wobei die Anzahl an Durchgangsöffnungen 38 in jedem Reaktionsgefäßträger 28 der Anzahl an Reaktions­ gefäßen 34 in jeder Reihe 36 von Reaktionsgefäßen 34 ent­ spricht. Die Reaktionsgefäße 34 sind in nachfolgend detail­ lierter beschriebener Art und Weise im Bereich ihrer unteren Enden in die Öffnungen 38 eingesteckt und an den jeweiligen Reaktionsgefäßträgern 28 gehalten.

In der untersten Positionierebene III ist eine sogenannte Mi­ krotiterplatte 40 mit einer Vielzahl an Auffanggefäßen 42 an­ geordnet. Die Auffanggefäße 42 sind wiederum in einzelnen Rei­ hen angeordnet, wobei die Anzahl der Auffanggefäße 42 in jeder Reihe der Anzahl an Reaktionsgefäßen 34 in jeder Reihe 36 ent­ spricht und die Anzahl an Reihen von Auffanggefäßen 42 in der Mikrotiterplatte 40 der Anzahl an Reihen 36 von Reaktionsgefä­ ßen in dem Reaktionsgefäßschlitten entspricht.

Unter dem Träger 12 ist eine Auffangwanne 44 angeordnet, wel­ che zum Auffangen von aus Reaktionsgefäßen 34 abgegebenen Rea­ genzien oder dergleichen dient. In den Fig. 1 und 2 ist die Auffangwanne 44 in gestrichelter Linie dargestellt. Selbstver­ ständlich ist es möglich, die Auffangwanne 44 auch oberhalb der Bodenplatte 18 zwischen den einzelnen Vertikalstreben 14 zu positionieren.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist ferner ein Rea­ genzien-Eingabe/Entnahme-Mittel 46 vorgesehen. Das Reagenzien- Eingabe/Entnahme-Mittel 46 ist beispeilsweise durch ein an sich bekanntes Dispenser-Werkzeug 46 gebildet, das einerseits in Richtung des Pfeils F auf- und abbewegbar ist, das anderer­ seits in Richtung von Pfeilen P und S in Fig. 1 in Längsrich­ tung des Trägers 12 hin- und herbewegbar ist.

Das Dispenser-Werkzeug 46 ist in den Fig. 4 und 5 detaillier­ ter gezeigt. Es umfaßt einen Körper 48, der an seiner Unter­ seite eine Reihe von Reagenzien-Abgabekanälen 50 sowie eine Reihe von Druck-Abgabekanälen 52 aufweist. Die Reagenzien- Abgabekanäle 50 und die Druck-Abgabekanäle 52 sind jeweils zur Unterseite des Körpers 48 hin offen und erstrecken sich aus dem Körper 48 heraus. Ferner ist es an der Unterseite des Körpers 48 eine Dichtungsmateriallage 54 vorgesehen, in wel­ cher im Bereich der Kanäle 50, 52 jeweils Öffnungen 56 ausge­ bildet sind, in welche die Kanäle 50, 52 ragen bzw. diese durchsetzen. Die Anzahl der Kanäle 50, 52 in jeder Reihe ent­ spricht der Anzahl an Reaktionsgefäßen 34 in jeder Reihe 36 von Reaktionsgefäßen 34. D. h., durch das Dispenser-Werkzeug 46 können Reagenzien gleichzeitig in alle Reaktionsgefäße 34 einer Reihe 36 über die Reagenzien-Abgabekanäle 50 eingeleitet werden. Ferner können über die Druck-Abgabekanäle 52 gleich­ zeitig alle Reaktionsgefäße 34 einer Reihe 36 mit Druck beauf­ schlagt werden, wie nachfolgend detailliert beschrieben.

Das Dispenser-Werkzeug 46 steht über eine Leitung 60 in Ver­ bindung mit einer Druckquelle, z. B. Luftdruckquelle, so daß bei Aufschalten eines entsprechenden, in den Figuren nicht dargestellten Ventils über die Druck-Abgabekanäle 52 Druck in die Reaktionsgefäße 34 abgegeben werden kann. Ferner steht das Dispenser-Werkzeug 46 über eine Leitung 58 in Verbindung mit einer Quelle für Reagenzien, d. h. Reaktionslösungen oder der­ gleichen. Die Leitung 58 kann beispielsweise über ein Wechsel- oder Drehventil in Verbindung mit verschiedenen Fluidquellen gebracht werden, so daß bei Aufschalten des Ventils das Fluid von einer bestimmten Quelle über die Leitung 58 zu den Reagen­ zien-Abgabekanälen 50 strömen kann und über diese in die Reak­ tionsgefäße abgegeben werden kann. Vorratsbehälter für die zu­ zuführenden Reagenzien könnten in platzsparender Art und Weise in der untersten Positionierebene dort gelagert werden, wo keine Mikrotiterplatten oder dergleichen angeordnet sind und der Betrieb nicht beeinträchtigt ist. Die Ausgestaltung der­ artiger Fluidquellen bzw. die Zuführung des Fluids zu den einzelnen Reagenzien-Abgabekanälen ist im Stand der Technik bekannt, so daß eine detailliertere Beschreibung hier wegge­ lassen werden kann.

Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, sind die Reagenzien-Abgabeka­ näle 50 und die Druck-Abgabekanäle 52 in ihrer Länge und in ihrer Querschnittsabmessung verschieden ausgestaltet. Die Reagenzien-Abgabekanäle 50 sind relativ dünn und lang ausge­ bildet, wogegen die Druck-Abgabekanäle 52 kurz ausgebildet sind, so daß sie über die Dichtungsmateriallage 54 im wesent­ lichen nicht hervorstehen, jedoch einen größeren Querschnitt aufweisen. Dies hat den Zweck, daß vermittels der relativ langen Reagenzien-Abgabekanäle 50 diese relativ weit in die ein­ zelnen Reaktionsgefäße 34 eintauchen und somit die Reagenzien bereits mit Abstand zum Oberrand der Reaktionsgefäße 34 aus dem Dispenser-Werkzeug 46 austreten. Dies trägt bereits dazu bei, eine Abgabe von Reagenzien in die Umgebung, d. h. in einen Bereich außerhalb der Reaktionsgefäße 34, zu vermeiden. Die spezielle Ausgestaltung der Druck-Abgabekanäle 52 ist der­ art gewählt, daß sie bei einer nachfolgend detaillierter be­ schriebenen Beaufschlagung der Reaktionsgefäße 34 mit Druck aufgrund ihres relativ großen Strömungsquerschnitts die schnelle Einleitung eines großen Gasvolumens und eine dement­ sprechend schnelle Druckerzeugung ermöglichen, aufgrund ihrer Kürze jedoch den Gaseintritt in die Reaktionsgefäße nahe an deren Oberende ermöglichen, so daß durch eintretendes Gas Flüssigkeit, die im unteren Bereich der Reaktionsgefäße 34 angesammelt ist, nicht aufgespült wird und somit keine Tropfen oder Aerosole erzeugt werden, die aus den Reaktionsgefäßen austreten könnten.

In Fig. 6 ist eine erste Ausgestaltungsform für die Reaktions­ gefäße 34 der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Wie in Fig. 6 zu erkennen, sind die Reaktionsgefäße 34 einer Reihe 36 jeweils durch Stegabschnitte 62 integral miteinander ver­ bunden, so daß jede Reihe 36 von Reaktionsgefäßen 34 eine im wesentlichen starre integrale Reihe bildet, die in entspre­ chende Öffnungen 38 der Reaktionsgefäßträger 28 eingeschoben werden kann. Wie in Fig. 6 zu erkennen, sind dabei im Bereich von Austrittsenden 64 der Reaktionsgefäße 34 die Reaktions­ gefäße 34 sich konisch verjüngend ausgebildet, und die Öff­ nungen 38 im Reaktionsgefäßträger 28 sind in entsprechender Weise sich konisch verjüngend ausgebildet, so daß die Reak­ tionsgefäße 34 im Reaktionsgefäßträger 28 zentriert gehalten sind. Dies ist jedoch lediglich eine Ausgestaltungsart; es sind viele andere Ausgestaltungen möglich, um die Reaktions­ gefäße 34 am Reaktionsgefäßträger 28 zu halten. So ist es bei­ spielsweise möglich, einen die Austrittsenden 64 der Reak­ tionsgefäße 34 umgebenden Randabschnitt von im wesentlichen zylindrischer Form vorzusehen, der dann in entsprechend ge­ formte Öffnungen des Reaktionsgefäßträgers 38 eingeschoben wird. Ferner können die Reaktionsgefäße 34 durch Haftmittel oder dergleichen zu den Reaktionsgefäßträgern gehalten werden.

Die Reaktionsgefäße 34 sind im Bereich ihrer Austrittsenden 64 nach Art einer Kanüle spitz ausgebildet. Mit diesen spitzen Enden können die Reaktionsgefäße 34 im Verlauf eines nachfol­ gend beschriebenen Reagenzientransfers aus diesen in die Reak­ tionsgefäße 34 einer darunter angeordneten Positionierebene eine Membran 70 durchstechen, welche an der Oberseite dieser darunterliegenden Reaktionsgefäße 34 angeordnet ist. Durch die die Membran 70 durchdringenden Spitzen der oberen Reihe 36 von Reaktionsgefäßen 34 und die Membran 70 wird eine fluiddichte Verbindung zum Reagenzientransfer zwischen den beiden Positio­ nierebenen geschaffen. Dies hat zur Folge, daß beim Reagen­ zientransfer kein Material in unbeabsichtigter Weise aus den unteren Reaktionsgefäßen 34 entweichen kann. Um jedoch einen Druckausgleich schaffen zu können, ist in jedem der Reaktions­ gefäße 34 eine Kanüle 72 angeordnet. Wird von den oberen Reak­ tionsgefäßen 34 Fluid in die unteren Reaktionsgefäße 34 einge­ leitet, so kann das aus den unteren Reaktionsgefäßen 34 ver­ drängte Gas über die Kanülen 72 der oberen Reaktionsgefäße 34 entweichen. Um dabei jedoch zu verhindern, daß durch entwei­ chendes Gas Aerosole mitgeführt werden, ist in jeder der Kanü­ len 72 ein Aerosolfilter 74 angeordnet, welcher lediglich den Durchtritt von Gas gestattet, die im Gas mitgeführten Schwebe­ teilchen jedoch bindet und somit wiederum die Kontamination der Umgebung durch in dem entweichenden Gas mitgeführte Schwe­ beteilchen verhindert.

Ferner ist in jedem der Reaktionsgefäße 34 ein nachfolgend detaillierter beschriebener Filter 76 angeordnet. Dieser Fil­ ter 76 kann mehrere Funktionen haben. Einerseits dient er dazu, den ungewünschten Durchtritt von Fluid durch ein Reak­ tionsgefäß 34 zu verhindern. D. h., es soll lediglich dann, wenn das Innere der Reaktionsgefäße 34 mit Druck beaufschlagt wird, der Durchtritt von Fluid gestattet sein. Darüber hinaus kann jedoch der Filter 76 dazu dienen, eine gewünschte Reak­ tion hervorzurufen, wie später beschrieben.

In Fig. 7 ist eine alternative Ausgestaltungsform der Reak­ tionsgefäße 34' dargestellt. Die Reaktionsgefäße 34' in Fig. 7 sind in eine entsprechende Aufnahmeöffnung 38' der Reaktions­ gefäßträger 28' eingepaßt (siehe Fig. 8). Die Öffnung 38' ist dabei an einem ringartigen Trägersegment 78 ausgebildet, das durch Wandungsabschnitte 80 mit dem Reaktionsgefäßträger 28' fest verbunden ist. Zwischen den Wandungsabschnitten 80 sind einzelne Kanalabschnitte 82 gebildet, welche jeweils wieder Ent/Belüftungskanäle vorsehen.

Wie insbesondere in Fig. 7 zu erkennen ist, ist der Reaktions­ gefäßträger 28' durch zwei Plattenteile 84, 86 gebildet, die unter Zwischenlagerung einer Aerosolfilterlage 88 miteinander verbunden sind. Die Aerosolfilterlage 88 ist im Bereich der Öffnungen 38' ausgeschnitten, bildet jedoch im Bereich der kanalartigen Öffnungen 82 einen Filter in diesen Öffnungen 82, der bei Entweichen von Gas aus den unteren Reaktionsgefäßen 34' in dem Gas mitgeführte Schwebeteilchen zurückhält.

An der Unterseite des Reaktionsgefäßträgers 28 ist wiederum eine Dichtungsmateriallage 90 angeordnet, die im Bereich der Öffnungen 38' und der Kanäle 82 eine entsprechende Öffnung 92 aufweist. Bei einem nachfolgend detaillierter beschriebenen Absenken des Reaktionsgefäßträgers 28' kommt die Dichtungs­ materiallage in Anlage an den unteren Reaktionsgefäßträgern 34' und bildet mit diesen eine fluiddichte Verbindung. Bei Einleiten von Fluid aus den oberen Reaktionsgefäßen 34' in die unteren Reaktionsgefäße 34' kann verdrängtes Gas durch die Kanäle 82 über den Filter 88 entweichen.

Auch bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 7 ist es möglich, an der Oberseite der Reaktionsgefäße 34' Membranen vorzusehen, die ein ungewolltes Entweichen von Aerosolen oder dergleichen verhindern. In diesem Falle müßten die unteren Enden der Reak­ tionsgefäße 34' wiederum spitz ausgebildet sein, und die Mem­ branen müßten aus einem Material bestehen, das für Gas durch­ lässig ist, Aerosole oder dergleichen jedoch zurückhält. Auch bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 6 ist die Verwendung eines derartigen Membranmaterials denkbar; ist das Membranmaterial für Gas durchlässig, so könnte beispielsweise auf die Kanüle 72 in den einzelnen Reaktionsgefäßen 34 verzichtet werden, da die Gasableitung aus den unteren Reaktionsgefäßen 34 über die Membran hinweg stattfindet. Das Vorsehen von Membranen an den oberen Enden der Reaktionsgefäße hat den Vorteil, daß selbst bei Verwendung von Dichtungsmateriallagen zum dichten Abschluß zur Umgebung hin eine Kontamination des Reaktionsgefäßträgers der oberen Reaktionsgefäße vermieden werden kann.

Nachfolgend wird die prinzipielle Funktionsweise der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung 10 beschrieben. Durch das Dispenser- Werkzeug 46 wird zunächst ein Reaktionsmittel, d. h. Reagen­ zien, in die Reaktionsgefäße 34 des Reaktionsgefäßschlitten 20 in der Positionierebene I eingegeben. Dies wird derart vor­ genommen, daß das in Fig. 1 dargestellte Dispenser-Werkzeug 46 zunächst in Richtung eines Pfeils S über eine Reihe 36 von Reaktionsgefäßen 34 in der Positionierebene I bewegt wird. Liegt das Dispenser-Werkzeug 46 über einer derartigen Reihe 36, so wird es in Richtung des Pfeils F abgesenkt, bis es mit seiner Dichtungsmateriallage 54 am oberen Ende der Reaktions­ gefäße 34 anstößt und somit eine fluiddichte Verbindung her­ stellt, wie dies beispielsweise auch mit Bezug auf die Fig. 7 erkennbar ist. Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß die Reagenzien-Abgabekanäle 50 des Dispenser-Werkzeugs 46 an ihren unteren Enden spitz ausgebildet sind, so daß sie eine an den oberen Enden der Reaktionsgefäße angeordnete Membran, wie die­ se in Fig. 6 dargestellt ist, durchdringen können und somit die fluiddichte Verbindung schaffen. Entsprechendes gilt für die Druck-Abgabekanäle 52.

Nach dem Absenken des Dispenser-Werkzeugs 46 auf die Reak­ tionsgefäße 34 wird über die Reagenzien-Abgabekanäle 50 ein gewünschtes Reaktionsmittel in die Reaktionsgefäße 34 einer Reihe 36 in der Positionierebene I eingeleitet. Ist dieser Vorgang beendet, so wird das Dispenser-Werkzeug 46 wieder angehoben und schrittweise zur nächsten Reihe 36 in der Posi­ tionierebene I weiterbewegt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis alle Reaktionsgefäße 34, d. h. alle für eine bestimmte Reaktion vorgesehenen Reaktionsgefäße 34, in der Positionier­ ebene I mit dem jeweils gewünschten Reaktionsmittel gefüllt sind. Zu diesem Zwecke ist es selbstverständlich auch möglich, daß das Dispenser-Werkzeug 46 mehrere hintereinander angeord­ nete Reihen von Reagenzien-Abgabekanälen 50 und entsprechende Reihen von Druck-Abgabekanälen 52 aufweist, so daß gleichzei­ tig mehrere Reihen 36 von Reaktionsgefäßen 34 befüllt werden können.

Soll nun ein Fluid von den Reaktionsgefäßen 34 in der Positio­ nierebene I auf die Reaktionsgefäße 34 in der Positionierebene II übertragen werden, so wird zunächst der Reaktionsgefäß­ schlitten 22 in der Positionierebene II in den Positionierbe­ reich b verschoben. Dies wird dadurch vorgenommen, daß das Dispenser-Werkzeug 46 in Richtung eines Pfeils P über den Re­ aktionsgefäßschlitten 22 bewegt wird, dann in Richtung des Pfeils F abgesenkt wird, bis es auf den Reaktionsgefäßen 34 der Positionierebene II aufsetzt und dann wieder in Richtung des Pfeils S zurückverschoben wird und dabei den Reaktions­ gefäßschlitten 22 mitnimmt. Der Reaktionsgefäßschlitten 22 wird somit in den Positionierbereich b verschoben. In entspre­ chender Weise wird nachfolgend der Reaktionsgefäßschlitten 20 durch das Dispenser-Werkzeug 46 von dem Positionierbereich c in den Positionierbereich b verschoben. Der Positionierbereich b bildet also bei der Darstellung der Fig. 1 einen Transfer- Positionierbereich I, in dem die Reaktionsgefäße 34 der Posi­ tionierebene I über den Reaktionsgefäßen 34 der Positionier­ ebene II liegen. Insbesondere ist bei der dargestellten Aus­ führungsform eine 1 : 1-Zuordnung an Reaktionsgefäßen getroffen, d. h. für jede Reaktionsgefäßreihe 36 der Positionier­ ebene I ist eine Reaktionsgefäßreihe 36 der Positionierebene II mit einer entsprechenden Anzahl an Reaktionsgefäßen 34 vorgesehen.

Zur Übertragung von Flüssigkeit aus den Reaktionsgefäßen der Positionierebene I in die Reaktionsgefäße der Positionierebene II wird das Dispenser-Werkzeug 46 wieder über einer Reihe 36 der Reaktionsgefäße der Positionierebene I angeordnet und in Richtung des Pfeils F abgesenkt, bis es wiederum auf die Reak­ tionsgefäße 34 aufsetzt. Das Dispenser-Werkzeug wird dann je­ doch noch weiter abgesenkt, bis es in eine in der linken Hälf­ te der Fig. 2 dargestellte Stellung bewegt ist. In dieser Stellung drückt das Dispenser-Werkzeug 46 die Reaktionsgefäße 34 gegen die Vorspannkraft der elastischen Elemente 30 nach unten. Je nach Ausgestaltung der Reaktionsgefäße, bzw. des Re­ aktionsgefäßträgers, taucht nun entweder ein spitzes Ende 64 der Reaktionsgefäße 34 unter Durchdringung der Membran 70 (Fig. 6) in die darunterliegenden Reaktionsgefäße 34 ein, oder es kommt die Dichtungsmateriallage 90 des Reaktionsgefäßträ­ gers 28' (Fig. 7) an der Oberseite der Reaktionsgefäße 34' der Positionierebene II zu liegen, so daß in jedem Falle eine fluiddichte Verbindung zwischen den Reaktionsgefäßen 34 bzw. 34' der beiden Positionierebenen I und II geschaffen ist. Die mit dem Stegabschnitt 62 verbundenen Reaktionsgefäße 34 sehen in jeder Reihe von Reaktionsgefäßen eine besonders stabile An­ ordnung der Reaktionsgefäße vor, welche insbesondere bei der Druckausübung mittels des Dispenser-Werkzeugs einen sicheren Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet.

Es sei hier jedoch erwähnt, daß die Erzeugung einer derartigen fluiddichten Verbindung nicht zwingend ist, insbesondere bei verschiedenen Reaktionen nicht erforderlich ist. Stattdessen ist es möglich, die Reaktionsgefäße so wie in Fig. 2 darge­ stellt auszubilden, daß sie mit einem Abgabeabschnitt ohne Bildung eines fluiddichten Abschlusses in die darunterliegen­ den Reaktionsgefäße eintauchen und die Flüssigkeit mit Abstand zum Oberrand der Reaktionsgefäße der unteren Positionierebene in diese einspritzen, so daß auch somit das unbeabsichtigte Abgeben von Reagenzien zur Umgebung hin weitgehend unterbunden werden kann.

Zur Übertragung von Fluid bzw. Flüssigkeit zwischen den beiden Positionierebenen wird nun in dem in Fig. 2 links dargestell­ ten abgesenkten Zustand des Dispenser-Werkzeugs 46 über die Druck-Abgabekanäle 50 ein erhöhter Luftdruck in den einzelnen Reaktionsgefäßen der Positionierebene I erzeugt, so daß in diesen Reaktionsgefäßen enthaltenes Fluid durch die Filter 76 hindurchgedrückt wird und somit zu den darunterliegenden Reak­ tionsgefäßen abgegeben wird. Nach Beendigung dieser Übertra­ gung wird das Dispenser-Werkzeug 46 wieder angehoben, über die nächste Reihe 36 von Reaktionsgefäßen 34 in der Positionier­ ebene I bewegt, in Richtung des Pfeils F wieder abgesenkt und der Vorgang der Druckübertragung wiederholt. Ist die Flüssig­ keit aus allen Reihen 36 in der Positionierebene I abgegeben, so kann, wie bereits vorangehend beschrieben, der Reaktions­ gefäßschlitten 20 der Positionierebene I wieder in den Posi­ tionierbereich c zurückverschoben werden, so daß nun der Reak­ tionsgefäßschlitten 22 der Positionierebene II von oben her für das Dispenser-Werkzeug 46 frei zugänglich ist und bei­ spielsweise, wie vorangehend beschrieben, vermittels des Dis­ penser-Werkzeug 46 wieder in den Positionierbereich a verscho­ ben werden kann. In diesem Zustand kann dann vermittels des Dispenser-Werkzeugs 46 in die Reaktionsgefäße 34 des Reak­ tionsgefäßschlittens 22 wieder ein Reaktionsmittel eingegeben werden, um erneut eine Reaktion durchzuführen, oder es kann, durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung, wie sie vorange­ hend zur Reagenzienübertragung zwischen den Positionierebenen I und II beschrieben worden ist, durchgeführt werden, um in den Reaktionsgefäßen 34 des Reaktionsgefäßschlittens 22 ent­ haltene Flüssigkeit in die Auffanggefäße 42 der Mikrotiter­ platte 40 zu übertragen. Die Positionierebene III bildet dabei also eine Auffangebene, in welcher die Reaktionserzeugnisse der letzten Reaktionsstufe in der Mikrotiterplatte 40 aufgefangen werden und zur nachfolgenden Analyse oder dergleichen bereitgestellt sind. Es sei hier erwähnt, daß die Mikrotiter­ platte 40 ebenso in der Positionierebene III im Positionierbe­ reich b angeordnet sein könnte. Bei verschiedenen Reaktionen wäre dann eine Verschiebung des Reaktionsgefäßträgers 22 zwi­ schen den Positionierbereichen a und b nicht erforderlich.

Zur Verschiebung der Reaktionsgefäßträger 28 in Richtung F können die elastischen Elemente 30 auch derart ausgebildet sein, daß sie diese Verschiebung aktiv bewirken. Beispiels­ weise kann vorgesehen sein, daß die elastischen Elemente 30 schlauchartig ausgebildet sind und mit einer Vakuumpumpe ver­ bunden sind, so daß bei Evakuierung der schlauchartigen Ele­ mente 30 diese sich zusammenziehen und somit die Reaktions­ gefäßträger 28 in die in Fig. 2 links oben gezeigte Stellung bringen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist es ferner mög­ lich, Nebenprodukte oder Abfallprodukte, die in den verschie­ denen Reaktionsstufen entstehen können, in die Auffangwanne 44 und nicht in darunterliegende Reaktionsgefäße abzugeben. Die­ ses Abgeben kann in entsprechender Weise durch Druckbeauf­ schlagung der Reaktionsgefäße vermittels des Dispenser-Werk­ zeugs 46 hervorgerufen werden, wobei jedoch dann die entspre­ chenden Reaktionsgefäße, bzw. der diese tragende Reaktions­ gefäßschlitten derart zu positionieren sind/ist, daß bei der Druckbeaufschlagung und der dadurch erzeugten Flüssigkeits­ abgabe die Flüssigkeit 2 in die Auffangwanne 44 tropfen kann, ohne dabei auf einen darunter angeordneten Reaktionsgefäß­ schlitten zu treffen. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Reaktionsgefäße derart ausgebildet sind, daß sie an ihren oberen Enden die Membranen tragen (siehe Fig. 6), da dann bei einem Herabtropfen von Reagenzien aus einem weiter oben angeordneten Reaktionsgefäßschlitten ein unbeabsichtigtes Eintreten derartiger Reagenzien in die Reaktionsgefäße eines weiter unten angeordneten Reaktionsgefäßschlittens verhindert wird. Auch verhindern derartige Membranen jegliche ungewollte Kontamination des Innenraums der entsprechenden Reaktionsgefä­ ße.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist es ebenso mög­ lich, vermittels des Dispenser-Werkzeugs 46 oder eines ent­ sprechend ausgestalteten Werkzeugs Reaktionsmittel aus Reak­ tionsgefäßen irgendeiner Positionierebene zu entnehmen und in die Reaktionsgefäße einer anderen Positionierebene zu trans­ ferieren. Ferner ist es möglich, die Anzahl an Reaktionsgefä­ ßen in den verschiedenen Positionierebenen verschieden auszu­ gestalten. So könnte beispielsweise, je nach Art der Reaktion, in der Positionierebene I lediglich eine einzige Reihe 36 von Reaktionsgefäßen 34 vorgesehen werden und diese nachfolgend schrittweise über den Reaktionsgefäßschlitten 22 der Positio­ nierebene II, d. h. die in diesem getragenen Reaktionsgefäß­ reihen 36, zur Übertragung von Flüssigkeit in der vorangehend beschriebenen Art und Weise bewegt werden. Ein wichtiges Merk­ mal ist jedoch, daß zur Verarbeitung einzelner Reagenzien je­ weils einzelne Reaktionskanäle durch die verschiedenen Posi­ tionierebenen hindurch bereitgestellt sind, so daß die vor­ angehend mit Bezug auf den Stand der Technik beschriebene Ge­ fahr der Verschleppung von Reaktionerzeugnissen eines Reak­ tionskanals in einen benachbarten Reaktionskanal vermieden werden kann.

Es sei hier ferner darauf verwiesen, daß die vorangehend be­ schriebene Druckübertragung zwischen den einzelnen Positio­ nierebenen nicht notwendigerweise durch Beaufschlagung mit einem Gasdruck erzeugt werden muß, vielmehr ist es auch mög­ lich, durch entsprechende Druckzufuhr von Reagenzien, d. h. flüssigen Reagenzien, einen Überdruck in den einzelnen Reak­ tionsgefäßen zu erzeugen, welcher zur Überwindung der Filter 76 und zur dementsprechenden Abgabe von Reagenzien, d. h. Flüssigkeit, führt. Ferner ist es möglich, die Übertragung durch andere Einwirkung zu erzeugen. So kann beispielsweise die Übertragung auch durch elektrische oder magnetische Felder angetrieben werden und in beliebigen Richtungen durchgeführt werden, d. h. kann von oben nach unten und von unten nach oben durchgeführt werden. Auch können die Filter 76 derart ausge­ bildet sein, daß allein die Gravitationswirkung eine Übertra­ gung bewirkt. Dies ist beispielsweise bei dementsprechend po­ röser und dicker Ausgestaltung der Filter 76 möglich, so daß eine Flüssigkeit eine vorbestimmte Zeitdauer benötigt, um den jeweiligen Filter zu durchdringen.

Es kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner vorgese­ hen sein, daß mittels Absenken des Dispenser-Werkzeugs 46 auf die Reaktionsgefäße 34 der Positionierebene I einerseits diese Reaktionsgefäße mit dem zugeordneten Reaktionsgefäßträger 28 abgesenkt werden, andererseits gleichzeitig Reaktionsgefäße, die unmittelbar darunter in der Positionierebene II angeordnet sind, abgesenkt werden. Dies kann beispielsweise dadurch er­ reicht werden, daß der Hubbereich des Reaktionsgefäßträgers 28 in der Positionierebene I mindestens doppelt so groß ist wie derjenige des Reaktionsgefäßträgers in der Positionierebene II. Werden die Reaktionsgefäße in der Positionierebene II dann abgesenkt, kommt der Reaktionsgefäßträger 28 derselben zur Anlage an den Reaktionsgefäßen der darunterliegenden Positio­ nierebene II, bewegt sich jedoch weiter und schiebt somit die darunterliegenden Reaktionsgefäße zusammen mit ihrem zugehöri­ gen Reaktionsgefäßträger nach unten, so daß diese in entspre­ chender Weise in die Reaktionsgefäße bzw. Auffanggefäße der Positionierebene III eintauchen.

Die Filter können beispielsweise durch aus mehreren Lagen aufgebaute Filter bestehen oder sie können aus mehrlagigen oder einlagigen Glasfaserfiltern bestehen. Die Auswahl der Filter hängt jeweils von der Art der in einem bestimmten Reak­ tionsgefäß, d. h. in einer bestimmten Positionierebene, durch­ zuführenden Reaktion ab.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Anzahl der Reaktionsgefäße in jeder Positionierebene bzw. jeder Reihe an die speziellen Anforderungen angepaßt werden kann. So ist es möglich, daß in jeder Positionierebene oder jeder Reihe auch nur ein einziges Reaktionsgefäß angeordnet werden kann, das in seiner Größe dann auf den gewünschten Reaktionsertrag abgestimmt ist.

In Fig. 9 ist eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung 10 dargestellt, welche fünf Positionierebenen I-V umfaßt. Jede der Positionierebenen I-V weist zwei Positionier­ bereiche A, B auf. Die Positionierbereiche B in den verschie­ denen Positionierebenen 10 bilden dabei jeweils Aufnahme-Posi­ tionierbereiche, wogegen die Positionierbereiche A jeweils Ab­ gabe-Positionierbereiche bilden. Wie in Fig. 9 zu erkennen, ist unter jedem Abgabe-Positionierbereich A einer Positio­ nierebene ein Aufnahme-Positionierbereich B an der darunter­ liegenden Positionierebene angeordnet. Es ergibt sich dabei eine stufenartige Anordnung der Positionierbereiche der ver­ schiedenen Positionierebenen, bei der dann die Abgabe-Positio­ nierbereiche der verschiedenen Positionierebenen jeweils von oben her frei zugänglich sind, um in jede Positionierebene I- IV vermittels des Dispenser-Werkzeugs 46 in der vorangehend beschriebenen Art und Weise Reagenzien oder Druck in die je­ weils dort angeordneten Reaktionsgefäße einleiten zu können und vermittels des Dispenser-Werkzeugs 46 die Reaktionsgefäß­ schlitten in den einzelnen Positionierebenen I-IV frei ver­ schieben zu können.

Die unmittelbar aufeinanderfolgenden Positionierbereiche A und B aufeinanderfolgender Positionierebenen bilden jeweils einen Transfer-Positionierbereich T, in welchem Reagenzien zwischen den Reaktionsgefäßen der in diesen Positionierebenen und Posi­ tionierbereichen angeordneten Reaktionsgefäße übertragen wer­ den können. Wie in Fig. 9 ferner angedeutet, ist es möglich, in der Positionierebene I den Abgabe-Positionierbereich A ebenfalls als Aufnahme-Positionierbereich B zu verwenden, d. h. das Dispenser-Werkzeug 46 zur Eingabe von Reagenzien in die Reaktionsgefäße der Positionierebene I über dem Positio­ nierbereich A bzw. (B) zu positionieren. In entsprechender Weise kann in der Positionierebene V der Aufnahme-Positionierbereich B bzw. (A) gleichfalls als Abgabe-Positionierbereich zur Abgabe in die Reaktionsgefäße bzw. Auffanggefäße der Posi­ tionierebene V dienen. D. h., in diesem Falle hat die Positio­ nierebene V zwei Aufnahme-Positionierbereiche B.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 9 sind die einzelnen Positio­ nierbereich A und B derart dargestellt, daß sie jeweils entwe­ der zur Positionierung einer Mehrzahl von Reaktionsgefäßreihen dienen oder die Positionierung einzelner Reihen von Reaktions­ gefäßen angeben. D. h., die Fig. 9 kann derart betrachtet wer­ den, daß sie den Fall der Mindestanzahl an Reaktionsgefäßrei­ hen wiedergibt, d. h. in jeder Positionierebene müssen minde­ stens zwei Positionierbereiche für jeweils eine Reaktionsge­ fäßreihe vorgesehen sein. Ferner muß vorgesehen sein, daß die Reaktionsgefäße einer Positionierebene derart positioniert werden können, daß zumindest eine Reaktionsgefäßreihe der da­ runterliegenden Positionierebene bzw. Ebenen zum freien Zugang durch das Dispenser-Werkzeug 46 freiliegt, um die Reaktions­ gefäße der darunterliegenden Positionierebene bzw. Ebenen ver­ mittels des Dispenser-Werkzeugs 46 bedienen bzw. verschieben zu können.

Nachfolgend wird die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung, so wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, zur Isolie­ rung von Plasmid-DNA aus Bakterien beschrieben. Bei diesem Vorgang werden zunächst Bakterienpellets an einer Position außerhalb der Vorrichtung 10 durch geeignete Lösungsmittel behandelt, so daß eine vollständige Lyse dieser Proben statt­ findet. Nach abgeschlossener Lyse und geeigneter Vorbehandlung werden diese Reaktionsansätze in die Reaktionsgefäße 34 der Positionierebene I übertragen. In diesen Reaktionsgefäßen sind die Filter 76 dann durch ein aus drei Schichten bestehendes Polypropylen-Filtermaterial mit abnehmender Porengröße gebil­ det. D. h., die oberste Filterschicht weist eine Porengröße von 210 µm auf, die mittlere Filterschicht weist eine Poren­ größe von 80 µm auf und die unterste Filterschicht weist eine Porengröße von 40 µm auf. Bei derartigen Filtern beginnt bei Einleitung der Flüssigkeit in die Reaktionsgefäße 34 der Posi­ tionierebene I die Flüssigkeit in die Filter 76 einzudringen, aufgrund der Abnahme der Porengröße wird jedoch die Kapillar­ bewegung gestoppt, so daß die Flßüssigkeit diese Filter nicht vollständig durchdringen kann. Die Verwendung derartiger Fil­ ter führt dazu, daß in dem lysierten Bakterienmaterial enthal­ tene Ausflockungen oder gallertartiges Material ausgefiltert werden. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß eben die Verwen­ dung derartiger Filter die Ausflockung derartigen Materials unterstützt, was zu einer deutlich besseren und leichter durchzuführenden Filtration führt.

Zur Übertragung der in den Reaktionsgefäßen 34 der Positio­ nierebene I enthaltenen Flüssigkeit, d. h. zu der vorangehend beschriebenen Filtration, in die Reaktionsgefäße 34 der Posi­ tionierebene II wird der Reaktionsgefäßschlitten 20 der Posi­ tionierebene I in den Positionierbereich b verschoben, welcher für den Reaktionsgefäßschlitten 20 ein Abgabe-Positionierbe­ reich ist. Vorher wurde bereits der Reaktionsgefäßschlitten 22 in der Positionierebene II ebenfalls in den Positionierbereich b verschoben, welcher für diesen Reaktionsgefäßschlitten 22 einen Aufnahme-Positionierbereich bildet. Durch Anlegen eines Drucks vermittels des Dispenser-Werkzeugs 46 wird, in der vor­ angehend beschriebenen Art und Weise, dann das in den Reak­ tionsgefäßen 34 in Positionierebene I enthaltene lysierte Bakterienmaterial durch die Filter 76 hindurchgefiltert und gefilterte Flüssigkeit in den Reaktionsgefäßen 34 der Positio­ nierebene II aufgefangen.

In den Reaktionsgefäßen 34 der Positionierebene II ist das verwendete Material für die Filter 76 ein Glasfaser-Filtermate­ rial, an welchem das DNA-Material sich in an sich bekannter Weise ablagert. Die in den Reaktionsgefäßen 34 der Positionie­ rebene II enthaltene Flüssigkeit wird nachfolgend nicht mehr benötigt und bildet somit Abfallmaterial. Dieses wird durch Druckbeaufschlagung der Reaktionsgefäße dieser Positionier­ ebene durch die Filter 76 in dieser Positionierebene hindurch in die Auffangwanne 44 bei im Positionierbereich b angeord­ netem Reaktionsgefäßschlitten 22 abgegeben. Nachfolgend wird wiederholt ein Reinigungsschritt durchgeführt, indem zunächst eine 70-80%-ige Ethanollösung über das Dispenser-Werkzeug 46 in die Reaktionsgefäße 34 der Positionierebene II eingeleitet wird und dann durch Druckbeaufschlagung in die Auffangwanne 44 abgegeben wird. Nachfolgend wird durch Druckluftbeaufschlagung das Filtermaterial mit dem daran abgelagerten DNA-Material ge­ trocknet. Es werden jeweils zwei derartige Reinigungs- bzw. Trocknungszyklen durchlaufen, bevor die nächste Probenserie behandelt wird. Dies führt zu einer längeren Trocknungsdauer, ohne daß eine Unterbrechung des Bearbeitungsvorgangs eingelegt werden muß.

Nach dem Trocknen wird der Reaktionsgefäßschlitten 22 in der Positionierebene II in den Positionierbereich a verschoben, so daß die Reaktionsgefäße 34 desselben jeweils über den Auffang­ gefäßen 42 der Mikrotiterplatte 40 in der Positionierebene III angeordnet sind. Es wird dann eine Elution des an dem Filter­ material 76 der Positionierebene II abgelagerte DNA-Materials durch Zufuhr eines Lösungsmittels, beispielsweise Wasser, her­ vorgerufen. Durch dieses Lösungsmittel löst sich das DNA-Mate­ rial von den Filtern ab und kann dann zusammen mit dem Lö­ sungsmittel durch Druckbeaufschlagung vermittels des Dispen­ ser-Werkzeugs 46 in die Auffanggefäße 42 in der Positionier­ ebene III abgegeben werden. In diesen Auffanggefäßen 42 ist dann das zur weiteren Untersuchung verwendbare isolierte DNA- Material enthalten.

Mit der vorangehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrich­ tung ist es möglich, eine Vielzahl verschiedenster chemischer oder biochemischer Reaktionen durchzuführen. Insbesondere ist die parallele Durchführung einer Vielzahl an Reaktionen in je­ weils einzelnen Reaktionskanälen möglich. Je nach Auswahl der Anzahl an Reaktionsgefäßen bzw. Reaktionsgefäßreihen kann die Anzahl an einzelnen Reaktionskanälen an die gewünschten Erfor­ dernisse angepaßt werden. Durch die Bewegbarkeit der Reaktionsgefäße in den einzelnen Positionierebenen zwischen ver­ schiedenen Positionierbereichen ist eine Vielzahl verschie­ dener Übertragungsmöglichkeiten für Reagenzien zwischen ver­ schiedenen Positionierebenen gegeben. Durch die erfindungs­ gemäße Vorrichtung wird daher selbst bei einer großen Anzahl an parallel durchzuführenden Reaktionsfolgen die dafür benö­ tigte Zeit auch bei mehrstufigen Reaktionen deutlich verkür­ zen.

Durch die gestapelte Anordnung der verschiedenen Positionier­ ebenen ist der für die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Labor zur Verfügung zu stellende Raum sehr klein. Ferner ist aufgrund der speziellen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine vollautomatische Durchführung von Reaktions­ folgen ohne die Intervention von Bedienungspersonal möglich. Die auf verschiedene Art erreichbare fluiddichte Verbindung zwischen Reaktionsgefäßen verschiedener Positionierebenen bzw. zwischen den Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mitteln und den Reak­ tionsgefäßen sieht einen Kontaminationsschutz vor, so daß die Abgabe von Reagenzien in die Umgebung, was zur Beeinträchti­ gung der Reaktionen benachbart angeordneter Reaktionskanälen führen könnte, vermieden wird.

Die Anzahl an Positionierebenen bzw. Positionierbereichen kann in gewünschter Art und Weise an jeweils verschiedene Reak­ tionserfordernisse angepaßt werden, so daß Reaktionen mit beliebiger Anzahl an Reaktionsschritten durchgeführt werden können. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, Reaktionen beispielsweise nicht nur in einer Abfolge von oben nach unten durchzuführen, sondern auch durch geeignete Auswahl des der Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mittel bzw. der einzelnen Reaktionsgefäße eine Übertragung von Flüssigkeit von weiter unten angeordneten Reaktionsgefäßen in weiter oben angeordnete Reaktionsgefäße zu erreichen.

Claims (33)

1. Vorrichtung (10) zur Durchführung chemischer Reaktions­ folgen, umfassend:
einen Träger (12) mit einer Mehrzahl von Positionier­ ebenen (I-III), welche in einer Flußrichtung (F) auf­ einanderfolgend parallel zueinander an­ geordnet sind, wobei jede Positionierebene (I-III) eine Mehrzahl von orthogonal zur Flußrich­ tung (F) nebeneinander liegenden Positionierbereichen (a, b, c) umfaßt und wobei zu wenigstens einem Positio­ nierbereich (a, b, c) in einer der Positionierebenen (I-III) ein zu diesem in Flußrichtung (F) ausgerichte­ ter Positionierbereich (a, b, c) in wenigstens einer unmittelbar benachbarten Positionierebene (I-III) vor­ handen ist,
in mindestens einer der Positionierebenen (I, II, III) wenigstens einen Reaktionsgefäßschlitten (20, 22) mit wenigstens einem Reaktionsgefäß (34), wobei der Reak­ tionsgefäßschlitten (20, 22) in der zugeordneten Posi­ tionierebene (I, II) bewegbar ist, so daß das wenig­ stens eine Reaktionsgefäß (34) oder wenigstens ein Teil der an dem Reaktionsgefäßschlitten (20, 22) getragenen Reaktionsgefäße (34) in wenigstens einem Transfer-Posi­ tionierbereich (T) anordenbar ist, wobei jedem in dem wenigstens einen Transfer-Positionierbereich (T) an­ geordneten Reaktionsgefäß (34) ein Reaktionsgefäß einer unmittelbar benachbarten Positionierebene (I, II, III) zum wahlweisen Reagenzientransfer zwischen diesen Reak­ tionsgefäßen (34) zuordenbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Reaktionsgefäßschlitten (20, 22) we­ nigstens eine Reihe (36) von Reaktionsgefäßen (34) trägt, in der wenigstens ein Reaktionsgefäß angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Reihe (36) von Reaktionsgefäßen (34) an dem wenigstens einen Reaktionsgefäßschlitten (20, 22) durch einen dieser Reihe (36) zugeordneten Reaktionsge­ fäßträger (28) getragen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes an dem wenigstens einen Reak­ tionsgefäßschlitten (20, 22) getragene Reaktionsgefäß (34) zum Reagenzientransfer zwischen diesem und einem jeweils zugeordneten Reaktionsgefäß (34) in einer unmit­ telbar benachbarten Positionierebene (II, III) in der Flußrichtung (F) auf das zugeordnete Reaktionsgefäß (34) der unmittelbar benachbarten Positionierebene (II, III) zu bewegbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der die wenigstens eine Reihe (36) von Reaktionsgefäßen (36) tragende Reaktionsgefäßträger (28) an dem wenigstens einen Reaktionsgefäßschlitten (20, 22) in der Flußrichtung (F) hin- und herbewegbar angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner umfassend Bewegungs­ mittel (46) zum Bewirken der Hin- und Herbewegung des Re­ aktionsgefäßträgers (28).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsmittel (46) zum Ausüben einer Druckkraft auf jedes an dem Reaktionsgefäßträger (28) getragene Reak­ tionsgefäß (34) ausgebildet sind, wobei bei Ausüben der Druckkraft jedes Reaktionsgefäß (34) mit dem Reaktionsge­ fäßträger (28) gegen eine Vorspannkraft auf das jeweils zugeordnete Reaktionsgefäß (34) der unmittelbar benach­ barten Positionierebene (II, III) zu bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft durch zwischen dem wenigstens einen Re­ aktionsgefäßschlitten (20, 22) und dem Reaktionsgefäß­ träger (28) wirkende Vorspannmittel (30), vorzugsweise Federmittel oder elastisch verformbare Kunststoffelemente (30), erzeugt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsmittel zwischen dem wenigstens einen Reak­ tionsgefäßschlitten (20, 22) und dem Reaktionsgefäßträger (28) wirkende Verschiebungsmittel umfassen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Dichtungsmittel (64, 70; 90) vorgesehen sind, welche in einem aufeinanderzubewegten Zustand der Reaktionsgefäße (34; 34') zweier unmittelbar benachbarter Positionierebenen einen fluiddichten Ab­ schluß zwischen den einander jeweils zugeordneten Reak­ tionsgefäßen (34; 34') der verschiedenen Positionierebe­ nen erzeugen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel (64, 70) ein spitz ausgebildetes Austrittsende (64) des wenigstens einen Reaktionsgefäßes (34) einer Positionierebene umfassen sowie ein durch Membranmittel (70) abgeschlossenes Auf­ nahmeende des jeweils zugeordneten Reaktionsgefäßes (34) der anderen der Positionierebenen umfassen, wobei bei gegenseitigem Annähern der Reaktionsgefäße (34) der ver­ schiedenen Positionierebenen die Membranmittel (70) durch die spitzen Austrittsenden (64) durchdringbar sind und mit diesen einen fluiddichten Abschluß bilden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtungsmittel (90) eine Dich­ tungsmateriallage (90) an einer Seite des Reaktionsgefäß­ trägers (28') umfassen, welche den zugeordneten Reaktionsgefäßen (34') der unmittelbar benachbarten Positio­ nierebene zugewandt ist, wobei bei Bewegung des Reak­ tionsgefäßträgers (28') auf die Reaktionsgefäße (34') der unmittelbar benachbarten Positionierebene zu die Dich­ tungsmateriallage (90) an Aufnahmeenden der Reaktions­ gefäße (34') der unmittelbar benachbarten Positionier­ ebene zur Anlage kommt und mit diesen einen fluiddichten Abschluß bildet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, ferner umfassend Entlüftungsmittel (72; 82), welche bei fluid­ dichter Verbindung der Reaktionsgefäße (34; 34') zweier unmittelbar benachbarter Positionierebenen eine Belüftung bzw. Entlüftung der Reaktionsgefäße (34; 34') ermögli­ chen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsmittel (72) Entlüftungskanalmittel (72) umfassen, welche sich von den Austrittsenden (64) der Re­ aktionsgefäße (34), vorzugsweise innerhalb der jeweiligen Reaktionsgefäße (34), wegerstrecken, und vorzugsweise über Filtermittel (74) zur Umgebung hin offen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12 und Ansprüch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das wenigstens eine Reaktionsgefäß (34') an dem zugeordneten Reaktionsgefäßträger (28') im Bereich seines Austrittsendes getragen ist, und daß die Entlüftungsmittel (82) an dem Reaktionsgefäßträger (28') vorgesehene, diesen und die Dichtungsmateriallage (90) in der Flußrichtung (F) durchsetzende und das Austrittsende des wenigstens einen Reaktionsgefäßes (34') umgebende Entlüftungskanalmittel (82) umfassen, welche bei Anliegen des Reaktionsgefäßträgers (28') an den Aufnahmeenden des jeweils zugeordneten Reaktionsge­ fäßes (34') der unmittelbar benachbarten Positionierebene eine Gasströmungsverbindung zwischen dem Innenraum der zugeordneten Reaktionsgefäße (34') der unmittelbar benachbarten Positionierebene und der Umgebung herstellen, vorzugsweise über Filtermittel (88).

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, fer­ ner umfassend Verschlußmittel (76), vorzugsweise Filter­ mittel (76), in dem wenigstens einen Reaktionsgefäß (34), vorzugsweise im Bereich des Austrittsendes (64), welche Verschlußmittel (76) einen Fluiddurchtritt nur bei exter­ ner Einwirkung ermöglichen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Einwirkung durch Anlegen eines Drucks oder eines Unterdrucks an das Innere der Reaktionsgefäße (34) oder durch elektrische, magnetische oder Gravitationsein­ wirkung erfolgt.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, fer­ ner umfassend Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mittel (46) zum Eingeben von Reagenzien in das wenigstens eine Reaktions­ gefäß (34) in wenigstens einer der Positionierebenen (I- III) bzw. zum Entnehmen von Reagenzien aus dem wenigstens einen Reaktionsgefäß (34) von wenigstens einer der Posi­ tionierebenen (I-III).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mittel (46) zur Eingabe/­ Entnahme von Reagenzien mit den jeweiligen Reaktionsgefä­ ßen (34) fluiddicht (bei 54) verbindbar sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Positionierebene (I-V) wenigstens ei­ nen Eingabe/Entnahme-Positionierbereich (A) umfaßt, wobei bei Positionierung wenigstens eines Teils der in einer Positionierebene (I-V) vorgesehenen Reaktionsgefäße in dem wenigstens einen Eingabe/Entnahme-Positionierbereich (A) diese Reaktionsgefäße für die Reagenzien-Eingabe/Ent­ nahme-Mittel (46) zur Eingabe/Entnahme von Reagenzien in diese bzw. aus diesen in Flußrichtung (F) von einer Sei­ te, vorzugsweise einer Oberseite, her frei zugänglich sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzien-Ein­ gabe/Entnahme-Mittel (46) die Bewegungsmittel (46) bil­ den.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Reaktionsgefäßschlitten (20, 22) in den jeweils zugeordneten Positionierebenen (I-III) linear bewegbar sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reaktionsgefäßschlitten in den zu­ geordneten Positionierebenen auf kreis­ förmigen Bahnen bewegbar sind.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, fer­ ner umfassend Mittel (46) zum Bewirken der Bewegung der Reaktionsgefäßschlitten in den zugeordneten Positionier­ ebenen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 18 und nach Anspruch 24 und ge­ wünschtenfalls einem weiteren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzien-Eingabe/­ Entnahme-Mittel (46) die Mittel (46) zum Bewirken der Be­ wegung der Reaktionsgefäßschlitten in den zugeordneten Positionierebenen bilden.

26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Reaktions­ gefäß (42) in einer der Positionierebenen (III), vorzugs­ weise der in der Flußrichtung letzten Positionierebene (III), ein Auffanggefäß (42) zur Aufnahme der bei der chemischen Reaktion erzeugten Reaktionserzeugnisse ist.

27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, fer­ ner umfassend Auffangwannenmittel (44) folgend auf die in der Flußrichtung letzte Positionierebene (III).

28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Posi­ tionierebenen (I-V) einen Aufnahme-Positionierbereich (B) und einen Abgabe-Positionierbereich (A) umfaßt,
daß der Aufnahme-Positionierbereich (B) einer derartigen Positionierebene (I-V) in Flußrichtung mit dem Abgabe- Positionierbereich (A) einer in Flußrichtung (F) vorange­ henden Positionierebene (I-IV) ausgerichtet ist, und/oder
daß der Abgabe-Positionierbereich (A) einer derartigen Positionierebene (I-IV) in Flußrichtung (F) mit dem Auf­ nahme-Positionierbereich (B) einer in Flußrichtung (F) folgenden Positionierebene (II-V) ausgerichtet ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die in Flußrichtung (F) erste Positionierebene (I) einen Aufnahme/Abgabe-Positionierbereich (A, (B) um­ faßt, der sowohl den Aufnahme-Positionierbereich (B) als auch den Abgabe-Positionierbereich (A) bildet.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in Flußrichtung (F) letzte Positionier­ ebene (V) lediglich Aufnahme-Positionierbereiche (B), vorzugsweise einen Aufnahme-Positionierbereich (B), um­ faßt.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierbereiche (A, B) der verschiedenen Positionierebenen (I-II) derart angeordnet sind, daß die Reaktionsgefäßschlitten in jeder Positio­ nierebene (I-V) derart in ihren jeweiligen Positionier­ ebenen (I-V) anordenbar sind, daß jeder Reaktionsgefäß­ schlitten in jeder anderen Positionierebene vorzugsweise vermittels Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mitteln (46) mit seinem/seinen zugeordneten Reaktionsgefäßen in jedem der für diese Reaktionsgefäße vorgesehenen Positionierbe­ reiche (A, B) anordenbar ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme- und Abgabe-Positionierbereiche (B, A) der verschiedenen Positionierebenen (I-V) in treppenförmiger Struktur angeordnet sind, wobei jeweils wenigstens ein Teil jedes Abgabe-Positionierbereichs (A) nicht durch einen Positionierbereich (A, B) einer in Flußrichtung (F) vorangehenden Positionierebene (I-IV) überdeckt ist.

33. Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionsfolgen, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte:

• a) Einbringen von Reagenzien in das wenigstens eine Reaktionsgefäß (34) einer ersten Positionierebene (I),
• b) Durchführen einer chemischen Reaktion, einer Adsorp­ tionsreaktion, einer Absorptionsreaktion oder einer Stoffmischung in dem wenigstens ei­ nen Reaktionsgefäß (34),
• c) Anordnen des wenigstens einen Reaktionsgefäßes (34) der ersten Positionierebene (I) und des jeweils zu­ geordneten Reaktionsgefäßes (34) einer auf die erste Positionierebene (I) unmittelbar folgenden zweiten Positionierebene (II) jeweils in einem Transfer-Po­ sitionierbereich (T) der beiden Positionierebenen (I, II),
• d) gesteuertes Transferieren wenigstens eines Teils von im Schritt b) erhaltenen Reaktionserzeugnissen in ein jeweils zugeordnetes Reaktionsgefäß (34) der zweiten Positionierebene (II), wobei das wenigstens eine Reaktionsgefäß (34) der ersten Positionierebene (I) oder/und das jeweils zugeordnete Reaktionsgefäß (34) der zweiten Positionierebene (II) derart posi­ tionierbar sind, daß das wenigstens eine Reaktionsgefäß (34) in der zweiten Positionierebene (II) zur freien Eingabe von Reagenzien in dieses vermittels Reagenzien-Eingabe/Entnahme-Mitteln (46) frei zu­ gänglich ist oder/und zur gesteuerten Übertragung der in diesem enthaltenen Reaktionserzeugnisse in ein jeweils zugeordnetes Reaktionsgefäß (42) einer auf die zweite Positionierebene (II) folgenden drit­ ten Positionierebene (III) positioniert ist.