DE20018628U1

DE20018628U1 - Probenabgabevorrichtung

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Publication number: DE20018628U1
Application number: DE20018628U
Authority: DE
Original assignee: Evotec Biosystems GmbH
Current assignee: Evotec Biosystems GmbH
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2010-11-02
Also published as: US20020051737A1

Description

Probenabgabevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Probenabgabevorrichtung zum Pipettieren und/oder Dispensieren von biologischen und/oder chemischen Kleinstmengen sowie einen an einer Probenabgabevorrichtung vorgesehenen Probenabgabekopf.

Derartige Probenabgabevorrichtungen werden beispielsweise beim Hochdurchsatzscreening (HTS) in der Diagnostik und der pharmazeutischen Wirkstoffforschung eingesetzt. Beim Hochdurchsatzscreening werden Titerplatten mit beispielsweise 1536 oder 2080 Gefäßen (Wells) mit Proben gefüllt und anschließend beispielsweise mit optischen Messgeräten untersucht. Die in die Wells eingebrachten Kleinstmengen sind hierbei i.d.R. kleiner als 500 nl, insbesondere kleiner als 50 nl, besonders bevorzugt kleiner als 5 nl. Insbesondere werden in die Wells auch Mengen im Subnanoliter-Bereich eingebracht. Zum Befüllen der Wells weist die Probenabgabevorrichtung mindestens eine Aufnahme- und/oder

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Abgabeeinrichtung auf, bei der es sich beispielsweise um Pipetten oder Dispenser handeln kann. Zur Abgabe sowie ggf. zur Aufnahme von Flüssigkeiten ist die Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung mit einem Mittel zur Förderung von Kleinstmengen, wie beispielsweise einer Mikropumpe, verbunden. Derartige Mikropumpen weisen üblicherweise Piezo-Elemente auf, so dass durch Anlegen einer Spannung Tröpfchen mit einem Volumen von wenigen Nanolitern oder Subnanolitern erzeugt werden können.

Die Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung ist ferner mit einem Vorratsbehälter verbunden, in dem eine Testflüssigkeit oder eine Systemflüssigkeit enthalten ist. Probenabgabevorrichtungen weisen ferner üblicherweise eine Steuereinheit und ggf. zusätzlich eine Überwachungseinheit auf, durch die die Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung und das Mittel zur Förderung von Kleinstmengen überwacht und gesteuert werden. Ferner wird von diesen Einheiten, beispielsweise ein Kreuztisch, auf dem sich eine oder mehrere Trägerplatten sowie eine Reinigungsstation befinden, überwacht und gesteuert. Hierbei wird, insbesondere beim Abgeben von Kleinstmengen aus den Pipetten oder Dispensern die Lage der Pipetten oder Dispenser relativ zu den Wells der Trägerplatte gesteuert und überwacht.

Bei einem herkömmlichen Pipettiervorgang werden aus den Wells einer ersten Trägerplatte Proben entnommen. Diese werden von den Pipetten eingesaugt. Zum Einsaugen der Proben sind die Pipetten mit einer Systemflüssigkeit gefüllt, wobei durch Anlegen eines Unterdrucks die Probenflüssigkeit eingesaugt wird. Nach dem Einsaugvorgang befindet sich somit im unteren Bereich der Pipetten Proben- oder Testflüssigkeit, an die sich eine Systemflüssigkeit anschließt. Durch das Vorsehen einer Systemflüssigkeit ist es möglich, eine möglichst geringe Menge

an Testflüssigkeit aufzunehmen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da es sich bei den Testflüssigkeiten zumeist um äußerst teure Flüssigkeiten handelt. Anschließend wird der Kreuztisch derart bewegt, dass die Pipetten über den Wells einer zweiten Trägerplatte angeordnet sind. Die Pipetten werden in vertikaler Richtung verfahren und geben die aus der ersten Trägerplatte aufgenommenen Proben in die Wells der zweiten Trägerplatte in mehreren Schritten als Kleinstmengen ab. Hierzu sind die Pipetten beispielsweise mit Mikropumpen verbunden, die die eingesaugte Menge an Testflüssigkeit in Kleinstmengen an eine Vielzahl von Wells abgeben.

Im nächsten Schritt werden die Pipetten gereinigt. Hierzu wird der Kreuztisch derart bewegt, dass die Pipetten oberhalb einer Reinigungsstation angeordnet sind. Beim Reinigungsvorgang wird eine Reinigungsflüssigkeit .durch die Pipetten geleitet. Als Reinigungsflüssigkeit kann die Systemflüssigkeit verwendet werden. Diese kann beispielsweise in dem mit den Pipetten verbundenen Vorratsbehälter enthalten sein. Um Reste von Reinigungsflüssigkeit von der Pipettenspitze, zu entfernen, werden die Pipetten auf einem saugfähigen Vlies abgetupft. Zusätzlich erfolgt eine Reinigung der Pipetten von außen.

Anschließend wird der Kreuztisch derart verfahren, dass. die Pipetten wieder über den entsprechenden Wells der ersten Trägerplatte angeordnet sind.

Anstelle des Vorsehens eines Kreuztisches können auch sämtliche Bewegungen von den Pipetten ausgeführt werden. Üblicherweise wird ein Kreuztisch oder ein anderes geeignetes Transportmittel zur Bewegung der Trägerplatten in horizontaler Ebene verwendet und die Bewegung in vertikaler Richtung erfolgt durch die Pipetten oder Dispenser.

Zum Wechseln der Systemflüssigkeit ist es erforderlich die zwischen dem Vorratsbehälter, in dem sich die Systemflüssigkeit befindet und den einzelnen Pipetten angeordneten Schläuche zu entfernen, um den Vorratsbehälter wechseln zu können. Das Wechseln des Vorratsbehälters ist somit zeitaufwendig und kostenintensiv. Ferner gelangt beim Abziehen der Verbindungsschläuche von den Pipetten oder von dem Vorratsbehälter häufig Systemflüssigkeit an die Vorrichtung. Dies kann zu Verunreinigungen nachfolgender Trägerplatten und damit zur Verfälschung von Messergebnissen führen. Das Abziehen der Schläuche hat ferner den Nachteil, dass Verunreinigungen in die Pipetten gelangen können. Dies kann zum Verstopfen der äußerst dünnen Pipetten führen.

Ferner müssen die. Pipetten beispielsweise in Abhängigkeit der Viskosität der verwendeten Testflüssigkeit häufig ausgewechselt werden.. Ebenso ist ein Wechseln der Pipetten in Abhängigkeit der zu pipettierenden Menge erforderlich. Beim Wechseln der Pipetten müssen wiederum die Verbindungsschläuche von den Pipetten abgezogen werden, so dass hierbei Verunreinigungen auftreten können. Ferner ist das Wechseln von Pipetten besonders aufwendig, da jede Pipette einzeln justiert werden muss. Das Justieren der Pipetten ist aufgrund der geringen Abstände zwischen den Wells äußerst aufwendig.

Wenn es sich bei der Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung um mindestens einen Dispenser handelt, wird über den Dispenser den Wells eine Testflüssigkeit zugeführt. Hierzu ist in dem Vorratsbehälter, mit dem der Dispenser verbunden ist, eine Testflüssigkeit vorgesehen. Der Dispenser kann wiederum eine Mikropumpe aufweisen, durch die Kleinstmengen an Testflüssigkeit in- die Wells abgegeben werden. Beim Auswechseln des. mit Testflüssigkeit gefüllten Vorratsbehälters

sowie beim Wechseln der Dispenser bestehen ebenso die vorstehend beschriebenen Probleme.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Probenabgabevorrichtung zu schaffen, mit der insbesondere das Auswechseln des Vorratsbehälters und/oder der Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung schneller und einfacher möglich ist und insbesondere die Gefahr von Verunreinigungen vermieden wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Probenabgabevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Probenabgabekopf gemäß Anspruch 5.

Die erfindungsgemäße Probenabgabevorrichtung weist einen in seiner Gesamtheit auswechselbaren Probenabgabekopf auf. Der Probenabgabekopf umfasst erfindungsgemäß mindestens eine Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung, mindestens ein Mittel zur Förderungen von Kleinstmengen und mindestens einen mit der Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung verbundenen Vorratsbehälter. Diese und ggf. weitere Teile des Probenabgabekopfes sind von einem gemeinsamen Träger getragen. Der Träger . ist auswechselbar mit einem Aufnahmeteil der Probenabgabevorrichtung verbunden. Erfindungsgemäß wird somit stets der gesamte Probenabgabekopf ausgewechselt.

Bei der Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung handelt es sich insbesondere um eine oder mehrere Pipetten bzw. um einen oder mehrere Dispenser. Diese sind vorzugsweise mit einer als Mittel zur Förderung von Kleinstmengen vorgesehenen Mikropumpe verbunden. Vorzugsweise ist hierbei jede einzelne Pipette bzw. jeder einzelne Dispenser mit einer Mikropumpe verbunden, die zusammen mit der Pipette bzw. dem Dispenser eine Einheit bildet.

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Das Wechseln einzelner Pipetten/Dispenser oder einzelner Vorratsbehälter ist bei der erfindungsgemäßen Probenabgabevorrichtung nicht mehr erforderlich. Soll während eines Screening-Prozesses beispielsweise eine neue Testflüssigkeit eingesetzt werden, ist es lediglich erforderlich den gesamten Probenabgabekopf gegen einen anderen Probenabgabekopf auszuwechseln, der beispielsweise einen Vorratsbehälter mit der entsprechenden Testflüssigkeit oder andere Pipetten/Dispenser aufweist. Der auszuwechselnde Probenabgabekopf kann somit, während ein Dispensier- oder Pipettierprozess mit einem anderen Probenabgabekopf durchgeführt wird, vorbereitet werden. Das Auswechseln von Pipetten/Dispensern, das Abziehen von Schläuchen sowie das Reinigen des Probenabgabekopfes kann somit außerhalb der Probenabgabevorrichtung erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass die Probenabgabevorrichtung nicht durch auslaufende System- und/oder Testflüssigkeit verunreinigt wird. Auch ist ein Verstopfen der Pipetten/Dispenser vermieden. Ferner ist die Unterbrechung des Pipettierprozesses erheblich kürzer, wenn der gesamte Probenabgabekopf und nicht nur einzelne Bestandteile des Probenabgabekopfes ausgewechselt werden, da das Wechseln eines Vorratsbehälters sowie das Abziehen und Aufstecken von Schläuchen unterbleiben kann.

Vorzugsweise weist der Träger des Probenabgabekopfes einen Schnellverschluss auf. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen mit einem Hebel verbundenen Exzenter, durch den der Träger gegen das Aufnahmeteil gedrückt und an diesem gehalten wird. Ebenso kann als Schnellverschluss, beispielsweise ein Spannverschluss vorgesehen sein, bei dem ein mit einem Hebel verbundener Bügel zum Befestigen bzw. Lösen des Trägers umgelegt wird.

Vorzugsweise weist der Träger zur Befestigung eine Nut oder einen Ansatz auf, der mit einem an dem Aufnahmeteil vorgesehenen Ansatz bzw. einer Nut zusammenwirkt. Vorzugsweise sind die Nut und der Ansatz schwalbenschwanzförmig. Bei dieser Ausführungsform kann der Probenabgabekopf entlang von schwalbenschwanzförmigen Führungsschienen auf das mit der Probenabgabevorrichtung verbundene Aufnahmeteil aufgesteckt werden. Durch derartige Führungsschienen kann die Lage des Probenabgabekopfes genau festgelegt werden. Zusätzlich zu den Führungsschienen kann ein Schnellverschluss vorgesehen sein.

Ebenso ist es zur genauen Lagefixierung des Probenabgabekopfes an der Probenabgabevorrichtung möglich, an dem Träger mehrere Aufsteckbolzen oder Aufnahmeöffnungen vorzusehen, die mit an dem Aufnahmeteil vorgesehenen Aufnahmeöffnungen bzw. Aufsteckbolzen zusammenwirken. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um drei Bolzen und entsprechend drei korrespondierende Aufnahme-Öffnungen. Die Bolzen können in Bezug zu den Öffnungen derart ausgebildet sein, dass mindestens ein Bolzen zusammen mit der entsprechenden Öffnung die horizontale Lage und ein weiterer Bolzen die vertikale Lage definiert. Die Lage des Probenabgabekopfes relativ zu dem Aufnahmeteil der Probenabgabevorrichtung ist somit auf einfache Weise definiert.

Die Erfindung betrifft ferner einen Probenabgabekopf, der wie vorstehend ausgeführt mindestens eine Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung, mindestens ein Mittel zur Förderung von Kleinstmengen und mindestens einen mit der Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung verbundenen Vorratsbehälter aufweist. Der Probenabgabekopf ist erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass er einen gemeinsamen Träger, der insbesondere die Pipetten/Dispenser, Mikropumpen und den Vorratsbehälter trägt, aufweist. Der Probenabgabekopf bildet somit eine Einheit, die

in ihrer Gesamtheit auswechselbar ist. Der Probenabgabekopf kann zur Befestigung, wie vorstehend beschrieben einen Schnellverschluss, eine Nut, einen Ansatz, Aufsteckbolzen oder Aufnahmeöffnungen aufweisen. Die Nut oder Ansätze sind wiederum vorzugsweise schwalbenschwanzförmig.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Probenabgabekopf und/oder das an der Probenabgabevorrichtung vorgesehene Aufnahmeteil eine Justiervorrichtung auf. Diese dient zur genauen Lagebestimmung des Probenabgabekopfes. Da die Lage der einzelnen Pipetten/Dispenser im Probenabgabekopf definiert ist und beim Auswechseln des Probenabgabekopfes auch nicht verändert wird, ist es ausreichend den gesamten Probenabgabekopf zu justieren. Das Justieren der einzelnen Pipetten/Dispenser kann entfallen oder dient nur noch zur Feinjustage. Hierbei ist insbesondere von Vorteil, dass beim Auswechseln des gesamten Probenabgabekopfes keine Schläuche von den einzelnen Pipetten/Dispensern abgezogen werden müssen, da beim Abziehen von Schläuchen häufig ein Dejustieren der Pipetten/Dispenser durch die auftretenden Kräfte erfolgt.

Der Vorratsbehälter, der Teil des Probenabgabekopfes ist> kann mit einem Kühl- und/oder Heizaggregat verbunden sein. Hierdurch kann die Testflüssigkeit beispielsweise auf der zur Haltbarkeit der Flüssigkeit erforderlichen Temperatur gehalten werden. Das Kühl- und/oder Heizaggregat ist vorzugsweise ebenfalls Bestandteil des Probenabgabekopfes.

Insbesondere wenn der Probenabgabekopf mehrere Vorratsbehälter aufweist, die auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden müssen, ist es vorteilhaft, das Kühl- und/oder Heizaggregat am Probenabgabekopf vorzusehen.

Es ist ferner möglich, den Träger des Probenabgabekopfes aus einem wärmeleitfähigen Material herzustellen, so dass ein Kühl- und/oder Heizaggregat in der Probenabgabevorrichtung vorgesehen werden kann. Das Kühlen und/oder Heizen von in einem oder mehreren Vorratsbehältern vorgesehenen Flüssigkeiten erfolgt sodann über den wärmeleitfähigen Träger. Hierzu sind die Vorratsbehälter wärmeleitfähig mit dem Träger verbunden. Diese Ausführungsform ist kostengünstiger als das Vorsehen eines Kühl- und/oder Heizaggregats am Probenabgabekopf. Es ist bei der Anordnung des Kühl- und/oder Heizaggregats in der Probenabgabevorrichtung jedoch nicht oder nur äußerst schwer möglich, Flüssigkeiten in mehreren Vorratsbehältern auf unterschiedlichen Temperaturen zu halten. Es wäre beispielsweise möglich, Kühl- oder Vorratsbehälter zu isolieren und einen weiteren Vorratsbehälter über den Träger auf einer höheren Temperatur zu halten.

Ferner weist der Probenabgabekopf zur Regelung der Mikropumpen vorzugsweise mindestens eine mit den Mikropumpen verbundene Steuerung auf. Auch die Steuerung wird somit mit dem gesamten Probenabgabekopf· ausgewechselt. Elektrische Verbindungen zwischen den Mikropumpen und der Steuerung müssen somit beim Auswechseln von Pipetten/Dispensern ebenfalls nicht gelöst werden.

Ebenso kann der Probenabgabekopf einen Steuerkasten aufweisen, der mit den einzelnen Mikropumpen verbunden ist. Der Steuerkasten weist einen einzigen Stecker auf zum Verbinden des Steuerkastens mit einer in der Probenabgabevorrichtung vorgesehenen Steuerung. Es ist somit lediglich erforderlich, einen einzigen Stecker an einem Steuerkasten zu lösen, um den Probenabgabekopf entnehmen zu können. Es ■ ist nicht erforderlich, einzelne elektrische Verbindungen, die jeweils zu einer einzelnen Mikropumpe führen, zu lösen. Das Lösen

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eines Steckers an einem Steuerkasten hat ferner den Vorteil, dass ein Dejustieren von Pipetten/Dispensern vermieden ist, da nicht einzelne Stecker an den, direkt an den Pipetten/Dispensern vorgesehenen, Mikropurapen gelöst werden müssen. Vorzugsweise werden von dem Steuerkasten vier, insbesondere acht und besonders bevorzugt 16 Mikropumpen gesteuert.

Beim Pipettieren von Flüssigkeit ist es ferner erforderlich, mittels eines Druckreglers den Druck in der Systemflüssigkeit zu steuern. Hierzu kann beispielsweise ein entsprechender Druckregler direkt am Probenabgabekopf vorgesehen sein. Da die Systemflüssigkeit vorzugsweise auch zum Reinigen der Pipetten verwendet wird, ist ein Vorratsbehälter mit Systemflüssigkeit vorzugsweise in der Probenabgabevorrichtung angeordnet, da es hier einfacher ist, Behälter zur Aufnahme größerer Flüssigkeitsmengen anzuordnen. Zur Verbindung dieses in der Probenabgabevorrichtung vorgesehenen Behälters für Systemflüssigkeit mit den Pipetten ist am Probenabgabekopf eine einzige Fluidkopplung vorgesehen. Ausgehend von der Fluidkopplung wird die Systemflüssigkeit sodann über mehrere Schläuche zu den einzelnen Pipetten geführt. Zur Steuerung einzelner Pipetten kann eine geeignete Schaltung zum Steuern des Drucks der Systemflüssigkeit in einzelnen Pipetten zwischengeschaltet sein. Bei dieser Ausführungsform muss zum Lösen des Probenabgabekopfes somit lediglich eine Fluidkopplung gelöst werden. Diese, weist vorzugsweise ein entsprechendes Ventil auf, so dass das Austreten von Systemflüssigkeit vermieden ist.

Der zur Regelung der Systemflüssigkeit vorgesehene Druckregler erzeugt zum Ansaugen einer Test- oder Probenflüssigkeit einen Unterdruck in der Systemflüssigkeit. Dadurch wird eine bestimmte Menge an Testflüssigkeit zum Pipettieren angesaugt.

Anschließend erfolgt die Abgabe der angesaugten Probenflüssigkeit mit Hilfe der Mikropumpen. Hierbei wird von den Mikropumpen jeweils nur eine kleine Menge der angesaugten Testflüssigkeit abgegeben. Die Menge angesaugter Testflüssigkeit wird somit von den Mikropumpen an mehrere Wells oder tropfenweise an jeweils ein Well abgegeben. Die gesamte in ein Well zu füllende Menge kann auch durch mehrere in dasselbe Well abgegebene Tropfen erzielt werden. Dies hat den Vorteil, dass in das Well auch dann noch ausreichend Flüssigkeit eingefüllt wird, wenn wenige Tropfen nicht oder nicht vollständig in das entsprechende Well gelangen. Sobald die Testflüssigkeit annähernd vollständig in Wells abgegeben ist, erfolgt ein Reinigen der Pipetten, indem die Pipetten über eine Reinigungsstation gefahren werden und dort mit Hilfe der Systemflüssigkeit gespült werden. . .

Zusätzlich zu dem Vorratsbehälter, in dem Testflüssigkeit enthalten ist, kann der Probenabgabekopf auch ein Reservoir für eine Reinigungsflüssigkeit aufweisen. Somit ist sichergestellt, dass beim Auswechseln der Pipetten/Dispenser die Probenabgabevorrichtung nicht durch Reinigungsflüssigkeit verschmutzt wird. Es ist somit vermieden, dass Reinigungsflüssigkeit in die Wells der Probenträger gelangt und dadurch das Messergebnis verfälscht.

Die erfindungsgemäße Probenabgabevorrichtung und der

erfindungsgemäße Probenkopf sind insbesondere zur Verwendung

in biologischen und/oder chemischen Prozessen geeignet.

Besonders bevorzugt ist eine Verwendung in der Diagnostik und/oder der pharmazeutischen Wirkstoffforschung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus führungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht der wesentlichen Bestandteile einer

Probenabgabevorrichtung und

Fig. 2 eine perspektivische schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Probenabgabekopfes.

Eine Probenabgabevorrichtung weist als zentralen Bestandteil einen Probenabgabekopf 10 auf. In dem in den Fign. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Pipettiervorrichtung zum Pipettieren von Flüssigkeiten. Unterhalb der Pipetten 12 des Probenabgabekopfes 10 ist ein Kreuztisch 14 angeordnet. Der Kreuztisch 14 kann in Richtung eines Pfeils 15 entlang einer Führungsschiene 16 verschoben werden. Ferner ist der Kreuztisch 14 um eine zentrale vertikale Achse drehbar.

Auf dem Kreuztisch 14 sind beispielsweise zwei Trägerplatten 17, 18 angeordnet. Ferner weist der Kreuztisch 14 eine Reinigungsstation 20 auf. - :

Der Probenabgabekopf 10 ist über ein Aufnahmeteil 22 an einem Gestell der Probenabgabevorrichtung befestigt. Der gesamte Probenabgabekopf 10 kann zusammen mit dem Aufnahmeteil 22 vertikal bewegt werden. Durch das vertikale Bewegen des Probenabgabekopfes 10 werden die Pipetten 12 beispielsweise in die Wells der Trägerplatten 17 oder 18 abgesenkt.

Bei einem herkömmlichen Pipettierprozess werden die Pipetten 12 im ersten Schritt in Wells der Trägerplatte 17 abgesenkt und nehmen dort eine Probe auf. Dies erfolgt beispielsweise

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durch an die Pipetten 12 angelegten Unterdruck. Zum Aufsaugen von Test- oder Probenflüssigkeit ist in den Pipetten 12 Systemflüssigkeit enthalten, an die Unterdruck angelegt wird. Anschließend wird der Kreuztisch 14 derartig verschoben und gedreht, dass die Pipetten 12 'oberhalb der Wells der Trägerplatte 18 angeordnet sind. Die Pipetten 12 werden nunmehr in die Wells der Trägerplatte 18 abgesenkt und geben dort die aus den Wells der Trägerplatte 17 entnommenen Proben in mehreren Schritten in mehrere Well-Reihen ab. Die Trägerplatten 17,18 können auch so auf dem Kreuztisch 14 angeordnet sein, dass dieser nicht gedreht werden muss.

Anschließend wird der gesamte Probenabgabekopf 10 zusammen mit den Pipetten 12 vertikal nach oben verfahren, so dass zwischen den Spitzen der Pipetten 12 und der Trägerplatte 18 ein Abstand besteht. Nunmehr wird der Kreuztisch 14 derart in Richtung des Pfeils 15 verschoben, dass die Pipetten oberhalb der Reinigungsstation 20 angeordnet sind. In dieser Lage wird Reinigungsflüssigkeit durch die Pipetten 12 geleitet und gelangt in Abtropfbehälter der Reinigungsstation 20. Um zu vermeiden, dass Tropfen von Reinigungsflüssigkeit an den Spitzen der Pipetten hängen bleiben, wird der Probenabgabekopf 10 horizontal nach unten bewegt, bis die Spitzen der Pipetten 12 ein Abtropfvlies oder dergleichen berühren, das die Reinigungsflüssigkeit aufnimmt.

Im nächsten Schritt wird der Kreuztisch derart verschoben, dass die Pipetten 12 wieder oberhalb der zuvor gefüllten Wells der Trägerplatte 18 angeordnet sind. Im nächsten Schritt wird der Probenabgabekopf 10 wiederum abgesenkt und Testflüssigkeit aus den mit den Pipetten 12 verbundenen Vorratsbehältern 24 den entsprechenden Wells zugeführt.

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Hierauf erfolgt wiederum ein Reinigen der Pipetten 12, so dass ein Pipettiervorgang abgeschlossen ist. Bei vorstehender Beschreibung eines Pipettiervorganges handelt es sich um einen typischen Pipettiervorgang. Mit der dargestellten Probenabgabevorrichtung können jedoch andere Pipettiervorgänge mit unterschiedlichen Verfahrensschritten durchgeführt werden. Wesentlich für die Erfindung ist das Vorsehen eines in seiner Gesamtheit auswechselbaren Probenabgabekopfes 10. Dies ist unabhängig von der Art des Pipettiervorganges, der mit der Probenabgabevorrichtung durchgeführt wird.

Die Probenabgabevorrichtung weist ferner eine Steuereinheit 26 auf, mit der der Probenabgabekopf 10 gesteuert wird. Durch die Steuereinheit 26 werden u. a. das vertikale Verfahren des Probenabgabekopfes 10 sowie die in dem Probenabgabekopf vorgesehenen Ventile gesteuert. Zusätzlich kann durch die Steuereinheit 26 oder eine weitere Steuereinheit die Bewegung des Kreuztisches 14 gesteuert werden.

Zur exakten Positionsbestimmung der Pipetten 12 relativ zu den Wells der Trägerplatten 17, 18 weist die Probenabgabevorrichtung zusätzlich eine Überwachungseinheit 2 8 auf, bei der es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Videoüberwachung handelt. Es ist ebenso möglich, Sensoren zur Lageüberwachung vorzusehen.

Die Probenabgabevorrichtung weist ferner Monitore 3 0 auf. Auf den Monitoren 30 kann beispielsweise der Programmablauf des Pipettiervorganges überwacht werden. Ebenso kann das von der Kamera 28 aufgenommene Bild dargestellt werden, um überprüfen zu können, ob die Pipettiervorgänge einwandfrei durchgeführt werden.

Ferner weist die Probenabgabevorrichtüng eine Beleuchtungseinheit 31 auf.

Der Probenabgabekopf 10 (Fig. 2) weist einen Träger 32 auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel plattenförmig ausgebildet ist. An dem Träger 32 ist eine L-förmige Aufnahmevorrichtung 34 befestigt. Die Aufnahmevorrichtung 34 dient zum Tragen der Pipetten 12. Die-Pipetten 12 sind jeweils über einen Steg 3 6 mit dem L-förmigen Halter 34 verbunden. Mit Hilfe von Schrauben 38 kann jede einzelne Pipette bezüglich des Halters 34 justiert werden.

Der Halter 34 dient ferner zur Aufnahme der Vorratsbehälter 24. Die Vorratsbehälter 24 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel . eines Pipettierkopfes mit Systemflüssigkeit gefüllt. Wenn es sich bei dem Probenabgabekopf um eine Vorrichtung zum Dispensieren von Flüssigkeit handelt, ist der Vorratsbehälter 24 mit einer Testflüssigkeit befüllt. Die Testflüssigkeit wird über Dispenser 12 Wells zugeführt. Zur Abgabe von Kleinstmengen an Testflüssigkeit dienen sodann Mikropumpen 46, die in den Dispensern 12 angeordnet sind. Zur Temperierung der Testflüssigkeit sind die Vorratsbehälter 24 von einem Metallgehäuse 40 umgeben, das mit einem nicht dargestellten Kühl- und/oder Heizaggregat verbunden ist. Das Gehäuse 40 weist ein schlitzförmiges Sichtfenster 42 auf, durch das die Menge der in den Vorratsbehältern 24 enthaltenen Flüssigkeit abgelesen werden kann. Die Vorratsbehälter können mit einem beispielsweise optisch arbeitenden Füllstandssensor versehen sein.

Die Vorratsbehälter 24 sind über Schläuche 44 jeweils mit den Pipetten 12 verbunden, um Systemflüssigkeit den Pipetten 12 zuzuleiten. Beim Pipettieren von Proben aus einer ersten

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Titerplatten 17 (Fig. 1) in eine zweite Titerplatte 18 wird an die Systemflüssigkeit ein Unterdruck angelegt, so dass durch die Pipetten 12 aus der Titerplatte 17 Probenflüssigkeit eingesaugt wird. Anschließend wird die eingesaugte Probenflüssigkeit in mehreren Schritten an mehrere Reihen Wells der Trägerplatte 18 abgegeben. Hierzu werden die Mikropumpen 4 6 entsprechend angesteuert.

Zur Steuerung der Mikropumpen 46 sind Steuerungen 48 für Mikropumpen 46 vorgesehen. Die Steuerung 48 für Mikropumpen 46 sind ebenfalls Bestandteil des Probenabgabekopfes 10. Die Steuerung 48 für Mikropumpen 46 sind fest mit dem Träger 32 des Probenabgabekopfes 10 verbunden. Zur Steuerung der Mikropumpen 46 sind diese über eine nicht dargestellte elektrische Leitungen mit den Druckreglern 48 verbunden. Die Steuerung 48 für Mikropumpen 46 können über weitere Leitungen mit der Steuereinheit 26 (Fig. 1) verbunden sein.

Zum einfachen Auswechseln des Probenabgabekopfes 10 weist der Träger 32 schwalbenschwanzförmige Nuten 50 auf. Die Nuten 50 verlaufen in der dargestellten Ausführungsform in vertikaler Richtung über die gesamte dem Aufnahmeteil· 22 zugewandte Rückseite des plattenförmigen Trägers 32. Das Aufnahmeteil 22 weist entsprechend schwalbenschwanzförmig ausgebildete Ansätze bzw. Führungsschienen auf.

Das Halteteil. 22 weist auf derjenigen der Probeaufnahmevorrichtung zugewandten Seite wiederum schwalbenschwanzförmige Nuten 52 auf. Mit Hilfe der schwalbenschwanzförmigen Nuten 52 kann das Aufnahmeteil 22 in vertikaler Richtung verschoben werden. Durch Verschieben des Aufnahmeteils 22 in vertikaler Richtung wird der mit dem Aufnahmeteil 22 fest verbundene Probenabgabekopf 10 ebenfalls in vertikaler Richtung verschoben.

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Zum Auswechseln des Probenabgabekopfes 10 muss dieser lediglich von den Ansätzen des Aufnahmeelements in vertikaler Richtung abgezogen werden. Der neue Probenabgabekopf 10 kann sodann in vertikaler Richtung auf die Ansätze des Aufnahmeteils 22 aufgesteckt werden. Das Aufnahmeteil 22 weist einen Anschlag auf, so dass der Probenabgabekopf 10 in einer definierten horizontalen Lage gehalten wird.

Zusätzlich zu der schwalbenschwanzförmigen Nut 50 sowie den schwalbenschwanzförmigen Ansätzen an dem Aufnahmeteil 22 kann ein Schnellverschluss, beispielsweise in Form eines Spannhebels mit Exzenter vorgesehen sein. Durch den Schnellverschluss wird eine feste Verbindung zwischen dem Träger 32 und dem Aufnahmeteil 22 hergestellt. Der gesamte Probenabgabekopf 10 ist somit auf einfache Weise fest mit dem Aufnahmeteil 22 verbunden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Probenabgabekopf 10 handelt es sich um eine Art Doppelkopf. Jeder der beiden Köpfe umfasst jeweils ein Metallgehäuse 40, das jeweils einen Vorratsbehälter 24 aufnimmt. Ferner umfasst jeder der beiden Probenabgabeköpfe eine Aufnahmevorrichtung 34, die zusätzlich zu dem Vorratsbehälter 24 die Pipetten 12 mit Mikropumpen 46 trägt. Beide Probenabgabeköpfe sind über Bolzen 54 und ggf. einen Schnellverschluß mit dem Träger 32 verbunden und einfach von diesem abnehmbar.

Zur vertikalen Bewegung des Probenabgabekopfes wird das Aufnahmeteil 22 über nicht dargestellte Führungsschienen, die in die Nuten 52 greifen, auf und ab bewegt. Das Vorsehen eines Aufnahmeteils an der Probenabgabevorrichtung zur Aufnahme des Probenabgabekopfes 10 hat den Vorteil, dass die vertikale Bewegung des Probenabgabekopfes durch Bewegen des

Aufnahmeteils 22 erfolgt. Die Antriebe sowie die Verbindung der Antriebe mit dem Aufnahmeteil 22 verbleiben somit beim Auswechseln des Probenabgabekopfes 10 an der Probenabgabevorrichtung. Dies vereinfacht das Auswechseln des Probenabgabekopfes 10.

Claims

1. Probenabgabevorrichtung zum Pipettieren und/oder Dispensieren von biologischen und/oder chemischen Kleinstmengen, mit
mindestens einer Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung (12),
mindestens einem mit der Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung (12) verbundenen Vorratsbehälter (24),
mindestens einem Mittel (46) zur Förderung von Kleinstmengen und
einer Steuereinheit (26),
gekennzeichnet durch,
einen Probenabgabekopf (10), der die Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung (12), das Mittel (46) zur Förderung von Kleinstmengen und den Vorratsbehälter (24) umfasst und einen Träger (32) aufweist, der zusammen mit den daran befestigten Teilen (12, 24, 46) insgesamt auswechselbar an einem Aufnahmeteil (22) befestigt ist.

2. Probenabgabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (32) zur Befestigung mehrere Aufsteckbolzen oder Aufnahmeöffnungen und das Aufnahmeteil (22) mehrere Aufnahmeöffnungen bzw. Aufsteckbolzen aufweist.

3. Probenabgabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (32) zur Befestigung eine Nut (50) oder einen Ansatz und das Aufnahmeteil (22) einen Ansatz bzw. eine Nut aufweist.

4. Probenabgabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz und die Nut (50) schwalbenschwanzförmig sind.

5. Probenabgabekopf mit mindestens einer Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung (12), mindestens einem Mittel (46) zur Förderung von Kleinstmengen und mindestens einem mit der Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung (12) verbundenen Vorratsbehälter (24), gekennzeichnet durch einen gemeinsamen die Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung (12), das Mittel (46) zur Förderung von Kleinstmengen und den Vorratsbehälter (24) tragenden Träger (32), der zusammen mit den daran befestigten Teilen (12, 24, 46) insgesamt auswechselbar ist.

6. Probenabgabekopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (32) zur Befestigung mehrere Aufsteckbolzen oder Aufnahmeöffnungen aufweist.

7. Probenabgabekopf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (32) zur Befestigung eine Nut (50) oder einen Ansatz aufweist.

8. Probenabgabekopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz und die Nut (50) schwalbenschwanzförmig sind.

9. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenabgabekopf (10) und/oder das Aufnahmeteil (22) eine Justiervorrichtung aufweisen.

10. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenabgabekopf (10) ein mit dem Vorratsbehälter (24) verbundenes Kühl- und/oder Heizaggregat aufweist.

11. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenabgabekopf (10) mindestens eine mit den Mitteln (46) zur Förderung von Kleinstmengen verbundene Steuerung (48) aufweist.

12. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenabgabekopf (10) ein mit der mindestens einen Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung (12) verbundenes Reservoir für eine Reinigungsflüssigkeit aufweist.

13. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (24) auswechselbar ist.

14. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Vorratsbehälter (24) ein Füllstandssensor zugeordnet ist.

15. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenabgabevorrichtung ein Kühl- und/oder Heizaggregat aufweist und die Temperierung des Vorratsbehälters (24) über den Träger (32) erfolgt.

16. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei, vorzugsweise vier, besonders bevorzugt acht und insbesondere sechzehn Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtungen (12) an einem Probenabgabekopf (10) angeordnet sind.

17. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleinstmengen kleiner als 500 nl, vorzugsweise kleiner als 50 nl, besonders bevorzugt kleiner als 5 nl sind und insbesondere im Subnanoliter- Bereich liegen.

18. Probenabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 oder Probenabgabekopf nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (46) zur Förderung von Kleinstmengen Bestandteil der Aufnahme- und/oder Abgabeeinrichtung sind.