DE20101734U1 - Probenträger - Google Patents

Probenträger

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Description

Die Erfindung betrifft einen Probenträger, insbesondere eine
Titerplatte.
Probenträger weisen eine Anzahl von Vertiefungen zur Aufnahme von Proben in einer Grundplatte· auf. Bei Titerplatten sind die Abmessungen der Vertiefungen äußerst klein, so dass Volumina beispielsweise im Mikroliter- oder Nanoliterbereich von einer Vertiefung aufgenommen werden. Die Grundplatte des Probenträgers ist zumindest teilweise von einem Rahmen umgeben. Der Probenträgef kann hierbei zweiteilig sein, wobei ein gesonderter Rahmen mit der Grundplatte verbunden ist. Ebenso kann der Probenträger auch einteilig sein-, so dass die Grundplatte und der Rahmen beispielsweise aus einem einzigem Spritzgussteil hergestellt sind. Ferner kann die Grundplatte zum Ausbilden der Vertiefungen Durchgangslöcher aufweisen, die sodann auf einer Sei-
Telefon: (0221) 916520 · Te)ef4>j70221) &idiagr;&aacgr;&& ·· Telefpx: JG M)
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te mit einer Basisplatte, beispielsweise einer Glasplatte verschlossen sind.
Derartige Probenträger werden beispielsweise bei automatischen Screening-Verfahren mittels eines Greifarms eines Roboters oder durch andere Handhabungsgeräte von einer zur nächsten Station bewegt. Beispielsweise werden die Probenträger von dem Handhabungsgerät automatisch aus einem Vorratsbehälter entnommen und in eine Vorrichtung gelegt, in der die Probenflüssigkeiten in die einzelnen Vertiefungen eingebracht werden. Hierzu weisen bekannte Probenträger an dem Rahmen Halteelemente mit beispielsweise dreieckigem Querschnitt auf. An derartigen Halteelementen, die auch die Form eines Prismas haben können, können die Greifarme durch mechanische Bewegungen, entsprechend einer Zange, die Probenträger.greifen und automatisch handhaben.
Hierbei muss sichergestellt sein, dass die Greifarme mit hoher Präzision den Probenträger an den Halteelementen greifen. Bei bereits geringen Verschiebungen zwischen dem Greifarm und dem Halteelement des Probenträgers kann der Probenträger zerstört oder beschädigt werden.
Ferner sind derartige mechanische Greifer aufgrund der Vielzahl bewegter Teile wartungsintensiv. Insbesondere benötigen die Greifarme innerhalb einer Vorrichtung zum Bewegen der einzelnen Greifarme einen großen Platzbedarf, um die Probenträger an einander gegenüberliegenden Seiten von außen zu greifen.
Diese Nachteile bestehen auch beim automatischen Handhaben von Deckeln für derartige Probenträger.
Aufgabe der Erfindung ist es einen einfach handzuhabenden Probenträger bzw. Deckel für Probenträger zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9.
Erfindungsgemäß sind die Halteelemente des Probenträgers derart ausgebildet, dass der Probenträger durch Magnetkräfte handhabbar ist. Es ist somit möglich z. B. einen Greifarm als Handhabungsgerät zu verwenden, der eine Magnetkraft erzeugt. Aufgrund der Magnetkraft werden die Halteelemente des Probenträgers angezogen und hierdurch mit dem Handhabungsgerät verbunden. Der Probenträger kann nunmehr von dem Handhabungsgerät automatisch gehandhabt werden, d. h. an einen bestimmten Ort transportiert werden. Sobald der Zielort erreicht ist, werden die beispielsweise durch das Handhabungsgerät erzeugten Magnetkräfte wieder gelöst und somit der Probenträger wieder freigegeben. Hierdurch ist das Handhaben von Probenträgern erheblich vereinfacht. Insbesondere müssen die Greif arme nicht mehr nach Art einer Zange den Probenträger von außen sehr präzise greifen.
Bei einer bevorzugten Anordnung der Halteelemente sind, diese derart angeordnet, dass die Magnetk-räfte zur Handhabung der Probenträger von oben auf den Probenträger einwirken. Dies hat den Vorteil, dass Probenträger auch in sehr engen schwer zugänglichen Bereichen von Vorrichtungen automatisch gehandhabt werden können.
Vorzugsweise weist das Halteelement magnetisch leitendes Metall auf. Ebenso kann es sich beispielsweise um magnetische Polymere oder Ähnliches handeln. Es kann sich hierbei um nichtmagnetisierbares Metall handeln, das jedoch durch Magnetkräfte angezogen wird. Das Handhabungsgerät muss somit lediglich einen Magneten, vorzugsweise in Form einer Spule mit Eisenkern aufweisen. Durch Anschalten des Spulenstroms werden Magnetkräfte er-
zeugt, so dass die Halteelemente angezogen und somit der Probenträger handhabbar ist.
Bei dem magnetisch leitenden Metall kann es sich auch um aktiv magnetisches Metall handeln, d. h. um Metall, das selbst Magnetkräfte hervorruft. Bei dieser Ausführungsform erfolgt eine Verbindung zwischen den Halteelementen und einem Greifarm bereits durch entsprechend am Greifarm angeordnete metallische Aufnahmeelemente. Zum Ablegen des Probenträgers müsste sodann ein dem Magnetfeld der Halteelemente entgegengesetztes Magnetfeld von dem Handhabungsgerät erzeugt werden.
Das Halteelement ist vorzugsweise plattenförmig, insbesondere streifenförmig, so dass eine große Haltefläche realisiert ist. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerung des Handhabungsgeräts unpräziser als im Stand der Technik sein kann. Auch geringe Verschiebungen zwischen dem Probenträger und dem Handhabungsgerät führen bei dem erfindungsgemäßen Probenträger nicht zum Ausfall der Vorrichtung, da der Probenträger noch weiterhin automatisch handhabbar ist.
Vorzugsweise sind mindestens zwei Halteelemente an einander gegenüberliegenden Seiten, vorzugsweise an den Schmalseiten des Rahmens vorgesehen. Unter Schmalseiten sind entweder die nach, oben weisenden Flächen der bei einer rechteckigen Platte schmaleren Seiten zu verstehen. Ebenso kann es sich auch um die seitlich nach außen weisenden Flächen handeln. Im ersten Fall würde das Handhabungsgerät von oben in Richtung des Probenträgers bewegt und berührt die an der Oberfläche des Probenträgers vorgesehenen Halteelemente. Im zweiten Fall werden beispielsweise zwei Arme eines Handhabungsgeräts seitlich in Richtung des Probenträgers geführt. ■ Diese beiden Arme können beispielsweise zangenartig miteinander verbunden sein. Seitliche angrei-
fende Handhabungsgeräte haben den Vorteil, dass der Platzbedarf geringer ist. Insbesondere benötigen derartige Handhabungsgeräte in einem Bereich, in dem beispielsweise Probenzuführeinrichtungen und dergleichen vorgesehen sind, keinen Platz. Durch das Vorsehen der Haltelemente an den Schmalseiten ist in beiden Fällen ein ruhiges Handhaben des Probenträgers möglich. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Vertiefungen des Probenträgers mit Proben gefüllt sind. Ebenso könnte hierzu der Probenträger umlaufend um den gesamten Rahmen ein Halteelement aufweisen.
Bei an den Schmalseiten des Rahmens angeordneten Halteelementen weisen diese vorzugsweise eine Länge von mindestens V3, vorzugsweise mindestens H der Breite des Rahmens auf. Dies erhöht die Sicherheit beim automatischen Handhaben des Probenträgers.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Oberseite des Halteelements bündig mit der Oberseite des Rahmens. Hierdurch ist vermieden, dass sich zwischen dem Halteelement und dem Rahmen Ablagerungen ansammeln. Diese können ggf. die Proben verunreinigen. Besonders vorteilhaft ist es die Halteelemente innerhalb des Rahmens anzuordnen, so dass das Rahmenmaterial das Halteelement vollständig umschließt. Es handelt sich hierbei um Halteelemente, die als Kern innerhalb des Rahmens des Probenträgers angeordnet sind. In einem beispielsweise aus Kunststoff gespritzten Probenträger können die Halteelemente bereits bei der Herstellung eingebracht werden, so dass die Halteelemente vollständig mit Kunststoff umspritzt sind. Entsprechend können mit Kunststoff umspritzte Halteelemente auch derart im Probenträger angeordnet sein, dass sie im Bereich eines seitlichen Randes des Probenträgers, wie vorstehend beschreiben, angeordnet sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Halteelement als aufklebbare Haltefolie ausgebildet. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um eine Metallfolie, die auf den Rahmen des Probenträgers aufgeklebt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass auch bestehende Probenträger mit einem erfindungsgemäßen Hälteelement nachgerüstet werden können.
Eine selbständige Erfindung besteht in einem Deckel für einen Probenträger, insbesondere für eine Titerplatte. Der Deckel weist mindestens ein Halteelement zum automatischen Handhaben des Deckels auf, wobei das Halteelement derart ausgebildet ist, dass der Deckel durch Magnetkräfte handhabbar ist. Ein derartiger Deckel weist dieselben Handhabungsvorteile, wie ein mit dem erfindungsgemäßen Halteelement ausgestatteter Probenträger auf. Derartige Deckel können entweder auf bekannten Probenträgern oder auf Probenträgern vorgesehen werden, die ebenfalls mindestens ein erfindungsgemäßes Halteelement aufweisen.
Bei entsprechender Anordnung der Halteelemente auf dem-, Deckel und auf dem .Probenträger ist es möglich mit demselben Handhabungsgerät, beispielsweise zuerst den Deckel von dem Probenträger automatisch abzunehmen und anschließend den Probenträger zu handhaben.
Der Deckel kann entsprechend den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Probenträgers ausgebildet sein.
Ein erfindungsgemäßes Handhabungsgerät, insbesondere ein Greifarm für einen erfindungsgemäßen Prpbenträger und/ oder einen erfindungsgemäßen Deckel weist mindestens ein Erregungselement zur Erzeugung von Magnetkräften auf. Ferner weist das Handhabungsgerät mindestens ein mit dem Erregungselement verbundenes
Aufnahmeelement auf, das mit dem Halteelement des Probenträgers und/ oder Deckels zusammenwirkt. Bei dem Erregungselement kann es sich beispielsweise um eine elektrische Spule handeln, die durch eine Steuereinheit steuerbar ist. Mit der elektrischen Spule ist vorzugsweise als Aufnahmeelement ein magnetisierbarer Metallkern verbunden. Durch An- und Ausschalten der Spule können über das Aufnahmeelement Magnetkräfte hervorgerufen werden. Sobald das erfindungsgemäße Handhabungsgerät in die Nähe des Halteelements des Probenträgers oder des Deckels kommt, ziehen die Magnetkräfte das Halteelement und damit den Probenträger bzw. den Deckel an. Der Zeitpunkt des Anschaltens der elektrischen Spule kann beispielsweise auch so gewählt werden, dass ein Anschalten der Spule erst dann erfolgt, wenn die Aufnahmeelemente des Handhabungsgeräts unmittelbar über dem Halteelement positioniert sind oder dieses bereits berühren.
Es ist ferner möglich, die Halteelemente des Probenträgers derart auszugestalten, dass sie durch Magnetkräfte angehoben werden, so dass der Probenträger in einer schwebenden Lage gehalten wird. Hierzu wird ein magnetisches Feld erzeugt, durch das auf die in dem Probenträger angeordneten Haltelemente entsprechende Kräfte ausgeübt werden. Es findet somit keine direkte Berührung eines Greifarms oder dergleichen mit der Titerplatte statt. Das berührungslose Anheben und Bewegen eines Probenträgers hat den Vorteil, dass dieser sehr schonend, d. h. ohne ruckartige Bewegungen bewegt werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Probenträgers,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Handhabungsgeräts, zusammen mit einer Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Probenträgers und
Fig.3 eine schematische Schnittansicht in Längsrichtung einer weiteren Ausführungsform des Probenträgers zusammen mit einem erfindungsgemäßen Deckel. .
Der erfindungsgemäße Probenträger 10 weist eine Grundplatte 12 auf. In der Grundplatte 12 ist eine Anzahl von Vertiefungen 14 vorgesehen. Die Vertiefungen 14 weisen bei Titerplatten eine Größe auf, so dass etwa 0,2 - 5 &mgr;&idiagr; Flüssigkeit von den Vertiefungen 14 aufgenommen werden können. Die Grundplatte 12 Ist von einem Rahmen 16 umgeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Rahmen um einen in sich geschlossenen rechteckigen Rahmen, der die Grundplatte 12 in der Draufsicht vollständig umgibt.
An den beiden Schmalseiten 18 des Rahmens 16 ist jeweils ein streifenförmiges Halteelement 20 vorgesehen. Das Halteelement 20 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer Oberseite 22 (Fig. 2) des Rahmens 16 angeordnet, beispielsweise aufgeklebt.
Die streifenförmigen Halteelemente 20 verlaufen parallel zu den Außenkanten der Schmalseite 18 des Rahmens 16. Sie erstrecken
sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Schmalseiten, um ein möglichst gutes Handhaben des Probenträgers durch ein Handhabungsgerät 24 (Fig. 2) zu ermöglichen.
Das Handhabungsgerät 24 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei als elektrische Spulen ausgebildete Erregungselemente 26 auf. Innerhalb jeder Spule 26 ist ein L-förmiger Metallkern 28 als Aufnahmeelement angeordnet. Ebenso ist es möglich die beiden Aufnahmeelemente 20 aus einem gemeinsamen im Querschnitt U-förmigen Metallkern herzustellen und diesen Metallkern durch eine einzige Spule anzuregen.
Der Abstand der aus dem Greifarm 24 ragenden Enden 30 der Aufnahmeelemente 20 entspricht dem Abstand der Halteelemente 20 auf dem Probenträger 10. Die beiden Spulen 26 sind über Leitungen mit einer Steuereinheit 32 verbunden. Durch die Steuereinheit 32 kann an die Spulen 26 Strom angelegt werden. Während des Zeitraums, in dem Strom an die Spulen 26 angelegt ist, wird in dem Halteelement 20 ein Magnetfeld erzeugt. Dies verläuft beispielsweise wie anhand der gestrichelten Linie 34, dargestellt. Im Bereich zwischen den Enden 30, der Aufnahmeelemente und der Halteelemente 20 verläuft das Magnetfeld im Wesentlichen senkrecht zu der Oberseite des Halteelements 20, so dass eine maximale Ausnützung der Magnetkraft erfolgt.
Das Handhabungsgerät 24 kann ebenso zum Handhaben eines Deckels 38 (aus Fig. 3) eingesetzt werden. Der Deckel 38 weist auf seiner Oberseite 40 ebenfalls Halteelemente 20 auf, die in demselben Abstand wie die Halteelemente 20 des Probenträgers 10 angeordnet sind. Der Deckel 38 weist ferner einen umlaufenden Rand 42 oder entsprechende Ansätze auf, die einen Probenträger 44 seitlich umgreifen, um ein Verrutschen des Deckels 38 zu vermeiden.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Probenträger 44 sind im Unterschied zu dem Probenträger 10 die Halteelemente 4 6 in den Rahmen des Probenträgers 44 eingelassen. Die Oberseite der Halteelemente 4 6 schließt somit mit der Oberseite des Probenträgers 44 ab. Dies hat den Vorteil, dass eine Unterseite 48 des Deckels 38 abdichtend auf der Oberseite des Probenträgers 44 aufliegt.
Ein derartiges System aus Probenträger 44 und Deckel 38 kann mit demselben Handhabungsgerät 24 gehandhabt werden.

Claims (19)

1. Probenträger, insbesondere Titerplatte, mit
einer eine Anzahl Vertiefungen (14) zur Aufnahme von Proben aufweisenden Grundplatte (12),
einem die Grundplatte (12) zumindest teilweise umgebenden Rahmen (16) und
mindestens einem an dem Rahmen (16) vorgesehenen Halteelement (20) zum automatischen Handhaben des Probenträgers (10), insbesondere mittels eines Greifarms,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Halteelement (20) derart ausgebildet ist, dass der Probenträger durch Magnetkräfte handhabbar ist.
2. Probenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) ein magnetisch leitendes Metall aufweist.
3. Probenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) plattenförmig, insbesondere streifenförmig ist.
4. Probenträger nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Halteelemente (20) an einander gegenüberliegenden Seiten (18), vorzugsweise an den Schmalseiten des Rahmens (16) vorgesehen sind.
5. Probenträger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Halteelemente (20) mindestens 2/3, vorzugsweise mindestens ¾ der Breite des Rahmens (16) ist.
6. Probenträger nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Halteelements (20) bündig mit der Oberseite (22) des Rahmens (16) ist.
7. Probenträger nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) innerhalb des Rahmens (16) angeordnet ist, so dass das Rahmenmaterial das Halteelement (20) vollständig umschließt.
8. Probenträger nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) eine auf den Rahmen (16) aufgeklebte Haltefolie ist.
9. Deckel für einen Probenkörper, insbesondere eine Titerplatte, mit mindestens einem Halteelement (20) zum automatischen Handhaben des Deckels (38), insbesondere mittels eines Greifarms, wobei das Halteelement (20) derart ausgebildet ist, dass der Deckel (38) durch Magnetkräfte handhabbar ist.
10. Deckel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) ein magnetisch leitendes Metall aufweist.
11. Deckel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) plattenförmig, insbesondere streifenförmig ist.
12. Deckel nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Halteelemente (20) an einander gegenüberliegenden Seiten, vorzugsweise an den Schmalseiten des Deckels vorgesehen sind.
13. Deckel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Halteelemente (20) mindestens 2/3, vorzugsweise mindestens ¾ der Breite des Deckels ist.
14. Deckel nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Halteelements (20) bündig mit der Oberseite (40) des Deckels (38) abschließt.
15. Deckel nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) innerhalb des Deckels (38) angeordnet ist, so dass das Deckelmaterial das Halteelement (20) vollständig umschließt.
16. Deckel nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) ein auf dem Deckel (38) aufgeklebter Metallstreifen ist.
17. Handhabungsgerät, insbesondere Greifarm für einen Probenträger nach einem der Ansprüche 1-8 und/oder einem Deckel nach einem der Ansprüche 9-16, mit
mindestens einem Erregungselement (26) zur Erzeugung von Magnetkräften und
mindestens einem mit dem Erregungselement (26) verbundenen Aufnahmeelement (28), das mit dem Halteelement (20) des Probenträgers (10) bzw. Deckels (38) zusammenwirkt.
18. Handhabungsgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Erregungselement (26) eine elektrische Spule ist, die durch eine Steuereinheit (32) steuerbar ist.
19. Handhabungsgerät nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (28) ein durch das Erregungselement magnetisierbarer Metallkern ist.
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