DE202007016855U1

DE202007016855U1 - Inkubationsschale für Protein-Array-Inkubationen

Info

Publication number: DE202007016855U1
Application number: DE200720016855
Authority: DE
Original assignee: METECON GmbH; Deutsches Krebsforschungszentrum DKFZ
Current assignee: METECON GmbH; Deutsches Krebsforschungszentrum DKFZ
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2017-12-01
Also published as: WO2009068680A2; WO2009068680A3

Abstract

Vorrichtung (110) zum Inkubieren mindestens eines Probenträgers (112) mit mindestens einer Inkubationsflüssigkeit, wobei der Probenträger (112) mindestens einer Inkubationsfläche (116) aufweist, wobei die Vorrichtung (110) mindestens eine Aufnahmeeinheit (118) umfasst, wobei die Aufnahmeeinheit (118) mindestens eine Aufnahmefläche (120) mit mindestens einer erste Vertiefung (122) zum Einlegen des Probenträgers (112) umfasst, wobei die Aufnahmefläche (120) weiterhin mindestens eine zweite Vertiefung (124) zur Aufnahme der Inkubationsflüssigkeit umfasst, wobei die zweite Vertiefung (124) eine größere Tiefe aufweist als die erste Vertiefung (122), wobei die erste Vertiefung (122) und die zweite Vertiefung (124) sich überlappen, derart, dass bei in die erste Vertiefung (122) eingelegtem Probenträger (112) der Probenträger (112) und die zweite Vertiefung (124) zusammen eine Inkubationskammer (126) ausbilden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Inkubieren mindestens eines Probenträgers mit mindestens einer Inkubationsflüssigkeit. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Inkubationsanordnung, umfassend mindestens eine Vorrichtung zum Inkubieren eines Probenträgers, einen Probenträger und mindestens eine Inkubationsflüssigkeit. Derartige Vorrichtung und Inkubationsanordnungen werden insbesondere im Bereich der Biologie oder Medizin eingesetzt, um Inkubationsflächen von Probenträgern, beispielsweise so genannten „Slides", über einen längeren Zeitraum hinweg beispielsweise chemischen und/oder mikrobiologischen Inkubationsflüssigkeiten auszusetzen.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Vorrichtung zum Inkubieren von Probenträgern mit Inkubationsflüssigkeiten bekannt. Unter „Inkubieren" wird dabei im Folgenden allgemein die Beaufschlagung bzw. Behandlung von Probenträgern mit beliebigen Arten von Inkubationsflüssigkeiten unter kontrollierten Bedingungen bezeichnet. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, können Inkubationsprozesse in der Biologie, der Medizin oder der Chemie eingesetzt werden, um kontrollierte Außenbedingungen für verschiedene Brut- und Wachstumsprozesse zu schaffen. Beispielsweise lassen sich Protein-Arrays auf Probenträgern mit Antikörperlösungen inkubieren.
Zu diesem Zweck sind kommerziell verschiedene Arten von Inkubationsvorrichtungen, welche häufig auch als Hybridisierungskammern bezeichnet werden, erhältlich. Beispielsweise sind Inkubationsvorrichtungen in Form von kleinen Kunststoff-Inkubationskammern bekannt, welche auf die Inkubationsfläche der Slides geklebt werden und anschließend mit der Inkubationsflüssigkeit befüllt werden. Vorteilhaft an derartigen Inkubationskammern ist, dass zum einen sehr wenig Inkubationsflüssigkeit benötigt wird. Nachteilig ist hingegen, dass ein Aufkleben der Inkubationskammern auf die Probenträger erforderlich ist, was nicht in allen Fällen einfach zu bewerkstelligen ist, was den Inkubationsprozess stören kann und was anschließend Probleme beim Entfernen der Inkubationskammern verursachen kann. Weiterhin wird die Inkubationslösung auf den Probenträgern auch bei Verwendung von Wippmischern nicht zur genüge bewegt. Dies führt zu starken Hintergrundsignalen, welche die Auswertung stark beeinträchtigen.
Eine alternative Lösung besteht darin, für die Inkubation einfache Schalen zu verwenden, in welche die Probenträger vollständig eingelegt und dort mit Inkubationslösung bedeckt werden. Anschließend kann auch diese Anordnung beispielsweise auf einem Wippmischer inkubiert werden, um eine gleichmäßige Durchmischung zu gewährleisten. Nachteilig an einer derartigen Anordnung ist jedoch, dass eine große Menge an Inkubationslösung verbraucht wird, typischerweise im Bereich zwischen 2,5 bis 3 ml.
Weiterhin sind Inkubationskammern bekannt, welche mit einem vergleichsweise geringen Volumen an Inkubationsflüssigkeit auskommen. So beschreibt beispielsweise WO 03/106032 A1 eine Hybridisierungskammer mit einer Basis mit einer Aussparung, in welcher ein Mikro-Array eingelegt werden kann. Die Kammer umfasst weiterhin einen Deckel, welcher auf die Basis aufgesetzt werden kann, wodurch ein hermetisch abgeschlossener Raum für das Mikro-Array entsteht. Dabei ist eine Deckfläche auf der Abdeckung vorgesehen, welche in einem Abstand von näherungsweise 20 mm von dem Mikro-Array angeordnet ist und parallel zu diesem verläuft. Mittels Kapillarkräften wird eine Probenlösung in den Zwischenraum zwischen dem Mikro-Array und der Deckfläche eingezogen, um sich dort gleichmäßig zu verteilen.
Die in WO 03/106032 A1 beschriebene Vorrichtung bietet den Vorteil kleiner Volumina an erforderlichen Inkubationslösungen, ist jedoch insgesamt vergleichsweise aufwändig und aus zahlreichen Einzelteilen zusammengesetzt. Hierdurch steigen die Kosten für eine Inkubation, insbesondere wenn mehrere Proben gleichzeitig inkubiert werden sollen, beispielsweise im Rahmen von größeren Testserien.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll eine Vorrichtung zum Inkubieren mindestens eines Probenträgers mit einer Inkubationsflüssigkeit bereitgestellt werden, welche einfach zu realisieren ist, mit geringstmöglichen Mengen an Inkubationsflüssigkeit auskommt und welche vorzugsweise die gleichzeitige Inkubation mehrerer Probenträger ermöglichen soll.
Beschreibung der Erfindung
Diese Erfindung wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
Es wird eine Vorrichtung zum Inkubieren mindestens eines Probenträgers mit mindestens einer Inkubationsflüssigkeit vorgeschlagen. Wie oben dargestellt, kann die Inkubationsflüssigkeit eine nahezu beliebige Flüssigkeit, beispielsweise eine Lösung oder Dispersion, mit chemischen und/oder biologischen Eigenschaften umfassen. Als Beispiel werden im Folgenden Antikörperlösungen betrachtet, welche beispielsweise zum Inkubieren von Protein-Arrays genutzt werden können.
Der mindestens eine Probenträger kann einen weitgehend beliebig gestalteten Probenträger umfassen. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Probenträger einen so genannten „Slide" umfasst, also ein Plättchen mit einem Glas- und/oder Keramik- und/oder Kunststoffsubstrat, welches mindestens eine Inkubationsfläche, das heißt eine mit der Inkubationsflüssigkeit zu behandelnde Fläche, aufweist. Naturgemäß können auch mehrere derartige Inkubationsflächen vorgesehen sein.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen des Probenträgers. Diese Aufnahmeeinheit ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, kann jedoch auch mehrstückig ausgestaltet sein. Um die Herstellung derartiger Vorrichtung bzw. Aufnahmeeinheiten zu vereinfachen, ist es besonders bevorzugt, wenn die Aufnahmeeinheit als Spritzgussbauteil oder auf andere Weise als Kunststoffformteil hergestellt ist. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch möglich, beispielsweise Ausgestaltungen als spanabhebend hergestelltes Kunststoffteil.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Aufnahmeeinheit derart auszugestalten, dass diese nach der Art einer Inkubationsschale für den eingelegten Probenträger fungiert. Hierbei wird der Probenträger vorzugsweise mit der Inkubationsfläche nach unten weisend in die Aufnahmeeinheit eingelegt. Unter der Inkubationsfläche ist eine Inkubati onskammer in der Aufnahmeeinheit aufgenommen. Diese Inkubationskammer kann beispielsweise vor oder nach Auflegen des Probenträgers befüllt werden, beispielsweise seitlich mittels einer Pipette. Durch Adhäsionskräfte lagert sich die Inkubationsflüssigkeit, insbesondere die Antikörperlösung, an die Inkubationsfläche des Probenträgers an.
Um diesen erfindungsgemäßen Gedanken umzusetzen, weist die Aufnahmeeinheit mindestens eine Aufnahmefläche auf. Diese Aufnahmefläche kann eben oder auch uneben (beispielsweise gestuft, in mehrere Teilflächen oder Ebenen unterteilt oder abgerundet) ausgebildet sein und weist im Betrieb der Vorrichtung vorzugsweise senkrecht nach oben. In dieser Aufnahmefläche ist mindestens eine erste Vertiefung zum Einlegen des Probenträgers aufgenommen. Diese erste Vertiefung kann beispielsweise an die lateralen Abmessungen des Probenträgers angepasst sein und kann beispielsweise rechteckig oder zumindest näherungsweise rechteckig ausgebildet sein.
Zum Ausbilden der Inkubationskammer weist die Aufnahmefläche weiterhin mindestens eine zweite Vertiefung zur Aufnahme der Inkubationsflüssigkeit auf, welche eine größere Tiefe aufweist als die erste Vertiefung. Dabei ist die zweite Vertiefung derart bemessen und derart relativ zur ersten Vertiefung positioniert, dass sich die erste Vertiefung und die zweite Vertiefung in zumindest einem Inkubationsbereich überlappen. Vorzugsweise ist die zweite Vertiefung im Wesentlichen vollständig innerhalb der ersten Vertiefung aufgenommen, so dass der Inkubationsbereich innerhalb der ersten Vertiefung liegt. Der Inkubationsbereich, das heißt der Überlappungsbereich zwischen der ersten Vertiefung und der zweiten Vertiefung, kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass die mindestens eine Inkubationsfläche des mindestens einen Probenträgers vollständig von diesem Inkubationsbereich abgedeckt wird.
Bei in die erste Vertiefung eingelegtem Probenträger befindet sich ein Teil der zweiten Vertiefung somit unterhalb dieses Probenträgers. Die nach unten weisende Fläche des Probenträgers, welche insbesondere ganz oder teilweise die Inkubationsfläche umfassen kann, und die zweite Vertiefung, insbesondere der Teil der zweiten Vertiefung, welcher unterhalb des Probenträgers angeordnet ist, bilden somit zusammen die Inkubationskammer, in welcher die Inkubationsflüssigkeit aufgenommen werden kann.
Die Inkubationskammer weist vorzugsweise eine Tiefe (das heißt eine Tiefe unterhalb des Probenträgers) von 0,2 bis 5 mm, insbesondere von ca. 0,5 mm, auf. Der Probenträger liegt umgekehrt, das heißt mit der aktiven Fläche bzw. der Inkubationsfläche nach unten weisend, in der Aufnahmeeinheit. Dadurch entfällt ein Aufkleben einer Inkubationskammer oder ähnliches. Zudem ist durch dieses „upside-down-Prinzip" eine Verschmutzung der Probenträger, beispielsweise durch Staub oder ähnliches, weitgehend verhindert. Der upside-down-Aufbau ermöglicht zudem einen vergleichsweise einfachen Aufbau der Aufnahmeeinheit, welche hierdurch, wie oben dargelegt, insbesondere einstückig ausgebildet werden kann. Hierdurch ist zum einen eine erhebliche einfachere Ausgestaltung der Vorrichtung möglich, und es kann zum anderen auf Dichtelemente, wie beispielsweise die in WO 03/106032 A1 beschriebene Gummidichtungen, verzichtet werden. Gleichzeitig ist eine äußerst sparsame Inkubation, gemeinsam mit einem in der ersten Vertiefung aufgenommenen Probenträger, beispielsweise in einer erfindungsgemäßen Inkubationsanordnung eingesetzt werden.
Die Inkubationsanordnung kann weiterhin mindestens eine in der zweiten Vertiefung bzw. der Inkubationskammer aufgenommene Inkubationsflüssigkeit umfassen. Diese Inkubationsanordnung kann weiterhin mindestens eine Agitationsvorrichtung umfassen, welche eingerichtet ist, um die Aufnahmeeinheit in Bewegung zu versetzen, insbesondere zu schütteln und/oder zu wippen. Auf diese Weise kann eine bessere Durchmischung der Inkubationsflüssigkeit erreicht werden. Beispielsweise kann die Agitationsvorrichtung mindestens einen Wippmischer umfassen.
Weiterhin kann die Inkubationsanordnung mindestens eine Temperiervorrichtung umfassen, welche eingerichtet ist, um die Inkubationsflüssigkeit auf eine von der Raumtemperatur verschiedene Temperatur einzustellen und auf diese Temperatur zu regeln und/oder zu steuern. Insbesondere kann diese Temperiervorrichtung eingerichtet sein, um die Inkubationsflüssigkeit auf eine gegenüber der Raumtemperatur erhöhte Temperatur einzustellen, insbesondere auf eine Temperatur von nicht mehr als 40°C. Auch andere Temperaturbereiche sind jedoch selbstverständlich möglich.
Die beschriebene Vorrichtung und die beschriebene Inkubationsanordnung können auf verschiedene Weisen vorteilhaft weitergebildet werden. Diese vorteilhaften Weiterbildungen können einzeln oder in Kombination verwirklicht sein. So können insbesondere die erste Vertiefung und/oder die zweite Vertiefung zumindest näherungsweise eine rechteckige Form aufweisen. Dabei können die rechteckigen Formen jedoch auch abgerundete Ecken aufweisen, wobei unter abgerundeten Ecken beispielsweise einfache Abrundungen der Kanten zu verstehen sein können oder, alternativ oder zusätzlich, auch Erweiterungsabrundungen, welche beispielsweise ein Ausfräsen der Vertiefungen und/oder eine anderweitige Abrundung bewirken.
Die erste Vertiefung und/oder insbesondere auch die zweite Vertiefung können ganz oder teilweise mit einer polierten Oberfläche ausgestaltet sein. Auf diese Weise können Verkeimungen der Inkubationskammer zumindest weitgehend verhindert werden, und es kann auch bei einer geringen Menge an Inkubationsflüssigkeit eine gleichmäßige Bewegung derselben in der Inkubationskammer aufrechterhalten werden.
Besonders vorteilhaft für übliche Probenträger haben sich die folgenden Abmessungen für die erste Vertiefung erwiesen: eine Breite im Bereich zwischen 20 und 30 mm, insbesondere von ca. 25,5 mm; eine Länge im Bereich zwischen 50 mm und 100 mm, insbesondere von ca. 76 mm; eine Tiefe im Bereich zwischen 0,2 mm und 5 mm, insbesondere von ca. 2 mm. Für die Tiefe der Inkubationskammer hat sich eine Tiefe von ca. 0,5 mm als optimal erwiesen. Bei dieser Tiefe spielen für übliche Inkubationsflüssigkeiten Kapillarkräfte bereits eine untergeordnete Rolle, so dass nach wie vor eine gute Durchmischung erzielt werden kann. Gleichzeitig ist jedoch der Verbrauch an Inkubationsflüssigkeit bei dieser Tiefe noch vergleichsweise gering, so dass beispielsweise eine Menge von 670 ml Inkubationsflüssigkeit ausreichend sein kann. Für die zweite Vertiefung haben sich die folgenden Abmessungen als vorteilhaft erwiesen: eine Breite im Bereich zwischen 15 mm und 30 mm, insbesondere von ca. 21,5 mm; eine Länge im Bereich zwischen 30 mm und 70 mm, insbesondere von ca. 52 mm; eine Tiefe im Bereich zwischen 0,2 mm und 5,5 mm, insbesondere von ca. 3 mm. Dabei ist zu beachten, dass die Tiefe der zweiten Vorrichtung nicht notwendigerweise gleich der Tiefe der Inkubationskammer ist, da hiervon in der Regel noch die Tiefe der ersten Vertiefung abgezogen werden muss. Bei einer Tiefe der ersten Vertiefung von 2 mm und einer Tiefe der zweiten Vertiefung von 2,5 mm ergibt sich beispielsweise somit die oben beschriebene optimale Tiefe der Inkubationskammer von ca. 0,5 mm, wobei jedoch selbstverständlich auch andere Tiefen (beispielsweise Tiefen der Inkubationskammer zwischen 0,2 und 3 mm) möglich sind. Die Inkubationskammer weist vorzugsweise ein Volumen zwischen 200 ml und 900 ml auf, insbesondere, wie oben beschrieben, in Volumen von ca. 670 ml.
Um gleichzeitig mehrere Probenträger inkubieren zu können, ist die Aufnahmeeinheit vorzugsweise derart ausgestaltet, dass diese zur Aufnahme mehrere Probenträger eingerichtet ist. Zu diesem Zweck können, entsprechend der Anzahl der Probenträger, mehrere erste Vertiefungen und/oder mehrere zweite Vertiefungen vorgesehen sein. Es können jedoch auch erste Vertiefungen mehrerer Probenträger und/oder die zweiten Vertiefungen mehrerer Probenträger ganz oder teilweise zusammengefasst werden. So können beispielsweise für jeden Probenträger einzelne erste Vertiefungen vorgesehen sein, welche jedoch mit einer oder mehreren gemeinsamen zweiten Vertiefungen inkubiert werden. Verschiedene Ausgestaltungen sind möglich. Bevorzugt ist es jedoch, wenn einem Probenträger genau eine erste Vertiefung und genau eine zweite Vertiefung zugeordnet sind, so dass ein einzelner Probenträger durch genau eine Inkubationskammer inkubiert werden kann.
Um ein Verrutschen der Probenträger innerhalb der Aufnahmeeinheit zu verhindern, können zusätzlich geeignete Fixierungsvorrichtungen für diese Probenträger vorgesehen sein. In der Regel reicht jedoch die Gewichtskraft jedes Probenträgers aus, um diesen in die erste Vertiefung zu pressen und dort zu halten. Hierdurch kann beispielsweise ohne zusätzliche Fixierungen und/oder Dichtungen eine Abdichtung der Inkubationskammer erfolgen, was einen erheblichen Vorteil der vorgeschlagenen upside-down-Anordnung darstellt.
Besonders bevorzugt ist es weiterhin, wenn die Vorrichtung zusätzlich einen Deckel aufweist, welcher beispielsweise eine Verschmutzung der Probenträger verhindern kann und welcher auch als Fixierung der Probenträger dienen kann. Auch eine von den Probenträgern beabstandete Anordnung des Deckels ist jedoch möglich. Die Aufnahmefläche kann beispielsweise einen oberen Rand zur Aufnahme mindestens eines Deckels aufweisen, wobei der Deckel die zweiten und dritten Vertiefungen zumindest teilweise abdeckt. Beispielsweise kann die Aufnahmefläche einen oberen Rand aufweisen, auf welchen der Deckel aufgelegt werden kann. Beispielsweise kann der obere Rand einen umlaufenden Rand, welcher über die Aufnahmefläche nach oben hinausragt, aufweisen. Der Deckel kann beispielsweise eine einfache Scheibe umfassen und kann beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere PMMA bzw. Plexiglas, gefertigt sein und/oder kann einen Glaswerkstoff umfassen.
Zur Fixierung des Deckels auf der Vorrichtung kann eine zusätzliche Fixierungsvorrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise kann diese Fixierungsvorrichtung derart eingerichtet sein, dass die Vorrichtung weiterhin einen Deckelrahmen zur Fixierung des Deckels auf der Aufnahmeeinheit umfasst. So kann beispielsweise zunächst der Deckel auf die Aufnahmeeinheit aufgelegt werden und anschließend der Deckelrahmen aufgesetzt werden, um den Deckel zu fixieren. Auf diese Weise kann der Deckel, welcher beispielsweise transparent ausgestaltet sein kann, weiterhin im Bereich der Inkubationskammern durchsichtig sein, so dass der Inkubationsprozess auf optische Weise verfolgt werden kann.
Weiterhin kann die Aufnahmeeinheit derart ausgestaltet sein, dass diese auf der der Aufnahmefläche entgegengesetzt angeordneten Seite, im Betrieb also der Unterseite, einen Ständersockel aufweist. Dieser Ständersockel kann beispielsweise einen oder mehrere Füße umfassen, beispielsweise Füße in Form von Vorsprüngen, auf welche die Vorrichtung aufgesetzt werden kann. Insbesondere kann der Ständersockel jedoch auch einen unteren Rand, beispielsweise einen zumindest teilweise umlaufenden unteren Rand, umfassen. Der Ständersockel bzw. der umlaufende Rand können insbesondere derart eingerichtet sein, dass mehrere Aufnahmeseiten stapelbar sind, wobei jeweils der Ständersockel bzw. untere Rand einer ersten Aufnahmeeinheit eine zweite, unter der ersten Vorrichtung liegende Aufnahmeeinheit ergreift, beispielsweise zumindest teilweise umschließt. Auf diese Weise ist ein sicheres Stapeln der Vorrichtungen, insbesondere der Aufnahmeeinheiten, möglich.
Wie oben beschrieben, kann die Aufnahmeeinheit insbesondere ganz oder teilweise aus einem Kunststoff, beispielsweise Polystyrol, hergestellt sein. Zur Herstellung können verschiedene Formgebungsprozesse genutzt werden, beispielsweise bekannte Kunststoffformgebungsprozesse wie Spritzgießen, Spritzpressen oder ähnliches. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch spanabhebende Verarbeitungsprozesse möglich, wie beispielsweise Drehen, Fräsen oder ähnliches.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Vertiefung mindestens eine Erweiterungsvertiefung zur Erleichterung des Einlegens oder Herausnehmens des Probenträgers umfasst. Solche Erweiterungsvertiefungen, welche auch als „Zungen" oder „Ohren" bezeichnet werden, ermöglichen beispielsweise das Einlegen mittels einer Probenpinzette. Die Einlegungsvertiefung kann beispielsweise wiederum eine abgerundete oder auch eine eckige Gestalt aufweisen. Die oben beschriebenen besonders bevorzugten Abmessungen der ersten Vertiefung sind jeweils auf die erste Vertiefung ohne diese mindestens eine Erweiterungsvertiefung bezogen.
Die zweite Vertiefung kann weiterhin mindestens eine über die erste Vertiefung lateral hinausragende Einfüllvertiefung zum Einfüllen der Inkubationsflüssigkeit in die zweite Vertiefung und/oder zur verbesserten Bewegung der Inkubationsflüssigkeit umfassen. So können beispielsweise, wie oben beschrieben, mittels einer Pipette Inkubationsflüssigkeiten in die zweiten Vertiefungen bzw. die Inkubationskammer eingefüllt werden. Gleichzeitig dienen die Einfüllvertiefungen auch einem Druckausgleich während einer Bewegung der Inkubationsflüssigkeit in der Inkubationskammer.
Die Einfüllvertiefung kann insbesondere eine abgerundete Gestalt aufweisen, wobei jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich sind. Die oben beschriebenen vorteilhaften Abmessungen der zweiten Vertiefung sind Abmessungen ohne Berücksichtigung der Einfüllvertiefung.
Insbesondere können auch mehrere Einfüllvertiefungen vorgesehen sein. Dies dient insbesondere, wie oben beschrieben, dem Druckausgleich und der verbesserten Bewegung der Inkubationsflüssigkeit in der Inkubationskammer. So können insbesondere mindestens zwei einander im Wesentlichen hinsichtlich der ersten und/oder zweiten Vertiefung gegenüberliegende Einfüllvertiefungen vorgesehen sein. Unter „im Wesentlichen gegenüberliegend" kann dabei beispielsweise ein diametrales Gegenüberliegen zu verstehen sein, eine Anordnung auf gegenüberliegenden Seiten der Vertiefungen oder eine ähnliche Anordnung, welche bei einer Wippbewegung jeweils in die eine oder die andere Richtung einen Druckausgleich ermöglicht.
Ausführungsbeispiele
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente.
Im Einzelnen zeigt:
1A eine schematisches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Inkubationsanordnung mit einem Probenträger und einer Vorrichtung zum Inkubieren des Probenträgers;
1B einen in der Inkubationsanordnung nach 1A verwendeten Probenträger in Draufsicht;
2A eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Aufnahmeeinheit;
2B eine Draufsicht auf die Aufnahmeeinheit gemäß 2A;
2C eine Schnittdarstellung der Aufnahmeeinheit gemäß 2A entlang der Schnittlinie B-B in 2B;
3 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Aufnahmeeinheit;
4A eine Schnittdarstellung eines Deckelrahmens zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
4B eine perspektivische Darstellung des Deckelrahmens gemäß 4A; und
5 eine Draufsicht auf einen Deckel zur Verwendung in Kombination mit einem Deckelrahmen gemäß den 4A und 4B.
In 1A ist schematisch ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 110 zum Inkubieren eines Probenträgers 112 dargestellt, welche gemeinsam mit dem Probenträger 112 ein Ausführungsbeispiel einer Inkubationsanordnung 114 bildet. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Probenträgers 112 ist in 1B in Draufsicht mit Blickrichtung auf eine Inkubationsfläche 116, dargestellt. Der Probenträger 112 ist in diesem Fall ein so genanntes „Slide" mit einer Kantenlänge X₁ von ca. 25 mm und einer Kantenlänge X₂ von ca. 75,5 mm. Die Inkubationsfläche 116 ist um die Abstände X₃ von ca. 2 mm und X₄ von ca. 20 mm von den Rändern des Slides 112 beabstandet.
Wie aus 1A hervorgeht, weist die Vorrichtung 110 eine Aufnahmeeinheit 118 auf, welche eine nach oben weisende Aufnahmefläche 120 umfasst. In diese Aufnahmefläche ist eine erste, rechteckige Vertiefung 122 eingelassen, welche derart dimensioniert ist, dass der Probenträger 112 in diese Vertiefung 122 aufgenommen werden kann.
Innerhalb dieser ersten Vertiefung 122 ist in die Aufnahmefläche 120 eine zweite Vertiefung 124 eingelassen, welche, gemeinsam mit der Inkubationsfläche 116 des Probenträgers 112 bei eingelegtem Probenträger 112 eine Inkubationskammer 126 begrenzt. Während die erste Vertiefung eine Tiefe X₅ von typischerweise 2 bis 5 mm aufweist, weist die zweite Vertiefung insgesamt eine Tiefe X₆ von beispielsweise 2,5 bis 6 mm auf. Die Tiefen werden dabei immer ausgehend von der Oberfläche der Aufnahmefläche 120 berechnet. Die Inkubationskammer 126 weist somit eine Tiefe X₇ auf, welche typischerweise zwischen 0,5 und 1 mm liegt.
Weiterhin verfügt die erste Vertiefung 122 über eine an der Schmalseite aufgenommene Erweiterungsvertiefung 128, welche beispielsweise in Form einer Ausfräsung ausgestaltet sein kann. Diese Erweiterungsvertiefung 128 ermöglicht ein leichteres einlegen oder herausnehmen des Probenträgers 112 aus der als Slide-Kammer wirkenden ersten Vertiefung 122.
In den 2A bis 2C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 110 dargestellt. Dabei zeigt 2A eine perspektivische Darstellung mit Draufsicht auf die Aufnahmefläche 120, 2B eine Draufsicht auf die Aufnahmefläche 120 und 2C eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B in 2B.
Die perspektivische Darstellung in 2A zeigt insbesondere die Anordnung der ersten Vertiefung 122 und der zweiten Vertiefung 124. Hieraus ist erkennbar, dass in diesem Ausführungsbeispiel die zweite Vertiefung 124 vollständig innerhalb der ersten Vertiefung 122 aufgenommen ist. Es sind jeweils 5 erste Vertiefungen 122 und zweite Vertiefungen 124 vorgesehen, so dass die Vorrichtung 110 insgesamt zur Aufnahme von fünf Probenträgern 112 ausgestaltet ist. Diese fünf Probenträger können gleichzeitig inkubiert werden.
Die erste Vertiefung 122 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt mit einer Rechteck-Kantenlänge von ca. 25,4 × 76 mm² auf und ist somit beispielsweise für die Aufnahme des Probenträgers 112 gemäß 1B eingerichtet. Die Ecken dieses Rechtecks der ersten Vertiefung 122 weisen Abrundungen 130 auf, welche beispielsweise eine Vereinfachung eines Ausfräsen der ersten Vertiefung 122 ermöglichen und/oder ein Einlegen des Probenträgers 112 bzw. dessen Herausnehmen erleichtern. Weiterhin weist die erste Vertiefung 122 die bereits beschriebene Erweiterungsvertiefung 128 auf.
Auch die zweite Vertiefung 124 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen von rechteckiger Gestalt, wobei das Rechteck beispielsweise eine Kantenlänge von 21,4 × 52 mm² aufweist. Sämtliche, im Rahmen dieser Figurenbeschreibung angegebenen Maße sind lediglich als mögliche Ausführungsbeispiele zu verstehen. Wiederum weist auch die zweite Vertiefung 124 abgerundete Kanten 130 auf.
Wie insbesondere aus den 2A und 2B zu erkennen ist, weist die zweite Vertiefung 124 bei dem in den 2A bis 2C dargestellten Ausführungsbeispiel weiterhin zwei Einfüllvertiefungen 132 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel an zwei einander diametral gegenüberliegenden Ecken der zweiten Vertiefung 124 angeordnet sind. Auch andere Anordnungen sind möglich, beispielsweise eine andere Anzahl an Einfüllvertiefun gen 132 (beispielsweise eine Einfüllvertiefung oder drei, vier oder mehr Einfüllvertiefungen 132) und/oder eine andere Anordnung dieser Einfüllvertiefungen, wie beispielsweise die unten in 3 gezeigte Anordnung. Diese Einfüllvertiefungen 132 ragen über die erste Vertiefung 122 seitlich hinaus und sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel abgerundet. Diese Einfüllvertiefungen 132 ermöglichen ein Befüllen der Inkubationskammer 126 bei eingelegtem Probenträger 112, beispielsweise mittels einer Pipette. Die Einfüllvertiefungen 132 wirken somit als „Füllstutzen" für die Inkubationskammer 126. Die Inkubationslösung sammelt sich dadurch in der Inkubationskammer 126 bzw. der zweiten Vertiefung 124 und benetzt, beispielsweise durch Adhäsionskraft, die darüber liegende Inkubationsfläche 116 des Probenträgers 112. Dabei ist der Probenträger 112, wie in 2A zu erkennen, beispielsweise derart ausgestaltet, dass dieser im Bereich der Inkubationsfläche 116 mit Nitrozellulose 134 beschichtet ist.
Weiterhin ermöglichen die Einfüllvertiefungen 132 ein Entweichen von Luft aus der Inkubationskammer 126, beispielsweise beim Einfüllen der Inkubationslösung und/oder beim Schütteln der Vorrichtung 110. Zu diesem Zweck sind, wie in 2A dargestellt, die Einfüllvertiefungen 132 einander diametral bezüglich der zweiten Vertiefung 124 gegenüberliegend ausgestaltet. Unter „gegenüberliegend" ist dabei im vorliegenden Beispiel eine Anordnung an einander diametral gegenüberliegenden Ecken des Rechtecks der zweiten Vertiefung 124 zu verstehen. Auch andere Ausführungsformen von „einander gegenüberliegend" sind denkbar, wie beispielsweise aus Betrachtung der 3 hervorgeht. Dort ist eine Aufnahmeeinheit 118 einer Vorrichtung 110 dargestellt, welche von ihrem Aufbau und ihrer Funktion her im Wesentlichen der Aufnahmeeinheit 118 gemäß den 2A bis 2C entspricht, so dass auf die obige Beschreibung verwiesen werden kann. In diesem Fall sind jedoch wiederum pro zweiter Vertiefung 124 zwei Einfüllvertiefungen 132 vorgesehen, welche ebenfalls wiederum einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei jedoch in diesem Fall die Einfüllvertiefungen 32 auf einander gegenüberliegenden Längsseiten des Rechtecks der zweiten Vertiefung 124 angeordnet sind. Dabei sind die Einfüllvertiefungen 132 benachbarter Probenaufnahmen, das heißt benachbarter erster Vertiefungen 122 bzw. zweiter Vertiefungen 124, jeweils zueinander versetzt angeordnet, damit diese Einfüllvertiefungen 132 nicht miteinander interferieren und dennoch eine möglichst große Anzahl an Probenträgern 112 auf ein und derselben Vorrichtung 110 inkubiert werden kann.
Die Bewegung der Inkubationsflüssigkeit innerhalb der Inkubationskammer 126, welche durch die Einfüllvertiefungen 132 erleichtert wird, führt insbesondere auch zu einer Verringerung von Hintergrundsignalen. Diese Hintergrundsignale treten erfahrungsgemäß dann auf, wenn Inkubationsflüssigkeit unbewegt mit einem Probenträger 112 in Kontakt steht.
Wie aus den 2A bis 2C und 3 hervorgeht, weisen die beiden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung 110 weiterhin einen oberen Rand 136 auf. Dieser obere Rand 136 verfügt über eine Auflagefläche 138, auf welche ein in 5 dargestellter Deckel 140 aufgelegt werden kann. Dieser Deckel 140, welcher beispielsweise Abmessungen von 97,5 × 189,5 mm² und eine Dicke von 2 mm aufweist und welche vorzugsweise mit abgerundeten Ecken versehen ist, ist vorzugsweise transparent ausgestaltet, so dass auch bei auf die Aufnahmeeinheit 118 aufgelegtem Deckel die Probenträger 112 bzw. der Inkubationsprozess beobachtet werden können. Beispielsweise kann zu diesem Zweck ein Plexiglasdeckel verwendet werden. Der obere Rand 136 weist beispielsweise ebenfalls eine rechteckige Gestalt mit abgerundeten Ecken und Außenabmessungen von 190 × 98 mm² auf, so wie beispielsweise eine Dicke von 1 mm. Der obere Rand 136 steht dabei beispielsweise um 2 mm über die Aufnahmefläche 120 über.
Um den Deckel 140 auf der Auflagefläche 138 des oberen Randes 136 zu fixieren, kann beispielsweise ein Deckelrahmen 142, wie er in den 4A (Schnittdarstellung) und 4B (perspektivische Darstellung) gezeigt ist, eingesetzt werden. Dieser Deckelrahmen 142 weist eine innere Öffnung 144 auf und ist wiederum von rechteckiger Gestalt. Beispielsweise kann der Deckelrahmen Außenabmessungen von 198 × 106 mm² aufweisen, kann eine Höhe X₇ von 10 mm aufweisen sowie eine Dicke X₈ von beispielsweise 2 mm. Wiederum können die Ecken und auch die Kanten des Deckelrahmens 142 abgerundet ausgestaltet sein.
Zum Bedienen der Inkubationsanordnung 114 werden also die Probenträger 112 zunächst mit ihrer Inkubationsfläche 116 nach unten in die ersten Vertiefungen 122 eingelegt. Anschließend werden die Inkubationskammern 126 mit einer oder mehreren Inkubationsflüssigkeiten gefüllt. Dann wird der Deckel 140 auf den oberen Rand 136 aufgelegt und mittels des Deckelrahmens 142 fixiert. Anschließend kann die Vorrichtung 110 auf eine Agitationsvorrichtung, beispielsweise auf einen Schüttler aufgesetzt werden und beispielsweise mit einer geeigneten (in den Figuren ebenfalls nicht dargestellten) Temperiervorrichtung temperiert werden.
Wie insbesondere aus Betrachtung der 2C hervorgeht, kann die Aufnahmeeinheit zusätzlich an ihrer Unterseite einen Ständersockel 146 aufweisen. Dieser Ständersockel 146 ist in diesem Ausführungsbeispiel als umlaufender unterer Rand 148 ausgestaltet und ist außen an die übrige Aufnahmeeinheit 118 angesetzt. Dabei ist der umlaufende Rand 148 derart dimensioniert, dass zwei Aufnahmeeinheiten 118 als Bausteine übereinander gestapelt werden können. Auf diese Weise kann ein Stapel mehrerer Aufnahmeeinheiten 118 erzeugt werden, der durch den unteren Rand 148 gegen Verrutschen gesichert ist und welcher als Stapel einem Inkubationsprozess unterworfen werden kann und/oder welcher eine gestapelte Lagerung von Aufnahmeeinheiten 118 ermöglicht.

110: Vorrichtung zum Inkubieren eines Probenträgers
112: Probenträger
116: Inkubationsfläche
118: Aufnahmeeinheit
120: Aufnahmefläche
122: erste Vertiefung
124: zweite Vertiefung
126: Inkubationskammer
128: Erweiterungsvertiefung
130: Abrundungen
132: Einfüllvertiefungen
134: Nitrozellulosebeschichtung
136: oberer Rand
138: Auflagefläche
140: Deckel
142: Deckelrahmen
144: innere Öffnung
146: Ständersockel
148: unterer Rand

Claims

Vorrichtung (110) zum Inkubieren mindestens eines Probenträgers (112) mit mindestens einer Inkubationsflüssigkeit, wobei der Probenträger (112) mindestens einer Inkubationsfläche (116) aufweist, wobei die Vorrichtung (110) mindestens eine Aufnahmeeinheit (118) umfasst, wobei die Aufnahmeeinheit (118) mindestens eine Aufnahmefläche (120) mit mindestens einer erste Vertiefung (122) zum Einlegen des Probenträgers (112) umfasst, wobei die Aufnahmefläche (120) weiterhin mindestens eine zweite Vertiefung (124) zur Aufnahme der Inkubationsflüssigkeit umfasst, wobei die zweite Vertiefung (124) eine größere Tiefe aufweist als die erste Vertiefung (122), wobei die erste Vertiefung (122) und die zweite Vertiefung (124) sich überlappen, derart, dass bei in die erste Vertiefung (122) eingelegtem Probenträger (112) der Probenträger (112) und die zweite Vertiefung (124) zusammen eine Inkubationskammer (126) ausbilden.
Vorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Vertiefung (122) und/oder die zweite Vertiefung (124) zumindest näherungsweise eine rechteckige Form aufweisen.
Vorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die rechteckige Form der ersten Vertiefung (122) und/oder der zweiten Vertiefung (124) abgerundete Ecken aufweist.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Vertiefung (122) mindestens eine der folgenden Abmessungen aufweist: eine Breite im Bereich zwischen 20 und 30 mm, insbesondere von ca. 25,5 mm; eine Länge im Bereich zwischen 50 mm und 100 mm, insbesondere von ca. 76 mm; eine Tiefe im Bereich zwischen 0,2 mm und 5 mm, insbesondere von ca. 2 mm.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Vertiefung (124) mindestens eine der folgenden Abmessungen aufweist: eine Breite im Bereich zwischen 15 mm und 30 mm, insbesondere von ca. 21,5 mm; eine Länge im Bereich zwischen 30 mm und 70 mm, insbesondere von ca. 52 mm; eine Tiefe im Bereich zwischen 0,2 mm und 5,5 mm, insbesondere von ca. 3 mm.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Inkubationskammer (126) ein Volumen zwischen 200 Mikrolitern und 900 Mikrolitern, insbesondere von ca. 670 Mikrolitern, aufweist.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeeinheit (118) zur Aufnahme mehrerer Probenträger (112) eingerichtet ist.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (110) weiterhin mindestens einen Deckel (140) aufweist, wobei der Deckel (140) die erste Vertiefung (122) und die zweite Vertiefung (124) zumindest teilweise abdeckt.
Vorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Aufnahmefläche (120) einen oberen Rand (136) zur Aufnahme des Deckels (140), insbesondere zur Bereitstellung einer Auflagefläche (138) für den Deckel (140), aufweist.
Vorrichtung (110) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Deckel (140) mindestens einen der folgenden Werkstoffe aufweist: einen Kunststoff, insbesondere PMMA und/oder Plexiglas; ein Glas.
Vorrichtung (110) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (110), weiterhin einen Deckelrahmen (142) zur Fixierung des Deckels (140) auf der Aufnahmeeinheit (118) umfasst.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Vertiefung (122) mindestens eine Erweiterungsvertiefung (128) zur Erleichterung des Einlegens oder Herausnehmen des Probenträgers (112) umfasst.
Vorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Erweiterungsvertiefung (128) eine abgerundete Gestalt aufweist.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Vertiefung (124) mindestens eine über die erste Vertiefung (122) lateral hinausra gende Einfüllvertiefung (132) zum Einfüllen der Inkubationsflüssigkeit in die zweite Vertiefung (124) und/oder zur verbesserten Bewegung der Inkubationsflüssigkeit umfasst.
Vorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Einfüllvertiefung (132) eine abgerundete Gestalt aufweist.
Vorrichtung (110) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (110) mindestens zwei einander im Wesentlichen hinsichtlich der ersten und/oder zweiten Vertiefung (124) gegenüberliegende Einfüllvertiefungen (132) aufweist.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (110) auf der der Aufnahmefläche (120) entgegengesetzt angeordneten Seiten einen Ständersockel (146) aufweist.
Vorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Ständersockel (146) einen unteren Rand, vorzugsweise einen zumindest teilweise umlaufenden unteren Rand, umfasst.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ständersockel (146) derart eingerichtet ist, dass mehrere Aufnahmeeinheiten (118) stapelbar sind.
Vorrichtung (110) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Aufnahmeeinheit (118) ganz oder teilweise aus: einem Kunststoff, insbesondere Polystyrol, hergestellt ist.
Inkubationsanordnung, umfassend mindestens eine Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens einen in der ersten Vertiefung (122) aufgenommenen Probenträger (112) mit mindestens einer der zweiten Vertiefung (124) zuweisenden Inkubationsfläche (116).
Inkubationsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, weiterhin umfassend mindestens eine in der zweiten Vertiefung (124) und/oder der Inkubationskammer (126) aufgenommene Inkubationsflüssigkeit.
Inkubationsanordnung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens eine Agitationsvorrichtung, wobei die Agitationsvorrichtung eingerichtet ist, um die Aufnahmeeinheit (118) in Bewegung zu versetzen, insbesondere zu schütteln.
Inkubationsanordnung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens eine Temperiervorrichtung, wobei die Temperiervorrichtung eingerichtet ist, um die Inkubationsflüssigkeit auf eine von der Raumtemperatur verschiedene Temperatur einzustellen.
Inkubationsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Temperiervorrichtung eingerichtet ist, um die Inkubationsflüssigkeit auf eine gegenüber der Raumtemperatur erhöhte Temperatur einzustellen, insbesondere auf eine Temperatur von nicht mehr als 40°C.