DE3744874C2

DE3744874C2 - Automated pipettes drop samples on porous strip

Info

Publication number: DE3744874C2
Application number: DE19873744874
Authority: DE
Inventors: Robert J. Beaumont Tex. Us Sarrine; Henry A. Kountze Tex. Us Garsee
Original assignee: HELENA LABORATORIES CORP BEAUMONT TEX US
Current assignee: HELENA LABORATORIES CORP BEAUMONT TEX US
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2007-04-16

Abstract

A microporous carrier strip spanning a base plate has dropped onto its surface small amts, eg 1 microlitre, of liq sample collected from each of a row of liq holding depressions in an adjacent raised strip, and suitable for zone electrophoresis or thin film chromatography. Samples are first withdrawn into the nozzles of thin pipettes mounted in a rack adjustable in height above the base plate, and below which the plate is reciprocable. The pipettes contain reciprocating plungers which draw in and expel samples in response to instructions from a programmed computer. A complete programme also incorporates the drawing in of washing fluid from a rear trough adjacent a parallel drainage channel receiving used media. If necessary, diluent is supplied from a further trough

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Probenplatte in einem Pipettierautomaten.The present invention relates to the use of a Sample plate in an automatic pipetting machine.

Aus der GB 21 14 738 A geht eine Probenplatte für klinische Tests hervor, die in seitlich verlaufenden Reihen mehrere Flüssigkeitsprobenkammern aufheizt. An einem Halter befestigte Einsätze können für bestimmte Reaktionen in diese Flüssigkeitsprobenkammern eingetaucht werden.GB 21 14 738 A is a sample plate for clinical Tests emerged in rows running sideways several liquid sample chambers heated up. On a holder fortified inserts can be used for certain reactions these liquid sample chambers are immersed.

Aus der US 45 03 011 geht eine Probenplatte hervor, die ebenfalls mehrere seitliche Reihen von Flüssigkeitsprobenkammern aufweist, die zur Aufnahme von Blutproben und bestimmten Reaktionsmitteln dienen. Diese können mit der Hilfe von Verteilernadeln entnommen und in geeignete Kammern der Probenplatte zu Analysezwecken gemischt werden. Die Probenplatte kann mit einer bestimmte Flüssigkeitsprobenkammern abdeckenden und schützenden Schicht versehen sein.From US 45 03 011 a sample plate emerges that also several side rows of liquid sample chambers has to take blood samples and certain Serve reactants. This can be done with the With the help of distributor needles removed and into suitable chambers of the sample plate are mixed for analysis purposes. The sample plate can be used with a specific liquid sample chamber covering and protective layer be.

In der DE 79 17 273 U1 ist eine Transferschicht für eine Pipettiereinrichtung beschrieben, in der kreisförmig Reaktionskammern angeordnet sind, wobei jede Reaktionskammer einen höhergelegenen Raum für eine Brutsubstanz und einen tiefergelegenen Raum für eine Reagenzlösung aufweist. Bei einer Drehung der Transferscheibe wird die Reagenzlösung durch die auftretende Zentrifugalkraft aus dem tiefergelegenen Raum in den höhergelegenen Raum gebracht und dort mit der Prüfsubstanz vermischt.DE 79 17 273 U1 describes a transfer layer for a Pipetting device described in the circular reaction chambers are arranged, each reaction chamber a higher room for a brood and one has deeper space for a reagent solution. At a rotation of the transfer disk becomes the reagent solution due to the centrifugal force from the lower one Brought space to the higher room and there mixed with the test substance.

In der US 45 54 839 ist eine weitere Probenplatte beschrieben, die neben Probenkammerreihen von diesen getrennte Rinnen besitzt, die als Wasch- oder Abwasserrinnen verwendet werden können.Another sample plate is described in US Pat. No. 4,554,839, the one next to rows of sample chambers separated from them Has channels that serve as washing or waste water channels can be used.

In der DE-OS 20 55 948 ist eine Vorrichtung zur Übertragung von Flüssigkeitsproben erläutert, bei der in einem Schieber benachbarte, längliche Tröge angeordnet sind. Jedem Trog ist eine Vertiefung zugeordnet. In die Vertiefungen sind Applikatorzungen zur Entnahme von Blutseren eintauchbar, wobei die Proben in Kapillarhohlräume der Applikatorzungen eingesaugt werden. Aus den Applikatorzungen sind die Proben dann in dünne Gelschichten der unter ihnen durchgeschobenen Tröge übertragbar.In DE-OS 20 55 948 is a device for transmission of liquid samples explained in which in a Slider adjacent, elongated troughs are arranged. Each A depression is assigned to the trough. In the wells applicator tongues can be immersed for the removal of blood sera, with the samples in capillary cavities of the applicator tongues be sucked in. From the applicator tongues the samples are then in thin gel layers below them pushed through troughs transferable.

Schließlich geht aus der DE 27 52 029 A1 eine Elektrophoreseeinrichtung hervor, bei der eine Probenplatte mehrere Reihen von Vertiefungen für die Proben, eine Abflußrinne und eine Löschblattrinne aufweist.Finally, DE 27 52 029 A1 describes an electrophoresis device in which one sample plate has several Rows of wells for the samples, a trough and has a blotter gutter.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, es in einem Pipettierautomaten zu ermöglichen, daß die Halteplatte der Pipettenanordnung während der Wasch-, Ablaß-, Abtupf-, Probenentnahme- und Probenaufbringungsoperationen nur zu einer gemeinsamen Abwärtsposition zu laufen braucht.The object of the invention is to use it in a pipetting machine to allow the holding plate of the pipette assembly during washing, draining, dabbing, sampling and sample application operations only to one common downward position to run.

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung einer Probenplatte gemäß Anspruch 1 gelöst. This task is accomplished through the use of a sample plate solved according to claim 1.

Die erfindungsgemäß verwendbare Probenplatte enthält eine Waschrinne und eine Abwasserrinne, die in Längsrichtung voneinander und von den Probenkammern beabstandet sind. Ein programmierbarer Rechner erzeugt vor dem Absaugen von Flüssigkeit aus den Probenkammern der Probenplatte eine Folge von Steuersignalen für Verschiebeeinrichtungen, um eine bestimmte Menge von Waschflüssigkeiten aus der Waschrinne in jeweilige Röhrchen einzuziehen und diese dann in die Abwasserrinne abzugeben. Die Probenplatte weist weiterhin einen Abtupfbereich, der einen seitlich verlaufenden Löschpapierstreifen aufnimmt, auf wobei der Abtupfbereich in Längsrichtung von der Reihe der Probenkammern, der Waschrinne, der Abwasserrinne sowie dem seitlich verlaufenden Auftragsbereich beabstandet liegt. Der programmierte Rechner erzeugt nach dem Ausgeben der Waschflüssigkeit in die Abwasserrinne eine weitere Folge von Steuersignalen für die Verschiebeeinrichtungen, um die Spitzen der Röhrchen auf dem Löschpapier abzutupfen. Die Probenplatte weist einen erhabenen und einen tieferliegenden Teil auf, wobei die Reihe der einzelnen Probenkammern, und die Wasch- und Abwasserrinne sich im angehobenen Teil, und der seitlich verlaufende Auftrags- und der Abtupfbereich sich im tiefer liegenden Bereich befindet. Dadurch wird erreicht, daß die Halteplatte mit den daran aufgebrachten Pipetten während sämtlicher Vorgänge nur in eine gemeinsame Abwärtsposition bewegt werden muß. Die Probenplatte kann eine Reihe von Verdünnungsgefäßen enthalten, die in Längsrichtung von den Probenkammern beabstandet sind. Der programmierte Rechner weist ein von einem Verdünnungssignal aktiviertes Programm auf, um die Vorrichtung selbständig so zu steuern, daß die in die Röhrchen von Mikrospritzen eingezogenen Proben mit einer Verdünnungsflüssigkeit verdünnt und in den Verdünnungsgefäßen jeweils vermischt werden, bevor die verdünnte, durchgemischte Probenflüssigkeit auf die Flecken des Trägers aufgetragen wird.The sample plate that can be used according to the invention contains a washing trough and a sewer that runs in the longitudinal direction from each other and are spaced from the sample chambers. A programmable Computer creates before aspirating liquid a sequence of from the sample chambers of the sample plate Control signals for shifters to a certain Amount of washing liquids from the washing trough in pull in each tube and then into the sewer to deliver. The sample plate still points a swab area that has a sideways Strips of blotting paper, with the swab area in Longitudinal direction from the row of sample chambers, the Wash gutter, the sewer gutter and the lateral one Order area is spaced. The programmed Computer generates after dispensing the washing liquid another sequence of control signals into the drainage channel for the shifters to the tips of the Dab the tube on the blotting paper. The sample plate has a raised and a lower part, where the row of individual sample chambers, and the Washing and sewage channel in the raised part, and the side-running application and swab area itself located in the lower area. This ensures that the holding plate with the attached Pipettes only in one joint during all operations Down position must be moved. The sample plate can contain a number of dilution vessels, which are included in Are longitudinally spaced from the sample chambers. The programmed computer has one of a dilution signal activated program to make the device work independently to control so that in the tube of micro syringes drawn samples with a dilution liquid diluted and mixed in each of the dilution vessels before the diluted, mixed sample liquid is applied to the wearer's stains.

Im folgenden wird die Erfindung in Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention in connection with the Figures explained in more detail. Show it

Fig. 1 in einer Perspektivdarstellung einen Pipettierautomaten mit aufgesetzter Probenplatte und Abdeckung; Figure 1 is a perspective view of an automatic pipette with attached sample plate and cover.

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung und funktionale Zuordnung der Probenplatte mit den Probenkammern, der Wasch- und der Abwasserrinne, einem längsbeabstandeten Auftragsbereich und einem in diesem befestigten mikroporösen Träger unter einer Pipettenanordnung, in der die Pipettenröhrchen als Einheit auf- und abbewegt werden und eine Kolbenstange an Kolben befestigt ist, die bezüglich der Röhrchen auf- und abbewegt werden; Fig. 2 is a diagrammatic representation and functional assignment of the sample plate with the sample chambers, the washing and the waste water channel, a longitudinally spaced application area and a microporous carrier fastened in this under a pipette arrangement in which the pipette tubes are moved up and down as a unit and a piston rod attached to pistons which are moved up and down with respect to the tubes;

Fig. 3 eine Perspektivdarstellung einer Probenplatte, die eine weitere Reihe von Verdünnungsgefäßen aufweist; und Fig. 3 is a perspective view of a sample plate having a further series of dilution vessels; and

Fig. 4 einen Schnitt durch den Schlitten und die Probenplatte gemäß Fig. 2. Fig. 4 shows a section through the slide and the sample plate of FIG. 2.

Fig. 1 zeigt in einer Perspektivdarstellung den Pipettierautomaten 10. Er weist eine Grundplatte 12 auf, auf der eine Probenplatte 16 bewegbar gelagert ist. Die Probenplatte 16 weist einen Auftragsraum 21 auf, in dem ein mikroporöses Trägermedium 20 befestigt werden kann - bspw. ein Celluloseacetat- oder Agarosestreifen, wie er in der Zonenelektrophorese oder bei anderen Trennungsverfahren einschl. der Dünnschichtchromatographie verwendet wird. Eine Abdeckung 14 ist vorgesehen, hinter der ein Pipettenkopf 18 angedeutet ist. Fig. 1 shows a perspective view of the pipetting 10th It has a base plate 12 on which a sample plate 16 is movably mounted. The sample plate 16 has an application space 21 in which a microporous carrier medium 20 can be fastened - for example a cellulose acetate or agarose strip, as is used in zone electrophoresis or in other separation processes including thin-layer chromatography. A cover 14 is provided, behind which a pipette head 18 is indicated.

Fig. 2 zeigt eine schaubildliche Darstellung der wesentlichen mechanischen Elemente des Pipettierautomaten 10 bei abgenommener Grundplatte 12 und Abdeckung 14. In Fig. 2 sind die Halterungselemente fortgelassen, um die Erläuterung der Probenplatte 16 im Bezug auf die Pipettenanordnung 70 zu vereinfachen. Die Verschiebeeinrichtungen sind eher funktionsmäßig als in ihren tatsächlichen baulichen Einzelheiten dargestellt. Fig. 2 is a perspective view showing the essential mechanical elements of the automatic pipetting device 10 with a removed base plate 12 and cover 14. In FIG. 2, the holding elements have been omitted in order to simplify the explanation of the sample plate 16 in relation to the pipette arrangement 70 . The shifting devices are shown more functionally than in their actual structural details.

Die Probenplatte 16 weist eine Reihe von Probenkammern 24 sowie eine Waschrinne 26, eine Abwasserrinne 28 und einen längsverlaufenden Auftragsraum 21 auf, auf dem das mikroporöse Trägermedium 20 abnehmbar angeordnet ist. Die Probenkammern 24, die Abwasserrinne 28 und die Waschrinne 26 sind in höherliegenden bzw. erhabenen Abschnitten 22 der Probenplatte 16 angeordnet. Falls erwünscht, kann in jeder Probenkammer 24 ein Kunststoff-Becher eingesetzt sein. Ein Abtupfraum 32 ist zwischen der Abwasserrinne 28 und den Probenkammern 24 auf im wesentlichen der gleichen Höhe 49 wie der Auftragsraum 21 angeordnet, auf dem das Trägermedium 20 befestigt ist.The sample plate 16 has a number of sample chambers 24 as well as a washing trough 26 , a waste water trough 28 and a longitudinal application space 21 , on which the microporous carrier medium 20 is removably arranged. The sample chambers 24 , the waste water channel 28 and the washing channel 26 are arranged in higher lying or raised portions 22 of the sample plate 16 . If desired, a plastic cup can be inserted in each sample chamber 24 . A swab space 32 is arranged between the sewer channel 28 and the sample chambers 24 at substantially the same height 49 as the application space 21 on which the carrier medium 20 is fastened.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die verschiedenen Bereiche der Probenplatte 16 in Längsrichtung unterschiedlich. Die seitlichen Abstände zwischen den Probenkammern 24 entsprechen den Aufbringflecken 19 auf dem Trägermedium 20, was die Tatsache bezeichnet, daß die Röhrchen bzw. Pipetten 92 der Pipettenanordnung 70 in einer den Probenkammern 24 entsprechenden Reihe angeordnet sind. Flüssigkeit aus diesen Kammern wird von dem Pipettierautomaten 10 angesaugt und in einer entsprechenden Reihe auf die Aufbringflecken 19 des mikroporösen Trägermediums 20 aufgetragen.As shown in FIG. 2, the different areas of the sample plate 16 are different in the longitudinal direction. The lateral distances between the sample chambers 24 correspond to the application spots 19 on the carrier medium 20 , which indicates the fact that the tubes or pipettes 92 of the pipette arrangement 70 are arranged in a row corresponding to the sample chambers 24 . Liquid from these chambers is drawn in by the automatic pipetting device 10 and applied in a corresponding row to the application spots 19 of the microporous carrier medium 20 .

Die Probenkammern 24, die Abwasserrinne 28 und die Waschrinne 26 sind in höherliegenden Abschnitten 22 der Probenplatte 16 angeordnet, so daß die Halteplatte 80 der Pipettenanordnung 70 während der Wasch-, Ablaß-, Abtupf-, Probenentnahme- und Probenaufbringungsvorgänge nur zu einer gemeinsamen Abwärtsposition zu laufen braucht. The sample chambers 24 , the sewage channel 28 and the washing channel 26 are arranged in higher sections 22 of the sample plate 16 so that the holding plate 80 of the pipette arrangement 70 only moves toward a common downward position during the washing, draining, swabbing, sampling and sample application processes needs to run.

Die schematisierte Darstellung der Fig. 2 zeigt, daß die Probenplatte 16 unter der Pipettenanordnung 70 mit einem Motor 40 vor- und rückwärts verschoben wird, der ein Ritzel 38 dreht, dessen Zahnung mit einer Zahnstange 36 kämmt. Beim Drehen der Welle des Motors 40 wird die von der Zahnstange 36 getragene Probenplatte 16 unter der Pipettenanordnung 70 hin- und herbewegt.The schematic representation of FIG. 2 shows that the sample plate 16 is moved back and forth under the pipette arrangement 70 with a motor 40 which rotates a pinion 38 , the teeth of which mesh with a rack 36 . When the shaft of the motor 40 rotates, the sample plate 16 carried by the toothed rack 36 is moved back and forth under the pipette arrangement 70 .

Was nun die in Fig. 2 gezeigte Pipetenanordnung 70 anbetrifft, wird eine Halteplatte 80 mittels eines Halteplattenmotors 116 auf- und abwärts bewegt, dessen Ritzel 120 mit einer Zahnstange 122 kämmt. Die gesamte Halteplatte 80 und die Pipetten 92 der Mikrospritzen, die an der Röhrchenstange 88 befestigt sind, die ihrerseits an der Halteplatte 80 befestigt ist, wird durch das Drehen des Halteplattenmotors 116 auf- und abwärts geführt. Entsprechend werden die Kolben 94, die an der Kolbenstange 90 und der Kolbenzustellplatte 84 befestigt sind, relativ zur Halteplatte 80 durch die Drehung des Kolbenplattenmotors 126 und dessen Ritzel 130 auf- und abgeführt, das mit einer Zahnstange 132 kämmt, die der Kolbenzustellplatte 84 zugeordnet ist. Zur klaren Darstellung sind der Kolbenplattenmotor 126, dessen Ritzel 130 um die Zahnstange 132 auf der Vorderseite der Halteplatte 80 gezeigt. As regards the pipette arrangement 70 shown in FIG. 2, a holding plate 80 is moved up and down by means of a holding plate motor 116 , the pinion 120 of which meshes with a toothed rack 122 . The entire holding plate 80 and the pipettes 92 of the micro syringes, which are fastened to the tube rod 88 , which in turn is fastened to the holding plate 80 , are guided up and down by the rotation of the holding plate motor 116 . Accordingly, the pistons 94 , which are attached to the piston rod 90 and the piston delivery plate 84 , are brought up and down relative to the holding plate 80 by the rotation of the piston plate motor 126 and its pinion 130 , which meshes with a rack 132 , which is assigned to the piston delivery plate 84 . For clarity of illustration, the piston plate motor 126 , the pinion 130 of which is shown around the rack 132 on the front of the holding plate 80 .

Die Fig. 2 zeigt also alle wesentlichen Elemente, die das Vor- und Rückwärtsverschieben der Probenplatte 16 unter den Pipetten 92 der Mikrospritzen die Auf- und Abwärtsverschiebeeinrichtung für die Halteplatte 80 und die Pipetten 92 der Mikrospritzen sowie die Ab- und Aufwärtsbewegung der Kolben 94, der Kolbenstange 90 und der Kolbenzustellplatte 84 bezüglich der Halteplatte 80 betreffen.The Fig. 2 thus shows all the essential elements that the forward and backward displacement of the sample plate 16 under the pipettes 92 of the micro-spraying, the upward and downward displacement means for the holding plate 80 and the pipettes 92 of the Micro syringes as well as the upward and downward movement of the pistons 94, relate to the piston rod 90 and the piston delivery plate 84 with respect to the holding plate 80 .

Die Fig. 3 zeigt eine Probenplatte 16′, die zusätzlich zu der Reihe von Probenkammern 24, der Abwasserrinne 28, der Waschrinne 26 und dem Abtupfraum 32 eine Reihe von Verdünnungsnäpfen 25 zur Verdünnung der Probenflüssigkeit aufweist. Fig. 3 shows a sample plate 16 ', which in addition to the row of sample chambers 24 , the sewer channel 28 , the washing channel 26 and the swab 32 has a number of dilution cups 25 for diluting the sample liquid.

Die Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Schlitten 46 und die Probenplatte 16 gemäß Fig. 2 sowie die Waschrinne 26, die Ablaßrinne 28 sowie einer der Probenkammern 24 auf dem erhabenen Abschnitt 22 der Probenplatte 16. Ein Abtupfraum 32 und ein seitlicher Auftragsraum 21 sind auf der Probenplatte 16 gezeigt. Der Löschpapierstreifen 30 ist im Abtupfraum 32 gezeigt, während das mikroporöse Trägermedium 20 wie Celluloseacetat oder Agarose im seitlich verlaufenden Aufbringraum 21 befestigt ist. FIG. 4 shows a vertical section through a carriage 46 and the sample plate 16 according to FIG. 2 as well as the washing channel 26 , the drain channel 28 and one of the sample chambers 24 on the raised section 22 of the sample plate 16 . A swab space 32 and a side application space 21 are shown on the sample plate 16 . The blotting paper strip 30 is shown in the swab area 32 , while the microporous carrier medium 20 such as cellulose acetate or agarose is fastened in the laterally extending application space 21 .

Claims

Use of a longitudinal and transverse directional sample plate ( 16, 16 ') in a holding plate ( 80 ) with pipettes ( 92 ) arranged thereon with automatic pipetting devices ( 10 ), the sample plate ( 16, 16 ') having one or more raised sections ( 22 ) with a transverse row of individual sample chambers ( 24 ), with a washing channel ( 26 ) and with a waste water channel ( 28 ) which are spaced apart from one another in the longitudinal direction and from the row of sample chambers ( 24 ), and one or more deeper-lying sections with an application space ( 21 ) spaced in the longitudinal direction from the row of sample chambers ( 24 ) with a microporous carrier medium ( 20 ) arranged thereon, which is suitable for electrophoretic analysis after application of a liquid sample, and with a swab space ( 32 ) for receiving a transversely extending blotting paper strip ( 30 ) from the row of sample chambers ( 24 ), the Wasc hrinne ( 26 ), the sewer ( 28 ) and the application space ( 21 ) is spaced in the longitudinal direction, such that the holding plate ( 80 ) of the pipetting machine during the washing, draining, dabbing, sampling and sample application processes only in to move a common downward position.