DE602004009775T2

DE602004009775T2 - Vorrichtung zur zuverlässige Analyse

Info

Publication number: DE602004009775T2
Application number: DE602004009775T
Authority: DE
Inventors: Carsten Haack; Renato Belz
Original assignee: Roche Diagnostics GmbH
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2024-07-03
Also published as: US20060002818A1; US7820103B2; EP1612560B1; JP2006017732A; JP4246721B2; EP1612560A1; ES2295737T3; US20110008225A1; DE602004009775D1; ATE377194T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Diagnosevorrichtung zur Bestimmung von Analyten, ein Verfahren zur Bestimmung von Analyten mit der Vorrichtung, ein Verfahren zum Zusammensetzen der Vorrichtung und ein Instrument zur Bestimmung der Anwesenheit der Analyten mit den Vorrichtungen.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung eignet sich überall dort auf dem Gebiet der Analytik, wo eine Vorrichtung, in der immobilisierte Reagentien an einer Innenfläche der Vorrichtung gebunden sind, mit einer Probe in Verbindung gebracht werden soll, um eine Komponente der Probe an die Vorrichtung zu binden. Insbesondere eignet sich die Erfindung auf dem Gebiet der molekularen Diagnose, d. h. bei der Analyse von Nukleinsäurekomponenten in Proben, wie menschlichen Körperflüssigkeiten oder in Umgebungsproben.
Aufgrund des Fortschritts, der bei der Erhöhung der Empfindlichkeit von Tests durch Amplifikation von Nukleinsäuresequenzen, zum Beispiel durch die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), wie in EP 0 201 184 offenbart, und anschließenden Nachweis, wie in EP 0 200 362 offenbart, erzielt wurde, wurde die molekulare Diagnose als Werkzeug eingesetzt, um nukleinsäurehaltige Parameter, wie Viren und Bakterien, zum Beispiel Hepatitis-B-Virus und HIV, nachzuweisen. Tests auf PCR-Basis wurden mit dem so genannten heterogenen Format entwickelt, wie in EP 0 420 260 offenbart. In diesen Tests, beispielsweise in den AMPLICOR-Tests von Roche, werden Nukleinsäuresequenzen einer Nukleinsäure eines definierten Analyten, wie dem Hepatitis-B-Virus, amplifiziert und auf den so genannten Fangsonden immobilisiert, die in einem Röhrchen enthalten sind. Wegen der langsamen Diffusion von Nukleinsäuren an die Fangsonden erfordert die Immobilisierung zur Beendigung eine gewisse Zeit.
Dieser Nachteil wurde durch die so genannten homogenen Tests vermieden, die keine immobilisierten Sonden für den Nachweis benötigten. Ein beispielhaftes Verfahren ist in EP 0 543 942 offenbart.
Es wurden Instrumente zum Durchführen von PCR entwickelt, um die erforderlichen thermischen Zyklen bequem durchzuführen, die benötigt werden, um die Primer an die Ziel-Nukleinsäure zu hybridisieren, die Primer mit der Ziel-Nukleinsäure als Matrize zu verlängern, und die Nukleinsäurestränge zu trennen, so dass Einzelstränge bereitgestellt werden, die die Primer wieder binden können. Ein Thermocycler, der sich zur Durchführung von Thermozyklen eignet, ist in EP 0 236 069 offenbart.
Wegen der Kapazität von PCR zur Amplifikation von Nukleinsäuresequenzen, die nur in geringen Mengen in den Proben zugegen sind, und zur Amplifikation unterschiedlicher Sequenzen in einer Probe, wurden unabhängig Tests zur Amplifikation und zum Nachweisen einiger Analyten oder Parameter parallel entwickelt. Besonders wenn mehr als 10 Analyten mutmaßlich in einer Probe enthalten sind und nachgewiesen werden, erfordern diese Proben die Verwendung einer entsprechenden Anzahl von Sonden, die vorzugsweise an gesonderten Stellen einer festen Oberfläche immobilisiert sind. Die Herstellung von Chips, die viele unterschiedliche Bindemittel enthalten, ist in EP 0 476 014 offenbart.
Eine Vorrichtung zum Halten von Chips und Durchführen von Analysereaktionen in der Vorrichtung wurde in EP 1 161 989 vorgeschlagen. Ein erstes Verfahren zur Verarbeitung von Flüssigkeiten in der Vorrichtung ist in EP 1 226 863 offenbart. In diesem Verfahren wird eine Kartusche, die einen Chip enthält, hin und her bewegt, um die in der Kartusche enthaltene Flüssigkeit zu mischen. In EP 1 224 976 wird ein Verfahren zum Mischen einer Kartusche beschrieben, worin die Kartusche hin und her geschwungen wird, wodurch die Flüssigkeit veranlasst wird, zur Oberfläche des Chips zu gelangen. Diese Vorrichtungen haben sehr dünne Hohlräume, damit der Transport von Flüssigkeit aus großen Entfernungen zur Oberfläche des Chips vermieden wird. Dünne Hohlräume haben den Nachteil, dass die Füllung mit Flüssigkeit verhältnismäßig komplizierte Einlass- und Auslasskanäle und -adapter erfordert, damit der Einlass- und Auslasskanal an ein Fluidsystem angeschlossen wird.
In EP 0 695 941 ist eine flache Vorrichtung offenbart, die einen Chip enthält, der einen flachen Hohlraum aufweist, wobei die Einlass- und Auslasskanäle auf der flachen Oberfläche der Vorrichtung angeordnet sind. Wiederum ist die Vorrichtung schwierig zu füllen, weil die Einlass- und Auslasskanäle fest an das Instrument angeschlossen werden müssen. EP 695941 beschreibt eine Vorrichtung, in der ein flacher Träger an einem Körper einer Vorrichtung mit einem Klebstoff fixiert wird, der auf eine Lücke um den flachen Träger und den Körper der Vorrichtung aufgebracht wird. Dieses erfordert das Ausrichten des Trägers und der Vorrichtung vor dem Aufbringen des Klebstoffs. Klebstoffe setzen im Allgemeinen organische Lösungsmittel frei, die die Reagentien auf dem Träger schädigen können. US 6 043 080 beschreibt eine flache Vorrichtung, die einen Chip enthält. Diese Vorrichtung leidet wiederum unter den gleichen Nachteilen.
Eine weitere Vorrichtung zum Halten der Chips wird in EP 1 419 821 offenbart. Weil diese Vorrichtung einen stärkeren Hohlraum hat, dauert die Diffusion der Komponenten der darin enthaltenen Flüssigkeitsprobe zur aktiven Fläche für die Routinediagnose zu lang. Die Referenz beschreibt die Verwendung von Verwirbelungsschütteln der Flüssigkeitsprobe zum Mischen.
Die derzeit bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sie entweder verhältnismäßig schwierig herzustellen sind, nicht das zuverlässige Halten der Probe und der Reagentien liefern oder Hilfsstoffe verwenden, die die auf dem Träger vorhandenen Reagentien schädigen können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung (1), die einen Chip (flachen Träger (2)) enthält, mit immobilisierten Reagentien auf seiner Oberfläche in Explosionsdarstellung.
2 zeigt Querschnitte einer beispielhaften Vorrichtung, die insbesondere den erfindungsgemäßen Rand (12) und den unteren Teil der Vorrichtung ohne den eingesetzten Chip zeigt. Der hellgraue Bereich, der vom Rand zum Äußeren der Vorrichtung verläuft, markiert den Injektionsweg des Materials, das zur Herstellung des Rands verwendet wird.
3a zeigt schematisch eine Arretierrahmenkonstruktion.
3b zeigt einen beispielhaften Arretierrahmen (4).
4 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Instrument aus der Draufsicht.
5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Ansicht, die durch die Ecken der Träger geschnitten ist.
Zusammenfassung der Erfindung
In einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Diagnosevorrichtung [1] mit einem Probeneingang und einer Aufbereitungskammer [13] mit einem Fensterteil [8] und einem flachen Träger [2], dessen Vorderseite zur Aufbereitungskammer [13] weist, wobei die Vorderseite eine aktive Fläche, die ein an der aktiven Vorderseite immobilisiertes diagnostisches Reagens enthält, und eine erweiterte Vorderseite aufweist, wobei der Fensterteil [8] ferner einen Randabschnitt [12] aufweist, der zur erweiterten Vorderseite weist und die Kammer [13] gegenüber dem Träger [2] durch die erweiterte Vorderseite verschließt, zudem umfassend einen Arretierrahmen [4], mit dem der Träger zum Randabschnitt [12] gedrückt wird, wobei der Arretierrahmen [4] Klammern [9] umfasst, die die Ecken [6] des Rahmens [4] überspannen, wobei diese Klammern flexibler als der Rahmen sind.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zusammensetzen einer Diagnosevorrichtung [1] mit einer Aufbereitungskammer [13] mit einem Fensterteil [8] und einem flachen Träger [2], der eine Vorderseite, eine Rückseite und eine oder mehr Seitenflächen aufweist, wobei die Vorderseite eine aktive Fläche, die ein an der aktiven Vorderseite immobilisiertes diagnostisches Reagens enthält, und eine erweiterte Vorderseite aufweist, umfassend die folgenden Schritte:

– Bereitstellung einer Vorrichtung mit einer Aufbereitungskammer [13] mit einem offenen Fensterteil [8], wobei der Fensterteil [8] ferner einen Randabschnitt [12] aufweist,
– Bereitstellung des flachen Trägers [2],
– Platzierung der Vorderseite des Trägers [2] auf dem Randabschnitt [12], so dass die Vorderseite zur Aufbereitungskammer [13] weist und der Rand [12] die Kammer [13] gegenüber dem Träger [2] durch die erweiterte Vorderseite verschließt,
– Bereitstellung eines Arretierrahmens [4] mit Klammern [9], die die Ecken [6] des Rahmens überspannen, wobei diese Klammern flexibler als der Rahmen sind, und
– Drücken des Arretierrahmens [4] zur Vorrichtung [1], so dass er in einer Stellung gehalten wird, die den Träger [2] fixiert.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit eines Analyten in einer Probe, umfassend die Schritte:

– Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung [1],
– Platzierung der Probe in die Vorrichtung [1], so dass die Probe mit der aktiven Fläche des Trägers [2] in Berührung kommt,
– Reagieren des Analyten mit dem diagnostischen Reagens,
– Bestimmen der Ergebnisse der Reaktion als Maß der Anwesenheit des Analyten in der Probe.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Diagnoseinstrument zum Nachweis der Anwesenheit eines Analyten in einer Probe, umfassend:

– eine oder mehr erfindungsgemäße Vorrichtungen [1],
– ein Modul zum Einführen einer Probe [101] in die Vorrichtung [1], und
– ein Modul zur Bestimmung der Ergebnisse [108] der Reaktion der Analyten in der Probe mit den Reagentien.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Herstellungsgegenstand zur Arretierung eines flachen Trägers [2] an einer erfindungsgemäßen Analysevorrichtung, umfassend: einen im Wesentlichen rechteckigen Rahmen [4], und zwei oder mehrere Klammern, die die Ecken des rechteckigen Rahmens überspannen, wobei diese Klammern [9] flexibler sind als der Rahmen [4].
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Chips zum Analysieren von Komponenten einer Probe auf ihrer Oberfläche sind z. B. aus EP 0 476 014 weithin bekannt. Sie sind normalerweise Flachplatten, die aus Glas oder einem anderen Material hergestellt sind, welche für die Probe und die zur Umsetzung der Probe und seiner Komponenten verwendeten Reagentien inert sind. Die Träger können Seitenmaße von weniger als 20 mm haben. In der vorliegenden Erfindung kann man Reaktionen analysieren, die auf Trägern stattfinden, deren Seiten sogar weniger als 6 mm stark sind. Eine ihrer Seiten, vorzugsweise die Vorderseite, ist mindestens teilweise mit Reagentien beschichtet, die dazu ausgelegt sind, dass sie die Komponenten der zu analysierenden Probe binden, wenn zugegen. Der Bereich der Seite, die mit Reagentien beschichtet ist, ist etwa 4 mm² bis etwa 2 cm² und wird als aktive Fläche bezeichnet. Vorzugsweise ist die bedeckte Oberfläche flach. Die BindungsReagentien sind vorzugsweise spezifisch für die zu analysierenden Komponenten. Im Falle der zu bestimmenden Antikörper kann das Bindungsreagens ein Antigen sein, das durch den Antikörper gebunden werden kann. Für die Analyse der Nukleinsäuren kann das Bindungsreagens eine Nukleinsäure sein, umfassend eine Sequenz, die an die zu bestimmende Nukleinsäure hybridisieren kann. Bei Nukleinsäuren sind die an die Oberfläche immobilisierten Nukleinsäuren normalerweise Oligonukleotide, d. h. chemisch synthetisierte Polynukleotide. Verfahren für ihre Synthese sind in EP 0 476 014 offenbart. Je nach der in der Vorrichtung zu bestimmenden Anzahl von Analyten wird die entsprechende Anzahl unterschiedlicher BindungsReagentien an die Oberfläche immobilisiert. Die Reagentien werden in geeigneter Weise in einer geometrisch fixierten und definierten Weise geordnet. Vorzugsweise sind 10 oder mehr, stärker bevorzugt zwischen hundert und einer Million, unterschiedliche BindungsReagentien auf einem Chip immobilisiert. Diese Anordnungen werden häufig als Arrays bezeichnet. Bei der Herstellung der Träger ist zwangsläufig ein Teil der Vorderseite nicht von den BindungsReagentien bedeckt. Dieser Teil der Vorderseite wird als erweiterte Vorderseite bezeichnet. Normalerweise umgibt sie die aktive Fläche. Sie kann eine Bandbreite von weniger als 3 mm, vorzugsweise von weniger als 1 mm haben. Außerdem hat der Träger in geeigneter Weise eine Rückseite und Seitenflächen. Die Rückseite weist zur Außenseite der Vorrichtung und ist durch ein Fenster, wie im Folgenden veranschaulicht, zu den Nachweismitteln zugänglich.
Der Chip ist vorzugsweise für Strahlung durchlässig, die zur Erfassung eines beliebigen Signals verwendet wird, das erzeugt wird oder an die Oberfläche des Chips gebunden ist, der ins Innere des Hohlraums weist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat einen im Allgemeinen rohrförmigen Körper mit einer unteren Wand, Seitenwänden und einer oberen Öffnung, die durch eine Kappe (3) oder Dichtung verschlossen sein kann. Der Körper hat vorzugsweise einen Hohlraum mit einem Volumen von 10 bis 800 vorzugsweise 20 bis 200 μl. Dieser Hohlraum wird als Aufbereitungskammer zur Behandlung der Probenflüssigkeit verwendet. So ist dieser dazu ausgelegt, dass er mindestens so groß ist wie das Volumen der in die Vorrichtung zur Behandlung zu überführenden Probenflüssigkeit. Vorzugsweise ist das Volumen mindestens um 10% größer als das Volumen der zu überführenden Flüssigkeit. Der Hohlraum hat weiter eine Form, die es ermöglicht, dass die Probenflüssigkeit völlig mit den BindungsReagentien auf der Oberfläche des Chips in Kontakt kommt. Der Chip sitzt vorzugsweise an einer der Seitenwände der Vorrichtung, so dass der Hohlraum für eine Pipettiervorrichtung zum Ansaugen und Zuführen der Probenflüssigkeit und/oder jegliche Reagentien zugänglich ist, ohne dass die Pipettiervorrichtung mit der Oberfläche in Kontakt kommt. Die Form des Hohlraums ist derart, dass der Abstand der bindungsreagenstragenden Oberfläche zur nächsten Wand des Hohlraums mindestens 1,5 mm ist. Vorzugsweise hat der Hohlraum einen Durchmesser von mindestens 3 mm im Bereich des Chips. Die Länge des Hohlraums von der Unterseite zu den Öffnungen ist mindestens 5 mm. Der Körper der Vorrichtung wird vorzugsweise aus Thermoplast-Polymeren, stärker bevorzugt aus Polycarbonat, und zwar durch Spritzguss hergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Hohlraum die Form eines Quaders, dessen Seitenlängen gleich oder in der gleichen Größenordnung sind. Dieser Quader hat eine Seitenlänge von 3 mm oder mehr.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die erfindungsgemäße Vorrichtung eine ähnliche Geometrie wie die Vorrichtung nach EP 1 419 821 , die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist, damit die Eigenschaften und die Herstellung der Vorrichtung offenbart werden. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass das Mischen durch Verwirbelungsschütteln in der Kammer sehr effizient ist.
Die Kappe der Vorrichtung ist vorzugsweise an der Vorrichtung fixiert, so dass die Öffnung geschlossen wird, wenn sie nicht gestanzt ist. Die Fixierung ist vorzugsweise so fest, dass die Kappe nicht entfernt werden kann, ohne dass entweder die Vorrichtung oder die Kappe zerstört werden. Ein bevorzugtes Verfahren und Mittel, die Kappe fest an der Vorrichtung zu fixieren, ist durch Schnappverschluss. Die Kappe kann Mittel umfassen, mit der die Kappe und die Vorrichtung von einem Transfermodul aufgehoben werden. Die Kappenformen, die sich zum Aufnehmen durch ein Automatiktransfermittel eignen, sind in EP 907083 offenbart, die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kappe eine Membran zum Trennen der Aufbereitungskammer von der Umgebung. Vorzugsweise lässt sich die Membran durchstechen. Materialien für solche durchstechbaren Membranen umfassen Silikon und Polymer. Am stärksten bevorzugt sind selbstschließende Materialien, wie Elastomere, am stärksten bevorzugt TPE (Thermoplast-Elastomer, schmelzverarbeitbarer Gummi). Nach Durchstechen sollte das Material mehr als 90% der Flüssigkeit zurück halten, wenn es 16 Stunden lang bei 60°C erwärmt wird. Die Kappe wird vorzugsweise durch Zweikomponenten-Spritzguss hergestellt. Ein perfekter Sitz an der Aufbereitungskammer kann erzielt werden, wenn der Durchmesser der Kappe in der Region, die zur Kammer weist, etwas größer als der Innendurchmesser der Kammer in dieser Region ist, so, dass ein schwacher Druck auf dem Innendurchmesser der Kammer beibehalten wird.
Vorzugsweise enthält der Randabschnitt eine Umfangswand, die aus einem elastischen Material gebildet wird. Außerdem sind Materialien vorzugsweise gegenüber den klinischen Proben und Reagentien inert, die zum Hybridisieren und Nachweisen der Nukleinsäuren verwendet werden. Materialien, die gegenüber irreversiblen Änderungen der Form bei Temperaturen zwischen 4 und 95°C inert sind, werden bevorzugt. Solches Material wird aus der Gruppe Silikon oder Polymer, am stärksten bevorzugt TPE (Thermoplast-Elastomer), ausgewählt. Diese Materialien haben den Vorteil, dass sie schmelzverarbeitbar sind und innerhalb des gleichen Verfahrens wie der Körper der Vorrichtung produziert werden können. Der Rand hat zudem vorzugsweise ein planares oder lineares Profil, das die Form der Oberfläche des Chips völlig widerspiegelt. Da die Oberfläche des Chips im Allgemeinen flach ist, ist das Profil des Randes im Wesentlichen linear und umgibt die aktive Fläche des Chips im Wesentlichen ohne Unterbrechung. In 3 werden beispielhafte Profile des Randes gegeben. Bevorzugte Profile weisen keine Kanten am Kontakt zur Oberfläche des Chips auf. Stärker bevorzugt ist der Querschnitt des Randes, der zur Oberfläche des Chips weist, im Wesentlichen gekrümmt. Beispielhafte Querschnitte sind in 2 gezeigt.
Der Rand kann geeigneterweise getrennt von der Vorrichtung hergestellt werden und dann mit der Vorrichtung kombiniert werden, zum Beispiel durch Herstellen eines Rings des Randmaterials und einer Vorrichtung, die eine Aussparung zur Aufnahme des Rings hat und dann Pressen der Randrings in die Aussparung in der Vorrichtung. Bei einem stärker bevorzugten Modus wird die Vorrichtung, die eine Aussparung hat, auf herkömmliche Weise hergestellt, und der Rand wird dann durch Spritzguss in die Aussparung der Vorrichtung mit einer Form hergestellt.
Ein anderes bevorzugtes Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Anschlag, der sich auf der Vorrichtung im Bereich gegenüber der erweiterten Vorderseite befindet. Dieses wird verwendet, um eine Position des Trägers in der Vorrichtung zu definieren, und zwar für die Nachweisgenauigkeit und Festigkeit des Sitzes. Der Anschlag wird so positioniert, dass wenn der Träger zum Rand gedrückt wird und den Rand presst, der Träger sich nicht mehr weiterbewegt, wenn er den Anschlag erreicht. Der Anschlag umgibt vorzugsweise den Rand gegenüber der erweiterten Vorderseite, jedoch muss er nicht dicht abschließen. Vorzugsweise besteht er aus dem gleichen Material wie die Vorrichtung und ist ein integraler Teil der Vorrichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Arretierrahmen, um den Träger an den Randabschnitt zu drücken. Durch diese Eigenschaft wird der Träger so an den Randabschnitt gepresst, dass sich kein Raum zwischen dem Rand und dem gegenüber liegenden Teil der Oberfläche befindet. Außerdem sorgt der Arretierrahmen dafür, dass der Randabschnitt durch den Druck gepresst ist, der gegen den Träger ausgeübt wird. Dieses gewährleistet, dass der Rand so über den vollen Temperatur- und Druckbereich auf die Oberfläche passt, dass keine Flüssigkeit aus der Vorrichtung durch die Verbindung des Randes und des Trägers entweicht. Der Druck, der gegen die Oberfläche ausgeübt wird, ist vorzugsweise zwischen 1 und 1000 mbar. Der Arretierrahmen erlaubt zudem einen Zugang elektromagnetischer Strahlung zur und von der aktiven Fläche des Trägers. So kann der Rahmen ein Fenster in seiner Struktur haben, das der Form der aktiven Fläche ähnelt oder etwas größer ist, d. h. bis zu 100% größer. Je kleiner der Teil des Rahmens, der die Rückseite des Trägers bedeckt, desto besser ist der Rahmen angesichts der hohen Kosten des Trägers und der gewünschten Kompaktheit der Vorrichtung. Das Fenster hat im Wesentlichen rechteckige oder quadratische innere Ränder, die hauptsächlich die äußeren Ränder der aktiven Fläche des Trägers widerspiegeln. Außerdem hat der Arretierrahmen vorzugsweise eine im wesentlichen flache Struktur. Vorzugsweise an den inneren Rändern des Fensters steht er von der Rückseite des Trägers um weniger als 0,3 mm, vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,3 μm, hervor. Der Arretierrahmen wird vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das über den vorstehend genannten Temperaturenbereich für mindestens 24 Monate gegenüber irreversibler Verformung und Verlust der Vorspannung von mehr als 10%, vorzugsweise mehr als 5%, inert ist. Das Material hat vorzugsweise einen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als 20 μm/m°C. Der Arretierrahmen kann aus einem einzelnen Material hergestellt sein oder kann ein Verbundstoff sein. Vorzugsweise enthält der Rahmen einen Metallteil, vorzugsweise Stahl, am stärksten bevorzugt Edelstahl, da Metalle im Allgemeinen über den vollen Temperaturenbereich eine hohe Spannungsretention haben und gegenüber Zerstörung beständig sind. Andere Materialien, die sich zum Zusammensetzen der Arretierrahmen eignen, sind Kunststoffe. Besonders bevorzugt sind Verbundstoffe aus Metall und Kunststoff, d. h. Stahl und Polymer. Vorzugsweise wird der Arretierrahmen aus 0,1 mm starkem Stahl hergestellt.
Der Arretierrahmen ist eine weitere Aufgabe der Erfindung. Er ist ein Herstellungsgegenstand, der zum Befestigen des Trägers an den Randabschnitt der Vorrichtung verwendet wird. Er umfasst einen im Wesentlichen rechteckigen Rahmen und zwei oder mehr Klammern, welche die Ecken des Viereckes überspannen, und die flexibler als der Rahmen sind.
Die Bezeichnung rechteckig soll eine geometrische Form beschreiben, die mindestens 4 Seiten hat, vorzugsweise genau vier Seiten. Diese Seiten können identische (so dass ein Quadrat erhalten wird) oder unterschiedliche Länge haben. Angrenzende Seiten bilden vorzugsweise 90°-Winkel, so dass Ecken erhalten werden. So hat der Rahmen vorzugsweise 4 Ecken. Weiter kann der Rahmen Aussparungen oder Vorwölbungen auf den Seiten oder den Ecken zeigen. Diese Aussparungen und/oder Vorwölbungen können vorteilhaft als Mittel zur Positionierung des Arretierrahmens innerhalb der Vorrichtung verwendet werden. Eine weitere Verwendung ist die Einstellung der Starrheit des Rahmens, damit eine derartige Flexibilität geschaffen wird, dass sich der Rahmen so verdrehen kann, dass er in die entsprechenden Aussparungen (5) der Vorrichtung einschnappen kann, während eine Kraft aufrecht erhalten wird, innerhalb der Aussparungen (5) zu bleiben.
Der Arretierrahmen umfasst Mittel zum Drücken des Trägers an den Körper der Vorrichtung, wenn der Arretierrahmen in die Vorrichtung eingesetzt wird. Dieses erfolgt vorzugsweise mittels Klammern, die die Ecken des Rahmens überspannen. Vorzugsweise sind die Klammern flexibler als der Rahmen, so, dass die Klammern verformt werden, wenn der Arretierrahmen in die Vorrichtung eingesetzt wird. Die durch die Klammern auf den Träger ausgeübte Kraft kann folglich als eine Art Federkraft beschrieben werden. Während für einige Ausführungsformen, die keinen hohen Druck benötigen, zwei Klammern ausreichen, d. h. auf gegenüberliegenden Ecken des Rahmens, werden vorzugsweise drei oder sogar vier Klammern verwendet, welche die Ecken, d. h. alle Ecken, überspannen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Klammer eine Spange, die eine Ecke überbrückt, indem sie zwei angrenzende Seiten der Rechtecke verbindet. Noch stärker bevorzugt gibt es eine Lücke zwischen jeder Klammer und der Ecke, die sie überspannt. Diese Lücke kann unterschiedliche Funktionen im Arretierrahmen haben. In einer ersten Ausführungsform kann sie verwendet werden, um den Arretierrahmen auf der Vorrichtung in Position zu bringen, z. B. indem man eine Führung in die Lücke einsetzt und den Arretierrahmen in die gewünschte Stellung zwingt.
Die Befestigung des Arretierrahmens in der Vorrichtung kann durch Mittel erfolgen, die sich auf dem Arretierrahmen befinden. Diese Befestigungsmittel können in praktisch allen Positionen sein, die den optische Nachweis auf der aktiven Fläche des Träger nicht behindern. Am stärksten bevorzugt ist der Bereich der Rückseite gegenüber der erweiterten Vorderseite auf dem Träger. Bevorzugte Mittel werden auf oder von den Ecken des Rahmens zur Verfügung gestellt. In einer sehr bevorzugten Ausführungsform werden die Ecken selbst verwendet, um den Rahmen an der Vorrichtung zu fixieren. Dazu haben die Ecken eine solche Form, oder die entsprechende Stelle an der Vorrichtung hat eine solche Form, dass sie zusammen passen, um den Rahmen zu fixieren. Jedoch gibt es andere Positionen auf dem Rahmen, mit denen der Rahmen an der Vorrichtung befestigt werden kann, und zwar auf beiden Außenseiten des Rahmens oder innerhalb der inneren Ränder des Rahmens. In diesem Fall werden am stärksten bevorzugt die Lücken zwischen den Klammern und den Ecken des Rahmens verwendet, um den Rahmen zu fixieren. Dieses erfolgt, indem man Mittel an der Vorrichtung zur Verfügung stellt, die in die Lücke hinein reichen und die sogar ein Element für eine Schnappverbindung mit einem Element auf dem Rahmen enthalten, vorzugsweise auf dem Umfang der Lücke.
Um den Träger an der Vorrichtung zu fixieren, überlappen die Klammern mit der Rückseite des Trägers außerhalb der aktiven Fläche, vorzugsweise auf den Ecken des Trägers. Es wird bevorzugt, dass nur die Klammern mit dem Träger überlappen, aber keine anderen Teile des Arretierrahmens. Demnach wird ein Fenster durch den Rahmen und die Klammern erzeugt, das größer als 99%, stärker bevorzugt größer als 99,5%, der Oberfläche des flachen Trägers ist. Das Fenster hat zudem vorzugsweise im Wesentlichen runde Ecken, die zu den Ecken des Rahmens weisen. Im Wesentlichen rund bedeutet, dass die Ecke keine Winkel von mehr als 70° enthält, vorzugsweise nicht weiter als 45° ist. Am stärksten bevorzugt hat die Ecke keine makroskopischen Winkel, ist aber glatt gekrümmt. Der Vorteil für eine solche Form der Ecke ist, dass im Wesentlichen runde Ecken die effizienteste Verwendung des Fensters zum Ermitteln der Signale von der aktiven Fläche der Träger erlauben. Arbeitsbeispiele solcher Arretierrahmen (4) sind in den 3a und 3b gezeigt. Am stärksten bevorzugt ist der Gegenstand von 3b, da er flach ist und leicht hergestellt wird und handhabbar ist.
Der Herstellungsgegenstand kann durch Verfahren hergestellt werden, die im Allgemeinen für die Herstellung flacher Artikel bekannt sind. Das jeweilige Verfahren hängt vom Material ab, das für die Herstellung verwendet wird. Bei Metallrahmen kann der Arretierrahmen aus einer Metallplatte heraus gestanzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist das Ätzen der Form aus einer Metallplatte. Bei einem Verbundstoff-Arretierrahmen können Herstellungsverfahren einige aufeinander folgende Schritte, einschließlich Spritzguss, Stanzen und/oder Ätzen umfassen.
Er hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Arretierrahmen nicht mehr als 1 mm hervorsteht, stärker bevorzugt für nicht mehr als 0,5 mm über der gesamten Ebene auf der Seite der Vorrichtung hervor steht, die den Träger aufweist. Dieses ist für den bequemen Nachweis des Signals sehr vorteilhaft, das auf der aktiven Fläche des Trägers bereitgestellt wird. Die Bestrahlung erfolgt vorzugsweise durch konfokale Strahlung. Der Nachweis des resultierenden Lichts kann durch CCD erfolgen. Solche Verfahren verwenden einen Kegel für auftreffendes Licht, das an spezifizierten Stellen auf der Innenseite des Trägers (optische Öffnung) fokussiert wird. So muss das Fenster im Rahmen je nach dem Winkel des auftreffenden Lichtstrahls größer sein als die aktive Fläche.
Bevorzugte Rahmen sind in 1, in 3a und 3b gezeigt.
In 1 ist links ein Rahmen gezeigt, der ein Fenster (8), Lippen (6) zum Eingreifen in die Aussparungen (5) in der Vorrichtung (1) und Halterungen (9) zum Inkontakttreten mit dem Träger umfasst. In der 3a zeigt eine schematische Zeichnung den Rahmen (4), Halterungen (9), das Fenster (8) und Positionierungsmittel (10). Der Rahmen ist die Verbindung zum Körper der Diagnosevorrichtung und ist mit dem Körper verbunden. Der Rahmen ist auch Stütze der elastischen (Metall)-Spangen. Die elastischen (Metall)-Spangen sind die Verbindung zum Träger (Chip) und fixieren die Vorrichtung mit einer konstanten zeitunabhängigen Kraft (ohne Kriechdehnung) auf dem Rand. Die Metall-Spangen sind mit dem Rahmen verbunden. Die Positionierungsmarkierungen ermöglichen eine gut definierte Verbindung von Rahmen und Aufbereitungskammer und eine gut definierte Verbindung der Metall-Spangen und der Diagnosevorrichtung.
Der Arretierrahmen kann nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Wenn er aus Metall besteht, wird eine Metallplatte in geeigneter Weise in Form geschnitten, d. h. durch Stanzen eines Stückes, welches die gewünschte äußere Form hat, und des Fensterteils aus einer dünnen Metallplatte, und dann wird das Stück gepresst, so dass es die abschließende dreidimensionale Form erhält. Wenn er aus einem Verbundstoff hergestellt wird, werden alle mögliche Metallteile wie oben beschrieben hergestellt, und dann wird das Kunststoffteil um das Metallteil herum durch Spritzguss aufgebracht.
Der Arretierrahmen umfasst vorzugsweise Mittel zur reversiblen oder irreversiblen Befestigung an der Vorrichtung. Dieses kann durch Teile verwirklicht werden, die in entsprechende Aussparungen (5) in der Vorrichtung passen. Vorzugsweise hat der Arretierrahmen Schnappeinrichtungen, die derart in Aussparungen (5) der Vorrichtung passen, dass der Rahmen nicht von der Vorrichtung entfernt werden kann, ohne dass die Vorrichtung oder der Rahmen irreversibel zerstört wird.
Die Erfindung hat gegenüber dem Schmelzen in dem Träger mit Thermoplast-Materialien insofern den Vorteil, als die Thermoplasten dazu neigen, sich bei höheren Temperaturen zu verformen und folglich nicht zuverlässig abdichten. Außerdem müssen sie zusammen mit dem Träger erhitzt werden, damit der Träger zur Vorrichtung fest abgedichtet wird. Dieses kann die Bindungseigenschaften der aktiven Fläche zerstören oder zumindest beeinflussen. Klebstoffe haben im Allgemeinen den Nachteil, dass sie freie Monomere freisetzen, die die Nachweisbedingungen in der Vorrichtung stören.
3 zeigt einige Ausführungsformen der vorteilhaften Arretierrahmen. In der 3a werden die bevorzugten und wesentlichen Merkmale des Arretierrahmens (4) schematisch gezeigt. Bezug wird auf die Bezugszahlen unten genommen. In der 3b, ist ein besonders vorteilhafter Arretierrahmen gezeigt. Er ist im Wesentlichen flach und hat Bereiche, die die oben beschriebenen Funktionen haben. Insbesondere hat das Fenster runde Ecken, die von der Form der Klammern bereitgestellt werden, die sich gegenüber dem Fenster befinden.
5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung (1) in der Schnittansicht in dem Bereich nah an den Ecken (6) des flachen Trägers (2), wobei die erweiterte Vorderseite und die aktiven Fläche gegenüber der Aufbereitungskammer (13) geschnitten sind. Der Arretierrahmen (4) drückt den Träger (2) in Richtung der Anschläge (14) und zum Rand (12). Die Aussparungen (5) in der Vorrichtung fixieren den Arretierrahmen (4) an den 4 Ecken (6) des Arretierrahmens (4) und werden so eingestellt, dass sie durch Spritzguss produziert werden können. Es ist ersichtlich, dass der Randabschnitt (12) den Anschlagteil (14) umgibt. Dieses wird bevorzugt, um den Rand vor dem Großteil der in der Vorrichtung enthaltenen Flüssigkeit abzuschirmen.
Der folgende Modus der Erfindung ist ein Verfahren zum Zusammensetzen einer Diagnosevorrichtung mit einer Aufbereitungskammer mit einem Fensterteil und einem flachen Träger, der eine Vorderseite, eine Rückseite und eine oder mehr Seitenflächen aufweist, wobei die Vorderseite eine aktive Fläche, die ein an der aktiven Vorderseite immobilisiertes diagnostisches Reagens enthält, und eine erweiterte Vorderseite aufweist, umfassend die Schritte

– Bereitstellung einer Vorrichtung mit einer Aufbereitungskammer mit einem offenen Fensterteil, wobei der Fensterteil ferner einen Randabschnitt aufweist,
– Bereitstellung des flachen Trägers,
– Platzierung der Vorderseite des Trägers auf dem Randabschnitt, so dass die Vorderseite zur Aufbereitungskammer weist und der Rand die Kammer gegenüber dem Träger durch die erweiterte Vorderseite verschließt.

Der Träger ist vorzugsweise an der Vorrichtung durch Pressen des Arretierrahmens zur Vorrichtung so fixiert, dass er in einer Position, die den Träger fixiert, zurückgehalten wird. d. h. so dass der Arretierrahmen in die Aussparung (5) der Vorrichtung schnappt.
Durch diese Bewegung durch den oben erwähnten Arretierrahmen wird der Träger vorzugsweise so gegen den Randabschnitt gepresst, dass die Kammer gegenüber Flüssigkeitsaustritt abgedichtet ist. Der Arretierrahmen wird so gegen die Rückseite des Trägers gepresst, dass die Vorderseite des Trägers fest an den Rand der Vorrichtung gepresst wird. Die Abschnitte des Arretierrahmens, welche mit dem Träger in Verbindung sind, sind vorzugsweise Halterungen (9) auf dem Arretierrahmen, die sich stärker bevorzugt an den Ecken des Fensters (8) befinden. Bevorzugte Fixierungsmittel werden oben offenbart. Die am stärksten bevorzugte Fixierung erfolgt über eine Schnappkonstruktion, so dass die Lippen (6) unter den Aussparungen (5) einschnappen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine zuverlässige und effiziente Bindung, Färbung oder Waschen in Vorrichtungen schafft, die immobilisierte BindungsReagentien enthalten.
In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit eines Analyten in einer Probe bereit, umfassend die Schritte:

– Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
– Platzierung der Probe in die Vorrichtung, so dass die Probe mit der aktiven Fläche des Trägers in Berührung kommt,
– Reagieren des Analyten mit dem diagnostischen Reagens,
– Bestimmen der Ergebnisse der Reaktion als Maß der Anwesenheit des Analyten in der Probe.

Eine erfindungsgemäße Probe kann jede Flüssigkeit sein, die analysiert werden soll. Normalerweise sind Proben Flüssigkeiten, die dem menschlichen Körper entnommen werden, wie Harn, Sputum, Blut, Liquor oder davon abgeleitete Flüssigkeiten, wie Serum oder Plasma. Bevorzugte Proben sind Flüssigkeiten wie oben, die zur besseren Analyse weiter vorbehandelt werden. Vorbehandlungsschritte können aus der Gruppe gewählt werden, wie Isolation der Komponenten, Entfernen von Komponenten aus der Probe, Konzentration, Verdünnung, Hinzufügung von Reagentien, Amplifikation von Komponenten und Lyse der Komponenten. Diese Vorbehandlungsschritte können manuell durchgeführt werden, an einem anderen Instrument durchgeführt werden, oder am gleichen Instrument durchgeführt werden. Die Probe wird am besten in der Vorrichtung untergebracht, indem man die Flüssigkeit durch die Einlassöffnung in die Vorrichtung pipettiert. Zu diesem Zweck kann die Einlassöffnung für eine Spritze oder eine Pipettenspitze durchstechbar sein. Am stärksten bevorzugt wird die Einlassöffnung aus einem Material hergestellt, das, sobald es einmal durchstochen worden ist, eine kleine Öffnung behält, die auch als Gasauslass dienen kann. Folglich befindet sich die Einlassöffnung vorzugsweise im oberen Teil der Vorrichtung, so dass die Flüssigkeit, d. h. die Probe, nicht die Einlassöffnung erreicht und folglich nicht entweichen kann. Geeignete Materialien für solche durchstechbaren Einlassöffnungen sind Silikon und Polymer, vorzugsweise TPE (Thermoplast-Elastomer, schmelzverarbeitbarer Gummi).
Ausführlicher umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte:

1. Laden der Probe, der Reagentien und der Diagnosevorrichtungen
2. Laufenlassen des Probenpräparats (Spaltung durch ein Restriktionsenzym, zur Herstellung von Nukleinsäuren mit definierter Länge)
3. bei Zeitverzögerung Abkühlen und Halten der Proben
4. Überführen der Probe in die Diagnosevorrichtung
5. Start der Hybridisierung
6. Waschen
7. Start der Färbung
8. Waschen
9. Überführen in eine Nachweisstation
10. Überführen in eine Abfallstation

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine zuverlässige und effiziente Bindung, Färbung oder Waschen in Vorrichtungen schafft, die immobilisierte BindungsReagentien enthalten.
Das Verfahren für ein automatisiertes Verarbeiten einer oder mehrer Analysevorrichtungen, die erfindungsgemäße immobilisierte BindungsReagentien enthalten, umfasst vorzugsweise die folgenden Schritte:
In einem ersten Schritt werden die Proben in den Probenladebereich (101) geladen. 4 zeigt eine Halterung mit 24 Probenbehältern in 4 getrennten Platten, die jeweils 6 Hohlräume aufweisen, um eine Probe in jedem Hohlraum zu halten. Für diesen Zweck wird der Brutschrank (104) geöffnet, der Brutschrank wird mit Probenröhrchen beladen. Reagentien werden von den Reagensflaschen angesaugt, die sich im Reagensspeicher (102) befinden. Die Probenröhrchen werden geöffnet. Die Reagentien werden pipettiert, in jedes der Probenröhrchen überführt. Die Probenröhrchen werden geschlossen. Die Nadeln werden gewaschen. Dann werden die Probenröhrchen bei 40° und bis 95°C inkubiert. Während dieses Schrittes werden die amplifizierten Nukleinsäuren in kürzere Stücke umgewandelt (gespalten). Im Färbeschritt werden die folgenden Schritte durchgeführt: Der Brutschrank wird geöffnet, Reagens wird angesaugt, die Probenröhrchen werden geöffnet, und das Reagens wird in die Probenröhrchen überführt. Die Probenröhrchen werden verschlossen, die Nadeln werden gewaschen. Das Gemisch wird bei 40° und bis 75°C inkubiert.
Für die Bindung werden die folgenden Schritte durchgeführt: Aufnehmen von Probe und Hybridisierungspuffer, Befüllen des durch die durchstechbare Kappe frei zugänglichen Chips, Aufnehmen und Unterbringen der Vorrichtung in der Hybridisierungsstation, Erwärmen und Mischen bei 60°C bis zu 16 Std.
Das Waschen erfolgt folgendermaßen: Aufnehmen und Unterbringen der Vorrichtung in der Waschstation, Waschen mit Waschpuffer A (mehrmals) durch die durchstechbare Kappe, Mischen während des Waschvorgangs, jedes Mal Waschen der Nadel, Füllen der Vorrichtung mit Färbepuffer.
Für das Färben werden die folgenden Schritte durchgeführt: Aufnehmen und Unterbringen der Vorrichtung in der Färbestation, Mischen während des Färbens.
Ein weiteres Waschen wird wie folgt durchgeführt: Aufnehmen und Unterbringen der Vorrichtung in der Waschstation, Waschen mit Waschpuffer B (mehrmals) durch die durchstechbare Kappe, Mischen während des Waschvorgangs, jedes Mal Waschen der Nadel, erneutes Füllen der Vorrichtung mit Färbepuffer.
Die Nachweis wird durchgeführt durch Aufnehmen und Unterbringen der Vorrichtung im Scanner-Einlass und Starten des Nachweises.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Diagnoseinstrument zum Nachweis der Anwesenheit eines Analyten in einer Probe, umfassend:

– eine oder mehr erfindungsgemäße Vorrichtungen,
– ein Modul zum Einführen einer Probe in die Vorrichtung, und
– ein Modul zur Bestimmung der Ergebnisse der Reaktion der Analyten in der Probe mit den Reagentien.

Zur Veranschaulichung der Erfindung werden bevorzugte Einzelheiten des Instrumentes anhand der in 4 gezeigten Bezugszahlen erklärt.
Normalerweise definiert eine Proben-Eingangstation die Position, an der die Behälter empfangen werden, die eine oder mehrer Probenbehälter enthalten. Diese Positionen sind so definiert, dass das Instrument jede Position erkennt, an der sie eine definierte Probe empfängt. Diese Probe wird vorzugsweise durch eine Markierung, wie eine Strichcode-Markierung identifiziert, die gelesen werden kann, bevor die Probe in das Instrument gelangt oder danach oder gleichzeitig damit. Dieses erfolgt mit einem Lesegerät, das sich angrenzend an oder innerhalb der Probeneingangsstation befindet. In der vorliegenden Erfindung hat die Probenaufnahmestation mindestens 4 Positionen zum Aufnehmen von Probenbehältern, vorzugsweise mindestens 8, stärker bevorzugt zwischen 8 und 96 Probenbehälter. Auf diese Weise kann das Instrument eine entsprechend hohe Anzahl von Probenflüssigkeiten behandeln, ohne dass andere Verfahren innerhalb des Instrumentes angehalten werden müssen.
Ein Modul für das Eintreten der Probe in die Vorrichtung kann ein Teil des Instrumentes sein, das verwendet wird, um die Probe zur erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung zu liefern. Dieses erfolgt vorzugsweise automatisch. Geeignete Mittel sind Pipettiermittel, die durch einen Computer gesteuert sein können. Solche Pipettiervorrichtungen sind im Allgemeinen bekannt und können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Geeigneterweise umfasst die Vorrichtung eine Buchse zum Aufnehmen einer Pipettenspitze und eine Pumpe zum Anlegen eines leichten Vakuums in der Pipettenspitze, so dass, wenn die untere Öffnung der Pipettenspitze mit der Probe in Verbindung ist, die Probe in die Pipettenspitze gesogen wird. Nachdem man die Probe angesogen hat, wird die Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Vorrichtung bewegt, wobei die Spitze der Pipettenspitze durch die Einlassöffnung in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird. Dann wird die Flüssigkeit in die Vorrichtung freigesetzt und zugeführt. Dasselbe erfolgt für jegliche Reagentien, die für die Reaktion benötigt werden.
Ein Transfermodul im Zusammenhang mit der Erfindung ist ein Teil des Instrumentes, das eine Flüssigkeit, zum Beispiel eine Probenflüssigkeit oder ein Reagens übertragen soll, und/oder eine Vorrichtung, entweder leer oder mit einer Flüssigkeit, von einer Position zu einer anderen Position überführen soll. So umfassen bevorzugte Transfermodule eine Flüssigkeitshandhabungseinheit, wie eine Buchse zum Aufnehmen einer Pipettenspitze oder einer Spritze und/oder einen Greifer zum Befestigen an einer Vorrichtung oder einen Teil einer Vorrichtung, wie einer Kappe. Geeignete Transfermodule sind weithin bekannt. Eine bevorzugte Greifer- und Kappenkombination ist in EP 0 907 083 beschrieben.
Eine Behandlungsstation ist eine Station, die zur Behandlung der Vorrichtung während des Analyseverfahrens bestimmt ist. Es umfasst eine Position zum Halten der Vorrichtung, welche die Probe enthält, in einer definierten Position innerhalb der Station. Geeignete Positionierungsmittel sind Aussparungen in der Station, die eine Halterung für die Vorrichtung definieren. In einer sehr bevorzugten Ausführungsform umfasst die Behandlungsstation einen Vorrichtungsträger, im Folgenden als Dispo-Träger bezeichnet, der Öffnungen zum Aufnehmen von einer oder mehren, vorzugsweise zwei oder mehreren, am stärksten bevorzugt zwischen 4 und 48 Vorrichtungen hat. Die innere Form der Aussparung ahmt vorzugsweise die äußere Form der Vorrichtung, mindestens in dem Teil der Vorrichtung, die in der bestimmten Behandlungsstation behandelt werden soll, so nach, dass die Vorrichtung nicht versehentlich während der Behandlung aus der Behandlungsstation entweichen kann.
Bevorzugte Behandlungsstationen werden ausgewählt aus Bindungsstationen, Färbestationen und Waschstationen oder jeglichen Kombinationen davon, wie eine kombinierte Eindungs- und Färbe-, eine kombinierte Färbungs- und Wasch-, eine kombinierte Eindungs- und Wasch- und eine kombinierte Eindungs-, Färbe- und Wasch-Station. Das Design der Station wird durch ihre Funktion bestimmt. So werden die Funktionen der Behandlungsstation aus der Funktion von Bindung, Färbung und Waschen ausgewählt.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist eine erste Behandlungsstation eine Bindungsstation. Eine Bindungsstation stellt vorzugsweise alle Bedingungen zur Verfügung, die für eine effiziente Bindung der Komponenten der Probe an ein oder mehrere BindungsReagentien benötigt werden, die in der Vorrichtung immobilisiert sind. Effiziente Bindung wird vorzugsweise erzielt, indem man die Probe innerhalb der Vorrichtung bei einer definierten Temperatur hält. Bevorzugte Temperaturen zum Binden der Nukleinsäuren an Fangsonden sind zwischen 20 und 95°C, vorzugsweise zwischen 40 und 60°C. Für das Erreichen der vorgesehenen Temperatur hat die Bindungsstation vorzugsweise ein Heizelement, wie ein Widerstandsheizgerät, ein Joule-Heizgerät oder ein Peltier-Element. Zum Halten einer gewünschten Temperatur kann die Station Isoliermittel um die Vorrichtung und/oder das Heizgerät enthalten. Solche Isoliermittel können aus Polystyrol oder anderen isolierenden Kunststoffen hergestellt werden und können in einem Mantel enthalten sein.
In einer zweiten Ausführungsform ist die Behandlungsstation eine Färbestation. Das Färben ist ein Verfahren zum Sichtbarmachen aller möglichen Komponenten, die an den BindungsReagentien gebunden sind, die an der Vorrichtung immobilisiert sind. Sie wird hauptsächlich verwendet, wenn die Komponenten nicht direkt nachweisbar sind, benötigt aber weitere Reagentien, um ein Signal zu entwickeln. Solche Reagentien können die Verbindungen sein, die an die Komponenten binden können, die an die Vorrichtung gebunden sind. In einem beispielhaften Test sind die Komponenten der zu analysierenden Probe Nukleinsäuren, die mit Biotin markiert sind. In diesem Fall kann das Färben erfolgen, indem man die Probe mit einem Konjugat von Avidin oder Streptavidin und einer fluoreszierenden Markierung zusammenbringt. Nach Beendigung der Bindungsreaktion von Biotin an (Strept-) Avidin hat der resultierende Komplex fluoreszierende Eigenschaften.
In einer dritten Ausführungsform ist die Behandlungsstation eine Waschstation. Waschen ist ein Verfahren, bei dem unerwünschte Komponenten der Probe von den gebundenen Komponenten entfernt werden. Um dieses zu erzielen, wird nach Beendigung der Bindungsreaktion die Flüssigkeit aus der Vorrichtung entfernt, während jegliche Komponenten, die durch die BindungsReagentien gebunden sind, in der Vorrichtung bleiben. Eine Waschflüssigkeit wird der Vorrichtung hinzugefügt, um alle restlichen unerwünschten Komponenten weiter zu verdünnen, die noch an der Vorrichtung haften können. Die Waschflüssigkeit wird zusammen mit den unerwünschten Komponenten von der Vorrichtung entfernt. Dieses Verfahren wird vorzugsweise so oft wie nötig wiederholt, um ungewünschte Komponenten bis zu einer Konzentration zu entfernen, die den Nachweis des vorgesehenen Analyten nicht behindert. Die Waschflüssigkeit hat eine chemische Beschaffenheit, die die Bindung des nachzuweisenden Analyten im Wesentlichen nicht beeinflusst.
Eine Nachweisstation ist ein Teil des Instrumentes, das mit einer Einheit zum Erfassen eines Signals ausgerüstet ist, das von der Probe nach Stimulation der Probe empfangen wird. Mittel zum Stimulieren einer Probe umfassen Bestrahlung durch elektromagnetische Strahlung, das zum Beispiel Licht, das sich zum Anregen einer Komponente in der Vorrichtung eignet, welches ein Maß für die Anwesenheit, Abwesenheit ist oder Menge des Analyten ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird Licht verwendet, um eine Markierung anzuregen, die an eine Sonde gebunden ist. Das Signal, d. h. das Licht, das von der Vorrichtung zurückkehrt, wird dann mit einem Referenzsignal korreliert, das von einer Probe mit einem oder mehreren bekannten Analyten empfangen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Oberfläche des Chips, die in den Hohlraum weist, auf ein Signal überprüft, und die Stellen, die ein Signal aufweisen, und die Intensität des von jeder Position empfangenen Signals werden identifiziert. Diese Detektoren können auch eine konfokale Rastermikroskopievorrichtung umfassen. Geeignete Raster-Detektoren sind im Stand der Technik weithin bekannt.

1: Erfindungsgemäße Vorrichtung
2: Flacher Träger (gezeigt von der Rückseite)
3: Kappe
4: Erfindungsgemäßer Arretierrahmen
5: Aussparung zum Halten des Arretierrahmens
6: Lippe des Arretierrahmens, der die Aussparungen/Ecke (5) unterschneidet
7: Raum für Strichcode-Markierung
8: Fenster
9: Halterung/Klammer
10: Einstellaussparungen/Positionierungsmittel
11: Lücke
12: Rand
13: Aufbereitungskammer
14: Anschlag
101: Probeneingangsmodul
102: Reagenseingangsmodul
103: Abfallbeseitigungsposition
104: Brutschrank
105: Vorrichtungseingangsmodul
106: Hybridisierungsstation
107: Waschstation
108: Nachweisstation
109: Färbestation
110: Spülstation

Claims

Diagnosevorrichtung (1) mit einem Probeneingang und einer Aufbereitungskammer (13) mit einem Fensterteil (8) und einem flachen Träger (2), dessen Vorderseite zur Aufbereitungskammer (13) weist, wobei die Vorderseite eine aktive Fläche, die ein an der aktiven Vorderseite immobilisiertes diagnostisches Reagens enthält, und eine erweiterte Vorderseite aufweist, wobei der Fensterteil (8) ferner einen Randabschnitt (12) aufweist, der zur erweiterten Vorderseite weist und die Kammer (13) gegenüber dem Träger (2) durch die erweiterte Vorderseite verschließt, wobei die Vorrichtung (1) einen Arretierrahmen (4) umfasst, mit dem der Träger zum Randabschnitt (12) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Arretierrahmen (4) Klammern (9) umfasst, die Ecken (6) des Rahmens (4) überspannen, wobei diese Klammern flexibler als der Rahmen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Randabschnitt eine Umfangswand aus einem elastischen Material aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin der Arretierrahmen (4) einen Metallteil aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Probeneingang von einer Kappe (3) aus einer durchstechbaren Membran verschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Aufbereitungskammer (13) eine Mischkammer ist.
Verfahren zum Zusammensetzen einer Diagnosevorrichtung (1) mit einer Aufbereitungskammer (13) mit einem Fensterteil (8) und einem flachen Träger (2), der eine Vorderseite, eine Rückseite und eine oder mehr Seitenflächen aufweist, wobei die Vorderseite eine aktive Fläche, die ein an der aktiven Vorderseite immobilisiertes diagnostisches Reagens enthält, und eine erweiterte Vorderseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Schritte vorgesehen sind: – Bereitstellung einer Vorrichtung mit einer Aufbereitungskammer (13) mit einem offenen Fensterteil (8), wobei der Fensterteil (8) ferner einen Randabschnitt (12) aufweist, – Bereitstellung des flachen Trägers (2), – Platzierung der Vorderseite des Trägers (2) auf dem Randabschnitt (12), so dass die Vorderseite zur Aufbereitungskammer (13) weist und der Rand (12) die Kammer (13) gegenüber dem Träger (2) durch die erweiterte Vorderseite verschließt, – Bereitstellung eines Arretierrahmens (4) mit Klammern (9), die Ecken (6) des Rahmens überspannen, wobei diese Klammern flexibler als der Rahmen sind, und – Drücken des Arretierrahmens (4) zur Vorrichtung (1), so dass er in einer Stellung gehalten wird, die den Träger (2) fixiert.
Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit eines Analyten in einer Probe, das folgende Schritte umfasst: – Bereitstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – Platzierung der Probe in die Vorrichtung (1), so dass die Probe mit der aktiven Fläche des Trägers (2) in Berührung kommt, – Reagieren des Analyten mit dem diagnostischen Reagens, – Bestimmen der Ergebnisse der Reaktion als Maß der Anwesenheit des Analyten in der Probe.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend den Schritt der Entfernung von Flüssigkeit aus der Aufbereitungskammer (13).
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, ferner umfassend einen Schritt der Ausgabe und Aspiration einer Waschflüssigkeit zur Aufbereitungskammer (13).
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner umfassend das Mischen einer Flüssigkeit in der Aufbereitungskammer (13).
Verfahren nach Anspruch 10, worin das Mischen durch Verwirbelungsschütteln erfolgt.
Diagnoseinstrument zum Nachweis der Anwesenheit eines Analyten in einer Probe, umfassend – eine oder mehr Vorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – ein Modul zum Einführen einer Probe (101) in die Vorrichtung (1), und – ein Modul zur Bestimmung der Ergebnisse (108) der Reaktion der Analyten in der Probe mit den Reagentien.
Herstellungsgegenstand aus einem einzelnen Material zur Arretierung eines flachen Trägers (2) an einer Diagnosevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend – einen im Wesentlichen rechteckigen Arretierrahmen (4), dadurch gekennzeichnet, dass er Klammern (9) aufweist, die die Ecken des Rahmens überspannen, die flexibler sind als der Rahmen (4).
Gegenstand nach Anspruch 13, worin die Klammer (9) eine Brücke ist, die eine Ecke (6) durch Verbindung zwei benachbarter Seiten des Rechtecks überbrückt.
Artikel nach Anspruch 13 bis 14, worin eine Lücke (11) zwischen jeder Klammer (9) und der Ecke (6), die sie überspannt, besteht.
Artikel nach einem der Ansprüche 13 bis 15, der ferner ein Positionierungsmittel (10) umfasst.
Artikel nach einem der Ansprüche 13 bis 16, ferner umfassend ein Fenster (8), das von dem Rahmen (4) und den Klammern (9) geformt wird und das größer als 99% der Oberfläche des flachen Trägers (2) ist.