DE60303518T2 - Überzugabdeckung für beheizte plattenanordnung - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindund
  • Die Erfindung betrifft eine beheizte Plattenanordnung für die Verwendung bei Vorrichtungen für biologische Tests. Insbesondere betrifft die Erfindung eine leichtgewichtige, lichtdurchlässige Überzugabdeckung zum Abdecken wenigstens einer optischen Öffnung in einer derartigen beheizten Plattenanordnung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Biologische Tests haben sich zu einem wichtigen Werkzeug bei der Detektion und der Überwachung von Krankheiten entwickelt. In dem biologischen Gebiet wird thermisches Zyklieren (thermal cycling) verwendet, um Polymerase-Kettenreaktionen (polymerase chain reactions; PCR) und andere Reaktionen durchzuführen. Um unter Verwendung des PCR-Prozesses DNA (Desoxyribonukleinsäure) zu amplifizieren, wird ein speziell zusammengesetztes flüssiges Reaktionsgemisch durch ein PCR-Protokoll zykliert, das mehrere unterschiedliche Temperatur-Inkubationsperioden enthält. Ein Aspekt des PCR-Prozesses ist das Konzept des thermischen Zyklierens: Alternierende Schritte des Schmelzens von DNA, des Hybridisierens kurzer Primer an die resultierenden einzelnen Stränge und das Verlängern dieser Primer, um neue Kopien von doppelsträngigen DNA herzustellen. Während des thermischen Zyklierens kann es wünschenswert sein, dass die Temperatur jeder Vertiefung einer Vielzahl von Probenvertiefungen im Wesentlichen gleichförmig ist. Darüber hinaus kann es wünschenswert sein, dass eine Kondensation an den Kappen oder anderen Abdeckungen der Probenvertiefungen vermieden wird.
  • Ein Verfahren zum Vermeiden von Kondensation an den Decken der Probenvertiefungen besteht darin, eine beheizte Platte bereitzustellen, um auf die oberen Enden oder Kappen der Probenvertiefungsschalen zu drücken. Eine derartige Druckkraft wird oftmals erreicht, indem eine oder mehrere Federn verwendet werden, die entlang eines Umfangs der Platte angeordnet sind. Die Platte kann üblicherweise ein Teil einer Abdeckung sein und üblicherweise aus Metall bestehen. Die Platte kann Wärme zu den Kappen der Probenvertiefungen übertragen, indem ein Widerstandselement verwendet wird, das mit der Platte verbunden ist, um somit eine Kondensation zu vermeiden. Darüber hinaus kann die Platte auf die Probenvertiefung bzw. Probenvertiefungen runter drücken, so dass die äußeren konischen Flächen der Probenvertiefung fest gegen die entsprechenden passenden Flächen des Probenblocks gedrückt werden. Hierdurch kann die Wärmeübertragung zu der Probenvertiefung bzw. den Probenvertiefungen gesteigert werden und eine gleichförmige Verteilung von Probenvertiefungstemperaturen erreicht werden. Die Platte kann außerdem eine thermische Leckage aus dem Inneren der Vorrichtung vermeiden. Beispiele für ein System mit einer beheizten Platte sind in den US-Patentschriften 5,475,610; 5,602,756 und 5,710,381 beschrieben, deren Inhaber der Anmelder der vorliegenden Erfindung ist.
  • Es kann ferner wünschenswert sein, dass die beheizte Platte den optischen Zugang zu den Probenvertiefungen ermöglicht. Um dies zu erreichen, kann die beheizte Platte eine Vielzahl von optischen Öffnungen aufweisen, die durch die beheizte Platte führen, um Licht zu ermöglichen, von einer Lichtquelle zu den Proben und sodann zu einer Detektionsvorrichtung durchzutreten (siehe WO 99/60381). Diese Löcher können, während diese den Vorteil der Möglichkeit des optischen Zugangs bereitstellen, außerdem den Wärmeverlust durch die Löcher und/oder den Wärmeverlust, der von der oberen Seite der Platte abgestrahlt wird, befördern. Zusätzlich zu dem Wärmeverlust können sich, wenn die thermische Zykliervorrichtung über einen längeren Zeitraum verwendet wird, Staub oder andere Schmutzpartikel in den optischen Öffnungen ansammeln, wodurch die Lichtmenge reduziert wird, die durch die beheizte Platte durchtreten kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine beheizte Plattenanordnung bereitgestellt, wie diese in Anspruch 1 definiert ist. Sie umfasst eine beheizte Platte, die eine Vielzahl von optischen Öffnungen definiert. Die optischen Öffnungen sind ausgestaltet, zu ermöglichen, dass Strahlung durch die beheizte Platte durchtritt, und die beheizte Platte kann eine erste Seite aufweisen, die ausgestaltet ist, von einer Vielzahl von Frobenvertiefungen abgewandt zu sein, sowie eine zweite Seite, die ausgestaltet ist, der Vielzahl von Probenvertiefungen zugewandt zu sein. Die beheizte Platte umfasst außerdem eine lichtdurchlässige Überzugabdeckung, die ausgestal tet ist, wenigstens eine der Vielzahl von optischen Öffnungen auf der ersten Seite der beheizten Platte abzudecken. Mittel zum Zurückhalten der Überzugabdeckung über der wenigstens einen optischen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen werden ebenso umfasst.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt können die Mittel zum Zurückhalten einen ausgesparten Abschnitt umfassen, der durch die beheizte Platte definiert wird und ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung zu umgeben und zurückzuhalten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann eine Oberseite der Überzugabdeckung im Wesentlichen bündig mit einer Oberseite der beheizten Platte sein, wenn die Überzugabdeckung in dem ausgesparten Abschnitt der beheizten Platte angeordnet ist.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt können die Mittel zum Zurückhalten ein Rahmenelementumfassen, das ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung über der wenigstens einen optischen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen zurückzuhalten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Rahmenelement entfernbar an die beheizte Platte angebracht werden.
  • Gemäß einem Aspekt kann das Rahmenelement ferner einen ausgesparten Abschnittumfassen, der ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung in einer gewünschten Beziehung mit der beheizten Platte zurückzuhalten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Rahmenelement eine Vielzahl von Löchern zum Anbringen des Rahmenelements an die beheizte Platte definieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Anordnung ferner einen Dichtungsring zwischen der Überzugabdeckung und der beheizten Platte umfassen.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt kann der Dichtungsring zwischen einer äußeren Kante der Überzugabdeckung und der beheizten Platte angeordnet sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Anordnung ferner einen Dichtungsring umfassen, der zwischen einer Seite der Überzugabdeckung, die der Vielzahl von opti schen Öffnungen zugewandt ist, und einem Bereich der Seite der beheizten Platte angeordnet sein, der die Vielzahl von optischen Öffnungen umgibt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt können die Rückhaltemittel einen ausgesparten Abschnittumfassen, der durch die beheizte Platte definiert wird.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt können die Rückhaltemittel ferner ein Rahmenelement umfassen, das ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung innerhalb des ausgesparten Abschnitts zurückzuhalten.
  • Gemäß einem immer noch weiteren Aspekt kann das Rahmenelement einen ausgesparten Abschnitt umfassen, der ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung zu umgeben und diese in Position über der wenigstens einen optischen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen zurückzuhalten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann eine Befestigungsvorrichtung, die ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung über der wenigstens einen optischen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen zurückzuhalten, bereitgestellt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Anordnung ferner ein Abdichtungselement umfassen, das zwischen einer Oberfläche bzw. Seite der Überzugabdeckung, die der Vielzahl von optischen Öffnungen zugewandt ist, und einem Bereich der Oberfläche bzw. Seite der beheizten Platte angeordnet sein, der die Vielzahl von optischen Öffnungen umgibt.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt kann die Befestigungsvorrichtung ferner ein Abdichtungselement umfassen, das ausgestaltet ist, eine Druckpassung zwischen der Überzugabdeckung und der beheizten Platte bereitzustellen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Befestigungsvorrichtung einen ausgesparten Abschnitt umfassen, der durch die beheizte Platte definiert wird und ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung zu umgeben und über der wenigstens einen optischen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen in Position zurückzuhalten, und die Befestigungsvorrichtung kann ferner ein Rahmenelement umfassen, das ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung innerhalb des ausgesparten Bereichs zurückzuhalten.
  • Weitere Aspekte werden sich aus der nachstehenden Beschreibung ergeben.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil dieser Beschreibung ausmachen, stellen wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform dar.
  • 1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer beheizten Plattenanordnung, die einen Rahmen für die Befestigung einer Überzugabdeckung umfasst.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der zusammengesetzten beheizten Plattenanordnung von 1.
  • 3 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer beheizten Plattenanordnung, die eine Überzugabdeckung umfasst.
  • 3a zeigt eine perspektivische Ansicht der zusammengesetzten beheizten Plattenanordnung von 1.
  • 4 zeigt eine Draufsicht einer Oberseite der beheizten Plattenanordnung von 1.
  • 5 zeigt eine Draufsicht einer Unterseite der beheizten Plattenanordnung von 1.
  • 6 zeigt eine Draufsicht der in 2 dargestellten Anordnung.
  • 7 zeigt eine teilweise Querschnittsansicht der beheizten Platte von 1 in Verbindung mit einer beispielhaften Vorrichtung für biologische Tests.
  • BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird auf nicht beschränkende, beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer dies möglich ist, werden dieselben Bezugsziffern in den Zeichnungen und der Beschreibung verwendet, um dieselben oder gleiche Teile zu kennzeichnen, und dieselben Bezugsziffern mit alphabetischen Anhängen oder numerischen Vorziffern werden verwendet, um ähnliche Teile zu kennzeichnen.
  • Gemäß zahlreichen Ausführungsformen wird eine beheizte Plattenanordnung bereitgestellt. Gemäß einem Aspekt kann die beheizte Plattenanordnung in einer Vorrichtung für biologische Tests für die Durchführung der Nukleinsäure-Amplifizierung verwendet werden. In zahlreichen Ausführungsformen umfasst die beheizte Plattenanordnung eine beheizte Platte, eine lichtdurchlässige Überzugabdeckung und Mittel zum Zurückhalten der Überzugabdeckung in einer im Wesentlichen feststehenden Beziehung relativ zu der beheizten Platte. Die beheizte Plattenanordnung kann ferner unter anderem zusätzliche Befestigungsmittel umfassen, die mit der Überzugabdeckung in Zusammenhang stehen.
  • 1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer beheizten Plattenanordnung 5, die eine beheizte Platte 10 und eine Überzugabdeckung 40 umfasst. Die Überzugabdeckung 40 ist rechteckig und weist vier Kanten 42 sowie vier Ecken 44 auf, wie dies dargestellt ist. Die Überzugabdeckung 40 kann jedoch jedwede geeignete Form aufweisen, um auf eine gewählte beheizte Platte zu passen. Die beheizte Platte 10 kann irgendein Typ einer Vorrichtung sein, die ausgestaltet ist, mit Vorrichtungen zur Nukleinsäure-Amplifikation zusammenzuwirken. Ein herkömmliches Verfahren zum Durchführen der Nukleinsäure-Amplifikation von biologischen Proben ist die Polymerase-Kettenreaktion (polymerase chain reaction; PCR). Zahlreiche PCR-Verfahren sind bekannt, wie diese beispielsweise in den US-Patentschriften 5,928,907 und 6,015,674 (Woudenberg et al.) beschrieben werden. Andere Verfahren der Nukleinsäure-Amplifikation umfassen beispielsweise die Ligase-Kettenreaktion, Oligonukleotid-Ligationsassays und Hybridisierungsassays. Diese und andere Verfahren werden detaillierter in den US-Patentschriften 5,928,907 und 6,015,674 beschrieben.
  • Gemäß einer Ausführungsform führt die thermische Zykliervorrichtung eine Echtzeit-Detektion der Nukleinsäure-Amplifikation der Proben während eines thermischen Zyklierens durch. Echtzeit-Detektionssysteme sind bekannt und werden detaillierter beispielsweise in den US-Patentschriften 5,928,907 und 6,015,674 (Woudenberg et al.) beschrieben. Während der Echtzeit-Detektion werden zahlreiche Eigenschaften der Proben während des thermischen Zyklierens detektiert.
  • Die Echtzeit-Detektion erlaubt eine genaue und effiziente Detektion und Überwachung der Proben während der Nukleinsäure-Amplifikation.
  • Die beheizte Platte 10 kann für eine Verwendung mit irgendeinem Typ einer Probenvertiefungsschale ausgestaltet sein, einschließlich beispielsweise Schalen mit 96 Probenvertiefungen, Probenschalen mit 384 Vertiefungen und Mikrokarten-Probenschalen. Andere Ausgestaltungen umfassen unter anderem 4, 8, 12, 24, 48 und 1536 Probenvertiefungen. Die Form und die Größe dieser Probenvertiefungsschalen sind wohl bekannt. Beispiele für Probenvertiefungsschalen mit 96 Vertiefungen, die für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, werden in der WO 00/25922 (Moring et al.) beschrieben. Beispiele für Probenvertiefungsschalen des Mikrokarten-Typs, die für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, werden in der WO 01/28684 (Frye et al.), WO 97/36681 (Woudenberg et al.), US-Anmeldung 09/897,500 (EP-A-1414577), die am 3. Juli 2001 von dem Anmelder der vorliegenden Erfindung angemeldet worden ist, und der US-Anmeldung 09/977,225 (WO 03/033150), die am 16. Oktober 2001 von dem Anmelder der vorliegenden Erfindung angemeldet worden ist, beschrieben. Probenvertiefungsschalen, die eine beliebige Anzahl von Probenvertiefungen und eine beliebige Probenvertiefungsform aufweisen, können ebenso mit der thermischen Zykliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das Volumen der Probenvertiefungen kann irgendwo in dem Bereich von etwa 0,01 μl bis zu Tausenden von Mikrolitern (μl) liegen, wobei ein Volumen von 10 bis 500 μl üblich ist.
  • Wie dies in 1 dargestellt ist, definiert die erfindungsgemäße beheizte Platte 10 der beheizten Plattenanordnung 5 eine Vielzahl von optischen Öffnungen 12. Die optischen Öffnungen 12 führen vollständig durch die beheizte Platte 10, um den optischen Zugang von der Oberseite 14 (siehe 4) durch bis zur Unterseite 16 (siehe 5) zu ermöglichen. Auf diese Art und Weise kann Strahlung (z.B. Licht, wie dies beispielsweise von einem Laser oder einer Glühbirne, wie beispielsweise einer Quarzglühbirne, emittiert wird) durch die beheizte Platte 10 zu einer Vielzahl von biologischen Proben durchtreten, die an einer Seite der beheizten Platte angeordnet sind. Wie sich dies den 1–5 entnehmen lässt, definiert die beheizte Platte 10 384 optische Öffnungen 12, die mit einer Probenkarte oder Probenschale korrespondieren, die 384 Probenvertiefungen darin enthält. Es ist üblich, dass die beheizte Platte 10 eine Anzahl von optischen Öffnungen 12 enthält, die der Anzahl von Probenvertiefungen entspricht, die in der Karte oder der Schale enthalten sind, die für das Testen verwendet wird, wobei die beheizte Platte jedoch stattdessen eine Anzahl von Öffnungen aufweisen kann, die sich von der Anzahl von Probenvertiefungen unterscheidet, wenn dies erwünscht wird.
  • In bestimmten Ausführungsformen umfasst die beheizte Platte 10 außerdem einen ausgesparten bzw. vertieften Abschnitt 18, der im Wesentlichen die Vielzahl von optischen Öffnungen 12 umgibt, um die Überzugabdeckung 40 aufzunehmen. Wie sich dies 1 entnehmen lässt, weist der ausgesparte Abschnitt 18 eine Tiefe auf, die etwa einer Dicke der Überzugabdeckung 40 entspricht, um zu ermöglichen, dass die Überzugabdeckung 40 bündig mit dem Abschnitt der beheizten Platte 10 ist, der den ausgesparten Bereich 18 umgibt, wenn die Überzugabdeckung 40 in dem ausgesparten Bereich 18 der beheizten Platte 10 angeordnet ist. Der ausgesparte Bereich 18 kann jedoch stattdessen eine größere oder kleinere Tiefe als die Dicke der Überzugabdeckung 40 aufweisen. Der ausgesparte Bereich 18 definiert eine im Wesentlichen flache Oberfläche bzw. Seite, um eine Oberfläche bzw. Seite der Überzugabdeckung zu berühren, die den optischen Öffnungen 12 zugewandt ist. Obgleich in den Figuren die beheizte Platte 10, die Überzugabdeckung 40 und der ausgesparte Bereich 18 eine rechteckige Form aufweisen, können diese Komponenten jedwede Form aufweisen, die für ein Zusammenwirken in Verbindung mit einer Probenvertiefungsschale geeignet sind.
  • In 1 ist ferner ein Rahmenelement 50 dargestellt, das als eine Befestigungsvorrichtung verwendet wird, um die Überzugabdeckung 40 in Position zu halten. Wie die Befestigungsvorrichtung hier verwendet wird, kann diese umfassen, ist jedoch nicht beschränkt auf ein Rahmenelement, einen ausgesparten Bereich, einen Dichtungsring, einen Klebstoff oder eine Clipvorrichtung oder Clipvorrichtungen, die auf der beheizten Platte 10 angeordnet sind. Andere bekannte Befestigungsvorrichtungen sind ebenso vorstellbar, die die Funktion ausführen können, die Überzugabdeckung 40 zurückzuhalten. Ebenso ist eine andere Abdeckvorrichtung denkbar, die in Position über wenigstens einer optischen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen 12 angeordnet ist. Das Rahmenelement 50 kann aus jedwedem geeigneten Material, beispielsweise Walzblech, oder jedwedem anderen Material ausgebildet sein, das geeignet ist, Betriebstemperaturen von etwa 80°C oder höher auszuhalten. Darüber hinaus können andere Temperaturbereiche, die für biologische oder andere Tests geeignet sind, bei denen eine beheizte Platte verwendet wird, erwünscht sein und es ist vorstellbar, dass ein Material für das Rahmenelement 50 für den erwünschten Temperaturbereich geeignet wäre.
  • In der in den 1–5 dargestellten Ausführungsform ist das Rahmenelement 50 ausgestaltet, das Halten der Überzugabdeckung 40 in einer im Wesentlichen stationären Position relativ zu der beheizten Platte 10 zu unterstützen. Wie sich 2 entnehmen lässt, sind das Rahmenelement 50 und die Überzugabdeckung 40 auf der beheizten Platte 10 in Position. Das Rahmenelement 50 definiert eine Vielzahl von Löchern 52, die einer Vielzahl von Löchern 20 entsprechen, die in der Platte 10 (siehe 1) angeordnet sind. Eine Befestigungsvorrichtung (nicht gezeigt), beispielsweise eine Schraube oder jedwede andere geeignete Vorrichtung, kann sodann durch das Loch 52 in das Loch 20 eingebracht werden, um das Rahmenelement 50 in Position zu halten. Ein äußerer Umfang der Überzugabdeckung 40 wird somit sandwichartig zwischen dem Rahmenelement 50 und der Aussparung 18 der beheizten Platte 10 angeordnet. Das Rahmenelement 50 kann derart dimensioniert sein, dass dieses keine der optischen Öffnungen 12 verdeckt, wenn sich dieses in Position auf der beheizten Platte 10 befindet. In dem in 6 dargestellten Beispiel überlappt das Rahmenelement 50 die Überzugabdeckung 40 um einen kleinen Betrag, beispielsweise 0,3 mm. Diese Überlappung kann klein oder recht groß gewählt werden.
  • Weitere Variationen bestehen außerdem hinsichtlich der Zurückhaltung der Überzugabdeckung 40 auf der beheizten Platte 10 in Position. In der in den 3 und 3a dargestellten Ausführungsform ist es möglich, dass alleine die Aussparung 18 ausreichend sein kann, um die Überzugabdeckung 40 in Position zu halten, indem einfach ein Grenz- oder Wandabschnitt 18a der Aussparung 18 verwendet wird, um die Überzugabdeckung 40 einzuschränken/zu umgeben und deren Bewegung zu beschränken. In einer derartigen Ausführungsform könnte das Rahmenelement 50 weggelassen werden und der ausgesparte Bereich 18 könnte zusammen mit der Schwerkraft ausreichend sein, um die Überzugabdeckung 40 relativ zu der beheizten Platte 10 in einer gewünschten Position zu halten.
  • Zusätzlich dazu, dass im Wesentlichen eine Drop-in-Konfiguration bereitgestellt wird, wobei die Schwerkraft die Überzugabdeckung 40 in Position hält, kann es außerdem wünschenswert sein, einen Dichtungsring (nicht gezeigt) oder eine andere geeignete Vorrichtung um den Umfang des ausgesparten Bereichs 18 anzuordnen, um eine Druckpassung der Überzugabdeckung zu ermöglichen. Eine derartige Druckpassung kann die Überzugabdeckung 40 unabhängig von der Orientierung zurückhalten. Es kann außerdem möglich sein, eine Herstellung mit kleinen Toleranzen zu verwenden, um eine derartige Druckpassung bereitzustellen, und zwar ohne die Verwendung eines zusätzlichen Dichtungsrings oder einer anderen Vorrichtung, wobei die Überzugabdeckung 40 über eine Berührungspassung allein zwischen der beheizten Platte 10 und der Überzugabdeckung 40 in dem ausgesparten Abschnitt 18 zurückgehalten wird.
  • In bestimmten Ausführungsformen wird ein Klebstoff oder ein anderes geeignetes Material verwendet, um die Überzugabdeckung 40 permanent oder semi-permanent in Position auf der beheizten Platte 10 zu befestigen. Dieser Klebstoff kann um den Umfang der Aussparung 18 und/oder auf den Bereich der Aussparung zwischen der Vielzahl von Löchern 12 aufgebracht werden.
  • Das Rahmenelement 50 kann ebenso mit einem ausgesparten Abschnitt bereitgestellt sein, der ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung 40 aufzunehmen. Wenn die Überzugabdeckung 40 eine Dicke aufweist, die größer als die Aussparung 18 ist, dann kann der ausgesparte Abschnitt des Rahmenelements 50 verwendet werden, um das Halten der Überzugabdeckung 40 in Position zu unterstützen. Darüber hinaus ist es vorstellbar, dass die beheizte Platte 10 keinen ausgesparten Abschnitt 18 aufweist, wobei in diesem Fall der ausgesparte Abschnitt des Rahmenelements 50 verwendet werden kann, um die Bewegung der Überzugabdeckung zu beschränken. In beiden Ausführungsformen können das Rahmenelement 50 und die Überzugabdeckung 40 miteinander befestigt werden, um eine einzelne Rahmenelement-/Überzugabdeckung-Anordnung auszubilden, die sodann an die beheizte Platte 10 angebracht werden kann, wie dies hierin beschrieben wird oder mittels irgendwelcher anderer Mittel, die für ein Anbringen an die beheizte Platte 10 geeignet sind.
  • 4 zeigt eine Draufsicht der beheizten Platte 10, wobei von oben auf die Oberseite 14 herabgeschaut wird. Wie sich 4 entnehmen lässt, kann die beheizte Platte 10 um den Umfang der Aussparung 18 einen oder mehrere Reliefbereiche 24 umfassen. Die Reliefbereiche 24 können bereitgestellt sein, um einen einfacheren Zugang zu einer Kante 42 oder Ecke 44 der Überzugabdeckung 40 zu erlauben, so dass die Überzugabdeckung 40 einfacher von dem ausgesparten Bereich 18 entfernt werden kann. Obgleich die Reliefbereiche 24 in der Figur eine Halbkreisform aufweisen, können diese Reliefbereiche jede beliebige Form aufweisen, die dazu geeignet ist, den Zugang zu der Kante 42 oder Ecke 44 der Überzugabdeckung 40 zu ermöglichen.
  • Die Überzugabdeckung 40 kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden, das die Übertragung von Strahlung, wie beispielsweise Licht, durch die optischen Öffnungen 12 und in die biologischen Proben (nicht dargestellt) ermöglicht. Beispielsweise kann die Überzugabdeckung 40 aus Glas oder Kunststoff bestehen. Die Überzugabdeckung 40 kann ebenso aus einem lichtdurchlässigen Folienmaterial hergestellt werden, das auf eine geeignete Größe zugeschnitten werden kann, um über die optischen Öffnungen zu passen, wie dies erwünscht wird. Da vertikaler Raum oder "Kopfraum" in PCR-Vorrichtungen oftmals beschränkt ist, kann es wünschenswert sein, eine Überzugabdeckung mit einer verhältnismäßig geringen Dicke zu haben. In bestimmten Ausführungsformen kann die Dicke der Überzugabdeckung in dem Bereich von 0,5 mm oder weniger liegen. In einem solchen Fall kann die Aussparung 18 tief genug sein, um zu ermöglichen, dass die Überzugabdeckung 40 vollständig unterhalb der Oberseite 14 der beheizten Platte 10 oder bündig mit der Oberfläche 14 ruht.
  • Es kann jedoch ebenso wünschenswert sein, eine dickere Überzugabdeckung zu verwenden, die für ein Abrunden, Abschrägen oder eine anderweitige Abstumpfung von irgendwelchen möglicherweise scharfen Kanten der Überzugabdeckung 40 geeignet ist. Darüber hinaus kann eine dickere Überzugabdeckung haltbarer als eine dünnere sein.
  • Andere geeignete Materialien für die Überzugabdeckung 40 umfassen klare, nicht fluoreszierende Polycarbonate, wie beispielsweise LEXAN. Es kann wünschenswert sein, eine ein wenig dickere Abdeckung bereitzustellen, wenn diese aus einem Polycarbonat oder einem anderen vergleichbaren Material hergestellt ist, und zwar aufgrund der Fluoreszenzneigung bei geringen Dicken. Es kann beispielsweise wünschenswert sein, eine Überzugabdeckung aus LEXAN mit einer Dicke in dem Bereich von etwa 0,6 bis 3,2 mm zu haben. Andere Materialien sind ebenso für die Verwendung als Überzugabdeckung 40 vorstellbar, die dazu geeignet sind, die Betriebstemperaturen auszuhalten, die mit der beheizten Platte erreicht werden.
  • Um das Ansammeln von Staub durch die Überzugabdeckung 40 weiter zu vermindern, kann ein Dichtungsring oder ein anderer Typ eines Dichtungselements (nicht gezeigt) zwischen der beheizten Platte 10 und der Überzugabdeckung 40 bereitgestellt sein. Ein derartiger Dichtungsring kann dem vorstehend beschriebenen Dichtungsring ähneln, wobei dieser um die Kanten 42 der Überzugabdeckung 40 bereitgestellt sein kann, um eine Druckpassung bereitzustellen, oder der Dichtungsring kann sandwichartig zwischen der Seite der Überzugabdeckung 40, die den optischen Öffnungen 12 zugewandt ist, und der Seite der beheizten Platte 10 in dem Bereich angeordnet sein, der die Anordnung von optischen Öffnungen 12 umgibt. Dieser Dichtungsring oder O-Ring kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, das für derartige Dichtungsringe verwendet wird. Die Abdichtung könnte außerdem ein hitzebeständiges Material umfassen, das für den Betriebstemperaturbereich der beheizten Platte geeignet ist, das in viskoser Form um den Umfang der Vielzahl von Öffnungen aufgebracht werden könnte, was zu einer Abdichtung aushärten würde, die sodann an die beheizte Platte 10 befestigt werden würde. Die Abdichtung/der Dichtungsring könnte beispielsweise aus Neopren, Buma-N, Viton, Teflon, Kalrez, Silikon oder aus einem anderen ähnlichen Material hergestellt werden, das für die Verwendung in einer PCR-Umgebung geeignet ist. Diese Abdichtung könnte ebenso alternativ zu der Überzugabdeckung 40 aufgebracht werden. Dieser Dichtungsring oder dieses Abdichtungselement, der bzw. das zwischen der beheizten Platte 10 und der Überzugabdeckung 40 angeordnet ist, kann somit eine zusätzliche Barriere für Verunreinigungen bereitstellen, die die optischen Öffnungen 12 verstopfen können. Diese Barriere kann ebenso als eine im Wesentlichen luftdichte Abdichtung bereitgestellt sein.
  • Wie vorstehend erwähnt, kann der Wärmeverlust durch die optischen Öffnungen in der beheizten Platte bei herkömmlichen Vorrichtungen ein Problem darstellen. Ein zusätzlicher Vorteil der hierin beschriebenen Überzugabdeckung besteht darin, dass diese außerdem die Aufwärmzeit reduzieren kann, die erforderlich ist, um die Temperatur der beheizten Platte von der Umgebungstemperatur auf eine gewünschte Betriebstemperatur anzuheben. Gemäß einem nicht beschränkenden Beispiel kann die hierin beschriebene Überzugabdeckung die Aufwärmzeit auf eine Betriebstemperatur von 103°C um beispielsweise nahezu 50% reduzieren.
  • Wie sich 7 entnehmen lässt, ist die beheizte Plattenanordnung 5 in Position in einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung für biologische Tests 100 dargestellt. Die Testvorrichtung 100 umfasst in dieser beispielhaften Ausführungsform eine optische Detektionsvorrichtung 110, beispielsweise eine CCD-Kamera, eine Lichtquelle 112, eine Linse 114, die beheizte Plattenanordnung 5, den Probenblock 116 und die Probenvertiefungsschale 118. Die Probenvertiefungsschale 118 umfasst eine Vielzahl von Probenvertiefungen 120 für die Aufnahme von Proben 122. Im Betrieb tritt Licht, das von der Lichtquelle 112 emittiert wird, in Wechselwirkung mit den Proben 122. Licht, das emittiert wird und/oder von den Proben 122 reflektiert wird, bewegt sich sodann durch die optischen Öffnungen 12 und tritt durch die Überzugabdeckung 40 durch. Das Licht kann sodann fokussiert und/oder kollimiert werden, und zwar beispielsweise durch eine Linse 114, bevor dieses durch die Detektionsvorrichtung 110 empfangen wird. Weitere Beispiele für Vorrichtungen für biologische Tests, die in Verbindung mit der beheizten Platte 5 verwendet werden können, werden in einer oder mehreren der Druckschriften beschrieben, auf die hierin Bezug genommen worden ist. Die beheizte Platte 5 kann ebenso für andere als die in 7 dargestellte Testvorrichtung geeignet sein.
  • Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele lediglich beispielhaft sind.

Claims (26)

  1. Beheizte Plattenanordnung für die Verwendung in einer biologischen Testvorrichtung, umfassend: eine beheizte Platte (10), die eine Vielzahl von optischen Öffnungen (12) definiert, wobei die optischen Öffnungen ausgestaltet sind, Strahlung zu ermöglichen, durch die beheizte Platte durchzutreten, wobei die beheizte Platte eine erste Seite aufweist, die ausgestaltet ist, einer Vielzahl von Probenvertiefungen abgewandt zu sein, sowie eine zweite Seite, die ausgestaltet ist, der Vielzahl von Probenvertiefungen zugewandt zu sein, eine lichtdurchlässige Überzugabdeckung (40), die ausgestaltet ist, wenigstens eine der Öffnungen der Vielzahl von optischen Öffnungen auf der ersten Seite der beheizten Platte abzudecken, sowie Mittel (50, 52) zum Halten der Überzugabdeckung über der wenigstens einen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen.
  2. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Halten einen ausgesparten Abschnitt umfassen, der durch die beheizte Platte definiert wird, wobei ein Teil der beheizten Platte, der den ausgesparten Abschnitt definiert, ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung zu umgeben und zu halten.
  3. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 2, wobei eine Oberfläche der Überzugabdeckung im Wesentlichen mit einer Oberfläche der beheizten Platte abschließt, wenn die Überzugabdeckung in dem ausgesparten Abschnitt der beheizten Platte angeordnet ist.
  4. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 2, wobei die Mittel zum Halten ein Rahmenelement umfassen, das ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung über der wenigstens einen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen zu halten.
  5. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 4, wobei das Rahmenelement entfernbar an die beheizte Platte angebracht werden kann.
  6. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 4, wobei das Rahmenelement ferner einen ausgesparten Abschnitt umfasst, der ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung in einer erwünschten Beziehung mit der beheizten Platte zu halten.
  7. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 4, wobei das Rahmenelement aus Walzblech besteht.
  8. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 4, wobei das Rahmenelement eine Vielzahl von Löchern zum Anbringen des Rahmenelements an die beheizte Platte definiert.
  9. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Halten der Überzugabdeckung über der wenigstens einen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen eine Befestigungsvorrichtung umfassen.
  10. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 9, wobei die Befestigungsvorrichtung einen ausgesparten Abschnitt umfasst, der durch die beheizte Platte definiert wird und ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung über wenigstens einer Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen in Position zu halten.
  11. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 10, wobei die Befestigungsvorrichtung ferner ein Rahmenelement umfasst, das ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung innerhalb des ausgesparten Abschnitts zu halten.
  12. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 9, wobei die Befestigungsvorrichtung ein Rahmenelement umfasst, das ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung über wenigstens einer Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen in Position zu halten.
  13. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 11, wobei das Rahmenelement einen ausgesparten Abschnitt definiert, der ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung zu umgeben und diese über der wenigstens einen Öffnung der Vielzahl von offenen Öffnungen in Position zu halten.
  14. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 12, wobei das Rahmenelement einen ausgesparten Abschnitt definiert, der ausgestaltet ist, die Überzugabdeckung zu umgeben und diese über der wenigstens einen Öffnung der Vielzahl von optischen Öffnungen in Position zu halten.
  15. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 13, wobei die beheizte Plattenanordnung ferner ein Abdichtungselement umfasst, das zwischen einer Oberfläche der Überzugabdeckung, die der Vielzahl von optischen Öffnungen zugewandt ist, und einem Bereich der Oberfläche der beheizten Platte positioniert ist, die die Vielzahl von optischen Öffnungen umgibt.
  16. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 14, wobei die beheizte Plattenanordnung ferner ein Abdichtungselement umfasst, das zwischen einer Oberfläche der Überzugabdeckung, die der Vielzahl von optischen Öffnungen zugewandt ist, und einem Bereich der Oberfläche der beheizten Platte positioniert ist, die die Vielzahl von optischen Öffnungen umgibt.
  17. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 10, wobei die Befestigungsvorrichtung ferner ein Abdichtungselement umfasst, das ausgestaltet ist, eine Druckpassung zwischen der Überzugabdeckung und der beheizten Platte bereitzustellen.
  18. Beheizte Plattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Überzugabdeckung aus Glas besteht.
  19. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 18, wobei die Überzugabdeckung eine Dicke von ungefähr 0,5 mm oder weniger aufweist.
  20. Beheizte Plattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Überzugabdeckung aus einem nicht-fluoreszierenden, klaren Polycarbonat besteht.
  21. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 20, wobei die Überzugabdeckung eine Dicke von ungefähr 0,6 mm bis ungefähr 3,2 mm aufweist.
  22. Beheizte Plattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Überzugabdeckung an die beheizte Platte angebracht ist.
  23. Beheizte Plattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei ferner ein Dichtungsring zwischen der Überzugabdeckung und der beheizten Platte umfasst wird.
  24. Beheizte Plattenanordnung nach Anspruch 23, wobei der Dichtungsring zwischen einer äußeren Kante der Überzugabdeckung und der beheizten Platte angeordnet ist.
  25. Beheizte Plattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei ferner ein Dichtungsring umfasst wird, der zwischen einer Oberfläche der Überzugabdeckung, die der Vielzahl von optischen Öffnungen zugewandt ist, und einem Bereich der Oberfläche der beheizten Platte positioniert ist, die die Vielzahl von optischen Öffnungen umgibt.
  26. Beheizte Plattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die beheizte Platte 4, 8, 12, 24, 48, 96, 384 oder 1536 optische Öffnungen definiert.
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