DE69825591T2

DE69825591T2 - System und herstellungsverfahren für kleinvolumige übertragungselemente

Info

Publication number: DE69825591T2
Application number: DE69825591T
Authority: DE
Inventors: William Birch; Alain Carre; Eric Francois
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1998-06-01
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2018-06-02
Also published as: US6303387B1; EP0996504A4; DE69825591D1; CN1260737A; WO1998057747A1; EP0996504B1; JP2002508704A; EP0996504A1; CA2288984A1; US6051190A

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen und zur Abgabe geringer Flüssigkeitsmengen, besonders geeignet im Kontext biologischer oder chemischer Analysen und für ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung.
Technischer Hintergrund der Erfindung
Während der Durchführung von Tests oder Kulturen an biologischen Molekülen oder Zellkulturen werden derzeit gewöhnlich Platten benutzt, die aus thermoplastischem Material, z.B. Polycarbonat oder Polystyrol gegossen sind. Gewöhnlich besitzt die Multiwell- bzw. Multivertiefungsplatte, die benutzt wird, die Abmessungen von ungefähr 80 × 125 mm, und die Wells bzw. Vertiefungen besitzen einen Durchmesser von 8 mm. Diese Abmessungen sind in der Industrie genormt aufgrund der großen Vielfalt von Vorrichtungen, die für automatische Analysen entwickelt wurden. Die Vertiefungen dieser Platten sind oft mit einer Ansammlung von Pipetten gefüllt, welche manuell oder durch eine robotisierte Vorrichtung angeordnet sind. Die Proben des in den Vertiefungen gebildeten Produkts werden zum Beispiel mit Hilfe einer Ansammlung von Nadeln bzw. Stiften aus rostfreiem Stahl bzw. Edelstahl oder mit Spitzen aus Kunststoffmaterial gesammelt, die in den Vertiefungen eingebettet sind.
Vorausgesetzt, dass es wünschenswert ist, eine große Anzahl von Analysen auf einer einzelnen Platte durchzuführen, steigt der Gebrauch von Platten, die eine steigende große Anzahl von Vertiefungen pro Platte besitzen. Eine ansteigende große Anzahl von Vertiefungen auf derselben standardisierten Platte ergibt Vertiefungen mit sehr geringem Volumen, somit ist es dann notwendig, Werkzeuge zur Verfügung zu haben, die es ermöglichen, sehr geringe Flüssigkeitsmengen zu übertragen. Es existieren viele Vorrichtungen zum Übertragen von Flüssigkeiten in geringen Dosierungen in einem Bereich von Mengen von einem Milliliter bis Bruchteilen von einem Milliliter. Derzeitige Entwicklungen mit Einfluss auf Multivertiefungsplatten beinhalten Fortschritt in Bezug auf Mikroloch- und Mikroplatten- Technologie, es ist zum Beispiel möglich, bis zu 10.000 Vertiefungen pro Quadratzentimeter zu haben (siehe besonders US S.N. 08/747,425). Diese Vertiefungen sind getrennt durch einen Abstand von ungefähr 100 μm, jede Vertiefung hat eine Tiefe von 15 bis 30 μm und einen Durchmesser von 20 bis 50 μm. Um Tests mit Hilfe dieser Mikroplatten durchzuführen ist es notwendig in der Lage zu sein, genaue Übertragungen von Flüssigkeitsmengen im Bereich von einem Tausendstel bis Millionstel eines Kubikmillimeters durchzuführen; mit Übertragungen auf und von solchen Mikrolöchern. Klassische Mikrospritzen sind nicht in der Lage derartig geringe Mengen zu verarbeiten; daher ist es notwendig, Vorrichtungen zur Bearbeitung von Flüssigkeiten zu schaffen, welche auf eine grundlegend neuartige Weise erdacht sind.
Es gibt derzeit ein Werkzeug zu kaufen, welches eine Matrize von rostfreien Stahlnadeln aufweist, welche angeordnet sind, so dass jeder Stift mit einer Vertiefung einer 96-Vertiefungsplatte fluchtet. Ein Tropfen heftet sich an einen einzelnen Stift unter der Wirkung der Oberflächenspannungskraft an und kann dann übertragen werden. Das Werkzeug besitzt 30 Präzisionsführungen, welche zur Bestimmung der abgegebenen Menge in der Nähe ihrer Spitze in die Stifte geschnitten sind. Diese Stifte bzw. Nadeln werden angeboten mit der Eignung zur Abgabe von Mengen von lmm³ und größer auf Vertiefungen oder Membranoberflächen.
Mikrospritzen benützen einen Flüssigkeitsbehälter, welcher ein Kapillarrohr (oder Flüssigkeitskammer) und einen Kolben zum Abgeben der Flüssigkeit durch Ausdrücken durch eine Nadel aufweist. Ein derartiges System ist nicht geeignet für die Übertragung von Flüssigkeitsmengen in der Größenordnung von einem Tausendstel bis einem Millionstel eines Kubikmillimeters.
Es wäre wünschenswert ein Verfahren zur Verfügung zu haben für die Übertragung und Abgabe von Mengen in der Größenordnung von einem Tausendstel bis einem Millionstel eines Kubikmillimeters in Mikrovertiefungen einer Mikroplatte mit einer guten Reproduzierbarkeit. (Es wird hier um das Lesen des vorliegenden Textes zu vereinfachen darauf hingewiesen, dass 1mm³ = 1μl= 10^–61). Die Erfindung betrifft sowohl ein derartiges Verfahren der Übertragung und des Ablegens eines Tropfens, besonders aus biologischem Material oder aus einem Reagent auf eine Oberfläche oder in eine Vertiefung oder eine Mulde, als auch das dem Verfahren zugehörige Werkzeug.
Es wäre auch wünschenswert ein Verfahren zu haben zur Herstellung eines Werkzeugs zum Übertragen und Ablegen von Mengen der Größenordnung von einem Tausendstel bis einem Millionstel eines Kubikmillimeters in Mikrovertiefungen einer Mikroplatte. Die Erfindung betrifft sowohl ein derartiges Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges zum Übertragen und, Ablegen eines Tropfens, besonders aus biologischem Material oder aus einem Reagent auf eine Oberfläche oder in eine Vertiefung oder eine Mulde, als auch das aus dem Verfahren hervorgehende Werkzeug.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung benützt die Spitze einer massiven Faser oder Stabes zum Ablegen mikroskopischer Tropfen, welche ein Volumen zwischen einem Tausendstel und einem Millionstel eines Kubikmillimeters besitzen. Der Gebrauch eines Stabes oder einer Faser, welche gesteuerte Benetzungs- und Nichtbenetzungseigenschaften aufweist ermöglicht eine einfache Abgabe von präzise gesteuerten Flüssigkeitsmengen von wenigen Kubikmillimetern bis zu einem Millionstel eines Kubikmillimeters und weniger. Der Antragsteller hat herausgefunden, dass im Falle eines nicht benetzenden Stabes, der eine benetzende Spitze besitzt das Volumen eines Flüssigkeitstropfens, welcher durch das Eintauchen des Stabes in einen Flüssigkeitsbehälter gebildet ist konstant und reproduzierbar ist. Das Volumen des Tropfens kann durch die Größe des Querschnitts der unteren Fläche des Stabes gesteuert werden. Je größer diese Größe ist, desto größer ist das Volumen des Tropfens, der von der Spitze angehängt werden kann. Eine geringe zusätzliche Steuerung der Flüssigkeitsmenge, die an die Nadel abgelegt ist kann durch Variation der Tiefe, der Geschwindigkeit des Eintauchens und/oder Entfernen der Nadel erreicht werden. Der Durchmesser des Querschnitts der unteren Fläche des Stabes (Durchmesser des Stabes, bei Hypothese eines zylindrischen Stabes) ist vorzugsweise geringer als die kapillare Länge der Flüssigkeit oder in der Größenordnung dieser Länge. Tropfen, die kleiner sind als ein Kubikmillimeter, hergestellt mit einem Querschnittsdurchmesser der unteren Fläche des Stabes sehr viel kleiner als die kapillare Länge der Flüssigkeit, erfahren keine bedeutenden Einflüsse aufgrund der Schwerkraft.
Daher ist das Ziel der vorligenden Erfindung ein Flüssigkeitsübertragungswerkzeug wie in Anspruch 11 definiert, welches es ermöglicht, eine Flüssigkeitsmenge von wenigen Kubikmillimetern bis zu weniger als einem Kubikmillimeter in eine Vertiefung oder auf eine Substratfläche abzugeben (zu dieser Übertragung steht üblicherweise die Verteilung der Flüssigkeit in Zusammenhang, aber dieser Zusammenhang ist dennoch nicht unausweichlich. Der Tropfen kann an der Spitze des Stabes für das Ende der Analyse getrocknet werden: siehe später). Das Übertragungswerkzeug weist charakteristischer Weise folgendes auf:

– mindestens einen Stab mit einer benetzenden Spitze eines vorbestimmten Durchmessers und mindestens einer nicht benetzenden Seite, und
– einen Halterungsaufbau für den Stab.

Der Stab besitzt vorzugsweise seine benetzende Extremität oder Spitze und seine nicht benetzende Seite(n). Vorzugsweise ist dies ein Stab mit konstantem Durchmesser, insbesondere ein Stab in Form eines Zylinders; der Radius seines kreisförmigen Durchmessers ist hauptsächlich zwischen 2 mm und 1 μm mit dem Ergebnis, dass der Durchmesser des kreisförmigen Durchmessers kleiner oder gleich zu der kapillaren Länge der Flüssigkeit ist.
Entsprechend den bevorzugten Ausführungsformen gilt folgendes:

– das Werkzeug der vorliegenden Erfindung besitzt mehrere Stäbe, deren Anordnung und Trennung derart ausgeführt sind, dass sie mit den Vertiefungen fluchten, die auf einer Platte mit mehreren Vertiefungen verteilt sind;
– sein (e) Stab (Stäbe ist (sind) aus Metall, Keramik, Glas, Polymer oder aus zusammengesetztem Material;
– die Spitze seines(r) Stabes (Stäbe) ist Wasser anziehend und die Seitenfläche des(r) Stabes (Stäbe) ist Wasser abstoßend ausgebildet oder die Spitze seines(r) Stabes (Stäbe) ist Öl anziehend und die Seitenfläche des(r) Stabes (Stäbe) ist Öl abstoßend ausgebildet;
– die Spitze seines(r) Stabes (Stäbe) ist überzogen mit einem Material, das keine biologischen Materialien anhaftet.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist der Gebrauch des Übertragungswerkzeuges, nämlich Verfahren der Übertragung und Verteilung von geringen Flüssigkeitsmengen (von wenigen Kubikmillimetern bis zu weniger als einem Kubikmillimeter), wie in Anspruch 1 definiert.
Bei den Verfahren gilt folgendes:

– ein Übertragungswerkzeug steht zur Verfügung, welches zumindest einen Stab besitzt, dessen untere Fläche eines bestimmten Querschnitts benetzend ist und von welchem mindestens eine Seitenfläche nicht benetzend ist;
– der Stab wird in einen flüssigkeitsenthaltenden Behälter für eine bestimmte Zeitspanne und bis zu einer bestimmten Tiefe eingetaucht;
– der Stab wird aus diesem Behälter entfernt, so dass ein Flüssigkeitstropfen an der unteren Fläche des Stabes festgehalten wird;
– der Stab wird über einem Rezaptormittel positiniert, und
– der Tropfen wird mit Kontakt zu der Oberfläche des Rezeptormittels platziert; (Kontext der Ablage der Flüssigkeit in ein Rezeptormittel); oder
– ein Übertragungswerkzeug steht zur Verfügung, welches zumindest einen Stab besitzt, dessen untere Fläche eines bestimmten Querschnitts benetzend ist und von welchem mindestens eine Seitenfläche nicht benetzend ist;
– der Stab wird in die Vertiefung (einer Multivertiefungsplatte), welche die Flüssigkeit enthält für eine bestimmte Zeitspanne und bis zu einer bestimmten Tiefe eingetaucht;
– der Stab wird aus der Vertiefung entfernt, so dass ein Flüssigkeitstropfen an der unteren Fläche des Stabes festgehalten wird;
– der Stab wird über einem Rezeptorbehälter positioniert, und
– der Tropfen wird mit Kontakt zu der Oberfläche des Rezeptorbehälters platziert; (Kontext der Flüssigkeitsentfernung von einer Vertiefung einer Multivertiefungsplatte).

Es wird bereits verständlich sein, dass in dem ersten Kontext das Rezeptormittel vorzugsweise eine Multivertiefungsplatte ist und dass daher in diesem Kontext der entfernte Tropfen vorzugsweise mit Kontakt zu einer inneren Fläche einer
Vertiefung der Multivertiefungsplatte plaziert wird. Die innere Fläche der Vertiefung ist vorzugsweise benetzend ausgebildet.
Im zweiten Kontext im Kontext einer Ausführungsvariante gibt es ebenfalls die innere Fläche der Vertiefung, welche benetzend ausgebildet ist.
Generell, in dem einem oder anderen Kontext ist das Verfahren vorzugsweise ausgeführt:

– mit einem Übertragungswerkzeug, das mehrere Stäbe besitzt, die angeordnet und getrennt sind, so dass sie mit den Vertiefungen fluchten, die auf einer Multivertiefungsplatte verteilt sind;
– unter folgenden Bedingungen: + die Tiefe des Eintauchens des Stabes ist mindestens gleich bis zweimal dem Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts der unteren Fläche des Stabes; + die Zeitspanne des Eintauchens des Stabes entspricht einer Zeitspanne, welche ausreichend ist, um es der Flüssigkeit zu ermöglichen, eine Gleichgewichtskonfiguration oder fast ein Gleichgewicht an der unteren Fläche zu erreichen (das Maximum von Flüssigkeit ist somit aufgenommen); + der Stab ist zylindrisch und der Radius seines kreisförmigen Querschnitts liegt zwischen 2mm und 1 μm; + die untere Fläche des Stabes ist Wasser anziehend und die Seitenfläche des Stabes ist Wasser abstoßend ausgebildet oder die untere Fläche des Stabes ist Öl anziehend und die Seitenfläche des Stabes ist Öl abstoßend ausgebildet.

Die Werkzeuge und das Verfahren der Erfindung sind insbesondere effizient beim Gewährleisten der Übertragung von Flüssigkeitsmengen, deren Volumen geringer als ungefähr 2 mm³ ist.
Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren ein Übertragungswerkzeug herzustellen für die Übertragung und Verteilung geringer Flüssigkeitsvolumina (von wenigen Kubikmillimetern bis zu weniger als einem Kubikmillimeter), wie in Anspruch 20 definiert.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen zur Erläuterung weiterer Vorteile und Merkmale beschrieben., wobei folgendes gilt:
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine Querschnittsansicht einer Nadel entsprechend der Erfindung und ein Flüssigkeitstropfen, der daran angehaftet ist;
2 ist eine Querschnittsansicht eines Übertragungs- und Verteilungswerkzeugs der Erfindung, welches beim Ausführen des Verfahrens der Erfindung benutzt werden kann;
3 ist eine Querschnittsansicht eines Übertragungswerkzeugs, welches in Kontakt mit einer Multivertiefungsplatte steht und welches Flüssigkeitstropfen in die Vertiefungen abgibt;
4 stellt eine Serie von Fotos derselben Nadel dar, vor und nach 5 aufeinanderfolgenden Verteilungen von Flüssigkeit;
5 ist ein Graph, welcher die Variation des Volumens, das auf eine benetzend ausgebildete Oberfläche verteilt wurde als Funktion des Radius des Stabes anzeigt, in dem Fall eines Übertragungsstabes entsprechend der Erfindung;
6 ist ein Graph, welcher die Variation des Volumens, das auf eine nicht benetzend ausgebildete Oberfläche verteilt wurde als Funktion des Radius des Stabes anzeigt, in dem Fall eines Übertragungsstabes entsprechend der Erfindung;
7 ist eine Perspektivansicht eines Spritzgusswerkzeugs zum Gebrauch in der Herstellung eines Übertragungswerkzeugs entsprechend der Erfindung;
8A ist eine Querschnittsansicht des Spritzgusswerkzeugs zum Gebrauch in der Herstellung eines Übertragungswerkzeugs entsprechend der Erfindung;
88 ist eine Querschnittsansicht des in 8A gezeigten Spritzgusswerkzeugs mit der abnehmbaren Abdeckung, die an eine Fläche des Spritzgusswerkzeugs befestigt ist;
8C ist eine Querschnittsansicht des in 8B gezeigten Spritzgusswerkzeugs, das mit einem nicht benetzende Eigenschaften aufweisenden Material gefüllt ist, um das Übertragungswerkzeug zu bilden;
8D ist eine Querschnittsansicht des Spritzgusswerkzeugs, das mit dem nicht benetzende Eigenschaften aufweisenden Material gefüllt ist mit der abgenommenen Abdeckung; und
8E ist eine Querschnittsansicht des resultierenden Übertragungswerkzeugs.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung basiert auf dem Gebrauch eines oder mehrerer Stäbe. Der Begriff „Stab" meint jedes Glas, Metall, Polymer, Keramik oder zusammengesetztes Material, das die Form einer Nadel, eines Stabes oder einer Faser besitzt. Üblicherweise ist ein solcher Stab zylindrisch und besitzt einen kreisförmigen Querschnitt mit konstantem Radius R. Es wird jedoch im Kontext der Erfindung nicht ausgeschlossen, dass der Stab einen nichtkreisförmigen Querschnitt (oval, mehreckig,...) und/oder einen variablen Querschnitt entsprechend seiner Höhe besitzt. Die Glas- oder aus zusammengesetztem Material gebildeten Stäbe werden so behandelt, so dass sie nicht durch die übertragene Flüssigkeit benetzbar sind. Wird zum Beispiel eine auf Wasser basierende Flüssigkeit übertragen, wird die äußere Oberfläche der Stäbe behandelt, so dass Wasser abstoßend wird. Wird ein organisches Lösungsmittel oder eine auf Öl basierende Flüssigkeit übertragen, wird die äußere Oberfläche des Stabes behandelt, so dass sie Öl abstoßend wird, außer wenn das Material derart ist, dass seine Oberfläche bereits Öl abstoßend ist. In diesem Fall ist keine Behandlung des Stabes notwendig.
1 zeigt die Spitze eines Stabes 10 entsprechend der Erfindung im Querschnitt. Der Stab 10 besitzt eine benetzbare Spitze 12 und nicht benetzbare Seiten 14. Ein Flüssigkeitstropfen 16 ist an die benetzbare Spitze 12 angeheftet. Die benetzbare Spitze oder untere Fläche 12 ist Wasser anziehend.
Die nicht benetzende Eigenschaft der Seiten und die benetzende Eigenschaft der Spitze können auf eine Vielzahl von Wegen und durch Benutzung vieler verschidener Techniken erreicht werden. Einige der Techniken sind die folgenden: 1)Überziehen eines gesamten Stabes und Ankleben des Stabes, 2) Überziehen des gesamten Stabes und Polieren oder Abschleifen seines Endes, 3) Überziehen des gesamten Stabes, Abschneiden oder Polieren des Endes und Aufbringen eines Überzuges auf die bloßgelegte Spitze mit Hilfe eines Stempels oder durch Kontaktieren der bloßgelegten Spitze mit einem Oberflächenüberzug auf einem Substrat, 4) Aschneiden oder Polieren des Endes eines Stabes, Kontaktieren des Endes mit einem dünnen Polymerfilm oder einem anderen nicht durchlässigen Film oder Substrat und Überziehen der Seiten des Stabes durch die erforderliche Wasser abstoßende oder Öl anziehende Behandlung, und 5) einfaches Abschneiden, Polieren, Abschleifen oder Überziehen der Spitze eines Stabes, welcher an sich die gewünschten oder erforderlichen Wasser abstoßenden oder Öl abstoßenden Eigenschaften besitzt.
Als nicht begrenzendes Beispiel kann die Behandlung für nicht benetzende Eigenschaften aus einem Überziehen eines Glasstabes bestehen. Der Überzug kann erzeugt werden durch Eintauchen eines sauberen Stabes in eine Lösung von Perfluorodecyltrichlorosilane in einem organischen Lösungsmittel. Ein Liter der Lösung wird erreicht durch Mischen von 2 cm³ von Perfluorodecyltrichlorosilane in eine Mischung von 700 cm³ von getrocknetem Kerosin und 300 cm³ von Dichloromethan. Der resultierende Überzug besitzt eine sehr geringe Oberflächenergie und ist nicht benetzbar durch die meisten Flüssigkeiten. Ein anderer einfaches Verfahren des Überziehens des Glases mit Perfluorosilanen wie zum Beispiel Perfluorodecyltrichlorosilane besteht im Aussetzen des Glases an Silandämpfe. Entsprechend dieser Behandlung wird die Spitze des Stabes abgeschnitten oder abgetrennt, um eine reine, unbehandelte untere Fläche an seiner Spitze bloßzulegen. Diese unbehandelte Fläche kann benetzt werden, während die Seiten des Stabes überzogen und somit unbenezbar bleiben. Wird der Stab in einen Flüssigkeitsbehälter eingetaucht ist nur seine Spitze durch die Flüssigkeit benetzba. Wird der Stab aus dem Behälter herausgezogen heftet eine halbkugelförmige Haube (Tropfen) durch Oberflächenspannung nur an der benetzbaren Oberfläche an, die bloßgelegt wurde, wie in 1 gezeigt.
Das Volumen der Flüssigkeit, die an der Spitze des Stabes aufgenommen wurde ist reproduzierbar und hängt ein wenig von der Tiefe des Eintauchens des Stabes in den Behälter ab, vorausgesetzt, dass der Stab langsam genug aus der Flüssigkeit herausgezogen wurde, um es der Flüssigkeit zu ermöglichen, zu Fliessen und die Spitze des Stabes zu benetzen. Das Volumen des Flüssigkeitstropfens, der an der benetzbaren Spitze V_i anheftet ist im Wesentlichen eine Funktion des Radius des Stabes R. Solange die Tiefe des Flüssigkeitsbehälters mehrere Male größer ist als der Durchmesser der Stabes (mindestens gleich oder zweimal der Durchmesser), ist das Volumen der aufgenommenen Flüssigkeit an der Stabspitze unabhängig von der Tiefe des Flüssigkeitsbehälters.
Wird der Flüssigkeitstropfen auf ein Aufnahmematerial übertragen, das eine massive Oberfläche hat, wie eine Multivertiefungsplatte oder eine ebene Fläche und wenn der Tropfen in Kontakt mit der Oberfläche des Aufnahmematerials steht, wird annähernd 50% des Volumens des Tropfens auf die massive Oberfläche übertragen, wobei 50% des Volumens V_i an der Spitze des Stabes verbleiben.
Das Volumen einer gegebenen Flüssigkeit, die durch eine Nadel gegebener Größe auf eine gegebene, gleichmäßige, ebene benetzbare Fläche mit einer gegebenen Geschwindigkeit übertragen wird, wobei die Nadel rechtwinklig zu der Fläche steht und mit der Fläche in Kontakt kommt, ist konstant bei Abwesenheit von thermischen oder mechanischen Fluktuationen.
Der Bruchteil der Flüssigkeit die von einer Nadel mit benetzbarer Spitze auf eine benetzbare Fläche übertragen wird ist annähernd 50%. Dieser Wert kann um bis zu + 10 variieren, wenn die Nadel nicht in vollem Kontakt mit der Fläche steht, wenn die Kontaktgeschwindigkeit erhöht wird, oder wenn die Benetzungseigenschaften der Aufnahmefläche leicht variieren.
Oberflächen, die reproduzierbare Volumenübertragungen unter Gebrauch dieser Technik aufweisen beinhalten Gläser, Keramiken, Metalle und Polymere, mit Ausnahme der meisten Silikone und Fluorpolymeren. Im Falle von Oberflächen, die nicht durch die Flüssigkeit benetzt werden, sinkt die Übertragungsrate auf ungefähr 10% oder weniger. Es soll bemerkt werden, dass Flüssigkeitsübertragungen auf nicht benetzbare Oberflächen durchgeführt werden können, aber die Flüssigkeitsvolumenübertragung ist bedeutend geringer bei Übertragungen auf benetzbare Oberflächen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die geplant ist zur Übertragung von Flüssigkeitsvolumina zwischen einem Tausendstel und einem Millionstel eines Kubikmillimeters mit genauer Steuerung.
4 stellt eine Fotoserie eines Glasstabes mit einem Durchmesser von 125 μm (Radius von 62,5 μm) vor und nach 5 aufeinanderfolgenden Übertragungen 1, 2, 3, 4, 5 dar. Ein Volumen von 0,24 10^–3 mm³ von Tricresylphosphat wurde auf genaue Weise jedes Mal auf eine massive Fläche von Polyethylenterephthalat übertragen. Unter Beachtung der 4 sieht man, dass das Verfahren der Erfindung perfekt reproduzierbar ist und dass jedes Mal ungefähr die Hälfte des übertragenen Tropfens abgelegt wurde.
Die untere Tabelle zeigt den umgefähren Radius R des Stabes für eine Übertragung eines gegebenen V_m auf eine ebene Fläche oder in eine Mikrovertiefung auf einer Multivertiefungsplatte. Zwei massive Flächen werden beachtet, eine mittelgradig oder hochgradig benetzbar, gekennzeichnet V_m(A), und die andere, welche nicht durch die Flüssigkeit benetzt ist, zum Beispiel gebildet aus einem Silikon oder Fluorpolymer, gekennzeichnet V_m(B).
Es soll bemerkt werden, dass durch Änderung des Stabradius innerhalb eines Bereichs von 1mm – 9,3μm eine Übertragung von jedem Volumen auf eine benetzbare Fläche für alle Volumen zwischen 1,0 mm³ und 0,8 10^–6 mm³ (zwischen 1 μl und 0,8 pl) durchgeführt werden kann. Die Tabelle ist ein Leitfaden, welcher es ermöglicht, die Flüssigkeitsvolumina zu bestimmen, die durch die vorgegebene Vorrichtung entsprechend der Erfindung übertragen werden.
Ferner zeigt 5, dass das Verhältnis zwischen dem Stabradius und dem übertragenen Volumen V_m(A) logarithmisch linear ist. Die Linie wurde von den Ergebnissen der Tabelle gedruckt. Somit muss man einfach die 5 zu Rate ziehen, um den angemessenen Stabradius für eine gewünschte Volumenübertragung zu bestimmen. Für große Volumen über 1,0 mm³ ist es nötig, dass der Durchmesser des Stabes erhöht wird.
6 stellt die Beziehung zwischen dem Stabradius und dem übertragenen Volumen V_m(B) beim Übertragen auf eine nicht benetzbare Fläche dar. Wie in 5 ist die Beziehung immer noch linear, wenn man sie auf einer logarithmtschen Skala ausdruckt.
Es soll bemerkt werden, dass V_m leicht mit der Oberflächenspannung der Flüssigkeiten und ihrer Viskosität variieren kann. Eine Kalibrierung der Vorrichtung kann daher für die Abgabe genauer Volumina einer gegebenen Flüssigkeit erforderlich sein.
Hierbei soll daran erinnert werden, dass die Übertragungsvorrichtung nicht auf zylindrische Stäbe begrenzt ist. Die Stäbe können jegliche Querschnittsform besitzen, inklusive Rechtecken oder Quadraten. Stäbe ohne scharfe Kanten, zum Beispiel mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt werden bevorzugt, da herausgefunden wurde, dass sie die beste Volumenreproduzierbarkeit ermöglichen. Die Stäbe müssen jedoch keinen Querschnitt haben, der konstant über ihre gesamte Höhe verläuft.
Ferner, um ein großes Flüssigkeitsvolumen abzugeben, oder um eine gegebene Fläche zu bedecken, können auch mehrere Nadeln, die eine Matrize bilden benutzt werden.
Zusätzlich mit einfach konstruierten Halterungsvorrichtungen kann eine Matrize, die mehrere und parallele Stäbe aufweist geschaffen werden für die Übertragung von Tropfenmatrizen in Multivertiefungsplattenanordnungen. Vorzugsweise weist die Matrize mehrere Stäbe auf, die angeordnet und getrennt sind, so dass sie mit einer Ansammlung von Vertiefungen in einer Multivertiefungsplatte fluchten. 2 stellt den Querschnitt eines Flüssigkeitsübertragungswerkzeugs 18 dar, das eine Matrize von Stäben 10 besitzt, welche von einer Halterung 20 nach unten vorstehen. Jeder Stab 10 trägt einen Flüssigkeitstropfen 16. 3 stellt das Übertragungswerkzeug 18 dar, das über einer Platte 22, die Vertiefungen 24 besitzt herabgelassen ist. Jeder Stab 10 fluchtet mit einer entsprechenden Vertiefung 24. Vorzugsweise ist die Innenseite der Vertiefungen 24 benetzbar und die obere Fläche 26 der Platte 22 ist nicht benetzbar. Auf diese Weise wird der Tropfen 16 ausschließlich in eine entsprechende Vertiefung 16 gezogen und es gibt kein überquellen auf die Fläche der Platte. Das Werkzeug 18 wird zu dem Punkt herabgelassen, bei welchem jeder Tropfen 16 sich in Kontakt mit der Innenseite jeder entsprechenden Vertiefung 24 befindet. Annähernd 50 des Tropfenvolumens wird in die Vertiefung abgegeben. Das gleiche Verfahren kann auch andersherum benutzt werden (nicht gezeigt). Leere Stäbe eines Übertragungswerkzeugs werden in Vertiefungen einer Multivertiefungsplatte herabgelassen, die Flüssigkeit enthalten. Jeder Stab des Werkzeugs wird in die Flüssigkeit einer entsprechenden Vertiefung eingetaucht. Tropfen werden an die benetzbare Fläche jeder Stabspitze angeheftet, wenn die Stäbe aus der Vertiefung entfernt werden. Die Flüssigkeitstropfen werden dann in Kontaktierung mit der Fläche eines Aufnahmebehälters platziert, zum Beispiel einer zweiten Multivertiefungsplatte und annähernd 50% des Volumens eines jeden Tropfens wird abgegeben.
Es ist möglich ähnliche Ergebnisse wie die oben beschriebenen zu erreichen durch die Verwendung eines Stabes, der nicht benetzbar ist und durch Aufbringen eines benetzbaren Überzugs auf die Spitze des Stabes und die unteren Abschnitte der Seitenwände. Auf diese Weise können Stäbe des gleichen Durchmessers verschiedene Flüssigkeitsvolumina tragen, einfach als eine Funktion der Höhe der Aufbringung des benetzbaren Überzugs auf die Seitenwände des Stabes. Der Überzug kann aufgebracht werden durch Eintauchen des Stabes über eine bestimmte Strecke in eine Lösung, die eine molekulare Art enthält, die zum Beispiel abgelegt werden soll. Hiermit wird bemerkt, dass die Höhe der Aufbringung des Überzugs nicht wichtig ist. In jedem Fall bilden Stäbe dieser Art und ihr Gebrauch einen wesentlichen Teil des Kontext der vorliegenden Erfindung.
Es soll bemerkt werden, dass der Gebrauch einer Übertragung wie oben beschrieben auf andere Anwendungen erweitert werden kann. Zum Beispiel kann der volumetrisch quantifizierbare Tropfen an der Spitze des Stabes in einer Vielzahl von quantitativen Analysemethoden benutzt werden. Beispiele bekannter Tests, die auf diesem Rest durchgeführt werden können beinhalten kernmagnetische Resonanz; Massenspektralphotometrie, die Mikro Fourier- Transformation Infrarot, die Flugzeit und matrizenunterstütze Laserabsorption. Das Testen eines Rests von der Spitze einer Nadel oder eines Stabes ist bekannt, aber ein Vorteil des Gebrauchs eines Glasstabes als Träger für den Rest, ist zum Beispiel das Fehlen von Hintergrundkohlenstoff.
Ferner kann das Übertragungswerkzeug benutzt werden, um bekannte Volumina einer Flüssigkeit in eine miniaturisierte diagnostische Testvorrichtung abzugeben, wie die in der europäischen Patentanmeldung EP-A-381 501 beschriebene (eingeordnet unter der Nr. 90 301 061.9).
Zusätzlich kann die Stabspitze vorteilhafter Weise mit einem Überzog überzogen werden, welcher keine biologischen Moleküle anheftet, basierend zum Beispiel auf Polyethylenoxid oder Polyamid. Diese Art von Überzug dient dazu, die Absorption von biologischen Materialien wie Peptiden, Proteinen, Nucleinsäuren oder Zellen an die Fläche der Stabspitze zu verhindern.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Produkt, welches eine einzelne Nadel besitzt, die nicht benetzbare Seiten und eine benetzbare Spitze besitzt, die in einer Stift- ähnlichen strukturellen Halterung gehalten wird.
Die Pipettenanordnung kann in der Hand eines Benutzers gehalten werden. Auf dieselbe Art wie mit einem mechanischen Stift wird eine Nadel von der Halterungsanordnung durch einen Steuerhebel am Oberteil der Pipette ausgefahren. Nachdem die Nadel ausgefahren wurde führt eine Schneidekante einen frischen Schnitt der Nadelspitze durch und hinterlässt eine frisch bloßgelegte benetzbare Fläche. Auf diese Weise kann ein Benutzer eine einzelne Übertragung durchführen, die benutzte Spitze abschneiden und abwerfen und eine frische Spitze für nachfolgende Übertragungen bereit haben. Idealerweise wird eine derartige Vorrichtung für Übertragungen von Flüssigkeiten in einer Menge von weniger als oder gleich 2 mm³ verwendet, aber könnte sich auf größere Volumina ausweiten. Die Länge der Nadel sollte idealer Weise ausreichend sein, um den Boden einer 96- Multivertiefungsplatte oder Zentrifugenröhrchen zu erreichen.
Eine weitere Ausführungsform der handgehaltenen Pipette ist eine Stift- ähnliche Halterungsanordnung, welche ein Magazin von Nadeln verschiedener Durchmesser besitzt, die benetzbare Spitzen besitzen, welche abgegeben und ausgefahren werden durch einen Anzeigeanschlag, der fingergesteuert ist. Jede Volumenbestimmungsnadel ist vorzugsweise farbcodiert, ringcodiert oder größencodiert basierend auf dem Flüssigkeitsvolumen, das übertragen werden kann.
Eine weiter Ausführungsform der handgehaltenen Pipette ist eine Stift- ähnliche Halterungsanordnung, welche geeignet ist, Nadeln aus einer Ablage aufzunehmen und sie nachfolgend mit Hilfe eines Fingerhebels auszuwerfen.
Das beschriebene Handpipettensystem kann sich auf eine Matrize oder Reihe von Nadeln erweitern (und weist daher mehr als eine Pipette auf).
Mit Bezugnahme auf die 8A-8E wird ein Verfaren zur Erschaffung eines Werkzeugs für Flüssigkeitsbearbeitung und – übertragung für Miniatur- oder MikroMultivertiefungsplatten entsprechend der Erfindung beschrieben:
Zuerst wird das Material, das benutzt wird, um das Werkzeug herzustellen gemischt. In dieser besonderen Ausführungsform ist das Material ein Zwei- Komponenten Silikonkautschuk, welcher nicht benetzende Eigenschaften besitzt aufgrund seiner geringen Oberflächenspannung (∼20mNm^–1), obwohl jede Art von Material mit nicht benetzenden Eigenschaften verwendet werden könnte. In diesem besonderen Beispiel ist der benutzte Silikonkautschuk SYLGARD 184 von BASF, welcher mit einem Härtermittel im Verhältnis von 10 Gewichtsteilen des Härtermittels zu 100 Teilen von flüssigem Polymer gemischt wird. Andere Beispiele von anderen Silikonkautschukkandidaten beinhalten SYLGARD 182 von BASF oder RTV 630 oder 615 von General Electric Co.
Als nächstes wird das Spritzgusswerkzeug 30 zur Herstellung des Werkzeugs 20 wie in 7 und 8A-8D geschaffen. Das Spritzgusswerkzeug 30 ist eine Platte 32 mit einer Mehrzahl von Öffnungen 34, welche sich durch die Platte von einer Fläche 36 zu der gegenüberliegenden Fläche 38 der Platte 32 erstrecken. Der Durchmesser einer jeden Öffnung 34 ist gleich dem gewünschten Durchmesser der Nadeln und die Stärke der Platte 32 entspricht der geforderten Höhe der Nadeln, um ein Überlaufen des Kautschukwerkzeugs zu verhindern, wenn die Flüssigkeit aufgebracht wird. Die Platzierung der Öffnungen 34 in dem Spritzgusswerkzeug 30 entspricht der Platzierung der Vertiefungen der Miniatur- oder MikroMultivertiefungsplatte. In dieser besonderen Ausführungsform ist das Spritzgusswerkzeug 30 metallisch, wobei es aus anderen Materialien hergestellt werden könnte.
Als nächstes wird eine Fläche 38 des Spritzgusswerkzeugs 30 zeitweise mit einer abnehmbaren Abdeckung 40 wie in 8B gezeigt abgedeckt. In dieser besonderen Ausführungsform wird ein Klebeband bzw. -film verwendet, um die Öffnungen 34 auf der Fläche 38 abzudecken, wenngleich andere Materialien verwendet werden können, um die Öffnungen 34 zeitweise abzudecken.
Sind die Öffnungen 34 auf der Fläche 38 der Platte 32 blockiert wird das Material, in diesem besonderen Beispiel Silikonkautschuk in das Spritzgusswerkzeug 30 gegossen, wie in 8C gezeigt. Dem Material wird dann ermöglicht bei Zimmertemperatur für eine Zeitspanne auszuhärten, normalerweise in einem Bereich zwischen 15 und 60 Stunden. In dieser besonderen Ausführungsform wird der Kautschuk bei Zimmertemperatur, z.B. bei ungefähr 20°C bis 25°C über Nacht auszuhärten und wird dann bei 100°C für 1 Stunde nachgehärtet. Nachdem das Material ausgehärtet ist wird die abnehmbare Abdeckung 40 von dem Spritzgusswerkzeug 30 abgenommen, was die Deckfläche der Stäbe oder Nadeln 18 des Werkzeugs 20 bloßlegt, wie in 8D gezeigt. Die abnehmbare Abdeckung 40 kann auch entfernt werden, bevor der Kautschuk bei 100°C für 1 Stunde nachgehärtet wird.
Die bloßgelegte Deckfläche oder Spitzen der Stäbe 18 des Werkzeugs 20 werden dann chemisch oder physikalisch behandelt, um die Benetzungseigenschaften zu entwickeln. Da die anderen Abschnitte des Werkzeugs 20 noch in Kontakt mit dem Spritzgusswerkzeug 30 stehen, hat die Behandlung keinen Effekt auf diese Flächen. Als Beispiel kann die Deckfläche der Stifte 18 der Wirkung eines Sauerstoffplasmas ausgesetzt werden, gefolgt von chemischer Veredelung eines polaren Materials wie Silica, um die Benetzungseigenschaften zu entwickeln.
Wurde die Deckfläche der Stube 18 behandelt wird das Werkzeug 20 aus dem Spritzgusswerkzeug 30 entfernt und ist bereit für den Gebrauch, wie in 8E gezeigt. Ist es richtig hergestellt, sollte die Deckfläche der Stäbe 18 benetzbar sein und der Rest des Werkzeugs 20 sollte nicht benetzbar sein.
Ein illustratives und nicht begrenzendes Beispiel des Verfahrens der Herstellung eines Flüssigkeitsübertragungswerkzeugs entsprechend der Erfindung wird unten beschrieben:
In diesem besonderen Beispiel wurde ein Übertragungswerkzeug aus Kautschuk für eine Vertiefungsplatte (75 × 110 mm²) mit 384 Vertiefungen, von welchen jede Vertiefung einen Durchmesser von 1,8 mm besitzt hergestellt. Um dieses Werkzeug herzustellen wird zuerst eine rostfreie Stahlplatte benötigt, welche 1,8 mm stark ist und 384 Öffnungen mit einem 1,8 mm Durchmesser besitzt. Als nächstes wird eine Fläche der Metallplatte mit einem Klebepapier blockiert.
Währenddessen wird der Silikonkautschuk benutzt, um das Werkzeug 20 herzustellen, in diesem besonderen Beispiel wird er angesetzt von ungefähr 70g von einer polymerisierbaren SYLGARD 184- Mischung (flüssiges Polymer und Härtemittel). Ist der Silikonkautschuk vorbereitet, wird der Silikonkautschuk in die Platte gegossen. Der Silikonkautschuk wird darin zum Aushärten über Nacht bei Zimmertemperatur gelassen. Am Morgen wird das Klebepapier von dem Spritzgusswerkzeug abgezogen und der Silikon wird für 1 Stunde bei 100°C nachgehärtet.
Als nächstes wurden die Stift- bzw. Nadelspitzen des Kautschukwerkzeugs behandelt, um sie benetzbar zu machen. Vor dem Entformen wird die Nadelspitzen des Kautschukwerkzeugs für 1 Minute der Wirkung von Sauerstoffplasma (Leistung=100W, pO₂ = 0,2 torr, Gasdurchflussmenge = 50cm³min^–1) ausgesetzt. Nach der Plasmabehandlung wurde der Kautschuk noch in seinem Spritzgusswerkzeug) in eine Lösung von Tetramethoxysilan in einer gesäuerten Mischung aus Wasser und Ethanol eingetaucht, um die Hydrolyse des Silans zu erreichen. Um 1 Liter Silanlösung zu erhalten wurden 1008 von Tetramethoxysilan mit 100g Ethanol und 50g Wasser, das mit 0,3g HCl 12N gesäuert wurde gemischt. Diese Lösung wurde nach 1 Stunde mit 570g Ethanol verdünnt. Nach dem Eintauchen des Kautschukwerkzeugs über Nacht in sein Spritzgusswerkzeug, wurde der Kautschuk in seinem Spritzgusswerkzeug mit entionisiertem Wasser ausgespült und dann unter einem Luftstrom getrocknet. Diese Behandlung machte die Nadelspitzen des Übertragungswerkzeugs aus Kautschuk benetzbar. Nach den beschriebenen Oberflächenbehandlungen der Nadelspitzen wurde das Kautschukwerkzeug entformt und war bereit für den Gebrauch.
Sehr einfache Übertragungsversuche mit einer auf Wasser basierenden Lösung zeigen, dass das Übertragungswerkzeug, das entsprechend diesem Verfahren hergestellt ist wie erwartet funktioniert, Flüssigkeitstropen gleichen Volumens werden an den Nadelspitzen gebildet und die Flüssigkeit benetzt die Nadelwände nicht. Das beschriebene Verfahren kann angepasst werden, um verschiedene Übertragungswerkzeuge mit anderen Silikonkautschukmaterialien zu gießen bzw. zu formen.

Claims

Verfahren zum Übertragen einer Flüssigkeitsmenge von weniger als 2 μl bei einer biologischen oder chemischen Analyse, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: (a) Vorsehen eines Übertragungswerkzeugs mit mindestens einem Stab, welcher einen vorher festgelegten Durchmesser und eine Bodenfläche aufweist, die benetzend ist, und mindestens eine Seitenfläche aufweist, die nicht benetzend ist; (b) Eintauchen des Stabs in einen Behälter, welcher eine Flüssigkeit in einer vorher festgelegten Zeitdauer mit einer vorher festgelegten Tiefe enthält; (c) Entfernen des Stabs aus dem Behälter, so dass an der Bodenfläche des Stabs ein Flüssigkeitstropfen festgehalten wird; (d) Positionieren des Stabs über einer Aufnahmeeinrichtung; und (e) Kontaktieren des Stabs mit einer Fläche einer Aufnahmeeinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aufnahmeeinrichtung eine Vielwellplatte mit einer Vielzahl von Wells ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Tropfen mit einer inneren Fläche eines Wells in der Vielwellplatte in Berührung gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die innere Fläche des Wells benetzend ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übertragungswerkzeug eine Vielzahl von Stäben aufweist, welche dergestalt angeordnet und getrennt sind dass sie mit einer Verteilung von Wells einer Vielwellplatte fluchten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Tiefe mindestens so groß wie der zweifache Durchmesser des Stabes ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Eintauchdauer ein Zeitabschnitt ist, welcher ausreichend ist, um es der Flüssigkeit zu ermöglichen, an der Stabfläche eine metastabilen Gleichgewichtskonfiguration zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Radius des Stabs in einem Bereich zwischen 2 mm und 1 μm liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bodenfläche des Stabs Wasser anziehend und die Seitenfläche Wasser abstoßend ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bodenfläche des Stabs Wasser anziehend und die Seitenfläche Öl abstoßend ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Abgabe von Flüssigkeit zur Verwendung bei biologischen oder chemischen Analysen, mit: mindestens einem Stab mit einer benetzenden Spitze und mindestens einer nicht benetzenden Seite, und welcher einen Radius im Bereich von ungefähr 2 mm bis 1 μm aufweist, so dass der Stab einen Durchmesser hat, der geringer oder gleich der kapillaren Länge der Flüssigkeit ist; einem Halterungsaufbau, welcher den Stab hält; und wobei der Stab ein Sub-Mikroliter-Volumen von Flüssigkeit einer Aufnahmevorrichtung zuführt.
Vorrichtung nach Anspruch 11 welche weiterhin eine Vielzahl von Stäben aufweist, die dergestalt angeordnet und getrennt sind, dass sie mit einer Aufteilung von Löchern einer Vielloch-Platte fluchten.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Stab aus Metall besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Stab aus Keramik besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Stab aus Glas besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Stab aus einem Polymer besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Spitze des Stabs Öl anziehend und die Seitenfläche Wasser abstoßend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Spitze des Stabs Wasser anziehend und die Seitenfläche Öl anziehend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Spitze des Stabs mit einem nicht bindenden bzw. nicht haftenden Überzug beschichtet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugs zur Übertragung und Abgabe von kleinen Flüssigkeitsvolumina, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: (a) Vorsehen eines Spritzgusswerkzeugs mit einem Paar von gegenüberliegenden Flächen, wobei das Spritzgusswerkzeug ein oder mehrere Löcher aufweist, die sich durch das Spritzgusswerkzeug von einer der sich gegenüberliegenden Flächen zu der anderen gegenüberliegenden Fläche erstrecken; (b) Abdecken der Löcher auf einer der gegenüberliegenden Flächen mit einer abnehmbaren Abdeckung; (c) Auffüllen des Spritzgusswerkzeugs mit einem nicht benetzende Eigenschaften aufweisenden Werkstoff zur Bildung des Werkzeugs, wobei ein Stab jeweils in einem der Löcher gebildet wird; (d) Aushärten des nicht benetzende Eigenschaften aufweisenden Werkstoffs in dem Spritzgusswerkzeug; (e) Abnehmen der abnehmbaren Abdeckung von der einen Fläche des Spritzgusswerkzeugs um eine Stabspitze in dem Loch freizulegen; und (f) Behandeln der Stabspitze zum Entwickeln von benetzenden Eigenschaften.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Verfahrensschritt des Aushärtens des nicht benetzende Eigenschaften aufweisenden Werkstoffs in dem Spritzgusswerkzeug die Teilschritte Aushärten des Werkstoffs bei einer ersten Temperatur und dann Aushärten des Werkstoffs bei einer zweiten Temperatur aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die erste Temperatur Raumtemperatur ist und die zweite Temperatur ungefähr 100 °C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der nicht benetzende Eigenschaften aufweisende Werkstoff Silikongummi ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Stabspitze chemisch behandelt wird, um benetzende Eigenschaften zu entwickeln.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Stabspitze physikalisch behandelt wird, um benetzende Eigenschaften zu entwickeln.