DE69901808T2

DE69901808T2 - Automatisches gerät zur erzeugung von proben zur durchführung chemischer oder biologischer reaktionen im flüssigen milieu

Info

Publication number: DE69901808T2
Application number: DE69901808T
Authority: DE
Inventors: Patrick Cohen; Gilles Thomas; Jean-Marc Victor
Original assignee: FOND JEAN DAUSSET CEPH PARIS; Fondation Jean Dausset-CEPH
Current assignee: FOND JEAN DAUSSET CEPH PARIS; Fondation Jean Dausset-CEPH
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2019-03-20
Also published as: ES2177254T3; EP1062518A1; CA2323716C; ATE219251T1; US6893611B1; FR2776389A1; WO1999049320A1; FR2776389B1; EP1062518B1; DE69901808D1; CA2323716A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Vorrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl von reaktionsfähigen Proben ausgehend von mehreren Komponenten zur Durchführung chemischer oder biologischer Reaktionen im flüssigen Milieu, insbesondere zur Dosierung von wenigstens einer bestimmten Komponente in einer biologischen Entnahme.
Es sind zahlreiche Verfahren für die Identifikation, die Detektion oder die Quantifizierung von Analyten in chemischen oder biologischen Komponenten entwickelt worden.
Diese basieren am häufigsten auf der Bildung von Komplexen über eine Affinitätsreaktion zwischen Gliedern eines spezifischen Verbindungspaares.
Reaktionen vom Typ Ligand/Rezeptor resultieren beispielsweise aus der Wechselwirkung zwischen einem Antigen und einem spezifischen Antikörper, einer Hybridisierung zwischen zwei komplementären Nukleidsäuresequenzen oder einem Wiedererkennungsphänomen zwischen der Verbindungsstelle eines Proteins, beispielsweise eines Enzyms, Hormons oder einer anderen biologischen Einheit und seinem Liganden, Substrat oder Rezeptor.
Die Bildung eines Affinitätskomplexes läßt das Vorliegen des gesuchten Analyten in der Probe sicherstellen. Dieser Analyt kann ggf. quantifiziert werden, wenn es möglich ist, die komplexen Formen von denjenigen zu separieren, die im freien Zustand verbleiben, oder indem die Besetzungszahl der spezifischen Liganden des Analyten gemessen wird.
Diese Verfahrensart zur Detektion und Quantifizierung eines in einer Komponente vorliegenden Analyten, manchmal auch als Spurenelement, liegt im starken Interesse der Forschungs- oder Analyselaboratorien, insbesondere der chemischen oder biologischen Analyselaboratorien.
Für eine Routineanwendung müssen die Verfahren jedoch gleichzeitig an einer großen Anzahl an Komponenten angewandt werden. Außerdem müssen für ein und dieselbe Komponente häufig mehrere Tests durchgeführt werden, um die Bildung verschiedener Komplexe sicherzustellen, um mehrere Analyten dieser Komponente (quantitativ) zu bestimmen.
Im übrigen ermöglicht die genetische Verstärkungstechnik auf dem Gebiet der Genanalyse, die "Polymerase Chain Reaction" (PCR) genannt wird, insbesondere ausgehend von DNA-Entnahmen, die Identifikation von DNA-Markersequenzen für Genkrankheiten zu identifizieren, DNA-Sequenzen zu identifizieren und zu isolieren hinsichtlich einer Klonierung oder sogar spezielle DNA-Sequenzen quantitativ zu bestimmen.
Diese Technik kann in einer Probe eine spezielle DNA- Sequenz für deren Analyse verstärken.
Die bei dieser PCR-Technik verwendeten Reaktionsproben sind aus drei unterschiedlichen Komponenten hergestellt: Die die DNA enthaltende biologische Entnahme, die speziellen Marker (Oligonukleotide) der zu analysierenden Sequenz und die PCR- Mischung, welche die Polymerase und die Nukleotide enthält.
Die Anwendung einer solchen Technik an einer großen Anzahl unterschiedlicher DNA-Entnahmen erfordert also die Anwendung einer großen Anzahl von Reaktionsproben, die ausgehend von der Kreuzung wenigstens zweier Serien zahlreicher Komponenten erzeugt werden.
Im allgemeinen erfordert die Charakterisierung einer großen Anzahl chemischer oder biologischer Eigenschaften auf einem großen Panel unterschiedlicher Komponenten die Erzeugung einer großen Anzahl von Proben ausgehend von wenigstens zwei Serien zahlreicher unterschiedlicher Komponenten.
Um die Kosten für die Anwendung einer solchen Charakterisierungstechnik zu senken, ist man z.Zt. dazu übergegangen, das Volumen der verwendeten Komponenten soweit wie möglich zu reduzieren.
Insbesondere auf dem Gebiet der Genanalyse ist die aktuelle Tendenz, die Volumen der manipulierten Komponenten um einen Faktor 1000 zu reduzieren, was also einige Mikroliter in einige Nanoliter überführt.
Zur Zeit entwickelt sich auch die Technologie der DNA-Chips ("Microchips"), mit der auf einem miniaturisierten Probenträger simultane Reaktionen einer großen Anzahl von Reaktanten mit ein und derselben biologischen Entnahme durchgeführt werden.
Eine solche Technologie erlaubt jedoch nicht die automatische Erzeugung einer großen Anzahl von reaktionsfähigen Proben ausgehend von wenigstens zwei Serien unterschiedlicher Komponenten.
Im Gegensatz zum Stand der Technik schlägt die vorliegende Erfindung eine neue automatische Vorrichtung vor, welche die gesteuerte Verteilung von Nanovolumen flüssiger Komponenten in eine Platte ermöglicht, die eine große Anzahl an miniaturisierten Hohlräumen enthält, um mehrere Mischungen im Nanovolumenbereich zum Erzeugen von reaktionsfähigen Proben zu bewirken.
Erfindungsgemäß ist insbesondere eine automatische Vorrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl von reaktionsfähigen Proben ausgehend von mehreren Komponenten zur Durchführung chemischer oder biologischer Reaktionen im flüssigen Milieu, insbesondere zur Dosierung von wenigstens einer bestimmten Komponente oder eines bestimmten Analyten in einer biologischen Entnahme vorgesehen, wobei eine solche Vorrichtung folgendes umfaßt:
- eine erste Versorgungsplatte, insbesondere eine abnehmbare Platte vom Mikroplattentyp, die N Behälter umfaßt, die dazu bestimmt sind, jeder eine Komponente zu enthalten,
- eine zweite Versorgungsplatte, insbesondere eine abnehmbare Platte vom Mikroplattentyp, die M Behälter umfaßt, die dazu bestimmt sind, jeder eine Komponente zu enthalten,
- eine abnehmbare Probenplatte, die eine Mehrzahl von in Matrixform mit wenigstens N Zeilen und M Spalten angeordneten Hohlräumen umfaßt, wobei jeder Hohlraum ein Volumen in der Größenordnung von einigen 10 Nanolitern aufweist und dazu bestimmt ist, eine Mischung von aus der ersten und der zweiten Versorgungsplatte stammenden Komponenten aufzunehmen,
- eine piezoelektrische Mikropipette, die dazu geeignet ist, eine bestimmte Komponentenmenge zu entnehmen und Tropfen mit einem Volumen in der Größenordnung von Nanolitern abzugeben,
- Mittel zum Verschieben der piezoelektrischen Mikropipette entlang von wenigstens zwei zueinander senkrechten Achsen Y, Z, so daß diese aus jedem gefüllten Behälter der ersten und der zweiten Versorgungsplatte die bestimmte Menge einer Komponente entnehmen kann, und
- Mittel zur relativen Verschiebung der piezoelektrischen Mikropipette und der Probenplatte, die zu Mitteln zum Auslösen eines Schusses der Mikropipette gehören, derart, daß die Mikropipette wenigstens einen Tropfen der Komponente in jeden Hohlraum der Probenplatte abgibt.
Unter den N Behältern und M Behältern der ersten und der zweiten Versorgungsplatte versteht man Behälter, die dazu bestimmt sind, mit einer Komponente aufgefüllt zu werden. Es ist selbstverständlich, daß diese erste und zweite Versorgungsplatte eine Anzahl an Behältern größer als N bzw. M enthalten können, wobei eine bestimmte Anzahl an Nutzbehältern nicht verwendet wird.
Somit können dank der Kombination der vorgenannten Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung stundenweise tausende von unterschiedlichen Proben mit einem Volumen von einigen Nanolitern erzeugt werden, um chemische oder biologische Reaktionen zu bewirken.
Dank der Miniaturisierung der Probenvolumen werden also die Kosten der chemischen oder biologischen Reaktionen gesenkt. Die Automatisierung ermöglicht neben dem Erhalt einer erhöhten Produktionsrate von Probenplatten auch die Einhaltung guter Sicherheits- und Hygienebedingungen. Gemäß weiterer vorteilhafter und nicht beschränkender Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung:
- Die relative Verschiebung der piezoelektrischen Mikropipette und der Probenplatte ist kontinuierlich und die Schußauslösemittel sind dazu geeignet, Schüsse der Mikropipette in regelmäßigen Zeitintervallen abhängig von der konstanten Geschwindigkeit der relativen Verschiebung zwischen der Mikropipette und der Probenplatte auszulösen, unabhängig von der An- oder Abwesenheit eines Hohlraums der Probenplatte längs der Mikropipette.
- Die Mittel zur relativen Verschiebung sind Mittel zum Vorschub der Probenplatte entlang einer Achse X parallel zu den Zeilen der Matrix der Hohlräume und/oder entlang einer Achse Y parallel zu den Spalten der Matrix der Hohlräume, wobei die piezoelektrische Mikropipette während des Füllens der Hohlräume ortsfest über der Probenplatte bleibt.
- Die Mittel zur relativen Verschiebung sind Mittel zum Vorschub der Mikropipette entlang der Achse X und/oder der Achse Y, die parallel zu den Zeilen bzw. den Spalten der Matrix der Hohlräume der Probenplatte sind, die während des Füllens der Hohlräume ortsfest unter der piezoelektrischen Mikropipette bleibt.
- Die Mittel zum Vorschub umfassen einen Schrittmotor oder einen Gleichstrommotor, und die Schußauslösemittel umfassen einen Zähler der Schritte des Motors, der dazu geeignet ist, alle N1 Schritte ein Signal zum Auslösen eines Schusses abzuschicken.
- Die piezoelektrische Mikropipette ist dazu geeignet, die Anzahl von Tropfen, die sie abgibt, zu zählen und nach einer bestimmten Anzahl von abgegebenen Tropfen aufzuhören zu schießen.
- Die Vorrichtung umfaßt eine Kühlplatte, welche die Probenplatte trägt.
- Es ist wenigstens ein optisches System vorgesehen, wie z. B. die Emission/Rezeption eines Laserbündels, längs der Probenplatte, wobei das System dazu geeignet ist, die Anzahl der mit jedem Schuß der piezoelektrischen Mikropipette abgegebenen Tropfen zu zählen und diese Zahl an eine Koordinationsvorrichtung zu übermitteln, damit bei einer festgestellten Abweichung zwischen der Anzahl der gezählten, verbuchten Tropfen und der Anzahl der theoretisch vorgesehenen Tropfen ein Befehl eines zweiten Durchgangs längs eines Hohlraums oder mehrerer Hohlräume an die Mikropipette geschickt wird.
- Die Vorrichtung umfaßt eine zu der ersten Mikropipette identische andere piezoelektrische Mikropipette, wobei die beiden Mikropipetten abwechselnd in Betrieb sind.
- Die Vorrichtung umfaßt eine zu jeder der piezoelektrischen Mikropipetten gehörige automatische Waschstation, die die Dekontamination derselben sicherstellt.
- Jede Waschstation weist Mittel zum Auffüllen der piezoelektrischen Pipette mit einer Transportflüssigkeit und optische Mittel zur Verifikation auf, daß die Mikropipette gut gefüllt ist.
- Jede piezoelektrische Mikropipette umfaßt zwei leitende Teile, die durch ein nicht-leitendes Material voneinander getrennt sind und am oberen Teil an ein elektrisches System elektrisch angeschlossen sind, so daß, wenn die Öffnung der piezoelektrischen Mikropipette in Kontakt mit einer Komponente eines Behälters der ersten oder der zweiten Versorgungsplatte gerät, ein von den beiden elektrisch verbundenen Leitern der Mikropipette gebildeter Stromkreis geschlossen wird, was einen Stop der vertikalen Verschiebung der Mikropipette bewirkt.
Die nachfolgende Beschreibung verdeutlicht mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen anhand nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, woraus die Erfindung besteht und wie sie realisiert werden kann.

In den beigefügten Zeichnungen:

- Die Fig. 1 ist eine schematische flächige Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen automatischen Vorrichtung;
- die Fig. 2 ist eine Teilansicht eines Querschnitts der Probenplatte der erfindungsgemäßen automatischen Vorrichtung; und
- die Fig. 3 ist eine schematische Detailansicht der Fig. 2.
In der Fig. 1 ist eine automatische Vorrichtung 100 zum Erzeugen einer Mehrzahl an Proben ausgehend von mehreren Komponenten zur Durchführung chemischer oder biologischer Reaktionen im flüssigen Milieu dargestellt, hier insbesondere die Genverstärkungstechnik (PCR-Technik).
Diese Vorrichtung 100 umfaßt eine erste Versorgungsplatte 110, hier eine abnehmbare Platte vom Mikroplattentyp, die 96 Töpfe oder Hohlräume mit einer Kapazität in der Größenordnung von 100 bis 300 Mikrolitern umfaßt, die dazu bestimmt sind, jeder eine Komponente aufzunehmen, hier eine DNA-Entnahme.
Vorteilhafterweise enthält jeder Behälter eine unterschiedliche Komponente.
Sie umfaßt außerdem eine zweite Versorgungsplatte 120, hier identisch zur ersten Platte, d. h. eine abnehmbare Platte vom Mikroplattentyp, die 96 Töpfe oder Hohlräume umfaßt, die dazu bestimmt sind, jeder eine Komponente aufzunehmen. In dem speziellen beschriebenen Fall sind die in den Hohlräumen der zweiten Versorgungsplatte 120 eingebrachten Komponenten Marker, die fluoreszierend sein können, durch spezifische Oligonukleotide der speziellen zu verstärkenden DNA-Sequenz aufgestellt sind.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, daß jeder Behälter der zweiten Versorgungsplatte 120 eine unterschiedliche Komponente enthält.
Es ist eine abnehmbare Probenplatte 130 vorgesehen, die eine Mehrzahl an Hohlräumen 134 umfaßt (siehe Fig. 2), die in Form einer Matrix 131 angeordnet sind, hier einer quadratischen Matrix, die beispielsweise 100 Linien und 100 Spalten umfaßt.
Jeder Hohlraum 134 der Probenplatten 130 stellt ein Volumen in der Größenordnung von einigen 10 Nanolitern bereit, hier in der Größenordnung von 60 Nanolitern, und ist dazu bestimmt, eine Mischung der Komponenten aufzunehmen, die von der ersten und der zweiten Versorgungsplatte 110, 120 stammen.
Insbesondere hat die Matrix 131 der Probenplatte 130 hier eine Länge und eine Breite von ungefähr 5,5 cm, wobei die Hohlräume 134 nacheinander entlang einer Linie mit einer Länge d&sub2; in der Größenordnung von 150 um beabstandet sind (siehe Fig. 3). Sie haben eine Breite d&sub1; von ungefähr 400 um über einer Tiefe h in der Größenordnung von 400-500 um (siehe Fig. 2).
Die Probenplatte 130 ist aus einer Trägerscheibe aus Glas 131b gebildet, die für UV-Strahlung durchlässig ist, auf der ein Silizium-Gitter chemisch aufgeklebt ist ("chemical bonding" oder "anodic bonding"), deren Löcher den Hohlräumen 134 der Probenplatte entsprechen. Dieses Silizium-Gitter 131a wird ausgehend von einer maskierten und mit Hilfe der Photolithographie gelochten Silizium- Scheibe ("wafer") hergestellt.
Die erste Versorgungsplatte 110 und die zweite Versorgungsplatte 120 sind beiderseits der Probenplatte 130 entlang einer Achse X auf einer Bank 101 angeordnet.
Wie nachfolgend detaillierter beschrieben, ist diese Bank 101 hier dazu geeignet, sich entlang der Achse X zu verschieben.
Es ist interessant zu bemerken, daß entsprechend einer vorteilhaften Eigenschaft der Vorrichtung 100 die Probenplatte 130 auf einem nicht dargestellten Kühlträger angeordnet ist, so daß die geringe Produktmenge, die in jedem der Hohlräume der Matrix 131 der Probenplatte 132 ankommt, sich abkühlt und ggf. gefriert.
Somit wird die Verdampfung des in jeden der Hohlräume der Probenplatte eingebrachten Produktes begrenzt.
Gemäß dem dargestellten Beispiel sind in der Nähe der Probenplatte 130 auf der Bank 101 zwei Behälter 151, 152 vorgesehen, die symmetrisch beidseits der Achse X der Bank 101 angeordnet und dazu bestimmt sind, jeder eine andere Komponente zu enthalten, hier die PCR-Mischung, die eine Polymerase und die Nukleotiden enthält. Diese Behälter 151, 152 sind geeignet, 100 bis 500 Mikroliter Produkt aufzunehmen.
Die Vorrichtung 100 umfaßt eine erste piezoelektrische Mikropipette 141, die dazu geeignet ist, eine vorbestimmte Komponentenmenge zu entnehmen und Tropfen der Komponente mit einem Volumen in der Größenordnung eines Nanoliters abzugeben.
Die von der piezoelektrischen Mikropipette 141 entnommene Menge liegt in der Größenordnung eines Mikroliters. Es ist selbstverständlich, daß vorgesehen werden kann, daß sie mehrere Mikroliter entnimmt.
Diese Mikropipette 141 ist auf einem motorisierten Gestell 103 der Vorrichtung 100 derart angebracht, daß sie sich entlang einer Achse Y quer zur Achse X, die in der gleichen Ebene wie letztere angeordnet ist, und entlang einer Achse Z senkrecht zu den Achsen X und Y verschieben kann, derart, daß sie aus jedem gefüllten Behälter der ersten und der zweiten Versorgungsplatte 110, 120 die vorbestimmte Menge einer Komponente entnehmen kann, wie dies nachfolgend beschrieben wird.
Im allgemeinen können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 Motormittel zum Verschieben der piezoelektrischen Mikropipette 141 entlang der zueinander senkrechten Achsen X, Y, Z vorgesehen werden,
In dem dargestellten Beispiel ist ebenfalls eine zweite, zu der ersten piezoelektrischen Mikropipette 141 identische piezoelektrische Mikropipette 142 vorgesehen, die symmetrisch zur ersten bzgl. der Achse X derart angeordnet ist, daß die Öffnungen der Mikropipetten genau auf einer gleichen Achse Y ausgerichtet sind.
Die zweite piezoelektrische Mikropipette 142 ist auf einem motorisierten Gestell 102 angebracht, derart, daß sie sich entlang der zueinander senkrechten Achsen Y und Z verschieben kann. Hier kann ebenfalls in einer nicht dargestellten Ausführungsvariante vorgesehen sein, daß sie entlang der Achse X verschiebbar ist.
Die beiden piezoelektrischen Mikropipetten 141, 142 sind dazu geeignet, abwechselnd zum Auffüllen der in Zeilen und Spalten der Matrix 131 der Probenplatte 130 angeordneten Hohlräume zu arbeiten.
Es sind Mittel zum relativen Verschieben jeder piezoelektrischen Mikropipette 141, 142 und der Probenplatte 130 vorgesehen, die zu Schußauslösemitteln jeder Mikropipette 141, 142 gehören, derart, daß diese Mikropipette wenigstens einen Tropfen der Komponente in jeden Hohlraum 134 der Probenplatte 130 abgibt.
Hier ist die relative Verschiebung der piezoelektrischen Mikropipette 141, 142 und der Probenplatte 130 kontinuierlich und die Schußauslösemittel sind geeignet, die · Schüsse der entsprechenden piezoelektrischen Mikropipette 141, 142 in regelmäßigen Zeitintervallen abhängig von der konstanten Geschwindigkeit der relativen Verschiebung der Mikropipette 141, 142 und der Probenplatte 130 auszulösen, unabhängig von der An- oder Abwesenheit eines Hohlraums 134 der Probenplatte 130 längs der Mikropipette 141, 142.
Hierfür ist zum Auffüllen der Hohlräume in Zeilen der Matrix 131 der Probenplatte 130 gemäß dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die Mittel zur relativen Verschiebung Mittel zum Vorschub der Probenplatte 130 entlang der Achse X parallel zu den Linien der Matrix 131 der Hohlräume 134 umfassen, wobei die entsprechende piezoelektrische Mikropipette 141, 142 während des Füllens der Hohlräume der Probenplatte 130 ortsfest über der Probenplatte 130 bleibt.
Die Mittel zur relativen Verschiebung umfassen einen Schrittmotor oder einen Gleichstrommotor und die Mittel zum Auslösen eines Schusses umfassen einen Zähler der Schritte des Motors, der dazu geeignet ist, alle N&sub1; Schritte ein externes elektrisches Signal zum Auslösen des Schusses abzuschicken.
Insbesondere weist gemäß dem dargestellten Beispiel jede piezoelektrische Mikropipette 141, 142 vorteilhaft eine Ausstoßfrequenz von 1000 Hz auf, mit der sie 10 Tropfen von einem Nanoliter in 10&supmin;² Sekunden abgegeben kann.
Es ist wichtig zu betonen, daß die Ausstoßfrequenz der piezoelektrischen Mikropipette nicht zu hoch sein darf, um jegliches Risiko einer Entregung (per Kavitation) der letzteren zu vermeiden.
Die Ausstoßfrequenz wird also derart optimalisiert gewählt, daß sie ausreichend hoch ist, wobei jegliches Risiko einer Entregung der Mikropipette im Betriebsverlauf vermieden wird.
Im typischen Fall ist vorgesehen, daß das bei jedem Durchgang der piezoelektrischen Pipette oberhalb eines Hohlraums dieser 10 Tropfen der Komponente von einem Nanoliter in den entsprechenden Hohlraum 134 der Matrix 131 der Probenplatte 130 abgibt.
Um dies zu realisieren, führt die piezoelektrische Mikropipette 141, 142 einen Schuß von 10 Tropfen über eine Distanz d&sub3; von 100 um in der Nähe jeder Zentralachse jedes Hohlraums 134 aus, wie dies insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist.
Die piezoelektrische Pipette gibt somit 10 Tropfen von einem Nanoliter in 10 Sekunden über eine Distanz von 100 um in der Nähe jedes Zentrums jedes Hohlraums 134 der Matrix 131 der Probenplatte ab, wodurch die kontinuierliche Vorschubgeschwindigkeit der Matrix 131 der Probenplatte bzgl. der festen piezoelektrischen Pipette auf 10 mm/s festgelegt werden kann.
Vorteilhaft ist jede piezoelektrische Mikropipette 141, 142 derart, daß sie geeignet ist, die Anzahl an Tropfen zu zählen, die sie abgibt, und nach einer bestimmten, im voraus festgelegten Anzahl an Tropfen aufhört.
Im vorliegenden Fall hört sie nach 10 abgegebenen Tropfen der Komponente auf.
Der in der Figur nicht dargestellte Schrittmotor oder Gleichstrommotor ermöglicht, die Bank 101, auf der sich die Probenplatte befindet, beispielsweise entlang des in der Fig. 3 dargestellten Pfeiles F mit einer konstanten Geschwindigkeit von 10 mm/s kontinuierlich zu verschieben. Dieser Motor zählt seine Schritte und schickt nach einer bestimmten Anzahl an Schritten N&sub1;, die einer durchlaufenen Distanz d&sub1; + d&sub2; entspricht, ein Befehl (über ein externes elektrisches Signal) an die betrachtete piezoelektrische Mikropipette 141, 142 zum Auslösen des Schusses mit 10 Tropfen der Komponente aus, wenn sich diese im Prinzip in der Nähe eines Zentrums eines Hohlraumes 134 befindet. Der Schuß der Mikropipette läuft über eine Distanz d&sub3; gleich 100 um ab, an deren Ende die Mikropipette, die im Prinzip 10 Tropfen der Komponente gezählt hat, aufhört, die Komponente des Produktes abzugeben.
Der Schrittmotor oder Gleichstrommotor, der weiter seine Schritte zählt, läßt die Probenplatte über eine Distanz d&sub4; von etwa 500 um weiterbewegen, bevor ein neuer Befehl zum Auslösen eines Schusses an die piezoelektrische Mikropipette abgeschickt wird, bei dem sich diese normalerweise in der Nähe des Zentrums des auf der gleichen Zeile liegenden, und somit nachfolgenden Hohlraums 134 befindet.
Es sei bemerkt, daß diese Schußauslösemittel unabhängig davon arbeiten, daß ein Hohlraum der Probenplatte sich längs der Öffnung der piezoelektrischen Mikropipette befindet, aber abhängig von der relativen Vorschubgeschwindigkeit der Probenplatte und der Mikropipette arbeiten, derart, daß, wenn die Mikropipette einen Schuß auslöst, ihre Öffnung sich in der Nähe eines Zentrums eines Hohlraums befindet.
Selbstverständlich können gemäß einer nicht dargestellten Variante zum Auffüllen der Hohlräume in eine Zeile der Probenmatrix Mittel zum Verschieben der Mikropipette bzgl. der Probenplatte vorgesehen werden, wobei die letztere ortsfest bleibt.
Diese Mittel zum Verschieben der Mikropipette können ein Schrittmotor oder ein Gleichstrommotor sein, der seine Schritte zählt und den Schuss der Mikropipette beim Durchgang des äußeren Endes der letzteren nahe eines Zentrums eines Hohlraums der Probenplatte auslöst, wie es vorstehend beschrieben wurde.
Ein solches Mittel zum Verschieben der Mikropipette entlang der Achse Y parallel zu den Spalten der Matrix der Probenplatte wird gemäß dem beschriebenen Beispiel verwendet, um die Hohlräume entlang der Spalten der Matrix auf zufüllen.
Die Vorrichtung 100 umfaßt beidseits der auf der Bank 101 angeordneten Probenplatte 130 Mittel zum Steuern der Anzahl an in jeden Hohlraum abgegebenen Tropfen, hier ein Emissions-/Rezeptions-System eines Laserbündels 161, 162, dessen Strahl mit der Verschiebungsachse der Mikropipetten ausgerichtet ist.
Das Emissions-/Rezeptions-System des Laserbündels 161, 162 ist dazu geeignet, die Anzahl der in jeden Hohlraum von der piezoelektrischen Mikropipette abgegebenen Tropfen zu verbuchen und an eine Koordinationsvorrichtung zu übermitteln, wobei ein Vergleich zwischen der abgegebenen Anzahl und der vorhergesehenen theoretischen Anzahl (hier die Anzahl 10) von der Koordinationsvorrichtung durchgeführt wird und bei einer festgestellten Abweichung zwischen der tatsächlich abgegebenen Anzahl und der theoretisch vorgesehenen Anzahl die Koordinationsvorrichtung einen Befehl eines zweiten Durchgangs der piezoelektrischen Mikropipette oberhalb des oder der betroffenen Hohlräume schickt, um den oder die fehlenden Tropfen abzugeben. Wenn die festgestellte Abweichung größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, ist das System dazu geeignet, diese Abweichung in einer Informationsdatei zu speichern.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist für jede piezoelektrische Mikropipette 141, 142 in der Vorrichtung 100 eine automatische Spülstation 170 vorgesehen. Jede Mikropipette hat ihre eigene Spülstation so nahe wie: möglich an der betroffenen Pipette. Diese beiden Spülstationen 170 sind symmetrisch bzgl. der Achse X beidseits der Bank 101 entlang der Vorschubachse der Mikropipetten angeordnet.
Jede automatische Spülstation 170 ist derart, daß sie zwischen jeder gefüllten Zeile oder Spalte der Matrix die Mikropipette mit beispielsweise Javelscher Lauge waschen kann, um diese zu dekontaminieren, und sie mit einer nicht mit Wasser mischbaren Transportflüssigkeit auffüllen kann, beispielsweise Oktan. Vorteilhaft ist bei jeder Waschstation 170 ein optisches Mittel, wie ein Laserstrahl 171, vorgesehen, der überprüfen kann, ob die Mikropipette gut mit der Transportflüssigkeit aufgefüllt ist.
Außerdem weist die Vorrichtung 100 ein automatisches System zum Absenken und Auflegen von Abdeckungen 180 auf, das auf einem oberhalb der Bank 101 motorisiertem Gestell 105 befestigt ist, außerhalb der zweiten Versorgungsplatte 120 (bzgl. der Probenplatte). Dieses System zum Absenken und Auflegen von Abdeckungen 180 weist hier drei Saugknöpfe bzw. Luftansauglöcher 181, 182, 183 auf, die am äußeren Ende eines Arms angeordnet sind, der sich radial von einem zentralen Punkt erstreckt, und geeignet ist, sich entlang der Achse Z zu verschieben, um eine Abdeckung, beispielsweise eine Abdeckung 133 der Probenplatte, ergreifen zu können, die aus einem für UV-Strahlen durchlässigen Glas hergestellt ist, und wenn die Probenplatte 30 unterhalb des Systems 180 angeordnet ist, diese Abdeckung 133 auf der gefüllten Probenplatte 130 abzulegen, um sie zu verschließen. Das System zum Absenken und Auflegen von Abdeckungen 180 ist ebenso dazu bestimmt, die nicht dargestellten Abdeckungen der ersten und der zweiten Versorgungsplatte zu entfernen, bevor der Auffüllprozeß der Matrix der Probenplatte in Gang gesetzt wird.
Gegenüber dem automatischen System zum Absenken und Auflegen von Abdeckungen 180 ist ein automatisches System zum Auflegen einer Dichtung 190 auf der Probenplatte 130 vor Auflegen der Abdeckung vorgesehen. Dieses System 190 ist auf einem Gestell 140 oberhalb der Bank 101 angebracht und derart angetrieben, daß es sich entlang der Achsen Z und Y verschieben kann, derart, daß, wenn sich die Probenplatte 130 unterhalb dieses Systems 190 befindet, bei Vorschub entlang der Achse X, die Verschiebung entlang der Achse Y des Systems zum Auflegen der Dichtung 190 eine kreisförmige Dichtung auf der Probenplatte 130 absetzen kann. Falls die Verschiebungsweite der Bank 101 entlang der Achse X begrenzt ist, kann in Höhe des automatischen Systems zum Ablegen der Dichtung 190 ein weiteres Systems zum Absenken und Auflegen einer Abdeckung vorgesehen sein, das identisch zu dem vorstehend beschriebenen System ist und dazu bestimmt ist, die Abdeckung der Versorgungsplatte 110 zu entfernen und zu ersetzen, die in der Nähe derselben liegt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Eigenschaft weist jede piezoelektrische Pipette 141, 142 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei leitende Teile auf, die durch ein nichtleitendes Material voneinander getrennt sind und an ein elektrisches System angeschlossen sind, so daß, wenn die Öffnung der Mikropipette in Kontakt mit einer Komponente eines Behälters der ersten oder der zweiten Versorgungsplatte ist, ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird, der einen Halt derselben in der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche bewirkt.
Die Mikropipette weist somit ein Pegeldetektorsystem auf, derart, daß sie nicht zu stark in jeden Behälter jeder Versorgungsplatte eintaucht.
Die Funktion der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist wie folgt:
Zuerst verschiebt sich die Bank 101 entlang der Achse X, um die Versorgungsplatte 110 unter ein System zum Absenken und Auflegen einer Abdeckung 180 zu bringen, derart, daß letzteres die Abdeckung dieser Platte entfernt, die mittels der Saugnäpfe unterhalb der Bank hängen bleibt.
Ausgehend von der in der Fig. 1 dargestellten Ruheposition, in der angenommen wird, daß jede Mikropipette 141, 142 korrekt mit einer Transportflüssigkeit gefüllt ist, verschiebt sich die erste Mikropipette 141 entlang der Achse Y, um über die Bank 101 zu gelangen, und die erste Versorgungsplatte 110 verschiebt sich entlang der Achse X auf der Bank 101, damit die Öffnung der Mikropipette sich längs beispielsweise dem ersten Behälter befindet.
Die erste Mikropipette sinkt entlang der Achse Z ab, um eine Dosis von ungefähr einem Mikroliter, der sich in dem Behälter befindlichen Komponente zu entnehmen, und steigt dann zur Positionierung gerade oberhalb der Versorungsplatte 110 auf. Es wird dann das ordnungsgemäße Ansaugen der Mikropipette überprüft, indem einige Tropfen der Komponente in den Behälter zurückgegeben werden.
Die Probenplatte 130 positioniert sich dann unter der Mikropipette derart, daß deren Öffnung längs des ersten Hohlraums der ersten Zeile der Matrix 131 der Probenplatte 130 liegt.
Anschließend verschiebt der Schrittmotor oder Gleichstrommotor die Bank 101, um die Matrix 131 der Probenplatte entlang der Achse X mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/s (wie vorstehend beschrieben) kontinuierlich vorwärts zu bewegen, wobei die Mikropipette zu regulären Zeitintervallen Schüsse mit 10 Tropfen von einem Nanoliter mit einer Frequenz von 1000 Hz in jeden der Hohlräume der ersten Zeile der Matrix 131 der Probenplatte 130 abgibt. Bei jedem Schuß der Mikropipette zählt das Emissions-/Rezeptions-System des Laserbündels 161, 162 die abgegebenen Tropfen.
Wenn die Mikropipette 141 am Ende der Zeile angelangt ist, ändert die Probenplatte 130 die Laufrichtung, so daß die bereits gefüllten Hohlräume der Matrix 131 unter der Mikropipette vorbeilaufen, damit diese ggf. Zusatztropfen in einige Hohlräume abgibt, die weniger als 10 Tropfen enthalten, wobei die Korrekturmenge vom Emissions-/Rezeptions-System des Laserbündels 161, 162 erhalten worden ist, wie vorstehend beschrieben.
Die Mikropipette 141, die einen zweiten Durchlauf durchgeführt hat, kehrt somit zurück, indem sie sich entlang der Achse Y in Höhe der an ihrer Seite gelegenen automatischen Waschstation 170 verschiebt, um (beispielsweise) mit Javelscher Lauge gewaschen und erneut mit Transportflüssigkeit aufgefüllt zu werden. Sie bringt sich dann in Warteposition.
Die zweite Mikropipette 142 tritt in Aktion, wenn die erste Mikropipette 141 ihren zweiten Durchlauf oberhalb der ersten Zeile der Probenplatte 130 abgeschlossen hat.
Die Mikropipette 142 führt ihre Translationsbewegung entlang der Achse Y durch, während die erste Versorgungsplatte 110 sich entlang der Achse X verschiebt, derart, daß die Mikropipette 142 sich längs des zweiten Hohlraums der ersten Versorgungsplatte 110 anordnet. Sie verschiebt sich dann entlang der Achse Z, um eine vorbestimmte Menge in der Größenordnung von 1 Mikroliter der sich in diesem Hohlraum befindlichen Komponente zu entnehmen.
Wenn die zweite Mikropipette 142 mit der zweiten Komponente aufgefüllt ist, steigt sie leicht entlang der Achse Z auf, um ihr Ansaugen zu überprüfen. Sie verschiebt sich ebenfalls entlang der Achse Y, während die Bank 101 entlang der Achse X die Probenplatte 130 unterhalb der Mikropipette 142 führt, derart, daß ihre Öffnung sich längs dem ersten Hohlraum der zweiten Zeile der Matrix 131 anordnet. Dieser Vorschub findet unter Wirkung des Motors, wie vorstehend beschrieben, statt, und die Mikropipette 142 führt zu regulären Zeitintervalle Schüsse mit 10 Tropfen mit einer Frequenz von 1000 Hz in jeden Hohlraum der zweiten Zeile der Matrix 131 der Probenplatte 130 während des Durchlaufs der Öffnung der Mikropipette in der Nähe des Zentrums jedes Hohlraums durch.
Auf die gleiche Weise ändert, am Ende der Zeile angekommen, die Probenplatte 130 die Laufrichtung und die Matrix läuft erneut unter der Mikropipette 142 durch, damit Schußkorrekturen in einigen Hohlräumen durchgeführt werden können, wobei der Befehl von dem Emissions-/Rezeptions- System des Laserbündels 161, 162 erhalten worden ist.
Anschließend füllen abwechselnd die Mikropipetten 141, 142 zeilenweise die Hohlräume der Matrix 131 der Probenplatte 132 mit den unterschiedlichen Komponenten auf, die in den Behältern der ersten Versorgungsplatte 110 enthalten sind.
Zwischen jedem Verteilzyklus der Probenplatte werden die Mikropipetten in ihrer Waschstation 170 gewaschen und mit Transportflüssigkeit aufgefüllt, wobei ihr Ansaugen mit der entsprechenden Laserstrahleinrichtung kontrolliert wird, die jeder der Waschstationen 170 zugehört.
Die Bank 101 verschiebt sich entlang der Achse X, damit das System zum Absenken und Auflegen von Abdeckungen 180 die Abdeckung auf der Versorgungsplatte 110 ablegt und die Abdeckung der zweiten Versorgungsplatte 120 zurückzieht.
Danach erfolgt das spaltenweise Auffüllen der Hohlräume 134 der Matrix 131 der Versorgungsplatte 30 mit den Komponenten, die in den Behältern der zweiten Versorgungsplatte 120 der Vorrichtung 100 enthalten sind.
Die Mikropipetten 141, 142 arbeiten ebenfalls abwechselnd alle zwei Spalten. Nachstehend wird daher lediglich das Auffüllen einer Spalte der Matrix der Probenplatte beschrieben.
Die mit einer geeigneten Transportflüssigkeit aufgefüllte Mikropipette 141 verschiebt sich entlang der Achse Y, damit sie sich oberhalb der Bank 101 anordnet, während die zweite Versorgungsplatte 120 sich entlang der Achse X verschiebt, damit sie unter die Öffnung der Mikropipette kommt, derart, daß sie eine Menge von ungefähr einem Mikroliter der Komponente des ersten Behälters der zweiten Versorgungsplatte entnehmen kann. Das Ansaugen wird wie vorstehend beschrieben überprüft.
Die Mikropipette 141 verschiebt sich dann entlang der Achse Y, während sich die Bank 101 entlang der Achse X verschiebt, derart, daß die Öffnung der Mikropipette sich oberhalb des ersten Hohlraums der ersten Spalte der Matrix 131 der Probenplatte 132 befindet.
Die Mikropipette 141 verschiebt sich dann mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 10 mm/s entlang der Achse Y entlang der ersten Spalte der Matrix, wobei die Bewegung der Translation der Mikropipette durch einen Schrittmotor oder Gleichstrommotor sichergestellt wird.
Die Mikropipette 141 führt Schüsse in regulären Zeitintervallen mit 10 Tropfen mit einer Frequenz von 1000 Hz während des Durchlaufs ihrer Öffnung in der Nähe des Zentrums jedes Hohlraums der ersten Spalte der Matrix durch.
Bei jedem Schuß kontrolliert das Emissions-/Rezeptions- System des Laserbündels 161, 162 die Anzahl an in den entsprechenden Hohlraum abgegebenen Tropfen.
Am Ende der Spalte angekommen, ändert die Mikropipette die Laufrichtung und läuft erneut oberhalb der Hohlräume entlang, die gerade aufgefüllt worden sind, um etwaige Korrekturen durchzuführen, deren Befehl von dem Emissions-/Rezeptions-System des Laserbündels 161, 162 erhalten worden ist.
Dann kehrt die Mikropipette 141 zurück zur Waschstation, indem sie sich entlang der Achse Y verschiebt, damit sie gewaschen und erneut mit Transportflüssigkeit aufgefüllt wird, bevor sie sich in Warteposition positioniert.
Die zweite Mikropipette 142 tritt in Aktion, wenn die erste Mikropipette 141 ihren zweiten Durchlauf beendet hat. Sie füllt dann die Hohlräume der zweiten Spalte mit Dosen von 10 Nanolitern der Komponente auf, die in dem zweiten Behälter der zweiten Probenplatte enthalten ist.
Anschließend werden die Spalten und Zeilen der Matrix 131 der Probenplatte 130 mit den verschiedenen Komponenten der ersten und der zweiten Versorgungsplatte 110, 120 aufgefüllt.
Die Bank 101 verschiebt sich entlang der Achse X, um die zweite Platte 120 unter dem Saugnapfsystem 180 zu positionieren, damit dieses die Abdeckung erneut auf der Platte auflegt.
Anschließend erfolgt das Auffüllen der Hohlräume 141 der Matrix 131 der Probenplatte 130 mit dem PCR-Gemisch, das sich in den Behältern 151 befindet.
Hierzu ist das Verteilverfahren identisch mit dem Auffüllen der Zeilen der Matrix, wie vorstehend beschrieben, wobei die beiden Mikropipetten abwechselnd arbeiten.
Jede Mikropipette 141, 142 gelangt zuerst in Höhe der Bank 101, um eine Dosis der sich in dem Behälter 151, 152 befindlichen Komponente zu entnehmen, anschließend gelangt die Matrix 131 der Probenplatte unter die Öffnung der Mikropipette und läuft mit konstanter Geschwindigkeit vorwärts, wobei bei jedem Durchgang des Zentrums eines Hohlraums die Mikropipette 10 Tropfen der entsprechenden Komponente in den Hohlraum abgibt.
Anschließend wird die Probenplatte 130 vollständig mit zwei Serien unterschiedlicher Komponenten und einer gemeinsamen Komponente gefüllt: eine erste Serie an Komponenten, die aus der ersten Versorgungsplatte stammt, entsprechend einer ersten Serie an DNA-Entnahmen, eine zweite Serie an Komponenten, die aus der zweiten Versorgungsplatte stammt, entsprechend einer Serie spezifischer Marker der speziellen DNA-Sequenzen, und eine dritte gemeinsame Komponente, die PCR-Mischung.
Das globale Volumen dieser drei Komponenten in jedem Hohlraum 134 der Matrix 131 der Probenplatte 130 liegt in der Größenordnung von 30 Nanolitern.
Wie bereits erläutert ist es vorteilhaft, daß die Probenplatte 132 auf einem Kühlsystem angeordnet ist, damit die in einem Hohlraum der Matrix ankommende Komponentenmenge abgekühlt wird. Damit werden also die Verdampfungsprobleme der sehr geringen in die Hohlräume verteilten Mengen begrenzt.
Wenn die Probenplatte 130 vollständig gefüllt ist, verschiebt sie sich entlang der Achse X in Höhe des Systems zum Auflegen der Dichtung 190, das sich entlang der Achse Z in Höhe der Probenplatte absenkt und entlang der Achse Y verschiebt, während die Probenplatte 130 sich entlang der Achse X verschiebt, derart, daß eine kreisförmige Dichtung auf der Probenplatte 130 um die Matrix der Hohlräume abgelegt wird.
Anschließend verschiebt sich die aufgefüllte, ihre kreisförmige Dichtung tragende Probenplatte entlang der Achse X, damit sie unter das System 180 zum Absenken und Ablegen der Abdeckungen gelangt, das zuvor über seine Saugnäpfe eine Abdeckung 133 der Probenplatte 130 genommen hat, und es oberhalb der Bank 101 hält.
Es nimmt dann die Abdeckung 133 aus einem für UV-Strahlen transparenten Glas auf der Dichtung auf, die sie trägt.
Die Probenplatte 130 ist dann bereit, die nachträglichen Behandlungen zu erfahren, um hier die PCR-Technik anzuwenden.
Selbstverständlich ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung 100, die Probenplatte mit allen möglichen Sorten an Komponenten aufzufüllen, um andere chemische oder biologische Reaktionen im flüssigen Milieu auszuführen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 hat die folgenden Vorteile:
- Sie ist vollständig automatisiert und ermöglicht in einer sehr kurzen, etwa einstündigen Zeitdauer, eine Probenplatte mit 10000 Hohlräumen aufzufüllen, um 10000 unterschiedliche Proben mit einem Volumen von einigen 10 Nanolitern zu erzeugen.
Dies ist insbesondere auf dem Gebiet der Genanalyse vorteilhaft, bei dem man versucht, die verwendeten Reaktionsvolumen zu limitieren. Die Vorrichtung ist auch besonders vorteilhaft bei der Messung, bei der N · M Reaktionsproben ausgehend von N + M Entnahmen allein erzeugt werden.
- Die erfindungsgemäße, so beschriebene Probenplatte ist austauschbar und nach Säuberung erneut verwendbar.
- Die Vorrichtung 100 ermöglicht, eine Probenplatte absolut hygienisch zu erzeugen, was Kontaminationen vermeidet. Eine solche Vorrichtung ermöglicht ebenfalls, Reaktionsproben ausgehend von gefährlichen Komponenten in absoluter Sicherheit zu erzeugen.
- Die Vorrichtung 100 ist besonders vorteilhaft bei der Messung, bei der Reaktionsgemische in einer dichten Platte präpariert werden können, die später (auch nach einer etwaigen Lagerung) in einen Ofen geschoben werden kann, damit sie dort Temperaturzyklen erfährt (beispielsweise für die Anwendung von PCR-Reaktionen).
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern der Durchschnittsfachmann kann alle möglichen Varianten entsprechend seinem Können erstellen.
Insbesondere kann vorgesehen werden, daß die Matrix der Probenplatte keine quadratische Matrix ist, sondern eine Matrix ist, die wenigstens N Zeilen, entsprechend N aufgefüllten Behältern der ersten aufgefüllten Probenplatte, und wenigstens M Spalten aufweist, entsprechend M aufgefüllten Behältern der zweiten Probenplatte.
Die erste und die zweite Probenplatte können einfache Träger von Probenröhrchen sein, wenn eine größere Produktmenge gelagert werden sollen, als diejenige, die in den Mikrotöpfen der Platten vom Mikroplattentyp gelagert werden können.
Es kann vorgesehen werden, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine größere Anzahl als zwei piezoelektrische Mikropipetten umfaßt, die abwechselnd synchronisiert arbeiten. Eine solche Vorrichtung kann auch eine größere Anzahl (größer als 2) an Versorgungsplatten umfassen, um eine Versorgungsplatte ausgehend von einer größeren Anzahl an Serien von Komponenten zu erzeugen.

Claims

1. Automatische Vorrichtung (100) zur Erzeugung einer Mehrzahl von reaktionsfähigen Proben ausgehend von mehreren Komponenten zur Durchführung chemischer oder biologischer Reaktionen im flüssigen Milieu, insbesondere zur Dosierung von wenigstens einer bestimmten Komponente oder eines Analyten in einer biologischen Entnahme, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- eine erste Versorgungsplatte (110), insbesondere eine abnehmbare Platte vom Mikroplattentyp, welche N Behälter umfaßt, die dazu bestimmt sind, jeder eine Komponente zu enthalten,

- eine zweite Versorgungsplatte (120), insbesondere eine abnehmbare Platte vom Mikroplattentyp, welche M Behälter umfaßt, die dazu bestimmt sind, jeder eine Komponente zu enthalten,

- eine abnehmbare Probenplatte (130), welche eine Mehrzahl von in Form einer Matrize (131) angeordneten Hohlräumen umfaßt, die wenigstens N Zeilen und wenigstens M Spalten aufweist, wobei jeder Hohlraum ein Volumen in der Größenordnung von ein paarmal 10 Nanolitern aufweist und dazu bestimmt ist, eine Mischung von aus der ersten und der zweiten Versorgungsplatte (110, 120) stammenden Komponenten zu enthalten,

- eine piezoelektrische Mikropipette (141; 142), welche dazu geeignet ist, eine bestimmte Menge von Komponente zu entnehmen und Tropfen von einem Volumen in der Größenordnung von Nanolitern abzugeben,

- Mittel zum Verschieben der piezoelektrischen Mikropipette entlang von wenigstens zwei zueinander senkrechten Achsen Y, Z, so daß diese aus jedem gefüllten Behälter der ersten und der zweiten Versorgungsplatte (110,120) die bestimmte Menge einer Komponente entnehmen kann, und

- Mittel zur relativen Verschiebung (101) der piezoelektrischen Mikropipette (141; 142) und der Probenplatte (130), die zu Mitteln zum Auslösen eines Schusses der Mikropipette (141; 142) gehören, derart daß die Mikropipette wenigstens einen Tropfen von Komponente in jeden Hohlraum der Probenplatte (130) abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Verschiebung der piezoelektrischen Mikropipette (141; 142) und der Probenplatte (130) kontinuierlich ist und die Mittel zum Auslösen von Schüssen dazu geeignet sind, Schüsse der Mikropipette in regelmäßigen Zeitintervallen als Funktion der konstanten relativen Verschiebungsgeschwindigkeit zwischen der Mikropipette (141; 142) und der Probenplatte (130) auszulösen, unabhängig von der An- oder Abwesenheit eines Hohlraums der Probenplatte (130) geradlinig zu der Mikropipette.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur relativen Verschiebung (110) Mittel zum Vorschub der Probenplatte (130) auf einer Achse X parallel zu den Zeilen der Matrix (131) der Hohlräume und/oder entlang einer Achse Y parallel zu den Spalten der Matrix (131) der Hohlräume sind, wobei die piezoelektrische Mikropipette (141; 142) während des Füllens der Hohlräume ortsfest über der Probenplatte (130) bleibt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur relativen Verschiebung Mittel zum Vorschub der Mikropipette entlang der Achse X und/oder der Achse Y sind, die parallel zu den Zeilen bzw. den Spalten der Matrix der Hohlräume der Probenplatte sind, welche während des Füllens der Hohlräume ortsfest unter der piezoelektrischen Mikropipette bleibt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vorschub einen Schrittmotor oder einen Gleichstrommotor umfassen, und die Mittel zum Auslösen des Schusses einen Zähler der Schritte des Motors umfassen, der dazu geeignet ist, alle N&sub1; Schritte ein Signal zum Auslösen eines Schusses abzuschicken.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Mikropipette (141; 142) dazu geeignet ist, die Anzahl von Tropfen, die sie abgibt, zu zählen, und nach einer bestimmten Anzahl von abgegebenen Tropfen aufzuhören zu schießen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kühlplatte aufweist, welche die Probenplatte (130) trägt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein optisches System (161; 162) vorgesehen ist, wie z. B. die Emission/Rezeption eines Laserbündels längs der Probenplatte (130), wobei das System dazu geeignet ist, die Anzahl der bei jedem Schuß der piezoelektrischen Mikropipette (141; 142) abgegebenen Tropfen zu zählen und diese Zahl an eine Koordinationsvorrichtung zu übermitteln, damit bei einer festgestellten Abweichung zwischen der Anzahl der gezählten gezogenen Tropfen und der Anzahl der theoretisch vorgesehenen Tropfen ein Befehl eines zweiten Durchgangs längs eines Hohlraums oder mehrere Hohlräume an die Mikropipette geschickt wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zu der ersten Mikropipette (141) identische andere piezoelektrische Mikropipette (142) umfaßt, wobei die beiden Mikropipetten (141; 142) alternierend in Betrieb sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zu jeder piezoelektrischen Mikropipette (141; 142) gehörige automatische Waschstation (170) umfaßt, die die Reinigung derselben sicherstellt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Waschstation (170) Mittel zum Füllen der piezoelektrischen Mikropipette (141; 142) mit einer nicht mit Wasser mischbaren Transportflüssigkeit und optische Mittel (171) zur Verifikation, daß die Mikropipette (141; 142) gut gefüllt ist, aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede piezoelektrische Mikropipette (141; 142) zwei leitende Teile umfaßt, die durch ein nicht-leitendes Material voneinander getrennt sind und am oberen Teil an ein elektrisches System angeschlossen sind, so daß, wenn die Öffnung der piezoelektrischen Mikropipette in Kontakt mit einer Komponente eines Behälters der ersten oder der zweiten Versorgungsplatte ist, ein von den beiden elektrisch verbundenen leitenden Teilen der Mikropipette gebildeter Stromkreis geschlossen wird, was einen Stopp der vertikalen Verschiebung der Mikropipette bewirkt.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein automatisches Mittel (190) zum Absetzen einer Dichtung auf der Probenplatte (130) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein automatisches Mittel mit Saugnäpfen oder Luftansauglöchern (moyens automatique a ventouses, 180) zum Absetzen und Aufsetzen von Abdeckungen auf die erste und die zweite Versorgungsplatte (110,120), als auch auf die gefüllte Probenplatte (130) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Versorgungsplatte (110,120) beidseitig der Probenplatte (130) auf der Achse X angeordnet sind, wobei die Plattenkonstruktion (110,120,130) von einer entlang der Achse X beweglichen Bank (110) getragen wird.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (131) der Hohlräume der Probenplatte (130) eine quadratische Matrix mit N gleich M ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (131) eine Größe von etwa 5 cm aufweist und daß sie 100 Spalten und 100 Zeilen von Hohlräumen mit einer Breite (d&sub1;) von etwa 400 um und einer Tiefe von etwa 400-500 um umfaßt, wobei zwei in einer Zeile aufeinanderfolgende Hohlräume in einem Abstand (d&sub2;) von etwa 150 um voneinander beabstandet sind.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie weitere Behälter (151, 152) für verschiedene Komponenten umfaßt, die in der Nähe der Probenplatte (130) angeordnet sind.