EP2067013A1 - Vorrichtung und verfahren für aufnahme, transport und ablage mikroskopischer proben - Google Patents

Vorrichtung und verfahren für aufnahme, transport und ablage mikroskopischer proben

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Publication number
EP2067013A1
EP2067013A1 EP07785890A EP07785890A EP2067013A1 EP 2067013 A1 EP2067013 A1 EP 2067013A1 EP 07785890 A EP07785890 A EP 07785890A EP 07785890 A EP07785890 A EP 07785890A EP 2067013 A1 EP2067013 A1 EP 2067013A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sample
adhesive body
gripping tool
adhesive
partially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07785890A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Kilper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DR ROLAND KILPER Firma
Original Assignee
DR ROLAND KILPER Firma
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DR ROLAND KILPER Firma filed Critical DR ROLAND KILPER Firma
Publication of EP2067013A1 publication Critical patent/EP2067013A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/32—Micromanipulators structurally combined with microscopes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/2813—Producing thin layers of samples on a substrate, e.g. smearing, spinning-on
    • G01N2001/2833—Collecting samples on a sticky, tacky, adhesive surface
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/2575—Volumetric liquid transfer

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for receiving, transporting and depositing - in summary the transfer - microscopic samples.
  • biological and biomedical research but also in forensics, the smallest units of biological material have to be isolated at one sample location, transported from the sample location to a storage location, and then analyzed.
  • the samples are taken from laboratory preparations such as tissue sections, which may be on microscope slides suitable for microscopy, for example.
  • tissue sections which may be on microscope slides suitable for microscopy, for example.
  • a sample must often be picked up from irregular or opaque surfaces, such as parts of a garment or cigarette butt. The samples must be recorded as accurately as possible, i. E. From a variety of spatially close to each other samples must be picked out and isolated.
  • This sample must then be brought to a place of release without contamination, ideally also documented or at least controlled.
  • the storage of the samples at a delivery location - for example, an Eppendorf vessel or a biochip - must be done as accurately as possible depending on the place of delivery or the vessel.
  • a selectively activatable transfer surface is described in WO 97/13838 A1:
  • the tissue section on a slide is covered with a transparent transfer film, which in turn is itself located on a support.
  • the transfer film is polymeric and has thermoplastic properties, i. It melts during heat treatment.
  • the film can then be adhered precisely to the parts of the tissue to be isolated, so that after the microdissection, when the film is lifted off the sample together with the carrier, only these tissue parts adhere to it.
  • the cut-out sample parts can then be deposited in a reaction vessel with or without the transfer film.
  • a multilayer transfer film which also has thermoplastic properties and contains at least one metal film and a support layer.
  • This film is drawn onto a carrier, wherein the carrier is designed as a lid of an Eppendorf vessel.
  • the lid with the film is brought into contact with the sample, by the laser treatment, the sample parts of interest remain adhered to the lid.
  • the lid can be placed on the vessel, so that the Eppendorf vessel is closed and the sample can be brought directly into contact with a reaction solution.
  • EP 1 250 583 Bl a method is described in which the sample is covered with a film.
  • the pick-up tool an adhesively coated carrier, is placed on the foil. Subsequently, by means of laser microdissection, the parts of interest of the sample are isolated, whereby the laser cuts through the tissue and the foil.
  • the carrier is preferably designed as a lid of an Eppendorf vessel, alternatively, an adhesive tape can be used.
  • EP 0 879 408 B1 Another solution is described in EP 0 879 408 B1. Again, a microdissection is performed first. The microdissected material is then released from the slide by a laser pulse, catapulted upward and then hits the lid of an Eppendorf tube. Preferably, the lid is adhesively coated so that the material adheres to the lid. Alternatively, an adhä sives disk be used as a collecting surface, which is then stored in an Eppendorf vessel.
  • the approaches described above have some disadvantages.
  • the structure of the carrier layers for the adhesive material is complicated, the methods moreover require the use of a laser, either for microdissection with simultaneous activation of the adhesive properties of the carrier material or for subsequent catapulting of the dissected material from the slide onto a corresponding carrier ,
  • Such methods are, for example, only conditionally usable in forensics, since a microdissection on the sample carriers occurring there is not readily possible.
  • the catapulting of an object from the sample is a step with a degree of inaccuracy, but it must be ensured in forensics that the desired sample has actually been taken.
  • inverse microscopes are used for the laser microdissection, overall the control and documentation capability is severely impaired.
  • WO 97 / 13838A1 describes an adhesive tip with which tissue parts of microscope slides can be received.
  • the tip is immersed in a mixture of a commercial polyterpene resin and xylene. This solution serves as an adhesive.
  • the tip is then used to pick up the sample, which adheres to the mixture of resin and xylene.
  • the recorded material is transferred to an analyzer.
  • In this vessel there is a reaction solution, which eliminates the adhesive effect of the tip or the mixture of resin and xylene.
  • the absorbed material thus separates from the tip and remains in the solution.
  • the tip is again immersed in the adhesive solution. Since it continues to work with the same stick tip, a freedom from contamination is not guaranteed.
  • EP 0 539 888 B1 describes a cell cluster selecting device and cells enclosed in gel granules.
  • the device includes i.a. a capillary for receiving the objects.
  • This capillary is dipped in a starch-like adhesive which imparts adhesion of the cell to the tip of the capillary.
  • the capillary is guided with the cell adhering to it via a collecting vessel with liquid.
  • compressed air which is blown through capillary, adhesive and cell dissolve from the top and fall into the liquid.
  • the process of delivery can not be reproduced - is therefore difficult to document - and also allows no precise positioning of the cell cluster.
  • adhesive is also blown off, which can cover the cell and thus make the analysis more difficult or even impossible.
  • a needle serves as a transfer tool.
  • the uptake and release is assisted by suction or pressure, electrostatic or magnetic interactions.
  • a needle is described, adhering to the biological material due to electrostatic interaction.
  • a major disadvantage of using a needle as a transfer tool is that when the cell is detached from the needle, the cell can not be accurately positioned. This is particularly disadvantageous in the use of Eppendorf vessels, in which it depends on the precise positioning in the area with the reaction liquid from the amount of a drop.
  • WO 2005/033668 A1 describes another microdissection method in which the excised tissue is electrostatically fixed to the slide.
  • the cut-out tissue can then either be absorbed or sucked in electrostatically via an electrode or via a relatively wide contact surface provided with air channels with a diameter of approximately 500 ⁇ m.
  • the air channels themselves have only a diameter of 8 microns.
  • a deposit of the tissue section is again on an adhesive pad.
  • the contact surface is used, then due to the high diameter, this surface can not be realized with pinpoint accuracy. Due to the expansion of the contact surface is also a risk of contamination.
  • WO 2004/046734 A1 describes a device for harvesting cells and cell colonies from liquid cultures and semisolid media.
  • a cell is sucked through a glass capillary, a robotic arm then moves the glass capillary to a suitable analysis medium, such as a microtiter plate, and there they are.
  • a suitable analysis medium such as a microtiter plate
  • the method described in WO 2004/046734 A1 is designed for high throughputs and is thus only poorly suited for the investigation of individual samples.
  • a liquid is forcibly required as a receiving and discharging medium.
  • the object of the invention is therefore to develop a device and a method can be taken with the samples of the size of a cell from a variety of substrates and can then be stored as accurately as possible at a designated location.
  • the transport should take place without contamination.
  • the recording, transport and storage of the sample can be documented.
  • a device for receiving, transporting and depositing microscopic specimens comprising at least one interchangeable adhesive body and a gripping tool for receiving, transporting and depositing the adhesive body comprises, wherein the adhesive body has at least one outwardly curved surface which is configured at least partially adhesive with respect to the sample. Gripping tool and adhesive body are thus two different components, the gripping tool takes on the adhesive body.
  • the curved surface of the adhesive body can be arbitrarily shaped. By means of the outwardly curved surface of the adhesive body, it is possible to record targeted smallest amounts of biological material the size of a cell.
  • the curved surface is at least partially adhesive with respect to the sample.
  • the type of adhesion can be varied from sample to sample, for example, different coated adhesive body can be provided, one of which is selected depending on the sample by the gripping tool or an operator who leads the gripping tool.
  • the adhesive configuration of the surface can be limited to a very small area. In this way, the assurance that only the desired sample is taken can be increased.
  • the adhesive body or its curved surface can also be designed to be adhesive over the entire surface.
  • the adhesive surface of the adhesive body is ideally designed so that although a single cell adheres to it, but not a larger cell composite, and a correspondingly easy detachment from the surface is possible.
  • the adhesive body is replaceable, i. for the removal of the next sample, the used adhesive body is exchanged for an unused, so that the sampling can always be carried out without contamination. Since the area in which the curved surface comes into contact with the sample at a sample location is very small, in addition to a pinpoint recording even a pinpoint storage is made possible when the curvature of the surface is correspondingly strong. It is also possible to use non-curved, but even surfaces, but this does not allow for a precisely placed receiving / dispensing if the surface is too large.
  • the flat surface is small enough, it can be used equivalently, but with curved surfaces the corresponding adhesive bodies are easier to manufacture and use because they can be made larger. Finally, inwardly curved surfaces are usable. With slight curvature, the effect is similar to that of a flat surface, with larger curvatures, the contact - inverse to the outwardly curved surface - preferably take place at the edge, if the surface corresponds for example to an inwardly inverted membrane.
  • the gripping tool is designed as tweezers.
  • These tweezers can also be designed as inverse tweezers, in the ground state, the legs are closed.
  • the tweezers can be made of a single workpiece, in which case a solid-body joint ensures mobility of the legs.
  • the gripping tool is made interchangeable, in this way it is possible to use, for example, different types of tweezers, which are adapted to the sizes of different adhesive body. Also, so tweezers made of different materials can be used.
  • the gripping tool expediently has a gripping mechanism which can be driven piezoelectrically, electromechanically, magnetically or pneumatically, for example. Other drive types are conceivable, if they can reach the necessary smallest travel paths with them.
  • the gripping tool is preferably at least partially provided with a fluorescent material layer. This also makes it possible, for example, to remove a fluorescent or fluorescence-labeled sample without the influence of interfering ambient light. Depending on the sample, various gripping tools may be provided, which are provided with layers fluorescent at different frequencies and can be replaced if necessary.
  • the adhesive body is designed as a ball, wherein the ball preferably has a diameter between lO ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • the surface can then be made completely adhesive.
  • the advantage of balls lies in their shape, which allows the smallest contact surfaces. Moreover, they are easy to manufacture and easy to store. If the ball is completely executed with an adhesive surface, so it does not matter how the ball is picked up by the gripping tool, so handling is simplified.
  • a variety of other shapes are also suitable as adhesive bodies, for example lenses, ellipsoids, cylindrical bodies with rounded head and / or foot surfaces.
  • the adhesive body may consist of fluorescent material or at least be provided with a fluorescent material layer, so that the recording of material, which is selected based on its fluorescence, is possible.
  • the adhesive bodies are at least partially made of plastic, preferably of polystyrene. Alternatively, they may also be made of cellulose or a cellulose derivative. The production of such balls is particularly inexpensive, moreover the materials are inactive with respect to reactions with the commonly included biological materials.
  • the adhesive bodies may also consist at least partially of a magnetic or at least magnetizable material. This can be advantageous, for example, if the ball is deposited on a magnetised surface. This can be on the one hand a storage location where the sample is prepared for further analysis, or after dropping the sample a container in which used adhesive bodies are collected and then cleaned. It does not have the entire adhesive body made of magnetic material, it is sufficient if it has a core of magnetic or magnetizable material.
  • the at least one curved surface of the adhesive body is at least partially provided with an adhesive layer of a polypeptide or a polymer.
  • a polypeptide or a polymer for example, biosynthetic polypeptides of non-animal origin, or cellulose derivatives may be used.
  • Such a coating has the great advantage that the layer with respect to conventional surfaces such as metal, glass, etc., ie such surfaces, as they are found in a slide or gripping tool, no adhesive effect, the adhesive effect is thus selective. It is limited to biological samples, especially cells. This considerably facilitates the handling of the combination of gripping tool and adhesive body. All other coatings that exhibit this selective adhesion are also suitable and considered equivalent.
  • the adhesive body may also have the properties of hydrogels and advantageously at least locally liquefied by heat and / or force, which in turn may facilitate the uptake of cells.
  • the device therefore expediently has a reservoir with a plurality of adhesive bodies. Then, a new adhesive body can be removed with the gripping tool from the reservoir.
  • the reservoir is a shell.
  • the reservoir is preferably provided with a metering device for metering in each case one adhesive body. provided. In this way, the removal of the adhesive body can also be automated if the Creiftechnikmaschine is guided by a corresponding control device, since the location for a detention body in this case is always the same place.
  • the device advantageously has a microscope, preferably a stereomicroscope. This allows the constant control of the process.
  • a micromanipulator is provided in the device, with which the gripping tool is guided.
  • a micromanipulator has a holder in which the Creiftechnikmaschine is attached and connected to the micromanipulator.
  • a micromanipulator is movable in all three spatial directions, so that the gripping tool can be guided in any desired manner in a limited spatial area. If the device also has a microscope, then it makes sense to provide the micromanipulator in the immediate vicinity, so that the gripping tool can be guided with the adhesive body into the field of view of the microscope.
  • the micromanipulator is preferably connected to a control device, so that manual control is possible, for example via a joystick, in order to guide the gripping tool with the adhesive body over the sample, to pick up the sample and to transport it to the storage location.
  • This process can also be partially automated if the spatial position of the adhesive body with respect to the storage location is known. The position can be determined, for example, with a position measuring device, as described in DE 10 2005 053 669.7. After the sample has been taken, the transport to the storage location, for example a biochip, which is arranged at a designated place and whose coordinates are known, can take place automatically. If the sample is released without adhesive body, the storage of the used adhesive body and the inclusion of a new adhesive body can also be done automatically.
  • means for generating a microvibration are provided in the gripping tool. If the gripping tool is held, for example, by a micromanipulator, the microvibration can be generated in the manipulator. This can be offset, for example piezoelectrically or by means of other suitable drives in vibrations with amplitudes of a few micrometers. This device can also be provided in the manipulator itself, so that only the gripping tool is set in vibration. Finally, the gripping tool itself can be designed so that it has a corresponding piezoelectric, electromotive or other vibration generating mechanism has. For example, in the case of tweezers as a gripping tool, the mechanism may be disposed between the two legs and cause them to oscillate in parallel so that the ends of the tweezers are deflected in parallel from their rest positions.
  • a micro-vibration is generated in the gripping tool, then in some cases this facilitates the pick-up of the sample: If the adhesive body comes into contact with the sample, it remains adherent to it. In general, however, the sample also adheres to the surface from which it is to be removed, so that it may u.U. is difficult to solve or even destroyed when the gripping tool with the adhesive body and the sample adhering to it is removed, since in particular in the case of a single cell too large tensile forces can occur, so that the cell tears. However, if additionally an activatable microvibration is switched on in the gripping tool, this helps to reduce the adhesion on the surface from which the sample is to be removed.
  • a surge amplitude in the gripping tool in the device is particularly helpful in depositing, in order to facilitate the deposition of the adhesive body - with or without a sample - at a location provided for this purpose, since the adhesive body may be broken down. the tendency is to stick to the gripping tool.
  • This surge amplitude can be generated, for example, with a small hammer on a piezoelectric base. The hammer may for example be integrated in the micro manipulator or in the gripping tool itself.
  • means are provided for at least partially controlling the recording of the transport and / or the storage of the sample.
  • the transfer can also be observed through the microscope.
  • An observer such as a certified assessor, can then confirm that a sample has actually been taken and deposited at the appropriate location.
  • the means for control suitably include a camera. With such a camera can then continuously or at intervals the whole process of the transfer, ie documented from the sample recording to filing and controlled.
  • the camera can be connected, for example, to its own outlet on the tube, this is particularly advantageous if the recording of the sample is to be monitored.
  • the camera can also be arranged externally.
  • the micromanipulator has the possibility to open and close the gripping tool, ie to apply the gripping function.
  • the control of the micromanipulator is designed so that - with automatic guidance or manual guidance, for example via a joystick - the speed of the manipulator with which he moves through the image field, which is to be viewed in the microscope or in the camera moves , depends on the magnification chosen on the microscope.
  • the drive of the micromanipulator is thus controlled as a function of the selected magnification.
  • the dependence is selected so that at low magnification, the manipulator is moved at a greater speed, at a large magnification with a correspondingly lower speed.
  • the speed observed in the image field is independent of the set magnification of the microscope.
  • the gripping tool is designed to be rotatable at least about its longitudinal axis, so that the adhesive body can be rotated with the adhering sample in the direction of the observer or the camera. This can serve on the one hand to control that the sample was actually recorded, but on the other hand, the documentation that actually a previously selected sample was recorded.
  • the rotation can also be performed by the manipulator, which can be configured with a corresponding rotating device. If, for example, a sample is taken, it is initially not visible to an observer, who observes the process through an upright stereomicroscope, on the underside of the adhesive body facing the removal surface.
  • the underside is now turned into the field of view of the observer, who can recognize whether a sample actually adheres to the adhesive body.
  • a camera that is accessible via the tube the entire process can be documented. If the camera is mounted below the sample holder, rotation can also be dispensed with, provided the sample holder is transparent. The sample can also be moved with the help of the micromanipulator to a corresponding location where a camera is installed.
  • control means may also comprise at least one mirror
  • the adhesive body may then be attached to the adhering sample via the at least one mirror.
  • gel in the direction of an observer or the camera. Again, rotation may be waived depending on where the mirrors and camera are located relative to the area from which the sample is taken.
  • the object is also achieved by a method for transferring a microscopic sample from a sample location to a storage location, in which a gripping tool receives an adhesive body with at least partially curved surface, which is at least partially adhesive with respect to the sample, the gripping tool receives the adhesive body is passed over the sample, the at least partially curved surface of the adhesive body is brought into contact with the sample and when removing from the sample location the sample adheres to the surface of the adhesive body, and the sample is deposited at the storage location.
  • a gripping tool for example a pair of tweezers receives an adhesive body with an at least partially curved surface.
  • the adhesive body may be configured for example as a ball.
  • the partially curved surface is at least partially adhesive with respect to the sample.
  • the gripping tool which can be guided, for example, by a micromanipulator, guides the adhesive body over the sample - this can be done either manually or automatically. Also manual guidance is possible. Sample selection can also be done manually or automatically if appropriate image processing algorithms are available.
  • the gripping tool with the adhesive body is then lowered onto the sample, the at least partially curved surface of the adhesive body is thus brought into contact with the sample.
  • the sample When removing the gripping tool with the adhesive body from the sample location, the sample remains adhered to the surface of the adhesive body. In order to facilitate the detachment of the sample from the sample surface, it may be advantageous to set the gripping tool in harmonic oscillations with an amplitude of a few micrometers, so-called microvibrations.
  • the sample is deposited at the storage location. Depending on the type of sample or the type of analysis provided, the sample may then be deposited with or without an adhesive body. If the sample is to be deposited with an adhesive body, the gripping tool can advantageously be set into a shock vibration, also several times, in order to facilitate dispensing.
  • the storage can be done for example on a biochip or on magnetic surfaces or in Eppendorf vessels.
  • the shelf can be made with or without adhesive body. Without depositing the adhesive body, the sample, usually a single cell, for example, be stripped on a drop of a reaction liquid, wherein at a greater curvature of Surface of the reaction liquid - for example, an aqueous solution - the adhesion forces of the liquid with respect to the cell surpass the adhesion to the adhesive body.
  • the movement of the gripping tool can be adjusted in the field of view of a switched-on microscope by an appropriate control so that the gripping tool for a viewer always moves at a substantially same speed, i. at high magnification with a correspondingly lower speed than at a small magnification.
  • the recording of the sample is controlled by the gripping tool with adhesive body and sample rotated and / or moved and mapped into a camera.
  • the adhesive body with the sample which is not visible on the underside of the adhesive body for an observer, made visible. It can thus be prevented that in unsuccessful sample receptacles analysis containers only seemingly filled. In the prior art, this lack of possibility of control leads to frequent false analyzes, i. for example, missing duplication reactions.
  • the recording of the sample can also be documented by imaging the gripping tool with adhesive body and sample into at least one mirror in a camera. In this way, can be dispensed with the rotation when the surface from which the sample is removed, the mirror and the camera are arranged in corresponding positions to each other.
  • the sample is fixed prior to removal by means of the adhesive body for carrying out a sample manipulation, in particular a microdissection.
  • a sample manipulation in particular a microdissection.
  • the gripping tool with the adhesive body is thus lowered to the sample, by exercising a corresponding low force from the gripping tool on the adhesive body to the sample, this can be fixed.
  • the pressure or the force can also be generated by the micromanipulator. If the sample is fixed, a corresponding microdissection can be carried out by means of a further sample manipulator, for example a laser.
  • a device according to the invention is shown, with which also the inventive method can be performed.
  • the device expediently comprises a stereomicroscope 1 with which, in particular with manual operation of the gripping tool, the sample intake can be spatially observed and carried out.
  • the usually present objective turret is shown here symbolically by a lens 2.
  • On the observer side there are two eyepieces 3 on the stereomicroscope 1 with which an observer can observe the sample intake and at least part of the transfer.
  • a switching possibility for the beam path is provided, so that the beam path is directed instead of the eyepieces 3 on a camera 4.
  • the beam path in the stereomicroscope is sketched by the two black lines that emanate from the eyepieces 3 and converge on a sample carrier 5.
  • a sample 6 On the sample carrier 5 is a sample 6.
  • a micromanipulator 7 Left of the stereomicroscope 1 is a micromanipulator 7, which can be moved in all three spatial directions limited. The intended holder - advantageous on the microscope body - is not shown.
  • a pair of tweezers 8 is clamped as a gripping tool.
  • an adhesive body At the tip of the tweezers 8 is held by their thighs an adhesive body, which here has the shape of a ball 9.
  • the sample carrier 5 may be, for example, a slide, but also a piece of clothing. As a sample 6, for example, individual cells come into question.
  • the stereomicroscope 1 may be capable of fluorescence, accordingly tweezers 8 and ball may also be at least partially provided with a fluorescent layer.
  • the ball 9 serves to accommodate the cell and at the same time their transport.
  • the ball 9 is preferably a plastic microbubble such as polystyrene or biopolymers.
  • a glass ball as adhesive body 9, since in these the delivery into a water droplet with a corresponding surface curvature is more favorable.
  • the diameter of the sphere can be between 10 ⁇ m and 500 ⁇ m. Smaller and larger diameter are also possible and depending on the Size of the sample may also be advantageous.
  • FIGS. 2 a to 2 c show the recording of a sample, here one of a plurality of cells, with the tweezers 8.
  • a ball 9 taken from the metering device and brought to the cell 10 to be isolated. This condition is shown in Fig. 2a.
  • Fig.2b is shown how the ball 9 comes into contact with the cell 10.
  • the cell 10 adheres to the ball 9.
  • a suitable liquid for example fifty percent ethanol.
  • the adhesion of the cell 10 on the ball 9 can also be promoted by the fact that the ball 9 is at least partially provided with a very thin adhesive layer.
  • the adhesive layer may be, for example, a biosynthetically produced polypeptide of non-animal origin or alternatively a cellulose derivative polymer. Suitable coatings are those whose adhesion is limited to biological material but does not extend, for example, to the tweezers.
  • FIG. 2 c shows how the cell 10 adheres to the ball 9 when the tweezers 8 and the ball 9 are removed.
  • FIGS. 3 and 4 show how the recording of the cell 10 is documented.
  • the tweezers 8 in the micromanipulator 7 or the micromanipulator 7 can be rotated as a whole about the longitudinal axis, as indicated by the arrow in Figure 3.
  • the cell 10, which adheres to the ball 9, is now in the field of view of the lens 2 of the stereomicroscope 1.
  • the image can be observed by an observer or imaged on a camera.
  • An alternative using an upright microscope or stereomicroscope is shown in FIG.
  • a mirror 11 is mounted on the sample carrier 5.
  • the sample carrier 5 After receiving the cell 10, the sample carrier 5 is moved in the object plane until the mirror is in the field of view of the microscope.
  • the sample carrier 5 symbolizes all possible types of work surfaces, for example a table with a recess for transparent slides on which the samples are arranged.
  • FIGS. 5a and 5b show how the ball 9 with the cell 10 is guided to a further sample carrier 12 and is deposited there.
  • the ball 9 becomes stored there together with the cell 10.
  • This type of delivery is easier to implement than the delivery of the bare cell. It also ensures freedom from contamination.
  • MALDI matrix assisted laser desorption and ionization
  • the storage point on the sample carrier 12 is preferably coated with a thin adhesive film 13, which has, for example, special curing properties, so that the storage point can be coated weeks or months before its use with the adhesive film 13.
  • the storage of the ball 9 can also be done on a magnetized surface.
  • the ball is conveniently also made of magnetic material, or has at least one magnetic core. Also, a delivery of the ball 9 in a drop of liquid is possible, or a release alone of the cell 10 without the ball. 9
  • the smallest objects can be isolated from specimens, recorded with pinpoint accuracy, transported to a storage location and deposited there precisely.
  • the transfer is contamination-free and can be documented accordingly, which is why there are a multitude of applications, for example in basic biological research as well as in forensics.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Aufnahme, Transport und Ablage mikroskopischer Proben. Eine solche Vorrichtung umfaßt mindestens einen auswechselbaren Haftkörper, sowie ein Greifwerkzeug für die Aufnahme, den Transport und die Ablage des Haftkörpers, wobei der Haftkörper über mindestens eine nach außen gekrümmte Oberfläche verfügt, die zumindest teilweise in bezug auf die Probe haftend ausgestaltet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Transfer einer mikroskopischen Probe von einem Probenort zu einem Ablageort. Bei einem solchen Verfahren nimmt ein Greifwerkzeug einen Haftkörper mit mindestens teilweise nach außen gekrümmter Oberfläche, die in bezug auf die Probe zumindest teilweise haftend ausgestaltet ist, auf. Anschließend führt das Greifwerkzeug den Haftkörper über die Probe. Dann wird die mindestens teilweise gekrümmte Oberfläche des Haftkörpers mit der Probe in Kontakt gebracht, beim Entfernen vom Probenort bleibt die Probe an der Oberfläche des Haftkörpers haften und wird schließlich am Ablageort abgelegt.

Description

Vorrichtung und Verfahren für Aufnahme, Transport und Ablage mikroskopischer Proben
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Aufnahme, den Transport und die Ablage - zusammenfassend den Transfer - mikroskopischer Proben. In der biologischen und biomedizinischen Forschung, aber auch in der Forensik müssen kleinste Einheiten biologischen Materials an einem Probenort isoliert werden, vom Probenort zu einem Ablageort transportiert und anschließend analysiert werden. Häufig werden die Proben aus Laborpräparationen wie Gewebeschnitten entnommen, die sich beispielsweise auf für die Mikroskopie geeigneten Objektträgern befinden können. Gerade in der Forensik muß eine Probe jedoch oft von unregelmäßigen oder undurchsichtigen Oberflächen - wie beispielsweise von Teilen eines Kleidungsstücks oder einer Zigarettenkippe - aufgenommen werden. Die Proben müssen dabei möglichst punktgenau aufgenommen werden, d.h. aus einer Vielzahl von räumlich dicht beieinander liegenden Proben muß eine bestimmte herausgegriffen und isoliert werden. Diese Probe muß dann ohne Kontamination zu einem Abgabeort gebracht werden, wobei dies idealerweise auch dokumentiert oder mindestens kontrolliert wird. Die Ablage der Proben an einem Abgabeort - beispielsweise einem Eppendorf-Gefäß oder einem Biochip - muß dabei in Abhängigkeit von dem Abgabeort bzw. dem Gefäß möglichst punktgenau erfolgen.
Stand der Technik
Im Stand der Technik existieren dazu mehrere Lösungsansätze, die jedoch alle nicht befriedigend sind. Viele Aufnahmetechniken wurden im Zusammenhang mit der Mi- krodissektion mittels Laserstrahlen entwickelt. Dabei werden vor der Probenentnahme mit einem Laserstrahl Schnitte im Gewebe, welches auf einem Probenträger plaziert ist, durchgeführt. Für das ausgeschnittene Gewebe wurden Aufnahmetechniken entwickelt, die überwiegend auf der Anwendung adhäsiver Folienschichten basieren.
So wird beispielsweise in der WO 97/13838A1 eine selektiv aktivierbare Transferoberfläche beschrieben: Der Gewebeschnitt auf einem Objektträger wird mit einem durchsichtigen Transferfilm bedeckt, der sich wiederum selbst an einem Träger befindet. Der Transferfilm ist polymer und hat thermoplastische Eigenschaften, d.h. er schmilzt bei Wärmebehandlung. Mittels Infrarot-Laserbestrahlung läßt sich der Film dann punktge- nau an die zu isolierenden Gewebeteile haften, so daß nach der Mikrodissektion, wenn der Film mitsamt dem Träger von der Probe abgehoben wird, nur diese Gewebeteile daran haften bleiben. Die ausgeschnittenen Probenteile können dann mit oder ohne den Transferfilm in einem Reaktionsgefäß abgelegt werden.
Ein ähnlicher Ansatz wird in der WO98/36261A1 und der WO 98/35215A1 verfolgt. Hier wird ein mehrschichtiger Transferfilm beschrieben, der ebenfalls thermoplastische Eigenschaften hat und mindestens einen Metallfilm sowie eine Stützschicht enthält. Dieser Film ist auf einen Träger gezogen, wobei der Träger als Deckel eines Eppen- dorfgefäßes ausgestaltet ist. Der Deckel mit dem Film wird in Kontakt mit der Probe gebracht, durch die Laserbehandlung bleiben die interessierenden Probenteile am Deckel haften. Nach Abheben des mikrodissektierten Materials kann der Deckel auf das Gefäß gesetzt werden, so daß das Eppendorfgefäß schlössen wird und die Probe unmittelbar in Kontakt mit einer Reaktionslösung gebracht werden kann.
In der EP 1 250 583 Bl ist ein Verfahren beschrieben, bei dem die Probe mit einer Folie bedeckt wird. Das Aufnahmewerkzeug, ein adhäsiv beschichteter Träger, wird auf die Folie aufgesetzt. Anschließend werden mittels Laser-Mikrodissektion die interessierenden Teile der Probe isoliert, wobei der Laser das Gewebe und die Folie durchtrennt. Beim Abheben des Aufnahmewerkzeugs von der Probenoberfläche bleibt auf diese Weise nur das ausgeschnittene Material am Träger haften. Auch hier ist der Träger vorzugsweise als Deckel eines Eppendorfgefäßes ausgestaltet, alternativ kann auch ein Klebeband benutzt werden.
Eine andere Lösung ist in der EP 0 879 408 Bl beschrieben. Auch hier wird zunächst eine Mikrodissektion durchgeführt. Das mikrodissektierte Material wird anschließend durch einen Laserpuls vom Objektträger gelöst, nach oben katapultiert und trifft dann auf den Deckel eines Eppendorfgefäßes. Vorzugsweise ist der Deckel adhäsiv beschichtet, so daß das Material am Deckel haften bleibt. Alternativ kann auch ein adhä- sives Folienscheibchen als Auffangfläche verwendet werden, welches anschließend in einem Eppendorfgefäß abgelegt wird.
Die vorangehend beschriebenen Lösungsansätze weisen jedoch einige Nachteile auf. So ist der Aufbau der Trägerschichten für das adhäsive Material aufwendig, die Verfahren setzen darüber hinaus zwingend den Einsatz eines Lasers voraus, entweder zu Mi- krodissektion mit gleichzeitiger Aktivierung der adhäsiven Eigenschaften des Trägermaterials oder zur anschließenden Katapultierung des dissektierten Materials vom Objektträger auf einen entsprechenden Träger. Solche Methoden sind beispielsweise in der Forensik nur bedingt einsatzfähig, da eine Mikrodissektion auf den dort vorkommenden Probenträgern nicht ohne weiteres möglich ist. Zudem ist die Herauskatapultierung eines Objektes von der Probe ein mit einer gewissen Ungenauigkeit behafteter Schritt, jedoch muß gerade in der Forensik sicher gestellt sein, daß auch tatsächlich die gewünschte Probe entnommen wurde. Da zudem für die Laser-Mikrodissektion inverse Mikroskope eingesetzt werden, ist insgesamt die Kontroll- und Dokumentierfähigkeit stark beeinträchtigt. Eine exakte Ablage der Objekte am dafür vorgesehenen Ablageort ist nicht gewährleistet. Falls zudem die Proben sehr klein sind, es sich beispielsweise um einzelne Zellen handelt, sind die oben beschriebenen Methoden, bei denen das isolierte Material im Eppendorf-Deckel aufgenommen wird, nicht mehr anwendbar, da das Volumen der Reaktionsflüssigkeit so gering ist, daß ein sicheres Ablösen der Zelle vom Deckel unwahrscheinlich ist, so daß bei der folgenden Analyse nicht die notwendige Kettenreaktion zur Vervielfältigung des Materials ausgelöst werden kann.
Im Stand der Technik sind außerdem weitere Verfahren bekannt, bei denen anstelle von Trägerfilmen o.a. diverse Werkzeuge benutzt werden, um das isolierte Material aufzunehmen.
So wird in der WO 97/13838A1 eine Haftspitze beschrieben, mit der Gewebeteile von Objektträgern aufgenommen werden können. Die Spitze wird dabei in eine Mischung aus einem kommerziellen Harz auf Polyterpenbasis und Xylen getaucht. Diese Lösung dient als Klebemittel. Anschließend wird mit der Spitze die Probe aufgenommen, die an der Mischung aus Harz und Xylen haften bleibt. Das aufgenommene Material wird in ein Analysegerät transferiert. In diesem Gefäß befindet sich eine Reaktionslösung, die die Klebewirkung der Spitze bzw. der Mischung aus Harz und Xylen aufhebt. Das auf- genommene Material löst sich somit von der Spitze und verbleibt in der Lösung. Zum nächsten Einsatz wird die Spitze wiederum in die Klebelösung getaucht. Da mit derselben Haftspitze weitergearbeitet wird, ist eine Kontaminationsfreiheit nicht gewährleistet. Mit dem gleichen Nachteil ist die in der WO 97/13838 beschrieben Vorgehensweise behaftet. Hier wird eine Claspipette mit scharfem Rand beschrieben, mit der Gewebeteile ausgestochen werden können. Anschließend können sie durch Sog am Eingang der Kapillare festgehalten werden. Wird der Sog abgestellt, so kann Probe wieder abgelegt werden. Nachteilig dabei ist jedoch, daß insbesondere sehr kleine Proben - wie einzelne Zellen - leicht an der Kapillare haften bleiben. Läßt der Sog nach, so lösen sie sich deshalb nicht von der Kapillare. Auch hier ist eine Kontaminationsfreiheit deshalb nicht gewährleistet.
In der EP 0 539 888 Bl wird eine Selektiervorrichtung für Zellcluster und in Gelkörnchen eingeschlossene Zellen beschrieben. Die Einrichtung umfaßt u.a. eine Kapillare zur Aufnahme der Objekte. Diese Kapillare wird in ein stärkeähnliches Haftmittel getaucht, welches die Haftung der Zelle an der Spitze der Kapillare vermittelt. Zur Abgabe der Zelle wird die Kapillare mit der an ihr haftenden Zelle über ein Auffanggefäß mit Flüssigkeit geführt. Mit Hilfe von Druckluft, die durch Kapillare geblasen wird, lösen sich Haftmittel und Zelle von der Spitze ab und fallen in die Flüssigkeit. Abgesehen davon, daß das Verfahren nur für größere Proben geeignet ist, läßt sich der Vorgang der Abgabe nicht reproduzieren - ist somit nur schwer dokumentierbar - und erlaubt zudem keine präzise Positionierung des Zellclusters. Beim Ausblasen der Zelle wird darüber hinaus auch Klebemittel mit abgeblasen, welches die Zelle bedecken kann und somit die Analyse erschweren oder sogar verhindern kann.
In der DE 198 04 800 Al wird eine Lösung beschrieben, bei der eine Nadel als Trans- ferwerkzeug dient. Die Aufnahme und Abgabe wird durch Sog oder Druck, elektrostatische oder magnetische Wechselwirkungen unterstützt. Auch in der WO 97/13838 wird eine Nadel beschrieben, an der biologisches Material aufgrund elektrostatischer Wechselwirkung haften bleibt. Ein wesentlicher Nachteil bei der Verwendung einer Nadel als Transferwerkzeug besteht darin, daß beim Ablösen der Zelle von der Nadel die Zelle nicht genau positioniert werden kann. Dies ist insbesondere nachteilig bei der Verwendung von Eppendorfgefäßen, bei denen es auf die punktgenaue Positionierung in den Bereich mit der Reaktionsflüssigkeit von der Menge eines Tropfens ankommt. Wird die Zelle beispielsweise durch Ausschalten der magnetischen Wirkung in ein Eppendorfgefäß fallen gelassen, so besteht durchaus die Möglichkeit, daß die Zelle an der Gefäßwand haften bleibt und der Analyse nicht zugeführt wird, da sie nicht in Kontakt mit der Reaktionsflüssigkeit getreten ist. Aufgrund der elektrostatischen Kräfte kann eine ungewollte Aufnahme von weiterem Material ebenfalls nicht ausgeschlossen werden. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist insbesondere dann hoch, wenn - wie bei forensischen Untersuchungen - beispielsweise Proben von Kleidungsstücken genommen werden und diese Kleidungsstücke aus Kunstfasern bestehen, die sich elektrostatisch leicht aufladen.
In der WO 2005/033668 Al wird eine weitere Mikrodissektionsmethode beschrieben, bei der das ausgeschnittene Gewebe am Objektträger elektrostatisch fixiert wird. Das ausgeschnittene Gewebe kann dann entweder elektrostatisch über eine Elektrode oder über eine mit Luftkanälen versehene relative breite Kontaktfläche mit einem Durchmesser von ca. 500μm aufgenommen bzw. angesaugt werden. Die Luftkanäle selbst haben nur einen Durchmesser von 8 μm. Eine Ablage des Gewebeschnitts erfolgt wiederum auf eine klebende Unterlage. Ebenso wie bei den vorangehend beschriebenen Nadeln ist bei der Verwendung einer Elektrode der Transfer kleinster biologischer Einheiten - wie einzelner Zellen - nicht reproduzierbar. Verwendet man andererseits die Kontaktfläche, so ist aufgrund des hohen Durchmessers diese Fläche eine punktgenaue Ablage nicht realisierbar. Aufgrund der Ausdehnung der Kontaktfläche besteht ebenfalls Kontaminationsgefahr.
Schließlich wird in der WO 2004/046734 Al eine Vorrichtung zur Ernte von Zellen und Zellkolonien aus Flüssigkulturen und halbfesten Medien beschrieben. Dabei wird eine Zelle durch eine Glaskapillare eingesaugt, ein Roboterarm bewegt die Glaskapillare anschließend zu einem geeigneten Analyseträger, beispielsweise einer Mikrotiterplatte, und gibt sie dort ab. Die in der WO 2004/046734 Al beschriebene Methode ist für hohe Durchsätze ausgelegt und ist somit nur schlecht für die Untersuchung von Einzelproben geeignet. Außerdem wird bei dem offenbarten Verfahren zwangsweise eine Flüssigkeit als Aufnahme- und Abgabemedium benötigt.
Beschreibung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu entwickeln mit dem Proben von der Größe einer Zelle von einer Vielzahl verschiedenen Trägermaterialien aufgenommen werden können und anschließend möglichst exakt an einem dafür vorgesehenen Ort abgelegt werden können. Der Transport soll dabei kontaminationsfrei erfolgen. Vorzugsweise lassen sich die Aufnahme, der Transport und die Ablage der Probe dokumentieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung für die Aufnahme, den Transport und die Ablage mikroskopischer Proben gelöst, welche mindestens einen auswechselbaren Haftkörper sowie ein Greifwerkzeug für die Aufnahme, den Transport und die Ablage des Haftkörpers umfaßt, wobei der Haftkörper über mindestens eine nach außen gekrümmte Oberfläche verfügt, die zumindest teilweise in bezug auf die Probe haftend ausgestaltet ist. Greifwerkzeug und Haftkörper sind also zwei verschiedene Komponenten, das Greifwerkzeug nimmt den Haftkörper auf.
Abgesehen von der gekrümmten Oberfläche kann der Haftkörper beliebig geformt sein. Mittels der nach außen gekrümmten Oberfläche des Haftkörpers wird es möglich, zielgerichtet kleinste Mengen biologischen Materials von der Größe einer Zelle aufzunehmen. Die gekrümmte Oberfläche ist zumindest teilweise in bezug auf die Probe haftend ausgestaltet. Die Art der Haftung kann dabei von Probe zu Probe variiert werden, beispielsweise können verschieden beschichtete Haftkörper zur Verfügung gestellt werden, von denen jeweils einer in Abhängigkeit von der Probe durch das Greifwerkzeug oder einen Bearbeiter, der das Greifwerkzeug führt, ausgewählt wird. Dabei kann die haftende Ausgestaltung der Oberfläche auf einen sehr kleinen Bereich be- schränkt sein. Auf diese Weise kann die Sicherheit, daß nur die gewünschte Probe aufgenommen wird, erhöht werden. Der Haftkörper bzw. seine gekrümmte Oberfläche können jedoch auch ganzflächig haftend ausgestaltet sein. Die haftende Oberfläche des Haftkörpers ist idealerweise so ausgestaltet, daß zwar eine einzelne Zelle an ihr haftend bleibt, nicht jedoch ein größerer Zellverbund, und eine entsprechend leichte Loslösung von der Oberfläche möglich ist. Der Haftkörper ist auswechselbar, d.h. für die Entnahme der nächsten Probe wird der benutzte Haftkörper gegen einen unbenutzten ausgetauscht, so daß die Probenentnahme immer kontaminationsfrei erfolgen kann. Da der Bereich, in dem die gekrümmte Oberfläche mit der Probe an einem Probenort in Kontakt tritt, sehr klein ist, wird neben einer punktgenauen Aufnahme auch eine punktgenaue Ablage ermöglicht, wenn die Krümmung der Oberfläche entsprechend stark ist. Auch die Verwendung nicht gekrümmter, sondern ebener Oberflächen ist möglich, erlaubt jedoch keine so genau plazierte Aufnahme/Abgabe, wenn die Fläche zu groß ist. Ist die ebene Fläche klein genug, so kann sie äquivalent verwendet werden, bei gekrümmten Flächen sind die entsprechenden Haftkörper jedoch leichter herzustellen und zu verwenden, da sie größer dimensioniert werden können. Schließlich sind auch nach innen gekrümmte Oberflächen verwendbar. Bei leichter Krümmung ist die Wirkung ähnlich der einer ebenen Fläche, bei stärkeren Krümmungen wird der Kontakt - invers zur nach außen gekrümmten Fläche - vorzugsweise am Rand stattfinden, wenn die Fläche beispielsweise einer nach innen gestülpten Membran entspricht.
Vorteilhaft ist das Greifwerkzeug als Pinzette ausgestaltet. Diese Pinzette kann auch als inverse Pinzette ausgestaltet sein, bei der im Grundzustand die Schenkel geschlossen sind. Außerdem kann die Pinzette aus einem einzigen Werkstück gefertigt sein, wobei in diesem Fall ein Festkörpergelenk die Beweglichkeit der Schenkel gewährleistet.
Vorteilhaft ist auch das Greifwerkzeug auswechselbar ausgestaltet, auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise verschiedenen Pinzettentypen zu verwenden, die an die Größen verschiedener Haftkörper angepaßt sind. Auch lassen sich so Pinzetten aus verschiedenen Materialien einsetzen. Zur Ausübung der Greiffunktion, bei einer Pinzette also zum Öffnen und Schließen der Schenkel, verfügt das Greifwerkzeug zweckmäßig über einen Greifmechanismus, der beispielsweise piezoelektrisch, elektromecha- nisch, magnetisch oder pneumatisch angetrieben sein kann. Auch andere Antriebsarten sind denkbar, sofern sich mit ihnen die notwendigen kleinsten Stellwege erreichen lassen.
Bevorzugt ist das Greifwerkzeug zumindest teilweise mit einer fluoreszierenden Mate- rialschicht versehen. Dies ermöglicht beispielsweise auch die Entnahme einer fluoreszierenden oder mit Fluoreszenzmarkern versehenen Proben ohne den Einfluß von störendem Umgebungslicht. Je nach Probe können verschiedene Greifwerkzeuge vorgesehen sein, die mit bei verschiedenen Frequenzen fluoreszierenden Schichten versehen sind und bei Bedarf ausgewechselt werden können.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Haftkörper als Kugel ausgestaltet, wobei die Kugel bevorzugt einen Durchmesser zwischen lOμm und 500μm aufweist. Die Oberfläche kann dann vollständig haftend ausgestaltet sein. Der Vorteil von Kugeln liegt in ihrer Form, die kleinste Auflageflächen ermöglicht. Darüberhinaus sind sie einfach herzustellen und einfach zu lagern. Ist die Kugel vollständig mit einer haftenden Oberfläche ausgeführt, so spielt es darüber hinaus keine Rolle, wie die Kugel vom Greifwerkzeug aufgenommen wird, die Handhabung wird also vereinfacht. Eine Vielzahl anderer Formen eignet sich selbstverständlich ebenfalls als Haftkörper, beispielsweise Linsen, Ellipsoide, zylinderförmige Körper mit abgerundeter Kopf- und/oder Fußflächen.
Auch der Haftkörper kann aus fluoreszierenden Material bestehen oder zumindest mit einer fluoreszierenden Materialschicht versehen sein, so daß die Aufnahme von Material, was anhand seiner Fluoreszenz ausgewählt wird, möglich wird.
Vorzugsweise sind die Haftkörper mindestens teilweise aus Kunststoff gefertigt, bevorzugt aus Polystyrol. Alternativ können sie auch aus Zellulose oder einem Zellulosederivat gefertigt sein. Die Herstellung solcher Kugeln ist besonders preiswert, zudem sind die Materialien inaktiv bzgl. Reaktionen mit den üblicherweise aufzunehmen biologischen Materialien. Alternativ können die Haftkörper auch mindestens teilweise aus einem magnetischen oder zumindest magnetisierbaren Material bestehen. Dies kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn die Ablage der Kugel auf einer magnetisier- ten Oberfläche erfolgt. Dies kann zum einen ein Ablageort sein, wo die Probe für die weitere Analyse vorbereitet wird, oder aber nach dem Ablegen der Probe ein Behälter, in dem benutzte Haftkörper gesammelt und anschließend gereinigt werden. Dabei muß nicht der ganze Haftkörper aus magnetischen Material bestehen, es reicht, wenn er einen Kern aus magnetischem oder magnetisierbarem Material aufweist. Es muß jedoch gewährleistet sein, daß eine magnetische Wechselwirkung zwischen der Oberfläche, auf der der Haftkörper abgelegt wird und dem Kern des Haftkörpers möglich ist. Eine weitere Alternative ist die Beschichtung mit einer magnetischen oder magnetisierbaren Oberfläche. Auch andere Materialien sind denkbar, beispielsweise kann die Verwendung von Glaskugeln sinnvoll sein, da bei diesen die Abgabe von einer an der Oberflä- che der Glaskugel haftenden Probe in Wasser besonders leicht fällt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die mindestens eine gekrümmte Oberfläche des Haftkörpers mindestens teilweise mit einer Haftschicht aus einem Polypeptid oder einem Polymer versehen. Beispielsweise können biosynthetische Polypeptide nichttierischer Herkunft, oder Zellulosederivate verwendet werden. Eine solche Beschichtung hat den großen Vorteil, daß die Schicht in Bezug auf übliche Oberflächen wie Metall, Glas etc., also solchen Oberflächen, wie sie bei einem Objektträger oder beim Greifwerkzeug zu finden sind, keinerlei Haftwirkung zeigt, die Haftwirkung also selektiv ist. Sie beschränkt sich nur auf biologische Proben, insbesondere auf Zellen. Dies erleichtert die Handhabung der Kombination aus Greifwerkzeug und Haftkörper erheblich. Auch alle anderen Beschichtungen, die diese selektive Haftwirkung aufweisen, sind ebenfalls geeignet und als äquivalent anzusehen. Der Haftkörper kann außerdem auch die Eigenschaften von Hydrogelen aufweisen und vorteilhaft durch Wärme- und / oder Krafteinwirkung mindestens lokal verflüssigt werden, was wiederum die Aufnahme von Zellen erleichtern kann.
Da die Haftkörper nach einmaligen Gebrauch kontaminiert sind, muß für jeden Probentransfer - dies umfaßt die Aufnahme der Probe, den Transport der Probe sowie die Ablage der Probe - ein neuer Haftkörper verwendet werden. Die Vorrichtung verfügt deshalb zweckmäßig über ein Reservoir mit einer Vielzahl von Haftkörpern. Dann kann mit dem Greifwerkzeug aus dem Reservoir ein neuer Haftkörper entnommen werden. Im einfachsten Fall handelt es sich bei dem Reservoir um eine Schale. Vorzugsweise ist das Reservoir jedoch mit einer Dosiereinrichtung zur Dosierung jeweils eines Haftkör- pers versehen. Auf diese Weise kann die Entnahme des Haftkörpers auch automatisiert werden, wenn das Creifwerkzeug durch eine entsprechende Steuereinrichtung geführt wird, da der Aufnahmeort für einen Haftkörper in diesem Fall immer der gleiche Ort ist.
Zur Beobachtung von Aufnahme, Transport und ggf. auch der Ablage der Probe verfügt die Vorrichtung vorteilhaft über ein Mikroskop, bevorzugt über ein Stereomikroskop. Dies erlaubt die ständige Kontrolle des Ablaufes.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist bei der Vorrichtung ein Mikromanipulator vorgesehen, mit dem das Greifwerkzeug geführt wird. Ein solcher Mikromanipulator verfügt über eine Halterung, in der das Creifwerkzeug befestigt und mit dem Mikromanipulator verbunden wird. Idealerweise ist ein solcher Mikromanipulator in allen drei Raumrichtungen beweglich, so daß das Greifwerkzeug in einem be- grenzten Raumbereich beliebig geführt werden kann. Verfügt die Vorrichtung auch über ein Mikroskop, so ist es sinnvoll den Mikromanipulator in unmittelbarer Nachbarschaft vorzusehen, so daß das Greifwerkzeug mit dem Haftkörper ins Bildfeld des Mikroskops geführt werden kann. Der Mikromanipulator ist bevorzugt mit einer Steuerungseinrichtung verbunden, so daß eine manuelle Steuerung beispielsweise über ei- nen Joystick möglich ist, um das Greifwerkzeug mit dem Haftkörper über die Probe zu führen, die Probe aufzunehmen und zum Ablageort zu transportieren. Dieser Vorgang kann auch teilweise automatisiert werden, wenn die räumliche Position des Haftkörpers in Bezug auf den Ablageort bekannt ist. Die Position kann beispielsweise mit einer Positionsmeßeinrichtung, wie sie in der DE 10 2005 053 669.7 beschrieben ist, bestimmt werden. Nach Aufnahme der Probe kann der Transport zum Ablageort, beispielsweise einem Biochip, der an einem dafür vorgesehenen Platz angeordnet ist und dessen Koordinaten bekannt sind, automatisch erfolgen. Falls die Probe ohne Haftkörper abgegeben wird, kann die Ablage des benutzten Haftkörpers und die Aufnahme eines neuen Haftkörpers ebenso automatisch erfolgen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zur Erzeugung einer Mikrovi- bration im Greifwerkzeug vorgesehen. Wird das Greifwerkzeug beispielsweise von einem Mikromanipulator gehalten, so kann die Mikrovibration im Manipulator erzeugt werden. Dieser kann beispielsweise piezoelektrisch oder mittels anderer geeigneter Antriebe in Schwingungen mit Amplituden von wenigen Mikrometern versetzt werden. Diese Einrichtung kann auch im Manipulator selbst vorgesehen sein, so daß nur das Greifwerkzeug in Schwingungen versetzt wird. Schließlich kann auch das Greifwerkzeug selbst so ausgestaltet sein, daß es über einen entsprechenden piezoelektrischen, elektromotorischen oder anderen Mechanismus zur Schwingungserzeugung verfügt. Im Falle einer Pinzette als Greifwerkzeug kann der Mechanismus beispielsweise zwischen den beiden Schenkeln angeordnet sein und diese in parallele Schwingungen versetzen, so daß die Enden der Pinzette parallel aus ihren Ruhepositionen ausgelenkt werden.
Wird im Greifwerkzeug eine Mikrovibration erzeugt, so erleichtert dies in manchen Fällen die Aufnahme der Probe: Tritt der Haftkörper mit der Probe in Kontakt, so bleibt diese daran haften. In der Regel haftet die Probe gleichzeitig aber auch noch an der Oberfläche, von der sie entfernt werden soll, so daß sie u.U. nur schwer zu lösen ist oder sogar zerstört wird, wenn das Greifwerkzeug mit dem Haftkörper und der daran haftenden Probe entfernt wird, da insbesondere im Fall einer einzelnen Zelle zu große Zugkräfte auftreten können, so daß die Zelle zerreißt. Wird jedoch bei dem Greifwerkzeug zusätzlich eine zuschaltbare Mikrovibration eingeschaltet, so hilft dies, die Haf- tung an der Oberfläche, von der die Probe entfernt werden soll, zu verringern.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, bei der Vorrichtung Mittel zur Erzeugung einer Stoßamplitude im Greifwerkzeug vorzusehen. Dies ist insbesondere bei der Ablage hilfreich, um das Ablegen des Haftkörpers - mit oder ohne Probe - an einer dafür vorge- sehenen Stelle zu erleichtern, da der Haftkörper u.U. die Neigung hat, am Greifwerkzeug haften zu bleiben. Diese Stoßamplitude kann beispielsweise mit einem kleinen Hämmerchen auf piezoelektrischer Basis erzeugt werden. Das Hämmerchen kann beispielsweise in den Mirkomanipulator oder in das Greifwerkzeug selbst integriert sein.
In einer weitern bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zur mindestens teilweisen Kontrolle der Aufnahme des Transports und/oder der Ablage der Probe vorgesehen. Im einfachsten Fall kann der Transfer auch durch das Mikroskop beobachtet werden. Ein Beobachter, beispielsweise ein zertifizierter Gutachter, kann dann bestätigen, daß tatsächlich eine Probe aufgenommen wurde und am entsprechenden Ort ab- gelegt. Zweckmäßig umfassen die Mittel zur Kontrolle jedoch eine Kamera. Mit einer solchen Kamera kann dann kontinuierlich oder in Intervallen der ganze Prozeß des Transfers, d.h. von der Probenaufnahme bis hin zur Ablage dokumentiert und kontrolliert werden. Die Kamera kann dabei beispielsweise an einen eigenen Ausgang am Tubus anschlössen sein, dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Aufnahme der Probe überwacht werden soll. Die Kamera kann auch extern angeordnet sein. Auf diese Weise ist es möglich, auch die Ablage der Probe am Ablageort, der sich in der Regel nicht im Bildfeld des Mikroskops befindet, zu kontrollieren und zu dokumentieren. Falls die Kamera über einen Tubusausgang zur erreichen ist, so kann sie insbesondere dazu verwendet werden, unter Verwendung geeigneter Bildverarbeitungsalgorithmen auch Proben automatisch auszuwählen aufzunehmen. Mittels einer entsprechenden Steuerung, die das von einem Mikromanipulator geführte Greifwerkzeug steuert, kann dann der gesamte Prozeß des Transfers automatisch ablaufen. Der Mikromanipulator verfügt dazu selbstverständlich über die Möglichkeit, das Greifwerkzeug zu öffnen und zu schließen, also die Greiffunktion auszuüben. Vorzugsweise ist die Steuerung des Mikromanipulators dabei so ausgelegt, daß - bei automatischer Führung oder bei manueller Führung, beispielsweise über eine Joystick - die Geschwindigkeit des Manipulators, mit der er sich durch das Bildfeld, welches im Mikroskop oder in der Kamera zu betrachten ist, bewegt, von der am Mikroskop gewählten Vergrößerung abhängt. Der Antrieb des Mikromanipulators wird also in Abhängigkeit von der gewählten Vergrößerung gesteuert. Vorzugsweise wird die Abhängigkeit so gewählt, daß bei kleiner Vergrößerung der Manipulator mit einer größeren Geschwindigkeit bewegt wird, bei einer großen Vergrößerung mit einer entsprechend kleineren Geschwindigkeit. In einer be- vorzugten Ausgestaltung ist die im Bildfeld beobachtete Geschwindigkeit unabhängig von der eingestellten Vergrößerung des Mikroskops.
Zur Dokumentation und Kontrolle des Transfers ist es darüber hinaus vorteilhaft, wenn das Greifwerkzeug mindestens um seine Längsachse drehbar ausgestaltet ist, so daß der Haftkörper mit der anhaftenden Probe in Richtung des Beobachters oder der Kamera gedreht werden kann. Dies kann einerseits der Kontrolle dienen, daß tatsächlich die Probe aufgenommen wurde, andererseits aber auch der Dokumentation, daß tatsächlich eine vorher ausgewählte Probe aufgenommen wurde. Die Drehung kann dabei auch vom Manipulator, der mit einer entsprechenden Drehvorrichtung ausgestaltet sein kann, ausgeführt werden. Wird beispielsweise eine Probe aufgenommen, so ist sie zunächst für einen Beobachter, der den Vorgang durch ein aufrechtes Stereomikroskop beobachtet, nicht sichtbar an der der Entnahmefläche zugewandten Unterseite des Haftkörpers fixiert. Durch die Drehung des Greifwerkzeuges wird die Unterseite nun in das Blickfeld des Beobachters gedreht, dieser kann erkennen, ob tatsächlich eine Probe am Haftkörper haftet. Über eine Kamera, die über den Tubus zugänglich ist, kann der ganze Vorgang dokumentiert werden. Ist die Kamera unterhalb des Probenträgers angebracht, so kann auf die Drehung auch verzichtet werden, sofern der Probenträger durchsichtig ist. Die Probe kann mit Hilfe des Mikromanipulator auch an eine entsprechende Stelle verfahren werden, wo eine Kamera installiert ist.
Ergänzend können die Mittel zur Kontrolle auch mindestens einen Spiegel umfassen, der Haftkörper kann dann mit der anhaftenden Probe über den mindestens einen Spie- gel in Richtung eines Beobachters oder der Kamera abgebildet werden. Auch hier kann u.U. auf die Drehung verzichtet werden, je nachdem, wo die Spiegel und die Kamera relativ zu der Fläche, von der die Probe entnommen wird, angeordnet sind.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Transfer einer mikroskopischen Probe von einem Probenort zu einem Ablageort gelöst, bei dem ein Greifwerkzeug einen Haftkörper mit mindestens teilweise gekrümmter Oberfläche, die in bezug auf die Probe zumindest teilweise haftend ausgestaltet ist, aufnimmt, das Greifwerkzeug den Haftkörper über die Probe führt, die mindestens teilweise gekrümmte Oberfläche des Haftkörpers mit der Probe in Kontakt gebracht wird und beim Entfernen vom Probenort die Probe an der Oberfläche des Haftkörpers haften bleibt, und die Probe am Ablageort abgelegt wird. Diese Verfahrensschritte können insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie vorangehend beschrieben wurde, durchgeführt werden.
Zunächst nimmt also ein Greifwerkzeug, beispielsweise eine Pinzette, einen Haftkörper mit mindestens teilweise gekrümmter Oberfläche auf. Der Haftkörper kann beispielsweise als Kugel ausgestaltet sein. Die teilweise gekrümmte Oberfläche ist in bezug auf die Probe zumindest teilweise haftend ausgestaltet. Das Greifwerkzeug, welches beispielsweise von einem Mikromanipulator geführt werden kann, führt den Haftkörper über die Probe - dies kann entweder manuell oder automatisch erfolgen. Auch manuelle Führung ist möglich. Auch die Probenauswahl kann manuell oder automatisch erfolgen, wenn entsprechende Bildverarbeitungsalgorithmen zur Verfügung stehen. Das Greifwerkzeug mit dem Haftkörper wird dann auf die Probe abgesenkt, die mindestens teilweise gekrümmte Oberfläche des Haftkörpers wird so mit der Probe in Kontakt ge- bracht. Beim Entfernen des Greifwerkzeuges mit dem Haftkörper vom Probenort bleibt die Probe an der Oberfläche des Haftkörpers haften. Um die Ablösung der Probe von der Probenoberfläche zu erleichtern, kann es vorteilhaft sein, das Greifwerkzeug in harmonische Schwingungen mit einer Amplitude von wenigen Mikrometern, sogenannter Mikrovibrationen, zu versetzen. Schließlich wird die Probe am Ablageort abgelegt. Dabei dann - je nach Probenart oder vorgesehener Analyseart - die Probe mit oder ohne Haftkörper abgelegt werden. Soll die Probe mit Haftkörper abgelegt werden, so kann zur Erleichterung der Abgabe vorteilhaft das Greifwerkzeug - auch mehrfach - in eine Stoßschwingung versetzt werden. Die Ablage kann beispielsweise auf einem Biochip erfolgen oder auf magnetischen Oberflächen oder auch in Eppendorfgefäße.
Die Ablage kann mit oder ohne Haftkörper erfolgen. Ohne den Haftkörper abzulegen kann die Probe, in der Regel eine einzelne Zelle, beispielsweise an einem Tropfen einer Reaktionsflüssigkeit abgestreift werden, wobei bei einer stärkeren Krümmung der Oberfläche der Reaktionsflüssigkeit - beispielsweise eine wäßrige Lösung - die Adhäsionskräfte der Flüssigkeit in Bezug auf die Zelle die Haftung am Haftkörper übertreffen.
Die Bewegung des Greifwerkzeuges kann dabei im Blickfeld eines zugeschalteten Mi- kroskops durch eine entsprechende Steuerung so angepaßt werden, daß sich das Greifwerkzeug für einen Betrachter immer mit einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit bewegt, d.h. bei großer Vergrößerung mit einer entsprechend geringeren Geschwindigkeit als bei einer kleinen Vergrößerung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Aufnahme der Probe kontrolliert, indem das Greifwerkzeug mit Haftkörper und Probe gedreht und/oder verfahren und in eine Kamera abgebildet wird. Auf diese Weise wird der Haftkörper mit der Probe, die sich an der Unterseite des Haftkörpers für einen Beobachter nicht sichtbar befindet, sichtbar gemacht. Es kann so verhindert werden, daß bei nicht erfolgreichen Probenaufnahmen Analysegefäße nur scheinbar befüllt werden. Im Stand der Technik führt diese fehlende Möglichkeit der Kontrolle zu häufigen Fehlanalysen, d.h. beispielsweise ausbleibenden Vervielfältigungsreaktionen.
Die Aufnahme der Probe kann dabei auch dokumentiert werden, indem das Greifwerk- zeug mit Haftkörper und Probe über mindestens einen Spiegel in eine Kamera abgebildet wird. Auf diese Weise kann auch auf die Drehung verzichtet werden, wenn die Fläche, von der die Probe entnommen wird, der Spiegel und die Kamera in entsprechenden Positionen zueinander anordnet sind.
In einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Probe vor dem Entfernen mittels des Haftkörper zur Durchführung einer Probenmanipulation, insbesondere einer Mikrodissektion fixiert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Zelle aus einem Zellverbund gelöst werden soll. Das Greifwerkzeug mit dem Haftkörper wird also auf die Probe abgesenkt, durch Ausübung einer entsprechenden geringen Kraft vom Greifwerkzeug über den Haftkörper auf die Probe kann diese fixiert werden. Der Druck bzw. die Kraft kann auch durch den Mikromanipulator erzeugt werden. Ist die Probe fixiert, so kann mittels eines weiteren Probenmanipulators, beispielsweise einem Laser, eine entsprechende Mikrodissektion durchgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt Fig.l die Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig.2a-c die Aufnahme einer Probe,
Fig.3 die direkte Kontrolle bzw. Dokumentation der Aufnahme der Probe,
Fig.4 eine indirekte Kontrolle der Probenaufnahme und
Fig.5a, b die gezielte Ablage des Haftkörpers mit der Probe an einem dafür vorgesehenen Ablageort.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In Fig.l ist zunächst eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt, mit der auch das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung umfaßt zweckmäßig ein Stereomikroskop 1, mit dem insbesondere bei manueller Bedienung des Greifwerkzeuges die Probenaufnahme räumlich beobachtet und durchgeführt wer- den kann. Der üblicherweise vorhandene Objektivrevolver ist hier durch ein Objektiv 2 symbolisch dargestellt. Beobachterseitig befinden sich am Stereomikroskop 1 zwei Okulare 3, mit denen ein Beobachter die Probenaufnahme und mindestens einen Teil des Transfers beobachten kann. Bei dem Stereomikroskop 1 ist außerdem eine Umschaltmöglichkeit für den Strahlengang vorgesehen, so daß der Strahlengang anstelle in die Okulare 3 auf eine Kamera 4 gelenkt wird. Der Strahlengang im Stereomikroskop ist durch die beiden schwarzen Linien, die von den Okularen 3 ausgehen und auf einem Probenträger 5 zusammenlaufen, skizziert. Auf dem Probenträger 5 befindet sich eine Probe 6. Links vom Stereomikroskop 1 befindet sich ein Mikromanipulator 7, der in allen drei Raumrichtungen begrenzt bewegt werden kann. Die dazu vorgesehene Halterung - vorteilhaft am Mikroskopkörper - ist nicht eingezeichnet. In den Mikromanipulator 7 ist als Greifwerkzeug eine Pinzette 8 eingespannt. An der Spitze der Pinzette 8 wird von ihren Schenkeln ein Haftkörper, der hier die Form einer Kugel 9 hat, gehalten. Bei dem Probenträger 5 kann es sich beispielsweise um einen Objektträger, aber auch um ein Kleidungsstück handeln. Als Probe 6 kommen beispielsweise einzel- ne Zellen in Frage. Das Stereomikroskop 1 kann darüber hinaus fluoreszenzfähig sein, entsprechend können auch Pinzette 8 und Kugel zumindest teilweise mit einer fluoreszierenden Schicht versehen sein. Die Kugel 9 dient der Aufnahme der Zelle und gleichzeitig ihrem Transport. Bei der Kugel 9 handelt es sich vorzugsweise um eine Mikroku- gel aus Kunststoff, wie beispielsweise Polystyren oder Biopolymeren. In anderen Fällen kann es vorteilhaft sein, als Haftkörper 9 eine Glaskugel einzusetzen, da bei diesen die Abgabe in einen Wassertropfen mit entsprechender Oberflächenkrümmung günstiger verläuft. Der Durchmesser der Kugel kann zwischen lOμm und 500μm betragen. Kleinere und größere Durchmesser sind ebenfalls möglich und in Abhängigkeit von der Größe der Probe u.U. auch vorteilhaft. Nicht gezeigt ist ein Reservoir für die Kugeln 9, aus dem vor jeder Probenaufnahme eine neue Kugel 9 entnommen wird. Das Reservoir ist dazu zweckmäßig mit einer Dosiereinrichtung versehen. Wenn es auf die Kontamination der Probe nicht ankommt, kann auch dieselbe Kugel 9 immer wieder verwendet werden. Dies wird jedoch eher die Ausnahme sein.
In den Figuren 2a bis 2c ist die Aufnahme einer Probe, hier eine von mehreren Zellen, mit der Pinzette 8 dargestellt. Zunächst wird mit der Pinzette 8, die durch den Mikro- manipulator 7 geführt wird, eine Kugel 9 aus der Dosiervorrichtung genommen und an die zu isolierende Zelle 10 herangeführt. Dieser Zustand ist in Fig.2a gezeigt. In Fig.2b ist gezeigt, wie die Kugel 9 in Kontakt mit der Zelle 10 tritt. Beim Kontakt mit der Kugel 9 bleibt die Zelle 10 an der Kugel 9 haften. Um das Ablösen der Zelle vom Probenträger 5 zu erleichtern, kann dieser zuvor mit einer geeigneten Flüssigkeit, beispielsweise fünfzigprozentigem Ethanol besprüht werden. Die Haftung der Zelle 10 auf der Kugel 9 kann außerdem dadurch begünstigt werden, das die Kugel 9 mindestens teilweise mit einer sehr dünnen Haftschicht versehen ist. Bei der Haftschicht kann es sich beispielsweise um ein biosynthetisch hergestelltes Polypeptid nichttierischer Herkunft oder alternativ um ein Zellulosederivat-Polymer handeln. Geeignet sind solche Be- schichtungen, deren Haftwirkung sich auf biologisches Material beschränkt, nicht je- doch beispielsweise auf die Pinzette erstreckt. In Fig.2c schließlich ist gezeigt, wie beim Entfernen der Pinzette 8 und der Kugel 9 die Zelle 10 an der Kugel 9 haften bleibt.
In den Fig.3 und 4 ist gezeigt, wie die Aufnahme der Zelle 10 dokumentiert wird. Dazu kann beispielsweise die Pinzette 8 im Mikromanipulator 7 oder der Mikromanipulator 7 als Ganzes um die Längsachse gedreht werden, wie durch den Pfeil in Fig.3 angedeutet. Die Zelle 10, die an der Kugel 9 haftet, ist nun im Blickfeld des Objektivs 2 des Stereomikroskops 1. Das Bild kann von einem Beobachter beobachtet oder auf eine Kamera abgebildet werden. Eine Alternative bei der Verwendung eines aufrechten Mi- kroskops oder Stereomikroskops ist in Fig.4 gezeigt. Dort ist ein Spiegel 11 auf dem Probenträger 5 angebracht. Nach der Aufnahme der Zelle 10 wird der Probenträger 5 in der Objektebene verfahren, bis sich der Spiegel im Bildfeld des Mikroskops befindet. Der Probenträger 5 symbolisiert dabei alle möglichen Arten von Arbeitsflächen, beispielsweise einen Tisch mit einer Aussparung für durchsichtige Objektträger, auf de- nen die Proben angeordnet sind.
In den Figuren 5a und 5b schließlich ist gezeigt, wie die Kugel 9 mit der Zelle 10 zu einem weiteren Probenträger 12 geführt wird und dort abgelegt wird. Die Kugel 9 wird dort mitsamt der Zelle 10 abgelegt. Diese Art der Abgabe ist leichter zu realisieren als die Abgabe der bloßen Zelle. Sie gewährleistet darüber hinaus auch Kontaminationsfreiheit. Die Zelle kann dabei punktgenau abgelegt werden, beispielsweise auf dem Boden eines Eppendorfgefäßes, auf einer bestimmten Position einer Transfereinheit für anschließende massenspektrometrische Untersuchunen wie einer MALDI-Platte (MALDI = Matrix assisted Laser desorption and ionization), oder auf einem bestimmten Punkt eines Biochips. Der Ablagepunkt auf dem Probenträger 12 ist vorzugsweise mit einem dünnen Haftfilm 13 beschichtet, welcher beispielsweise besondere Aushärtungseigenschaften besitzt, so daß der Ablagepunkt Wochen oder Monate vor seiner Verwendung mit dem Haftfilm 13 beschichtet werden kann. Alternativ kann die Ablage der Kugel 9 auch auf einer magnetisierten Oberfläche erfolgen. Die Kugel besteht dafür günstigerweise ebenfalls aus magnetischen Material, oder besitzt mindestens einen magnetischen Kern. Auch eine Abgabe der Kugel 9 in einen Flüssigkeitstropfen ist möglich, bzw. eine Abgabe allein der Zelle 10 ohne die Kugel 9.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich kleinste Objekte aus Präparaten isolieren, punktgenau aufnehmen, zu einem Ablageort transportieren und dort punktgenau ablegen. Der Transfer ist dabei kontaminationsfrei und kann entsprechend dokumentiert werden, weshalb sich eine Vielzahl von Anwendungen ergibt, beispielswei- se sowohl in der biologischen Grundlagenforschung als auch in der Forensik.
Bezugszeichenliste
Stereomikroskop
2 Objektiv
3 Okulare
4 Kamera
5 Probenträger
6 Probe
10 7 Mikromanipulator
8 Pinzette
9 Kugel
10 Zelle
11 Spiegel
15 12 Probenträger
13 Haftfilm

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung für Aufnahme, Transport und Ablage mikroskopischer Proben (6), umfassend mindestens einen auswechselbaren Haftkörper, sowie ein Greifwerkzeug zur Aufnahme, dem Transport und der Ablage des Haftkörpers, wobei der Haftkörper über mindestens eine nach außen gekrümmte Oberfläche verfügt, die zumindest teilweise in bezug auf die Probe (6) haftend ausgestaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug als Pinzette (8) ausgestaltet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Greif- Werkzeug auswechselbar ausgestaltet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug über einen piezoelektrisch, elektromechanisch, magnetisch oder pneumatisch angetriebenen Greifmechanismus verfügt.
5. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug zumindest teilweise mit einer fluoreszierenden Materialschicht versehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftkörper als Kugel (9) ausgestaltet ist, bevorzugt mit einem Durchmesser zwischen 10 und 500 μm.
7. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftkörper aus fluoreszierendem Material besteht oder mit einer fluoreszierenden Materialschicht versehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftkörper mindestens teilweise aus Kunststoff, bevorzugt aus Polysty- rol, aus Cellulose oder einem Cellulosederivat, oder aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material besteht.
9. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftkörper einen Kern aus magnetischem oder magnetisierbaren Material aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine gekrümmte Oberfläche des Haftkörpers mindestens teilweise mit einer Haftschicht aus einem Polypeptid oder einem Polymer besteht.
11. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie über ein Reservoir mit einer Vielzahl von Haftkörpern verfügt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir mit einer Dosiereinrichtung zur Dosierung jeweils eines Haftkörpers versehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie über ein Mikroskop, bevorzugt über ein Stereomikroskop (1), zur Beobachtung von Aufnahme, Transport und Ablage verfügt.
14. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikromanipulator (7) vorgesehen ist, mit dem das Greifwerkzeug geführt wird.
15. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erzeugung einer Mikrovibration im Creifwerkzeug vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erzeugung einer Stoßamplitude im Creifwerkzeug vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur mindestens teilweisen Kontrolle der Aufnahme, des Transports und/oder der Ablage der Probe vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Kontrolle eine Kamera (4) umfassen.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug mindestens um seine Längsachse drehbar ausgestaltet ist, so daß der Haftkörper mit der anhaftenden Probe in Richtung eines Beobachters oder der Kamera gedreht werden kann.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Kontrolle mindestens einen Spiegel (11) umfassen und der Haftkörper mit der anhaftenden Probe über den mindestens einen Spiegel (11) in Richtung eines Beobachters oder der Kamera (4) abgebildet wird.
21. Verfahren zum Transfer einer mikroskopischen Probe von einem Probenort zu einem Ablageort, bei dem ein Creifwerkzeug einen Haftkörper mit mindestens teilweise gekrümmter Oberfläche, die in bezug auf die Probe (6) zumindest teilweise haftend ausgestaltet ist, aufnimmt, das Greifwerkzeug den Haftkörper über die Probe (6) führt, die mindestens teilweise gekrümmte Oberfläche des Haftkörpers mit der Probe (6) in Kontakt gebracht wird und beim Entfernen vom Probenort die Probe (6) an der Oberfläche des Haftkörpers haften bleibt, und - die Probe (6) am Ablageort abgelegt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftkörper mit der daran anhaftenden Probe (6) am Ablageort abgelegt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug bei der Aufnahme der Probe (6) eine Mikrovibration ausführt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug bei der Abgabe durch einen Stoß in Schwingungen versetzt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme der Probe (6) kontrolliert wird, indem das Greifwerkzeug mit Haftkörper und Probe (6) gedreht und/oder verfahren wird und in eine Kamera (4) abgebildet wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme der Probe (6) dokumentiert wird, indem das Greifwerkzeug mit Haftkörper und Probe (6) über einen Spiegel (11) in eine Kamera (4) abgebildet wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Entfernen der Probe (6) diese mittels des Haftkörpers zur Durchführung einer Probenmanipulation, insbesondere einer Mikrodissektion, fixiert wird.
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