EP2255880B1 - System and method to prevent air bubbles in a hybridization chamber - Google Patents
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Definitions
- DNA deoxyribose nucleic acid
- microarrays of such samples provides research with an important technique for the simultaneous analysis of thousands of genes.
- This technique involves the immobilization of DNA samples from many genes on a solid substrate surface, such as on a glass slide for a light microscope.
- the DNA samples are preferably arranged in an array of sample spots or "spots", ie in a two-dimensional grid on the substrate, and it is later possible to deduce the origin of the corresponding DNA sample from a specific position within such an array.
- DNA microarrays have established themselves as successful tools and devices for performing DNA hybridization have been continually improved (see, eg US 6,238,910 or EP 1 260 265 A1 the applicant of the current patent application).
- These documents disclose a device for providing a hybridization space for the hybridization of nucleic acid samples on a slide.
- These devices are designed to be movable relative to the slide and comprise an annular seal or sealing surface for closing the gap-shaped hybridization space with respect to the ambient air, wherein a surface of this slide is acted upon by the seal or sealing surface.
- these devices include lines for feeding or discharging media into the hybridization space or out of the hybridization space as well as a sample feed.
- An improved temperature control and a movement of the liquid with eg RNA patterns towards DNA samples immobilized on the slide is also disclosed.
- the hybridization procedure (buffer preparation, pattern injection, program definition on the hybridization systems used) was carried out according to the technical instructions of Alopex (ALOPEX GmbH, Fritz-Hornschuch-Str. 9, D-95326 Kulmbach, Federal Republic of Germany). In each case two slides 27 were inserted into the hybridization systems SN22 and PT3 and processed at 43 ° C. or at 61 ° C. From the following processed samples the results are discussed: 43 ° C 43 ° C HS 400 SN22 HS 400 PT3 Slide # 29, # 31 Slide # 24, # 27 61 ° C 61 ° C HS 400 SN22 HS 400 PT3 Slide # 33, # 34 Slide # 35, # 37
- a second membrane 33 ' is provided, which closes a second agitation space 30'.
- the second diaphragm 33 'in this case serves to support the spring element arranged as a gas cushion in the outlet line 13.
Description
Die Erfindung betrifft, gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1, ein Verfahren zum Verhindern von Luftblasen in den Hybridisierkammern eines Systems zum Hybridisieren von auf Objektträgern immobilisierten Nukleinsäureproben, Proteinen oder Gewebeschnitten. Dieses Verfahren umfasst das Bereitstellen einer im Wesentlichen spaltförmigen Hybridisierkammer zwischen einem Objektträger und einem Deckel, wobei der Deckel derart gegenüber dem Objektträger angeordnet wird, dass die Hybridisierkammer gegenüber der Umgebungsluft abgedichtet ist. Des Weiteren umfasst dieses Verfahren das im wesentlichen Füllen der bereitgestellten Hybridisierkammer mit einer Flüssigkeit.The invention relates, according to the preamble of
Die Verwendung von DNA-Proben (DNA = Desoxyribosenukleinsäure) und insbesondere von Mikroarrays solcher Proben stellt der Forschung eine wichtige Technik zur gleichzeitigen bzw. simultanen Analyse von Tausenden von Genen zur Verfügung. Diese Technik umfasst die Immobilisierung von DNA-Proben aus vielen Genen auf einer festen Substrat-Oberfläche, wie z.B. auf einem gläsernen Objektträger für ein Lichtmikroskop. Die DNA-Proben werden bevorzugt in einem Array von Probenflecken oder "spots", d.h. in einem zweidimensionalen Gitter auf dem Substrat angeordnet und man kann später - ausgehend von einer bestimmten Position innerhalb eines solchen Arrays auf den Ursprung der entsprechenden DNA-Probe zurückschliessen. Die Technik umfasst typischerweise die Kontaktierung des DNA-Proben-Arrays mit RNA-Muster-Suspensionen bzw. -Lösungen (RNA = Ribosenukleinsäure) um damit spezifische Nukleotidsequenzen in den DNA-Proben nachzuweisen. Typischerweise werden auch Muster-Suspensionen verwendet, welche DNA, cDNA und/oder Proteine bzw. Polypeptide enthalten. RNA-Muster können mit einem sogenannten "tag" oder "label", d.h. einem Molekül versehen sein, welches z.B. ein Fluoreszenzlicht mit einer spezifischen Wellenlänge aussendet. Immobilisierte Proben können auch aminosäurehaltige (z.B. Proteine, Peptide) oder nukleinsäurehaltige (z.B. cDNA, RNA) Proben umfassen. Zu den immobilisierten Proben zugegebene Muster können beliebige Moleküle bzw. chemische Verbindungen umfassen, welche mit den immobilisierten Proben hybridisieren oder sich sonstwie mit diesen verbinden.The use of DNA samples (DNA = deoxyribose nucleic acid), and especially microarrays of such samples, provides research with an important technique for the simultaneous analysis of thousands of genes. This technique involves the immobilization of DNA samples from many genes on a solid substrate surface, such as on a glass slide for a light microscope. The DNA samples are preferably arranged in an array of sample spots or "spots", ie in a two-dimensional grid on the substrate, and it is later possible to deduce the origin of the corresponding DNA sample from a specific position within such an array. The technique typically involves contacting the DNA sample array with RNA pattern suspensions (RNA = ribose nucleic acid) with specific nucleotide sequences in them Detect DNA samples. Typically, pattern suspensions are also used which contain DNA, cDNA and / or proteins or polypeptides. RNA patterns can be provided with a so-called "tag" or "label", ie a molecule which, for example, emits a fluorescent light with a specific wavelength. Immobilized samples may also include amino acid-containing (eg, proteins, peptides) or nucleic acid-containing (eg, cDNA, RNA) samples. Samples added to the immobilized samples may comprise any molecules or chemical compounds that hybridize or otherwise associate with the immobilized samples.
Unter guten experimentellen Bedingungen hybridisieren bzw. binden die RNA-Muster an die immobilisierten DNA-Proben und bilden mit diesen zusammen hybride DNA-RNA-Stränge. Für jede der immobilisierten DNA-Proben und für spezielle RNA-Muster kann man Unterschiede in der Hybridisierung unter den DNA-Proben durch die Messung der Intensität und der Wellenlängenabhängigkeit der Fluoreszenz jedes einzelnen Mikroarray-Elements feststellen und so herausfinden, ob der Grad der Genexpression in den untersuchten DNA-Proben variiert. Mit der Verwendung von DNA-Mikroarrays können somit über die Expression von grossen Mengen von Genen und über deren Expressionsmuster umfassende Aussagen gemacht werden, obwohl nur geringe Mengen an biologischem Material eingesetzt werden müssen.Under good experimental conditions, the RNA patterns hybridize or bind to the immobilized DNA samples and together form hybrid DNA-RNA strands. For each of the immobilized DNA samples and for specific RNA patterns, differences in the hybridization among the DNA samples can be determined by measuring the intensity and wavelength dependency of the fluorescence of each individual microarray element to determine whether the level of gene expression in the DNA sample varies the examined DNA samples. With the use of DNA microarrays comprehensive statements can thus be made about the expression of large quantities of genes and their expression patterns, although only small amounts of biological material must be used.
DNA-Mikroarrays haben sich als erfolgreiche Werkzeuge etabliert und die Geräte zur Durchführung der DNA-Hybridisierung wurden laufend verbessert (vgl. z.B.
Es kommt einerseits immer wieder vor, dass Luftblasen beim Einfüllen von Flüssigkeiten oder auch später in der Hybridisierkammer entstehen. Andererseits wurde versucht (vgl. z.B.
Aus dem Stand der Technik sind zudem zahlreiche Methoden bekannt, um das spontane Auftreten von Luftblasen oder das Verbleiben derselben in der Kammer zu behindern. So wurde z.B. ein nichtparalleles Anordnen der die Hybridisierkammer definierenden Objektträger und Deckel vorgeschlagen (vgl.
Aus
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung betrifft das Bereitstellen eines alternativen Verfahrens, mit welchem das Ausbilden von Luftblasen in einer Hybridisierkammer auf einfache Art und Weise verhindert werden kann.The object of the present invention is to provide an alternative method by which the formation of air bubbles in a hybridization chamber can be prevented in a simple manner.
Diese Aufgabe wird gemäss den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass ein Verfahren zum Verhindern von Luftblasen in einer im wesentlichen spaltförmigen Hybridisierkammer eines Systems zum Hybridisieren von auf Objektträgern immobilisierten Nukleinsäureproben, Proteinen oder Gewebeschnitten vorgeschlagen wird, wobei das Verfahren umfasst:
- (a) das Bereitstellen einer im Wesentlichen spaltförmigen Hybridisierkammer zwischen einem Objektträger und einem Deckel, wobei der Deckel derart gegenüber dem Objektträger angeordnet wird, dass die Hybridisierkammer gegenüber der Umgebungsluft abgedichtet ist; und
- (b) das im wesentlichen Füllen der gemäss Schritt (a) bereitgestellten Hybridisierkammer mit einer Flüssigkeit.
- (a) providing a substantially gap-shaped hybridization chamber between a slide and a lid, wherein the lid is disposed opposite the slide so that the hybridization chamber is sealed from the ambient air; and
- (b) substantially filling the hybridization chamber provided according to step (a) with a liquid.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es zudem umfasst:
- (c) das Ausbilden eines Kammer-Drucks in der Hybridisierkammer mit einer Druckeinrichtung dieses Systems;
- (d) das Aufrechterhalten dieses Kammer-Drucks während eines Hybridisiervorgangs auf einem Wert, der mindestens 100 mbar bis maximal um 1.4 bar über dem in der Umgebungsluft herrschenden, normalen atmosphärischen Druck liegt,
- (e) ein stossweises Aufbauen eines Agitationsdrucks in einem Druckraum (34), wobei der Agitationsdruck um 0.5 bis 1 bar höher ist als der Kammerdruck, wobei dieser Druckraum (34) im Deckel (26) angeordnet ist und durch eine Membran (33) von einem Agitationsraum (30) getrennt ist, und wobei der Agitationsraum (30) über eine Agitationsleitung (36) mit der Hybridisierkammer (5) verbunden ist; und
- (f) ein federndes Entgegenwirken von durch die Agitationseinrichtung (32) auf den Druckraum (34) ausgeübten Agitationsdruckunterschieden mit einem Federelement, das mit dem für die Hybridisierung verwendeten Flüssigkeitsvolumen in Verbindung steht, und das als zweite, im Deckel (26) angeordnete Membran (33') oder als ein mit einem Gas gefülltes Volumen einer Sammelleitung (15) oder einer Auslassleitung (13) ausgebildet ist.
- (c) forming a chamber pressure in the hybridization chamber with a pressure device of that system;
- (d) maintaining said chamber pressure during a hybridization operation at a value which is at least 100 mbar and at most 1.4 bar above the normal atmospheric pressure prevailing in the ambient air,
- (E) a jerky build up of a Agitationsdrucks in a pressure chamber (34), wherein the agitation pressure by 0.5 to 1 bar is higher than the chamber pressure, said pressure chamber (34) in the lid (26) is arranged and by a membrane (33) of an agitation space (30) is separated, and wherein the agitation space (30) via an agitation line (36) is connected to the hybridization chamber (5); and
- (f) a resilient counteraction of agitation pressure differences exerted by the agitation device (32) on the pressure chamber (34) with a spring element which communicates with the volume of liquid used for the hybridization, and as a second membrane (26) arranged in the cover (26). 33 ') or as a gas-filled volume of a manifold (15) or an outlet conduit (13) is formed.
Zusätzliche, bevorzugte erfinderische Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Additional, preferred inventive features emerge from the dependent claims.
Das erfindungsgemässe Verfahren und ein System zu dessen Durchführung wird nun an Hand von schematischen, den Umfang der Erfindung nicht beschränkenden Zeichnungen von beispielhaften Ausführungsformen im Detail erläutert. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- ein Schema eines zum Ausführen des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten, ersten Geräts bzw. Systems;
- Fig. 2
- einen der
Fig. 1 vonEP 1 260 265 A1 - Fig. 3
- eine der
Fig. 2 entsprechende, schematische Ansicht einer Anordnung mit einer Hybridisierkammer, von unten gesehen; - Fig. 4
- einen der
Fig. 2 entsprechenden, senkrechten Längsschnitt durch eine Anordnung mit einer Hybridisierkammer, Deckel des Systems aufge- klappt; - Fig. 5
- einen der
Fig. 2 entsprechenden, senkrechten Längsschnitt durch eine Anordnung mit einer Hybridisierkammer, Deckel des Systems geschlos- sen. - Fig. 6
- ein Schema eines zum Ausführen des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten, zweiten Geräts bzw. Systems;
- Fig. 7
- eine schematische Ansicht einer besonderen, ersten Anordnung eines Deckels mit einer Hybridisierkammer, von unten gesehen;
- Fig. 8
- eine schematische Ansicht einer besonderen, zweiten Anordnung eines Deckels mit zwei Hybridisierkammern, von unten gesehen.
- Fig. 1
- a diagram of a first device or system suitable for carrying out the method according to the invention;
- Fig. 2
- one of the
Fig. 1 fromEP 1 260 265 A1 - Fig. 3
- one of the
Fig. 2 corresponding schematic view of an arrangement with a hybridization chamber, seen from below; - Fig. 4
- one of the
Fig. 2 corresponding vertical longitudinal section through an arrangement with a hybridization chamber, lid of the system unfolded; - Fig. 5
- one of the
Fig. 2 corresponding vertical longitudinal section closed by an arrangement with a hybridization chamber, lid of the system. - Fig. 6
- a diagram of a suitable for carrying out the inventive method, second device or system;
- Fig. 7
- a schematic view of a particular, first arrangement of a lid with a Hybridisierkammer, seen from below;
- Fig. 8
- a schematic view of a particular, second arrangement of a lid with two Hybridisierkammern, seen from below.
Zum besseren Verteilen der Hybridisiermedien in den Hybridisierkammern 5 ist das System 1 mit einem Agitationsmechanismus bzw. mit einer Agitationseinrichtung 32 ausgerüstet, wie diese aus der europäischen Patentanmeldung
Die Anordnung umfasst eine medientrennende Agitationseinrichtung 32 zum Bewegen von Flüssigkeiten gegenüber auf der Oberfläche 29 der Objektträger 27 immobilisierten Proben von Nukleinsäuren, Proteinen oder Gewebeschnitten. In der in
Diese Querströmkanäle 38,38' erleichtern einerseits das Querverteilen der in der Musterlösung enthaltenen RNA-Moleküle. Dadurch wird bewirkt, dass die Musterflüssigkeit bzw. die Waschflüssigkeiten homogen über das gesamte im Hybridisierraum 5 anwesende Volumen verteilt werden. Zudem dienen die Querströmkanäle 38,38' auch als Flüssigkeits-Reservoir, so dass bei der durch die in der Vorrichtung eingebauten Agitationseinrichtung 32 erzeugte Pendelbewegung (gefüllter Doppelpfeil) der Musterlösung nicht dazuführt, dass Teile des Hybridisierraums 5 unbeabsichtigt trocken liegen.On the one hand, these
Vorzugsweise ist ein zweiter, ebenfalls mit einer Membran 33' versehener Agitationsraum 30' über eine zweite Agitationsleitung 36' mit dem Hybridisierraum 5 verbunden. Wenn jetzt ein auf den Druckraum 34 abgegebener Druckstoss die erste Membran 33 in den ersten Agitationsraum 30 drückt, wird dieser Impuls über die erste Agitationsleitung 36 auf die Musterflüssigkeit im Hybridisierraum 5 übertragen. Die Musterflüssigkeit weicht etwas gegen die zweite Agitationsleitung 36' aus (kann diese sogar zum Teil füllen) und erhöht den Druck im zweiten Agitationsraum 30'. Dadurch biegt sich die zweite Membran 33' nach oben und wird dabei elastisch gedehnt. Sobald der Überdruck im Druckraum 34 nachlässt, federn beide Membranen 33,33' in ihre Ruheposition zurück und bewegen die Musterflüssigkeit im Hybridisierraum 4 in die entgegengesetzte Richtung. Durch diese Pendelbewegung kann mit der gezeigten Anordnung eine Musterflüssigkeit mit einem minimalen Volumen (im Bereich von ca. 100 µl) in weniger als einer Minute praktisch homogen im Hybridisierraum 5 verteilt werden. Vorzugsweise wird unmittelbar anschliessend an den Druckabbau im Druckraum 34 ein Unterdruck im Druckraum 34 erzeugt, so dass die dem vorangehenden Druckstoss entgegengesetzte Rückwärtsbewegung der Musterflüssigkeit im Hybridisierraum 5 noch verstärkt wird.Preferably, a second agitation space 30 ', also provided with a membrane 33', is connected to the
Alle Leitungen 11,13,35 zum Zu- bzw. Abführen von Medien münden vorzugsweise in einer gemeinsamen Anschlussebene 57 des Deckels 26, welche im Wesentlichen parallel zum Hybridisierraum 5 und vorzugsweise auf der gleichen Höhe wie der Hybridisierraum 5 angeordnet ist. Die Mündungsöffnungen der Leitungen 11,13,35 können wie gezeigt versetzt zu einander oder auf einer quer zu der Vorrichtung 1 verlaufenden Linie (nicht gezeigt) angeordnet sein. Aussparungen (leere Pfeile, vgl.
Die Druckleitungen 35, von welchen für jede der Hybridisierkammern 5 eine bestimmt ist, sind in
Der Inertgasbehälter 3 ist über ein Gasventil 50 und eine Gasleitung 51 mit der Verteilleitung 10 verbunden, welche über Einlassleitungen 11 und je ein Einlassventil 12 in die Hybridisierkammern 5 münden. Mit Inertgas (z.B. mit Stickstoffgas) können je nach Ventilstellungen alle Hybridisierkammern 5 (einzeln oder in Gruppen) via die Verteilleitung 10 und die Einlassleitungen 11 über die Auslassleitungen 13 und die Sammelleitung 15 ausgeblasen werden. Werden nur das Gasventil 50, das Verbindungsventil 19 und das Entlastungsventil 21 geöffnet, so kann die Verteilleitung 10 in den Sammelbehälter 22 ausgeblasen werden. Werden nur das Gasventil 50, das Verbindungsventil 19 und das Abfallventil 17 geöffnet, so können die Verteilleitung 10 und die Sammelleitung 15 über die Abfallleitung 16 ausgeblasen werden.The
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass mittels Erzeugen eines Überdrucks in den Hybridisierkammern 5 das spontane Auftreten von Luftblasen während dem Hybridisieren verhindert werden kann. Dabei soll der Kammer-Druck über dem in der Umgebungsluft herrschenden, normalen atmosphärischen Druck liegen. Bevorzugt wird ein Kammerdruck, der mindestens um 100 mbar bis maximal um 1.4 bar höher ist als der Umgebungsdruck. Selbst höhere Drücke in der Kammer sind möglich, falls ihnen ein genügend grosser Anpressdruck zum Dichthalten der Kammer entgegenwirkt. Tatsächlich treten unter diesen Druckverhältnissen während der Hybridisierung keine Luftblasen mehr auf. Der diesem Phänomen zu Grunde liegende Funktionsmechanismus ist nicht restlos aufgeklärt. Es wird jedoch angenommen, dass der erhöhte Druck einerseits die Diffusionsrichtung im Bereich der O-Ring-Dichtung 28 bestimmt bzw. definiert, so dass keine Gasmoleküle der Umgebungsluft mehr in die Hybridisierkammer 5 diffundieren können. Andererseits findet auf Grund ihrer Druckabhängigkeit sicher auch eine Verschiebung der Phasengrenzen im Hybridisiermedium statt, so dass die spontane Luftblasenbildung unterdrückt wird. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung werden deshalb alle Gasblasen im Hybridisiermedium - ungeachtet des Entstehungsprozesses in der Hybridisierkammer 5 - als "Luftblasen" bezeichnet.The present invention is based on the recognition that by generating an overpressure in the
Erfindungsgemäss kann der verlangte Überdruck in den Hybridisierkammern 5 mittels einer Flüssigkeit, wie z.B. mittels eines von der Förderpumpe 8 in die Hybridisierkammern 5 gedrücktes Hybridisiermedium aus einem der Gefässe 2 erreicht werden (vgl.
Alternativ dazu kann auch Inertgas aus dem Behälter 3 in die Verteilleitung 10 und die Einlassleitungen 11 gedrückt und über je ein Einlassventil 12 der verlangte Druck in den mit Proben und Hybridisiermedien bereits gefüllten Hybridisierkammern 5 aufgebaut werden. Bevorzugt sind Inertgase wie N2 (Stickstoff), die keine chemische Wechselwirkung oder Reaktionen mit den Hybridisiermedien eingehen. Es kann zudem von Vorteil sein, wenn die Inertgase in den Hybridisiermedien nicht löslich sind. Zudem besteht die Möglichkeit, das aus einer Druckpumpe und einem Druckbehälter (ähnlich wie bei den mit 46 und 47 bezeichneten Elementen in
Eine weitere Alternative (in den Figuren nicht dargestellt) besteht darin, eine Druckpumpe und einen Druckbehälter (ähnlich wie die mit 46 und 47 bezeichneten Elemente in
Wird ein System 1 mit Anordnungen verwendet, welche (wie oben beschrieben) zwei Agitationsmembranen 33,33' umfassen, so kann während dem vorbereitenden Agitieren der Hybridisationsmedien in den Hybridisierkammern 5 oder auch während dem Hybridisieren selbst, die Agitationseinrichtung 32 verwendet werden. Dabei muss einfach ein Agitationsdruck im Druckraum 34 erzeugt werden, der um ca. 0.5 bis 1 bar höherer ist als der gewünschte Kammerdruck von 100 mbar bis 1.4 bar über dem Umgebungsdruck. Der für die Agitation aufzuwendende Druck bewegt sich (je nach Umgebungsdruck) somit im Bereich von ca. 0.6 - 2.4 bar. Die zweite Membran 33' bildet in diesem Fall ein Federelement, welches diesem Agitationsdruck federnd entgegen wirkt.If a
Typischerweise wird eine Hybridisierung wie folgt durchgeführt:
- a) Ausspülen von Luftblasen und Flüssigkeitsresten aus der Verteilleitung 10 und der
Sammelleitung 15. Zu diesem Zweck werden nur die Ventile 4 (A.D.), 19und 17 geöffnet und es wird mit der Förderpumpe 8 destilliertes Wasser aus dem Gefäss 2 (A.D.) über das Ventil 4 (A.D.) indie Verteilleitung 10 gepumpt. Das destillierte Wasser strömt durchdas Verbindungsventil 19 indie Sammelleitung 15 und von dort überdas Abfallventil 17 indie Abfallleitung 16.
Gleichzeitig werden dieHybridisierkammern 5 aufgebaut. Dies geschieht durch das Auflegen von (vorzugsweise ineinem Transportrahmen 52 gehaltenen)Objektträgern 27 mit darauf immobilisierten Proben auf dieKontaktplatte 53 eines Thermostats, durch dasEinsetzen von Deckeln 26 inden Klapprahmen 54 desSystems 1 zum Hybridisierenvon auf Objektträgern 27 immobilisierten Nukleinsäureproben, Proteinen oder Gewebeschnitten und durch das Verschliessen der Hybridisierkammern 5 mittels Herunterklappen derDeckel 26 auf die Objektträger 24 (vgl.Fig. 4 und 5 ). Dieses Herunterklappen verbindet dieEnden der Einlassleitungen 11,der Auslassleitungen 12 und der Druckleitungen 35der Agitationseinrichtung 32 jeder einzelnen Hybridisierkammer 5 mit den entsprechenden Leitungsenden desSystems 1. Vorzugsweise werden - entsprechend den vier ineinem Transportrahmen 52 aufgenommenen Objektträgern 27 -vier Deckel 26 ineinen Klapprahmen 54 eingesetzt. - b) Füllen und Thermostatisieren der Hybridisierkammern 5 mit Prähybridisier-Puffer. Zu diesem Zweck werden nur die Ventile 4 (V-P), 12, 14
und 17 geöffnet und es wird mit der Förderpumpe 8 Prähybridisier-Puffer aus dem Gefäss 2 (V-P) über das Ventil 4 (V-P) indie Verteilleitung 10 und von dort über dieEinlassventile 12 indie Hybridisierkammern 5 gepumpt. Ein Teil des Prähybridisier-Puffers verlässt dieHybridisierkammern 5 über dieAuslassventile 14 und dieSammelleitung 15 und gelangt überdas Abfallventil 17 indie Abfallleitung 16. Dieser Vorgang verlangt besondere Beachtung, weil hier zum ersten Mal Luftblasen indie Hybridisierkammern 5 eingeschleppt werden können. - c) Ausblasen der Verteilleitung 10 und der
Sammelleitung 15. Zu diesem Zweck werden nur dieVentile 9, 19und 17 geöffnet und es wird mit der Förderpumpe 8 Luft über das Belüftungsventil 9 angesaugt und über dieVerteilleitung 10,das Verbindungsventil 19 indie Sammelleitung 15 und von dort überdas Abfallventil 17 indie Abfallleitung 16 gepumpt. - d) Probenzugabe in
die Hybridisierkammern 5. Zu diesem Zweck werden nur dieVentile 14 und 21 geöffnet. Die Proben werden mit einer Pipette über dieMusterzuführung 31im Deckel 26 indie Hybridisierkammern 5 gepresst. Dadurch wird ein entsprechendes Volumen Prähybridisier-Puffer ausden Hybridisierkammern 5 indie Auslassleitung 13 mitden geöffneten Auslassventilen 14 verdrängt. Dies wiederum verdrängt ein entsprechendes Volumen Luft aus derSammelleitung 15. Diese verdrängte Luft strömt durchdas geöffnete Entlastungsventil 21 indie Entlastungsleitung 20 und gelangt inden Sammelbehälter 22, den sie über dieEntlüftungsöffnung 23 verlässt. Dieser Vorgang verlangt besondere Beachtung, weil hier zum zweiten Mal Luftblasen indie Hybridisierkammern 5 eingeschleppt werden können. - e) Gleichmässiges Verteilen der Hybridisiermedien in
den Hybridisierkammern 5 und gegenüber den aufden Objektträgern 27 immobilisierten Proben. Zu diesem Zweck sind zuerst alle Ventile geschlossen. Dann wird der Kammer-druck wie schon beschrieben erhöht und dieAgitationseinrichtung 32 in Betrieb genommen.
Alle eventuell inden Hybridisierkammern 5 vorhandenen Luftblasen werden bei diesem Druckaufbau eliminiert. - f) Hybridisieren der Proben während beispielsweise 17 Stunden. Währen der Hybridisierung können die Medien in
den Hybridisierkammern 5 konstant oder intermittierend agitiert werden. Dieser Vorgang verlangt besondere Beachtung, weil hier Luftblasen spontan inden Hybridisierkammern 5 entstehen können. Um dies zu verhindern, kann der Kammerdruck während der Hybridisierung korrigierend angepasst und konstant gehalten bzw. gemäss einem individuellen Programm verändert werden. Ein solches Programm kann das Erhöhen und Erniedrigen des Kammerdruckes in bestimmten Druck- und Zeitschritten definieren, so dass ein schonendes Hybridisieren der Proben gewährleistet ist, die eine solch spezielle Behandlung verlangen. - g) Waschen der hybridisierten Proben mit Puffern. Zu diesem Zweck wird zuerst der Kammerdruck auf Normaldruck reguliert, indem die
Auslassventile 14und das Abfallventil 17 geöffnet werden. Darauf werden Waschflüssigkeiten mittels der Förderpumpe 8 sequentiell und je nach Bedarf ausden Gefässen 2 durch die entsprechend geöffneten Ventile 4 indie Verteilleitung 10 und von da über die geöffneten Einlassventile 12 und dieEinlassleitungen 11 indie Hybridisierkammern 5 gepumpt. Die Waschflüssigkeiten und Waschabfälle verlassen dieHybridisierkammern 5 über dieAuslassleitungen 13 und die bereits geöffneten Auslassventile 14, werden inder Sammelleitung 15 zusammengeführt und durchdas geöffnete Abfallventil 17 indie Abfallleitung 16 abgeführt. - h) Trocknen der hybridisierten Proben auf
den Objektträgern 27. Zu diesem Zweck werden nur die 12, 14Ventile und 17 geöffnet. Daraufwird das Inertgasventil 50 geöffnet und dieVerteilleitung 10, dieEinlassleitungen 11, dieHybridisierkammern 5, dieAuslassleitungen 13 und die Sammelleitung 15 überdas geöffnete Abfallventil 17 und dieAbfallleitung 16 mit Inertgas durchgespült bis die Proben trocken sind.
Anschliessend könne die fertigen Proben entnommen werden.
- a) rinsing out of air bubbles and liquid residues from the
distribution line 10 and the manifold 15. For this purpose, only the valves 4 (AD), 19 and 17 are opened and it is with thefeed pump 8 distilled water from the vessel 2 (AD) on the Valve 4 (AD) is pumped into thedistribution line 10. The distilled water flows through the connectingvalve 19 into the manifold 15 and from there via thewaste valve 17 into thewaste line 16.
At the same time theHybridisierkammern 5 are constructed. This is done by placing slides (preferably held in a transport frame 52) on the contact plate with specimens immobilized thereon 53 of a thermostat, by the insertion oflids 26 in thesnap frame 54 of thesystem 1 for hybridizing nucleic acid samples immobilized onslides 27, proteins or tissue sections and by closing theHybridisierkammern 5 by folding down thelid 26 on the slides 24 (see.4 and 5 ). This folding down connects the ends of theinlet ducts 11, theoutlet ducts 12 and thepressure ducts 35 of theagitator 32 of eachindividual hybridization chamber 5 to the respective duct ends of thesystem 1. Preferably, fourlids 26 are formed into one according to the four slides 27 received in atransport frame 52Folding frame 54 used. - b) filling and thermostating the
Hybridisierkammern 5 with prehybridization buffer. For this purpose, only the valves 4 (VP), 12, 14 and 17 are opened and it is with thefeed pump 8 prehybridization buffer from the vessel 2 (VP) via the valve 4 (VP) in thedistribution line 10 and from there via theintake valves 12 are pumped into theHybridisierkammern 5. A part of the prehybridization buffer leaves theHybridisierkammern 5 via theoutlet valves 14 and the manifold 15 and passes through thewaste valve 17 in thewaste line 16. This process requires special attention, because here for the first time air bubbles can be introduced into theHybridisierkammern 5. - c) blowing out of the
distribution line 10 and the manifold 15. For this purpose, only the 9, 19 and 17 are opened and it is sucked with the feed pump 8 air through the vent valve 9 and thevalves distribution line 10, the connectingvalve 19 into the manifold 15th and pumped from there via thewaste valve 17 into thewaste line 16. - d) Sampling in the
Hybridisierkammern 5. For this purpose, only the 14 and 21 are opened. The samples are pressed with a pipette via the pattern feed 31 in thevalves lid 26 into thehybridization chambers 5. As a result, a corresponding volume of prehybridization buffer from thehybridization chambers 5 is introduced into theoutlet line 13 with the outlet valves open 14 displaced. This in turn displaces a corresponding volume of air from the manifold 15. This displaced air flows through theopen relief valve 21 into therelief line 20 and enters thesump 22, which it leaves via thevent opening 23. This process requires special attention, because here for the second time air bubbles can be introduced into theHybridisierkammern 5. - e) Uniform distribution of the Hybridisiermedien in the
Hybridisierkammern 5 and with respect to the immobilized on theslides 27 samples. For this purpose, first all valves are closed. Then the chamber pressure is increased as already described and theagitation device 32 is put into operation.
Any air bubbles that may be present in thehybridization chambers 5 are eliminated in this pressure build-up. - f) hybridizing the samples for, for example, 17 hours. During hybridization, the media in the
hybridization chambers 5 can be agitated constantly or intermittently. This process requires special attention because here air bubbles can spontaneously arise in theHybridisierkammern 5. To prevent this, the chamber pressure during the hybridization can be corrected and kept constant or changed according to an individual program. Such a program may define increasing and decreasing the chamber pressure in certain pressure and time increments so as to ensure gentle hybridization of the samples requiring such special treatment. - g) washing the hybridized samples with buffers. For this purpose, first, the chamber pressure is regulated to normal pressure by opening the
exhaust valves 14 and thewaste valve 17. Thereafter, washing liquids by means of thefeed pump 8 sequentially and as needed from thevessels 2 through the correspondinglyopen valves 4 in thedistribution line 10 and from there via theopen inlet valves 12 and the inlet lines 11 pumped into theHybridisierkammern 5. The washing liquids and wastes leave theHybridisierkammern 5 via the outlet lines 13 and the alreadyopen exhaust valves 14 are merged in the manifold 15 and discharged through theopen waste valve 17 into thewaste line 16. - h) drying the hybridized samples on the
slides 27. For this purpose, only the 12, 14 and 17 are opened. Thereafter, thevalves inert gas valve 50 is opened and thedistribution line 10, the inlet lines 11, thehybridization chambers 5, the outlet lines 13 and the manifold 15 are flushed through the openedwaste valve 17 and thewaste line 16 with inert gas until the samples are dry.
Subsequently, the finished samples can be removed.
Alternativ zum eben beschriebenen Verfahrensschritt h) erfolgt das Trocknen der hybridisierten Proben auf den Objektträgern 27, indem nur die Ventile 12, 14 und 21 geöffnet werden. Darauf wird das Inertgasventil 50 geöffnet und die Verteilleitung 10, die Einlassleitungen 11, die Hybridisierkammern 5, die Auslassleitungen 13 und die Sammelleitung 15 über das geöffnete Entlastungsventil 21, die Entlastungsleitung 20, den Sammelbehälter 22 und die Entlüftungsöffnung 23 mit Inertgas durchgespült bis die Proben trocken sind.As an alternative to process step h) just described, the hybridized samples are dried on the microscope slides 27 by opening only the
Bevorzugt wird auch eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, bei der auf die zweite Membran 33' der Agitationseinrichtung 32 verzichtet werden kann. Zu diesem Zweck muss ein anderes Medium die Funktion dieses Federelements übernehmen. Dies wird dadurch erreicht, dass nach dem Einfüllen aller an der Hybridisierung teilnehmenden Proben und Medien in die Hybridisierkammern 5 alle Ventile geschlossen (vgl. Schritte a-d) und darauf die Auslassventile 13 wieder geöffnet werden. Damit wird das mit Luft gefüllte Volumen der Sammelleitung 15 sowie der direkt anschliessende Teil der Abfallleitung 16 mit den mit Flüssigkeit gefüllten Volumina der Hybridisierkammern 5 verbunden. Die zwischen den geschlossenen Ventilen 17, 19 sowie 21 und den Musterflüssigkeiten in den Hybridisierkammern 5 eingeschlossene Luft ist elastisch komprimierbar und bildet nun das gewünschte Federelement.An alternative embodiment of the method according to the invention in which the second membrane 33 'of the
Alternativ kann der Schritt c) mit einem Inertgas (z.B. N2) ausgeführt werden: In diesem Fall können chemische Wechselwirkungen zwischen dem gasförmigen Federelement N2 und den Proben ausgeschlossen werden.Alternatively, step c) can be carried out with an inert gas (eg N 2 ): In this case, chemical interactions between the gaseous spring element N 2 and the samples can be excluded.
In einer ersten Versuchsreihe wurden die physikalischen Grundlagen untersucht. Dazu wurden mehrere 100 Objektträger ohne Proben bearbeitet. Die vorzugsweise aus einem Elastomer bestehenden O-Ring-Dichtungen 28 aus z.B. Neopren, Silikon, gedrehtem PTFE, Polyethylen oder Viton verhinderten alle erfolgreich einen Flüssigkeitsverlust. Grundvoraussetzung ist selbstverständlich, dass der Anpressdruck auf den Deckel 26, den O-Ring 28 und den Objektträger 27 genügend gross, d.h. deutlich höher als der erzeugte Kammerdruck ist. Die verwendeten Hybridisierkammern 5 umfassten zwischen dem Deckel 26 und dem Objektträger 27 eine Fläche von 21 x 65 mm. Der Kammerdruck wurde um 1 bar, d.h. um 105 N/m2 über den Normaldruck der Umgebung angehoben. Bei einer aktuellen, wirksamen Fläche von 13.65 cm2 oder 1.365 x 10-3 m2 musste somit eine Kraft von mehr als 136.5 N bzw. von ca. 13.9 kp pro Hybridisierkammer 5 aufgewendet werden, damit sich diese nicht spontan öffnen konnten. Es wird angenommen, dass auch andere Dichtungsformen und Dichtungsmaterialien genügen und einen Flüssigkeitsaustritt verhindern, falls eine entsprechend dem Überdruck in der Hybridisierkammer 5 gewählte Schliesskraft auf den Deckel 26, die Dichtung 28 und den Objektträger 27 ausgeübt wird.In a first series of experiments, the physical fundamentals were investigated. For this purpose, several 100 slides without samples were processed. The preferably made of an elastomer O-
Während beim Standardgerät SN22 im Laufe des Bearbeitens von Slides bzw. Objektträgern mit hydrophoben Oberflächen regelmässig Luftblasen zu beobachten waren, wurden beim erfindungsgemässen Prototypen keinerlei Luftblasen festgestellt.While air bubbles were regularly observed in the standard device SN22 during the processing of slides or slides with hydrophobic surfaces, no air bubbles were detected in the prototype according to the invention.
Zum Durchführen eines Beispiels einer erfindungsgemäss unter erhöhtem Druck durchgeführten Hybridisierung wurden zwei Systeme zeitparallel und unabhängig voneinander eingesetzt. Es handelt sich dabei um ein Standardgerät des Anmelders (Tecan HS 400, Seriennummer 22; kurz SN22 genannt), welches bei Normaldruck betrieben wurde und um einen erfindungsgemässen Prototypen (kurz PT3 genannt), der bei einem um 0.8 bis 1.0 bar erhöhtem Kammerdruck betrieben wurde. Beide Geräte waren mit einem einander entsprechenden Agitationsmechanismus ausgerüstet, wie er grundsätzlich weiter oben beschrieben wurde. Diese Agitationseinrichtung 32 in SN22 wurde mit ca. 0.5 bar, diejenige in PT3 mit einem Agitationsdruck von ca. 1.5 bar betrieben. Bei beiden Geräte wurde das Einhalten der genauen Temperatur vorher überprüft; sie wurden (abgesehen von den erwähnten, testbedingten Unterschieden) mit genau gleichen Parametern (z.B. Temperaturen) betrieben. Dadurch wurde ermöglicht, dass von den erzielten Resultaten direkte Rückschlüsse auf die Ursachen gezogen werden konnten.To carry out an example of a hybridization performed according to the invention under elevated pressure, two systems were used simultaneously and independently of each other. It concerns a standard device of the applicant (Tecan HS 400,
Die Hybridisierungsprozedur (Pufferzubereitung, Musterinjektion, Programmdefinierung an den verwendeten Hybridisier-Systemen) wurde gemäss den technischen Instruktionen von Alopex (ALOPEX GmbH, Fritz-Hornschuch-Str. 9, D-95326 Kulmbach, Bundesrepublik Deutschland) durchgeführt. In die Hybridisier-Systeme SN22 und PT3 wurden jeweils je zwei Objektträger 27 eingesetzt und bei 43 °C bzw. bei 61 °C prozessiert. Von den folgenden bearbeiteten Proben werden die Resultate besprochen:
Verwendet wurde ein Testkit "HybCheck" von Alopex mit der Kit-Chargennummer: 040524). Dieses Testkit dient zur Überprüfung der Hybridisier-Systeme und ist so ausgelegt, dass die Hybridisiertemperaturen vordefiniert sind und dass die "OK" Signale nur bei exaktem Einhalten der vorgesehenen Temperaturen sowie der relevanten Testparameter in Bezug auf Waschen, Agitieren und Trocknen abgegeben werden. Bei den auf den Objektträgern 27 immobilisierten Proben handelt es sich hier um Oligonukleotide, deren Empfindlichkeit auf Temperaturdifferenzen bekannt ist.A test kit "HybCheck" from Alopex was used with the kit lot number: 040524). This kit is designed to validate hybridization systems and is designed to pre-define the hybridization temperatures and to deliver the "OK" signals only if the intended temperatures and test parameters related to washing, agitation and drying are maintained accurately. The samples immobilized on the
Das ausgeführte Programm für jeden Probelauf lautet im Detail:
a) Zubereitung der "HybCheck Waschpuffer 1 und 2 It. Herstellerangaben;
b) Lösen von lyophilisierten, fluoreszenzmarkierten Oligonukleotiden in 250 µl auf eine Hybridisiertemperatur (43 °C bzw. 61 °C) vorgewärmtem HybCheck Puffer für die Hybridisierung;
c) Einlegen von je 2 Objektträgern (mit je 6 Sub Arrays) auf Position 1 und 2 in das Hybridisier-System, Verwendung der grossen Hybridisierungskammern (63,5 mm x 20 mm);
d) Schliessen der Hybridisierungskammern und Starten des Hybridisierungsprogrammes;
e) Hybridisierungsprogramm:
- 1. Erstes Waschen bei 43 °C bzw. 61 °C,
Dauer 30 sec; - 2. Injektion von 105 µl der Oligonukleotidlösung bei 43 °C bzw. 61 °C in jede Kammer;
- 3. Hybridisierung bei 43 °C bzw. 61 °C; bei starker Agitation und während 60 min;
- 4.
Waschschritt 1bei 23 °C (Kanal 1) während 30 sec;Absaugen während 30 sec; 2 Wiederholungen; - 5.
Waschschritt 2bei 23 °C (Kanal 2) während 30 sec;Absaugen während 30 sec; 2 Wiederholungen; - 6. Trocknen der objektträger während 3 min bei 23 °C;
g) Messeinstellung des Laser Scanners:
a) Preparation of "
b) dissolving lyophilized, fluorescently labeled oligonucleotides in 250 μl HybCheck buffer for hybridization preheated to a hybridization temperature (43 ° C and 61 ° C respectively);
c) placing 2 slides (each with 6 sub-arrays) in
d) closing the hybridization chambers and starting the hybridization program;
e) Hybridization program:
- 1. First wash at 43 ° C or 61 ° C,
duration 30 sec; - 2. Injection of 105 μl of the oligonucleotide solution at 43 ° C or 61 ° C into each chamber;
- 3. hybridization at 43 ° C or 61 ° C; with strong agitation and during 60 min;
-
4th washing step 1 at 23 ° C (channel 1) for 30 sec; Suction for 30 sec; 2 repetitions; - 5. wash
step 2 at 23 ° C (channel 2) for 30 sec; Suction for 30 sec; 2 repetitions; - 6. drying the slides during 3 min at 23 ° C;
g) Measurement setting of the laser scanner:
- 1. 6 Sub Arrays (6x9 Spots) auf einem Objektträger (Microslide)1. 6 sub arrays (6x9 spots) on a microscope slide (Microslide)
- 2. Perfect Match (PM) bei 43 °C: 24 Spots pro Slide (4 pro Sub Array)2. Perfect Match (PM) at 43 ° C: 24 spots per slide (4 per sub array)
- 3. Mismatch 1 (MM1) bei 43 °C: 24 Spots pro Slide (4 pro Sub Array)3. Mismatch 1 (MM1) at 43 ° C: 24 spots per slide (4 per sub array)
- 4. Mismatch 2 (MM2) bei 43 °C: 24 Spots pro Slide (4 pro Sub Array)4. Mismatch 2 (MM2) at 43 ° C: 24 spots per slide (4 per sub array)
- 5. Negative Controls: 36 Spots pro Slide (6 pro Sub Array)5. Negative Controls: 36 spots per slide (6 per sub array)
-
6. Von allen PM's und MM1's pro Microslide (24 Einzelwerte) wurden der Mittelwert, die Standartabweichung und der CV berechnet. Dabei gilt:
CV = (Standartabweichung/Mittelwert) x 1006. Of all PM's and MM1's per Microslide (24 individual values) the mean, the standard deviation and the CV were calculated. Where:
CV = (standard deviation / mean) x 100 - 7. Diskriminierung PM:MM1 (1:5) sowie Diskriminierung PM:MM2 (1:20) berechnet7. Discrimination PM: MM1 (1: 5) as well as Discrimination PM: MM2 (1:20) calculated
- 8. Die CV-Wert und die Diskriminierungs-Werte als "OK" (falls CV über ein ganzes Slide < 18%) oder "failed" angegeben.8. The CV value and the discrimination values are indicated as "OK" (if CV over an entire slide <18%) or "failed".
- 1. 6 Sub Arrays (6x9 Spots) auf einem Objektträger (Microslide)1. 6 sub arrays (6x9 spots) on a microscope slide (Microslide)
- 2. Perfect Match (PM) bei 61°C: 24 Spots pro Slide (4 pro Sub Array)2. Perfect Match (PM) at 61 ° C: 24 spots per slide (4 per sub array)
- 3. Mismatch 1 (MM1) bei 61°C: 24 Spots pro Slide (4 pro Sub Array)3. Mismatch 1 (MM1) at 61 ° C: 24 spots per slide (4 per sub array)
- 4. Mismatch 2 (MM2) bei 61°C: 24 Spots pro Slide (4 pro Sub Array)4. Mismatch 2 (MM2) at 61 ° C: 24 spots per slide (4 per sub array)
- 5. Negativkontrollen: 36 Spots pro Slide (6 pro Sub Array)5. Negative controls: 36 spots per slide (6 per sub array)
- 6. Von allen PM's und MM1's pro Microslide (24 Einzelwerte) wurden der Mittelwert, die Standartabweichung und der CV berechnet. Dabei gilt: CV = (Standartabweichung/Mittelwert) x 1006. Of all PM's and MM1's per Microslide (24 individual values) the mean, the standard deviation and the CV were calculated. Where: CV = (standard deviation / mean) x 100
- 7. Diskriminierung PM:MM1 (1:5) sowie Diskriminierung PM:MM2 (1:20) berechnet7. Discrimination PM: MM1 (1: 5) as well as Discrimination PM: MM2 (1:20) calculated
- 8. Die CV-Werte und die Diskriminierungs-Werte als "OK" (falls CV über ein ganzes Slide < 18%) oder "failed" angegeben.8. The CV values and the discrimination values are indicated as "OK" (if CV over an entire slide <18%) or "failed".
Die folgenden Ergebnisse wurden erzielt:
Die gezeigten Resultate belegen nicht nur, dass beide verwendeten Geräte sehr brauchbare Resultate liefern. Vielmehr sind die in den beiden Geräten SN22 und PT3 erzielten Resultate (nach Temperaturen geordnet) einander so ähnlich, dass ein Einfluss des erhöhten Druckes auf die Hybridisierung ausgeschlossen werden kann.The results show not only that both devices used give very useful results. Rather, the results obtained in the two devices SN22 and PT3 (ordered by temperature) are so similar to each other that an influence of the increased pressure on the hybridization can be excluded.
Die
Um die in den beiden Hybridisierkammern 5A,5B unter jeweils einem Deckel 26 anwesenden Flüssigkeiten gegenüber den auf den Objektträgern immobilisierten Proben bewegen zu können, verfügt jeder Deckel 26 dieses besonders bevorzugten Systems 1' für jede einzelne Hybridisierkammer 5A,5B über einen eigenen, mit je einer Membran 33 versehenen Agitationsraum 30. Dieser Agitationsraum 30 ist jeweils mit einer Agitationsleitung 36 mit der Hybridisierkammer 5A,5B verbunden, wobei die Membran 33 den Agitationsraum 30 von einem Druckraum 34 trennt. Diese Druckräume 34 werden über die Druckleitung 35 mit einem Druckfluid befüllt und sporadisch, z.B., pulsierend mit dem Agitationsdruck beaufschlagt. In
Die Auslasse 13A,13B eines Deckels 26 münden in die Auslassleitung 13 desselben und werden, wie bereits bei
Zusätzlich zum dort beschriebenen System 1, umfasst das hier vorgestellte, bevorzugte System 1' eine Blasleitung 62, welche über ein Blasventil 63 vorzugsweise gerade zu der Stelle führt, wo der Auslass 13B in die Auslassleitung 13 mündet.In addition to the
Mit dieser Blasleitung 62 wird wie folgt verfahren:
- Zuerst
5A,5B mit Waschpuffer gefüllt. Dabei werden diewird jede Hybridisierkammer 11A,11B sowie dieEinlassleitungen 13A,13BAuslässe und die Auslassleitung 13 ebenfalls mit Waschpuffer gefüllt. Nach dem Einpipetieren der Musterflüssigkeiten werden dieMusterzuführungen 31 und die 12A,12B wieder geschlossen.Einlassventile Die Auslassventile 14 bleiben geöffnet. Werden nun dieBlasventile 63 geöffnet, so dringt Gas aus einem Kompressor oder einem Druckspeicher über die individuellen Blasleitungen 64 indie Auslassleitungen 13 ein und verdrängt den Waschpuffer aus diesenAuslassleitungen 13. Dieses Gas bildet dann das Gaskissen inder Auslassleitung 13. Durch deren vergrösserten Durchmesser, weist das Gaskissen das notwendige Volumen auf, um erfolgreich als Federelement dienen zu können. Durch die beim Agitieren auftretenden Druckspitzen wird das Gas in den Auslassleitungen entsprechend komprimiert und federt beim Nachlassen des Agitationsdruckes zurück. Dadurch entsteht die gewünschte Pendelbewegung der Medienim den Hybridisierkammern 5. In dieser eben beschriebenen Ausführungsform kann das Federelement als Teil des Agitationsmechanismus betrachtet werden; tatsächlich erübrigt sich hier das Anbringen einer zweiten Membran 33'. Ist allerdings der Querschnitt der Auslassleitung 13 zu klein, um den ganzen für die Federelement-Wirkung benötigten Raum zur Verfügung zu stellen, so kann ergänzend doch eine zweite Membran 33' (vgl. z.B.Fig. 1 ) vorgesehen werden.
- First, each
5A, 5B is filled with wash buffer. In this case, thehybridization chamber 11A, 11B and theinlet lines 13A, 13B and theoutlets outlet 13 are also filled with washing buffer. After the sample liquids are pipetted in, thepattern feeders 31 and the 12A, 12B are closed again. Theinlet valves exhaust valves 14 remain open. If theblow valves 63 are now opened, gas from a compressor or a pressure accumulator flows via theindividual blow lines 64 into the outlet lines 13 and displaces the wash buffer from these outlet lines 13. This gas then forms the gas cushion in theoutlet line 13 , The gas cushion has the necessary volume to successfully serve as a spring element. Due to the pressure peaks occurring during agitation, the gas in the outlet lines is compressed accordingly and springs back when the agitation pressure decreases. This results in the desired pendulum movement of the media in theHybridisierkammern 5. In this embodiment just described, the spring element can be regarded as part of the Agitationsmechanismus; in fact, it is not necessary here to attach a second membrane 33 '. If, however, the cross-section of theoutlet line 13 is too small to make the entire space required for the spring element effect available, then a second membrane 33 '(cf., for example, FIGFig. 1 ).
Alternativ kann auch je eine individuelle Agitationsleitung zu den Agitationskammern 30 der beiden Hybridisierkammern 5A,5B führen (nicht gezeigt). In diesem alternativen Falle könnte sich die Druckleitung 35 innerhalb des Deckels verzweigen, so dass nur ein gemeinsamer Anschluss für die individuellen Druckleitungen auf der gemeinsamen Anschlussebene 57 des Deckels 26 notwendig wäre. Es könnte aber auch vorgesehen sein, die beiden Hybridisierkammern 5A,5B mit je einer individuellen und unabhängigen Agitationseinrichtung 32 zu versehen. Dies wäre mit einer zusätzlichen Druckleitung 42' und Druckverteilleitung 39' sowie mit einer, pro Hybridisierkammer 5A,5B über einen zusätzlichen Anschluss in der gemeinsamen Anschlussebene 57 des Deckels 26 befüllbaren, individuellen Agitationsleitung 35' zu bewerkstelligen (nicht gezeigt).Alternatively, an individual agitation line may each lead to the
Sinngemäss könnten auch mehr als zwei, z.B. drei Hybridisierkammern 5 pro Deckel 26 angeordnet werden. Die Anzahl der Hybridisierkammern 5 pro Deckel 26 ist lediglich durch die Praktikabilität der Anordnung der dazu notwendigen Zu- und Ableitungen, Dichtungen und Agitationsvorrichtungen limitiert. Dabei kann wahlweise ein einziger Objektträger 27 mehrere vorzugsweise mit einem Nukleotidarray versehene Bereiche aufweisen, so dass mit einem unterteilten Deckel 26 (vgl. z.B.
Claims (5)
- Method to prevent air bubbles in a substantially slot-shaped hybridization chamber (5) of a system (1) for hybridizing nucleic acid specimens, proteins or tissue sections immobilized on specimen slides (27), wherein the method comprises:(a) providing a substantially slot-shaped hybridization chamber (5) between a specimen slide (27) and a cover (26), wherein the cover (26) is arranged with respect to the specimen slide (27) in such a way that the hybridization chamber (5) is sealed against ambient air; and(b) substantial filling of the hybridization chamber (5) provided according to step (a) with a liquid;
characterized in that the method further comprises:(c) formation of a chamber pressure in the hybridization chamber (5) with a pressure device of said system (1);(d) maintaining said chamber pressure during a hybridization process to a value which lies at least 100 mbar to a maximum of 1.4 bar above the normal atmospheric pressure prevailing in ambient air;(e) pulsating build-up of an agitation pressure in a pressure chamber (34), wherein the agitation pressure is higher by 0.5 to 1 bar than the chamber pressure, wherein said pressure chamber (34) is arranged in the cover (26) and is separated by a membrane (33) from an agitation chamber (30), and wherein the agitation chamber (30) is connected via an agitation line (36) to the hybridization chamber (5); and(f) resilient counteracting of agitation pressure differences caused by the agitation device (32) on the pressure chamber (34) by a spring element which is in connection with the liquid volume used for hybridization and which is formed as the second membrane (33') arranged in the cover (26) or as a gas-filled volume of a collecting line (25) or an outlet line (13). - Method according to claim 1, characterized in that the chamber pressure is generated by means of a liquid or by means of a gas.
- Method according to claim 2, characterized in that the liquid for generating the chamber pressure is a hybridization medium which is pressed by a feed pump (8) into a distribution line (10) and via inlet valves (12) against the liquid in the hybridization chamber (5).
- Method according to claim 2, characterized in that the gas for generating the chamber pressure is air aspirated by a feed pump (8) via a venting valve (19) or an inert gas stored in a container (3), wherein said gas is pressed via a distribution line (10) and via inlet valves (11) against the liquid in the hybridization chamber (5).
- Method according to claim 1, characterized in that the chamber pressure is held irrespective of the agitation pressure differences by 0.1 bar to a maximum of 1.4 bar above the normal atmospheric pressure prevailing in ambient air.
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