EP2492012B1 - Abdeckvorrichtung für einen Probenträger - Google Patents

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EP2492012B1
EP2492012B1 EP12003756.9A EP12003756A EP2492012B1 EP 2492012 B1 EP2492012 B1 EP 2492012B1 EP 12003756 A EP12003756 A EP 12003756A EP 2492012 B1 EP2492012 B1 EP 2492012B1
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EP
European Patent Office
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cover
sample carrier
cover device
sample
sticky
Prior art date
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EP12003756.9A
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English (en)
French (fr)
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EP2492012A1 (de
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Roman Zantl
Elias Horn
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Ibidi GmbH
Original Assignee
Ibidi GmbH
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Publication date
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Application filed by Ibidi GmbH filed Critical Ibidi GmbH
Priority to EP12003756.9A priority Critical patent/EP2492012B1/de
Publication of EP2492012A1 publication Critical patent/EP2492012A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • B01L3/50853—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates with covers or lids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B01L2300/041—Connecting closures to device or container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B01L2300/046—Function or devices integrated in the closure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0877—Flow chambers

Definitions

  • the invention relates to a covering device for a sample carrier and to a method for producing a covering device or a sample carrier.
  • sample carriers are used to examine molecules, for example DNA, or cells.
  • the substances to be investigated are generally added with a liquid into or onto a sample carrier and can then be examined, for example, by methods of microscopy (transmitted-light microscopy, fluorescence microscopy, confocal microscopy, etc.).
  • a sample carrier in the form of a flow chamber is known.
  • This flow chamber has in a base plate at least one channel which is connected on both sides to a liquid reservoir.
  • the covering device comprises a sticky surface area for connecting to the sample carrier, wherein the sticky surface area is designed such that the sample carrier is covered in a liquid-tight manner after connecting the covering device to the sample carrier in the sticky surface area.
  • the covering device comprises at least one covering element for covering a surface region of the sample carrier, wherein the at least one covering element is designed such that the surface region of the sample carrier is covered in a liquid-tight manner after the covering device has been connected to the sample carrier.
  • the at least one cover element thus has a contact surface with the sample carrier.
  • At least one cover element has a web shape.
  • a cover element in the form of a web allows a boundary wall to be formed for a sample chamber or a reservoir.
  • the web shape can be straight or curved.
  • such a covering device has the advantage that it can be connected to the sample carrier at substantially any time.
  • such a covering device can be connected to sample carriers made of a variety of different materials in a simple manner.
  • the sample carrier itself can be present in a wide variety of shapes or geometries. For example, it may merely be a coverslip or a foil. Alternatively, however, the sample carrier may already have structures for sample intake, for example a sample chamber or a reservoir.
  • “Sticky” in this context means that at room temperature, in particular from 20 to 25 ° C, and 30 - 40% relative humidity stickiness exists.
  • the stickiness should consist in particular when connecting covering device and sample carrier. After bonding, the cover should be liquid-tight even in the presence of liquid or medium or 100% humidity.
  • the sticky surface area may be permanently tacky and / or non-hardening. This makes it possible, at least on dry surfaces, to connect the cover device to a sample carrier multiple times.
  • the covering device may comprise a carrier material to which an adhesive layer for forming the sticky surface area is applied.
  • the covering device may comprise a blank which comprises or consists of the carrier material.
  • the adhesive layer is then applied to predetermined areas.
  • the adhesive may in particular be a pressure-sensitive adhesive.
  • a pressure-sensitive adhesive remains highly viscous and permanently tacky after application to the carrier material.
  • the viscosity may be in particular 50-5000 mPa s.
  • Such a pressure-sensitive adhesive does not harden.
  • the adhesive may be a two-component adhesive comprising a base material and a crosslinker. In particular, base material and crosslinker may be mixed in an asymmetrical ratio.
  • the sticky surface area may in particular be structured perpendicular to the surface.
  • the sticky surface area may thus have elevations or otherwise be irregular or non-planar.
  • the adhesive layer may be applied by placing the surface to be tackified in an e.g. dipped freshly mixed pressure sensitive adhesive, and then pressed against a smooth or textured surface for a predetermined period of time.
  • a structured (stamped) surface one can thus obtain a structured adhesive layer.
  • a pressure-sensitive adhesive e.g. PDMS Sylgard 184 in a mixing ratio of 35: 1
  • plastic structured as a molding surface it is possible to obtain e.g. Create microstructures such as channels.
  • Such structures may e.g. be applied to initially dry cell growth surfaces. Thus, directed growth of neuronal axons or chemotactic effects of cells can be investigated.
  • the adhesive layer may have a thickness of 1 .mu.m to 1000 .mu.m, in particular 10 .mu.m to 100 .mu.m. This makes it possible to achieve precise connection.
  • the adhesive layer may in particular be elastic.
  • the tacky surface area may comprise a thermoplastic or a silicone, in particular PDMS.
  • a covering device can be produced in a suitable manner.
  • the surface area of a blank for the capping device in the surface area may be coated with an adhesive comprising or consisting of one of said materials.
  • a coating with asymmetrically mixed PDMS can be provided.
  • the sticky surface area can be designed in such a way that the covering device can be detached again from the latter without destruction and / or residue after it has been connected to the sample carrier.
  • the tacky surface area may be such that the tensile strength after bonding to a coverslip is at least equal to the tensile strength of the reference material PDMS Sylgard 184, available from Dow Corning, having a blend ratio of 20: 1 of base material to crosslinker is.
  • PDMS Sylgard 184 available from Dow Corning, having a blend ratio of 20: 1 of base material to crosslinker is.
  • Such a minimum tensile strength, determined according to the protocol described below, is thus at least four times higher than the tensile strength of Sylgard 184 with a mixing ratio of 10: 1.
  • the tensile strength may be at least twice and / or at most equal to twenty times the tensile strength of the reference material.
  • a test cylinder is made of the material to be tested, with the circular base area of the cylinder used for the measurement having an RMS roughness between 0.1 nm and 10 nm. For example, if the tensile strength of a cover device made of a sticky material is determined, the test cylinder is made of this material.
  • the covering device comprises a blank provided with an adhesive layer
  • the test cylinder is made from the material of the blank having the above roughness and the adhesive layer (in the thickness used for the blank) is applied.
  • the round base of the test cylinder has an area of 20 mm 2 , the corresponding diameter is 5.4 mm.
  • the cylinder is suspended vertically with the axis of rotation symmetrical so that the normal vector points downwards on the surface used for the test.
  • a conventional Menzel cover glass (25.5 mm wide and 75.5 mm long) is glued to the base with the cover glass weighted.
  • the data refer to a test procedure with a gravitational acceleration of 9.81 m / s 2 .
  • the cover glass is pressed against the cylinder for 10 seconds at a pressure of 3.0 ⁇ 10 4 Pa.
  • the tensile strength results from the total mass (including the mass of the cover glass), which sticks to the base surface for at least 10 seconds before it comes loose and falls off.
  • the determination is carried out at room temperature and a relative humidity between 30 and 40%.
  • a reference test cylinder from the reference material Sylgard 184, Dow Corning, with the dimensions mentioned above is always produced.
  • the mixing ratio of base material to crosslinker is 20: 1.
  • the reference test cylinder thus has a sticky surface on which at least four times the mass, compared with a corresponding test cylinder of Sylgard 184 with a mixing ratio of 10: 1, while remaining stuck for at least 10 seconds.
  • the process For each total mass (coverslip with weight) the process is carried out at least ten times. Each time the residence time is measured until the cover glass is peeled off. A material to be tested has at least a tensile strength corresponding to a certain total mass, if in the process for the particular total mass an average residence time (at least 10 times) of at least 10 seconds has been obtained. This should apply to both the reference material and the material to be tested.
  • the cover device and / or the sample carrier may comprise a plastic or glass. In particular, they may consist of this material. However, the capping devices and the sample carrier need not comprise the same material or type of material; this is just a possibility.
  • the covering device may in particular consist of a sticky carrier material. However, predetermined areas of the covering device can be treated such that the surface in these areas is no longer sticky. In principle, the entire covering device, a part of the covering device or only the sticky surface region can comprise or consist of a thermoplastic or a silicone.
  • the covering device may consist of one piece.
  • the covering device may in particular be an injection-molded part or comprise an injection-molded blank.
  • a surface area of the injection-molded part or the injection-molded blank can then be treated in such a way that a sticky surface area is provided.
  • the covering device may comprise or consist of an elastic material.
  • This may be, for example, an elastic thermoplastic.
  • the elastic material may in particular have a Young's modulus of 1 kPa to 1 MPa, in particular 1 kPa to 300 kPa.
  • An elastic material allows a suitable adaptation of the covering device to the sample carrier during the connection.
  • At least part of the sticky surface area of the cover device may be arranged on at least one cover element. This represents a possibility to connect the cover liquid-tight with the sample carrier.
  • the sticky surface area is preferably arranged on the contact surface of the cover element with the sample carrier.
  • the sticky surface area may, but need not, be present or arranged on further surface areas of the cover device.
  • At least one cover element can not have a sticky surface area.
  • the contact surface of the cover can not be provided with a sticky surface.
  • the cover device has a sticky surface area in another area such that the cover element achieves a liquid-tight cover.
  • At least one cover member may comprise an elastic material.
  • the elastic material may in particular have a Young's modulus between 1 kPa and 1 MPa, in particular 1 kPa to 300 kPa. It may, for example, be a thermoplastic or a silicone, in particular PDMS.
  • the elastic material may further be a sticky material.
  • the sticky material may in particular be non-hardening and / or permanently tacky.
  • the covering device can have a substrate with a planar surface, on which at least one covering element is arranged.
  • At least one cover element may in particular be designed in such a way that the cover device does not have a contact surface in a region surrounding the at least one cover element (partially or completely), ie it does not abut against it in this surrounding region after the connection to the sample support.
  • at least one cover element may have a cylindrical shape.
  • the base of the cylinder can be basically arbitrary.
  • the footprint may be a circle or a polygon.
  • By means of such cover elements in column form can cover precisely certain surface areas.
  • a base of the cylinder can form a contact surface.
  • At least one cover element may have a height of 10 ⁇ m to 30 mm, in particular 50 ⁇ m to 10 mm, preferably 100 ⁇ m to 3 mm.
  • a cylindrical cover element can have a base area of 0.01-500 mm 2 , in particular of 0.1 to 50 mm 2 .
  • a cover element in web form may have a width of 50 ⁇ m to 30 mm, in particular 100 ⁇ m to 10 mm, and / or a length of more than 1 mm, in particular more than 10 mm.
  • At least one cover element may be designed such that it is pressed together after connecting the cover device with the sample carrier. Due to the compressed Condition after the connection, a liquid-tight cover can be achieved in an advantageous manner.
  • the at least one cover element can be designed such that its height after connection is reduced by 1 to 20%, in particular by 5 to 15%, compared with the height before joining. This makes it possible to achieve a suitable contact pressure for producing a liquid-tight cover.
  • the cover devices described above may comprise a plurality of cover elements.
  • the cover elements can be designed differently or the same.
  • the cover elements may have a same shape with different dimensions.
  • the covering device can have a plurality of covering elements in the form of cylinders, which have different basic surface dimensions.
  • the height of the cover elements can be the same.
  • the sample carrier to which the covering device is connected can be structured or unstructured, in particular structured and / or unstructured surface regions.
  • the unstructured case it may have a flat surface or flat surface areas.
  • the sample carrier may comprise a sample chamber or a reservoir
  • the covering device may be designed to cover a surface area in the interior of the sample chamber.
  • the covering device may have at least one covering element for covering a surface area in the interior of the sample chamber.
  • the sample chamber can have an opening to the environment.
  • at least one cover element may be formed to cover a surface area at the bottom of the sample chamber.
  • the covering device can be designed such that it can be arranged completely inside the sample chamber.
  • the covering device is thus designed as an insert for a sample chamber.
  • the covering device and / or at least one covering element can be designed such that a sample chamber and / or a cavity is formed by the covering device and / or the at least one covering element after connection to the sample carrier.
  • This sample chamber (reservoir) or this cavity can in particular in the interior of a (existing) sample chamber be arranged of the sample carrier.
  • the covering device can furthermore be designed in such a way that a channel is formed after connection to the sample carrier.
  • a part of the tacky surface area may be arranged to be located outside the interior of the sample chamber after connecting the capping device to the sample carrier.
  • the entire sticky surface area can be arranged in such a way. This can be avoided, for example, that remain in the interior of a sample chamber adhesive residue after removal of the cover.
  • the sticky surface may alternatively or additionally also be arranged on the sample carrier.
  • the invention thus also provides a sample carrier comprising a sticky surface area for connection to a cover device, the sticky surface area being sticky, so that the sample carrier is covered in a liquid-tight manner in the sticky surface area after connecting the cover device to the sample carrier.
  • sample carrier may, but need not, be used in conjunction with the previously described capping devices.
  • the sample carrier may in particular also have the features described above.
  • the invention further provides a sample carrier system comprising a sample carrier and a cover device associated therewith, wherein the cover device and / or the sample carrier are formed as described above.
  • the sample carrier may comprise or consist of a foil.
  • the film may have a thickness of 1 to 250 ⁇ m, in particular 100 to 200 ⁇ m.
  • the sample carrier may comprise a substrate having a planar surface upon which one or more sample chambers or reservoirs are disposed. Alternatively, one or more sample chambers may be formed in the substrate.
  • the substrate may have a hole, for example a blind hole or a through hole. In the case of a blind hole, the bottom of the blind hole forms the bottom of the sample chamber.
  • the sample carrier may further comprise a bottom plate which is connected to the substrate, for example to form a bottom for a through hole.
  • the bottom plate may have a thickness of 1 ⁇ m - 1.5 mm; it may be in the form of a film, in particular as described above.
  • the sample carrier may have one or more, for example formed in the substrate, channels.
  • the channels are preferably aligned at least partially parallel to the base of the sample carrier or the substrate.
  • a substrate may have a planar surface in which at least one groove is formed. This surface is preferably opposite the surface on which one or more sample chambers are formed. By covering the at least one groove with a bottom plate, a channel is formed.
  • the cover device, the sample carrier, the substrate and / or the bottom plate can be made of plastic or a silicone, in particular with a predetermined intrinsic fluorescence, in particular less than or equal to the self-fluorescence of COC or COP or a conventional cover glass (for example, pure white glass of the hydrolytic class 1 (such Menzel cover glass, in particular with the strength No. 1.5), and / or with a predetermined refractive index, in particular> 1.2 and / or ⁇ 1.7, can be formed with such a high-quality optical material can be in an advantageous manner
  • the substrate and / or the bottom plate may also be made of glass, and the cover device, the sample carrier, the substrate and / or the bottom plate may be flexibly formed All these elements may be injection molded.
  • Possible plastics are, for example, COC (cyclo-olefin copolymer), COP (cyclo-olefin polymer), PE (polyethylene), PS (polystyrene), PC (polycarbonate) or PMMA (polymethyl methacrylate).
  • COC cyclo-olefin copolymer
  • COP cyclo-olefin polymer
  • PE polyethylene
  • PS polystyrene
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • Sylgard 184 available from Dow Corning, or other commercial, cell-compatible, single or multi-component silicones may be used as the silicone.
  • the capping device and / or the sample carrier may have the width and length of a conventional microscope slide (having a width of 25.5 mm and a length of 75.5 mm) or a multi-titre plate (85.5 mm ⁇ 127.5 mm).
  • the cover device and / or the sample carrier may have a height of 0.1 to 15 mm.
  • the covering device can have a height of 1 to 3 mm.
  • a substrate of a sample chamber, in particular in a plane region, can have a height of 0.1 to 5 mm, in particular of 1 to 2 mm.
  • a sample chamber or a channel of the sample carrier can have a void volume of 0.1 ⁇ l to 3 ml, in particular 20 ⁇ l to 2.5 ml.
  • Trained sample chambers or channels may in particular have a void volume of 0.1 to 200 .mu.l, in particular of 20 .mu.l - 150 .mu.l.
  • the height of such sample chambers or channels may be 5 ⁇ m to 1 mm, in particular 0.1 mm-0.5 mm, the width may be 10 ⁇ m to 5 mm, in particular 0.5 mm to 2 mm. In the case of sample chambers formed on a substrate, their height may be 1 mm to 15 mm, in particular 5 mm to 10 mm.
  • the adhesive may in particular be a pressure-sensitive adhesive.
  • the adhesive may be a two-component adhesive comprising a base material and a crosslinker.
  • base material and crosslinker can be mixed in an asymmetrical ratio.
  • the blank can be injection molded.
  • a sticky surface area in order to make it no longer tacky, it may be, for example, a passivation, in particular by plasma treatment.
  • the covering devices or sample carriers produced by means of these methods can have the properties and features described above.
  • a cover 101 is provided.
  • the cover 101 has a recess 102 having a predetermined height. As a result, a circumferential edge is produced, through which a contact surface 103 is formed.
  • cover members 104 In the recess 102, a plurality of cover members 104 is arranged. These cover elements have the shape of circular cylinders of the same height. However, the cover elements have different base dimensions. For example, the diameters of the base can be 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm and 0.7 mm. From each circular cylinder are two copies available, the arrangement of the cylindrical columns is designed in opposite directions in two rows to average out any fluidic effects in the investigations.
  • the covering device 101 is connected to a sample carrier 105 in a liquid-tight manner, as can be seen in the lower part of the figure.
  • the sample carrier 105 is designed in the form of a Petri dish and thus has a sample chamber or a reservoir.
  • the cover device 101 is connected to the bottom 107 of the sample carrier and is thus arranged completely within the sample chamber.
  • both the border 103 of the covering device and the covering elements 104 cover corresponding surface areas at the bottom 107 of the sample carrier 105 in a liquid-tight manner.
  • two through-holes 106 are furthermore provided with which, after the covering device has been connected to the sample carrier, filling and venting of the resulting cavity can be carried out.
  • the covering device should be designed such that it rests in a liquid-tight manner on a corresponding surface of the sample carrier.
  • the corresponding surfaces of the sample carrier can be smooth, rough or porous.
  • a smooth surface has a roughness between 0.1 nm to 10 microns.
  • a rough surface has a roughness of more than 10 ⁇ m.
  • a porous surface may have pores with diameters of 0.01 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • Porous surfaces may in particular comprise filter membranes, as used, for example, for filtering microorganisms or for carrying out transmembrane migration assays.
  • the covering device is preferably made of a silicone or a thermoplastic.
  • the cover device may comprise a silicone injection molding blank.
  • the injection molding blank for example, from PDMS, z. Sylgard 184.
  • complete crosslinking is achieved when the base material and the crosslinker are mixed in a ratio of 10: 1, which is referred to as symmetrical with respect to the crosslinking active groups in the base material and crosslinker.
  • the resulting material has a Young's modulus of 57 kPa. At such a mixing ratio, the material is not sticky.
  • the desired connection between covering device and sample carrier can be achieved if the entire contact surface of the covering device or of the sample carrier is coated with a pressure-sensitive adhesive.
  • both the border and the cylinder base surfaces of the cover elements 4 could be provided with the adhesive for this purpose.
  • the adhesive is only applied to the border.
  • the cover elements thus do not remain sticky.
  • the cover elements are then made slightly higher than the depth of the recess 2 of the cover.
  • the total thickness of the cover device may be 2 mm.
  • the recess 2 may have a depth of 1 mm.
  • the height of the columns 4 arranged in the recess 2 is 1.1 mm, so that the columns protrude by 0.1 mm beyond the recess.
  • the contact surface of the border is provided with a 10 ⁇ m thick adhesive layer.
  • the covering device and the sample carrier are pressed against one another, an adhesive bond is produced.
  • the cover elements are pressed against the sample carrier and deform, resulting in a liquid-tight cover. During deformation, the height of the cover elements is reduced. In the example shown, the reduction is at most 10%, which, however, depends on whether the areas of the capping device on which the columns are arranged are also deformed.
  • the entire covering device is made of a homogeneous, elastic material
  • the ceiling (or the bottom) of the recess 102 will also deform.
  • the covering device may have an inhomogeneous material distribution, wherein the covering elements would have a higher elasticity than the rear side of the covering device.
  • a separate coating with an adhesive can be avoided if the material of the covering device or the corresponding blank is sticky at least at certain points of the surface.
  • asymmetric mixtures of PDMS can be used for this purpose.
  • mixing ratios of 20: 1 to 60: 1 base material: crosslinker
  • Sylgard 184 a residue-free removal of the adhesive from the slide after removal of the cover at mixing ratios of 10: 1 to 35: 1 can be achieved.
  • the covering device can also have a variable mixing ratio, for example a mixing ratio gradient, across the thickness.
  • the distribution of the mixing ratio may be selected so that the side facing the sample carrier has sticky surfaces and is made more elastic. In the direction of the side facing away from the sample carrier, the stickiness and the elasticity decrease. Thus, the side facing away from the sample carrier has an increased hardness in order to give the insert stability, which also facilitates the removal of the covering device.
  • an injection molding blank made of an elastic thermoplastic having a Young's modulus of 1 kPa to 1 MPa is produced.
  • This blank can be made sticky, for example, by coating with sticky silicone or by means of plasma deposition.
  • overmoulding predetermined areas of the blank with a tacky thermoplastic layer is produced.
  • a blank for the cover device is made of a substantially homogeneous, sticky material, certain surface areas can be made non-sticky by a passivation.
  • a corresponding, spatially structured passivation can be carried out, for example, by a masked plasma treatment with the aid of mask technology.
  • the cover elements can also have other geometries.
  • the base surfaces of the cylinder may have a polygonal shape.
  • at least the covering element is designed in the form of a straight or curved web which has a width of a few ⁇ m to a few mm. By such webs can be formed separate sample chambers or reservoirs. The length of straight webs can be up to a few cm as needed.
  • a covering device is connected to a sample carrier and then cells are seeded in or on the sample carrier, then these cells come into contact only with regions of the sample carrier which are not covered by the covering device. If the cells are those which can adhere to the bottom of a sample chamber, a confluent cell lawn can form, which is delimited by the cover elements. If the covering devices are removed, the cells can also grow in the previously covered areas of the sample carrier. By analyzing such ingrowth processes, statements about the behavior of the cells can be made. This is particularly true when cell ingrowth is analyzed as a function of the respective sample support surfaces (physical, chemical or biological properties, such as those achieved by certain treatments) or as a function of substances in the cell suspension.
  • covering devices can be used by which circles with different diameters (or other geometric figures) are covered in one or more sample chambers.
  • a corresponding cover device is in Fig. 1 shown.
  • a covering device for a multi-animal plate may consist of one piece.
  • the described covering devices can furthermore be used for a structured coating of surfaces. After connecting the cover device to a sample carrier, identical or different coating substances can be filled into the one or more sample chambers of the sample carrier in order to produce corresponding surface functionalizations. After removal of the covering device, one thus has sample chambers in which certain areas are surface-functionalized and others are not. When using cell-adhesive coatings can thus grow a cell lawn only in certain areas. In this way, the nutrient requirements of a cell culture in a sample chamber can be reduced, so that it can then manage for longer periods of time without a change of media, or can be kept in smaller vessels or in materials with lower gas permeability.
  • a cover device is provided on a homogeneously functionalized cell culture surface, for example plasma-treated polystyrene, which are provided with webs as cover elements such that after the connection two reservoirs separated by a partition wall are obtained. Thereafter, a monolayer of fibroblasts is cultured in one of the reservoirs and a monolayer of cancer cells is cultured in the other reservoir. After removal of the cover there are two cell spots separated by a cell-free strip whose width is given by the thickness of the previously existing partition. Since the surface of the sample carrier is functionalized in this area for cell adhesion, the cells can then grow in the strip and interact with each other.
  • the invasive behavior or metastasis behavior of Tumor cells are examined in connective tissue, for example, specific cell markers are used in the form of fluorescent dyes to distinguish the tumor cells clearly from the fibroblasts.
  • the sample carrier may consist of one piece, for example in the form of a cover slip, a foil or a Petri dish.
  • the sample carrier may comprise a substrate and a bottom plate connected thereto, wherein in the substrate, for example, a groove is provided, so that a channel is formed by the bottom plate.
  • the substrate may alternatively or additionally have through-holes, so that corresponding sample chambers or reservoirs are formed by the bottom plate.
  • the sample carrier may be made of a similar or the same material as the covering device, or be wetted with a corresponding material. This allows an advantageous connection of the two elements.
  • the bottom plate can have a thickness of up to 2 mm. Thicknesses of up to 200 ⁇ m are particularly advantageous for use with high-resolution microscopy. Larger thicknesses are used for low resolution microscopy, such as those used in wound healing assays.
  • Base plates having a thickness in the range of 1 ⁇ m can be used in combination with the described covering devices, in particular for laser microdissection of cell monolayers or pieces of tissue which can be fixed by means of the sticky surfaces of the covering devices.
  • the areas that do not rest on a piece of fabric can also serve for sealing and / or fixing.
  • FIG. 2 Another example of a cover device 201 is shown in FIG. 2 shown.
  • the cover device is intended as an insert for a sample chamber.
  • the cover device 201 has a plurality of webs, through which, after connection to a sample carrier, two sample chambers or reservoirs 202 and 203 are formed, which are separated by a partition wall 205.
  • the bottom surface 204 of the capping device is tacky while the sidewalls and top surface are non-sticky to facilitate handling of the insert, for example, with tweezers or other gripping tools.
  • FIG. 3 shows a sample carrier system comprising the cover 201 and a sample carrier 301.
  • the cover is connected via its sticky bottom liquid-tight to the bottom 302 of the sample carrier.
  • the two reservoirs 202 and 203 allow cells to be initially separated and cultivated after removing the cover device in the same volume.
  • the bottom 302 is preferably made of optically high-quality material for high-resolution microscopy.
  • FIG. 4 illustrates another example of a sample carrier system with a sample carrier 401, this time with a plurality of capping devices 201.
  • the sample carrier has a substrate 402 with a planar surface on which a plurality of sample chambers (reservoirs) 403 is arranged.
  • An insert 201 can be introduced into the interior of each of the sample chambers 403 in order to produce two (partial) reservoirs in this way.
  • Each insert is liquid-tightly connected at its bottom to the bottom of the respective sample chamber 403.
  • appropriate investigations can be carried out as described above.
  • FIG. 5 Another example of a cover device 501 is shown.
  • the cover device 501 has a substrate with a planar surface 508, on which a cover element 506 is arranged.
  • a sample carrier 504 has a substrate with a planar surface, on which two sample chambers are arranged, which are connected to one another via a channel 503 arranged in the substrate.
  • a sample chamber is formed in the substrate through the channel.
  • the channel 503 can be formed, for example, by a groove which is introduced into the underside of the substrate and covered with a film.
  • an opening 502 is provided, which leads into the channel 503.
  • the side wall of the opening 502 may be vertical or conical.
  • the cover member 506 is formed as needed so that it fills the opening partially or completely.
  • the sides 507 of the cover 506 partially or completely abut against the side wall.
  • the planar surface 508 of the substrate of the cover device is tacky in order to connect the cover device in this area in a liquid-tight manner to the sample carrier.
  • the opening 502 can be closed.
  • the substrate of the covering device FIG. 5 also be omitted.
  • the sides 507 would be sticky in order to connect the cover device liquid-tight with the sample carrier.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abdeckvorrichtung für einen Probenträger und ein Verfahren zum Herstellen einer Abdeckvorrichtung oder eines Probenträgers.
  • Insbesondere in den Bereichen der Biologie, Biochemie oder Medizin werden Probenträger dazu verwendet, Moleküle, beispielsweise DNA, oder Zellen zu untersuchen. Die zu untersuchenden Substanzen werden im Allgemeinen mit einer Flüssigkeit in oder auf einen Probenträger gegeben und können dann beispielsweise mit Verfahren der Mikroskopie (Durchlichtmikroskopie, Fluoreszenzmikroskopie, konfokale Mikroskopie, etc.) untersucht werden.
  • Aus der DE 101 48 210 ist beispielsweise ein Probenträger in Form einer Flusskammer bekannt. Diese Flusskammer weist in einer Grundplatte wenigstens einen Kanal auf, der an beiden Seiten an ein Flüssigkeitsreservoir angeschlossen ist.
  • Um geeignete Probenkammern oder Reservoire bereitzustellen, werden häufig verschiedene Komponenten miteinander verbunden, um auf diese Weise die gewünschten Probenkammerstrukturen zu erhalten. Für das Verbinden dieser verschiedenen Komponenten sind unterschiedliche Verfahren bekannt. Ein mögliches Verfahren ist in der EP 1 579 982 beschrieben, bei dem ein Kunststoffkörper einem quellmittelhaltigen Dampf ausgesetzt wird und dann bei Raumtemperatur mit einem anderen Kunststoffkörper verpresst wird.
  • Bei diesem bekannten Verfahren ist es erforderlich, dass ein für die jeweils verwendeten Komponenten geeignetes Quellmittel bereitgestellt wird, mit dem dann die Oberfläche des Kunststoffkörpers angelöst wird. Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Abdeckvorrichtung für einen Probenträger bereitzustellen, die sich in einfacher Weise mit dem Probenträger verbinden lässt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abdeckvorrichtung gemäß Anspruch 1.
  • Die Abdeckvorrichtung umfasst einen klebrigen Oberflächenbereich zum Verbinden mit dem Probenträger, wobei der klebrige Oberflächenbereich derart ausgebildet ist, dass der Probenträger nach Verbinden der Abdeckvorrichtung mit dem Probenträger im klebrigen Oberflächenbereich flüssigkeitsdicht abgedeckt ist.
  • Die Abdeckvorrichtung umfasst wenigstens ein Abdeckelement zum Abdecken eines Oberflächenbereichs des Probenträgers, wobei das wenigstens eine Abdeckelement derart ausgebildet ist, dass der Oberflächenbereich des Probenträgers nach Verbinden der Abdeckvorrichtung mit dem Probenträger flüssigkeitsdicht abgedeckt ist. Das wenigstens eine Abdeckelement weist somit eine Kontaktfläche mit dem Probenträger auf.
  • Wenigstens ein Abdeckelement weist eine Stegform auf. Beim Verbinden mit einem Probenträger erlaubt ein Abdeckelement in Form eines Steges, dass damit eine Begrenzungswand für eine Probenkammer oder ein Reservoir gebildet wird. Die Stegform kann gerade oder gekrümmt ausgebildet sein.
  • Insbesondere wegen des klebrigen Oberflächenbereichs hat eine derartige Abdeckvorrichtung den Vorteil, dass sie zum einen zu im wesentlichen beliebigen Zeitpunkten mit dem Probenträger verbunden werden kann. Zum anderen kann eine derartige Abdeckvorrichtung mit Probenträgern aus einer Vielzahl verschiedener Materialien in einfacher Weise verbunden werden.
  • Der Probenträger selbst kann in verschiedensten Formen oder Geometrien vorliegen. Beispielsweise kann es sich lediglich um ein Deckglas oder eine Folie handeln. Alternativ kann der Probenträger jedoch auch schon Strukturen zur Probenaufnahme, beispielsweise eine Probenkammer oder ein Reservoir, aufweisen.
  • "Klebrig" soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass bei Raumtemperatur, insbesondere von 20 bis 25 °C, und 30 - 40 % relativer Luftfeuchtigkeit Klebrigkeit besteht. Die Klebrigkeit soll insbesondere beim Verbinden von Abdeckvorrichtung und Probenträger bestehen. Nach dem Verbinden soll die Abdeckung auch in Anwesenheit von Flüssigkeit bzw. Medium oder 100 % Luftfeuchtigkeit flüssigkeitsdicht sein.
  • Insbesondere kann der klebrige Oberflächenbereich dauerklebrig und/oder nicht-aushärtend ausgebildet sein. Dies ermöglicht zumindest an trockenen Oberflächen ein mehrfaches Verbinden der Abdeckvorrichtung mit einem Probenträger.
  • Die Abdeckvorrichtung kann ein Trägermaterial umfassen, auf das eine Klebstoffschicht zur Ausbildung des klebrigen Oberflächenbereichs aufgebracht ist.
  • Dies ermöglicht die bei dieser Herstellung gewünschten Strukturen für die Abdeckvorrichtung, insbesondere aus einem nicht klebrigen Material. Insbesondere kann die Abdeckvorrichtung einen Rohling umfassen, der das Trägermaterial umfasst oder aus diesem besteht. Bei diesem Rohling ist dann an vorherbestimmten Bereichen die Klebstoffschicht aufgebracht.
  • Bei dem Klebstoff kann es sich insbesondere um einen Haftklebstoff handeln. Ein derartiger Haftklebstoff bleibt nach dem Auftragen auf das Trägermaterial hochviskos und dauerklebrig. Die Viskosität kann insbesondere 50 - 5000 mPa s betragen. Ein solcher Haftklebstoff härtet nicht aus. Bei dem Klebstoff kann es sich um einen Zweikomponentenkleber mit einem Basismaterial und einem Vernetzer handeln. Insbesondere können Basismaterial und Vernetzer in einem unsymmetrischen Verhältnis gemischt sein.
  • Der klebrige Oberflächenbereich kann insbesondere senkrecht zur Oberfläche strukturiert sein. Der klebrige Oberflächenbereich kann somit Erhöhungen aufweisen oder in sonstiger Weise unregelmäßig oder nicht plan ausgebildet sein.
  • Beispielsweise kann die Klebstoffschicht aufgebracht werden, indem man die klebrig zu machende Oberfläche in einen z.B. frisch angemischten Haftklebstoff taucht, und anschließend für einen vorherbestimmten Zeitraum gegen eine glatte oder strukturierte Oberfläche drückt. Mit einer strukturierten (Stempel-)Oberfläche kann man somit eine strukturierte Klebstoffschicht erhalten. Verwendet man als Haftklebstoff z.B. PDMS Sylgard 184 im Mischungsverhältnis 35:1 und als Abformoberfläche strukturierten Kunststoff, kann man dadurch z.B. Mikrostrukturen wie etwa Kanäle erzeugen. Solche Strukturen können z.B. auf zunächst trockene Zellwachstumsoberflächen aufgebracht werden. Damit können gerichtetes Wachstum von neuronalen Axons oder chemotaktische Effekte von Zellen untersucht werden.
  • Die Klebstoffschicht kann eine Dicke von 1 µm bis 1000 µm, insbesondere 10 µm bis 100 µm, aufweisen. Damit lässt sich ein präzises Verbinden erreichen. Die Klebstoffschicht kann insbesondere elastisch ausgebildet sein.
  • Bei den zuvor beschriebenen Abdeckvorrichtungen kann der klebrige Oberflächenbereich einen Thermoplasten oder ein Silikon, insbesondere PDMS, umfassen. Mit diesen Materialien lässt sich eine derartige Abdeckvorrichtung in geeigneter Weise herstellen. Beispielsweise kann der Oberflächenbereich eines Rohlings für die Abdeckvorrichtung in dem Oberflächenbereich mit einem Klebstoff, der eines der genannten Materialien umfasst oder daraus besteht, beschichtet sein. Zum Beispiel kann eine Beschichtung mit unsymmetrisch angemischtem PDMS vorgesehen sein.
  • Der klebrige Oberflächenbereich kann derart ausgebildet sein, dass die Abdeckvorrichtung nach dem Verbinden mit dem Probenträger von diesem wieder zerstörungsfrei und/oder rückstandsfrei lösbar ist.
  • Dies erlaubt, eine Abdeckvorrichtung mehrfach mit einem oder mehreren Probenträgern zu verbinden.
  • Der klebrige Oberflächenbereich kann derart ausgebildet sein, dass die Zugfestigkeit nach dem Verbinden mit einem Deckglas wenigstens gleich der Zugfestigkeit des Referenzmaterials PDMS Sylgard 184, erhältlich von Dow Corning, mit einem Mischungsverhältnis von 20:1 von Basismaterial zu Vernetzer ist. Eine derartige Mindestzugfestigkeit, bestimmt nach dem nachfolgend beschriebenen Protokoll, ist damit mindestens viermal höher als die Zugfestigkeit von Sylgard 184 mit einem Mischungsverhältnis von 10:1. Insbesondere kann die Zugfestigkeit wenigstens gleich dem doppelten und/oder höchstens gleich dem zwanzigfachen der Zugfestigkeit des Referenzmaterials sein.
  • Zur Bestimmung der Zugfestigkeit der klebrigen Oberfläche einer Abdeckvorrichtung wird ein Testkreiszylinder aus dem zu prüfenden Material hergestellt, wobei die zur Messung verwendete kreisförmige Grundfläche des Zylinders eine RMS-Rauigkeit zwischen 0,1 nm und 10 nm hat. Wenn beispielsweise die Zugfestigkeit einer Abdeckvorrichtung bestimmt wird, die aus einem klebrigen Material besteht, wird der Testzylinder aus diesem Material hergestellt. Wenn die Abdeckvorrichtung einen Rohling umfasst, der mit einer Klebstoffschicht versehen ist, wird der Testzylinder aus dem Material des Rohlings mit der oben genannten Rauigkeit hergestellt und die Klebstoffschicht (in der für den Rohling verwendeten Dicke) aufgebracht.
  • Die runde Grundfläche des Testzylinders hat eine Fläche von 20 mm2, der entsprechende Durchmesser beträgt 5,4 mm. Der Zylinder wird mit der rotationssymmetrischen Achse senkrecht aufgehängt, so dass der Normalenvektor auf der zum Test verwendete Grundfläche nach unten zeigt. Von unten wird ein herkömmliches Menzel-Deckglas (mit einer Breite von 25,5 mm und einer Länge von 75,5 mm) an die Grundfläche geklebt, wobei das Deckglas mit einem Gewicht versehen ist. Die Angaben beziehen sich auf eine Versuchsdurchführung bei einer Erdbeschleunigung von 9,81 m/s2. Zum Kleben des Deckglases an die Grundfläche wird das Deckglas während 10 Sekunden mit einem Druck von 3,0 x 104 Pa an den Zylinder gepresst.
  • Die Zugfestigkeit ergibt sich aus der Gesamtmasse (inklusive der Masse des Deckglases), die mindestens 10 Sekunden an der Grundfläche kleben bleibt, bevor sie sich löst und abfällt. Die Bestimmung wird bei Raumtemperatur und einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 30 und 40 % durchgeführt.
  • Zum Vergleich wird immer ein Referenztestzylinder aus dem Referenzmaterial Sylgard 184, Dow Corning, mit den oben genannten Dimensionen hergestellt. Bei dem Referenztestzylinder beträgt das Mischungsverhältnis von Basismaterial zu Vernetzer 20:1. Der Referenztestzylinder weist damit eine klebrige Oberfläche auf, an der mindestens die vierfache Masse, verglichen mit einem entsprechenden Testzylinder aus Sylgard 184 mit einem Mischungsverhältnis 10:1, während mindestens 10 Sekunden kleben bleibt.
  • Für jede Gesamtmasse (Deckglas mit Gewicht) wird das Verfahren wenigstens zehn Mal durchgeführt. Dabei wird jedes Mal die Verweildauer bis zum Ablösen des Deckglases gemessen. Ein zu prüfendes Material weist wenigstens eine Zugfestigkeit entsprechend einer bestimmten Gesamtmasse auf, wenn bei dem Verfahren für die bestimmte Gesamtmasse eine mittlere Verweildauer (bei wenigstens 10 Durchführungen) von wenigstens 10 Sekunden erhalten worden ist. Dies soll sowohl für das Referenzmaterial als auch für das zu prüfende Material gelten.
  • Die Abdeckvorrichtung und/oder der Probenträger können einen Kunststoff oder Glas umfassen. Insbesondere können sie aus diesem Material bestehen. Allerdings müssen die Abdeckvorrichtungen und der Probenträger nicht das gleiche Material oder die gleiche Art von Material umfassen; dies ist lediglich eine Möglichkeit. Die Abdeckvorrichtung kann insbesondere aus einem klebrigen Trägermaterial bestehen. Vorherbestimmte Bereiche der Abdeckvorrichtung können allerdings derart behandelt sein, dass die Oberfläche in diesen Bereichen nicht mehr klebrig ist. Grundsätzlich kann die gesamte Abdeckvorrichtung, ein Teil der Abdeckvorrichtung oder nur der klebrige Oberflächenbereich einen Thermoplasten oder ein Silikon umfassen oder daraus bestehen. Die Abdeckvorrichtung kann aus einem Stück bestehen.
  • Die Abdeckvorrichtung kann insbesondere ein Spritzgussteil sein oder einen Spritzgussrohling umfassen. Ein Oberflächenbereich des Spritzgussteils bzw. des Spritzgussrohlings kann dann derart behandelt sein, dass ein klebriger Oberflächenbereich bereitgestellt wird.
  • Die Abdeckvorrichtung kann ein elastisches Material umfassen oder aus einem solchen bestehen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen elastischen Thermoplasten handeln. Das elastische Material kann insbesondere einen Young-Modul von 1 kPa bis 1 MPa, insbesondere 1 kPa bis 300 kPa, aufweisen. Ein elastisches Material erlaubt beim Verbinden ein geeignetes Anpassen der Abdeckvorrichtung an den Probenträger.
  • Bei den zuvor beschriebenen Abdeckvorrichtungen kann nur ein Teil der Oberfläche, insbesondere nur ein Teil der Kontaktfläche mit dem Probenträger, klebrig ausgebildet sein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass Oberflächenbereiche, die beispielsweise zur Handhabung benötigt werden, nicht klebrig sind. Unter der Kontaktfläche mit dem Probenträger wird die Oberfläche der Abdeckvorrichtung gemeint, die zum Verbinden mit dem Probenträger ausgebildet oder vorgesehen ist bzw. nach dem Verbinden an dem Probenträger anliegt. Diese Teilklebrigkeit kann beispielsweise erreicht werden, indem nur bestimmte Teile eines Rohlings mit einer Klebstoffschicht versehen werden oder indem ein Rohling aus einem klebrigen Material in einem Bereich, die insbesondere nicht Teil der Kontaktfläche mit dem Probenträger sind, derart behandelt (beispielsweise passiviert oder plasmabehandelt) wird, dass die Oberfläche in diesen Bereichen nicht mehr klebrig ist.
  • Wenigstens ein Teil des klebrigen Oberflächenbereichs der Abdeckvorrichtung kann an wenigstens einem Abdeckelement angeordnet sein. Dies stellt eine Möglichkeit dar, das Abdeckelement flüssigkeitsdicht mit dem Probenträger zu verbinden. In diesem Fall ist vorzugsweise der klebrige Oberflächenbereich an der Kontaktfläche des Abdeckelements mit dem Probenträger angeordnet. Der klebrige Oberflächenbereich kann, muss aber nicht, noch an weiteren Oberflächenbereichen der Abdeckvorrichtung vorhanden oder angeordnet sein.
  • Die hier und im folgenden beschriebenen, möglichen Eigenschaften wenigstens eines Abdeckelements können für ein Abdeckelement, einen Teil der Abdeckelemente oder für jedes Abdeckelement gelten.
  • Alternativ zu der oben beschriebenen Variante kann wenigstens ein Abdeckelement keinen klebrigen Oberflächenbereich aufweisen. Insbesondere kann dann die Kontaktfläche des Abdeckelements nicht mit einer klebrigen Oberfläche versehen sein. In diesem Fall weist die Abdeckvorrichtung in einem anderen Bereich einen klebrigen Oberflächenbereich derart auf, dass das Abdeckelement eine flüssigkeitsdichte Abdeckung erzielt.
  • Wenigstens eine Abdeckelement kann ein elastisches Material umfassen. Auf diese Weise kann man insbesondere durch ein Anpressen des Abdeckelements an den Probenträger beim und nach dem Verbinden mit der Abdeckvorrichtung ein flüssigkeitsdichtes Abdecken erreichen. Das elastische Material kann insbesondere einen Young-Modul zwischen 1 kPa und 1 MPa, insbesondere 1 kPa bis 300 kPa, aufweisen. Es kann sich beispielsweise um einen Thermoplasten oder ein Silikon, insbesondere PDMS, handeln.
  • Bei dem elastischen Material kann es sich weiterhin um ein klebriges Material handeln. Das klebrigen Material kann insbesondere nicht-aushärtend und/oder dauerklebrig ausgebildet sein.
  • Die Abdeckvorrichtung kann ein Substrat mit einer planen Oberfläche aufweisen, auf der wenigstens ein Abdeckelement angeordnet ist.
  • Wenigstens eine Abdeckelement kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass die Abdeckvorrichtung in einem das wenigstens eine Abdeckelement (teilweise oder vollständig) umgebenden Bereich keine Kontaktfläche aufweist, also in diesem umgebenden Bereich nach dem Verbinden mit dem Probenträger an diesem nicht anliegt. Insbesondere kann wenigstens ein Abdeckelement eine Zylinderform aufweisen. Die Grundfläche des Zylinders kann grundsätzlich beliebig sein. Beispielsweise kann die Grundfläche ein Kreis oder ein Polygon sein. Mittels derartiger Abdeckelemente in Säulenform lassen sich präzise bestimmte Oberflächenbereiche abdecken. Eine Grundfläche des Zylinders kann dabei eine Kontaktfläche bilden.
  • Wenigstens eine Abdeckelement kann eine Höhe von 10 µm bis zu 30 mm, insbesondere 50 µm bis 10 mm, vorzugsweise 100 µm bis 3 mm, aufweisen. Ein zylindrisches Abdeckelement kann eine Grundfläche von 0,01 - 500 mm2, insbesondere von 0,1 bis 50 mm2, aufweisen. Ein Abdeckelement in Stegform kann eine Breite von 50 µm bis 30 mm, insbesondere 100 µm bis 10 mm, und/oder eine Länge von mehr als 1 mm, insbesondere mehr als 10 mm, aufweisen.
  • Wenigstens ein Abdeckelement kann derart ausgebildet sein, dass es nach Verbinden der Abdeckvorrichtung mit dem Probenträger zusammengepresst ist. Aufgrund des zusammengepressten Zustands nach dem Verbinden kann in vorteilhafter Weise eine flüssigkeitsdichte Abdeckung erreicht werden.
  • In diesem Fall kann das wenigstens eine Abdeckelement derart ausgebildet sein, dass seine Höhe nach dem Verbinden um 1 bis 20 %, insbesondere um 5 bis 15 %, gegenüber der Höhe vor dem Verbinden verringert ist. Damit lässt sich ein geeigneter Anpressdruck zur Erzeugung einer flüssigkeitsdichten Abdeckung erreichen.
  • Die zuvor beschriebenen Abdeckvorrichtungen können eine Mehrzahl von Abdeckelementen umfassen. Die Abdeckelemente können unterschiedlich oder gleich ausgebildet sein. Beispielsweise können die Abdeckelemente eine gleiche Form mit unterschiedlichen Dimensionierungen aufweisen. Insbesondere kann die Abdeckvorrichtung eine Mehrzahl von Abdeckelementen in Form von Zylindern aufweisen, die unterschiedliche Grundflächenabmessungen, aufweisen. Die Höhe der Abdeckelemente kann gleich sein.
  • Grundsätzlich kann der Probenträger, mit dem die Abdeckvorrichtung verbunden wird, strukturiert oder unstrukturiert sein, insbesondere strukturierte und/oder unstrukturierte Oberflächenbereiche, aufweisen. Im unstrukturierten Fall kann er eine plane Oberfläche oder plane Oberflächenbereiche aufweisen.
  • Insbesondere kann der Probenträger eine Probenkammer bzw. ein Reservoir umfassen, und die Abdeckvorrichtung zum Abdecken eines Oberflächenbereichs im Innern der Probenkammer ausgebildet sein. Insbesondere kann die Abdeckvorrichtung wenigstens ein Abdeckelement zum Abdecken eines Oberflächenbereichs im Innern der Probenkammer aufweisen. Hierfür kann insbesondere die Probenkammer eine Öffnung zur Umgebung aufweisen. Insbesondere kann wenigstens ein Abdeckelement zum Abdecken eines Oberflächenbereichs am Boden der Probenkammer ausgebildet sein.
  • Die Abdeckvorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie vollständig im Innern der Probenkammer angeordnet werden kann. Die Abdeckvorrichtung ist somit als Einsatz für eine Probenkammer ausgebildet ist. Weiterhin können die Abdeckvorrichtung und/oder wenigstens ein Abdeckelement derart ausgebildet sein, dass durch die Abdeckvorrichtung und/oder das wenigstens eine Abdeckelement nach dem Verbinden mit dem Probenträger eine Probenkammer und/oder ein Hohlraum gebildet wird. Diese Probenkammer (Reservoir) bzw. dieser Hohlraum können insbesondere im Innern einer (bestehenden) Probenkammer des Probenträgers angeordnet sein. Die Abdeckvorrichtung kann weiterhin derart ausgestaltet sein, dass nach dem Verbinden mit dem Probenträger ein Kanal gebildet wird.
  • Ein Teil des klebrigen Oberflächenbereichs kann derart angeordnet sein, dass er nach Verbinden der Abdeckvorrichtung mit dem Probenträger außerhalb des Innern der Probenkammer angeordnet ist. Insbesondere kann der gesamte klebrige Oberflächenbereich derart angeordnet sein. Damit kann beispielsweise vermieden werden, dass im Innern einer Probenkammer Klebstoffrückstände nach Entfernung der Abdeckvorrichtung verbleiben.
  • Zum Verbinden der Abdeckvorrichtung und des Probenträgers kann die klebrige Oberfläche alternativ oder zusätzlich auch am Probenträger angeordnet sein. Die Erfindung stellt somit auch einen Probenträger, umfassend einen klebrigen Oberflächenbereich zur Verbindung mit einer Abdeckvorrichtung, bereit, wobei der klebrige Oberflächenbereich klebrig ausgebildet ist, so dass der Probenträger nach Verbinden der Abdeckvorrichtung mit dem Probenträger im klebrigen Oberflächenbereich flüssigkeitsdicht abgedeckt ist.
  • Ein derartiger Probenträger kann, muss aber nicht, in Verbindung mit den zuvor beschriebenen Abdeckvorrichtungen verwendet werden. Der Probenträger kann insbesondere auch die oben beschriebenen Merkmale aufweisen.
  • Die Erfindung stellt weiterhin ein Probenträgersystem, umfassend einen Probenträger und eine damit verbundene Abdeckvorrichtung, bereit, wobei die Abdeckvorrichtung und/oder der Probenträger, wie oben beschrieben, ausgebildet sind.
  • Der Probenträger kann eine Folie umfassen oder aus einer solchen bestehen. Die Folie kann eine Dicke von 1 - 250 µm, insbesondere 100 - 200 µm, aufweisen. Der Probenträger kann ein Substrat mit einer planen Oberfläche umfassen, auf der ein oder mehrere Probenkammern oder Reservoire angeordnet sind. Alternativ können in dem Substrat ein oder mehrere Probenkammern ausgebildet sein. Insbesondere zur Ausbildung einer Probenkammer kann das Substrat ein Loch, beispielsweise ein Sackloch oder ein Durchgangsloch, aufweisen. Im Falle eines Sacklochs bildet der Grund des Sacklochs den Boden der Probenkammer. Der Probenträger kann weiterhin eine Bodenplatte umfassen, die mit dem Substrat verbundnen ist, beispielsweise um einen Boden für ein Durchgangsloch zu bilden. Die Bodenplatte kann eine Dicke von 1 µm - 1,5 mm aufweisen; sie kann in Form einer Folie, insbesondere wie zuvor beschrieben, ausgebildet sein.
  • Der Probenträger kann einen oder mehrere, beispielsweise in dem Substrat ausgebildete, Kanäle aufweisen. Die Kanäle sind vorzugsweise wenigstens teilweise parallel zur Grundfläche des Probenträgers oder des Substrats ausgerichtet. Ein Substrat kann eine plane Oberfläche aufweisen, in der wenigstens eine Nut ausgebildet ist. Diese Oberfläche liegt vorzugsweise der Oberfläche gegenüber, auf der eine oder mehrere Probenkammern ausgebildet sind. Durch Überdecken der wenigstens einen Nut mit einer Bodenplatte wird ein Kanal gebildet.
  • Die Abdeckvorrichtung, der Probenträger, das Substrat und/oder die Bodenplatte können aus Kunststoff oder einem Silikon, insbesondere mit einer vorherbestimmten Eigenfluoreszenz, insbesondere kleiner oder gleich der Eigenfluoreszenz von COC oder COP oder eines herkömmlichen Deckglases (beispielsweise reinweißes Glas der hydrolytischen Klasse 1 (wie Menzel-Deckglas, insbesondere mit der Stärke Nr. 1,5), und/oder mit einem vorherbestimmten Brechungsindex, insbesondere > 1,2 und/oder < 1,7, ausgebildet sein. Mit einem derart optisch hochwertigen Material lassen sich in vorteilhafter Weise Mikroskopieuntersuchungen durchführen. Das Substrat und/oder die Bodenplatte können allerdings auch aus Glas sein. Weiterhin können die Abdeckvorrichtung, der Probenträger, das Substrat und/oder die Bodenplatte flexibel ausgebildet sein. Alle genannten Elemente können im Spritzguss hergestellt sein.
  • Mögliche Kunststoffe sind beispielsweise COC (Cyclo-Olefin-Copolymer), COP (Cyclo-Olefin-Polymer), PE (Polyethylen), PS (Polystyrol), PC (Polycarbonat) oder PMMA (Polymethylmetacrylat). Als Silikon kann man beispielsweise Sylgard 184, erhältlich von Dow Corning, oder andere handelsübliche, zellkompatible, ein- oder mehrkomponentige Silikone einsetzen.
  • Die Abdeckvorrichtung und/oder der Probenträger können die Breite und Länge eines herkömmlichen Mikroskopieobjektträgers (mit einer Breite von 25,5 mm und einer Länge von 75,5 mm) oder einer Multititerplatte (85,5 mm x 127,5 mm) aufweisen. Die Abdeckvorrichtung und/oder der Probenträger können eine Höhe von 0,1 bis 15 mm aufweisen. Insbesondere kann die Abdeckvorrichtung eine Höhe von 1 - 3 mm aufweisen. Ein Substrat einer Probenkammer kann, insbesondere in einem planen Bereich, eine Höhe von 0,1 bis 5 mm, insbesondere von 1 bis 2 mm, aufweisen.
  • Eine Probenkammer oder ein Kanal des Probenträgers können ein Hohlraumvolumen von 0,1 µl bis 3 ml, insbesondere 20 µl bis 2,5 ml, aufweisen. In einem Substrat einer Probenkammer ausgebildete Probenkammern oder Kanäle können insbesondere ein Hohlraumvolumen von 0,1 bis 200 µl, insbesondere von 20 µl - 150 µl, aufweisen. Die Höhe derartiger Probenkammern oder Kanäle kann 5 µm bis 1 mm, insbesondere 0,1 mm - 0,5 mm, betragen, die Breite kann 10 µm bis 5 mm, insbesondere 0,5 mm bis 2 mm, betragen. Bei auf einem Substrat ausgebildeten Probenkammern kann deren Höhe 1 mm bis 15 mm, insbesondere 5 mm bis 10 mm, betragen.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Abdeckvorrichtung oder eines Probenträgers umfasst die Schritte:
    • Spritzgießen eines Rohlings aus einem Silikon oder einem Thermoplasten,
    • Beschichten eines vorherbestimmten Oberflächenbereichs mit einer Klebstoffschicht.
  • In diesem Fall kann der Rohling nicht klebrig ausgebildet sein. Bei dem Klebstoff kann es sich insbesondere um einen Haftklebstoff handeln. Bei dem Klebstoff kann es sich um einen Zweikomponentenkleber mit einem Basismaterial und einem Vernetzer handeln. Insbesondere können Basismaterial und Vernetzer in einem unsymmetrischen Verhältnis gemischt werden.
  • Als Alternative umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Abdeckvorrichtung oder eines Probenträgers die Schritte
    • Bereitstellen eines Rohlings aus einem klebrigen Material,
    • Behandeln eines vorherbestimmten Oberflächenbereichs, um diesen nicht mehr klebrig zu machen.
  • Auch hier kann der Rohling spritzgegossen sein. Bei der Behandlung eines klebrigen Oberflächenbereichs, um diesen nicht mehr klebrig zu machen, kann es sich beispielsweise um eine Passivierung, insbesondere mittels Plasmabehandlung, handeln.
  • Die mittels dieser Verfahren hergestellten Abdeckvorrichtungen oder Probenträger können die oben beschrieben Eigenschaften und Merkmale aufweisen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren beschrieben.
  • Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    ein Beispiel einer Abdeckvorrichtung und eines Probenträgers,
    Fig. 2
    ein weiteres Beispiel einer Abdeckvorrichtung,
    Fig. 3.
    ein weiteres Beispiel einer Abdeckvorrichtung und eines Probenträger,
    Fig. 4
    ein weiteres Beispiel einer Abdeckvorrichtung und eines Probenträger, und
    Fig. 5
    ein weiteres Beispiel einer Abdeckvorrichtung und eines Probenträgers.
  • Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist eine Abdeckvorrichtung 101 vorgesehen. Die Abdeckvorrichtung 101 weist eine Aussparung 102 auf, die eine vorherbestimmte Höhe hat. Dadurch wird ein umlaufender Rand erzeugt, durch den eine Kontaktfläche 103 gebildet wird.
  • In der Aussparung 102 ist eine Mehrzahl von Abdeckelementen 104 angeordnet. Diese Abdeckelemente haben die Form von Kreiszylindern gleicher Höhe. Allerdings weisen die Abdeckelemente unterschiedliche Grundflächendimensionen auf. Beispielsweise können die Durchmesser der Grundfläche 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm und 0,7 mm betragen. Von jedem Kreiszylinder sind zwei Exemplare vorhanden, wobei die Anordnung der zylindrischen Säulen in zwei Reihen gegenläufig ausgeführt ist, um eventuelle fluidische Effekte bei den Untersuchungen auszumitteln.
  • Die Abdeckvorrichtung 101 wird mit einem Probenträger 105 flüssigkeitsdicht verbunden, wie im unteren Teil der Figur zu sehen ist. Der Probenträger 105 ist in Form einer Petrischale ausgebildet und weist damit eine Probenkammer bzw. ein Reservoir auf. Die Abdeckvorrichtung 101 wird mit dem Boden 107 des Probenträgers verbunden und ist somit vollständig innerhalb der Probenkammer angeordnet.
  • Nach dem Verbinden decken sowohl die Umrandung 103 der Abdeckvorrichtung als auch die Abdeckelemente 104 entsprechende Oberflächenbereiche am Boden 107 des Probenträgers 105 flüssigkeitsdicht ab.
  • Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel sind in der Aussparung 102 weiterhin zwei Durchgangslöcher 106 vorgesehen, mit denen nach Verbinden der Abdeckvorrichtung mit dem Probenträger eine Befüllung und eine Entlüftung des entstandenen Hohlraums durchgeführt werden können.
  • Grundsätzlich soll die Abdeckvorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie flüssigkeitsdicht an einer entsprechenden Fläche des Probenträgers anliegt. Die entsprechenden Flächen des Probenträgers können dabei glatt, rau oder porös ausgebildet sein. Eine glatte Fläche besitzt eine Rauigkeit zwischen 0,1 nm bis 10 µm. Eine raue Fläche weist eine Rauigkeit von über 10 µm auf. Eine poröse Fläche kann Poren mit Durchmessern von 0,01 µm bis 50 µm aufweisen. Poröse Flächen können insbesondere durch Filtermembranen, wie sie beispielsweise zur Filterung von Mikroorganismen oder zur Durchführung von Transmembranmigrationsassays eingesetzt werden, umfassen.
  • Zu diesem Zweck wird die Abdeckvorrichtung vorzugsweise aus einem Silikon oder einem Thermoplasten gefertigt. Beispielsweise kann die Abdeckvorrichtung einen Silikonspritzgussrohling umfassen. Der Spritzgussrohling kann beispielsweise aus PDMS, z. B. Sylgard 184, hergestellt werden. Bei diesem zweikomponentigen Silikon erhält man vollständige Vernetzung, wenn das Basismaterial und der Vernetzer im Verhältnis 10:1 gemischt werden, was bezüglich der vernetzungsaktiven Gruppen im Basismaterial und Vernetzer als symmetrisch bezeichnet wird. In diesem Fall weist das resultierende Material einen Young-Modul von 57 kPa auf. Bei einem derartigen Mischungsverhältnis ist das Material nicht klebrig.
  • Grundsätzlich kann die gewünschte Verbindung zwischen Abdeckvorrichtung und Probenträger erreicht werden, wenn die gesamte Kontaktfläche der Abdeckvorrichtung oder des Probenträgers mit einem Haftklebstoff beschichtet sind. Auf Seiten der Abdeckvorrichtung könnten hierfür sowohl die Umrandung als auch die Zylindergrundflächen der Abdeckelemente 4 mit dem Klebstoff versehen werden.
  • Alternativ wird der Klebstoff jedoch nur auf die Umrandung aufgebracht. Die Abdeckelemente bleiben somit nicht klebrig. Um eine flüssigkeitsdichte Abdeckung zu erzielen, werden die Abdeckelemente dann allerdings etwas höher ausgeführt als die Tiefe der Aussparung 2 der Abdeckvorrichtung.
  • Beispielsweise kann die Gesamtdicke der Abdeckvorrichtung 2 mm betragen. Die Aussparung 2 kann eine Tiefe von 1 mm aufweisen. Die Höhe der in der Aussparung 2 angeordneten Säulen 4 beträgt jedoch 1,1 mm, so dass die Säulen um 0,1 mm über die Aussparung ragen. Die Kontaktfläche der Umrandung wird mit einer 10 µm dicken Klebstoffschicht versehen.
  • Werden die Abdeckvorrichtung und der Probenträger gegeneinander gepresst, entsteht eine Klebeverbindung. Die Abdeckelemente werden gegen den Probenträger gepresst und deformieren sich, was eine flüssigkeitsdichte Abdeckung zur Folge hat. Bei der Deformation wird die Höhe der Abdeckelemente verringert. Bei dem gezeigten Beispiels beträgt die Verringerung höchstens 10 %, was jedoch davon abhängt, ob die Bereiche der Abdeckvorrichtung, an denen die Säulen angeordnet sind, ebenfalls deformiert werden.
  • Wenn die gesamte Abdeckvorrichtung aus einem homogenen, elastischen Material gefertigt ist, wird sich auch die Decke (bzw. der Boden) der Aussparung 102 deformieren. Alternativ kann jedoch die Abdeckvorrichtung eine inhomogene Materialverteilung aufweisen, wobei die Abdeckelemente eine höhere Elastizität als die Rückseite der Abdeckvorrichtung aufweisen würden.
  • Eine separate Beschichtung mit einem Klebstoff lässt sich vermeiden, wenn das Material der Abdeckvorrichtung bzw. des entsprechenden Rohlings zumindest an bestimmten Stellen der Oberfläche klebrig ausgebildet ist. Hierfür lassen sich beispielsweise unsymmetrische Mischungen von PDMS einsetzen. Für mechanisch stabile, aber stark klebrige Oberflächen können Mischungsverhältnisse von 20:1 bis 60:1 (Basismaterial:Vernetzer) verwendet werden. Bei der Verwendung von Sylgard 184 lässt sich eine rückstandslose Entfernung des Klebstoffs vom Probenträger nach dem Entfernen der Abdeckvorrichtung bei Mischungsverhältnissen von 10:1 bis 35:1 erreichen.
  • Grundsätzlich kann auch die Abdeckvorrichtung über die Dicke hinweg ein veränderliches Mischungsverhältnis, beispielsweise einen Mischungsverhältnisgradienten, aufweisen. Die Verteilung des Mischungsverhältnisses kann so gewählt sein, dass die dem Probenträger zugewandte Seite klebrige Oberflächen aufweist und elastischer ausgebildet ist. In Richtung der dem Probenträger abgewandten Seite nehmen die Klebrigkeit und die Elastizität ab. Damit weist die dem Probenträger abgewandte Seite eine erhöhte Härte auf, um dem Einsatz Stabilität zu verleihen, was außerdem das Entfernen der Abdeckvorrichtung erleichtert.
  • Gemäß einer alternativen Herstellungsweise wird ein Spritzgussrohling aus einem elastischen Thermoplasten mit einem Young-Modul von 1 kPa bis 1 MPa hergestellt. Dieser Rohling kann beispielsweise durch Beschichtung mit klebrigen Silikon oder mittels Plasmaabscheidung klebrig gemacht werden. Gemäß einer anderen Möglichkeit werden in einem zweiten Spritzgussschritt vorherbestimmte Bereiche des Rohlings mit einer klebrigen Thermoplastschicht umspritzt.
  • Wird ein Rohling für die Abdeckvorrichtung aus einem im Wesentlichen homogenen, klebrigen Material hergestellt, können bestimmte Oberflächenbereiche durch eine Passivierung unklebrig gemacht werden. Eine entsprechende, räumlich strukturierte Passivierung kann beispielsweise durch eine maskierte Plasmabehandlung unter Zuhilfenahme von Maskentechnologie erfolgen.
  • Insbesondere das In Fig. 1 gezeigte Beispiel ermöglicht es, kreisförmige Flächen mit präzise vorherbestimmten Durchmessern flüssigkeitsdicht abzudecken. Grundsätzlich können die Abdeckelemente jedoch auch andere Geometrien aufweisen. So können die Grundflächen der Zylinder eine polygonale Gestalt aufweisen. Erfindungsgemäß ist wenigstens Abdeckelement ein in Form eines geraden oder gekrümmten Steges ausgebildet, der eine Breite von wenigen µm bis einigen mm aufweist. Durch derartige Stege lassen sich voneinander getrennte Probenkammern oder Reservoire bilden. Die Länge gerader Stege kann je nach Bedarf bis zu einigen cm betragen.
  • Wenn eine derartige Abdeckvorrichtung mit einem Probenträger verbunden ist und anschließend Zellen in oder auf dem Probenträger ausgesät werden, so kommen diese Zellen nur mit Bereichen des Probenträgers in Kontakt, die nicht von der Abdeckvorrichtung abgedeckt sind. Handelt es sich bei den Zellen um solche, die am Boden einer Probenkammer anhaften können, so kann sich ein konfluenter Zellrasen bilden, der durch die Abdeckelemente begrenzt wird. Werden die Abdeckvorrichtungen entfernt, können die Zellen auch in die vormals abgedeckten Bereiche des Probenträgers wachsen. Durch die Analyse derartiger Einwachsvorgänge können Aussagen über das Verhalten der Zellen getroffen werden. Dies gilt insbesondere, wenn das Einwachsen der Zellen als Funktion der entsprechenden Probenträgeroberflächen (physikalische, chemische oder biologische Eigenschaften, wie sie beispielsweise durch bestimmte Behandlungen erzielt werden), oder als Funktion von Substanzen in der Zellsuspension analysiert wird.
  • Auf diese Weise können beispielsweise so genannte Wound-Healing-Assays durchgeführt werden. Dabei können Abdeckvorrichtungen verwendet werden, durch die in einer oder mehreren Probenkammern Kreise mit verschiedenen Durchmessern (oder andere geometrische Figuren) abgedeckt werden. Eine entsprechende Abdeckvorrichtung ist in Fig. 1 gezeigt.
  • Nach Entfernen der Abdeckvorrichtung von dem Probenträger, in dessen Probenkammer oder Probenkammern ein konfluenter Zellrasen ausgebildet ist, können aufgrund der unterschiedlichen Kreisdurchmesser quantitative Aussagen über das Zellwachstum (Proliferation) getroffen werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass das Zellwachstum nicht permanent beobachtet werden muss (beispielsweise mittels Videomikroskopie), sondern zu einem bestimmten Zeitpunkt anhand des Durchmessers des gerade zugewachsenen Kreises gemessen werden kann.
  • Entsprechende Untersuchungen können insbesondere bei der Verwendung von Multititerplatten als Probenträger durchgeführt werden, wobei dann die Abdeckvorrichtung jeweils Abdeckelemente für die entsprechenden Probenkammern aufweist. Eine Abdeckvorrichtung auch für eine Multitierplatte kann aus einem Stück bestehen.
  • Die beschriebenen Abdeckvorrichtungen können weiterhin für eine strukturierte Beschichtung von Oberflächen eingesetzt werden. Nach Verbinden der Abdeckvorrichtung mit einem Probenträger können gleiche oder unterschiedliche Beschichtungssubstanzen in die eine oder mehreren Probenkammern des Probenträgers gefüllt werden, um entsprechende Oberflächenfunktionalisierungen zu erzeugen. Nach Entfernung der Abdeckvorrichtung hat man somit Probenkammern, in denen bestimmte Bereiche oberflächenfunktionalisiert sind und andere nicht. Bei der Verwendung von zelladhäsiven Beschichtungen kann damit ein Zellrasen nur in bestimmten Bereichen wachsen. Auf diese Weise lässt sich der Nährstoffbedarf einer Zellkultur in einer Probenkammer verringern, so dass diese dann über längere Zeiträume ohne einen Medienwechsel auskommt, oder in kleineren Gefäßen bzw. in Materialien mit geringerer Gaspermeabilität gehalten werden können.
  • Ein weiterer Anwendungsbereich sind so genannte Invasionsassays. Dabei bringt man auf eine homogen funktionalisierte Zellkulturoberfläche, beispielsweise plasmabehandeltes Polystyrol, eine Abdeckvorrichtung auf, die mit Stegen derart als Abdeckelemente versehen sind, dass nach der Verbindung zwei durch eine Trennwand separierte Reservoire erhalten werden. Danach wird in einem der Reservoire eine Monoschicht Fibroblasten und in dem anderen Reservoir eine Monoschicht von Krebszellen kultiviert. Nach Entfernen der Abdeckvorrichtung liegen zwei Zellflecken vor, die durch einen zellfreien Streifen getrennt sind, dessen Breite durch die Dicke der zuvor vorhandenen Trennwand gegeben ist. Da die Oberfläche des Probenträgers auch in diesem Bereich für Zelladhäsion funktionalisiert ist, können die Zellen anschließend in den Streifen wachsen und miteinander in Interaktion treten. Damit kann beispielsweise das Invasionsverhalten bzw. Metastasierungsverhalten von Tumorzellen in Bindegewebe untersucht werden, wobei beispielsweise spezifische Zellenmarkierungen in Form von Fluoreszenzfarbstoffen verwendet werden, um die Tumorzellen eindeutig von den Fibroblasten zu unterscheiden.
  • Der Probenträger kann aus einem Stück, beispielsweise in Form eines Deckglases, einer Folie oder einer Petrischale, bestehen. Alternativ kann der Probenträger ein Substrat und eine damit verbundene Bodenplatte aufweisen, wobei in dem Substrat beispielsweise eine Nut vorgesehen ist, so dass durch die Bodenplatte ein Kanal gebildet wird. Das Substrat kann alternativ oder zusätzlich Durchgangslöcher aufweisen, so dass durch die Bodenplatte entsprechende Probenkammern oder Reservoire gebildet werden.
  • Der Probenträger kann aus einem ähnlichen oder dem gleichen Material wie die Abdeckvorrichtung bestehen, oder mit einem entsprechenden Material benetzt sein. Dies erlaubt eine vorteilhafte Verbindung der beiden Elemente.
  • Die Bodenplatte kann eine Dicke von bis zu 2 mm aufweisen. Dicken bis 200 µm sind insbesondere zur Verwendung mit hoch auflösender Mikroskopie von Vorteil. Größere Dicken werden für niedrig auflösende Mikroskopie verwendet, wie sie beispielsweise bei Wound-Healing-Assays eingesetzt werden.
  • Bodenplatten mit einer Dicke im Bereich von 1 µm können in Kombination mit den beschriebenen Abdeckvorrichtungen, insbesondere für Laser-Mikrodissektion von Zellmonoschichten oder von Gewebestücken eingesetzt werden, die mit Hilfe der klebrigen Oberflächen der Abdeckvorrichtungen fixiert werden können. Je nach Ausführung können die Bereiche, die nicht auf einem Gewebestück aufliegen, auch zur Abdichtung und/oder Fixierung dienen.
  • Ein weiteres Beispiel einer Abdeckvorrichtung 201 ist in Figur 2 gezeigt. Hier ist die Abdeckvorrichtung als Einsatz für eine Probenkammer gedacht. Die Abdeckvorrichtung 201 weist eine Mehrzahl von Stegen auf, durch die nach dem Verbinden mit einem Probenträger zwei Probenkammern oder Reservoire 202 und 203 gebildet werden, die durch eine Trennwand 205 separiert sind. Die untere Fläche 204 der Abdeckvorrichtung ist klebrig ausgebildet, während die Seitenwände und obere Fläche nicht-klebrig sind, um eine Handhabung des Einsatzes beispielsweise mit einer Pinzette oder einem sonstigen Greifwerkzeug zu erleichtern.
  • Figur 3 zeigt ein Probenträgersystem umfassend die Abdeckvorrichtung 201 und einen Probenträger 301. Die Abdeckvorrichtung ist über ihre klebrige Unterseite mit dem Boden 302 des Probenträgers flüssigkeitsdicht verbunden. Die beiden Reservoire 202 und 203 erlauben es, Zellen zunächst getrennt und nach Herausnehmen der Abdeckvorrichtung im selben Volumen zu kultivieren. Bei dem gezeigten Probenträger ist der Boden 302 vorzugsweise aus einem optisch hochwertigen Material für hochauflösende Mikroskopie hergestellt.
  • Figur 4 illustriert ein weiteres Beispiel eines Probenträgersystems mit einem Probenträger 401, diesmal mit einer Mehrzahl von Abdeckvorrichtungen 201. Der Probenträger weist ein Substrat 402 mit einer planen Oberfläche auf, auf dem eine Mehrzahl von Probenkammern (Reservoiren) 403 angeordnet ist. In das Innere jeder der Probenkammern 403 kann ein Einsatz 201 eingebracht werden, um auf diese Weise jeweils zwei (Teil-)Reservoire zu erzeugen. Jeder Einsatz ist an seiner Unterseite mit dem Boden der jeweiligen Probenkammer 403 flüssigkeitsdicht verbunden. In den entstandenen Teilprobenkammern können dann entsprechende Untersuchungen wie oben beschrieben durchgeführt werden.
  • In Figur 5 ist ein weiteres Beispiel einer Abdeckvorrichtung 501 gezeigt. Die Abdeckvorrichtung 501 weist ein Substrat mit einer planen Oberfläche 508 auf, an der ein Abdeckelement 506 angeordnet ist. Ein Probenträger 504 weist ein Substrat mit einer planen Oberfläche auf, auf der zwei Probenkammern angeordnet sind, die über einen in dem Substrat angeordneten Kanal 503 miteinander verbunden sind. Durch den Kanal wird wiederum eine Probenkammer in dem Substrat ausgebildet. Der Kanal 503 kann beispielsweise durch eine Nut, die in die Unterseite des Substrats eingebracht und mit einer Folie überdeckt ist, gebildet werden.
  • In dem Substrat des Probenträgers ist eine Öffnung 502 vorgesehen, die in den Kanal 503 führt. Die Seitenwandung der Öffnung 502 kann senkrecht oder konisch ausgeführt sein. Das Abdeckelement 506 ist je nach Bedarf derart ausgebildet, dass es die Öffnung teilweise oder vollständig ausfüllt. Insbesondere liegen die Seiten 507 des Abdeckelements 506 teilweise oder vollständig an der Seitenwandung an. Die plane Oberfläche 508 des Substrats der Abdeckvorrichtung ist klebrig ausgebildet, um die Abdeckvorrichtung in diesem Bereich flüssigkeitsdicht mit dem Probenträger zu verbinden. Damit lässt sich die Öffnung 502 verschließen.
  • Gemäß einer Alternative kann das Substrat der Abdeckvorrichtung aus Figur 5 auch weggelassen werden. In diese Fall würden beispielsweise die Seiten 507 klebrig ausgebildet werden, um die Abdeckvorrichtung flüssigkeitsdicht mit dem Probenträger zu verbinden.
  • Es versteht sich, dass die zuvor beschriebenen Ausführungsformen nur beispielhaft zu verstehen sind, und die einzelnen Merkmale auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden können.

Claims (15)

  1. Abdeckvorrichtung (201) für einen Probenträger, umfassend:
    einen klebrigen Oberflächenbereich (204) zum Verbinden mit dem Probenträger,
    wobei der klebrige Oberflächenbereich (204) derart ausgebildet ist, dass der Probenträger nach Verbinden der Abdeckvorrichtung (201) mit dem Probenträger im klebrigen Oberflächenbereich (204) flüssigkeitsdicht abgedeckt ist, und
    wenigstens ein Abdeckelement zum Abdecken eines Oberflächenbereichs des Probenträgers, wobei die Abdeckvorrichtung (201) derart ausgebildet ist, dass der Oberflächenbereich des Probenträgers nach Verbinden der Abdeckvorrichtung (201) mit dem Probenträger flüssigkeitsdicht abgedeckt ist,
    wobei wenigstens ein Abdeckelement eine Stegform aufweist.
  2. Abdeckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abdeckvorrichtung derart ausgebildet ist, dass durch das wenigstens eine Abdeckelement, das eine Stegform aufweist, nach Verbinden der Abdeckvorrichtung mit dem Probenträger eine Begrenzungswand für eine Probenkammer oder ein Reservoir gebildet wird.
  3. Abdeckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stegform gerade oder gekrümmt ausgebildet ist.
  4. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das wenigstens eine Abdeckelement, das eine Stegform aufweist, eine Breite von 50 µm bis 30 mm, insbesondere 100 µm bis 10 mm, und/oder eine Länge von mehr als 1 mm, insbesondere mehr als 10 mm, aufweist.
  5. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend eine Mehrzahl von Stegen, die derart ausgebildet sind, dass nach dem Verbinden der Abdeckvorrichtung mit dem Probenträger zwei Probenkammern oder Reservoire (202; 203) gebildet werden, die durch eine Trennwand (205) separiert sind.
  6. Abdeckvorrichtung nach Anspruch 5, wobei eine untere Fläche (204) der Abdeckvorrichtung klebrig ausgebildet ist, während die Seitenwände und obere Fläche nicht-klebrig ausgebildet sind.
  7. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Abdeckvorrichtung ein Trägermaterial umfasst, auf das eine Klebstoffschicht zur Ausbildung des klebrigen Oberflächenbereichs aufgebracht ist.
  8. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der klebrige Oberflächenbereich derart ausgebildet ist, dass die Abdeckvorrichtung nach dem Verbinden mit dem Probenträger von diesem wieder zerstörungsfrei und/oder rückstandsfrei lösbar ist.
  9. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Abdeckvorrichtung und/oder der Probenträger einen Kunststoff, insbesondere einen elastischen Kunststoff, oder Glas umfasst.
  10. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Abdeckvorrichtung aus einem klebrigen Trägermaterial besteht.
  11. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil des klebrigen Oberflächenbereichs an wenigstens einem Abdeckelement angeordnet ist.
  12. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei wenigstens ein Abdeckelement keinen klebrigen Oberflächenbereich aufweist.
  13. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei wenigstens ein Abdeckelement ein elastisches Material umfasst.
  14. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei wenigstens ein Abdeckelement derart ausgebildet ist, dass es nach Verbinden der Abdeckvorrichtung mit dem Probenträger zusammengepresst ist.
  15. Probenträgersystem umfassend einen Probenträger und eine damit verbundene Abdeckvorrichtung, wobei die Abdeckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.
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