EP3532599A1 - Vorrichtung und verfahren zur behandlung biologische zellen enthaltender proben - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur behandlung biologische zellen enthaltender proben

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Publication number
EP3532599A1
EP3532599A1 EP17800378.6A EP17800378A EP3532599A1 EP 3532599 A1 EP3532599 A1 EP 3532599A1 EP 17800378 A EP17800378 A EP 17800378A EP 3532599 A1 EP3532599 A1 EP 3532599A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sample
sample carrier
samples
carrier
receiving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17800378.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias OPEL
David UNGLAUB
Jens Eberhardt
Gerd Bornmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sartorius Automated Lab Solutions GmbH
Original Assignee
ALS Automated Lab Solutions GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ALS Automated Lab Solutions GmbH filed Critical ALS Automated Lab Solutions GmbH
Publication of EP3532599A1 publication Critical patent/EP3532599A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/02Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/04Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus by injection or suction, e.g. using pipettes, syringes, needles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M37/00Means for sterilizing, maintaining sterile conditions or avoiding chemical or biological contamination
    • C12M37/02Filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/14Incubators; Climatic chambers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/06Means for pre-treatment of biological substances by chemical means or hydrolysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/20Heating; Cooling

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for treating samples containing biological cells, in particular blood or cell samples.
  • the importance of genetic and molecular biological analyzes is growing in the life sciences sector and in the medical environment. Particularly in the areas of prognosis, diagnosis and documentation of, for example, genetic defects or tumor diseases, methods for reprocessing cell samples with the aim of making cell components analytically accessible have become indispensable. Part of this analysis is based on the destruction of the cell membrane by dropping a pretreated cell sample on a sample carrier. The cell membrane breaks and leaking cell components - including chromosomes - are used for subsequent procedures, eg. B. dyeings, and analysis steps, eg. As an image analysis, accessible.
  • the manual preparation of a cell sample for analysis of components of the cell sample usually comprises the following steps:
  • Sample preparation The cell sample whose cells have cell components to be subjected to analysis is usually in the form of raw sample material. First, it is necessary to recover the cell sample from the raw sample material. Depending on the cell type, this step may require different procedures. However, it is generally in the enrichment and purification of the raw sample material by z. As centrifuging and optionally further steps, such as a cultivation of the cells to generate the cell sample to be analyzed. For example, it is necessary for the preparation of a chromosome preparation to stimulate cell division and to interrupt during nuclear division.
  • sample processing The cells of the cell sample obtained in step (i) are processed to allow the cell membrane to be broken later.
  • suitable methods z As the cell envelope, ie depending on the type of cell For example, the cell wall, the cell membrane or the nuclear membrane are removed. Depending on the cell constituents to be analyzed, it may be provided to fix the cell sample.
  • suitable buffer z. As methanol and acetic acid, the nature of the cell membrane is changed so that it ruptures or bursts under the action of a force. A buffer or mixtures of several buffers can be used. The type of buffer used depends on the type of sample and the analysis to which the components of the processed cell sample are to be subjected.
  • optional Density Adjustment In some cases it may be desirable to adjust the cell density in the cell sample.
  • Sample carrier preparation The sample carrier is usually wetted with a buffer solution in order to positively influence the distribution of the exiting cell constituents.
  • the sample carrier is usually one
  • drying and immobilization It is in some cases expedient to dry the cell sample on the sample carrier. The buffer evaporates. In this way, the cell sample, including the released cell components, can be immobilized for subsequent analysis.
  • step (vi) or step (vii) may be subjected to analysis.
  • further staining steps or reactive solutions may be used. be used before analysis of the cell sample z. B. by a microscopic examination is possible.
  • the result and quality of analysis of the manually processed cell sample are influenced by factors related to the execution of the cell sample preparation steps.
  • the preparation of the cell sample is such a sensitive process that, in addition to the skills of the performing laboratory technician, the environmental conditions affecting the cell samples and liquids consisting of one or more components affect not only the processing itself but also the analysis. Not least because of the high volume of samples in the laboratory, it is often not possible to wait for the process environment to stabilize before starting the sample preparation. The multiple analysis of a sample in the same laboratory can therefore already lead to qualitatively different results.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • a device for treating samples containing biological cells is to be specified, which offers high stability, high reliability and good reproducibility of the processed samples obtained using the device. It is also intended to provide a method by which samples containing biological cells can be treated.
  • a device for the automated treatment of cell-containing samples, in particular of blood or other cell samples is provided.
  • the device has at least the following components:
  • a sample receiving device for receiving one or more samples
  • a tool-receiving device for receiving one or more tools; a sample carrier receiving device for receiving one or more sample carriers; a discharge device for dropping one or more samples from a discharge position; and
  • a catcher for catching one or more dropped samples in a collection position to obtain one or more prepared samples.
  • the distance between the discharge position and the collection position which is also referred to below as the discharge height, is adjustable to a predetermined height.
  • the device furthermore has at least one tempering device for tempering at least one of the sample carriers. It can be provided that one or more sample carriers by means of a temperature control, such as a heating and / or cooling element, are directly controlled. Alternatively or additionally, it can be provided that the one or more sample carriers are arranged in a tempered region of the device. Preferably, the sample carrier is cooled until the sample is applied to it. It can then be provided that the sample carrier is heated.
  • the tempering device may have an adjusting unit for setting a predetermined angle of inclination of the sample carrier.
  • a single temperature control device can be provided, which allows temperature control, ie, cooling and heating of the sample carrier in a single position.
  • This is the common heating and cooling position.
  • It may be a heating and cooling element, such as a heating and cooling block, act.
  • two tempering devices can be provided, with a first tempering device in a first position, for example for cooling the sample carrier before and during ejection of the sample, and a second tempering device in a second position, for example for heating the sample carrier after ejecting the sample Sample is arranged.
  • the first Per ists shark may be a cooling element, such as a cooling block
  • the second tempering a heating element such as a heating block
  • the device according to the invention can be an automated device.
  • the discharge device can have a pipetting system with a pipetting head, which is movable at least along one axis, preferably two axes and particularly preferably in the x, y, z direction.
  • the discharge unit may have robotics.
  • the robotics can be controlled by means of a control device.
  • the ejection device may be a pipetting robot.
  • the control device may be a data processing unit.
  • the data processing unit is expediently arranged outside the housing, but may also be integrated into the housing or the device according to the invention. It can communicate with the ejection device via a data connection, for example a cable.
  • the pipetting head may carry dosing agents, such as pipettes, capillaries or syringes.
  • the dosing agents allow the inclusion of a predetermined amount of the sample from the sample containers.
  • the discharge device can have at least one pipetting channel for taking a predefined amount of the sample from a sample container and for guiding the sample into the discharge position.
  • the pipetting system can also be used to mix the buffer from auxiliaries.
  • a separate mixing device and guide means for guiding one or more aids to the mixing device are then not required.
  • the pipetting system can be used for wetting the sample carrier with one or more auxiliary means, for example a buffer.
  • a separate wetting device and guide means for guiding one or more auxiliary Medium to the wetting device are then not required.
  • One or more aids, for example a buffer can be dropped onto the sample carrier by means of the pipetting system. Also the setting of the - explained below - sample concentration is possible via the pipetting system.
  • the pipette may have a replaceable tip or a removable needle.
  • the needle may be a hollow needle.
  • the needles can be washed.
  • the device according to the invention can have a holding device for the pipette tips and / or needles, which is referred to below as a pipette tip holding device.
  • the pipette tip holding device can be arranged in the device, preferably in its working area. It can be provided that samples, sample carriers and, if the use of one or more aids is provided, the aid or aids to a defined temperature below the ambient temperature, d. H. the room temperature, cooled before the sample is dropped onto the sample carrier.
  • an adjuvant such as a buffer
  • the invention is directed to the treatment of biological samples containing cells.
  • treatment may include the preparation of the samples for subsequent analysis or the preparation and analysis of the samples, which in both cases may be, for example, a genetic, a molecular biological examination or both.
  • the device according to the invention can have, as a further component, an analysis device for analyzing the discarded sample located on the sample carrier.
  • the sample is not only processed, but also subjected to analysis within the device.
  • the analysis device can be an imaging device, for example a microscope with a camera, as well as an image-evaluating unit, for example a staff Computer with image processing software, acting.
  • the imaging device enables the acquisition of a high-quality image of the sample containing biological cells, the evaluation of which can be done manually or image-analytically by means of image processing software.
  • the analysis can be directly connected to the sample preparation.
  • the cells that may be included in the sample are, for example, eukaryotic cells.
  • the invention makes it possible to make cell components of the cells contained in the sample accessible, for example visible, for subsequent analysis.
  • the sample may be, for example, a blood sample.
  • the sample is also referred to below as a cell sample.
  • the distance between the dropping position and the catching position can be set to a value between 0.1 and 800 mm.
  • the distance between the dropping position and the catching position is also referred to below as the discharge height.
  • the inclination angle of the sample carrier to a value between 0 and 90 °, relative to a horizontal plane, is adjustable. Inclination angles of 15 to 75 ° are preferred.
  • the collecting device has a holder for receiving one of the sample carriers. The collecting device may be guided so that the sample carrier located in the holder reaches the collecting position.
  • the collecting device may have an adjusting unit for setting a predetermined angle of inclination of the sample carrier.
  • the sample is dropped in the form of a drop.
  • the flow of the drop of the sample is dependent on one or more of the factors sample type, analysis target and impact velocity, although the list is not exhaustive.
  • the collecting device may be located at a fixed location or be movable along at least one axis, preferably two axes and more preferably in the x, y, z direction. At least one of the axes should be a horizontal axis.
  • the device according to the invention can have a handling unit which can remove one or more sample carriers from the sample carrier receiving device and transfer them to the collecting device.
  • the collecting device can have a handling unit which can be used to remove a Benffys from the sample holder receiving device is capable of and leads the sample carrier in the collection position.
  • the handling unit can bring about a temperature control of the samples.
  • the inclination of the sample carrier and / or the discharge height of the sample drop can be adjusted by the handling unit.
  • the handling unit can be used to dip the sample carrier in a buffer or to position the sample carrier so that buffer can be applied by means of the pipetting system.
  • one or more protective elements may be arranged to effect a splash guard.
  • the discharge path which travels the sample from the discharge position to the collection position, wholly or partially between such protective elements.
  • the protective element may be, for example, a pipe through the interior of which the discharge path runs.
  • partitions may also be provided as protective elements between the sample carriers, which prevent contamination of the adjacent regions with sample spatters.
  • These protective elements can be designed so that they can be washed and sterilized or used as disposable products, so-called disposable products. For example, the protective elements of Kunststoffsoff, paper, cardboard, etc. exist.
  • the slides can be slides, such as slides called glass slides.
  • the sample carrier is optional during collection of the sample in a refrigerated state. It can either be actively cooled or positioned on a cold block or covered with cold buffer. For coating the sample carrier with cold buffer, the sample carrier can be immersed, for example, in the buffer.
  • the device according to the invention can have a wetting device for wetting the sample carrier with one or more auxiliary means.
  • one or more auxiliary means are tempered by means of a tempering device, for example a cooling element. That is an immediate tempering.
  • the aid or aids are arranged in a tempered area.
  • the temperature-controlled area in which the sample carriers are arranged and the temperature-controlled area in which the aid or aids are arranged can be one and the same temperature-controlled area.
  • the temperature-controlled area may be the tempered storage area described below, which is formed together with a working area in a housing.
  • the aid or aids can be arranged instead of in the tempered storage area in a tempered partial work area of the work area. Wetting may not be required if coated sample carriers are used.
  • the coated sample carrier may carry a coating that allows temporary or permanent immobilization of components of the ruptured sample on the sample carrier.
  • the sample carrier may be coated with antibodies.
  • proteins from the ruptured sample can be immobilized on the sample carrier.
  • the sample carrier may be coated with proteins. In this way, for example, antibodies from the ruptured sample can be immobilized on the sample carrier.
  • the sample receiver may be a rack.
  • the sample receiver may receive one or more samples. It can be provided that the samples are introduced into the sample receiving device via the feed, which are formed in the housing. As an alternative, it can be provided that the sample receiving device is introduced as such via the feed, which is formed in the housing. In this case, the sample or samples are introduced into the sample receiving device prior to inserting the sample receiving device into the housing. Conveniently, the samples are in sample containers when introduced into the sample receiver. In this case, the sample container can either be inserted in the already open state or automatically opened by an opening device of the device according to the invention.
  • the aid receiving device serves to receive one or more aids.
  • the device according to the invention can have a plurality of auxiliary device receiving devices.
  • An adjuvant is a buffer or substance needed to make a buffer.
  • Such substances are, for example, an alcoholic solution such as a methanol solution and an acid solution such as an acetic acid solution.
  • the aids are in aid containers when they are inserted into the aid receptacle.
  • the aid containers can either be inserted in the already opened state or opened automatically by an opening device of the device according to the invention.
  • the device according to the invention has as a further component a mixing device for producing a mixture of adjuvants.
  • the mixing device may be arranged in the housing. However, the mixing device may also be part of a wetting device or a pipetting channel.
  • the aid receiving device can be used to separately receive all substances that are required for the production of the buffer. These can be two or more substances.
  • the buffer is mixed with two substances, an alcohol and an acid.
  • the substances required for the preparation of the buffer can be mixed in the mixing device to form a mixture. This mixture can then be used as a buffer.
  • any, but defined amount of the auxiliary can be performed to the mixing device.
  • the quantities of the aids can be specified by the user.
  • a mixing device is not required when using prefabricated buffers.
  • a wetting device serves for wetting the sample carrier with one or more auxiliary means.
  • the wetting device serves for wetting the sample carrier with a buffer.
  • the wetting device can have one or more nozzles with which one or more aids, for example a buffer, are applied to the sample carrier.
  • the wetting device may comprise a reservoir in which one or more aids, for example a buffer, are located and into which the sample carrier can be immersed.
  • the wetting of the sample carrier serves for its pretreatment.
  • One or more adjuvants may be mixed or sequentially applied to a sample carrier.
  • the tool is a buffer, in another embodiment a combination of various tools, which may be different buffers.
  • one or more guiding means can be provided.
  • a guide means are a pump, a pump system, one or more washable needles, one or more pipettes.
  • a pipette may have a replaceable tip.
  • the sample carrier receiving device may be a rack.
  • the sample holder receiving device can record the unused sample carriers, ie the sample carriers to which a sample is to be dropped, and the sample carriers used, ie the sample carriers onto which a sample has already been dropped.
  • the sample carrier receiving device can be tempered, preferably cooled.
  • the device according to the invention may have a device for determining the cell density in the sample. This device is referred to below as Zellêt- measuring device.
  • the determination of the cell density in the sample may be provided to set a predetermined density of cells in the sample before it is discarded. If the cell density is above a predetermined value, for example, it may be provided to add a buffer or a buffer mixture to the sample in order to set a defined cell density.
  • One or more guiding means may be provided for guiding the aid (s) from the aid receiving means to the sample container in which the sample is located. These guiding means are also referred to as tracking means.
  • the cell density in the sample reflects the concentration of cells in the sample, which is why it is also referred to as cell density concentration or sample concentration.
  • the measurement of the cell density can be used to set further process parameters. These include one or more of the following parameters: angle, ambient conditions, temperature of the sample carrier, temperature of the environment and the discharge height.
  • the device according to the invention has a storage area in which at least the sample carrier receiving device is arranged.
  • the storage area may have the ambient temperature or tempered, preferably cooled.
  • the storage area is then a tempered area.
  • the device according to the invention has a temperature-controlled, preferably cooled storage area, it is also possible for the auxiliary device receiving device to be arranged next to the sample carrier receiving device in the temperature-controlled area.
  • the device according to the invention has a working area in which at least the discharge device and the collecting device are arranged.
  • the working area can be tempered, for example cooled or heated.
  • the working area can be regulated to a specific humidity.
  • the sample receiving device is arranged in the work area.
  • the aid receiving device is preferably arranged in the working area.
  • a tempered partial work area can be formed in the work area.
  • the tempered partial work area is preferably a cooled area.
  • one or more auxiliary-receiving devices may be arranged.
  • the aids received by these auxiliary receiving devices can be tempered, preferably cooled.
  • the sample receiving device may be arranged.
  • the storage area and the work area may be formed in the housing. Conveniently, the work area adjoins the storage area.
  • the device according to the invention comprises a housing in which one or more components of the device are arranged. In the housing, at least one space can be formed in which physical and / or chemical conditions that are different from those of the environment can be set. This particularly applies to one or more of the following Conditions: temperature, pressure and composition of the gas phase. This gas phase is also referred to below as working gas.
  • the room may be the storage area, the partial work area, the entire work area or the entire interior of the enclosure. It can be provided that the temperature and / or the humidity, preferably both, in the region of the housing differ from those of the environment. Preferably, the temperature is below the ambient temperature.
  • the ambient temperature is usually the room temperature. It can be provided that the temperature is at least in a tempered range in the housing below 0 ° C, for example at -20 ° C. It can be provided that the air humidity is adjusted depending on the sample type, the pretreatment and the ambient conditions. It can be provided that the working gas is air.
  • the device according to the invention may have a device for the treatment of the working gas, which generates a purified homogeneous gas stream.
  • the means for treating the working gas may be a filter.
  • the device according to the invention may further comprise means for guiding the working gas to the means for treating the working gas and away from the means for treating the working gas.
  • the means for guiding the working gas may be a fan.
  • the physical and / or chemical conditions in the device or in a region of the device are also referred to below as the climate.
  • at least one conditioned sterile room is formed in the housing. It can be the workspace, the storage area or both.
  • a laminar flow of a working gas may be formed in the housing.
  • the following components of the device according to the invention can be arranged in the housing: at least one auxiliary device receiving device, the sample carrier receiving device, the discharge device and the collecting device.
  • the wetting device for wetting the sample carrier with one or more auxiliary means, if provided, may also be arranged in the housing.
  • the analysis device can also be arranged in the housing.
  • the device according to the invention may have a feed for introducing one or more samples into the housing.
  • the sample receiving device may be disposed in the housing. It may be provided that the subcontractor Work area is formed in the housing so that the samples can be introduced via the feed in the sub-work area.
  • the housing By means of the housing, in particular for clinical applications advantageous enclosure of the components of the system, which come into contact with the sample can be achieved. Having an internal, homogenous, purified airflow into the housing can provide the necessary sterility of the sample and process environment. It can be provided to connect the device according to the invention to a trigger system in which filtered exhaust air can be discharged from the interior of the housing. This may be appropriate or required by law, especially when using potentially hazardous substances or combinations that form hazardous substances.
  • the device according to the invention has at least one identification device (eg barcode reader) with which identification means (eg barcodes) which are located on the sample container, sample carrier and / or reagent container can be identified .
  • the identification device eg barcode reader
  • the identification device can also be used to identify consumables, for example pipette tips or their storage containers, thus making it easier to allocate samples and sample carriers, as well as allowing process control, which is also referred to as tracking.
  • the identification means (eg barcode) may be, for example, optical codes, in particular a barcode, or RFID tags or other identification means.
  • a method of automated treatment of biological cell-containing samples particularly blood or other cell samples. In the method, a temperature-controlled sample carrier is wetted with one or more tempered auxiliaries and a sample of a predetermined height is dropped on the wetted sample carrier.
  • the temperature-controlled sample carrier and the tempered or the auxiliaries are heated to a temperature below the ambient temperature, more preferably below 0 ° C and particularly preferably -20 ° C.
  • the The sample is heated to a temperature below room temperature before being dropped onto the temperature-controlled sample carrier.
  • the temperature-controlled sample carrier is tilted by a predetermined inclination angle to a horizontal plane before the sample is dropped onto the temperature-controlled sample carrier. It can also be provided that the sample is subjected to an analysis after being dropped onto the temperature-controlled sample carrier. It can be provided that one or more catchment areas are formed on a sample carrier. In this case, one or more drops of the same sample or from different samples can be dropped on each collection area. The sample carrier must be aligned in such a way that the collecting area to which one or more drops are to be applied is in the collecting position. Multiple collecting areas on a sample carrier allow better utilization of the surface of the sample holder. Advantageously, several drops are dropped onto different catchment areas of the sample carrier, it being important to ensure compliance with the discharge height, based on the inclination of the sample carrier.
  • a sample carrier can also have a collecting position which, although treated with all process liquids, is not provided with a sample. This collection area can then serve as a negative control. In this way, possibly existing contamination of the aids and / or the sample carrier can be detected.
  • the sample carrier can be adjusted to a predetermined specific angle of inclination.
  • the angle of inclination can be adjusted between 0 and 90 ° to the horizontal plane. In this case, the surface of the sample carrier on which the sample is to be dropped is in a horizontal plane when the angle is 0 °. It lies in a vertical plane when the angle is 90 °. At an angle of 90 °, the sample holder is thus vertical.
  • the angle of inclination may be specified by the user depending on the planned analysis of the sample and the type of sample.
  • process parameters that is, for example, one or more of the factors environmental conditions, quantities of auxiliaries, quantities of media, discharge heights, discharge speeds and angles of inclination, can also be defined by a predetermined protocol.
  • a protocol can only be used by non-specialist and competent administrators of normal users and can not be manipulated. This increases process reliability and prevents errors due to incorrect process parameters.
  • the protocol preferably defines at least discharge heights, discharge speeds and inclination angles.
  • a defined amount of the sample is taken from the sample container containing a sample by means of the discharge device.
  • the sample may be a prepared sample.
  • the cell density of the sample is determined and, if the cell density exceeds a predetermined value, adjusted using one or more auxiliaries, for example a buffer. It may further be provided that the sample has been identified by means of an identification means (eg barcode), which the sample container has, prior to the removal of the sample.
  • the discharge device is a pipetting unit, for example a pipetting robot, it can be provided that the predetermined amount of sample is removed from the sample container by means of a pipette tip or needle. The pipette tip or needle is then aligned so that the drop is dropped from the dropping position.
  • the required discharge height can be shortened by increasing the discharge rate of the cell sample at the moment of leaving the pipette tip or needle.
  • the discharge height can be set to a value in the range of 0.1 to 800 mm.
  • a break of defined length can be provided.
  • the cell contents of the burst cell can run on the inclined sample carrier.
  • This process can be assisted or positively influenced by a homogeneous gas flow.
  • it may be provided to evaporate liquids that are on the sample carrier, in particular aids such as the buffer.
  • the temperature at the sample carrier surface for example by means of a drying device, can be significantly increased, as a result of which these liquids evaporate.
  • a drying at ambient temperature can be achieved. In both cases, drying can be accelerated through a ventilated environment.
  • liquid adjuncts e.g. B to apply a dye to the sample carrier to stain or otherwise react some cell components.
  • either one or more further dedicated pipette channels may be used as the guide means, or an existing pipette channel may be rinsed with an adjuvant and used to apply the liquid adjuvant. If necessary, a second drying can be carried out.
  • the specimens located on the sample carrier and, if provided, immobilized samples can be subjected to an analysis, for example by means of a microscope.
  • Use pipette tips may be discarded, used pipette needles, for example, by a cleaning method, such as washing with a washing solution, by plasma, heating or combinations thereof, cleaned and, if appropriate, wishes to be sterilized before further samples are processed in the same way.
  • the method according to the invention can be carried out in particular by means of the device according to the invention. Further features of the method according to the invention will become apparent from the above description of the device according to the invention.
  • the inventors have found that some environmental factors are critical to successful and traceable sample preparation. In particular, the inventors have determined the following environmental factors that have a significant influence on the results of the sample preparation:
  • a low temperature of the cell sample, buffer and sample carrier promotes the bursting of the processed cells of the cell sample.
  • the cells become more sensitive to shear and compressive forces acting on the cells as they impact the slide. This leads to an increased number of lysed cells with the same sample volume, which leads to an increased exposure of components of the cells of the cell sample.
  • the ingredients are the material of interest of a subsequent analysis.
  • a buffer usually contains several components, eg. As an acid component and an alcoholic component. These components often tend to segregate, so that before the preparation for good mixing of the buffer o-, if more buffers are used, the buffer must be respected. Uniform mixing of the components is easier to guarantee mechanically than with manual reprocessing. Further important factors for the success of the cell lysis and the spread of the cell components are the adherence to a defined dripping height and the adherence to a defined angle of inclination of the sample carrier. Another important factor is ensuring a uniform cell count of the cell sample. The cell count must be high enough to provide enough evaluable material. However, too high a cell number affects the readability z.
  • prepared cell samples are obtained which are of high quality, comparable and validatable. They are particularly suitable for genetic and / or molecular biological analyzes.
  • the invention makes it possible to increase the sample throughput compared with manual processing. This is in contrast to the increasing number of samples to be tested, with only slowly growing laboratory capacities and thus increasing waiting times for the provision of analysis material.
  • uniform standards for sample preparation of genetic and / or molecular biological analyzes which correspond to scientific and clinical requirements, can be achieved for the first time on the basis of defined, consistent and monitored parameters.
  • the parameters include in particular one or more, preferably all of the following parameters: a controlled temperature range in the storage area, a controlled temperature range in the working area rich, a constant air humidity in the work area, a precisely determined discharge height, a precisely measured discharge quantity, a precise adherence to the inclination angle of the sample carrier, a monitoring and compliance with the course and drying times and environmental conditions.
  • Another optional parameter is a precisely rated discharge speed.
  • the invention may be a splitting of cells and the fixation of the cell components flowing out of the cells, such. B. chromosomes, while offering a high stability and reproducibility, what the quality and significance of a subsequent, z. B. optical, evaluation increases.
  • Fig. 1 is a plan view of a first embodiment of an inventive
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the first embodiment of the device according to the invention without housing
  • FIG. 3 shows a first flowchart for illustrating a first method sequence using the first embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a second flowchart for illustrating a second method sequence using the second embodiment of the device according to the invention.
  • the first embodiment of the device according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 has a housing 1.
  • a cooled storage area 2 and a work area 3 are formed as a storage area.
  • the storage area 2 and the work area 3 are chambers within the housing 1, which are connected to each other via an opening or a lock.
  • a climate chamber 4 is disposed in the housing, in which there are means for processing and management of a working gas.
  • the working gas is the gaseous medium in the housing, for example air.
  • the means for processing the working gas the working gas can be treated, for example filtered.
  • the means for treating the working gas may be, for example, a filter.
  • the working gas from the cooled storage area 2, the work area 3 or both can be performed in the climatic chamber 4 to the means for processing the working gas and processed there.
  • the treated working gas can then be returned to the refrigerated storage area 2, the work area 3 or both.
  • a data processing device 5 for example a computer, is arranged, which serves to control the components of the device according to the invention arranged in the housing.
  • a sample feeder 7 in the housing is a sample feeder 7 (see Fig. 3), which allows the introduction of samples in the work area 3.
  • the cooled storage area 2 has a temperature of -20 ° C to room temperature.
  • the working area 3 has a temperature of -20 C ° to room temperature.
  • a sample carrier receiving device 21 is arranged, which allows the inclusion of a plurality of sample carriers 6.
  • the sample carrier receiving device 21 may be a rack.
  • a first auxiliary receiving device 22 for receiving a first auxiliary means and a second auxiliary receiving device 23 for receiving a second auxiliary means are provided.
  • the first aid receiving device 22 and the second auxiliary receiving device 23 may be containers.
  • the first aid may be a first substance needed to make a buffer.
  • the first substance may be an alcohol.
  • the second aid may be a second substance needed to make a buffer.
  • the second substance may be an acid.
  • a third auxiliary receiving device 24 (see Fig. 3) arranged to receive a third auxiliary means.
  • the third aid Receiving device 24 may be a container.
  • the third adjuvant may be, for example, a colourant or a reactive solution. It may be arranged in the refrigerated storage area 2 more auxiliary receiving devices. It should be expressly pointed out that it is not absolutely necessary to produce a buffer in the device according to the invention, for example from the first aid and the second aid. Rather, the buffer can already be introduced in ready-to-use form in the cooled storage area 2 in a tool-receiving device.
  • the samples are conveniently in sample containers, for example in test tubes.
  • the aids are expediently in aid containers.
  • the sample containers, sample carriers 6 and / or the auxiliary containers may be labeled with identification means (eg barcode) which allow unambiguous identification of each individual sample, of each individual sample carrier and, if provided, of each individual aid. This permits the assignment and tracking of samples, sample carriers 6 and aids.
  • the identification means eg barcode
  • the identification means may be, for example, optical codes, in particular a barcode, or RFID tags or other identification means.
  • the identification means (eg barcodes) can be applied by known methods to the sample containers, the sample carriers 6 and the auxiliary containers.
  • the identification means make it possible to document the individual method steps comprehensively and together with the process parameters, for example in protocols.
  • a wetting device 31 is provided for wetting sample carriers 6.
  • the wetting device 31 has a mixing device (not shown) for producing an adjuvant mixture.
  • the wetting device 31 also has nozzles 32, via which the auxiliary mixture can be applied to the sample carrier 6.
  • the nozzles 32 may be one or more needles, in particular one or more washable needles, or one or more pipettes, in particular one or more pipettes with replaceable tips.
  • a pump are provided for example hoses, and a pump are provided. Alternatively to the pump can Pump system be provided.
  • the buffer can already be introduced into ready-to-use form in the cooled storage area 2 in a tool receiving device.
  • no mixing device is required.
  • the buffer from the auxiliary agent receiving device, in which the ready-to-use buffer is located can be guided via a guide means to a wetting device which has no mixing device.
  • auxiliary agent or a mixture of adjuvants in a defined mixing ratio can be applied to a sample carrier 6.
  • a collecting unit 40 for example a shell, is arranged, which receives the part of the aids or of the auxiliary agent mixture which does not adhere to the sample carrier 6.
  • a collecting device 34 For removing the sample carrier 6 from the sample carrier receiving device 21, a collecting device 34 is provided.
  • the collecting device 34 has a holding unit 35 for the sample carrier 6 and an adjusting unit 36 for inclining the sample holder 6 located in the holding unit 35.
  • the holding unit 35 is movable in the x, y, z direction.
  • the holding unit 35 and the adjusting unit 36 may be attached via an arm 37 to a rotor 38 which runs on a rail 39.
  • the rotor 38 can be moved on the rail 39, for example by means of a servomotor, in a horizontal direction (x-coordinate).
  • the rail 39 is supported in the housing 1 (not shown) so that the rail 39 is movable in the vertical direction (z coordinate) and a second horizontal direction (y coordinate).
  • a pipetting unit 41 serving as a discharge device is arranged in the working area 3.
  • the pipetting unit 41 has a pipetting head 42, which is movable in the x, y, z direction.
  • the pipetting head 42 can be attached via an arm 43 to a rotor 44, which runs on a rail 45.
  • the rotor 44 can be moved on the rail 45, for example by means of a servomotor, in a horizontal direction (x-coordinate).
  • the rail 45 is mounted in the housing 1 (not shown) so that the rail 45 in the vertical direction (z-coordinate) and a second horizontal direction (y-coordinate) is movable.
  • the pipetting head may hold one or more pipettes 46.
  • the pipettes may have pipette tips or needles.
  • the pipette tips of the pipettes 46 are changeable.
  • the pipette needles of the pipettes 46 are changeable.
  • the pipette needles can be washable.
  • a pipette tip holding device 47 is further provided, which can receive one or more pipette tips or needles.
  • a sample receiving device 48 may be arranged, which can take one or more samples.
  • the sample receiving device 48 may be tempered, preferably cooled.
  • the sample receiving device 48 may include a cell density measuring unit 49, with which a determination of the cell density of the samples prior to discarding is possible.
  • a collecting container 49 may be arranged for used pipette tips or needles.
  • the collection container 49 may include a dropper mechanism for separating the pipette tips or needles from a pipette.
  • One or more identification devices 50 may be arranged in the work area 3, which allow identification of identification means (eg bar code).
  • a drying device 51 for example a heating device, can be arranged in the working area 3, which enables drying and thus immobilization of the sample dropped on the sample carrier.
  • an analysis device 52 for example a microscope, can be arranged in the working area 3, which allows an analysis of the sample dropped on the sample carrier and, if provided, dried sample.
  • FIG. 3 shows the cooled storage area 2 and the work area 3. It should be noted that the refrigerated storage area 2 is shown twice in FIG. 3 because it holds both the empty sample carriers 6 'and the storage space
  • the "process flow” arrow illustrates the procedure used to measure the sample and the sample carriers 6 "carrying the discarded samples. run.
  • the individual process steps are identified in the flowchart by capital letters which are located in a circle.
  • the method sequence is explained on the basis of a sample and with reference to a sample carrier 6. However, it is also possible to simultaneously handle a plurality of samples simultaneously and / or several sample carriers 6, even if this is not expressly stated. In addition, several samples can be treated successively by means of the device according to the invention. For this, the treatment of a previous sample does not have to be completed. The time interval between two samples may depend on the waiting time and / or drying time needed to treat a sample.
  • sample carriers 6 there are empty sample carriers 6 'in the sample carrier receiving device 21, the aids required for producing the buffer, in particular the first and second aids, in the first or second auxiliary device receiving means 22, 23. Furthermore, there are pipette tips or needles in the pipette tip holder 47.
  • the aids may be the following:
  • Second aid Acid solution as a second buffer component
  • the empty sample carriers 6 are uniquely identified by identification means (eg barcode).
  • the containers in which the aids are located are clearly identified by means of identification (eg barcode).
  • the cooled storage area 2 is cooled to a temperature of -20 ° C to room temperature. In the working area a defined climate is set, namely -20 ° C to room temperature. It can be provided that all settings of the device as well as the process sequences, in particular the process parameters and sample information, are logged.
  • the catcher 34 is shown with a double arrow to illustrate the movement of the catcher 34 in a horizontal direction.
  • the double arrows d and e illustrate the movement of the catcher 34 in a vertical direction and another horizontal direction.
  • the collecting device 34 is thus movable in the x, y and z directions.
  • the movement of the pipetting unit 41 in a horizontal direction is indicated by double arrow a.
  • the movement of the pipette 41 in the vertical direction by the double arrows b.
  • the pipetting head 42 is movable in the x, y and z directions.
  • the method according to the invention starts when the sample carrier receiving device 21 is filled with clean sample carriers and one or more samples, which are located in sample containers, are introduced into the device according to the invention via the sample feed 7 in the housing 1 into the sample receiving device 48 in the work area 3 become.
  • the samples may have previously been pretreated, for example centrifuged. They may also have been previously cooled to a temperature below room temperature.
  • the sample or samples are contained in sample containers that are uniquely identified by means of identification (eg barcode).
  • the sample containers can be opened or closed. It can be provided that the sample containers are located in a rack which is introduced into the working area 3 via the sample feed 7. It can be provided that several racks are introduced simultaneously into the work area 3.
  • the samples are further cooled after introduction into the sample receiving device 48, at least as long as they are in the sample containers.
  • Step A The sample or samples introduced into the sample receiver 48 are identified by an identifier 50 (eg, bar code reader). This should allow a later assignment of the sample to a sample carrier 6.
  • Step B This step is optional.
  • the cell density of the sample is determined by the cell density meter. It can be provided that the cell density of the sample is adjusted when the measured cell density falls below or exceeds a predetermined value.
  • the cell density can be determined, for example, with an optical sensor and adjusted by means of the pipetting system and the buffer It can be provided that the sample is dyed with a colorant and / or with a reactive solution The colorant and the reactive solution may be stored as an aid in auxiliary receptacles in the refrigerated storage area 2.
  • Step C The pipetting unit 41 is guided to the pipette tip holding device 47 and receives there one or more pipette tips or needles.
  • the pipette tips or needles are used to collect samples later.
  • Step D The pipetting unit 41 is guided to the sample receiver 48.
  • a pipette 46 of the pipetting unit 41 a defined amount of a sample is taken from a sample container. The sample enters the pipette tip or needle of the pipette 46.
  • Step E The catcher is moved into the refrigerated storage area 2.
  • a sample carrier 6 ' is removed from the sample carrier receiving device 21, wherein the sample carrier 6' enters the holding unit 35.
  • the sample carrier 6 ' is then guided by means of the collecting device 34 to the wetting device 31. He passes from the cooled storage area 2 in the work area. 3
  • Step F The sample carrier 6 'is guided by means of the collecting device to a second identification device 50 (eg barcode reader) and identified there. This should allow a later assignment of the sample to the sample carrier 6.
  • a second identification device 50 eg barcode reader
  • Step G The first and second aids are mixed to form an adjuvant mixture.
  • the adjuvant mixture is the buffer.
  • defined amounts of the first and second auxiliary means from the first and second auxiliary receiving means 22, 23 are guided via the guide means 33 to the wetting device 31 and mixed there to form a buffer.
  • the defined amounts of the first and second aids may correspond to a fixed predetermined mixing ratio.
  • step B the cell density of the sample can be taken into account when specifying the defined amount.
  • step G is only required if no prefabricated buffer is used. In this case, the buffer from a tool-receiving device in which it is stored refrigerated, guided over the guide means 33 to the wetting device 31, where it can be readily used.
  • the auxiliary mixture can be prepared and the samples can be wetted with drops of the auxiliary mixture. This eliminates the wetting device 31, a mixing device or both.
  • Step H The buffer is applied to the sample carrier 6 'via the nozzles 32.
  • the sample carrier 6 ' is rinsed with the buffer and in particular wets the surface of the sample carrier 6' with the buffer.
  • Several sample carriers 6 'can be rinsed simultaneously.
  • the sample carriers 6 'can also be rinsed one after the other.
  • Step I According to the specifications of the user of the device according to the invention and optionally taking into account the results of the cell density measurement, the following parameters are now set: the discharge height, the angle of inclination of the wetted sample carrier 6 'and optionally the discharge speed. To set the discharge height, the collecting device 34 and the pipetting unit 41 are aligned with the pipetting head 42 which holds the pipette with the pipette tip. In this case, a predetermined catchment area of the wetted sample carrier 6 'reaches the collecting position, the pipette tip is in the discharge position.
  • the discharge height h a is preferably to a value in a range of 0, 1 to 800 mm, the inclination angle (double arrow c) of the wetted sample carrier 6 'to a value in a range of 0 ° to 90 °, the discharge speed to a value in Range from 0 to 10m / s.
  • Step J A predetermined amount of the sample is dropped in one or more drops 8 from the dropping position to the predetermined catching area of the sample carrier 6 'to achieve bursting of the cell nuclei of the cells contained in the sample. It can be provided that the predetermined amount of the sample is dropped onto a cooled catchment area of the sample carrier 6 '.
  • sample carrier 6 now carries at least one decomposed sample 9 and is therefore referred to below as sample carrier 6 "After ejection, a waiting period may be provided to achieve a bleeding of the cell components of the burst cells on the sample carrier, the sample carrier 6" having its angle of inclination can maintain.
  • the sample carrier 6 can optionally be transferred to a parking position.
  • Step K The sample carrier 6 "is guided in a first variant by means of the collecting device 34 to the drying device 51. There, the wetted and the zerplatze sample 9-bearing surface of the sample carrier 6" or the sample carrier 6 "is heated in total to prevent evaporation of the buffer and thus to achieve immobilization of the burst sample on the sample carrier 6 ".
  • the angle of inclination of the sample support 6 can be set to a value in the range of 0 ° to 89 °, ie the angle of inclination can remain unchanged if it is not 90 °
  • the heating can take place in a defined manner
  • evaporation of the buffer and thus immobilization of the burst sample on the sample carrier 6 " can be achieved by a long waiting time in a defined climate in the working area.
  • the drying by blower and / or existing in the housing 1 stream of the working gas from the climatic chamber 4 can be supported.
  • Step L This step is optional.
  • the sample carrier 6 "with the immobilized burst sample is now guided by means of the collecting device 34 to the analysis device 52.
  • the analysis device 52 can be a microscope, for example in which the surface of the sample carrier 6 "carrying the fragmented sample 9 lies in a horizontal plane, where an automated, for example microscopic analysis of the immobilized decomposition can be carried out. burst sample 9 are performed.
  • the sample carrier 6 " can be in a parking position.
  • Step M The pipetting head 41 with the pipette 42, which carries the pipette tip used for receiving and discharging the sample, is guided to the collecting container 49. There, the pipette tip including the non-dropped portion of the sample is dropped. If a needle has been used instead of a pipette tip, then the needle is either washed, sterilized and reused in the device according to the invention, or discarded. In the latter variant, the needle can be washed externally and then sterilized.
  • Step N The sample carrier 6 "with the immobilized burst sample is then moved back into the cooled storage area 2 by means of the collecting device 34. There, the sample carrier 6" can be deposited in the sample carrier receiving device 21.
  • FIG. 4 illustrates a second process flow using a second embodiment of the device according to the invention.
  • the second embodiment corresponds to the first embodiment except in the following points:
  • the storage area 2 is not a refrigerated storage area.
  • the storage area 2 has instead ambient temperature, ie room temperature.
  • a heating / cooling plate 54 is instead provided as a temperature control device on which the sample carrier 6 'can lie.
  • the tempering device may be part of the collecting device or formed separately.
  • the holder for receiving the sample carrier which is also part of the collecting device, be designed so that it holds the sample carrier 6 'on the heating / cooling plate 54.
  • the adjusting unit of the collecting device can then tilt the sample carrier 6 'into the predetermined angle of inclination with the heating / cooling plate 54.
  • the tempering device has an adjusting unit for adjusting the angle of inclination of the sample carrier 6 'deposited on it, and that the temperature ration device is arranged in the device so that the sample carrier 6 'placed on it is in the catching position.
  • the catching device does not need its own adjusting unit.
  • the tool receiving devices 22, 23 and 24 are disposed in the cooled sub-work area 3a.
  • Tracking means are provided for guiding aids from the tool receiving means 22, 23 and 24 into the wetting means 31.
  • the pipette tip holder 47 holds two types of exchangeable tips or washable needles.
  • the first type of tip or needles has a receiving volume of 200 ⁇
  • the second type of tip or needles a receiving volume of 1000 ⁇ .
  • the first grade is needed to mix the sample with the adjuvant added to adjust the given cell density in the sample container, the second grade to extract a defined amount of the sample from the sample container.
  • FIG. 4 shows the non-tempered storage area 2 and the working area 3. It should be noted that the storage area 2 is shown twice in FIG. 4 because it is used to receive the empty sample carriers 6 'as well as the wetted ones and the sample carriers 6 "carrying the samples dropped off.
  • The” Process flow "arrow illustrates the method sequence. The individual procedural steps are identified in the flowchart by capital letters which are located in a circle.
  • the method sequence is explained on the basis of a sample and with reference to a sample carrier 6. However, it is also possible to use several samples simultaneously and / or several Sample carriers 6 are handled simultaneously, even if this is not expressly stated. In addition, several samples can be treated successively by means of the device according to the invention. For this, the treatment of a previous sample does not have to be completed. The time interval between two samples may depend on the waiting time and / or drying time needed to treat a sample.
  • the auxiliaries may be the following auxiliaries: First auxiliaries: alcoholic solution as the first buffer component
  • Second aid Acid solution as a second buffer component
  • auxiliaries may be provided, for example one or more coloring agents, one or more reactive solutions and / or one or more washing solutions.
  • the empty sample carriers 6 are uniquely identified by identification means (eg barcode).
  • the containers in which the aids are located are clearly identified by means of identification (eg barcode).
  • the storage area 2 has ambient temperature.
  • a temperature of -20 ° C to room temperature In the rest of the work area, another defined climate is set, namely between -20 ° C and room temperature. It can be provided that all settings of the device as well as the process sequences, in particular the process parameters and sample information, are logged.
  • the catcher 34 is shown with a double arrow to illustrate the movement of the catcher 34 in a horizontal direction.
  • the double arrows d and e illustrate the movement of the catcher 34 in a vertical direction and another vertical direction.
  • the collecting device 34 is therefore movable in the x, y and z directions.
  • the movement of the pipetting unit 41 in a horizontal direction is shown by double arrow a.
  • the pipetting head 42 is movable in the x, y and z directions.
  • the inventive method starts when the sample carrier receiving device 21 filled with clean sample carriers and one or more samples, which are in sample containers in the inventive device on the sample supply 7 in the housing 1 in the sample-receiving device 48 in the sub-work area 3a are introduced.
  • the samples may have previously been pretreated, for example centrifuged. They may also have been previously cooled to a temperature below room temperature.
  • sample or samples are contained in sample containers that are uniquely identified by means of identification (eg barcode).
  • the sample containers can be opened or closed. It can be provided that the sample containers are located in a rack which is introduced into the partial working area 3 a via the sample feed 7. It can be provided that several racks are introduced simultaneously into the partial work area 3a. It can be provided that the samples are further cooled after introduction into the sample receiving device 48, at least as long as they are in the sample containers.
  • Step A The sample or samples introduced into the sample receiver 48 are identified by an identifier 50 (eg, bar code reader). This should allow a later assignment of the sample to a sample carrier 6.
  • an identifier 50 eg, bar code reader
  • Step B For each sample located in the sample receiver 48, the cell density of the sample is determined by the cell density meter. It can be provided that the cell density of the sample is adjusted when the measured cell density falls below or exceeds a predetermined value.
  • one or more aids in defined amounts from the first, second and / or third auxiliary agent receiving device can be guided via the tracking means 53 to the sample container in which the sample is located.
  • the aid (s) may be supplied in defined amounts from the first, second and / or third auxiliary receiving means to the sample container in which the sample is located by means of the first type of tips or needles the sample is dyed with a colorant and / or mixed with a reactive solution
  • the colorant and reactive solution may be stored as auxiliary in tool receiving means in the cooled part work area 3a.
  • Steps C and C2 The pipetting unit 41 is guided to the pipette tip holding device 47 and receives there one or more pipette tips or needles of the first or second kind.
  • the pipette tips or needles of the first grade are used to mix samples with one or more tracked auxiliaries.
  • the pipette tips or needles of the second grade are used for later recording of samples.
  • Three variants are possible: In the first variant, the cell density measured in step B corresponded to the predetermined value. The pipetting unit first receives a pipette tip or needle of the second kind. In the second variant, the cell density measured in step B was above the predetermined value. The pipetting unit first picks up a pipette tip or needle of the first kind.
  • predetermined amounts of one or more aids from the respective container of the aid receiving units 22, 23, 24 are guided into the sample in order to set a defined cell density.
  • the supplied aids are mixed with the sample.
  • the pipette tip or needle of the first type is then discarded, for example in collecting container 49.
  • the pipetting unit 41 is again guided to the pipette tip holding device 47 and receives there a pipette tip or needle of the second kind.
  • the cell density measured in step B was below the predetermined value.
  • An alarm is triggered, which can be presented to the user via the computer 5.
  • the sample is either not processed or treated according to the user default in response to the alarm.
  • Step D The pipetting unit 41 is guided to the sample receiver 48.
  • a pipette 46 of the pipetting unit 41 a defined amount of a sample is taken from a sample container. The sample enters the pipetting tip or needle of the pipette 46.
  • Step E The catcher is moved to the storage area 2.
  • a sample carrier 6 ' is removed from the sample carrier receiving device 21, wherein the sample carrier 6' enters the holding unit 35 and comes to lie there on the heating / cooling plate 54.
  • the sample carrier 6 ' is then guided by means of the collecting device 34 to the wetting device 31. He arrives from the storage area 2 in the work area. 3
  • Step F The sample carrier 6 'is guided by means of the collecting device to a second identification device 50 (eg barcode reader) and identified there. This should allow a later assignment of the sample to the sample carrier 6.
  • a second identification device 50 eg barcode reader
  • Step G The first and second aids are mixed to form an adjuvant mixture.
  • the adjuvant mixture is the buffer.
  • defined amounts of the first and second auxiliary means from the first and second auxiliary receiving means 22, 23 are guided via the guide means 33 to the wetting device 31 and mixed there to form a buffer.
  • the defined amounts of the first and second aids may correspond to a fixed predetermined mixing ratio.
  • step G is only required if no prefabricated buffer is used. In this case, the buffer from a tool-receiving device in which it is stored refrigerated, guided over the guide means 33 to the wetting device 31, where it can be readily used.
  • the auxiliary mixture can be prepared and the samples can be wetted with drops of the auxiliary mixture. This eliminates the wetting device 31 and / or a mixing device.
  • Step H The buffer is applied to the sample carrier 6 'via the nozzles 32.
  • the sample carrier 6 ' is rinsed with the buffer and in particular the Surface of the sample carrier 6 'wetted with the buffer.
  • Steps I and 12 According to the specifications of the user of the device according to the invention, the following parameters are now set: the discharge height, the angle of inclination of the wetted and resting on the heating / cooling plate 54 sample carrier 6 'and optionally the discharge speed. To set the discharge height, the collecting device 34 and the pipetting unit 41 are aligned with the pipetting head 42, which holds the pipette with the pipette tip.
  • the discharge height h a is preferably to a value in a range of 0.1 to 800 mm, the inclination angle (double arrow c) of the wetted sample carrier 6 'to a value in a range of 0 ° to 90 °, the discharge speed to a value in Range from 0 to 10 m / s.
  • the sample carrier is still located on the heating / cooling plate.
  • Step J A predetermined amount of the sample is dropped in one or more drops 8 from the dropping position to the predetermined catching area of the sample carrier 6 'to achieve bursting of the cell nuclei of the cells contained in the sample.
  • the sample carrier now carries at least one decomposed sample 9 and is therefore referred to below as sample carrier 6 "
  • the sample carrier is optionally in a cooled state during the dropping of the sample, whereby it can either be actively cooled or positioned on a cold block or with cold buffer To coat the sample carrier with cold buffer, the sample carrier can be immersed, for example, in the buffer.
  • Step K The sample carrier 6 "is guided into a drying area by means of the collecting device 34. There, the angle of inclination of the sample carrier 6" becomes 0 ° in which the surface of the sample carrier 6 "bearing the fragmented sample 9 is horizontal Subsequently, the sample carrier 6 "carrying the wetted and disintegrated sample 9 is heated to a predetermined temperature for a predetermined period of time by means of the heating / cooling plate 54 in order to prevent evaporation of the buffer and thus immobilization of the buffer.
  • the temperature may, for example, be 90 ° C., the time period about 3 to 4 minutes, optionally the drying by means of blowers can be assisted 6 'or 6 "may be formed in one position but also in separate positions.
  • Step L This step is optional.
  • the sample carrier 6 "with the immobilized burst sample is now guided by means of the collecting device 34 to the analysis device 52.
  • the analysis device 52 can be a microscope, for example In this case, the sample carrier 6 "can be in a parked position.
  • Step M The pipetting head 41 with the pipette 42, which carries the second type pipette tip used for receiving and ejecting the sample, is guided to the collecting container 49. There, the pipette tip is thrown off including the part of the sample that has not been removed. If a needle has been inserted instead of a pipette tip, the needle is thrown off. The needle can then be washed and then sterilized. If the needle is not thrown off, it can possibly be washed, sterilized and reused in the device according to the invention.
  • Step N The sample carrier 6 "with the immobilized burst sample is now moved back into the storage area 2 by means of the collecting device 34. There, the sample carrier 6" can be deposited in the sample carrier receiving device 21. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatisierten Behandlung biologische Zellen enthaltender Proben (8), insbesondere von Blut- oder anderen Zellproben. Dabei ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zumindest folgende Komponenten aufweist: eine Proben-Aufnahmeeinrichtung (48) zur Aufnahme einer oder mehrerer Proben (8); eine Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung (22, 23, 24) zur Aufnahme eines oder mehrerer Hilfsmittel; - eine Probenträger-Aufnahmeeinrichtung (21) zur Aufnahme eines oder mehrerer Probenträger (6); eine Abwurfeinrichtung (41) zum Abwerfen einer oder mehrerer Proben (8) aus einer Abwurfposition; und - eine Auffangeinrichtung (34) zum Auffangen einer oder mehrerer abgeworfener Proben (8) in einer Auffangposition unter Erhalt einer oder mehrerer aufbereiteten Probe (9); wobei der Abstand zwischen der Abwurfposition und der Auffangposition auf eine vorgegebene Höhe (ha) einstellbar ist und die Vorrichtung (1) ferner zumindest eine Temperierungseinrichtung (2, 51) zur Temperierung zumindest eines der Probenträger (6) aufweist.

Description

Beschreibung
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR BEHANDLUNG BIOLOGISCHE ZELLEN ENTHALTENDER PROBEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Proben, die biologische Zellen enthalten, insbesondere von Blut- oder Zellproben.
Im Life-Science-Bereich und im medizinischen Umfeld wächst die Bedeutung geneti- scher bzw. molekularbiologischer Analysen. Vor allem in den Bereichen der Prognose, Diagnose und Dokumentation von beispielsweise Gendefekten oder Tumorerkrankungen sind Methoden zum Aufarbeiten von Zellproben mit dem Ziel, Zellbestandteile analytisch zugänglich zu machen, unverzichtbar geworden. Ein Teil dieser Analysen basiert auf der Zerstörung der Zellmembran durch Auftropfen einer vorbehandelten Zellprobe auf einen Probenträger. Dabei bricht die Zellmembran auf und austretende Zellbestandteile - unter anderem Chromosomen - werden für anschließende Verfahren, z. B. Färbungen, sowie Analyseschritte, z. B. eine Bildanalyse, zugänglich. Die manuelle Aufbereitung einer Zellprobe für eine Analyse von Bestandteilen der Zellprobe umfasst in der Regel folgende Schritte:
(i) Probenvorbereitung: Die Zellprobe, deren Zellen Zellbestandteile aufweisen, die einer Analyse unterzogen werden sollen, liegt in der Regel in Form von Rohprobenmaterial vor. Zunächst ist es erforderlich, aus dem Rohprobenmate- rial die Zellprobe zu gewinnen. Je nach Zelltyp kann dieser Schritt verschiedene Verfahren erfordern. Er besteht jedoch im Allgemeinen im Anreichern und Aufreinigen des Rohprobenmaterials durch z. B. Zentrifugieren und gegebenenfalls weitere Schritte, wie eine Kultivierung der Zellen, um die zu analysierende Zellprobe zu generieren. Beispielsweise ist es für die Erstellung eines Chromosomenpräparates notwendig, die Zellteilung anzuregen und während der Zellkernteilung zu unterbrechen.
(ü) Probenbearbeitung: Die Zellen der in Schritt (i) erhaltenen Zellprobe werden bearbeitet, um das spätere Aufbrechen der Zellmembran zu ermöglichen. Mittels geeigneter Verfahren kann z. B. die Zellhülle, d. h. je nach Art der Zelle beispielsweise die Zellwand, die Zellmembran oder die Kernmembran, entfernt werden. Abhängig von den zu analysierenden Zellbestandteilen kann vorgesehen sein, die Zellprobe zu fixieren. Durch Zugabe geeigneter Puffer, z. B. Methanol und Essigsäure, wird die Beschaffenheit der Zellmembran verändert, so dass diese bei Einwirkung einer Kraft zerreißt oder platzt. Es können ein Puffer oder Gemische mehrerer Puffer eingesetzt werden. Die Art des eingesetzten Puffers hängt von der Art der Probe und der Analyse ab, der die Bestandteile der aufbereiteten Zellprobe unterzogen werden sollen. (iii) optional Dichteeinstellung: In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Zelldichte in der Zellprobe einzustellen.
(iv) Probenträger-Vorbereitung: Der Probenträger wird in der Regel mit einer Pufferlösung benetzt, um die Verteilung der austretenden Zellbestandteile positiv zu beeinflussen. Bei dem Probenträger handelt es sich in der Regel um einen
Objektträger für ein Mikroskop.
(v) Abtropfen: Die Zellprobe wird in einzelnen Tropfen aus einer definierten Höhe auf den zur Fallrichtung des Tropfens geneigten Probenträger abgetropft.
(vi) Ausbreitung: Zellbestandteile, die beim Auftreffen der Zellprobe aus den Zellen austreten, sollen auf dem benetzten, geneigten Probenträger verlaufen. Ziel ist es, eine optimale Verteilung, insbesondere Vereinzelung, der Zellbestandteile zu erhalten. Das ist mit einer Wartezeit verbunden.
(vii) optional Trocknen und Immobilisieren: Es ist in einigen Fällen zweckmäßig, die Zellprobe auf dem Probenträger zu trocknen. Dabei verdunstet der Puffer. Auf diese Weise kann die Zellprobe, einschließlich der freigesetzten Zellbestandteile, für die anschließende Analyse immobilisiert werden.
Im Anschluss an eine derartige manuelle Aufbereitung kann die in Schritt (vi) oder Schritt (vii) erhaltene Zellprobe einer Analyse unterzogen werden. Es können, je nach Analysemethode und Analyseziel, weitere Färbeschritte oder reaktive Lösun- gen zum Einsatz kommen, bevor eine Analyse der Zellprobe z. B. durch eine mikroskopische Untersuchung möglich ist.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass das Ergebnis und die Qualität der Analyse der manuell aufbereiteten Zellprobe von Faktoren beeinflusst werden, die mit der Ausführung der Schritte zur Aufbereitung der Zellprobe zusammenhängen. Die Aufbereitung der Zellprobe ist ein derart empfindliches Verfahren, dass neben den Fertigkeiten des ausführenden Laboranten auch die Umweltbedingungen, welche auf die Zellproben und Flüssigkeiten, bestehend aus einer oder mehrerer Komponenten, einwirken, nicht nur die Aufbereitung selbst, sondern auch die Analyse beeinflussen. Nicht zuletzt durch das hohe Probenaufkommen im Labor ist es oft nicht möglich, vor dem Beginn der Probenaufbereitung auf eine Stabilisierung des Prozessumfeldes zu warten. Die mehrfache Analyse einer Probe im selben Labor kann deshalb bereits zu qualitativ unterschiedlichen Ergebnissen führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Vorrichtung zur Behandlung biologische Zellen enthaltender Proben angegeben werden, die eine hohe Stabilität, eine hohe Zuverlässigkeit und eine gute Reproduzierbarkeit der unter Einsatz der Vorrichtung erhalte- nen aufbereiteten Proben bietet. Es soll ferner ein Verfahren angegeben werden, mit dem biologische Zellen enthaltende Proben behandelt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 1 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unter- ansprüche.
Nach Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur automatisierten Behandlung zellenhaltiger Proben, insbesondere von Blut- oder anderen Zellproben, vorgesehen. Die Vorrichtung weist zumindest folgende Komponenten auf:
- eine Proben-Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme einer oder mehrerer Proben;
- eine Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines oder mehrerer Hilfsmittel; - eine Probenträger-Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines oder mehrerer Probenträger; - eine Abwurfeinrichtung zum Abwerfen einer oder mehrerer Proben aus einer Abwurfposition; und
- eine Auffangeinrichtung zum Auffangen einer oder mehrerer abgeworfener Proben in einer Auffangposition unter Erhalt einer oder mehrerer aufbereiteten Proben.
Der Abstand zwischen der Abwurfposition und der Auffangposition, der im Folgenden auch als Abwurfhöhe bezeichnet wird, ist auf eine vorgegebene Höhe einstellbar. Die Vorrichtung weist ferner zumindest eine Temperierungseinrichtung zur Temperierung zumindest eines der Probenträger auf. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Probenträger mittels einer Temperierungseinrichtung, beispielsweise einem Heiz- und/oder Kühlelement, unmittelbar temperiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der oder die Probenträger in einem temperierten Bereich der Vorrichtung angeordnet sind. Vorzugsweise wird der Probenträger ge- kühlt, bis die Probe auf ihn aufgebracht ist. Anschließend kann vorgesehen sein, dass der Probenträger erwärmt wird. Die Temperierungseinrichtung kann eine Stelleinheit zur Einstellung eines vorgegebenen Neigungswinkels des Probenträgers aufweisen. Zur Temperierung des Probenträgers kann eine einzige Temperierungseinrichtung vorgesehen sein, die eine Temperierung, d. h. eine Kühlung und Erwärmung des Probenträgers in einer einzigen Position erlaubt. Das ist die gemeinsame Heiz- und Kühlposition. Dabei kann es sich um ein Heiz- und Kühlelement, beispielsweise einen Heiz- und Kühlblock, handeln. Alternativ können zwei Temperierungseinrichtun- gen vorgesehen sein, wobei eine erste Temperierungseinrichtung in einer ersten Position, beispielsweise zur Kühlung des Probenträgers vor dem und während dem Abwerfen der Probe, und eine zweite Temperierungseinrichtung in einer zweiten Position, beispielsweise zur Erwärmung des Probenträgers nach dem Abwerfen der Probe, angeordnet ist. Das ist die getrennte Heiz- und Kühlposition. Die erste Tem- perierungseinrichtung kann ein Kühlelement, beispielsweise ein Kühlblock, die zweite Temperierungseinrichtung ein Heizelement, beispielsweise ein Heizblock, sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine automatisierte Vorrichtung sein.
Es kann vorgesehen sein, dass mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere Proben gleichzeitig aufbereitet werden.
Die Abwurfeinrichtung kann ein Pipettiersystem mit einem Pipettierkopf aufweisen, der zumindest entlang einer Achse, vorzugsweise zweier Achsen und besonders bevorzugt in x, y, z-Richtung beweglich ist. Mit dem Pipettiersystem können Proben aufgenommen und auf die Probenträger abgeworfen (d. h. in Bezug auf den Probenträger: auf den Probenträger aufgetropft) werden. Zur Bewegung des Pipettierkopfes kann die Abwurfeinheit eine Robotik aufweisen. Die Robotik kann mittels einer Steuereinrichtung gesteuert werden. Bei der Abwurfeinrichtung kann es sich um einen Pipettierroboter handeln. Bei der Steuerungseinrichtung kann es sich um eine Datenverarbeitungseinheit handeln. Die Datenverarbeitungseinheit ist zweckmäßigerweise außerhalb des Gehäuses angeordnet, kann aber auch in das Gehäuse oder die erfindungsgemäße Vorrichtung integriert sein. Sie kann über eine Datenverbindung, beispielsweise ein Kabel, mit der Abwurfeinrichtung kommunizieren. Der Pipettierkopf kann Dosierungsmittel, beispielsweise Pipetten, Kapillaren oder Spritzen, tragen. Die Dosierungsmittel erlauben insbesondere die Aufnahme einer vorgegebenen Menge der Probe aus den Probenbehältern. Alternativ oder zusätzlich kann die Abwurfeinrichtung zumindest einen Pipettierkanal zur Entnahme einer vordefinierten Menge der Probe aus einem Probenbehälter und zum Führen der Probe in die Ab- wurfposition aufweisen.
Das Pipettiersystem kann auch zum Mischen des Puffers aus Hilfsmitteln eingesetzt werden. Eine gesonderte Mischeinrichtung und Führungsmittel zum Führen eines oder mehrerer Hilfsmittel zu der Mischeinrichtung sind dann nicht erforderlich.
Das Pipettiersystem kann zum Benetzen des Probenträgers mit einem oder mehreren Hilfsmitteln, beispielsweise einem Puffer, eingesetzt werden. Eine gesonderte Benetzungseinrichtung und Führungsmittel zum Führen eines oder mehrerer Hilfs- mittel zu der Benetzungseinrichtung sind dann nicht erforderlich. Mittels des Pipet- tiersystems können eines oder mehrere Hilfsmittel, beispielsweise ein Puffer, auf den Probenträger getropft werden. Auch das Einstellen der - nachstehend erläuterten - Probenkonzentration ist über das Pipettiersystem möglich.
Die Pipette kann eine wechselbare Spitze oder eine wechselbare Nadel aufweisen. Bei der Nadel kann es sich um eine Hohlnadel handeln. Die Nadeln können wasch- bar sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Halteeinrichtung für die Pipettenspitzen und/oder -nadeln aufweisen, die im Folgen als Pipettenspitzen- Halteeinrichtung bezeichnet wird. Die Pipettenspitzen-Halteeinrichtung kann in der Vorrichtung, vorzugsweise in deren Arbeitsbereich angeordnet sein. Es kann vorgesehen sein, dass Proben, Probenträger und, falls der Einsatz eines oder mehrerer Hilfsmittel vorgesehen ist, das oder die Hilfsmittel auf eine definierte Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur, d. h. der Raumtemperatur, gekühlt werden, bevor die Probe auf den Probenträger abgeworfen wird. Damit kann die Lyse der Zellen begünstigt und die Wirksamkeit eines Hilfsmittels, beispielsweise eines Puffers, erhöht und der qualitative Verfall der Proben sowie des Puffers verhindert werden.
Die Erfindung ist auf die Behandlung biologischer Proben gerichtet, die Zellen enthalten. Der Begriff„Behandlung" kann dabei die Aufbereitung der Proben für eine nach- folgende Analyse oder die Aufbereitung und Analyse der Proben umfassen. Bei der Analyse kann es sich in beiden Fällen beispielsweise um eine genetische, eine molekularbiologische Untersuchung oder beides handeln.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als weitere Komponente eine Analyseeinrichtung zur Analyse der abgeworfenen, auf dem Probenträger befindlichen Probe aufweisen. In diesem Fall wird die Probe nicht nur aufbereitet, sondern auch einer Analyse innerhalb der Vorrichtung unterzogen. Bei der Analyseeinrichtung kann es sich um eine bildgebende Einrichtung, beispielsweise ein Mikroskop mit einer Kamera, sowie eine bildauswertende Einheit, beispielsweise einen Personal Computer mit Bildverarbeitungssoftware, handeln. Die bildgebende Einrichtung ermöglicht die Aufnahme eines qualitativ hochwertigen Bildes der biologische Zellen enthaltenden Probe, deren Auswertung manuell oder bildanalytisch mittels Bildverarbeitungssoftware erfolgen kann. Die Analyse kann unmittelbar an die Probenaufbe- reitung anschließen.
Bei den Zellen, die in der Probe enthalten sein können, handelt es sich beispielsweise um eukaryotische Zellen. Die Erfindung ermöglicht es, Zellbestandteile der in der Probe enthaltenen Zellen für eine nachfolgende Analyse zugänglich, beispielsweise sichtbar, zu machen. Bei der Probe kann es sich beispielsweise um eine Blutprobe handeln. Die Probe wird im Folgenden auch als Zellprobe bezeichnet.
Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der Abwurfposition und der Auffangposition auf einen Wert zwischen 0, 1 bis 800 mm einstellbar ist. Der Abstand zwischen der Abwurfposition und der Auffangposition wird im Folgenden auch als Abwurfhöhe bezeichnet. Es kann vorgesehen sein, dass der Neigungswinkel des Probenträgers auf einen Wert zwischen 0 und 90°, bezogen auf eine horizontale Ebene, einstellbar ist. Dabei sind Neigungswinkel von 15 bis 75° bevorzugt. Es kann vorgesehen sein, dass die Auffangeinrichtung eine Halterung zur Aufnahme eines der Probenträger aufweist. Die Auffangeinrichtung kann so geführt sein, dass der in der Halterung befindliche Probenträger in die Auffangposition gelangt. Die Auffangeinrichtung kann eine Stelleinheit zur Einstellung eines vorgegebenen Neigungswinkels des Probenträgers aufweisen. Typischerweise wird die Probe in Form eines Tropfens abgeworfen. Das Verlaufen des Tropfens der Probe ist abhängig von einem oder mehreren der Faktoren Probenart, Analyseziel und Aufprallgeschwindigkeit, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist.
Die Auffangeinrichtung kann sich an einem festen Ort befinden oder entlang zumindest einer Achse, vorzugsweise zweier Achsen und besonders bevorzugt in x, y, z- Richtung beweglich sein. Zumindest eine der Achsen sollte eine horizontale Achse sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Handhabungseinheit aufweisen, die einen oder mehrere Probenträger aus der Probenträger-Aufnahmeeinrichtung entnehmen und an die Auffangeinrichtung übergeben kann. Alternativ kann die Auffangeinrichtung eine Handhabungseinheit aufweisen, die zur Entnahme eines Pro- benträgers aus der Probenträger-Aufnahmeeinrichtung in der Lage ist und den Probenträger in die Auffangposition führt. Die Handhabungseinheit kann eine Temperierung der Proben bewirken. Die Neigung des Probenträgers und/oder die Abwurfhöhe des Probentropfens können durch die Handhabungseinheit eingestellt werden. Eben- falls kann die Handhabungseinheit dazu benutzt werden, um den Probenträger in einen Puffer zu tauchen oder den Probenträger so zu positionieren, dass Puffer mittels des Pipettiersystems aufgetragen werden kann.
In der Vorrichtung können ein oder mehrere Schutzelemente angeordnet sein, die einen Spritzschutz bewirken sollen. Zweckmäßigerweise liegt die Abwurfbahn, die die Probe von der Abwurfposition zur Auffangposition zurücklegt, ganz oder teilweise zwischen derartigen Schutzelementen. Bei dem Schutzelement kann es sich beispielsweise um ein Rohr handeln, durch dessen Innenraum die Abwurfbahn verläuft. Alternativ oder zusätzlich können zwischen den Probenträgern auch Trennwände als Schutzelemente angebracht sein, welche eine Kontamination der benachbarten Bereiche mit Probenspritzern verhindern. Diese Schutzelemente können so ausgeführt sein, dass diese wasch- und sterilisierbar sind oder als Einmalprodukte, sogenannte disposable products, verwendet werden. Beispielsweise können die Schutzelemente aus Kunstsoff, Papier, Pappe usw. bestehen.
Bei den Probenträgern kann es sich um Objektträger handeln, beispielsweise um als Glasslides bezeichnete Objektträger. Der Probenträger ist optional während des Auffangens der Probe in einem gekühlten Zustand. Dabei kann er entweder aktiv gekühlt oder auf einem kalten Block positioniert oder mit kaltem Puffer überzogen sein. Zum Überziehen des Probenträgers mit kaltem Puffer kann der Probenträger beispielsweise in den Puffer eingetaucht werden.
Sofern diese Aufgabe nicht das Pipettiersystem übernimmt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Benetzungseinnchtung zum Benetzen des Probenträgers mit einem oder mehreren Hilfsmitteln aufweisen.
Es kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Hilfsmittel mittels einer Temperierungseinrichtung, beispielsweise einem Kühlelement, temperiert werden. Das ist eine unmittelbare Temperierung. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das oder die Hilfsmittel in einem temperierten Bereich angeordnet sind. Der temperierte Bereich, in dem die Probenträger angeordnet sind, und der temperierte Bereich, in dem das oder die Hilfsmittel angeordnet sind, können ein und derselbe temperierte Bereich sein. Bei dem temperierten Bereich kann es sich um den nachfol- gend beschriebenen temperierten Lagerbereich handeln, der gemeinsam mit einem Arbeitsbereich in einem Gehäuse ausgebildet ist. Das oder die Hilfsmittel können jedoch statt in dem temperierten Lagerbereich in einem temperierten Teil- Arbeitsbereich des Arbeitsbereiches angeordnet sein. Eine Benetzung kann nicht erforderlich sein, wenn beschichtete Probenträger verwendet werden. Dann entfällt eine Benetzung und damit die Bereithaltung und Temperierung von Hilfsmitteln, die für die Benetzung benötigt werden. Der beschichtete Probenträger kann eine Beschichtung tragen, die eine temporäre oder dauerhafte Immobilisierung von Bestandteilen der zerplatzten Probe auf dem Probenträger er- möglichen. Beispielsweise kann der Probenträger mit Antikörpern beschichtet sein. Auf diese Weise können beispielsweise Proteine aus der zerplatzten Probe auf dem Probenträger immobilisiert werden. In einem anderen Beispiel kann der Probenträger mit Proteinen beschichtet sein. Auf diese Weise können beispielsweise Antikörper aus der zerplatzten Probe auf dem Probenträger immobilisiert werden.
Bei der Proben-Aufnahmeeinrichtung kann es sich um ein Rack handeln. Die Proben-Aufnahmeeinrichtung kann eine oder mehrere Proben aufnehmen. Es kann vorgesehen sein, dass die Proben über die Zuführung, die in dem Gehäuse ausgebildet sind, in die Proben-Aufnahmeeinrichtung eingeführt werden. Es kann alternativ vor- gesehen sein, dass die Proben-Aufnahmeeinrichtung als solche über die Zuführung, die in dem Gehäuse ausgebildet ist, eingebracht wird. In diesem Fall werden die Probe oder die Proben vor dem Einbringen der Proben-Aufnahmeeinrichtung in das Gehäuse in die Proben-Aufnahmeeinrichtung eingebracht. Zweckmäßigerweise befinden sich die Proben in Probenbehältern, wenn sie in die Proben- Aufnahmeeinrichtung eingeführt werden. Dabei können die Probenbehälter entweder in bereits geöffnetem Zustand eingelegt oder automatisch durch eine Öffnungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung geöffnet werden. Die Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung dient zur Aufnahme einer oder mehrerer Hilfsmittel. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mehrere Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtungen aufweisen. Bei einem Hilfsmittel handelt es sich um einen Puffer oder eine Substanz, die zur Herstellung eines Puffers benötigt wird. Derartige Substanzen sind beispielsweise eine alkoholische Lösung wie eine Methanol-Lösung und eine Säurelösung wie eine Essigsäure-Lösung. Zweckmäßigerweise befinden sich die Hilfsmittel in Hilfsmittel-Behältern, wenn sie in die Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtung eingeführt werden. Dabei können die Hilfsmittel-Behälter entweder in bereits geöffnetem Zustand eingelegt oder automatisch durch eine Öff- nungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung geöffnet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung als weitere Komponente eine Mischungseinrichtung zur Herstellung eines Hilfsmittel-Gemisches aufweist. Das ist jedoch nicht erforderlich. Die Mischungseinrichtung kann in dem Gehäuse angeordnet sein. Die Mischungseinrichtung kann jedoch auch Teil einer Be- netzungseinrichtung oder eines Pipettierkanals sein. Beispielsweise kann die Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung zur gesonderten Aufnahme aller Substanzen dienen, die zur Herstellung des Puffers erforderlich sind. Das können zwei oder mehre Substanzen sein. In einer Ausführungsform wird der Puffer aus zwei Substanzen, einem Alkohol und einer Säure, gemischt. Die zur Herstellung des Puffers erforderlichen Substanzen können in der Mischungseinrichtung zu einem Gemisch vermischt werden. Dieses Gemisch kann dann als Puffer eingesetzt werden. Zur Herstellung des Gemisches können beliebige, aber definierte Menge der Hilfsmittel zu der Mischungseinrichtung geführt werden. Die Mengen der Hilfsmittel kann der Benutzer vorgeben. Eine Mischungseinrichtung ist nicht erforderlich, wenn vorgefertigte Puffer eingesetzt werden.
Ist eine Benetzungseinrichtung vorgesehen, so dient diese zum Benetzen des Probenträgers mit einem oder mehreren Hilfsmitteln. Insbesondere dient die Benet- zungseinrichtung zum Benetzen des Probenträgers mit einem Puffer. Die Benetzungseinrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Düsen aufweisen, mit denen ein oder mehrere Hilfsmittel, beispielsweise ein Puffer, auf den Probenträger aufgebracht werden. Alternativ kann die Benetzungseinrichtung ein Reservoir aufweisen, in dem sich ein oder mehrere Hilfsmittel, beispielsweise ein Puffer, befinden und in das der Probenträger eingetaucht werden kann. Die Benetzung des Probenträgers dient zu dessen Vorbehandlung. Es können ein oder mehrere Hilfsmittel gemischt oder nacheinander auf einen Probenträger aufgetragen werden. In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Hilfsmittel um einen Puffer, in einer anderen Ausführungsform um eine Kombination verschiedener Hilfsmittel, bei denen es sich um voneinander verschiedene Puffer handeln kann.
Zum Führen des oder der Hilfsmittel von der jeweiligen Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtung zu der Benetzungseinrichtung können eine oder mehrere Füh- rungsmittel vorgesehen sein. Beispiele eines Führungsmittels sind eine Pumpe, ein Pumpensystem, eine oder mehrere waschbare Nadeln, eine oder mehrere Pipetten. Eine Pipette kann eine wechselbare Spitze aufweisen.
Die Probenträger-Aufnahmeeinrichtung kann ein Rack sein. Die Probenträger- Aufnahmeeinrichtung kann die unbenutzten Probenträger, also die Probenträger, auf die eine Probe abgeworfen werden soll, und die benutzten Probenträger, also die Probenträger, auf die bereits eine Probe abgeworfen worden ist, aufnehmen. Die Probenträger-Aufnahmeeinrichtung kann temperiert, vorzugsweise gekühlt sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Einrichtung zur Bestimmung der Zelldichte in der Probe aufweisen. Diese Einrichtung wird im Folgenden als Zelldichte- Messeinrichtung bezeichnet. Die Bestimmung der Zelldichte in der Probe kann vorgesehen sein, um eine vorgegebene Dichte an Zellen in der Probe vor deren Abwurf einzustellen. Liegt die Zelldichte beispielsweise oberhalb eines vorgegebenen Wer- tes, so kann vorgesehen sein, der Probe einen Puffer oder eine Puffermischung hinzuzufügen, um eine definierte Zelldichte einzustellen. Es können ein oder mehrere Führungsmittel vorgesehen sein, um das oder die Hilfsmittel von den Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtungen zu dem Probenbehälter, in dem sich die Probe befindet, zu führen. Diese Führungsmittel werden auch als Nachführungsmittel bezeichnet. Die Zelldichte in der Probe spiegelt die Konzentration an Zellen in der Probe wieder, weshalb sie auch als Zelldichtekonzentration oder Probenkonzentration bezeichnet wird. Die Messung der Zelldichte kann zur Einstellung weiterer Prozessparameter genutzt werden. Dazu gehören einer oder mehrere der folgenden Parameter: Nei- gungswinkel, Umgebungsbedingungen, Temperatur der Probenträger, Temperatur der Umgebung sowie die Abwurfhöhe.
Es kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Lagerbe- reich aufweist, in dem zumindest die Probenträger-Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist. Der Lagerbereich kann die Umgebungstemperatur aufweisen oder temperiert, vorzugsweise gekühlt sein. Der Lagerbereich ist dann ein temperierter Bereich. Weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen temperierten, vorzugsweise gekühlten Lagerbereich auf, so kann in dem temperierten Bereich vorzugsweise neben der Pro- benträger-Aufnahmeeinrichtung auch die Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung, angeordnet sein. Es kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Arbeitsbereich aufweist, in dem zumindest die Abwurfeinrichtung und die Auffangeinrichtung angeordnet sind. Der Arbeitsbereich kann temperiert, beispielsweise gekühlt oder beheizt sein. Der Arbeitsbereich kann auf eine spezifische Luftfeuchte geregelt sein. Vorzugsweise ist die Proben-Aufnahmeeinrichtung in dem Arbeitsbereich angeordnet.
Ist der Lagerbereich kein temperierter Lagerbereich, so ist die Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtung vorzugsweise in dem Arbeitsbereich angeordnet. Dazu kann in dem Arbeitsbereich ein temperierter Teil-Arbeitsbereich ausgebildet sein. Der temperierte Teil-Arbeitsbereich ist vorzugsweise ein gekühlter Bereich. In dem temperierten Teil-Arbeitsbereich können eine oder mehrere Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtungen angeordnet sein. Die von diesen Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtungen aufgenommenen Hilfsmittel können so temperiert, vorzugsweise gekühlt werden. In dem Teil- Arbeitsbereich kann auch die Proben-Aufnahmeeinrichtung angeordnet sein.
Der Lagerbereich und der Arbeitsbereich können in dem Gehäuse ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise grenzt der Arbeitsbereich an den Lagerbereich an. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Gehäuse auf, in dem eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung angeordnet sind. In dem Gehäuse kann zumindest ein Raum ausgebildet sein, in dem physikalische und/oder chemische Bedingungen einstellbar sind, die sich von denen der Umgebung unterscheiden. Das betrifft insbesondere eine oder mehrere der folgenden Bedingungen: Temperatur, Druck und Zusammensetzung der Gasphase. Diese Gasphase wird im Folgenden auch als Arbeitsgas bezeichnet. Bei dem Raum kann es sich um den Lagerbereich, den Teil- Arbeitsbereich, den gesamten Arbeitsbereich oder den gesamten Innenbereich des Gehäuses handeln. Es kann vorgesehen sein, dass sich die Temperatur und/oder die Luftfeuchte, vorzugsweise beide, in dem Bereich des Gehäuses von denen der Umgebung unterscheiden. Vorzugsweise liegt die Temperatur unter der Umgebungstemperatur. Die Umgebungstemperatur ist in der Regel die Raumtemperatur. Es kann vorgesehen sein, dass die Temperatur zumindest in einem temperierten Bereich in dem Gehäuse unter 0 °C liegt, beispiels- weise bei -20 °C. Es kann vorgesehen sein, dass die Luftfeuchte in Abhängigkeit von der Probenart, der Vorbehandlung und den Umgebungsbedingungen eingestellt wird. Es kann vorgesehen sein, dass das Arbeitsgas Luft ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Einrichtung zur Aufbereitung des Arbeitsgases aufweisen, die einen gereinigten homogenen Gasstrom erzeugt. Die Einrichtung zur Aufbereitung des Arbeitsgases kann ein Filter sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner Mittel zum Führen des Arbeitsgases zu der Einrichtung zur Aufbereitung des Arbeitsgases und von der Einrichtung zur Aufbereitung des Arbeitsgases weg aufweisen. Bei dem Mittel zum Führen des Arbeitsgases kann es sich um ein Gebläse handeln. Die physikalischen und/oder chemischen Bedingungen in der Vorrichtung oder ei- nem Bereich der Vorrichtung werden im Folgenden auch als Klima bezeichnet. Vorzugsweise ist in dem Gehäuse zumindest ein klimatisierter steriler Raum ausgebildet. Dabei kann es sich um den Arbeitsbereich, den Lagerbereich oder beide handeln. In dem Gehäuse kann ein laminarer Strom eines Arbeitsgases ausgebildet sein.
In dem Gehäuse können insbesondere folgende Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet sein: zumindest eine Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung, die Probenträger-Aufnahmeeinrichtung, die Abwurfeinrichtung und die Auffangeinrichtung. Die Benetzungseinrichtung zum Benetzen des Probenträgers mit einem oder mehreren Hilfsmitteln kann, falls sie vorgesehen ist, ebenfalls in dem Gehäuse angeordnet sein. Die Analyseeinrichtung kann ebenfalls in dem Gehäuse angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Zuführung zum Einbringen einer oder mehrerer Proben in das Gehäuse aufweisen. Die Proben-Aufnahmeeinrichtung kann in dem Gehäuse angeordnet sein. Es kann vorgesehen sein, dass der Teil- Arbeitsbereich so in dem Gehäuse ausgebildet ist, dass die Proben über die Zuführung in den Teil-Arbeitsbereich eingebracht werden können.
Mittels des Gehäuses kann die insbesondere für klinische Anwendungen vorteilhafte Einhausung der Komponenten des Systems, die in Kontakt mit der Probe gelangen, erreicht werden. Die Führung eines inneren, homogenen, gereinigten Luftstroms in das Gehäuse kann für die notwendige Sterilität der Proben- und Prozessumgebung sorgen. Es kann vorgesehen sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung an ein Abzugssystem anzuschließen, in welches gefilterte Abluft aus dem Innenraum des Ge- häuses abgegeben werden kann. Das kann insbesondere bei der Verwendung von möglicherweise gefährlichen Stoffen oder Kombinationen, welche gefährliche Stoffe bilden, zweckmäßig oder nach gesetzlichen Vorschriften geboten sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest eine Identifizierungseinrichtung (z. B. Barcode-Reader) aufweist, mit der Identifizierungsmittel (z. B. Barcodes), die sich auf den Probenbehälter, Probenträger und/oder Reagenzbehälter befinden, identifiziert werden können. Die Identifizierungseinrichtung (z. B. Barcode-Reader) kann auch zur Identifizierung von Verbrauchsmaterialien, beispielsweise Pipettenspitzen oder deren Vorratsbehältnissen, dienen Damit wird eine Zuordnung von Proben und Probenträgern erleichtert sowie eine Prozesskontrolle, die auch als Tracking bezeichnet wird, ermöglicht. Bei den Identifizierungsmitteln (z. B. Barcode) kann es sich beispielsweise um optische Codes, insbesondere einen Barcode, oder um RFID-Tags oder andere Identifizierungsmittel handeln. Nach Maßgabe der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur automatisierten Behandlung biologische Zellen enthaltender Proben, insbesondere von Blut- oder anderen Zellproben, vorgesehen. Bei dem Verfahren wird ein temperierter Probenträger mit einem oder mehreren temperierten Hilfsmitteln benetzt und auf den benetzten Probenträger eine Probe aus einer vorgegebenen Höhe abgeworfen.
Vorzugsweise werden der temperierte Probenträger und das oder die temperierten Hilfsmittel auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur temperiert, stärker bevorzugt unter 0 °C und besonders bevorzugt -20 °C. Vorzugsweise wird die Probe auf eine Temperatur unter Raumtemperatur temperiert, bevor sie auf den temperierten Probenträger abgeworfen wird.
Es kann vorgesehen sein, dass der temperierte Probenträger um einen vorgegebe- nen Neigungswinkel zu einer horizontalen Ebene geneigt wird, bevor die Probe auf den temperierten Probenträger abgeworfen wird. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Probe nach dem Abwerfen auf den temperierten Probenträger einer Analyse unterzogen wird. Es kann vorgesehen sein, dass auf einem Probenträger ein oder mehrere Auffangbereiche ausgebildet sind. Dabei können auf jeden Auffangbereich ein oder mehrere Tropfen derselben Probe oder von unterschiedlichen Proben abgeworfen werden. Der Probenträger muss dazu so ausgerichtet werden, dass sich der Auffangbereich, auf den ein oder mehrere Tropfen aufgebracht werden sollen, in der Auffangposition befindet. Mehrere Auffangbereiche auf einem Probenträger ermöglichen eine bessere Ausnutzung der Oberfläche des Probenträgers. Vorteilhafterweise werden mehrere Tropfen auf unterschiedliche Auffangbereiche des Probenträgers abgeworfen, wobei auf die Einhaltung der Abwurfhöhe, bezogen auf die Neigung des Probenträgers, zu achten ist.
Um Replikate und eine oder mehrere Negativkontrollen zu erhalten, kann vorgesehen sein, auf mehrere Probenträger definierte Mengen ein und derselben Probe aufzubringen. Zu diesem Zweck kann ein Probenträger auch eine Auffangposition aufweisen, die zwar mit allen Prozessflüssigkeiten behandelt, jedoch nicht mit einer Probe versehen wird. Dieser Auffangbereich kann dann als Negativkontrolle dienen. Auf diese Weise können eventuell vorhandene Kontaminationen der Hilfsmittel und/oder der Probenträger erkannt werden.
Um ein gleichmäßiges Benetzen des Probenträgers zu unterstützen, kann vorgese- hen sein, dass dieser beim Aufbringen des oder der Hilfsmittel, beispielsweise des Puffers, bereits auf einen geeigneten Neigungswinkel zur horizontalen Ebene angestellt wird. Das oder die aufgebrachten Hilfsmittel verlaufen dabei besser, und es werden größere Flächen gleichmäßig durch Adhäsion benetzt. Vor dem Abwerfen der Probe auf einen Probenträger kann der Probenträger auf einen vorgegebenen bestimmten Neigungswinkel angestellt werden. Der Neigungswinkel kann zwischen 0 und 90° zur horizontalen Ebene angestellt werden. Dabei liegt die Oberfläche des Probenträgers, auf den die Probe abgeworfen soll, in einer horizontalen Ebene, wenn der Winkel 0° beträgt. Sie liegt in einer vertikalen Ebene, wenn der Winkel 90° beträgt. Bei einem Winkel von 90° steht der Probenträger somit senkrecht. Der Neigungswinkel kann von dem Benutzer in Abhängigkeit von der geplanten Analyse der Probe und der Art der Probe vorgegeben werden. Um eine Fehlbedienung zu verhindern können Prozessparameter, also beispielsweise einer oder mehrere der Faktoren Umweltbedingungen, Hilfsmittelmengen, Medienmengen, Abwurfhöhen, Abwurfgeschwindigkeiten und Neigungswinkel, auch durch ein vorgegebenes Protokoll definiert werden. Ein solches Protokoll kann nach Erstellung durch sach- und fachkundige Administratoren von normalen Anwendern ausschließlich verwendet und nicht manipuliert werden können. Dies erhöht die Prozesssicherheit und verhindert Fehler durch falsche Prozessparameter. Vorzugsweise definiert das Protokoll zumindest Abwurfhöhen, Abwurfgeschwindigkeiten und Neigungswinkel.
Zum Abwerfen einer Probe wird mittels der Abwurfeinrichtung eine definierte Menge der Probe aus dem Probenbehälter, der eine Probe enthält, entnommen. Bei der Probe kann es sich um eine vorbereitete Probe handeln. Zur Vorbereitung der Probe kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Zelldichte der Probe bestimmt und, falls die Zelldichte einen vorgegebenen Wert überschreitet, unter Verwendung eines oder mehrerer Hilfsmittel, beispielsweise einem Puffer, eingestellt worden ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Probe mittels eines Identifizierungsmittels (z. B. Barcode), den der Probenbehälter aufweist, vor der Entnahme der Probe identifiziert wurde. Handelt es sich bei der Abwurfeinrichtung um eine Pipettiereinheit, beispielsweise einen Pipettierroboter, so kann vorgesehen sein, dass mittels einer Pipettenspitze oder -nadel die vorgegebene Menge an Probe aus dem Probenbehälter entnommen wird. Die Pipettenspitze oder -nadel wird dann so ausgerichtet, dass der Tropfen aus der Abwurfposition abgeworfen wird.
Die notwendige Abwurfhöhe kann durch Erhöhen der Ausstoßgeschwindigkeit der Zellprobe im Moment des Verlassens der Pipettenspitze oder -nadel verkürzt wer- den. Beispielsweise kann die Abwurfhöhe auf einen Wert im Bereich von 0, 1 bis 800 mm eingestellt werden.
Nach dem, falls vorgesehen, mehrfachen Abwerfen eines oder mehrerer Probentrop- fen auf einen oder mehrere Probenträger kann eine Pause definierter Länge vorgesehen sein. Während dieser Zeit kann der Zellinhalt der geplatzten Zelle auf dem geneigten Probenträger verlaufen. Dieser Vorgang kann durch einen homogenen Gasstrom unterstützt oder positiv beeinflusst werden. Zur Immobilisierung der Zellbestandteile, welche nun auf dem Probenträger verteilt vorliegen, kann vorgesehen sein, Flüssigkeiten, die sich auf dem Probenträger befinden, insbesondere Hilfsmittel wie den Puffer, zu verdampfen. Dazu kann die Temperatur an der Probenträgeroberfläche, beispielsweise mittels einer Trocknungseinrichtung, deutlich erhöht werden, wodurch diese Flüssigkeiten verdunsten. Alternativ kann jedoch auch eine Trocknung bei Umgebungstemperatur erreicht werden. In Beiden Fällen kann die Trocknung durch eine ventilierte Umgebung beschleunigt werden.
Abhängig von nachfolgenden Analyseverfahren kann es nötig sein, ein oder mehrere weitere flüssige Hilfsmittel, z. B einen Farbstoff, auf den Probenträger aufzubringen, um bestimmte Zellbestandteile anzufärben oder anderweitig zur Reaktion zu bringen.
Auf diese Weise kann dann deren Analysierbarkeit, z. B. deren Sichtbarkeit, erhöht werden. Zum Aufbringen derartiger Flüssigkeiten können entweder ein oder mehrere weitere dedizierte Pipettenkanäle als Führungsmittel verwendet werden, oder es wird ein vorhandener Pipettenkanal mit einem Hilfsmittel gespült und zum Aufbringen des flüssigen Hilfsmittels verwendet. Falls erforderlich, kann eine zweite Trocknung durchgeführt werden.
Die auf dem Probenträger befindlichen und, falls vorgesehen, immobilisierten Proben können einer Analyse, beispielsweise mittels eines Mikroskops, unterzogen werden. Benutze Pipettenspitzen können entsorgt, benutzte Pipettennadeln beispielsweise mittels eines Reinigungsverfahrens, wie beispielsweise Waschen mit einer Waschlösung, mittels Plasma, Erhitzen oder Kombinationen davon, gereinigt und, falls ge- wünscht, sterilisiert werden, bevor weitere Proben in gleicher Weise prozessiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mittels der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung ausgeführt werden. Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der vorstehenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Erfinder haben festgestellt, dass einige Umgebungsfaktoren entscheidend für eine erfolgreiche und nachvollziehbare Probenaufbereitung sind. Insbesondere haben die Erfinder folgende Umgebungsfaktoren ermittelt, die erheblichen Einfluss auf die Ergebnisse der Probenaufbereitung haben:
Ein wichtiger Faktor ist die Temperatur. Eine tiefe Temperatur von Zellprobe, Puffer und Probenträger begünstigt das Zerplatzen der prozessierten Zellen der Zellprobe. Die Zellen werden empfindlicher gegenüber Scher- und Druckkräften, wie sie beim Auftreffen auf den Probenträger auf die Zellen einwirken. Dies führt zu einer erhöhten Anzahl lysierter Zellen bei gleichem Probenvolumen, was zu einer vermehrten Freilegung von Bestandteilen der Zellen der Zellprobe führt. Die Bestandteile sind das interessierende Material einer nachfolgenden Analyse. Durch die Einstellung einer tiefen Temperatur ist es bei gleicher Zuverlässigkeit der Aufbereitungsergebnisse möglich, die anfänglich benötigte Probenmenge zu reduzieren. Die höhere verbleibende Restmenge der Probe steht so dann beispielsweise für anderweitige Verfahren zur Verfügung. Eine weitere Stabilisierung der Probenaufbereitung kann durch die Einstellung einer definiert konstanten Luftfeuchte erreicht werden.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Einhaltung der Mischungsdosierung des Puffers oder der Puffer. Ein Puffer enthält zumeist mehrere Komponenten, z. B. eine Säure- Komponente und eine alkoholische Komponente. Diese Komponenten neigen oft zur Entmischung, so dass vor der Aufbereitung auf gute Durchmischung des Puffers o- der, falls mehrere Puffer eingesetzt werden, der Puffer geachtet werden muss. Eine gleichmäßige Durchmischung der Komponenten ist maschinell besser zu gewährleisten als bei manueller Aufbereitung. Weitere wichtige Faktoren für den Erfolg der Zelllyse und die Ausbreitung der Zellbestandteile sind die Einhaltung einer definierten Abtropfhöhe und die Einhaltung eines definierten Neigungswinkels des Probenträgers. Ein weiterer bedeutender Faktor ist die Gewährleistung einer einheitlichen Zellzahl der Zellprobe. Die Zellzahl muss ausreichend hoch sein, um genügend auswertbares Material bereitstellen zu können. Eine zu hohe Zellzahl beeinträchtigt jedoch die Auswertbarkeit z. B. bei einer späteren mikroskopischen Untersuchung, durch z. B. räumliche Überlagerung des Analysematerials. Durch Anwendung entsprechender Verfahren zur Bestimmung der Zelldichte ist es möglich, die Zellzahl der Zellproben auf einen einheitlichen Wert einzustellen oder Prozessparameter wie Tropfmenge, Tropfhöhe, Neigungswinkel des Probenträgers etc. anzupassen, um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten.
Die Erfinder haben festgestellt, dass diese Faktoren die Zuverlässigkeit der Probenaufbereitung wesentlich beeinflussen. Allerdings können diese Faktoren bei einem manuellen Verfahren nur schwer berücksichtigt und kaum über die gesamte Aufbereitung stabil gehalten werden. Aus diesem Grund ist die Zuverlässigkeit der Aufbereitung von Zellproben im Labor- und im klinischen Bereich meist nur gering.
Mittels der Erfindung werden aufbereitete Zellproben erhalten, die qualitativ hochwertig, vergleichbar und validierbar sind. Sie sind insbesondere für genetische und/oder molekularbiologische Analysen geeignet. Die Erfindung ermöglicht darüber hinaus einen gegenüber einer manuellen Aufbereitung gesteigerten Probendurchsatz. Dies kommt der steigenden Zahl zu testender Proben, bei nur langsam wachsenden Laborkapazitäten und damit steigenden Wartezeiten bis zur Bereitstellung von Analysematerial, entgegen.
Mittels der Erfindung können anhand definierter, gleichbleibender und überwachter Parameter, erstmalig einheitliche Standards für die Probenvorbereitung genetischer und/oder molekularbiologischer Analysen erreicht werden, welche wissenschaftlichen und klinischen Anforderungen entsprechen. Zu den Parametern gehören insbesondere eine oder mehrere, vorzugsweise alle der folgenden Parameter: ein geregelter Temperaturbereich im Lagerbereich, ein geregelter Temperaturbereich im Arbeitsbe- reich, eine gleichbleibende Luftfeuchte im Arbeitsbereich, eine genau bemessene Abwurfhöhe, eine genau bemessene Abwurfmenge, eine genaue Einhaltung des Neigungswinkels des Probenträgers, eine Überwachung und Einhaltung der Verlauf- und Trockenzeiten und Umgebungsbedingungen. Ein weiterer optionaler Parameter ist eine genau bemessene Abwurfgeschwindigkeit.
Die Erfindung kann eine Aufspaltung von Zellen und die Fixierung der aus den Zellen herausfließenden Zellbestandteile, wie z. B. Chromosomen, erreichen und bietet dabei eine hohe Stabilität und Reproduzierbarkeit, was die Qualität und Signifikanz einer anschließenden, z. B. optischen, Auswertung erhöht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die die Erfindung nicht einschränken sollen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Gehäuse;
Fig. 3 ein erstes Ablaufschema zur Veranschaulichung eines ersten Verfahrensablaufes unter Einsatz der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Fig. 4 ein zweites Ablaufschema zur Veranschaulichung eines zweiten Verfahrensablaufes unter Einsatz der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf. In dem Gehäuse 1 sind als Lagerbereich ein gekühlter Lagerbereich 2 und ein Arbeitsbereich 3 ausgebildet. Der Lagerbereich 2 und der Arbeitsbereich 3 sind Kammern innerhalb des Gehäuses 1 , die miteinander über eine Öffnung oder eine Schleuse verbunden sind. Oberhalb des gekühlten La- gerbereiches 2 und des Arbeitsbereiches 3 ist in dem Gehäuse eine Klimakammer 4 angeordnet, in der sich Mittel zur Aufbereitung und Führung eines Arbeitsgases befinden. Das Arbeitsgas ist das in dem Gehäuse befindliche gasförmige Medium, beispielsweise Luft. Unter Verwendung der Mittel zur Aufbereitung des Arbeitsgases kann das Arbeitsgas aufbereitet, beispielsweise filtriert werden. Bei dem Mittel zur Aufbereitung des Arbeitsgases kann es sich beispielweise um einen Filter handeln. Unter Verwendung der Mittel zur Führung des Arbeitsgases kann das Arbeitsgas aus dem gekühlten Lagerbereich 2, dem Arbeitsbereich 3 oder beiden in die Klimakammer 4 zu dem Mittel zur Aufbereitung des Arbeitsgases geführt und dort aufbereitet werden. Unter Verwendung weiterer Mittel zur Führung des Arbeitsgases kann das aufbereitete Arbeitsgas dann in den gekühlten Lagerbereich 2, den Arbeitsbereich 3 oder beide zurückgeführt werden. Außerhalb des Gehäuses 1 ist eine Datenverarbeitungseinrichtung 5, beispielsweise ein Computer, angeordnet, der zur Steuerung der in dem Gehäuse angeordneten Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient. In dem Gehäuse befindet sich eine Probenzuführung 7 (siehe Fig. 3), die die Einbringung von Proben in den Arbeitsbereich 3 gestattet.
Der gekühlte Lagerbereich 2 hat eine Temperatur von -20 °C bis Raumtemperatur. Der Arbeitsbereich 3 hat eine Temperatur von -20 C° bis Raumtemperatur.
In dem gekühlten Lagerbereich 2 ist eine Probenträger-Aufnahmeeinrichtung 21 angeordnet, die die Aufnahme einer Vielzahl von Probenträgern 6 ermöglicht. Bei der Probenträger-Aufnahmeeinrichtung 21 kann es sich um ein Rack handeln. Ferner sind in dem gekühlten Lagerbereich 2 eine erste Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung 22 zur Aufnahme eines ersten Hilfsmittels und eine zweite Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtung 23 zur Aufnahme eines zweiten Hilfsmittels vorgesehen. Die erste Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung 22 und die zweite Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtung 23 können Behälter sein. Das erste Hilfsmittel kann eine erste Substanz sein, die zur Herstellung eines Puffers benötigt wird. Bei der ersten Sub- stanz kann es sich um einen Alkohol handeln. Das zweite Hilfsmittel kann eine zweite Substanz sein, die zur Herstellung eines Puffers benötigt wird. Bei der zweiten Substanz kann es sich um eine Säure handeln. Darüber hinaus kann in dem gekühlten Lagerbereich 2 eine dritte Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung 24 (siehe Fig. 3) zur Aufnahme eines dritten Hilfsmittels angeordnet. Die dritte Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtung 24 kann ein Behälter sein. Bei dem dritten Hilfsmittel kann es sich beispielsweise um Färbemittel oder eine reaktive Lösung handeln. Es können weitere Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtungen in dem gekühlten Lagerbereich 2 angeordnet sein. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es nicht zwingend erfor- derlich ist, einen Puffer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung herzustellen, beispielsweise aus dem ersten Hilfsmittel und dem zweiten Hilfsmittel. Der Puffer kann vielmehr bereits in gebrauchsfertiger Form in den gekühlten Lagerbereich 2 in eine Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung eingebracht werden.
Die Proben befinden sich zweckmäßigerweise in Probenbehältern, beispielsweise in Reagenzgläsern. Die Hilfsmittel befinden sich zweckmäßigerweise in Hilfsmittel- Behältern. Die Probenbehälter, Probenträger 6 und/oder die Hilfsmittel-Behälter können mit Identifizierungsmitteln (z. B. Barcode) gekennzeichnet sein, die eine eindeutige Identifizierung jeder einzelnen Probe, jedes einzelnen Probenträgers und, falls vorgesehen, jedes einzelnen Hilfsmittels erlauben. Damit ist eine Zuordnung und Nachverfolgung von Proben, Probenträgern 6 und Hilfsmitteln möglich. Bei den Identifizierungsmitteln (z. B. Barcode) kann es sich beispielsweise um optische Codes, insbesondere einen Barcode, oder um RFID-Tags oder andere Identifizierungsmittel handeln. Die Identifizierungsmittel (z. B. Barcodes) können mittels bekannter Verfahren auf die Probenbehälter, die Probenträger 6 und die Hilfsmittel-Behälter aufgebracht werden. Die Identifizierungsmittel ermöglichen es, die einzelnen Verfahrensschritte umfänglich und gemeinsam mit den Prozessparametern zu dokumentieren, beispielsweise in Protokollen. Im Arbeitsbereich 3 ist eine Benetzungseinrichtung 31 zum Benetzen von Probenträgern 6 vorgesehen. Die Benetzungseinrichtung 31 weist eine Mischungseinrichtung (nicht gezeigt) zum Herstellen eines Hilfsmittel-Gemisches auf. Die Benetzungseinrichtung 31 weist ferner Düsen 32 auf, über die das Hilfsmittel-Gemisch auf Probenträger 6 aufgebracht werden kann. Bei den Düsen 32 kann es sich um eine oder mehrere Nadeln, insbesondere eine oder mehrere waschbare Nadeln, oder um eine oder mehrere Pipetten, insbesondere eine oder mehrere Pipetten mit wechselbaren Spitzen handeln. Zur Führung der Hilfsmittel von der ersten und zweiten Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtung 22, 23 zur Mischungseinrichtung sind Führungsmittel 33, beispielsweise Schläuche, und eine Pumpe vorgesehen. Alternativ zur Pumpe kann ein Pumpensystem vorgesehen sein. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es nicht zwingend erforderlich ist, einen Puffer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung herzustellen, beispielsweise aus dem ersten Hilfsmittel und dem zweiten Hilfsmittel. Der Puffer kann vielmehr bereits in gebrauchsfertiger Form in den gekühlten Lager- bereich 2 in eine Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung eingebracht werden. Damit ist auch keine Mischeinrichtung erforderlich. Vielmehr kann der Puffer aus der Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtung, in der sich der gebrauchsfertige Puffer befindet, über ein Führungsmittel zu einer Benetzungseinrichtung geführt werden, die keine Mischungseinrichtung aufweist.
Mittels der Benetzungseinrichtung 31 kann ein Hilfsmittel oder ein Hilfsmittel- Gemisch in einem definierten Mischungsverhältnis auf einen Probenträger 6 aufgebracht werden. Unterhalb der Benetzungseinrichtung 31 ist eine Sammeleinheit 40, beispielsweise eine Schale angeordnet, die den Teil der Hilfsmittel oder des Hilfsmit- tel-Gemisches aufnimmt, der nicht auf dem Probenträger 6 haftet.
Zur Entnahme des Probenträgers 6 aus der Probenträger-Aufnahmeeinrichtung 21 ist eine Auffangeinrichtung 34 vorgesehen. Die Auffangeinrichtung 34 weist eine Halteeinheit 35 für den Probenträger 6 und eine Stelleinheit 36 zur Neigung des in der Halteeinheit 35 befindlichen Probenträgers 6 auf. Die Halteeinheit 35 ist in x, y, z- Richtung beweglich. Die Halteeinheit 35 und die Stelleinheit 36 können dazu über einen Arm 37 an einem Läufer 38 befestigt sein, der auf einer Schiene 39 läuft. Der Läufer 38 kann auf der Schiene 39, beispielsweise mittels eines Stellmotors, in einer horizontalen Richtung (x- Koordinate) bewegt werden. Die Schiene 39 ist in dem Ge- häuse 1 so gelagert (nicht gezeigt), dass die Schiene 39 in vertikaler Richtung (z- Koordinate) und einer zweiten horizontalen Richtung (y-Koordinate) beweglich ist.
In dem Arbeitsbereich 3 ist ferner eine als Abwurfeinrichtung dienende Pipettierein- heit 41 angeordnet. Die Pipettiereinheit 41 weist einen Pipettierkopf 42 auf, der in x, y, z-Richtung beweglich ist. Der Pipettierkopf 42 kann dazu über einen Arm 43 an einem Läufer 44 befestigt sein, der auf einer Schiene 45 läuft. Der Läufer 44 kann auf der Schiene 45, beispielsweise mittels eines Stellmotors, in einer horizontalen Richtung (x-Koordinate) bewegt werden. Die Schiene 45 ist in dem Gehäuse 1 so gelagert (nicht gezeigt), dass die Schiene 45 in vertikaler Richtung (z-Koordinate) und einer zweiten horizontalen Richtung (y-Koordinate) beweglich ist. Der Pipettier- kopf kann eine oder mehrere Pipetten 46 halten. Die Pipetten können Pipettenspitzen oder -nadeln aufweisen. Die Pipettenspitzen der Pipetten 46 sind wechselbar. Die Pipettennadeln der Pipetten 46 sind wechselbar. Die Pipettennadeln können waschbar sein.
Im Arbeitsbereich 3 ist ferner eine Pipettenspitzen-Halteeinrichtung 47 vorgesehen, die eine oder mehrere Pipettenspitzen oder -nadeln aufnehmen kann. Ferner kann in dem Arbeitsbereich 3 eine Proben-Aufnahmeeinrichtung 48 angeordnet sein, die ei- ne oder mehrere Proben aufnehmen kann. Die Proben-Aufnahmeeinrichtung 48 kann temperiert, vorzugsweise gekühlt sein. Die Proben-Aufnahmeeinrichtung 48 kann eine Zelldichte-Messeinheit 49 aufweisen, mit der eine Bestimmung der Zelldichte der Proben vor dem Abwerfen möglich ist. Außerdem kann in dem Arbeitsbereich 3 ein Sammelbehälter 49 für benutzte Pipettenspitzen oder -nadeln angeordnet sein. Der Sammelbehälter 49 kann einen Abwurfmechanismus zum Abtrennen der Pipettenspitzen oder -nadeln von einer Pipette aufweisen.
In dem Arbeitsbereich 3 können eine oder mehrere Identifizierungseinrichtungen 50 (z. B. Barcode-Reader) angeordnet sein, die eine Identifizierung von Identifizie- rungsmitteln (z. B. Barcode) ermöglichen. Außerdem kann in dem Arbeitsbereich 3 eine Trocknungseinrichtung 51 , beispielweise eine Heizeinrichtung, angeordnet sein, die eine Trocknung und damit Immobilisierung der auf den Probenträger abgeworfenen Probe ermöglicht. Darüber hinaus kann in dem Arbeitsbereich 3 eine Analyseeinrichtung 52, beispielsweise ein Mikroskop angeordnet sein, das eine Analyse der auf den Probenträger abgeworfenen und, falls vorgesehenen, getrockneten Probe ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun in einer Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 3 näher erläutert. Das in Fig. 3 gezeigte Ablaufschema zeigt den gekühlten La- gerbereich 2 und den Arbeitsbereich 3. Dabei ist zu beachten, dass der gekühlte Lagerbereich 2 in Fig. 3 zweimal dargestellt ist, weil er sowohl zur Aufnahme der leeren Probenträger 6' als auch der benetzten und die abgeworfenen Proben tragenden Probenträger 6" dient. Der Pfeil„Prozessablauf" veranschaulicht den Verfahrensab- lauf. Die einzelnen Verfahrensschritte sind in dem Ablaufschema durch Großbuchstaben gekennzeichnet, die sich in einem Kreis befinden.
Der Verfahrensablauf wird anhand einer Probe und anhand eines Probenträgers 6 erläutert. Es können jedoch auch mehrere Proben gleichzeitig und/oder mehrere Probenträger 6 gleichzeitig gehandhabt werden, auch wenn dies nicht ausdrücklich angegeben ist. Es können außerdem mehrere Proben nacheinander mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt werden. Dazu muss die Behandlung einer vorhergehenden Probe nicht abgeschlossen sein. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Proben kann von der Wartezeit und/oder Trocknungszeit abhängen, die für die Behandlung einer Probe benötigt wird.
Im Ausgangszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich leere Probenträger 6' in der Probenträger-Aufnahmeeinrichtung 21 , die zur Herstellung des Puffers erforderlichen Hilfsmittel, insbesondere das erste und zweite Hilfsmittel, in der ersten bzw. zweiten Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung 22, 23. Ferner befinden sich Pipettenspitzen oder -nadeln in der Pipettenspitzen-Halteeinrichtung 47. Bei den Hilfsmitteln kann es sich um folgende Hilfsmittel handeln:
Erstes Hilfsmittel: alkoholische Lösung als erste Pufferkomponente
Zweites Hilfsmittel: Säurelösung als zweite Pufferkomponente
Drittes Hilfsmittel: Färbemittel
Viertes Hilfsmittel: reaktive Lösung
Fünftes Hilfsmittel: Waschlösung
Es können weitere Hilfsmittel vorgesehen sein, beispielsweise weitere Färbemittel, reaktive Lösungen und/oder Waschlösungen.
Die leeren Probenträger 6' sind durch Identifizierungsmittel (z. B. Barcode) eindeutig gekennzeichnet. Die Behälter, in denen sich die Hilfsmittel befinden, sind durch Identifizierungsmittel (z. B. Barcode) eindeutig gekennzeichnet. Der gekühlte Lagerbereich 2 ist auf eine Temperatur von -20 °C bis Raumtemperatur gekühlt. Im Arbeitsbereich ist ein definiertes Klima eingestellt, nämlich -20 °C bis Raumtemperatur. Es kann vorgesehen sein, dass alle Einstellungen der Vorrichtung sowie die Verfahrensabläufe, insbesondere die Prozessparameter und Probeninformation protokolliert werden. In Fig. 3 ist die Auffangeinrichtung 34 mit einem Doppelpfeil gezeigt, der die Bewegung der Auffangeinrichtung 34 in einer horizontalen Richtung veranschaulichen soll. Die Doppelpfeile d und e veranschaulichen die Bewegung der Auffangeinrichtung 34 in einer vertikalen Richtung und einer weiteren horizontalen Richtung. Die Auffangeinrichtung 34 ist also in x-, y- und z-Richtung beweglich. Die Bewegung der Pipet- tiereinheit 41 in einer horizontalen Richtung ist durch Doppelpfeil a gezeigt. Die Bewegung der Pipettiereinheit 41 in vertikaler Richtung durch die Doppelpfeile b. Der Pipettierkopf 42 ist in x-, y- und z-Richtung beweglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren startet, wenn die Probenträger- Aufnahmeeinrichtung 21 mit sauberen Probenträgern befüllt und eine oder mehrere Proben, die sich in Probenbehältern befinden, in die erfindungsgemäße Vorrichtung über die Probenzuführung 7 in dem Gehäuse 1 in die Proben-Aufnahmeeinrichtung 48 in den Arbeitsbereich 3 eingebracht werden. Die Proben können zuvor einer Vorbehandlung unterzogen, beispielsweise zentrifugiert worden sein. Sie können zuvor ferner auf eine Temperatur unter Raumtemperatur gekühlt worden sein. Die Probe bzw. die Proben befinden sich in Probenbehältern, die durch Identifizierungsmittel (z. B. Barcode) eindeutig gekennzeichnet sind. Die Probenbehälter können geöffnet o- der geschlossen sein. Es kann vorgesehen sein, das sich die Probenbehälter in einem Rack befinden, das in den Arbeitsbereich 3 über die Probenzuführung 7 eingebracht wird. Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Racks gleichzeitig in den Arbeitsbereich 3 eingebracht werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Proben nach dem Einbringen in die Probenaufnahme-Einrichtung 48 weiter gekühlt werden, zumindest solange, wie sie sich in den Probenbehältern befinden. Schritt A: Die Probe bzw. die Proben, die in die Probenaufnahme-Einrichtung 48 eingebracht sind, werden mittels einer Identifizierungseinrichtung 50 (z. B. Barcode- Reader) identifiziert. Das soll eine spätere Zuordnung der Probe zu einem Probenträger 6 ermöglichen. Schritt B: Dieser Schritt ist optional. Bei jeder Probe, die sich in der Proben- Aufnahmeeinrichtung 48 befindet, wird mittels der Zelldichte-Messeinrichtung die Zelldichte der Probe bestimmt. Es kann vorgesehen sein, dass die Zelldichte der Probe eingestellt wird, wenn die gemessene Zelldichte einen vorgegebenen Wert unter- oder überschreitet. Dieser Vorgang kann als„Nachführen der Zelldichte" bezeichnet werden. Die Zelldichte kann beispielsweise mit einem optischen Sensor ermittelt und mittels des Pipettiersystems und des Puffers eingestellt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Probe mit einem Färbemittel eingefärbt oder/und mit einer reaktiven Lösung gemischt wird. Das Färbemittel und die reaktive Lösung können als Hilfsmittel in Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtungen in dem gekühlten Lagerbereich 2 aufbewahrt sein.
Schritt C: Die Pipettiereinheit 41 wird zur Pipettenspitzen-Halteeinrichtung 47 geführt und nimmt dort eine oder mehrere Pipettenspitzen oder -nadeln auf. Die Pipetten- spitzen oder -nadeln dienen zur späteren Aufnahme von Proben.
Schritt D: Die Pipettiereinheit 41 wird zu der Proben-Aufnahmeeinrichtung 48 geführt. Mittels einer Pipette 46 der Pipettiereinheit 41 wird eine definierte Menge einer Probe aus einem Probenbehälter entnommen. Dabei gelangt die Probe in die Pipettenspit- ze oder -nadel der Pipette 46.
Schritt E: Die Auffangeinrichtung wird in den gekühlten Lagerbereich 2 bewegt. Mittels der Auffangeinrichtung 34 wird ein Probenträger 6' aus der Probenträger- Aufnahmeeinrichtung 21 entnommen, wobei der Probenträger 6' in die Halteeinheit 35 gelangt. Der Probenträger 6' wird dann mittels der Auffangeinrichtung 34 zu der Benetzungseinrichtung 31 geführt. Dabei gelangt er von dem gekühlten Lagerbereich 2 in den Arbeitsbereich 3.
Schritt F: Der Probenträger 6' wird mittels der Auffangeinrichtung zu einer zweiten Identifizierungseinrichtung 50 (z. B. Barcode-Reader) geführt und dort identifiziert. Das soll eine spätere Zuordnung der Probe zu dem Probenträger 6 ermöglichen.
Schritt G: Das erste und das zweite Hilfsmittel werden zu einem Hilfsmittel-Gemisch vermischt. Das Hilfsmittel-Gemisch ist der Puffer. Zur Herstellung des Hilfsmittel- Gemisches werden definierte Mengen des ersten und des zweiten Hilfsmittels aus der ersten und zweiten Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung 22, 23 über das Führungsmittel 33 zu der Benetzungseinrichtung 31 geführt und dort zu einem Puffer vermischt. Die definierten Mengen des ersten und zweiten Hilfsmittels können einem fest vorgegebenen Mischungsverhältnis entsprechen. Ist Schritt B vorgesehen, so kann bei der Vorgabe der definierten Menge die Zelldichte der Probe berücksichtigt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass Schritt G nur erforderlich ist, wenn kein vorgefertigter Puffer eingesetzt wird. In diesem Fall wird der Puffer von einer Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung, in der er gekühlt gelagert ist, über das Führungsmittel 33 zu der Benetzungseinrichtung 31 geführt, wo er ohne weiteres eingesetzt werden kann. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass alternativ mittels des Pipettiersystems das Hilfsmittel-Gemisch hergestellt und die Proben mit Tropfen des Hilfsmittel- Gemisches benetzt werden kann. Damit entfallen die Benetzungseinrichtung 31 , eine Mischeinrichtung oder beide.
Schritt H: Auf den Probenträger 6' wird der Puffer über die Düsen 32 aufgebracht. Dabei werden der Probenträger 6' mit dem Puffer gespült und insbesondere die Oberfläche des Probenträgers 6' mit dem Puffer benetzt. Es können mehrere Probenträger 6' gleichzeitig gespült werden. Die Probenträger 6' können auch nachei- nander gespült werden.
Schritt I: Nach den Vorgaben des Benutzers der erfindungsgemäßen Vorrichtung und optional unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Zelldichtemessung, werden nun folgende Parameter eingestellt: die Abwurfhöhe, der Neigungswinkel des benetzten Probenträgers 6' und optional die Abwurfgeschwindigkeit. Zur Einstellung der Abwurfhöhe werden die Auffangeinrichtung 34 und die Pipettiereinheit 41 mit dem Pi- pettierkopf 42, der die Pipette mit der Pipettenspitze hält, zueinander ausgerichtet. Dabei gelangen ein vorgegebener Auffangbereich des benetzten Probenträgers 6' in die Auffangposition, die Pipettenspitze in die Abwurfposition. Die Abwurfhöhe ha wird vorzugsweise auf einen Wert in einem Bereich von 0, 1 bis 800 mm, der Neigungswinkel (Doppelpfeil c) des benetzten Probenträgers 6' auf einen Wert in einem Bereich von 0° bis 90°, die Abwurfgeschwindigkeit auf einen Wert im Bereich von 0 bis 10m/s eingestellt. Schritt J: Eine vorgegebene Menge der Probe wird in einem oder mehreren Tropfen 8 aus der Abwurfposition auf den vorgegebenen Auffangbereich des Probenträgers 6' abgeworfen, um ein Zerplatzen der Zellkerne der Zellen, die in der Probe enthalten sind, zu erreichen. Es kann vorgesehen sein, dass die vorgegebene Menge der Pro- be auf einen gekühlten Auffangbereich des Probenträgers 6' abgeworfen wird. Der Probenträger trägt nun zumindest eine zerplatze Probe 9 und wird im Folgenden deshalb als Probenträger 6" bezeichnet. Nach dem Abwerfen kann eine Wartezeit vorgesehen sein, um ein Verlaufen der Zellbestandteile der zerplatzten Zellen auf dem Probenträger zu erreichen, wobei der Probenträger 6" seinen Neigungswinkel beibehalten kann. Der Probenträger 6" kann optional in eine Parkposition überführt werden.
Schritt K: Der Probenträger 6" wird in einer ersten Variante mittels der Auffangeinrichtung 34 zu der Trocknungseinrichtung 51 geführt. Dort wird die benetzte und die zerplatze Probe 9 tragende Oberfläche des Probenträgers 6" oder der Probenträger 6" insgesamt erwärmt, um eine Verdunstung des Puffers und damit eine Immobilisierung der zerplatzten Probe auf dem Probenträger 6" zu erreichen. Der Neigungswinkel des Probenträges 6" kann auf einen Wert im Bereich von 0° bis 89° eingestellt werden, d. h. der Neigungswinkel kann unverändert bleiben, wenn er nicht 90° beträgt. Die Erwärmung kann in einer definierten Weise erfolgen. Das kann die Vorgabe einer Trocknungstemperatur und die Vorgabe eines Trocknungszeitraums umfassen. In einer zweiten Variante kann eine Verdunstung des Puffers und damit eine Immobilisierung der zerplatzten Probe auf dem Probenträger 6" durch eine lange Wartezeit bei einem definierten Klima in dem Arbeitsbereich erreicht werden. Optional kann die Trocknung durch Gebläse und/oder einen im Gehäuse 1 vorhandenen Strom des Arbeitsgases aus der Klimakammer 4 unterstützt werden.
Schritt L: Dieser Schritt ist optional. Der Probenträger 6" mit der immobilisierten zerplatzten Probe wird nun mittels der Auffangeinrichtung 34 zur Analyseeinrichtung 52 geführt. Bei der Analyseeinrichtung 52 kann es sich beispielsweise um ein Mikroskop handeln. Der Neigungswinkel des Probenträgers 6" kann verändert werden, beispielsweise auf einen Neigungswinkel von 0°, in dem die die zerplatze Probe 9 tragende Oberfläche des Probenträgers 6" in einer horizontalen Ebene liegt. Dort kann eine automatisierte, beispielsweise mikroskopische Analyse der immobilisierten zer- platzten Probe 9 durchgeführt werden. Dabei kann sich der Probenträger 6" in einer Parkposition befinden.
Schritt M: Der Pipettierkopf 41 mit der Pipette 42, die die zur Aufnahme und zum Abwurf der Probe benutzte Pipettenspitze trägt, wird zum Sammelbehälter 49 geführt. Dort wird die Pipettenspitze einschließlich des nicht abgeworfenen Teils der Probe abgeworfen. Ist anstelle einer Pipettenspitze eine Nadel eingesetzt worden, so wird die Nadel entweder in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewaschen, sterilisiert und wiederverwendet, oder abgeworfen. Bei letzterer Variante kann die Nadel extern gewaschen und anschließend sterilisiert werden.
Schritt N: Mittels der Auffangeinrichtung 34 wird nun der Probenträger 6" mit der immobilisierten zerplatzten Probe zurück in den gekühlten Lagerbereich 2 bewegt. Dort kann der Probenträger 6" in der Probenträger-Aufnahmeeinrichtung 21 abgelegt werden.
Das in Fig. 4 gezeigte Ablaufschema veranschaulicht einen zweiten Verfahrensablauf unter Verwendung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die zweite Ausführungsform entspricht der ersten Ausführungsform, außer in folgenden Punkten:
(i) Der Lagerbereich 2 ist kein gekühlter Lagerbereich. Der Lagerbereich 2 weist stattdessen Umgebungstemperatur, also Raumtemperatur auf. Zur Temperierung der Probenträger ist stattdessen eine Heiz-/Kühlplatte 54 als Temperierungseinrichtung vorgesehen, auf der der Probenträger 6' liegen kann. Die Temperierungseinrichtung kann Teil der Auffangeinrichtung oder gesondert ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Halterung zur Aufnahme des Probenträgers, die ebenfalls Teil der Auffangeinrichtung ist, so ausgebildet sein, dass sie den Probenträger 6' auf der Heiz- /Kühlplatte 54 hält. Die Stelleinheit der Auffangeinrichtung kann dann mit der Heiz- /Kühlplatte 54 den Probenträger 6' in den vorgegebenen Neigungswinkel neigen.
Bei einer gesonderten Ausbildung der Temperierungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Temperierungseinrichtung eine Stelleinheit zur Einstellung des Neigungswinkels des auf ihr abgelegten Probenträgers 6' aufweist und dass die Tempe- rierungseinrichtung in der Vorrichtung so angeordnet ist, dass sich der auf ihr abgelegte Probenträger 6' in der Auffangposition befindet In diesem Fall benötigt die Auffangeinrichtung keine eigene Stelleinheit (ii) In dem Arbeitsbereich 3 ist ein gekühlter Teil-Arbeitsbereich ausgebildet. Der gekühlte Teil-Arbeitsbereich 3a hat eine Temperatur von -20 °C bis Raumtemperatur, der übrige Arbeitsbereich 3 eine andere Temperatur von -20 °C bis Raumtemperatur.
(iii) Die Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtungen 22, 23 und 24 sind in dem gekühlten Teil- Arbeitsbereich 3a angeordnet.
(iv) Es sind Nachführungsmittel zum Führen von Hilfsmitteln aus den Hilfsmittel- Aufnahmeeinrichtungen 22, 23 und 24 in die Benetzungseinrichtung 31 vorgesehen. (v) Die Pipettenspitzen-Halteeinrichtung 47 hält zwei Sorten von wechselbaren Spitzen oder waschbaren Nadeln. In einer Ausführungsform weist die erste Sorte von Spitzen oder Nadeln ein Aufnahmevolumen von 200 μΙ auf, die zweite Sorte von Spitzen oder Nadeln ein Aufnahmevolumen von 1000 μΙ. Die erste Sorte wird zum Mischen der Probe mit dem zur Einstellung der vorgegebenen Zelldichte zugesetzten Hilfsmitteln in dem Probenbehälter, die zweite Sorte zur Entnahme eine definierten Menge der Probe aus dem Probenbehälter benötigt.
(vi) Es ist keine Trocknungseinrichtung vorgesehen. Das in Fig. 4 gezeigte Ablaufschema zeigt den nicht-temperierten Lagerbereich 2 und den Arbeitsbereich 3. Dabei ist zu beachten, dass der Lagerbereich 2 in Fig. 4 zweimal dargestellt ist, weil er sowohl zur Aufnahme der leeren Probenträger 6' als auch der benetzten und die abgeworfenen Proben tragenden Probenträger 6" dient. Der Pfeil„Prozessablauf" veranschaulicht den Verfahrensablauf. Die einzelnen Ver- fahrensschritte sind in dem Ablaufschema durch Großbuchstaben gekennzeichnet, die sich in einem Kreis befinden.
Der Verfahrensablauf wird anhand einer Probe und anhand eines Probenträgers 6 erläutert. Es können jedoch auch mehrere Proben gleichzeitig und/oder mehrere Probenträger 6 gleichzeitig gehandhabt werden, auch wenn dies nicht ausdrücklich angegeben ist. Es können außerdem mehrere Proben nacheinander mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt werden. Dazu muss die Behandlung einer vorhergehenden Probe nicht abgeschlossen sein. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Proben kann von der Wartezeit und/oder Trocknungszeit abhängen, die für die Behandlung einer Probe benötigt wird.
Im Ausgangszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich leere Probenträger 6' in der Probenträger-Aufnahmeeinrichtung 21 , die zur Herstellung des Puffers erforderlichen Hilfsmittel, insbesondere das erste und zweite Hilfsmittel, in der ersten bzw. zweiten Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung 22, 23. Ferner befinden sich Pipettenspitzen oder -nadeln in der Pipettenspitzen-Halteeinrichtung 47. Bei den Hilfsmitteln kann es sich um folgende Hilfsmittel handeln: Erstes Hilfsmittel: alkoholische Lösung als erste Pufferkomponente
Zweites Hilfsmittel: Säurelösung als zweite Pufferkomponente
Drittes Hilfsmittel: Färbemittel oder reaktive Lösung
Es können weitere Hilfsmittel vorgesehen sein, beispielsweise ein oder mehrere Fär- bemittel, eine oder mehrere reaktive Lösungen und/oder eine oder mehrere Waschlösungen.
Die leeren Probenträger 6' sind durch Identifizierungsmittel (z. B. Barcode) eindeutig gekennzeichnet. Die Behälter, in denen sich die Hilfsmittel befinden, sind durch Iden- tifizierungsmittel (z. B. Barcode) eindeutig gekennzeichnet. Der Lagerbereich 2 hat Umgebungstemperatur. Im Teil-Arbeitsbereich 3a ist eine Temperatur von -20 °C bis Raumtemperatur eingestellt. Im übrigen Arbeitsbereich ist ein anderes definiertes Klima eingestellt, nämlich zwischen -20°C und Raumtemperatur. Es kann vorgesehen sein, dass alle Einstellungen der Vorrichtung sowie die Verfahrensabläufe, insbesondere die Prozessparameter und Probeninformationen protokolliert werden. In Fig. 4 ist die Auffangeinrichtung 34 mit einem Doppelpfeil gezeigt, der die Bewegung der Auffangeinrichtung 34 in einer horizontalen Richtung veranschaulichen soll. Die Doppelpfeile d und e veranschaulichen die Bewegung der Auffangeinrichtung 34 in einer vertikalen Richtung und einer weiteren vertikalen Richtung. Die Auffangein- richtung 34 ist also in x-, y- und z-Richtung beweglich. Die Bewegung der Pipettie- reinheit 41 in einer horizontalen Richtung ist durch Doppelpfeil a gezeigt. Die Bewegung der Pipettiereinheit 41 in vertikaler Richtung durch die Doppelpfeile b. Der Pi- pettierkopf 42 ist in x-, y- und z-Richtung beweglich. Das erfindungsgemäße Verfahren startet, wenn die Probenträger- Aufnahmeeinrichtung 21 mit sauberen Probenträgern befüllt und eine oder mehrere Proben, die sich in Probenbehältern befinden, in die erfindungsgemäße Vorrichtung über die Probenzuführung 7 in dem Gehäuse 1 in die Proben-Aufnahmeeinrichtung 48 in den Teil-Arbeitsbereich 3a eingebracht werden. Die Proben können zuvor einer Vorbehandlung unterzogen, beispielsweise zentrifugiert worden sein. Sie können zuvor ferner auf eine Temperatur unter Raumtemperatur gekühlt worden sein. Die Probe bzw. die Proben befinden sich in Probenbehältern, die durch Identifizierungsmittel (z. B. Barcode) eindeutig gekennzeichnet sind. Die Probenbehälter können geöffnet oder geschlossen sein. Es kann vorgesehen sein, das sich die Probenbehälter in ei- nem Rack befinden, das in den Teil-Arbeitsbereich 3a über die Probenzuführung 7 eingebracht wird. Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Racks gleichzeitig in den Teil-Arbeitsbereich 3a eingebracht werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Proben nach dem Einbringen in die Probenaufnahme-Einrichtung 48 weiter gekühlt werden, zumindest solange, wie sie sich in den Probenbehältern befinden.
Schritt A: Die Probe bzw. die Proben, die in die Probenaufnahme-Einrichtung 48 eingebracht sind, werden mittels einer Identifizierungseinrichtung 50 (z. B. Barcode- Reader) identifiziert. Das soll eine spätere Zuordnung der Probe zu einem Probenträger 6 ermöglichen.
Schritt B: Bei jeder Probe, die sich in der Proben-Aufnahmeeinrichtung 48 befindet, wird mittels der Zelldichte-Messeinrichtung die Zelldichte der Probe bestimmt. Es kann vorgesehen sein, dass die Zelldichte der Probe eingestellt wird, wenn die gemessene Zelldichte einen vorgegebenen Wert unter- oder überschreitet. Dieser Vor- gang kann als„Nachführen der Zelldichte" bezeichnet werden. Dazu können über die Nachführungsmittel 53 ein oder mehrere Hilfsmittel in definierten Mengen aus der ersten, zweiten und/oder dritten Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung zu dem Probenbehälter geführt werden, in dem sich die Probe befindet. Alternativ können das oder die Hilfsmittel mittels der ersten Sorte von Spitzen oder Nadeln in Schritt C2 in definierten Mengen aus der ersten, zweiten und/oder dritten Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung zu dem Probenbehälter geführt werden, in dem sich die Probe befindet. Es kann vorgesehen sein, dass die Probe mit einem Färbemittel eingefärbt oder/und mit einer reaktiven Lösung gemischt wird. Das Färbemittel und die reaktive Lösung können als Hilfsmittel in Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtungen in den gekühlten Teil-Arbeitsbereich 3a aufbewahrt sein.
Schritte C und C2: Die Pipettiereinheit 41 wird zur Pipettenspitzen-Halteeinrichtung 47 geführt und nimmt dort eine oder mehrere Pipettenspitzen oder -nadeln der ersten oder zweiten Sorte auf. Die Pipettenspitzen oder -nadeln der ersten Sorte dienen zum Mischen von Proben mit einem oder mehreren nachgeführten Hilfsmitteln. Die Pipettenspitzen oder -nadeln der zweiten Sorte dienen zur späteren Aufnahme von Proben. Es sind drei Varianten möglich: In der ersten Variante entsprach die in Schritt B gemessene Zelldichte dem vorgegebenen Wert. Die Pipettiereinheit nimmt zuerst eine Pipettenspitze oder -nadel der zweiten Sorte auf. In der zweiten Variante lag die in Schritt B gemessene Zelldichte über dem vorgegebenen Wert. Die Pipettiereinheit nimmt zuerst eine Pipettenspitze oder -nadel der ersten Sorte auf. Anschließend werden mittels der Pipettiereinheit oder den Nachführungsmitteln vorgegebene Mengen eines oder mehrerer Hilfsmittel aus dem jeweiligen Behälter der Hilfsmittel-Aufnahmeeinheiten 22, 23, 24 in die Probe geführt, um eine definierte Zelldichte einzustellen. Die zugeführten Hilfsmittel werden mit der Probe vermischt. Die Pipettenspitze oder -nadel der ersten Sorte wird anschließend abgeworfen, beispielsweise in Sammelbehälter 49. Anschließend wird die Pipettiereinheit 41 erneut zur Pipettenspitzen-Halteeinrichtung 47 geführt und nimmt dort eine Pipettenspitze oder -nadel der zweiten Sorte auf. In der dritten Variante lag die in Schritt B gemessene Zelldichte unter dem vorgegebenen Wert. Es wird ein Alarm ausgelöst, der den Benutzer über den Computer 5 präsentiert werden kann. Die Probe wird entweder nicht prozessiert oder entsprechend der Nutzervorgabe als Reaktion auf den Alarm behandelt. Schritt D: Die Pipettiereinheit 41 wird zu der Proben-Aufnahmeeinrichtung 48 geführt. Mittels einer Pipette 46 der Pipettiereinheit 41 wird eine definierte Menge einer Probe aus einem Probenbehälter entnommen. Dabei gelangt die Probe in die Pipettierspit- ze oder -nadel der Pipette 46.
Schritt E: Die Auffangeinrichtung wird in den Lagerbereich 2 bewegt. Mittels der Auffangeinrichtung 34 wird ein Probenträger 6' aus der Probenträger- Aufnahmeeinrichtung 21 entnommen, wobei der Probenträger 6' in die Halteeinheit 35 gelangt und dort auf der Heiz-/Kühlplatte 54 zu liegen kommt. Der Probenträger 6' wird dann mittels der Auffangeinrichtung 34 zu der Benetzungseinrichtung 31 geführt. Dabei gelangt er von dem Lagerbereich 2 in den Arbeitsbereich 3.
Schritt F: Der Probenträger 6' wird mittels der Auffangeinrichtung zu einer zweiten Identifizierungseinrichtung 50 (z. B. Barcode-Reader) geführt und dort identifiziert. Das soll eine spätere Zuordnung der Probe zu dem Probenträger 6 ermöglichen.
Schritt G: Das erste und das zweite Hilfsmittel werden zu einem Hilfsmittel-Gemisch vermischt. Das Hilfsmittel-Gemisch ist der Puffer. Zur Herstellung des Hilfsmittel- Gemisches werden definierte Mengen des ersten und des zweiten Hilfsmittels aus der ersten und zweiten Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung 22, 23 über das Führungsmittel 33 zu der Benetzungseinrichtung 31 geführt und dort zu einem Puffer vermischt. Die definierten Mengen des ersten und zweiten Hilfsmittels können einem fest vorgegebenen Mischungsverhältnis entsprechen. Es sei darauf hingewiesen, dass Schritt G nur erforderlich ist, wenn kein vorgefertigter Puffer eingesetzt wird. In diesem Fall wird der Puffer von einer Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung, in der er gekühlt gelagert ist, über das Führungsmittel 33 zu der Benetzungseinrichtung 31 geführt, wo er ohne weiteres eingesetzt werden kann. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass alternativ mittels des Pipettiersystems das Hilfsmittel-Gemisch hergestellt und die Proben mit Tropfen des Hilfsmittel-Gemisches benetzt werden kann. Damit entfallen die Benetzungseinrichtung 31 und/oder eine Mischeinrichtung.
Schritt H: Auf den Probenträger 6' wird der Puffer über die Düsen 32 aufgebracht. Dabei werden der Probenträger 6' mit dem Puffer gespült und insbesondere die Oberfläche des Probenträgers 6' mit dem Puffer benetzt. Es können mehrere Probenträger 6' gleichzeitig gespült werden. Die Probenträger 6' können auch nacheinander gespült werden. Schritte I und 12: Nach den Vorgaben des Benutzers der erfindungsgemäßen Vorrichtung, werden nun folgende Parameter eingestellt: die Abwurfhöhe, der Neigungswinkel des benetzten und auf der Heiz-/Kühlplatte 54 aufliegenden Probenträger 6' und optional die Abwurfgeschwindigkeit. Zur Einstellung der Abwurfhöhe werden die Auffangeinrichtung 34 und die Pipettiereinheit 41 mit dem Pipettierkopf 42, der die Pipette mit der Pipettenspitze hält, zueinander ausgerichtet. Dabei gelangen ein vorgegebener Auffangbereich des benetzten Probenträgers 6' in die Auffangposition, die Pipettenspitze in die Abwurfposition. Die Abwurfhöhe ha wird vorzugsweise auf einen Wert in einem Bereich von 0,1 bis 800 mm, der Neigungswinkel (Doppelpfeil c) des benetzten Probenträgers 6' auf einen Wert in einem Bereich von 0° bis 90°, die Abwurfgeschwindigkeit auf einen Wert im Bereich von 0 bis 10 m/s eingestellt. Der Probenträger befindet sich noch immer auf der Heiz-/Kühlplatte.
Schritt J: Eine vorgegebene Menge der Probe wird in einem oder mehreren Tropfen 8 aus der Abwurfposition auf den vorgegebenen Auffangbereich des Probenträgers 6' abgeworfen, um ein Zerplatzen der Zellkerne der Zellen, die in der Probe enthalten sind, zu erreichen. Der Probenträger trägt nun zumindest eine zerplatze Probe 9 und wird im Folgenden deshalb als Probenträger 6" bezeichnet. Der Probenträger ist optional während des Auftropfens der Probe in einem gekühlten Zustand. Dabei kann er entweder aktiv gekühlt oder auf einem kalten Block positioniert oder mit kaltem Puffer überzogen sein. Zum Überziehen des Probenträgers mit kaltem Puffer kann der Probenträger beispielsweise in den Puffer eingetaucht werden.
Schritt K: Der Probenträger 6" wird mittels der Auffangeinrichtung 34 in einen Trocknungsbereich geführt. Dort wird der Neigungswinkel des Probenträge 6" auf einen Neigungswinkel von 0° ein, in dem sich die die zerplatze Probe 9 tragende Oberfläche des Probenträgers 6" in einer horizontalen Ebene liegt. Anschließend wird der die benetzte und die zerplatze Probe 9 tragende Probenträger 6" mittels der Heiz- /Kühlplatte 54 auf eine vorgegebene Temperatur für einen vorgegebenen Zeitraum erwärmt, um eine Verdunstung des Puffers und damit eine Immobilisierung der zer- platzten Probe auf dem Probenträger 6" zu erreichen. Die Temperatur kann beispielsweise 90 °C, der Zeitraum ca. 3 bis 4 min betragen. Optional kann die Trocknung durch Gebläse unterstützt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Kühl- und Heizposition des Probenträgers 6' oder 6" in einer Position aber auch in separa- ten Positionen ausgebildet sein kann. Im letzteren Fall kann anstelle einer Heiz- /Kühlplatte 54 in einer ersten Position eine Kühlplatte und in einer zweiten Position eine Heizplatte oder umgekehrt in einer ersten Position eine Heizplatte und in einer zweiten Position eine Kühlplatte vorgesehen sein. Schritt L: Dieser Schritt ist optional. Der Probenträger 6" mit der immobilisierten zerplatzten Probe wird nun mittels der Auffangeinrichtung 34 zur Analyseeinrichtung 52 geführt. Bei der Analyseeinrichtung 52 kann es sich beispielsweise um ein Mikroskop handeln. Mittels der Analyseeinrichtung 52 kann eine automatisierte, beispielsweise mikroskopische Analyse der immobilisierten zerplatzten Probe 9 durchgeführt wer- den. Dabei kann sich der Probenträger 6" in einer Parkposition befinden.
Schritt M: Der Pipettierkopf 41 mit der Pipette 42, die die zur Aufnahme und zum Abwurf der Probe benutzte Pipettenspitze der zweiten Sorte trägt, wird zum Sammelbehälter 49 geführt. Dort wird die Pipettenspitze einschließlich des nicht abgewor- fenen Teils der Probe abgeworfen. Ist anstelle einer Pipettenspitze eine Nadel eingesetzt worden, so wird die Nadel abgeworfen. Die Nadel kann dann gewaschen und anschließend sterilisiert werden. Wird die Nadel nicht abgeworfen, kann diese ggf. in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewaschen, sterilisiert und weiterverwendet werden.
Schritt N: Mittels der Auffangeinrichtung 34 wird nun der Probenträger 6" mit der immobilisierten zerplatzten Probe zurück in den Lagerbereich 2 bewegt. Dort kann der Probenträger 6" in der Probenträger-Aufnahmeeinrichtung 21 abgelegt werden. Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 gekühlter Bereich
3 Arbeitsbereich
3a Teilarbeitsbereich
4 Klimakammer
5 Computer
5a Datenverbindung
6 Probenträger
7 Probenzuführung
8 Tropfen der Probe
9 zerplatzter Tropfen der Probe 21 Probenträger-Aufnahmeeinrichtung
22 erste Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung
23 zweite Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung
24 dritte Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung 31 Benetzungseinrichtng
32 Düse
33 Führungsmittel
34 Auffangeinrichtung
35 Halteeinheit
36 Stelleinheit
37 Arm
38 Läufer
39 Schiene
40 Sammeleinheit
41 Pipettiereinheit
42 Pipettierkopf
43 Arm
44 Läufer
45 Schiene Pipette
Pipeüenspitzen-Halteeinrichtung
Proben-Aufnahmeeinrichtung
Sammelbehälter
Identifizierungseinrichtung
Trocknungseinrichtung
Analyseeinrichtung
Nachführungsmittel
Heiz-/Kühlplatte

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur automatisierten Behandlung von Proben (8), die biologische Zellen enthalten, insbesondere von Blut- oder anderen Zellproben, wobei die Vorrichtung zumindest folgende Komponenten aufweist:
- eine Proben-Aufnahmeeinrichtung (48) zur Aufnahme einer oder mehrerer Proben (8); - eine Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung (22, 23, 24) zur Aufnahme eines oder mehrerer Hilfsmittel;
- eine Probenträger-Aufnahmeeinrichtung (21 ) zur Aufnahme eines oder mehrerer Probenträger (6);
- eine Abwurfeinrichtung (41) zum Abwerfen einer oder mehrerer Proben (8) aus einer Abwurfposition; und
- eine Auffangeinrichtung (34) zum Auffangen einer oder mehrerer abge- worfener Proben (8) in einer Auffangposition unter Erhalt einer oder mehrerer aufbereiteten Proben (9); wobei der Abstand zwischen der Abwurfposition und der Auffangposition auf eine vorgegebene Höhe (ha) einstellbar ist und die Vorrichtung ferner zumin- dest eine Temperierungseinrichtung (2, 51 ) zur Temperierung zumindest eines der Probenträger (6) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Gehäuse (1 ) aufweist, in dem Komponenten der Vorrichtung angeordnet sind, wobei in dem Gehäuse physikalische und/oder chemische Bedingungen einstellbar sind, die sich von denen der Umgebung unterscheiden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwurfeinrichtung eine Pipettiereinheit (41 ) mit einem Pipettierkopf (42), der zumindest entlang einer Achse beweglich ist, aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen temperierten Lagerbereich (2) aufweist, in dem die Hilfsmittel-Aufnahmeeinrichtung (22, 23, 24), die Probenträger-Aufnahmeeinrichtung (21) oder beide angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Arbeitsbereich (3) aufweist, in dem zumindest die Abwurfeinrichtung (41) und die Auffangeinrichtung (34) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Arbeitsbereich (3), oder einem Lagerbereich (2) der Vorrichtung (1) die Proben-Aufnahmeeinrichtung (48) angeordnet ist, wobei die Proben-Aufnahmeeinrichtung (48) eine temperierte Proben-Aufnahmeeinrichtung (48) sein kann.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Benetzungseinrichtung (31) zum Benetzen des Probenträgers (6) mit einem oder mehreren Hilfsmitteln aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Analyseeinheit (52) zur Analyse der aufbereiteten Probe
(9) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (ha) zwischen der Abwurfposition und der Auffangposition auf einen Wert zwischen 0,1 bis 800 mm einstellbar ist.
10. Vorrichtung nach der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangeinrichtung (34) eine Halterung (35) zur Aufnahme eines der Probenträger (6), in der der Probenträger (6) in der Auffangposition angeordnet ist, und eine Stelleinheit (36) zur Einstellung eines vorgegebenen Neigungswinkels des Probenträgers (6) aufweist, wobei der Neigungswinkel des Probenträgers (6) auf einen Wert zwischen 0 und 90°, bezogen auf eine horizontale Ebene einstellbar ist.
1 1. Verfahren zur automatisierten Behandlung biologische Zellen enthaltender Proben, insbesondere von Blut- oder anderen Zellproben, dadurch gekennzeichnet, dass ein temperierter Probenträger (6) mit einem oder mehreren Hilfsmitteln benetzt und auf den benetzten Probenträger (6) eine Probe aus ei- ner vorgegebenen Höhe (ha) abgeworfen wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der temperierte Probenträger (6) auf eine Temperatur unterhalb der Raumtemperatur temperiert ist.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der temperierte Probenträger (6) um einen vorgegebenen Neigungswinkel zu einer horizontalen Ebene geneigt wird, bevor die Probe (8) auf den temperierten Probenträger (6) abgeworfen wird.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe (8) auf eine Temperatur unter Raumtemperatur temperiert wird, bevor sie auf den temperierten Probenträger (6) abgeworfen wird.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe (9) nach dem Abwerfen auf den temperierten Probenträger (6) einer Analyse unterzogen wird.
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