WO2009135943A2 - Aufnahme für eine probe - Google Patents

Aufnahme für eine probe Download PDF

Info

Publication number
WO2009135943A2
WO2009135943A2 PCT/EP2009/055616 EP2009055616W WO2009135943A2 WO 2009135943 A2 WO2009135943 A2 WO 2009135943A2 EP 2009055616 W EP2009055616 W EP 2009055616W WO 2009135943 A2 WO2009135943 A2 WO 2009135943A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
receptacle
sample
wall
peltier element
peltier
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/055616
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2009135943A3 (de
Inventor
Joachim Nurnus
Axel Schubert
Fritz Volkert
Daniel HÖFERLIN
Original Assignee
Micropelt 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 Micropelt Gmbh filed Critical Micropelt Gmbh
Priority to EP09742161A priority Critical patent/EP2274100A2/de
Publication of WO2009135943A2 publication Critical patent/WO2009135943A2/de
Publication of WO2009135943A3 publication Critical patent/WO2009135943A3/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1822—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using Peltier elements

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufnahme für eine Probe in Form mindestens einer chemischen und/oder biologischen Substanz, wobei die Aufnahme mindestens ein Peltierelement (4) zum Temperieren der Probe (5) aufweist, das in eine Wandung (3) der Aufnahme (1) integriert ist. Die Erfindung betrifft auch eine Aufnahme für eine Probe mit einer Einfüllöffnung zum Einfüllen der Probe und einem Verschlusselement zum Verschließen der Einfüllöffnung, wobei in das Verschlusselement ein Peltierelement zum Temperieren der Probe integriert ist.

Description

Aufnahme für eine Probe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Aufnahme für eine Probe nach Anspruch 1 , eine Aufnahme nach Anspruch 25 sowie eine Aufnahme nach Anspruch 27.
Es ist zum Beispiel aus der US 5,525,300 bekannt, Aufnahmen in Form von Behältern, die zur Aufnahme einer chemischen oder biologischen Probe dienen, an einem Heizblock anzuordnen, um die in den Behältern befindlichen Proben auf eine gewünschte Temperatur zu bringen.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, die Genauigkeit der Temperierung einer chemischen oder biologischen Probe zu verbessern und das Einstellen auf die gewünschte Temperatur zu beschleunigen.
Dieses Problem wird durch die Aufnahme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , durch die Aufnahme mit den Merkmalen gemäß Anspruch 25 sowie durch die Aufnahme mit den Merkmalen gemäß Anspruch 27 gelöst. Weiterbildungen der Erfindungen sind in den ab- hängigen Ansprüchen angegeben.
Danach wird eine Aufnahme für eine Probe bereitgestellt, wobei die Aufnahme mindestens ein Peltierelement zum Temperieren der Probe aufweist, das in eine Wandung der Aufnahme integriert ist. Die Probe ist insbesondere mindestens eine chemische oder biologische Substanz, die in fester oder flüssiger Form unmittelbar in die Aufnahme eingefüllt wird, wobei die Aufnahme insbesondere in Form eines Reaktionsgefäßes (z.B. nach Art eines Reagenzglases, eines Becherglases oder allgemein mit einer rechteckigen oder runden Form) zum Durchführen einer chemischen oder biologischen Reaktion unter Verwendung der mindestens einen chemischen und/oder mindestens einen biologischen Substanz ausgebildet ist.
Beispielsweise weist die Aufnahme einen hohlzylindrischen Abschnitt auf oder ist im We- sentlichen hohlzylindrisch ausgebildet, wobei der Durchmesser des hohlzylindrischen Abschnitts z.B. maximal 3 cm beträgt und eine Länge von insbesondere maximal 20 cm aufweist. Die Wandstärke der Wandung der Aufnahme, insbesondere des hohlzylindrischen Abschnitts, beträgt z.B. max. 1 ,5 mm. Der hohlzylindrische Abschnitt weist darüber hinaus an einem Ende eine Einfüllöffnung auf, über den die chemische und/oder biologi- sehe Substanz in die Aufnahme einzufüllen ist.
Dem der Einfüllöffnung gegenüberliegenden Ende des hohlzylindrischen Abschnitts schließt sich insbesondere ein unterer Abschnitt der Aufnahme an, der einen Boden der Aufnahme ausbildet. Beispielsweise verjüngt sich der untere Abschnitt von dem hohlzy- lindrischen Abschnitt weg und ist z.B. konisch geformt. In einer anderen Variante ist der untere Abschnitt nach Art des Bodens eines Standardreagenzglases gerundet ausgeformt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Aufnahme zwar die Form eines Reagenz- oder Becherglases besitzen kann, sie jedoch nicht notwendigerweise aus Glas bestehen muss; beispielsweise kann die Aufnahme (bzw. zumindest deren Wandung mit dem integrierten Peltierelement) auch aus einem Kunststoff (z.B. Polyethylen, Polycarbonat oder Polypropylen) hergestellt sein, wobei sie insbesondere einstückig aus einer Kunststoffart besteht.
Es ist jedoch grundsätzlich auch denkbar, dass die Aufnahme aus einem anderen Material (etwa aus einem Metall oder aus Silizium) gebildet ist oder zumindest ein anderes Material aufweist. Die Wandung der Aufnahme, in die das Peltierelement integriert ist, oder die komplette Aufnahme ist zudem insbesondere einstückig hergestellt, d.h. sie be- steht nicht aus einer Mehrzahl kraft-, form- oder stoffschlüssig miteinander verbundener Teile. Darüber hinaus ist die Aufnahme beispielsweise zur einmaligen Verwendung ausgebildet. Insbesondere kann es sich bei der Probe um eine nukleinsäurehaltige Substanz handeln und die Aufnahme zur Durchführung der Polymerase-Kettenreaktion (Polymerase chain reaction - PCR) ausgebildet sein, d.h. als sog. „Tube" bzw. „Eppendorf-Reaktionsgefäß". Eine derartige, als Reaktionsgefäß für die PCR ausgebildete Aufnahme weist insbesondere ein Fassungsvermögen von 0,5 bis 5 ml auf. Beispielsweise weist eine derartige Aufnahme zudem einen hohlzylindrischen Abschnitt auf, der einen Durchmesser von maximal 1 ,5 cm besitzt.
Insbesondere bei Durchführen einer Polymerase-Kettenreaktion ist wichtig, dass die Probe genau und schnell auf die gewünschte Temperatur gebracht werden kann. Dies wird durch das in die Wandung integrierte Peltierelement erreicht, da durch die Nähe des PeI- tierelementes zur Probe ein guter Wärmekontakt zwischen dem Peltierelement und der Probe besteht. Mit dem integrierten Peltierelement ist es somit möglich, die Wandstärke der Aufnahme ausreichend dick zu wählen, um ein Ausdiffundieren von Probenmaterial zu vermeiden, ohne dass die dickere Wandung die Temperierung der Probe beeinträchtigt.
Das Peltierelement kann sowohl als Kühl- als auch als Heizelement betrieben werden. Ein Umschalten von Kühl- auf Heizbetrieb und umgekehrt erfolgt insbesondere durch Umpolen der an das Peltierelement angelegten Spannung.
Gemäß einer Variante der Erfindung ist die Wandung wie oben bereits erwähnt einstückig ausgebildet, wobei sie eine Innenseite, die einem mit der chemischen und/oder bio- logischen Substanz befüllbaren Volumen zugewandt ist, und eine der Innenseite abgewandte Außenseite aufweist, die eine sichtbare Außenseite der Aufnahme bildet. „Einstückig" bedeutet hier insbesondere, dass die Wandung im Wesentlichen nur aus einem einzigen Material besteht, z.B. Glas oder einem Kunststoff wie Polyethylen.
Die Wandung begrenzt die Aufnahme, d.h. ein mit der chemischen und/oder biologischen Substanz befüllbares Volumen, und kann einen Boden der Aufnahme und eine Seitenwand, die vom Boden absteht, umfassen. Das Peltierelement ist z.B. in den Boden und / oder in die Seitenwand integriert. Es können natürlich mehrere Peltierelemente vorgesehen sein, die z.B. sämtlich im Boden oder sämtlich in der Seitenwand angeordnet sind. In einer anderen Variante ist sowohl in den Boden als auch in die Seitenwand jeweils mindestens ein Peltierelement integriert. Die Erfindung umfasst darüber hinaus auch Auf- nahmen, die nicht becherförmig ausgebildet sind, sondern eine andere Form (z.B. schalenförmig) aufweisen.
Es sei darauf hingewiesen, dass unter einem „in die Wandung integrierten Peltierele- ment" auch verstanden wird, dass das Peltierelement nur abschnittsweise von dem Material der Wandung umgeben ist. Beispielsweise kann das Peltierelement mit einem Abschnitt so aus der Wandung herausstehen oder mit der Wandung abschließen, dass es in (physischen) Kontakt mit der in der Aufnahme befindlichen Probe kommt und somit eine direkte Temperierung der Probe ermöglicht. Das Peltierelement kann aber auch im We- sentlichen vollständig von dem Material der Wandung umgeben sein. Um das Peltierelement in die Wandung der Aufnahme zu integrieren kann es z.B. bei Herstellung der Aufnahme in die Wandung eingegossen werden. Dies ist insbesondere möglich, wenn die Aufnahme aus einem Kunststoff gebildet wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Peltierelement ein mikrotechnologisch (d.h. per Dünnschichttechnologie) erzeugtes Peltierelement. Derartige miniaturisierte Peltiere- lemente weisen beispielsweise eine Flächenausdehnung von 0,05 mm2 bis 100 mm2 auf. Die Höhe eines derartigen mikrotechnologisch erzeugten Peltierelementes liegt beispielsweise im Bereich von etwa 100 μm bis 2000 μm, insbesondere 500 μm bis 1 100 μm.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Aufnahme Mittel zum Erzeugen einer homogenen Temperatur in der Probe auf, wobei die Mittel einerseits mit dem Peltierelement und andererseits mit der Probe thermisch gekoppelt sind. Die Mittel erhöhen die Homogenität der in der Probe erzeugten Temperaturverteilung gegenüber einer Temperierung, die ausschließlich durch die integrierten Peltierelemente erfolgt.
Beispielsweise umfassen die Mittel ein in die Wandung integriertes Element, das mit einer größeren Fläche in thermischen Kontakt mit der Probe steht als das integrierte Peltie- relement (bzw. die mehreren integrierten Peltierelemente). Insbesondere kann das Element eine Folie aus einem gut wärmeleitfähigen Material, zum Beispiel einem Metall, sein, die einerseits an das Peltierelement angekoppelt ist und andererseits mit einer großen Oberfläche in thermischen Kontakt mit der in der Aufnahme befindlichen Probe steht. Dazu kann die Folie so in der Wandung der Aufnahme angeordnet sein, dass sie mit ei- ner Oberfläche aus der Wandung herausragt, so dass die Oberfläche in unmittelbaren, d.h. physischem, Kontakt mit der Probe in der Aufnahme steht. In einer weiteren Ausführungsform weist die Aufnahme eine Mehrzahl von Peltier- elementen auf, die entlang eines Umfanges der Aufnahme angeordnet sind. Beispielsweise können die Peltierelemente ringförmig in die Seitenwand der Aufnahme integriert sein, wobei die Abstände zwischen ihnen insbesondere konstant sein können.
Darüber hinaus kann ein umlaufendes Kontaktelement vorgesehen sein, über das die integrierten Peltierelemente elektrisch und / oder thermisch kontaktiert werden können. Beispielsweise kann das Kontaktelement ringförmig ausgestaltet sein und zum Kontaktieren der Peltierelemente auf die (zum Beispiel rotationssymmetrische) Seitenwand der Aufnahme geklemmt werden.
Des Weiteren kann die Aufnahme in seinem oberen Bereich ein Heizelement aufweisen, das den oberen Seitenwandbereich der Aufnahme beheizt, um dort die Bildung von Kondensat zu vermeiden. Der „obere Bereich" ist der Bereich der Aufnahme, in dem eine Öffnung zum Einfüllen der Probe vorgesehen ist.
Anstelle oder zusätzlich zu dem Heizelement kann auch ein Peltierelement oder es können mehrere Peltierelemente im oberen Bereich der Aufnahme angeordnet werden. Die Peltierelemente können insbesondere so betrieben werden, dass ein Temperaturgradient im oberen Bereich der Aufnahme erzeugt wird, um die Bildung von Kondensat zu verhindern.
Allgemein können mindestens zwei Peltierelemente so an der Aufnahme angeordnet und betrieben werden, dass ein Temperaturgradient in der Probe erzeugbar ist. Insbesondere können die Peltierelemente unterschiedlich betrieben werden, d.h. mit unterschiedlicher Heiz- bzw. Kühlwirkung.
In einer weiteren Variante der Erfindung weist die Aufnahme eine Mehrzahl von Peltiere- lementen auf, die in Abhängigkeit von der Form der Aufnahme so angeordnet sind, dass eine homogene Temperaturverteilung in der Probe erzeugbar ist. Beispielsweise können bei einer konischförmigen Aufnahme im oberen (breiteren) Bereich der Aufnahme mehr Peltierelemente vorgesehen werden als im unteren (schmaleren) Bereich.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich ein in die Wandung integrier- tes Sensorelement zum Erfassen der Probe angeordnet, das mit dem Peltierelement zusammenwirkt. In einer Weiterbildung ist das Sensorelement in das Peltierelement integriert. Die vom Sensorelement erfasste Temperatur der Probe wird insbesondere zum Steuern des integrierten Peltierelementes (bzw. der mehreren integrierten Peltierelemen- te) verwendet. Dazu können das Sensorelement bzw. die mehreren Sensorelemente und das Peltierelement elektrisch mit einer Steuerung verbunden sein.
Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt ist die Aufnahme als Struktur (z.B. als Reaktionskammer oder Transportkanal) eines chemischen und/oder biologischen Mikrochips ausgebildet und insbesondere Bestandteil einer mikrofluidalen Struktur („Lab-on-chip"). In oder an einem Substrat des Mikrochips ist ein Peltierelement zum Temperieren der Probe angeordnet. Beispielsweise kann das Peltierelement auch zum Steuern des Durchsat- zes durch einen Transportkanal dienen (z.B. durch lokales Gefrieren oder Auftauen von Flüssigkeiten in dem Kanal).
Gemäß einem weiteren Aspekt weist eine erfindungsgemäße Aufnahme für eine Probe in Form mindestens einer chemischen und/oder biologischen Substanz eine Einfüllöffnung zum Einfüllen der Probe und ein Verschlusselement zum Verschließen der Einfüllöffnung auf, wobei in das Verschlusselement ein Peltierelement zum Temperieren der Probe integriert ist. Insbesondere ist das Verschlusselement in Form eines lösbaren Stopfens oder Deckels ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass das Verschlusselement nicht lösbar mit der übrigen Aufnahme verbunden ist, z.B. in Form eines Deckels, der mit ei- nem Abschnitt an der übrigen Aufnahme befestigt oder einstückig mit der übrigen Aufnahme ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung mit einer Mehrzahl miteinander verbundener Aufnahmen. Insbesondere sind die Aufnahmen dieser Vorrichtung jeweils nach Art eines Eppendorf-Reaktionsgefäßes gestaltet und z.B. über ihre Ränder, die jeweils eine Einfüllöffnung der Gefäße umgeben, miteinander verbunden. Beispielsweise kann eine derartige Vorrichtung auch einstückig ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsvariante betrifft die Erfindung ein System, das eine wie oben beschriebene Aufnahme aufweist. Zudem umfasst das System eine Trägervorrichtung für die Aufnahme, die elektrische Kontakte aufweist, über die das Peltierelement elektrisch kontaktierbar ist. Insbesondere sind die Aufnahme und die Trägervorrichtung geometrisch aufeinander abgestimmt, so dass die Aufnahme zum Beispiel in die Trägervorrichtung eingesetzt (z.B. eingesteckt) werden kann und dabei die Peltierelemente der Aufnahme automatisch thermisch und / oder elektrisch kontaktiert werden. Des Weiteren kann die Trägervorrichtung auch Mittel zum Kühlen des integrierten Peltie- relementes aufweisen, um dessen Effizienz zu erhöhen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren anhand von Ausfüh- rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2A - 2C Schnittansichten betreffend ein System mit einer Aufnahme gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und einer Trägervorrichtung;
Fig. 3A und 3B verschiedene Ansichten einer zweiten Ausführungsform der Aufnahme;
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der Aufnahme; und
Fig. 5 eine vierte Ausführungsform der Aufnahme.
Figur 1 zeigt ein System aus einer Aufnahme in Form eines Behälters 1 zur Aufnahme einer Probe und einer Trägervorrichtung 2, auf der der Behälter 1 angeordnet ist. Der Behälter 1 weist eine Wandung 3 auf, die einen Boden 31 des Behälters sowie eine vom Boden 31 abstehende Seitenwand 32 umfasst. Im dargestellten Beispiel ist der Behälter rotationssymmetrisch (kegelstumpfartig) ausgebildet. Die Erfindung ist selbstverständlich jedoch nicht auf rotationssymmetrische Behälter beschränkt.
In den Boden 31 des Behälters 1 ist ein Peltierelement 4 integriert, das zum Temperieren, d.h. zum Heizen und / oder Kühlen einer in dem Behälter 1 vorgelegten Probe 5 dient. Im Beispiel der Figur 1 ist die Probe 5 eine Flüssigkeit.
Die Figuren 2A bis 2C betreffen verschiedene Varianten der Integration des Peltier- elementes 4 in den Boden 31. Danach kann das Peltierelement 4 so angeordnet sein, dass es wenig oder gar nicht aus der Wandung des Bodens 31 herausragt (Figur 2A). Hier ist die Dicke des Bodens im Bereich des Peltierelementes verringert; z.B. durch Vorsehen einer Einbuchtung (z.B. mit schrägen Seiten) im Boden 31 , so dass die Dicke des Materials des Bodens zwischen dem Peltierelement 4 und der im Behälter angeordneten Probe 5 gering ist. Dies ermöglicht eine gute thermische Ankopplung des Peltierelementes 4 mit der Probe 5. Das Peltierelement 4 weist an seiner Unterseite (d.h. an seiner der Probe 5 abgewandten Seite) Kontakte 41a, 41 b zu seiner elektrischen Kontaktierung auf. Des Weiteren sind Kontakte 42a, 42b vorgesehen, über die ein in das Peltierelement 4 integriertes Sensorelement zur Temperaturerfassung (nicht dargestellt) elektrisch kontaktiert werden kann. Selbstverständlich können auch mehrere Sensorelemente in das Peltierelement integriert sein, wobei entsprechend mehr als zwei Kontakte vorgesehen sein können. Alternativ oder zusätzlich zu den integrierten Sensoren kann zudem mindestens ein Sensorelement vorhanden sein, das nicht in das Peltierelement integriert ist, sondern separat zu diesem angeordnet ist, z.B. in der Wandung der Aufnahme.
Der Boden 31 kann im Bereich des Peltierelementes 4 auch eine so geringe Dicke aufweisen, dass das Peltierelement 4 mit einem Abschnitt aus der Wandung in das Innere des Behälters 3 hineinragt und somit ein Großteil einer Seite des Peltierelementes mit der Flüssigkeit 5 in physischem Kontakt ist (Figur 2B). Wird die Dicke der Wandung 3 im Bodenbereich 31 soweit reduziert, dass sie in der Höhe des Peltierelementes 4 entspricht oder kleiner ist, so ist die gesamte dem Inneren des Behälters 3 zugewandte Seite des Peltierelementes 4 in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit 5. Dies ist in Figur 2C dargestellt.
Die Trägervorrichtung 2 umfasst Kontaktelemente, über die das Peltierelement thermisch und elektrisch kontaktiert wird, wenn der Behälter 1 auf der Trägervorrichtung angeordnet ist. Insbesondere können Kontakte vorgesehen sein, die beim Anordnen des Behälters 1 auf der Trägervorrichtung 2 mit den Kontakten 41 a, 41 b und / oder 42a, 42b des Peltierelementes 4 elektrisch verbunden werden. Zudem weist die Trägervorrichtung 2 einen Kühlkörper 21 mit einer Mehrzahl von Kühlrippen auf, der zum Kühlen der von der zu temperierenden Probe abgewandten Seite des Peltierelementes 4 dient. Alternativ oder zusätzlich zu einem Kühlkörper, der Kühlrippen aufweist, können auch andere Kühlelemente verwendet werden, z.B. Kühlelemente, die eine Kühlflüssigkeit aufweisen.
Die Figuren 3A und 3B betreffen eine Ausführungsform der Erfindung, wonach mehrere Peltierelemente 4 in die Seitenwand 32 der Wandung 3 integriert sind. Figur 3B zeigt einen Schnitt durch Figur 3A.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist eine Mehrzahl von Peltierelementen 4 entlang eines Umfanges der Seitenwand 32 angeordnet (vgl. insbesondere Figur 3B).
Der Behälter 1 weist hier zwar kein Peltierelement im Boden 31 auf; selbstverständlich können jedoch Peltierelemente sowohl im Boden 31 als auch in der Seitenwand 32 angeordnet sein.
Die Peltierelemente 4 sind ringförmig in der Seitenwand 32 angeordnet, wobei sie kon- stante Abstände zueinander aufweisen, um eine möglichst homogene Temperaturverteilung in der Probe 5 zu erzielen.
Des Weiteren ist ein Kontaktelement in Form einer ringförmigen Druckkontaktierung 6 auf die Seitenwand 32 des Behälters 3 aufgeklemmt (aufgeschoben). Die Druckkontaktierung 6 dient zum thermischen und / oder elektrischen Kontaktieren der integrierten Peltierelemente 4 und kann vom Behälter 1 wegführende Leitungselemente aufweisen, über die die Peltierelemente zum Beispiel mit einer Steuerelektronik (nicht dargestellt) verbunden sein können. Die Druckkontaktierung 6 kann beispielsweise als flexibles Band realisiert sein. Zudem weist die Druckkontaktierung 6 Mittel zur Kühlung der Peltierelemente 4 in Form einer Mehrzahl von Kühlrippen 61 auf, die im Bereich der Peltierelemente 4 angeordnet sind.
Figur 4 betrifft eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters. Wie in Figur 1 ist ein Peltierelement 4 in den Boden 31 der Behälterwandung 3 integriert. In die Wandung 3 ist zusätzlich ein Element in Form einer gut wärmeleitenden Folie 7 integriert, das mit einer größeren Fläche in thermischen Kontakt mit der Flüssigkeit 5 steht als das Peltierelement 4. Dadurch sorgt die Folie 7 für eine homogenere Temperaturverteilung in der Flüssigkeit 5.
Die Folie 7 ist thermisch (und mechanisch) mit einer Seite des Peltierelementes 4 gekoppelt (vgl. Ausschnittsvergrößerung) und erstreckt sowohl im Bodenbereich 31 als auch in einem Abschnitt der Seitenwand 32. Die Folie 7 befindet sich dicht unterhalb der inneren Oberfläche der Wandung 3, so dass ein guter Wärmeübergang zur Flüssigkeit 5 gewährleistet ist. In einer anderen Variante ist die Folie so in die Wandung 3 integriert, dass sie mit einer Oberfläche aus der Wandung herausragt und in direktem, physischem Kontakt mit der Probe 5 steht.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters zeigt Figur 5. Wie in Figur 3 sind Peltierelemente 4 in die Seitenwand 32 des Behälters 1 integriert, die mit einer Druckkontaktierung 6 elektrisch und/ oder thermisch kontaktiert sind. Im oberen Bereich des Behälters 3, d.h. in dem Bereich des Behälters, in dem sich eine Öffnung 33 zum Einfüllen einer Probe befindet, ist ein Heizelement 8 zum Beheizen dieses Behälter- bereiches vorgesehen. Über das Heizelement 8 lässt sich insbesondere die Bildung von Kondensat am Behälter reduzieren bzw. vermeiden. Als Heizelement 8 kann ein Widerstandsheizelement oder ein weiteres Peltierelement verwendet werden.
Es versteht sich, dass die in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Elemente auch miteinander kombiniert werden können. Zum Beispiel können die Behälter der Figuren 2 bis 5 auch mit der in Figur 1 dargestellten Trägervorrichtung 2 kombiniert werden.
* * * * *
Bezugszeichenliste
1 Behälter
2 Trägervorrichtung
3 Wandung
4 Peltierelement
5 Probe
6 Druckkontaktierung
7 Element
8 Heizvorrichtung
21 Kühlkörper
31 Boden
32 Seitenwand
61 Kühlrippe

Claims

Patentansprüche
1. Aufnahme für eine Probe in Form mindestens einer chemischen und/oder biologischen Substanz, gekennzeichnet durch mindestens ein Peltierelement (4) zum Temperieren der Probe (5), das in eine Wandung (3) der Aufnahme (1 ) integriert ist.
2. Aufnahme nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (3) ein mit der chemischen und/oder biologischen Substanz befüllbares Volumen begrenzt.
3. Aufnahme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (3) einen Boden (31 ) der Aufnahme (1 ) und eine Seitenwand (32), die vom Boden (31 ) absteht, umfasst, wobei mindestens ein Peltierelement (4) in den Boden (31 ) und / oder mindestens ein Peltierelement (4) in die Seitenwand (32) integriert ist.
4. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement (4) zumindest abschnittsweise aus der Wandung (3) hervorsteht oder mit der Wandung (3) abschließt.
5. Aufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement (4) vollständig von der Wandung (3) umgeben ist.
6. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement (4) ein mikrotechnologisch erzeugtes Peltierelement ist.
7. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Erzeugen einer homogenen Temperatur in der Probe (5), wobei die Mittel einerseits mit dem Peltierelement (4) und andererseits mit der Probe (5) thermisch gekoppelt sind.
8. Aufnahme nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein in die Wandung (3) integriertes Element umfassen, das mit einer größeren Fläche in thermischem Kontakt mit der Probe (5) steht als das Peltierelement (4).
9. Aufnahme nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Element eine gut wärmeleitende Folie (7) ist.
10. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Peltierelementen (4), die entlang eines Umfanges der Aufnahme (1 ) angeordnet sind.
1 1. Aufnahme nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein die Aufnahme (1 ) umlaufendes Kontaktelement (6) zum elektrischen und / oder thermischen Kontaktieren der Peltierelemente (4).
12. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Heizelement (8) im oberen Bereich der Aufnahme (1 ).
13. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei Peltierelemente (4), die so angeordnet sind und betrieben werden können, dass ein Temperaturgradient in der Probe erzeugbar ist.
14. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Peltierelementen (4), die in Abhängigkeit von der Form der Aufnahme so angeordnet sind, dass eine homogene Temperaturverteilung in der Probe erzeugbar ist.
15. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in die Wandung (3) integriertes Sensorelement zum Erfassen der Temperatur der Probe (5), das mit dem Peltierelement (4) zusammenwirkt.
16. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (3) einstückig ausgebildet ist und eine Innenseite, die einem mit der chemischen und/oder biologischen Substanz befüllbaren Volumen der Aufnahme zugewandt ist, und eine der Innenseite abgewandte Außenseite aufweist, die eine sichtbare Außenseite der Aufnahme bildet.
17. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie becher- oder schalenförmig ausgebildet ist.
18. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Stück hergestellt ist.
19. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement (4) zumindest abschnittsweise in die Wandung (3) eingegossen ist.
20. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Polyethylen, Polycarbonat oder Polypropylen besteht.
21. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Form eines Reaktionsgefäßes zum Durchführen einer chemischen und/oder biologischen Reaktion ausgebildet ist.
22. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen hohlzylindrischen Abschnitt mit einer Öffnung zum Einfüllen der biologischen und/oder chemischen Substanz aufweist.
23. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach Art eines Eppendorf-Reaktionsgefäßes zum Durchführen der Polyme- rasekettenreaktion ausgebildet ist.
24. Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung eine Wandstärke von maximal 1 ,5 mm aufweist.
25. Aufnahme für eine Probe in Form mindestens einer chemischen und/oder biologischen Substanz, insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit ei- ner Einfüllöffnung zum Einfüllen der Probe und einem Verschlusselement zum Verschließen der Einfüllöffnung, gekennzeichnet durch ein in das Verschlusselement integriertes Peltierelement zum Temperieren der Probe.
26. Vorrichtung mit einer Mehrzahl miteinander verbundener Aufnahmen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
27. Aufnahme für eine Probe in Form mindestens einer chemischen und/oder biologischen Substanz, wobei die Aufnahme in Form einer Struktur eines chemischen und/oder biologischen Mikrochips ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an einem Substrat des Mikrochips ein Peltierelement zum Temperieren einer in der Aufnahme befindlichen Probe angeordnet ist.
28. Aufnahme nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur eine in dem Substrat ausgebildete Reaktionskammer oder ein Transportkanal ist.
29. System mit einer Aufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Trägervorrichtung (2) für die Aufnahme (1 ), die elektrische Kontakte aufweist, über die das integrierte Peltierelement (4) elektrisch kontaktierbar ist.
30. System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (2) Mittel zum Kühlen des Peltierelementes (4) aufweist.
PCT/EP2009/055616 2008-05-08 2009-05-08 Aufnahme für eine probe WO2009135943A2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09742161A EP2274100A2 (de) 2008-05-08 2009-05-08 Aufnahme für eine probe

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008023299.8 2008-05-08
DE102008023299A DE102008023299A1 (de) 2008-05-08 2008-05-08 Aufnahme für eine Probe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009135943A2 true WO2009135943A2 (de) 2009-11-12
WO2009135943A3 WO2009135943A3 (de) 2010-04-22

Family

ID=41180357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/055616 WO2009135943A2 (de) 2008-05-08 2009-05-08 Aufnahme für eine probe

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2274100A2 (de)
DE (1) DE102008023299A1 (de)
WO (1) WO2009135943A2 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19614764C1 (de) * 1996-04-02 1997-05-28 Ifak Inst Fuer Automation Und Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von unterschiedlichen Stoffkonzentrationen einer komplexen Flüssigkeit
WO2002016546A1 (en) * 2000-08-22 2002-02-28 Applied Chemical & Engineering Systems, Inc. Thermal cycler
DE102004023217A1 (de) * 2003-05-12 2004-12-09 Yokogawa Electric Corporation, Musashino Chemisches Reaktionsmodul, dessen Herstellungsverfahren und Antriebssystem für chemisches Reaktionsmodul
US20050009070A1 (en) * 2003-05-23 2005-01-13 Bio-Rad Laboratories, Inc., A Corporation Of The State Of Delaware Localized temperature control for spatial arrays of reaction media

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD157983A3 (de) * 1980-08-19 1982-12-22 Dieter Baumert Anordnung zur aufschaltung einer stoergroesse fuer die regelung der heiz-u.kuehlleistung einer peltierbatterie eines thermostaten
DE3525860A1 (de) * 1985-07-19 1987-01-29 Egbert Dr Brandau Thermostat
EP0342155A3 (de) * 1988-05-13 1990-06-27 Agrogen-Stiftung Laboratoriumsgerät zum wahlweisen Heizen und Kühlen
DE4037955A1 (de) * 1989-12-05 1991-06-06 Bernd Seidl Vorrichtung zur aufnahme von probenbehaeltnissen
FI915731A0 (fi) * 1991-12-05 1991-12-05 Derek Henry Potter Foerfarande och anordning foer reglering av temperaturen i ett flertal prov.
DE9205988U1 (de) * 1992-05-02 1992-07-30 Blaich, Rolf, Prof. Dr., 6741 Ilbesheim, De
DE4231702C2 (de) * 1992-09-22 1995-05-24 Litef Gmbh Thermoelektrische, beheizbare Kühlkammer
US5525300A (en) 1993-10-20 1996-06-11 Stratagene Thermal cycler including a temperature gradient block
JP3661112B2 (ja) * 1996-05-27 2005-06-15 独立行政法人理化学研究所 微量検体のためのインキュベーターの温度制御方法及びインキュベーター
WO1998050147A1 (en) * 1997-05-09 1998-11-12 The Regents Of The University Of California Peltier-assisted microfabricated reaction chambers for thermal cycling
US6106784A (en) * 1997-09-26 2000-08-22 Applied Chemical & Engineering Systems, Inc. Thawing station
GB9811060D0 (en) * 1998-05-23 1998-07-22 Secr Defence Incubation vessels
US6528026B2 (en) * 1998-08-13 2003-03-04 Symyx Technologies, Inc. Multi-temperature modular reactor and method of using same
JP3422262B2 (ja) * 1998-08-28 2003-06-30 株式会社島津製作所 試料冷却装置
DE29817402U1 (de) * 1998-09-29 1999-01-28 Freitag Lutz Dr Vorrichtung zum Temperieren medizinischer Flüssigkeiten
US6337435B1 (en) * 1999-07-30 2002-01-08 Bio-Rad Laboratories, Inc. Temperature control for multi-vessel reaction apparatus
DE10023476A1 (de) * 2000-05-10 2001-12-13 Bar Yoav Yigal Einrichtung zum Kühlen oder Erwärmen eines ein Getränk enthaltenden Gefäßes
DE10238843B8 (de) * 2002-08-20 2008-01-03 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement
JP4751821B2 (ja) * 2003-04-03 2011-08-17 バイオニア コーポレイション 生化学反応のリアルタイムモニタリング装置
DE20305416U1 (de) * 2003-04-03 2003-10-09 Valicek Karl Reisekoffer für temperaturempfindliche Medikamente
DE20317471U1 (de) * 2003-11-11 2004-02-12 Chi, Immanuel Transportbehälter für verderbliches Gut mit einer integrierten aktiven Kühl- oder Wärmequelle
EP1878503A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-16 Roche Diagnostics GmbH Temperatursensor zur Überwachung von Heizen und Kühlen
EP1878501A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-16 Roche Diagnostics GmbH Vorrichtung zur Heizung und Kühlung
JP2008099990A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Olympus Corp 採血管保管容器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19614764C1 (de) * 1996-04-02 1997-05-28 Ifak Inst Fuer Automation Und Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von unterschiedlichen Stoffkonzentrationen einer komplexen Flüssigkeit
WO2002016546A1 (en) * 2000-08-22 2002-02-28 Applied Chemical & Engineering Systems, Inc. Thermal cycler
DE102004023217A1 (de) * 2003-05-12 2004-12-09 Yokogawa Electric Corporation, Musashino Chemisches Reaktionsmodul, dessen Herstellungsverfahren und Antriebssystem für chemisches Reaktionsmodul
US20050009070A1 (en) * 2003-05-23 2005-01-13 Bio-Rad Laboratories, Inc., A Corporation Of The State Of Delaware Localized temperature control for spatial arrays of reaction media

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 200837 Thomson Scientific, London, GB; AN 2008-F68476 XP002565630 -& JP 2008 099990 A (OLYMPUS OPTICAL CO.) 1. Mai 2008 (2008-05-01) *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2274100A2 (de) 2011-01-19
DE102008023299A1 (de) 2009-11-19
WO2009135943A3 (de) 2010-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1134024B1 (de) Temperierter Probennehmer für Fluide
EP3120929B1 (de) Einlassventil für kammersysteme und probenbhälter sowie kammersysteme und probenbehälter mit derartigen einlassventilen
EP2169391B1 (de) Probenkammerhalter zum Haltern einer Probenkammer und System bestehend aus der Probenkammer und dem Probenkammerhalter
WO2005016529A1 (de) Flusszelle aus schichten mit verbindungsmittel
WO2016000999A1 (de) Reagenzspeicher für fluide
EP1591780B1 (de) Sensor für die Detektion von Flüssigkeiten, und diesen Sensor enthaltende Detektionsvorrichtung
WO2009144173A2 (de) Titerplatte, leseeinrichtung hierfür und verfahren zur detektion eines analyten, sowie deren verwendung
EP2647435A1 (de) Flusszelle mit einer Temperierkammer
EP3386637B1 (de) Temperiervorrichtung mit einem reaktionsgefäss
DE112014005196T5 (de) Analysator
DE102008054313B4 (de) Kartusche und Vorrichtung zur Untersuchung biologischer Proben mit temperaturgesteuerten biologischen Reaktionen
WO2011036289A1 (de) Flachkörper nach art einer chip-karte zur biochemischen analyse und verfahren zu dessen verwendung
DE102009027352A1 (de) Mikroventildichtung
EP2274100A2 (de) Aufnahme für eine probe
DE102004025538A1 (de) Temperierverfahren und -vorrichtung für die Temperaturbehandlung kleiner Flüssigkeitsmengen
EP0907414A1 (de) Verfahren zur durchführung chemischer, insbesondere biochemischer reaktionen und pipettierspitze mit reaktionsgefäss und ggf. mit zusätzlichem aufnahmeelement für die pipettierspitze
DE102015114043A1 (de) Temperiervorrichtung
DE102012221734A1 (de) Kartusche mit elektrischem Schleifkontakt sowie Verfahren
EP2928605B1 (de) Reaktionsgefäss mit magnetischem verschluss
DE102011111186B4 (de) Verfahren zur Entnahme von mit Gasblasen durchsetztem Probenmedium aus einem Probenbehälter
DE10345028B4 (de) Vorrichtung zum Halten und Verbinden von mikrofluidischen Systemen
DE102006053451A1 (de) Plattform zur Temperierung von Substanzen und zur Durchführung von zu temperierenden Reaktionen
EP1340543A1 (de) Mikrofluidsystem
DE19923584A1 (de) Inkubationsbehälter
DE10141148B4 (de) Mikrodispenser

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09742161

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2009742161

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009742161

Country of ref document: EP