WO2014009067A1 - Vorrichtung sowie verfahren zur inkubation von patientenproben - Google Patents

Vorrichtung sowie verfahren zur inkubation von patientenproben Download PDF

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WO2014009067A1
WO2014009067A1 PCT/EP2013/061739 EP2013061739W WO2014009067A1 WO 2014009067 A1 WO2014009067 A1 WO 2014009067A1 EP 2013061739 W EP2013061739 W EP 2013061739W WO 2014009067 A1 WO2014009067 A1 WO 2014009067A1
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WO
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holder
substrate carrier
liquid
incubation
samples
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Application number
PCT/EP2013/061739
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English (en)
French (fr)
Inventor
Winfried STÖCKER
Norbert Rottmann
Original Assignee
Euroimmun Medizinische Labordiagnostika Ag
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Publication date
Application filed by Euroimmun Medizinische Labordiagnostika Ag filed Critical Euroimmun Medizinische Labordiagnostika Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L9/00—Supporting devices; Holding devices
    • B01L9/52—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/20—Mixing the contents of independent containers, e.g. test tubes
    • B01F31/23—Mixing the contents of independent containers, e.g. test tubes by pivoting the containers about an axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
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    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0822—Slides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
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    • B01L2400/0457—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces passive flow or gravitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/54—Labware with identification means
    • B01L3/545—Labware with identification means for laboratory containers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/30—Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis
    • G01N1/31—Apparatus therefor
    • G01N1/312—Apparatus therefor for samples mounted on planar substrates

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for incubating patient samples, which are intended for immunological and / or histochemical examination and which are in the form of tissue or cells.
  • the patient samples are brought into contact with a liquid containing at least one reactant, thus producing staining patterns which are evaluated as part of a study of the sample.
  • tissue sections or cells are first stained and then the stained structures are examined in the context of a report.
  • tissue sections are produced and assessed on the microscope.
  • Specimens used in histological work include, in particular, surgical specimens, specimen excisions and biopsied tissue, the primary aim of which is to examine such stained tissue sections for the reliable detection and typing of tumors.
  • the processing of tissue sections to a stained specimen involves numerous steps, either manual or at least partially automated.
  • the contacting of the samples with the respectively required liquids, especially reactants and / or washing liquids usually takes place by immersion in the liquid, dripping of the liquid, placing the slides with the cut down on the surface of the liquid or passive penetration or active filling of the Liquid in a capillary gap.
  • test preparations arranged in parallel on a slide in particular tissue sections or nitrocellulose membranes with proteins derived from whole antigen extracts, are immersed, as it were, upside down in a liquid patient sample, in particular blood or serum become.
  • a reagent carrier with grooves, into each of which a liquid is introduced is provided and the test preparations arranged in rows on a slide are immersed for incubation in the respective associated channel.
  • the slide is placed in a pivoting motion together with the reagent carrier.
  • test systems known in the field of histology and histopathology are often that relatively expensive reactants are required for the incubation of the samples in many cases.
  • space required for machines is already considerable in the case of a medium sample volume. Therefore, there is a great need in the aforementioned field of laboratory diagnostics for test systems and devices with which as many different samples as possible can be processed flexibly and at least partially simultaneously. It is particularly important that very good and reliable test results can be achieved despite reduced costs of the examination and smaller space requirements of the devices.
  • the invention is based on providing a device and a method, with the patient samples, especially tissue sections, flexible, rapid and highly accurate to the presence of pathogens, antibodies and of selected biological substances.
  • the contacting of the individual samples with a reactant and / or a washing liquid take place in such a way that on the one hand an intimate contact between the liquids and the sample is produced and on the other hand a sufficient convection in these liquids is ensured.
  • the invention first relates to a device for incubating patient samples intended for immunological and / or histochemical examination, which are in the form of tissue and / or cells.
  • the device has at least one substrate carrier for applying at least one of the patient samples and at least one holder that can be equipped with at least one substrate carrier.
  • the device according to the invention has an incubation unit, by means of which the at least one patient sample arranged on the substrate carrier can be incubated with a liquid.
  • the device embodied according to the invention is characterized in that at least one movement means is provided, by which the liquid is movable relative to the patient sample at least at times during the incubation.
  • Incubation in this context means the period of time following a first contact between liquid and patient sample, in which the sample is brought into contact either continuously or at intervals with one liquid at a time, so that it leads to a reaction, in particular to formation an antigen-antibody complex, between the solid-phase patient sample and at least one liquid reactant.
  • a reaction in particular to formation an antigen-antibody complex
  • the liquid is thoroughly mixed with the reactants therein, and, on the other hand, a particularly intimate incubation of the patient sample is achieved.
  • the generation of a relative movement between the patient sample and the fluid used as needed is carried out according to a first specific embodiment by the substrate carrier, the holder and / or the incubation unit with the aid of a suitable motion is pivoted.
  • the pivoting movement causes a movement of the liquid such that it flows at least partially along the surface of the substrate carrier and wets the patient sample located thereon.
  • the holder is designed as part of the incubation unit, wherein the holder is pivoted together with the substrate carrier to produce the relative movement between sample and substrate carrier.
  • the swiveling device preferably has an electric motor which, either directly or in a preferred embodiment, indirectly initiates the pivoting movement of the at least one substrate carrier via a gear.
  • the incubation unit preferably has a fluid intake, in which the respective fluid can flow in different directions. It is conceivable to carry out the liquid absorption depending on the shape and size of the patient sample or of the substrate carrier as a groove or as a trough.
  • the substrate carrier is for incubation, preferably with the patient sample a surface of the liquid facing, so to speak head first, immersed in the liquid-filled liquid intake. Regardless of how the substrate carrier is aligned relative to the liquid intake, it is also conceivable to insert the substrate carrier either in the liquid receptacle or to attach by at least one fastening means to the receptacle.
  • flow obstacles in particular in the form of elevations, can be provided within the liquid intake, preferably at the bottom.
  • the liquid receptacles are designed such that the liquid therein does not leak during the pivoting movement. This is achieved either by the fact that the grooves or the tub have an additional volume, in the excess medium can flow at least temporarily, or that at least one sealing element is provided on the circumference of the gutter or tub rim.
  • a corresponding seal between the peripheral edge of the trough-shaped or trough-shaped liquid receptacle and the substrate carrier on which the sample to be incubated is preferably carried out.
  • the moving means as a nozzle, blower and / or as a pressure or suction pump, by means of which the liquid in the fluid intake is at least temporarily moved. Furthermore, it is conceivable that with the aid of the pumping unit, the addition of a liquid in the liquid intake or the suction takes place.
  • the technical solution according to the invention can be used particularly advantageously if tissue sections are arranged on the substrate carrier and at least two, preferably a plurality, in particular ten, such substrate carriers are mounted on a holder.
  • the holder has means for releasably securing at least one substrate carrier.
  • the substrate carrier is non-destructively detachable from the holder and can be connected to this at a later date again.
  • a holder in which at least one substrate carrier, preferably a plurality of substrate carriers can be arranged flexibly, enables an optimal, in particular needs-based combination of different samples for their provision, processing, incubation, visual examination and / or archiving.
  • the development of the invention described above is characterized in particular by the fact that, depending on the examination requirement and the time available, different substrate carriers, which in turn can be equipped with individual patient samples in different ways, can be fastened in a holder. It is particularly advantageous that such a holder can be transferred together with the substrate carriers and the samples arranged thereon at least temporarily during the incubation in a pivoting movement.
  • the invention thus provides a flexibly configured device which on the one hand enables the simultaneous incubation of a large number of different samples and on the other hand ensures a particularly effective incubation of patient samples which are in the form of tissue sections or cells.
  • the substrate carriers are arranged within the holder such that their main extension direction extends transversely to the longitudinal axis of the holder. In this context, it makes sense to carry out the substrate carrier significantly smaller than the standard slides used. Such substrate carriers are sometimes referred to as magnetic chips.
  • the substrate carriers preferably have a surface area of 110 to 120 mm 2 , with a preferred substrate carrier having a surface area of approximately 6 x 19 mm 2 .
  • At least two of the described substrate carriers are preferably arranged in a holder, with a plurality of such substrate carriers being arranged side by side in a very preferred manner.
  • On a substrate support is in turn depending on the planned investigation, one or a plurality of samples in the form of tissue or Cells arranged.
  • a patient sample arranged on a substrate carrier is surrounded at least in some areas by a web.
  • the substrate carrier it is likewise conceivable for the substrate carrier to have, as an alternative or in addition, at least one recess within which the sample is located.
  • the web and / or the area surrounding the recess preferably projects beyond the patient sample in such a manner that bleeding of a medium, in particular a mounting medium, from the sample to the surface of the substrate carrier surrounding the sample is reliably prevented.
  • the samples arranged on a substrate carrier can have substantially the same size or, depending on the respective analysis, be of different sizes.
  • the sample is arranged on a carrier substrate and is applied to the substrate carrier together with the carrier substrate.
  • the carrier substrate is a glass or plastic carrier, in particular a fragment of a conventional cover glass or a plastic film.
  • a carrier substrate preferably has a surface area of 10 to 12 mm 2 , wherein a carrier substrate according to a special development of the invention is made square, in particular has a surface of 3.33 x 3.33 mm 2 .
  • a functional coating is provided between the sample and the substrate carrier.
  • a functional coating ensures that the sample, in particular a section of human tissue or a covering glass fragment with a tissue section located thereon, adheres particularly securely to the substrate carrier. It is essential here that no detachment takes place between the sample and the substrate carrier during the incubation.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the substrate carrier and the patient sample are arranged and designed in such a way that at least temporarily a cover can be arranged above the patient sample.
  • a cover is usually a glass cover, for example a cover glass or a part of a cover glass, which is placed over the sample before a visual examination, in particular before a microscopic examination.
  • a mounting medium is located between the cover and the patient-mounted on a substrate support.
  • the mounting medium can be designed as a UV-curable adhesive.
  • the cover rests cleanly and preferably at a defined distance above the sample on a stop surface.
  • the cover is located on a Patient sample at least partially surrounding web or on a peripheral surface of the substrate carrier, which projects beyond the sample on.
  • the patient sample is preferably a tissue section, in particular an at least temporarily paraffinized tissue section.
  • tissue section in particular an at least temporarily paraffinized tissue section.
  • Such cuts are well known in the field of histopathology. As a rule, this is a thin slice of a few micrometers thickness, which originates from a tissue sample of a patient to be examined.
  • the incubation and / or cleaning or washing steps are carried out in the apparatus described above.
  • samples, in particular tissue sections, of the same and / or different size can be arranged on a substrate carrier. Likewise, it is conceivable, depending on the planned examinations or test runs, to arrange substrate carriers variably within the holder.
  • variable means, for example, that a different number of substrate carriers can each be equipped, as required, with one or a plurality of samples originating from different patients and / or having the distinguishing properties, and arranged in a holder.
  • a control is provided according to a specific embodiment of the invention.
  • an identification code in the form of a 2D barcode, a 3D code or an RFID tag is provided on each substrate carrier and / or holder so that each sample can be uniquely identified and localized in a laboratory.
  • an association is generated by means of a laboratory software and / or in the control unit depending on the planned processing of a sample, at least one of the steps to be performed the investigation and / or depending on a property of the investigation to be performed, the at least a patient sample and / or a placement of the holder is based on at least one substrate carrier.
  • the invention further relates to a method for incubating patient samples intended for immunological and / or histochemical examination.
  • the at least one patient sample is provided as a tissue section and / or in the form of cells and applied to a substrate carrier.
  • a holder is provided which is connected directly or indirectly to the substrate carrier.
  • the patient sample is incubated with a liquid while the patient sample is indirectly received in the holder over the substrate carrier.
  • the method according to the invention is characterized in that during the incubation the liquid is at least temporarily stored. is moved relative to the patient sample. Preferably, the liquid is moved so that it flows over the liquid. It is essential that the sample is sufficiently wetted with the fluid and the liquid is constantly moved during the incubation, so that this remains in a mixed state.
  • the at least one substrate carrier is attached non-destructively releasably in the holder and the holder is pivoted together with the substrate carrier.
  • the at least one sample is immersed, at least temporarily, in a liquid receptacle of an incubation unit.
  • the liquid intake of the incubation unit is preferably filled with a reactant and / or a washing liquid, so that the sample is finally brought into contact with the liquid during the liquid movement.
  • the holder, to which at least one substrate carrier can be releasably secured is designed as part of the incubation unit and has at least one fluid intake in the form of a channel or trough.
  • a needs-based placement of the substrate carrier with the individual samples and the holder with the individual substrate carriers takes place.
  • a method according to the invention is characterized in that, depending on the intended processing of the sample, at least one of the method steps of the examination to be performed and / or depending on a property of the examination to be performed, an association is generated which corresponds both to a mounting of the holder with one or more Substrate carriers as well as the substrate carrier with one or more samples is based.
  • the holder can be grasped, positioned and / or moved directly, or that in turn a further device is provided, to which the holder is fastened at least temporarily.
  • additional devices can be either receptacles, in particular casings, or else racks which serve to store and plan to provide the samples arranged inside the holder.
  • a device designed according to the invention and a method based on the essential features of the invention are preferably usable in the field of histology, histopathology and histochemistry, in particular immunohistochemistry. It is essential that a plurality of tissue sections can be flexibly arranged in a holder having a substrate carrier, wherein the arrangement can always be optimized with regard to the method steps to be performed and the time required for this purpose.
  • the witnesses a relative movement between the liquid used in each case and the samples during the incubation allows on the one hand a particularly intensive contact between the liquid and a patient sample and on the other hand ensures a good mixing of the liquid.
  • FIG. 1 substrate carrier with tissue samples arranged thereon;
  • Fig. 3 Holders with populated substrate carriers in different views
  • Fig. 4 representation of different types of equipment of a holder
  • Fig. 5 Top view of a tray with a plurality of holders
  • FIG. 6 shows various views of an incubation unit with channel-shaped liquid receptacles
  • Fig. 7 Schematic representation of the incubation of substrate carriers with tissue samples, which are arranged in trough-shaped fluid receptacles of a reagent carrier;
  • FIG. 8 shows different views of an incubation unit with a trough-shaped fluid receptacle
  • Fig. 10 Detail view of a fastener between the holder and the substrate carrier.
  • FIG. 1 shows a substrate carrier with samples arranged thereon, as it can be used in a preferred manner with the apparatus according to the invention and the corresponding method.
  • the substrate carrier is designed in such a way that it can be applied to or attached to a holder alone or together with others as required, in order to set the substrate carrier together with the holder in a pivoting movement. If no holder is used, it is likewise conceivable to incubate such a substrate carrier individually and / or to feed it to further method steps.
  • a preferred possibility of bringing the samples arranged on the substrate carrier into contact with a liquid, in particular with a liquid which contains at least one reactant or with a washing liquid, is to pass the samples adhering to the substrate carrier quasi upside down into the corresponding fluid immerse.
  • the liquid is in this case in a gutter or tub of an incubation unit, which is pivoted during incubation together with a substrate carrier, which is optionally attached to a holder.
  • the illustrated substrate carrier 1 is characterized in that it is significantly smaller than conventional microscope slides.
  • such substrate carriers 1, which are also referred to below as magnum chips are preferably equipped with more than one sample 2 and / or with more than one biochip, that is to say a carrier substrate 3 coated with biological material, in particular a cover glass fragment.
  • the substrate carriers 1 described can have different sizes, the size always being adapted to the requirements.
  • 1 a shows a plan view and an oblique view of the substrate carrier 1, while FIG.
  • FIG 1 b shows an enlarged detail view of the detail "A"
  • Magnum chip has a size of 6 ⁇ 19 ⁇ 0.6 mm 3.
  • Four samples 2 of biological material, which are paraffinized tissue sections which are applied to cover glass fragments 3, are arranged on the substrate carrier 1 according to FIG Cover glass fragments 3 with the paraffinized tissue sections represent so-called biochips 2 which allow preferential provision, handling and examination of biological material
  • the biochips 2 have a surface area of 3.3 x 3.3 mm 2.
  • the cover glass fragments 3 of the biochips 2 have a thickness of 0.15 mm, while the tissue sections have a thickness of about 0.004 mm, each on the sub stratif 1 biochip 2 represents an independent sample, which can be omitted depending on the examination needs or replaced by another sample and / or another biochip.
  • four biochips 2 are arranged at least approximately in series on the substrate carrier 1, wherein the cover glass fragments 3 with the tissue sections are in turn arranged on the substrate carrier 1 or magnum chip.
  • an identifier 4 in the form of a 2D barcode is provided at one end of the substrate carrier 1.
  • This identifier 4 contains all the information about the sample 2 required for the examination, in particular the type of tissue and the origin of the tissue, in order to identify the samples 2.
  • a corresponding identification code is stored in a central control unit for each sample 2. Both in the assembly of the substrate carrier 1 and in the incubation, examination, diagnosis and archiving of the samples 2, this identification code is taken into account.
  • the control unit is designed in this context such that at least the incubation and the delivery of the samples to an examination unit are automatically controlled.
  • 1 b shows in a greatly enlarged detail view the detail "A" -shown here is a biochip 2 arranged on the substrate carrier 1.
  • Biological material in the form of a tissue section is arranged on the actual chip 3, which is designed as a cover glass fragment b illustrates the size ratio of the thickness of the Substratträ- gers and the cover glass fragment 3 on the one hand to the thickness of the tissue section 5 on the other.
  • devices and devices which are used for the manual or automatic processing of the samples 2 mounted on the substrate carriers 1 or on magnum chips according to FIG. 1 a require significantly less space, energy and reactants if the design is suitable in relation to all steps performed with a sample, in particular incubation, examination, diagnosis and archiving.
  • the theoretically usable surface of a standard slide corresponds approximately to seventeen times the surface of the substrate carrier 1 or magnum chip used.
  • the capacity of four samples 2 on a comparatively small, bar-code carrying substrate carrier 1 is particularly well suited for the typical requirements of a histological or histopathological diagnostic laboratory, eg in tumor diagnostics.
  • a large number of samples 2 of different patients can be dyed rationally, effectively and flexibly;
  • the individual biochips 2 of 3.33 ⁇ 3.33 mm 2 are still large enough to be evaluated by one or two in most questions small number of biochips to ensure optimal diagnosis.
  • FIG. 2a shows a substrate carrier 1 with the dimensions according to FIG. 1, on which not a plurality of samples 2 but rather a sample is arranged.
  • FIG. 2b shows, by way of example, special combinations of differently equipped substrate carriers 1 in a holder 6, wherein the type of a sample, the dimensions of the biochips and / or the size and number of samples per substrate carrier 1 can always be adjusted as required to use the principal advantages of the invention optimally.
  • FIG. 2 a shows a substrate carrier 1 on which a 2D barcode is attached as identification 4 and on which a tissue section is located.
  • the substrate carrier 1 has the dimensions 48 ⁇ 19 ⁇ 0.6 mm 3 .
  • the use of large-area tissue sections in addition to smaller tissue samples is quite useful for certain applications in the field of medical diagnostics.
  • the substrate carrier 1 in turn has suitable fastening means, so that it can be fastened in a holder 6.
  • FIG. 2 b shows an arrangement of various substrate carriers 1, which can be assembled in a preferred manner and fastened in a holder 6.
  • the substrate carriers 1 have either tissue sections of different number and size or an arrangement of biochips 2.
  • the combination of the required substrate carrier 1 with the samples 2 biological material thereon is made as needed and can always meet the requirements of the investigation and / or the work progress, in particular Dependence of the next required work step to be adapted in the laboratory.
  • the substrate carriers have suitable fastening elements, so that either a substrate carrier or a plurality of substrate carriers, for example ten, can be fastened to a holder as required.
  • the holder is connected directly or indirectly with a pivoting device such that the holder 6 with the substrate carriers 1 attached to it, on which the samples are located, can be pivoted about a longitudinal axis.
  • the holder is pivoted 6 as soon as the samples with a liquid, in particular with a liquid which has at least one reactant, or with a washing liquid, have been incubated.
  • the pivoting device has a pivotable tray on which the holder is placed for pivoting, or the pivoting device in turn has fastening elements and / or recordings on which the holder 6 can be releasably attached.
  • a fastening and / or releasing the holder on the pivoting device is destructive and preferably without tools.
  • FIG. 3 a shows a top view of a holder 6 with ten substrate carriers 1 fastened thereto.
  • the holder 6 is designed in the form of a frame to which the substrate carriers 1 are releasably secured by means of suitable fastening means.
  • the substrate carriers 1 are arranged transversely to the longitudinal direction of the holder 6 and have an identifier 4 which is embodied as a 2D code and in each case via four samples 2 of biological material which are arranged on corresponding adhesion surfaces.
  • an identifier 7 is provided in the form of a 2D code, so that the holder 6 with the substrate carriers 1 and samples therein can be identified at any time unambiguously and is thus reliably supplied to the required operation and / or archiving ,
  • a clip mechanism or via an adhesive connection, which is optionally also designed to be easily detachable.
  • FIGS. 3b to 3d show the holder 6 according to FIG. 3a with the substrate carriers 1 fastened thereto in sectional or detailed views.
  • 3b shows a view along the section "A - A" which runs centrally in the longitudinal direction of a substrate carrier 1 and transversely to the longitudinal axis of the holder 6.
  • Four samples 2 are arranged on the substrate carrier 1 in the longitudinal direction of the substrate carrier 1.
  • an identifier 4 is applied at one end, which permits unambiguous identification of the substrate carrier 1 and the samples 2 located thereon.
  • the samples of biological material are tissue sections which are based on the presence of specific tumor cells and / or tumor markers to be examined.
  • FIG. 3c shows the detail "A" in an enlarged detail view, clearly showing the substrate carrier 1 with the biochip 2 arranged thereon, on which the tissue section 5 intended for an examination is located each biochip 2 carrying a tissue section is covered by a cover 8, which is adapted in shape and size to the surface of the holder 6 equipped with substrate carriers 1. Between the cover 8, which rests on its outer periphery in the edge region of the holder 6, and the samples 2 there is a mounting medium, which is needed for the visual examination of the samples 2. Usually, used in either a water soluble or an organic mounting medium. Alternatively, in some cases, an adhesive film coated with an appropriate medium is used.
  • FIG. 3 shows the detail "B" also in an enlarged detail view: While the biochip 2 rests on the substrate carrier 1 with its supporting glass substrate 3, a sample 2 of biological material in the form of a tissue section is located on the surface Tissue section is covered by a cover 8, wherein a mounting medium is provided between cover 8 and biochip 2.
  • the holder 6 provided according to the invention offers the advantage that for the substrate substrate 1 after staining with the samples 2 or biochips thereon again in others Thus, in a holder 6, the substrate carriers 1 can be reassembled with the samples of a patient, which, however, have passed through different staining protocols and thus were assigned to other functional groups during the staining process.
  • the substrate carriers 1 are fixed at least temporarily and detachably, e.g. through the use of clips.
  • the holder 6 is an aluminum frame, on which a cover 8 in the form of a size-matched cover glass is applied.
  • the size of the holder 6 shown corresponds to the size of a conventional normalized slide, so that this holder 6 can be used together with commercially available microscopes, which are aligned on conventional slides.
  • the size of the holder 6 predetermines the size of the substrate carrier 1, in particular how many magnum chips 1 equipped with biochips 2 and / or macrochips with large-area tissue sections can be arranged together.
  • the dimensions are preferably selected such that ten substrate carriers 1 or magnum chips equipped with biochips 2 are arranged in a holder 6.
  • FIG. 6 The format of this holder 6 allows containers for storage of conventional slides to be used for storage of the holder 6, optionally together with or separately from conventional slides.
  • Figures 4a to 4c show in an illustrative form in each case a holder 6, as it is used for the visual examination of the samples by means of a microscope, with substrate carriers 1 mounted therein.
  • the arrangement of the samples 2 on the substrate carriers and the substrate carrier 1 within the holder 6 was in this case made such that a visual evaluation of the samples 2 can be made particularly effective, in particular the required travel paths between the individual samples 2 and the focal plane of optics Examination unit, in particular the lens of a microscope can be minimized.
  • At least one assignment is generated in a controller on the basis of the required examinations and of an analysis plan, according to which the placement of the substrate carriers 1 and the holder 6 takes place.
  • an assignment is created specifically for each working step during the processing and examination of the samples and taken into account in the execution of the individual examination steps.
  • FIG. 4a While in the holder 6 shown in FIG. 4a ten substrate carriers 1 are fixed with samples 2 arranged in the form of biochips, in the holders 6 according to FIGS. 4b and 4c, larger substrate carriers 1 are provided in addition to substrate carriers 1 with biochips 2, have been applied to the large-area tissue sections.
  • the substrate carriers 1 in the holder 6 according to FIG. 4a each have a control 9 and two or three biochips 2 with tissue sections.
  • the arrangement of the tissue sections P1 to P4 on the substrate carriers 1 and with respect to the holder 6 was carried out depending on the patient affiliation and the colorations to be carried out.
  • the assignment of the individual tissue sections to individual discrete examination sites on the substrate carriers 1 and within the holder 6 was generated by means of a control unit.
  • FIG. 5 shows a tray 10, in which in turn a plurality of holders 6 are combined with the substrate carriers 1 fastened therein.
  • a tray 10 may be preferably fed to the microscope stage of a microscope for the visual inspection of the individual samples 2.
  • it is suitable for an advantageous, especially space-saving archiving of the samples 2. Due to the identifiers 4, 7, 1 1, which are provided on the substrate carriers 1, the holders 6 and the tray 10, at any time a unique identification of the individual Samples 2 possible.
  • FIG. 6 shows an incubation unit 12 with which the samples 2 of biological material, in particular tissue sections, fixed to the substrate carriers 1 or magnum chips are effectively and readily reproducible with the required reagents and / or rinsing liquids the liquid phase to bring into contact, so are incubable.
  • the holder 6, which serves to accommodate different substrate carriers 1, represents the central component of the incubation unit 12.
  • Figure 6a shows a holder 6 of the incubation unit 12 in an oblique view
  • Figure 6b provided the same for the incubation Holder 6 in a plan view and a longitudinal "A - A" and a cross section "B - B" of the holder 6 shows.
  • the holder 6 of the incubation unit 12 has a plurality of, in the example shown, five fluid receptacles 13 in the form of grooves.
  • the grooves are in this case arranged parallel in the body of the holder 6 and respectively provided for receiving a stocked with samples 2 substrate carrier 1 and a Magnumchips.
  • individual Magnumchips for incubation with the samples arranged thereon facing upwards or the gutter floor, so to speak, upside down, are inserted.
  • the holder 6 of the incubation unit with the liquid receptacles provided therein is designed in such a way that the holder 6 can be set into a pivotal movement about its longitudinal axis, in order to move the liquid in the channel-shaped liquid receptacles into a flow movement along the grooves offset.
  • the incubation unit 12 which has a holder with five grooves 13 for receiving substrate carriers 1, represents an advantageous embodiment of the invention. In this case, a group of five substrate carriers 1, together with the samples 2 thereon, undergoes a multiplicity of working steps in the laboratory, especially the incubation.
  • the holder 6 of an incubation unit 12 five substrate carriers 1 each having four biochips 2 are arranged so that the holder has a total of 20 independent samples 2. These samples 2 undergo time-synchronous incubation with a descending alcohol series medium, immunohistochemical staining and incubation with an ascending alcohol series medium.
  • the incubation is carried out by first filling the respectively required liquid 14 into the grooves 13 of the holder and then displacing the holder 6 with the substrate carriers arranged in the grooves in a pivoting movement about its longitudinal axis.
  • the liquid 14 reciprocates during the incubation in the individual grooves 13, whereby a good mixing of the liquid 14 is ensured and an intimate contact between the sample 2 and the liquid 14 takes place.
  • the grooves 13 of the holder 6 shown in Figure 6 protrude on both sides beyond the end of the substrate carrier 1, so that in this area an additional reservoir 15 is located in which excess liquid 14 collects before it flows back to the other side.
  • the channel bottom is inclined in the longitudinal and in the transverse direction, so that a slight trough shape is created.
  • the inclination in The filling and / or removal of a liquid 14 into or out of the grooves 13 is usually carried out in the area of the additional reservoirs 15.
  • the longitudinal direction is shown in section "B-B"
  • twenty slides would have to be picked at least 20 times to perform the corresponding work steps, whereas according to the illustrated embodiment, an entire group consisting of 20 samples 2 and one holder 6 would be handled, and liquids would be handled, for example
  • the outlay for the processing of the individual samples is thus considerably reduced.
  • FIG. 6 the incubation of the samples 2 is shown in detail in FIG.
  • the illustrated holder 6 of an incubation unit 12 as well as the substrate carriers 1 correspond to those which have been explained in connection with FIG.
  • the incubation of the samples 2 takes place in that the holder 6 is pivoted with the substrate carriers 12 contained in the channels 13 or trays in such a way that the liquid 14 alternates in the two longitudinal directions of the channels 13 or 13 Tubs moved.
  • the reactions in the tissue sections incubated in this way are remarkably uniform because the reactants in the liquid are constantly mixed.
  • FIG. 8 shows an alternative embodiment of an incubation unit 12.
  • the holder 6 of the incubation unit 12, as a fluid receptacle 14, does not have individual grooves, but the over a comparatively large tub.
  • Substrate carriers 1 are preferably incubated with a holder 6 designed in this way, on which large-area tissue sections are located in comparison to the biochips 2. Incidentally, the incubation is effected here by pivoting the holder 6 of the incubation unit 12.
  • each of the patient samples for each of the requested antibodies would have to be reared at least one slice on each slide:
  • the biopsy of the potential tumor is sufficiently large (larger than 7 ⁇ 7 mm) and the biopsate in the HE overview stain is sufficiently homogeneous, it may be sufficient to use only one incision to obtain a biochip therefrom 2 to produce
  • Figure 9 shows a holder 6 which is attached to a receptacle or placed on a tray and with the aid of the receptacle or the tray about its longitudinal axis 17 is pivotable.
  • the longitudinal axis 17, by which the holder 6 is pivoted at least temporarily in the direction of the arrow during an incubation, is shown in phantom in FIG.
  • Attachment elements 16 are again provided on the frame-shaped holder 6, by means of which a plurality of substrate carriers 1 with the tissue sections arranged thereon can be detachably fastened fixedly to the holder 6. It is possible to arrange only one or more, in the illustrated embodiment, up to eight, substrate carrier 1 side by side and to attach to the holder 6.
  • the substrate carrier 1 are arranged transversely to the pivot axis 17, so that after contacting the sample 2 with a liquid 14, the liquid 14 due to the pivotal movement parallel to the longitudinal axis of the substrate carrier 1, the sample 2 flows over, thus it to a forced relative movement between the fluid 14 and the respective sample 2 comes.
  • the incubation takes place, as shown for example in FIG.
  • the intended for the incubation or washing liquid 14 is within a designed as a trough or gutter liquid receptacle 13 of the holder 6 of an incubation unit 12 and is finally put together with the holder 6 and the substrate carriers 1 attached thereto in a pivoting movement.
  • a suitably suitable holder 6 of an incubation unit 12 with grooves is shown in FIG. 6 and with a trough in FIG.
  • the substrate carriers in each case individually into the grooves of an incubation unit 12, as shown in Figure 6, or the holder 6 according to FIG. 9 for incubation of the samples 2 in the tub of the incubation holder according to FIG. 8, or even releasably attached thereto.
  • the liquid 14 flows back and forth due to the pivoting movement within the trough or the channels of the incubation unit 12, so that on the one hand the liquid 14 is always thoroughly mixed and on the other hand intimate contact between the samples 2 adhering to the substrate carrier 1 and the liquid 14 , in particular a liquid containing reactants, or a washing liquid comes.
  • the substrate carriers 1 can be equipped very flexibly with regard to the number and the design of the samples 2. In the illustrated embodiment, there are either up to five tissue sections drawn on carrier substrates 3, which occupy a square base area, or larger tissue sections on a substrate carrier 1. It is clear that the illustrated arrangement of flexibly stockable substrate carriers 1 in a holder 6 allows a plurality of different mounting variants of the holder 6. Depending on the need for the planned examination, the individual samples 2 are arranged in such a way that in particular the demand for the reactants required for the incubation is minimized. In this connection, the swiveling movement carried out during the incubation ensures that, on the one hand, there is always an intimate contact between the reactants and the samples 2 and, on the other hand, that the reactants used are well mixed.
  • a device for the flexible attachment of substrate carriers 1, which is embodied in the manner of the holder 6 shown in FIG. 9, furthermore offers the advantage that a combination of substrate carriers 1 which can be selected as required can be moved, provided, incubated relatively in their entirety relatively an examination unit can be positioned and / or archived. Nevertheless, the system is characterized by a particular flexibility, since the composition of substrate carriers 1 in a holder 6 can be changed easily and at any time and adapted to changing needs.
  • both the individual substrate carriers 1, the so-called magnum chips, and the holder 6 have an identification 4, 7 in FIG Shape of a barcode, preferably a data matrix code.
  • an identification 4, 7 in FIG Shape of a barcode preferably a data matrix code.
  • the samples 2 can be clearly identified, located and fed to the desired method step at any time with the aid of laboratory software and the information stored in a laboratory control.
  • 9 shows in detail the detail "A" marked in FIG. 9. It can be clearly seen that at least one fastening element 16 is provided by means of which a substrate carrier 1 can be simply and reliably connected to the holder 6.
  • the fastening element 16 has a coupling point to which, for example by means of a latching or clip element, a secure and yet non-destructively releasable connection between the holder 6 and a sample carrier 2 equipped with substrate 2 can be produced
  • the fastening element 16 is designed in such a way that unintentional release of the connection, in particular during the pivoting operation and also after a relatively long time, is reliably precluded thus sure that a u Different number of substrate carriers 1 in a simple manner, quickly, safely and still be arranged with very high flexibility as a whole in a holder 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Inkubation von Patientenpro- ben, die für eine immunologische und/oder histochemische Untersuchung vorgesehen sind und die in Form von Gewebe oder Zellen vorliegen. Typischerweise werden, insbesondere auf dem Gebiet der Tumordiagnostik, die gesamten Proben oder ausgewählte Teilbereiche, deren Untersuchung von besonderem Interesse ist, zunächst einzeln oder in Gruppen auf Substratträgern arrangiert. Anschließend erfolgt eine Inkubation mit einer Flüssigkeit, die zumindest einen Reaktanten enthält, und / oder mit einer Waschflüssigkeit. Auf diese Weise werden die Patientenproben angefärbt und die entste- henden Färbemuster können im Rahmen einer Untersuchung der Proben ausgewertet wer- den. Die erfindungsgemäße technische Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass einerseits die Substratträger (1) einzeln oder zusammen mit weiteren Substratträgern jeweils in Haltern angeordnet werden und dass andererseits, insbesondere während der Inkubation, eine Relativ- bewegung zwischen den Patientenproben (2) und der für die Inkubation verwendeten Flüssigkeit erzeugt wird. Aufgrund der Bewegung der Flüssigkeit relativ zur Probe wird sowohl eine innige Inkubation der Probe als auch eine gute Durchmischung der Flüssigkeit sicher gestellt.

Description

Vorrichtung sowie Verfahren zur Inkubation von Patientenproben Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Inkubation von Patientenpro- ben, die für eine immunologische und/oder histochemische Untersuchung vorgesehen sind und die in Form von Gewebe oder Zellen vorliegen. Mit Hilfe einer Inkubationseinheit werden die Patientenproben mit einer Flüssigkeit, die wenigstens einen Reaktanten enthält, in Kontakt gebracht und so Färbemuster erzeugt, die im Rahmen einer Untersuchung der Probe ausgewertet werden.
Stand der Technik:
Auf dem Gebiet der Labordiagnostik sind verschiedene Analyseverfahren bekannt, bei denen jeweils Patientenproben in Form von Gewebeschnitten oder Zellen zunächst angefärbt und dann die angefärbten Strukturen im Rahmen einer Befunderstellung untersucht werden. Ins- besondere im Bereich der Histologie bzw. Histopathologie werden mikrometerdünne, gefärbte Gewebsschnitte hergestellt und am Mikroskop beurteilt. Zum Probengut beim histologischen Arbeiten gehören vor allem Operationspräparate, Probeexzisionen sowie mittels Biopsien entnommenes Gewebe, wobei das vorrangige Ziel bei der Untersuchung derart angefärbter Gewebeschnitte in der sicheren Erkennung und Typisierung von Tumoren liegt.
Für die Handhabung der Schnitte für Färbung, Mikroskopie und Archivierung werden üblicherweise Standard-Objektträger aus Glas mit Abmessungen von 26 x 76 x 1 mm verwendet. Auf einen derartigen Objektträger werden auf einer Seite ein einzelner Schnitt oder manchmal eine kleine Gruppe von Schnitten aufgezogen. Darüber hinaus sind schachbrett- artige Anordnungen von sehr kleinen Schnitten bekannt, die bei speziellen Analysen eingesetzt werden.
Eine Alternative zur direkten Befestigung von Gewebeschnitten auf Objektträgern ist aus der EP 0 1 17 262 bekannt. Die in dieser Schrift beschriebene technische Lösung beruht auf der sogenannten Biochip-Fragmentier-Technik und unterscheidet sich von allen oben genannten Vorgehensweisen grundlegend: Die Schnitte werden nicht direkt auf Objektträger aufgezogen, sondern zunächst auf dünne Glassubstrate, insbesondere Deckgläser, aufgebracht. Im Folgenden werden diese Glassubstrate zusammen mit den darauf haftenden Gewebeschnitten in beliebig große Fragmente unterteilt und diese Fragmente gemeinsam mit den Schnit- ten auf Objektträgern, bevorzugt durch Kleben, befestigt.
Gleichgültig ob die Patientenproben direkt oder mittelbar mit Hilfe von Biochips auf einen Objektträger aufgebracht werden, beinhaltet die Bearbeitung von Gewebeschnitten bis zur Bereitstellung eines gefärbten Präparats zahlreiche Arbeitsschritte, die entweder von Hand oder zumindest teilweise automatisiert durchgeführt werden. Das Inkontaktbringen der Proben mit den jeweils benötigten Flüssigkeiten, vornehmlich Reaktanten und/oder Waschflüssigkeiten, erfolgt üblicherweise durch Eintauchen in die Flüssigkeit, Auftropfen der Flüssigkeit, Auflegen der Objektträger mit dem Schnitt nach unten auf die Oberfläche der Flüssigkeit oder passives Eindringen bzw. aktives Einfüllen der Flüssigkeit in einen Kapillarspalt.
Aus der EP 2 191 893 A1 ist in diesem Zusammenhang ein spezielles Inkubationsverfahren bekannt, bei dem auf einem Objektträger parallel in Reihen angeordnete Testpräparate, insbesondere Gewebeschnitte oder Nitrocellulosemembranen mit aus Vollantigenextrakten stammenden Proteinen, quasi kopfüber in eine flüssige Patientenprobe, insbesondere Blut oder Serum, eingetaucht werden. Wesentlich an der beschriebenen technischen Lösung ist, dass ein Reagenzträger mit Rinnen, in die jeweils eine Flüssigkeit eingebracht wird, vorgesehen ist und die auf einem Objektträger in Reihen angeordneten Testpräparate zur Inkubation in die jeweilig zugeordnete Rinne eingetaucht werden. Während der Inkubation wird der Objektträger gemeinsam mit dem Reagenzträger in eine Schwenkbewegung versetzt. Aufgrund dieser Schwenkbewegung und der damit verbundenen Strömungsbewegung der Flüssigkeit in den Rinnen des Reagenzträgers erfolgt einerseits eine besonders effektive Inkubation der Testpräparate und andererseits wird eine Entmischung der in den Rinnen befindlichen Flüssigkeiten zuverlässig vermieden.
Problematisch an den im Bereich der Histologie und Histopathologie bekannten Testsystemen ist oftmals, dass für die Inkubation der Proben in vielen Fällen verhältnismäßig teure Reaktanten benötigt werden. Darüber hinaus ist in zumindest teilautomatisierten Laboren vielfach der Platzbedarf für Automaten bereits bei einem mittleren Probenaufkommen erheb- lieh. Daher besteht auf dem vorgenannten Gebiet der Labordiagnostik ein großer Bedarf an Testsystemen und Geräten, mit denen möglichst eine Vielzahl unterschiedlicher Proben flexibel und zumindest teilweise gleichzeitig, abgearbeitet werden können. Besonders wichtig ist, dass trotz verringerter Kosten der Untersuchung und kleinerem Platzbedarf der Geräte sehr gute und verlässliche Untersuchungsergebnisse erzielbar sind. Da beispielsweise die Genauigkeit der Typisierung eines Tumors unter anderem von der Qualität und der Effektivität der einzelnen Inkubations- und Waschschritte abhängt, ist ein inniger Kontakt zwischen den als Patientenproben verwendeten Gewebeschnitten oder Zellen und der jeweils verwendeten Flüssigkeit von besonderer Bedeutung. Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten technischen Lösung sowie den zuvor geschilderten Problemen liegt der Erfindung zu Grund, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit dem Patientenproben, insbesondere Gewebeschnitte, flexibel, zügig und hochgenau auf das Vorhandensein von Krankheitserregern, Antikörpern sowie von ausgewählten biologischen Stoffen untersucht werden können. In diesem Zusammenhang soll insbesondere das Inkontaktbringen der einzelnen Proben mit einem Reaktanten und/oder einer Waschflüssigkeit derart erfolgen, dass einerseits ein inniger Kontakt zwischen den Flüssigkeiten und der Probe entsteht und andererseits eine ausreichende Konvektion in diesen Flüssigkeiten sichergestellt ist. Vor allem sollen Entmischungserscheinungen bzw. die Entstehung von Konzentrationsgradienten innerhalb der verwendeten Flüssigkeiten, vor allem wenn in ihnen Antigene oder Antikörper vorhanden sind, weitgehend ausgeschlossen werden. Die anzugebende technische Lösung soll sich auf einfache Weise in die bekannten Laborarbeitsläufe integrieren lassen, ohne dass hierfür zeitaufwendige, zusätzliche Schritte erforderlich werden. Gleichzeitig soll der Bedarf an kostspieligen Verbrauchsmaterialien so- wie Reaktanten minimiert werden.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren nach Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Darstellung der Erfindung:
Die Erfindung bezieht sich zunächst auf eine Vorrichtung zur Inkubation von Patientenproben, die für eine immunologische und/oder histochemische Untersuchung vorgesehen sind und die in Form von Gewebe und/oder Zellen vorliegen. Die Vorrichtung verfügt über wenigstens einen Substratträger zur Aufbringung wenigstens einer der Patientenproben und über zumindest einen Halter, der mit wenigstens einem Substratträger bestückbar ist. Weiterhin verfügt die erfindungsgemäß ausgeführte Vorrichtung über eine Inkubationseinheit, durch die die wenigstens eine auf dem Substratträger angeordnete Patientenprobe mit einer Flüssig- keit inkubierbar ist. Die erfindungsgemäß ausgeführte Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Bewegungsmittel vorgesehen ist, durch das zumindest zeitweise während der Inkubation die Flüssigkeit relativ zur Patientenprobe bewegbar ist. Unter Inkubation wird in diesem Zusammenhang der auf einen ersten Kontakt zwischen Flüssigkeit und Patientenprobe folgende Zeitraum verstanden, in dem die Probe entweder kontinuierlich o- der in zeitlichen Abständen mit jeweils einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird, so dass es zu einer Reaktion, insbesondere zur Bildung eines Antigen-Antikörper-Komplexes, zwischen der in fester Phase vorliegenden Patientenprobe und wenigstens einem in der Flüssigkeit befindlichen Reaktanten kommt. Aufgrund der Bewegung der Flüssigkeit wird zum einen sicher gestellt, dass die Flüssigkeit mit den darin befindlichen Reaktanten gut durchmischt wird, und zum anderen wird eine besonders innige Inkubation der Patientenprobe erzielt.
Die Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Patientenprobe und bedarfsabhängig verwendeter Flüssigkeit erfolgt gemäß einer ersten speziellen Ausführungsform, indem der Substratträger, der Halter und/oder die Inkubationseinheit mit Hilfe eines geeigneten Bewe- gungsmittels geschwenkt wird. Die Schwenkbewegung bewirkt hierbei eine Bewegung der Flüssigkeit derart, dass sie zumindest bereichsweise entlang der Oberfläche des Substratträgers strömt und die darauf befindliche Patientenprobe benetzt. Bevorzugt ist der Halter als Teil der Inkubationseinheit ausgeführt, wobei zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen Probe und Substratträger der Halter gemeinsam mit dem Substratträger geschwenkt wird. Die Schwenkeinrichtung verfügt vorzugsweise über einen Elektromotor, der entweder unmittelbar oder in einer bevorzugten Ausführungsform mittelbar über ein Getriebe die Schwenkbewegung des wenigstens einen Substratträgers initiiert. Vorzugsweise verfügt die Inkubationseinheit über eine Flüssigkeitsaufnahme, in der die jeweilige Flüssigkeit in unterschiedlichen Richtungen strömen kann. Es ist denkbar, die Flüssigkeitsaufnahme in Abhängigkeit der Form und Größe der Patientenprobe bzw. des Substratträgers als Rinne oder als Wanne auszuführen. Der Substratträger wird zur Inkubation, bevorzugt mit der Patientenprobe einer Oberfläche der Flüssigkeit zugewandt, also quasi kopfüber, in die flüssigkeitsgefüllte Flüssigkeitsaufnahme eingetaucht. Gleichgültig, wie der Substratträger relativ zur Flüssigkeitsaufnahme ausgerichtet ist, ist es ferner denkbar, den Substratträger wahlweise in die Flüssigkeitsaufnahme einzulegen oder aber mittels wenigstens eines Befestigungsmittels an der Aufnahme zu befestigen. Um die Strömungsverhältnisse innerhalb der Flüssigkeitsaufnahme und somit insbesondere die Durchmischung der strömenden Flüssigkeit zu beeinflussen, können innerhalb der Flüssigkeitsaufnahme, vorzugsweise am Boden, Strömungshindernisse, insbesondere in Form von Erhebungen, vorgesehen sein.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung sind die Flüssigkeitsaufnahmen derart ausgeführt, dass die darin befindliche Flüssigkeit auch während der Schwenkbewegung nicht ausläuft. Dies wird entweder dadurch erreicht, dass die Rinnen oder die Wanne ein zusätzliches Volumen aufweisen, in das überschüssiges Medium zumindest zeitweise strömen kann oder aber, dass umfangseitig am Rinnen- bzw. Wannenrand zumindest ein Dichtelement vorgesehen ist. In diesem Fall erfolgt bevorzugt eine entsprechende Abdich- tung zwischen dem Umfangsrand der rinnen- oder wannenförmigen Flüssigkeitsaufnahme und dem Substratträger, auf dem sich die zu inkubierende Probe befindet.
Alternativ zur Initiierung einer Schwenkbewegung ist es denkbar, das Bewegungsmittel als Düse, Gebläse und/oder als Druck- oder Saugpumpe auszuführen, durch die die Flüssigkeit in der Flüssigkeitsaufnahme zumindest zeitweise bewegt wird. Weiterhin ist es denkbar, dass mit Hilfe der Pumpeinheit auch die Zugabe einer Flüssigkeit in die Flüssigkeitsaufnahme oder deren Absaugung erfolgt. Die erfindungsgemäße technische Lösung lässt sich besonders vorteilhaft einsetzen, sofern auf dem Substratträger Gewebeschnitte angeordnet werden und wenigstens zwei, vorzugsweise eine Mehrzahl, insbesondere zehn, derart bestückte Substratträger an einem Halter befestigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verfügt der Halter über Mittel zur lösbaren Befestigung wenigstens eines Substratträgers. Unter lösbarer Befestigung wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass der Substratträger zerstörungsfrei vom Halter lösbar ist und zu einem späteren Zeitpunkt auch wieder mit diesem verbunden werden kann.
Die Verwendung eines Halters in dem wenigstens ein Substratträger, bevorzugt eine Mehrzahl von Substratträgern flexibel angeordnet werden können, ermöglicht eine optimale, insbesondere bedarfsgerechte Zusammenstellung unterschiedlicher Proben für deren Bereitstellung, Prozessierung, Inkubation, visuelle Untersuchung und/oder Archivierung. Die zuvor beschriebene Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass in Abhängigkeit des Untersuchungsbedarfs und der zur Verfügung stehenden Zeit flexibel unterschiedliche Substratträger, die ihrerseits auf unterschiedliche Weise mit einzelnen Patientenproben bestückt werden können, in einem Halter befestigbar sind. Besonders vorteilhaft ist, dass ein derartiger Halter gemeinsam mit den Substratträgern sowie den darauf ange- ordneten Proben zumindest zeitweise während der Inkubation in eine Schwenkbewegung überführbar ist.
Die Erfindung stellt somit eine flexibel ausgestaltete Vorrichtung bereit, die einerseits die zeitgleiche Inkubation einer Vielzahl unterschiedlicher Proben ermöglicht und andererseits eine besonders effektive Inkubation von Patientenproben, die in Form von Gewebeschnitten oder Zellen vorliegen, gewährleistet.
Bevorzugt sind die Substratträger innerhalb des Halters derart angeordnet, dass ihre Haupt- erstreckungsrichtung quer zur Längsachse des Halters verläuft. In diesem Zusammenhang bietet es sich an, die Substratträger deutlich kleiner als die standardmäßig verwendeten Objektträger auszuführen. Derart ausgeführte Substratträger werden zum Teil auch als Mag- numchips bezeichnet. Die Substratträger verfügen vorzugsweise über eine Oberfläche von 1 10 bis 120 mm2, wobei ein bevorzugt ausgeführter Substratträger eine Oberfläche von etwa 6 x 19 mm2 aufweist.
In einem Halter werden vorzugsweise wenigstens zwei der beschriebenen Substratträger angeordnet, wobei auf ganz bevorzugte Weise eine Vielzahl derartiger Substratträger nebeneinander angeordnet werden. Auf einem Substratträger ist wiederum in Abhängigkeit der geplanten Untersuchung eine oder eine Mehrzahl von Proben in Form von Gewebe oder Zellen angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist eine auf einem Substratträger angeordnete Patientenprobe zumindest bereichsweise von einem Steg umgeben. Ebenso ist es denkbar, dass der Substratträger alternativ oder in Ergänzung über wenigstens eine Ausnehmung, innerhalb der sich die Probe befindet, verfügt. Der Steg und/oder die die Aus- nehmung umgebende Fläche überragt bevorzugt die Patientenprobe derart, dass ein Verlaufen eines Mediums, insbesondere eines Eindeckmediums, von der Probe auf die die Probe umgebende Fläche des Substratträgers zuverlässig verhindert wird.
Die auf einem Substratträger angeordneten Proben können weitgehend gleiche Größe auf- weisen oder aber in Abhängigkeit der jeweils durchgeführten Analyse unterschiedlich groß sein. Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Probe auf einem Trägersubstrat angeordnet ist und gemeinsam mit dem Trägersubstrat auf den Substratträger aufgebracht ist. Auf bevorzugte Weise handelt es sich bei dem Trägersubstrat um einen Glas- oder Kunststoffträger, insbesondere um ein Fragment eines herkömmlichen Deckglases oder eine Kunststofffolie. Die Verwendung derartiger Trägersubstrate, insbesondere fragmentierter Deckgläser, zur Bereitstellung von Gewebeschnitten bietet vor allem die Möglichkeit, sehr kleine Schnitte auf begrenztem Raum zur Verfügung zu stellen. Ein Trägersubstrat weist bevorzugt eine Oberfläche von 10 bis 12 mm2 auf, wobei ein Trägersubstrat gemäß einer speziellen Weiterbildung der Erfindung quadratisch ausgeführt ist, insbe- sondere über eine Oberfläche von 3,33 x 3,33 mm2 verfügt.
Auf geeignete Weise ist vorgesehen, dass zwischen der Probe und dem Substratträger eine Funktionsbeschichtung vorgesehen ist. Eine derartige Funktionsbeschichtung stellt in der Regel sicher, dass die Probe, insbesondere ein Schnitt menschlichen Gewebes oder aber ein Deckglasfragment mit einem darauf befindlichen Gewebeschnitt, besonders sicher auf dem Substratträger haftet. Wesentlich hierbei ist, dass auch während der Inkubation keine Ablösung zwischen der Probe und dem Substratträger erfolgt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Substratträger und die Patientenprobe derart angeordnet und ausgeführt sind, dass zumindest zeitweise eine Abdeckung über der Patientenprobe angeordnet werden kann. Üblicherweise handelt es sich hierbei um eine Glasabdeckung, beispielsweise ein Deckglas oder einen Teil eines Deckglases, der vor einer visuellen Untersuchung, insbesondere vor einer mikroskopischen Untersuchung, über die Probe gelegt wird. Vorzugsweise befindet sich zwischen der Abde- ckung und der auf einen Substratträger aufgezogenen Patientenprobe ein Eindeckmedium. Das Eindeckmedium kann als ein mit UV-Licht härtbarer Klebstoff ausgeführt sein.
Wesentlich ist, dass die Abdeckung sauber und bevorzugt in definiertem Abstand oberhalb der Probe auf einer Anschlagfläche aufliegt. Vorzugsweise liegt die Abdeckung auf einem die Patientenprobe zumindest abschnittsweise umgebenden Steg oder auf einer Umfangsfläche des Substratträgers, die die Probe überragt, auf.
Bei der Patientenprobe handelt es sich bevorzugt um einen Gewebeschnitt, insbesondere einen zumindest zeitweise paraffinierten Gewebeschnitt. Derartige Schnitte sind im Bereich der Histopathologie hinreichend bekannt. In der Regel handelt es sich hierbei um einen Dünnschnitt von wenigen Mikrometern Dicke, der aus einer Gewebeprobe eines zu untersuchenden Patienten stammt. Um letztendlich die Feinstruktur dieser Probe unter entsprechender Vergrößerung im Mikroskop bzw. einer gleichwertigen Untersuchungseinheit beur- teilen zu können, werden die Inkubations- und/oder Reinigungs- bzw. Waschschritte in der zuvor beschriebenen Vorrichtung durchgeführt. Wie bereits erwähnt können auf einem Substratträger Proben, insbesondere Gewebeschnitte, gleicher und/oder unterschiedlicher Größe angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, in Abhängigkeit der geplanten Untersuchungen bzw. Testläufe, Substratträger variabel innerhalb des Halters anzuordnen. Unter Variabel wird in diesem Zusammenhang beispielsweise verstanden, dass eine unterschiedliche Anzahl von Substratträgern jeweils bedarfsgerecht mit einer oder einer Mehrzahl von Proben, die von verschiedenen Patienten stammen und/oder die unterscheidenden Eigenschaften aufweisen, bestückt und in einem Halter angeordnet werden können. Um eine Automatisierung oder zumindest Teilautomatisierung der erfindungsgemäßen Inkubationsvorrichtung zu erreichen, ist gemäß einer speziellen Weiterbildung der Erfindung eine Steuerung vorgesehen. Vorzugsweise ist auf jedem Substratträger und/oder Halter ein Identifikationscode in Form eines 2D-Barcodes, eines 3D-Codes oder einer RFID-Markierung vorgesehen, so dass jede Probe eindeutig identifizierbar und in einem Labor lokalisierbar ist. Auf besonders vorteilhafte Weise wird mittels einer Laborsoftware und/oder in der Steuereinheit in Abhängigkeit der geplanten Prozessierung einer Probe, wenigstens eines der durchzuführende Verfahrensschritte der Untersuchung und/oder in Abhängigkeit einer Eigenschaft der durchzuführenden Untersuchung eine Zuordnung generiert, die einer Bestückung der Substratträger mit wenigstens einer Patientenprobe und/oder einer Bestückung der Halter mit wenigstens einem Substratträger zugrunde gelegt wird.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Inkubation von Patientenproben, die für eine immunologische und/oder histochemische Untersuchung vorgesehen sind. Hierbei wird die wenigstens eine Patientenprobe als Gewebeschnitt und/oder in Form von Zellen bereit- gestellt und auf einen Substratträger aufgebracht. Ferner ist ein Halter vorgesehen, der mittelbar oder unmittelbar mit dem Substratträger verbunden wird. Die Inkubation der Patientenprobe mit einer Flüssigkeit erfolgt schließlich während die Patientenprobe mittelbar über den Substratträger im Halter aufgenommen ist. Das erfindungsgemäß ausgeführte Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass während der Inkubation die Flüssigkeit wenigstens zeitwei- se relativ zur Patientenprobe bewegt wird. Bevorzugt wird die Flüssigkeit derart bewegt, dass diese die Flüssigkeit überströmt. Wesentlich ist, dass die Probe in ausreichendem Maß mit dem Fluid benetzt und die Flüssigkeit während der Inkubation stetig bewegt wird, damit dieses in gemischtem Zustand verbleibt.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird der wenigstens eine Substratträger zerstörungsfrei lösbar in dem Halter befestigt und der Halter gemeinsam mit dem Substratträger geschwenkt. Gemäß einer speziellen Weiterbildung der Erfindung wird die wenigstens eine Probe, zumindest zeitweise in eine Flüssigkeitsaufnahme einer Inkubationseinheit ein- getaucht. Die Flüssigkeitsaufnahme der Inkubationseinheit wird vorzugsweise mit einem Re- aktanten und/oder einer Waschflüssigkeit befüllt, so dass die Probe schließlich während der Flüssigkeitsbewegung in Kontakt mit der Flüssigkeit gebracht wird. Auf bevorzugte Weise ist der Halter, an dem wenigstens ein Substratträger lösbar befestigt werden kann, als Teil der Inkubationseinheit ausgeführt und verfügt über wenigstens eine Flüssigkeitsaufnahme in Form einer Rinne oder Wanne.
Um eine flexible Prozessierung der einzelnen Proben zu ermöglichen, erfolgt eine bedarfsgerechte Bestückung der Substratträger mit den einzelnen Proben sowie des Halters mit den einzelnen Substratträgern. Bevorzugt zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren dadurch aus, dass in Abhängigkeit der vorgesehenen Prozessierung der Probe, wenigstens eines der durchzuführenden Verfahrensschritte der Untersuchung und/oder in Abhängigkeit einer Eigenschaft der durchzuführenden Untersuchung eine Zuordnung generiert wird, die sowohl einer Bestückung des Halters mit einem oder mehreren Substratträgern als auch der Substratträger mit einer oder mehreren Proben zugrunde gelegt wird.
In jedem Fall ist es denkbar, dass zur Handhabung, Prozessierung und/oder Untersuchung der einzelnen Proben entweder der Halter unmittelbar ergriffen, positioniert und/oder bewegt werden kann oder dass wiederum eine weitere Vorrichtung vorgesehen ist, an der der Halter zumindest zeitweise befestigt wird. Bei derartigen zusätzlichen Vorrichtungen kann es sich sowohl um Aufnahmen, insbesondere Hüllen, oder aber um Racks handeln, die der Aufbewahrung und geplanten Bereitstellung der innerhalb des Halters angeordneten Proben dienen.
Eine erfindungsgemäß ausgeführte Vorrichtung sowie ein Verfahren, das auf den erfin- dungswesentlichen Merkmalen beruht, sind bevorzugt auf dem Gebiet der Histologie, der Histopathologie sowie der Histochemie, insbesondere der Immunhistochemie, einsetzbar. Wesentlich ist, dass eine Vielzahl von Gewebeschnitten flexibel in einem Substratträger aufweisenden Halter angeordnet werden können, wobei die Anordnung stets im Hinblick auf die durchzuführenden Verfahrensschritte und die hierfür benötigte Zeit optimierbar ist. Das Er- zeugen einer Relativbewegung zwischen der jeweils verwendeten Flüssigkeit und den Proben während der Inkubation ermöglicht einerseits einen besonders intensiven Kontakt zwischen der Flüssigkeit und einer Patientenprobe und stellt andererseits eine gute Durchmischung der Flüssigkeit sicher.
Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen:
Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : Substratträger mit darauf angeordneten Gewebeproben;
Fig. 2: verschiedene Anordnungen von Gewebeproben auf Substratträgern;
Fig. 3: Halter mit bestückten Substratträgern in verschiedenen Ansichten;
Fig. 4: Darstellung unterschiedlicher Arten der Bestückung eines Halters;
Fig. 5: Draufsicht auf ein Tablett mit mehreren Haltern;
Fig. 6: Verschiedene Ansichten einer Inkubationseinheit mit rinnenförmigen Flüssigkeitsaufnahmen;
Fig. 7: Schematische Darstellung der Inkubation von Substratträgern mit Gewebeproben, die in rinnenförmigen Fluidaufnahmen eines Reagenzträgers angeordnet sind;
Fig. 8: Verschiedene Ansichten einer Inkubationseinheit mit einer wannenförmigen Fluid- aufnahme,
Fig. 9: Perspektivansicht eines Halters mit mehreren unterschiedlich bestückten Substratträgern sowie
Fig. 10: Detailansicht eines Befestigungselementes zwischen Halter und Substratträger.
Figur 1 zeigt einen Substratträger mit darauf angeordneten Proben, wie er auf bevorzugte Weise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie dem entsprechenden Verfahren eingesetzt werden kann. Der Substratträger ist derart ausgeführt, dass er bedarfsgerecht alleine oder gemeinsam mit anderen auf einen Halter aufbringbar oder an diesem befestigbar ist, um den Substratträger gemeinsam mit dem Halter in eine Schwenkbewegung zu versetzen. Sofern kein Halter verwendet wird, ist es ebenfalls denkbar, einen derartigen Substratträger einzeln zu inkubieren und/oder weiteren Verfahrensschritten zuzuführen. Eine bevorzugte Möglichkeit, die auf dem Substratträger angeordneten Proben mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit einer Flüssigkeit, die wenigstens einen Reaktanten enthält, oder mit einer Waschflüssigkeit, in Kontakt zu bringen, besteht darin, die auf dem Substratträger haftenden Proben quasi kopfüber in das entsprechende Fluid einzutauchen. Wie im Weiteren noch eingehend erläutert werden wird, befindet sich die Flüssigkeit in diesem Fall in einer Rinne oder Wanne einer Inkubationseinheit, die während der Inkubation gemeinsam mit einem Substratträger, der ggf. an einem Halter befestigt ist, geschwenkt wird. Der dargestellte Substratträger 1 zeichnet sich dadurch aus, dass dieser deutlich kleiner als herkömmliche Objektträger ist. Weiterhin werden derartige Substratträger 1 , die im Folgenden auch als Magnumchips bezeichnet werden, bevorzugt mit mehr als einer Probe 2 und/oder mit mehr als einem Biochip, also einem mit biologischem Material beschichteten Trägersubstrat 3, insbesondere einem Deckglasfragment, bestückt. Grundsätzlich können die beschriebenen Substratträger 1 allerdings unterschiedliche Größen aufweisen, wobei die Größe stets dem Bedarf angepasst ist. Figur 1 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden Substratträgers 1 , wobei Figur 1 a eine Draufsicht und eine Schrägansicht des Substratträgers 1 zeigt, während Figur 1 b eine vergrößerte Detailansicht des Ausschnittes„A" enthält. Der in Figur 1 a dargestellte Substratträger 1 bzw. Magnumchip hat eine Größe von 6 x 19 x 0,6 mm3. Auf dem Substratträger 1 gemäß Figur 1 a sind vier Proben 2 biologischen Materials angeordnet, bei denen es sich um paraffinierte Gewebeschnitte, die auf Deckglasfragmente 3 aufgebracht sind, handelt. Die Deckglasfragmente 3 mit den paraffinierten Gewebeschnitten stellen sogenannte Biochips 2 dar, die eine bevorzugte Bereitstellung, Handhabung und Untersuchung von biologischem Material ermöglichen. Die Biochips 2 weisen eine Oberfläche von 3,3 x 3,3 mm2 auf. Die Deckglasfragmente 3 der Biochips 2 haben eine Dicke von 0,15 mm, während die Gewebeschnitte über eine Stärke von etwa 0,004 mm verfügen. Jeder auf dem Substratträger 1 befindliche Biochip 2 stellt eine unabhängige Probe dar, die in Abhängigkeit des Untersuchungsbedarfs weggelassen oder durch eine andere Probe und/oder einen anderen Biochip ersetzt werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Biochips 2 zumindest annähernd in Reihe auf dem Substratträger 1 angeordnet, wobei die Deckglasfragmente 3 mit den Gewebeschnitten wiederum auf dem Substratträger 1 bzw. Magnumchip angeordnet sind. An einem Ende des Substratträgers 1 ist eine Kennung 4 in Form eines 2D-Barcodes vorgesehen. Diese Kennung 4 enthält zur Identifizierung der Proben 2 alle für die Untersuchung benötig- ten Informationen über die Probe 2, insbesondere Gewebeart und Ursprung des Gewebes. Um die Proben 2 zu jedem Zeitpunkt einer Probenprozessierung und/oder -Untersuchung eindeutig zuordnen zu können, ist in einer zentralen Steuereinheit für jede Probe 2 ein entsprechender Identifikationscode hinterlegt. Sowohl bei der Bestückung der Substratträger 1 als auch bei der Inkubation, Untersuchung, Befundung und Archivierung der Proben 2 wird dieser Identifikationscode berücksichtigt. Die Steuereinheit ist in diesem Zusammenhang derart ausgeführt, dass zumindest die Inkubation und die Zuführung der Proben zu einer Untersuchungseinheit automatisiert gesteuert werden. Figur 1 b zeigt in einer stark vergrößerten Detailansicht den Ausschnitt„A"- Dargestellt ist hierbei ein auf dem Substratträger 1 angeordneter Biochip 2. Auf dem eigentlichen Chip 3, der als Deckglasfragment ausgeführt ist, ist biologisches Material in Form eines Gewebeschnitts angeordnet. Figur 1 b verdeutlicht das Größenverhältnis der Dicke des Substratträ- gers sowie des Deckglasfragmentes 3 einerseits zur Stärke des Gewebeschnitts 5 andererseits.
In der folgenden Tabelle sind die Abmessungen eines Standardobjektträgers denen eines gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendeten Substratträgers 1 ge- genüber gestellt. Wie deutlich zu erkennen ist, kann durch die erfindungsgemäße Verwendung von speziellen Substratträgern 1 gemeinsam mit geeigneten Haltern 6 die Anzahl der pro Flächeneinheit platzierbaren Proben 2 deutlich erhöht werden. Darüber hinaus ist eine wesentlich flexiblere Anordnung von Proben 2 möglich.
Figure imgf000013_0001
Aufgrund der zuvor dargestellten Größenunterschiede benötigen Vorrichtungen und Geräte, die für die manuelle oder automatische Verarbeitung der auf den Substratträgern 1 bzw. auf Magnumchips gemäß Figur 1 a montierten Proben 2 eingesetzt werden, bei geeignetem De- sign wesentlich weniger Platz, Energie und Reaktanten und zwar in Bezug auf sämtliche mit einer Probe durchgeführten Arbeitsschritte, insbesondere Inkubation, Untersuchung, Befundung und Archivierung.
Bei dem mit der vorherigen Tabelle erläuterten Ausführungsbeispiel entspricht die theore- tisch nutzbare Oberfläche eines Standardobjektträgers in etwa dem Siebzehnfachen der Oberfläche des verwendeten Substratträgers 1 bzw. Magnumchips. In Bezug auf das dargestellte Beispiel ergibt sich für die praktische Anwendung, dass 17 Magnumchips mit je einem Barcode und je 4 Proben (17 X 4 = 68) etwa den gleichen Platz benötigen, wie sonst ein Standardobjektträger.
Die Kapazität von vier Proben 2 auf einem vergleichsweise kleinen, Barcode-tragenden Substratträger 1 ist besonders gut für die typischen Anforderungen eines histologisch bzw. histopathologisch diagnostischen Labors, z.B. in der Tumordiagnostik, geeignet. Einerseits kann eine große Anzahl von Proben 2 verschiedener Patienten rationell, effektiv und flexibel gefärbt werden, andererseits sind die einzelnen Biochips 2 mit 3,33 x 3,33 mm2 noch groß genug, um bei den meisten Fragestellungen durch die Beurteilung von einem oder einer kleinen Anzahl der Biochips eine optimale Befundung sicher zu stellen.
Eine weitere vorteilhafte Anwendung von speziellen Substratträgern 1 , von denen wenigstens zwei in einer flexiblen Anordnung lösbar an einem Halter 6 befestigbar sind, wird im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben. Hierbei zeigt Figur 2a einen Substratträger 1 mit den Abmessungen gemäß Figur 1 , auf dem nicht eine Mehrzahl von Proben 2 sondern vielmehr eine Probe angeordnet ist. Die Verwendung einer derart großen Probe kann für spezielle Einsatzgebiete der hier beschriebenen Analysevorrichtung bzw. des entsprechenden Verfahrens sinnvoll sein. Ferner sind Figur 2b beispielhaft spezielle Kombinationen unterschiedlich bestückter Substratträger 1 in einem Halter 6 zu entnehmen, wobei vornehm- lieh die Art einer Probe, die Abmessungen der Biochips und/oder die Größe und Anzahl der Proben pro Substratträger 1 stets bedarfsgerecht angepasst werden kann, um die prinzipiellen Vorzüge der Erfindung optimal zu nutzen. Das hier beschriebene Verfahren und alle Vorrichtungen können vergleichsweise einfach adaptiert werden. Figur 2a zeigt einen Substratträger 1 , auf dem als Kennung 4 ein 2D Barcode angebracht ist und auf dem sich ein Gewebeschnitt befindet. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Substratträger 1 die Maße 48 x 19 x 0,6 mm3 auf. Die Verwendung von großflächigen Gewebeschnitten zusätzlich zu kleineren Gewebeproben ist für bestimmte Anwendungen auf dem Gebiet der medizinischen Diagnostik durchaus sinnvoll. Der Substratträger 1 verfügt wiederum über geeignete Befestigungsmittel, so dass dieser in einem Halter 6 befestigt werden kann.
Ergänzend zeigt Figur 2b eine Anordnung verschiedener Substratträger 1 , wie sie auf bevorzugte Weise zusammengestellt und in einem Halter 6 befestigt werden können. Die Substratträger 1 verfügen entweder über Gewebeschnitte unterschiedlicher Anzahl und Größe oder über eine Anordnung von Biochips 2. Die Zusammenstellung der erforderlichen Substratträger 1 mit den darauf befindlichen Proben 2 biologischen Materials erfolgt bedarfsgerecht und kann stets den Erfordernissen der Untersuchung und/oder dem Arbeitsfortschritt, insbesondere in Abhängigkeit des nächsten erforderlichen Arbeitsschrittes, im Labor angepasst werden. Erfindungsgemäß verfügen die Substratträger über geeignete Befestigungs- elemente, so dass wahlweise ein Substratträger oder eine Mehrzahl von Substratträgern, beispielsweise zehn, bedarfsangepasst an einem Halter befestigbar sind. Der Halter ist derart mittelbar oder unmittelbar mit einer Schwenkeinrichtung verbunden, dass der Halter 6 mit den daran befestigten Substratträgern 1 , auf denen sich die Proben befinden, um eine Längsachse geschwenkt werden kann. Der Halter wird 6 geschwenkt, sobald die Proben mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit einer Flüssigkeit, die wenigstens einen Reaktanten aufweist, oder mit einer Waschflüssigkeit, inkubiert worden sind. Entweder ist es denkbar, dass die Schwenkeinrichtung über ein schwenkbares Tablett verfügt, auf dem der Halter zum Schwenken platziert wird, oder aber die Schwenkeinrichtung weist ihrerseits Befestigungs- elemente und/oder Aufnahmen auf, an denen der Halter 6 lösbar befestigt werden kann. Ein Befestigen und/oder Lösen des Halters an der Schwenkeinrichtung erfolgt zerstörungsfrei und vorzugsweise ohne Werkzeug.
Figur 3a zeigt in einer Draufsicht einen Halter 6 mit zehn daran befestigten Substratträgern 1 . Der Halter 6 ist in Form eines Rahmens ausgeführt, an dem die Substratträger 1 mittels geeigneter Befestigungsmittel lösbar befestigt sind. Die Substratträger 1 sind quer zur Längsrichtung des Halters 6 angeordnet und verfügen über eine Kennung 4, die als 2D- Code ausgeführt ist und über jeweils vier Proben 2 biologischen Materials, die auf entsprechenden Adhäsionsflächen angeordnet sind. Auch auf dem Halter 6 ist eine Kennung 7 in Form eines 2D-Codes vorgesehen, so dass das Halter 6 mit den darin befindlichen Substratträgern 1 und Proben jederzeit eindeutig zu identifizieren ist und so auf zuverlässige Weise dem erforderlichen Arbeitsschritt und/oder der Archivierung zuzuführen ist. Die Befestigung der Substratträger bzw. Magnumchips auf einem Halter 6 erfolgt über lösbare Verbindungen, bspw. mit einem Clips-Mechanismus, oder über eine Klebeverbindung, die wahlweise ebenfalls leicht lösbar ausgeführt ist.
Die Figuren 3b bis 3d zeigen den Halter 6 gemäß Figur 3a mit den daran befestigten Substratträgern 1 in Schnitt- bzw. Detailansichten. In Figur 3b ist eine Ansicht entlang des Schnittes„A - A", der mittig in Längsrichtung eines Substratträgers 1 und quer zur Längs- achse des Halters 6 verläuft, dargestellt. Auf dem Substratträger 1 sind in Längsrichtung des Substratträgers 1 vier Proben 2 angeordnet. Zusätzlich ist an einem Ende eine Kennung 4 aufgebracht, die eine eindeutige Identifizierung des Substratträgers 1 und der darauf befindlichen Proben 2 ermöglicht. Bei den Proben biologischen Materials handelt es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um Gewebeschnitte, die auf das Vorhandensein spezieller Tumorzellen und/oder Tumormarker untersucht werden.
Figur 3c zeigt den Ausschnitt„A" in einer vergrößerten Detailansicht. Hierbei ist deutlich der Substratträger 1 mit dem darauf angeordneten Biochip 2, auf dem sich der für eine Untersuchung vorgesehene Gewebeschnitt 5 befindet, zu erkennen. Der Substratträger 1 einschließ- lieh der darauf angeordneten, jeweils einen Gewebeschnitt tragenden Biochips 2 ist von einer Abdeckung 8, die in Form und Größe auf die mit Substratträgern 1 bestückte Fläche des Halters 6 angepasst ist, überdeckt. Zwischen der Abdeckung 8, die an ihrem äußeren Umfang im Randbereich des Halters 6 aufliegt, und den Proben 2 befindet sich ein Eindeckmedium, das für die visuelle Untersuchung der Proben 2 benötigt wird. Üblicherweise wird hier- bei entweder ein wasserlösliches oder ein organischen Eindeckmedium verwendet. Alternativ wird in manchen Fällen ein Klebefilm, der mit einem passenden Medium beschichtet ist, verwendet. Durch den Einsatz eines entsprechenden Mediums zum Aufkleben einer Abdeckung wird einerseits für die visuelle Betrachtung die Klarheit der Probe verbessert und an- dererseits der Gewebeschnitt vor mechanischer Beschädigung geschützt. Bei Verwendung eines organischen Eindeckmediums können die Proben biologischen Materials in der Regel mehrere Jahrzehnte aufbewahrt werden.
Weiterhin zeigt Figur 3d die Einzelheit „B" ebenfalls in einer vergrößerten Detailansicht. Während der Biochip 2 mit seinem tragenden Glassubstrat 3 auf dem Substratträger 1 aufliegt, befindet sich auf der Oberfläche eine Probe 2 biologischen Materials in Form eines Gewebeschnitts. Der Biochip 2 mit dem Gewebeschnitt ist von einer Abdeckung 8 überdeckt, wobei zwischen Abdeckung 8 und Biochip 2 ein Eindeckmedium vorgesehen ist. Der erfindungsgemäß vorgesehene Halter 6 bietet den Vorteil, dass zur Befundung die Substratträger 1 nach der Anfärbung mit den darauf befindlichen Proben 2 bzw. Biochips wieder in anderen Funktionsgruppen zusammengestellt werden können. So können in einem Halter 6 die Substratträger 1 mit den Proben eines Patienten wieder zusammengestellt werden, die jedoch unterschiedliche Färbeprotokolle durchlaufen haben, und somit während des Färbeprozesses anderen Funktionsgruppen zugeordnet waren.
In dem Halter 6 werden die Substratträger 1 zumindest zeitweise und lösbar befestigt, z.B. durch die Verwendung von Clips. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Halter 6 ein Aluminiumrahmen, auf den eine Abdeckung 8 in Form eines größenangepassten Deckgla- ses aufgebracht ist.
Die Größe des gezeigten Halters 6 entspricht der Größe eines herkömmlichen normierten Objektträgers, so dass dieser Halter 6 gemeinsam mit handelsüblichen Mikroskopen, die auf herkömmliche Objektträger ausgerichtet sind, genutzt werden kann. Somit gibt in diesem Fall die Größe des Halters 6 die Größe der Substratträger 1 vor, insbesondere wie viele mit Biochips 2 bestückte Magnumchips 1 und/oder Macrochips mit großflächigen Gewebeschnitten zusammen angeordnet werden können. Bevorzugt werden die Abmessungen derart gewählt, dass zehn mit Biochips 2 bestückte Substratträger 1 bzw. Magnumchips in einem Halter 6 angeordnet werden.
Das Format dieser Halters 6 ermöglicht es, dass Behälter zur Aufbewahrung von herkömmlichen Objektträgern auch zur Aufbewahrung der Haltere 6, wahlweise gemeinsam mit oder separat von herkömmlichen Objektträgern, genutzt werden können. Die Figuren 4a bis 4c zeigen in anschaulicher Form jeweils einen Halter 6, wie er zur visuellen Untersuchung der Proben mit Hilfe eines Mikroskops eingesetzt wird, mit darin befestigten Substratträgern 1 . Die Anordnung der Proben 2 auf den Substratträgern sowie der Substratträger 1 innerhalb des Halters 6 wurde hierbei derart vorgenommen, dass eine visuelle Auswertung der Proben 2 besonders effektiv vorgenommen werden kann, wobei insbesondere die erforderlichen Verfahrwege zwischen den einzelnen Proben 2 und der Fokusebene einer Optik der Untersuchungseinheit, insbesondere des Objektivs eines Mikroskops, minimiert werden. Um eine derart optimierte Auswertung der Proben 2 erreichen zu können, wird in einer Steuerung auf der Grundlage der erforderlichen Untersuchungen sowie eines Analyseplans wenigstens eine Zuordnung generiert, nach der die Bestückung der Substratträger 1 und des Halters 6 erfolgt. Auf vorteilhafte Weise wird eine derartige Zuordnung speziell für jeden Arbeitsschritt während der Bearbeitung und Untersuchung der Proben erstellt und bei der Abarbeitung der einzelnen Untersuchungsschritte berücksichtigt. Diesbezüglich ist es grundsätzlich unerheblich, ob die einzelnen Arbeitsschritte manuell auf der Grundlage entsprechender maschinell erzeugter Handlungsempfehlungen oder aber automatisiert durchgeführt werden.
Während in dem in Figur 4a gezeigten Halter 6 zehn Substratträger 1 mit darauf in Form von Biochips angeordneten Proben 2 befestigt sind, sind in den Haltern 6 gemäß den Figu- ren 4b und 4c zusätzlich zu Substratträgern 1 mit Biochips 2 auch größere Substratträger 1 vorgesehen, auf die großflächige Gewebeschnitte aufgebracht worden sind. Die Substratträger 1 in dem Halter 6 gemäß Figur 4a verfügen jeweils über eine Kontrolle 9 sowie zwei oder drei Biochips 2 mit Gewebeschnitten. Die Anordnung der Gewebeschnitte P1 bis P4 auf den Substratträgern 1 und in Bezug auf den Halter 6 erfolgte in Abhängigkeit der Patien- tenzugehörigkeiten und der durchzuführenden Färbungen. Die Zuordnung der einzelnen Gewebeschnitte zu einzelnen diskreten Untersuchungsplätzen auf den Substratträgern 1 sowie innerhalb des Halters 6 wurde mit Hilfe einer Steuereinheit erzeugt.
Figur 5 zeigt ein Tablett 10, in dem wiederum eine Mehrzahl von Haltern 6 mit den darin befestigten Substratträgern 1 zusammengefasst ist. Ein derartiges Tablett 10 kann auf bevorzugte Weise dem Kreuztisch eines Mikroskops für die visuelle Untersuchung der einzelnen Proben 2 zugeführt werden. Genauso eignet es sich für eine vorteilhafte, insbesondere platzsparende Archivierung der Proben 2. Aufgrund der Kennungen 4, 7, 1 1 , die auf den Substratträgern 1 , den Haltern 6 und dem Tablett 10 vorgesehen sind, ist zu jeder Zeit eine eindeutige Identifizierung der einzelnen Proben 2 möglich.
In Figur 6 ist eine Inkubationseinheit 12 dargestellt, mit der die auf den Substratträgern 1 bzw. Magnumchips fixierten Proben 2 biologischen Materials, insbesondere Gewebeschnitte, effektiv und gut reproduzierbar mit den erforderlichen Reagenzien und/oder Spülflüssigkeiten der Flüssigphase in Berührung zu bringen, also inkubierbar sind. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung stellt der Halter 6, der der Aufnahme unterschiedlicher Substratträger 1 dient, das zentrale Bauteil der Inkubationseinheit 12 dar. In diesem Zusammenhang zeigt Figur 6a einen Halter 6 der Inkubationseinheit 12 in Schrägansicht, während Figur 6b denselben für die Inkubation vorgesehenen Halter 6 in einer Draufsicht sowie einen Längs- „A - A" und einen Querschnitt„B - B" des Halters 6 zeigt.
Wesentlich ist, dass der Halter 6 der Inkubationseinheit 12 über mehrere, in dem gezeigten Beispiel über fünf, Fluidaufnahmen 13 in Form von Rinnen verfügt. Die Rinnen sind hierbei parallel im Korpus des Halters 6 angeordnet und jeweils für die Aufnahme eines mit Proben 2 bestückten Substratträgers 1 bzw. eines Magnumchips vorgesehen. In die Rinnen des Halters 6 der Inkubationseinheit 12 können wiederum einzelne Magnumchips zur Inkubation mit den darauf angeordneten Proben nach oben oder dem Rinnenboden zugewandt, also quasi kopfüber, eingelegt werden. Wie im Folgenden noch gezeigt werden wird, ist der Halter 6 der Inkubationseinheit mit den darin vorgesehenen Flüssigkeitsaufnahmen derart ausgeführt, dass der Halter 6 in eine Schwenkbewegung um seine Längsachse versetzt werden kann, um in den rinnenförmigen Flüssigkeitsaufnahmen befindliche Flüssigkeit in eine Strömungsbewegung entlang der Rinnen zu versetzen. Hierdurch ist eine besonders effektive Inkubation der Proben möglich. Die Inkubationseinheit 12, die einen Halter mit fünf Rinnen 13 zur Aufnahme von Substratträgern 1 aufweist, stellt eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dar. In diesem Fall durchläuft eine Gruppe von fünf Substratträgern 1 gemeinsam mit den darauf befindlichen Proben 2 eine Vielzahl von Arbeitsschritten im Labor, insbesondere die Inkubation. In dem dargestellten Halter 6 einer Inkubationseinheit 12 sind fünf Substratträger 1 mit jeweils vier Biochips 2 angeordnet, so dass der Halter insgesamt 20 unabhängige Proben 2 aufweist. Diese Proben 2 durchlaufen zeitsynchron eine Inkubation mit einem Medium der absteigenden Alkoholreihe, eine immunhistochemische Färbung und eine Inkubation mit einem Medium der aufsteigenden Alkoholreihe. Die Inkubation erfolgt, indem zunächst die jeweils benötigte Flüssigkeit 14 in die Rinnen 13 des Halters eingefüllt wird und anschließend der Halter 6 mit den in den Rinnen angeordneten Substratträgern in eine Schwenkbewegung um seine Längsachse versetzt wird. Die Flüssigkeit 14 läuft während der Inkubation in den einzelnen Rinnen 13 hin und her, wodurch eine gute Durchmischung der Flüssigkeit 14 gewährleistet ist und ein inniger Kontakt zwischen den Proben 2 und der Flüssigkeit 14 erfolgt. Die Rinnen 13 des in Figur 6 gezeigten Halters 6 ragen zu beiden Seiten über das Ende der Substratträger 1 hinaus, so dass sich in diesem Bereich ein Zusatzreservoir 15 befindet, in dem sich überschüssige Flüssigkeit 14 sammelt bevor diese wieder zur anderen Seite strömt. Im Bereich des Zusatzreservoirs 15 ist der Rinnenboden in Längs- sowie in Querrichtung geneigt, so dass eine leichte Wannenform entsteht. Insbesondere die Neigung in Rin- nenlängsrichtung ist deutlich der Ansicht des Schnittes„B - B" in Figur 6b zu entnehmen. Ein Einfüllen und/oder eine Entnahme einer Flüssigkeit 14 in bzw. aus den Rinnen 13 erfolgt üblicherweise im Bereich der Zusatzreservoire 15. Sofern die entsprechenden Analysen mit Standardobjektträgern manuell durchgeführt würden, müssten hierfür zwanzig Objektträger mindestens zwanzigmal in die Hand genommen werden, um die entsprechenden Arbeitsschritte durchzuführen. Dagegen wird gemäß dem erläuterten Ausführungsbeispiel eine gesamte Gruppe, hier bestehend aus 20 Proben 2 und einem Halter 6, gehandhabt, und Flüssigkeiten beispielsweise mit einer 5-Kanalpipette ein- gefüllt bzw. abgesaugt. Durch die Verwendung des in Figur 6 gezeigten Inkubationshalters 6 wird der Aufwand für die Prozessierung der einzelnen Proben somit erheblich reduziert.
In Ergänzung zu Figur 6 ist in Figur 7 die Inkubation der Proben 2 im Detail dargestellt. Der dargestellte Halter 6 einer Inkubationseinheit 12 sowie die Substratträger 1 entsprechen denen, die im Zusammenhang mit Figur 6 erläutert worden sind.
Wie den Figuren 7a bis 7c zu entnehmen ist, erfolgt die Inkubation der Proben 2, indem der Halter 6 mit den in den Rinnen 13 oder Wannen enthaltenen Substratträgern 12 so geschwenkt wird, dass sich die Flüssigkeit 14 abwechselnd in die beiden Längsrichtungen der Rinnen 13 oder Wannen bewegt. Die Reaktionen bei den auf diese Weise inkubierten Ge- webeschnitten fallen bemerkenswert einheitlich aus, weil die Reaktanten in der Flüssigkeit ständig gemischt werden.
Demgegenüber gestaltet sich die Inkubation bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren oftmals problematisch. Bei der Immunhistochemischen Färbung mit„offenen Trop- fen" liegt beispielsweise ein mehr oder weniger runder Tropfen über dem Substrat, etwa einem Gewebeschnitt. In der Mitte ist der Tropfen höher als außen, deshalb sieht man oft in der Mitte des Feldes stärkere Reaktionen, da hier mehr Antikörper zur Verfügung stehen. Manchmal findet man aber auch das Umgekehrte: Aufgrund der größeren Krümmung der Oberfläche am Rand des Tropfens verdunstet dort die Flüssigkeit schneller als in der Mitte und es entsteht ein Konzentrationsgradient der Reaktanten mit einem Maximum außen. Dann reagiert der Rand des Gewebeschnittes stärker als die Mitte. Deshalb fällt es bei der mikroskopischen Beurteilung oft schwer, starke von schwachen oder sogar negative von positiven Reaktionen zu unterscheiden, weil nicht eindeutig zu erkennen ist, welche Zone des Gewebeschnittes beurteilt werden soll. Das Schwenken der Inkubationseinheit 12, ins- besondere des Halters 6 gemeinsam mit den Substratträgern 1 , während der Inkubation gemäß dieser Erfindung löst das vorgenannte Problem vollständig.
Figur 8 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Inkubationseinheit 12. Der Halter 6 der Inkubationseinheit 12 verfügt als Flüssigkeitsaufnahme 14 nicht über einzelne Rinnen, son- dem über eine vergleichsweise große Wanne. Mit einem derart ausgeführten Halter 6 werden bevorzugt Substratträger 1 inkubiert, auf denen sich im Vergleich zu den Biochips 2 großflächige Gewebeschnitte befinden. Im Übrigen erfolgt auch hier die Inkubation durch Schwenken des Halters 6 der Inkubationseinheit 12.
Im Folgenden wird die vorteilhafte Verwendung eines Halters 6, in dem flexibel unterschiedliche Substratträger 1 angeordnet und befestigt werden können, näher erläutert. In diesem Beispiel werden für acht Patientenproben mit Verdacht auf Brustkrebs Färbungen mit je drei verschieden Antikörpern angefordert, die für die Charakterisierung von Brustkrebs üblich sind: Progesteron Rezeptor, Östrogen Rezeptor, Her2. Des Weiteren sollen für vier Patientenproben durch die Färbung mit vier verschiedenen Antikörpern (EGF, HGF, HGF-Met, RAS) der Verdacht auf Lungenkrebs bestätigt oder entkräftet werden.
Bei der Nutzung von Standardobjektträgern müsste von jeder der Patientenproben für je- den der angeforderten Antikörper mindestens ein Schnitt auf je einen Objektträger aufgezogen werden:
8 x 3 Antikörper für Brustkrebs = 24
4 x 4 Antikörper für Lungenkrebs = 16
40 Standard Objekträger
Mit einem erfindungsgemäß ausgeführten System ist der Aufwand deutlich geringer:
3 Substratträger mit je einem Biochip der Brustkrebs Proben„1 bis 4"
3 Substratträger mit je einem Biochip der Brustkrebs Proben„5 bis 8"
4 Substratträger mit je einem Biochip der 4 Lungenkrebs Proben
10 Substratträger
Für die Bestückung der Substratträgers 1 könnte es, wenn das Bioptat des potentiellen Tumors genügend groß (größer als 7 x 7 mm) und das Bioptat in der HE-Übersichtsfärbung hinreichend homogen ist, durchaus ausreichen, nur einen Schnitt zu verwenden, um hieraus einen Biochip 2 zu produzieren
Die Vorteile des beschriebenen Systems werden im Folgenden weiter verdeutlicht. Hierbei wird das erfindungsgemäße System mit dem Einsatz herkömmlicher Objektträger, wie sie beispielsweise von der Firma Dako angeboten werden, verglichen:
Standardobjektträger Erfindungsgemäßer Einsatz eines Halters mit Substratträgern
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Mit dem erfindungsgemäßen System können Untersuchungen von Patientenproben besonders schnell, platzsparend und effektiv durchgeführt werden. Hervorzuheben ist hierbei insbesondere, dass der Bedarf an benötigten Reaktanten deutlich verringert wird.
Figur 9 zeigt einen Halter 6, der an einer Aufnahme befestigt oder auf ein Tablett gelegt wird und mit Hilfe der Aufnahme oder dem Tablett um seine Längsachse 17 schwenkbar ist. Die Längsachse 17, um die der Halter 6 während einer Inkubation wenigstens zeitweise in Pfeilrichtung geschwenkt wird, ist in Figur 9 strichpunktiert dargestellt.
An dem rahmenförmig ausgebildeten Halter 6 sind wiederum Befestigungselemente 16 vorgesehen, über die mehrere Substratträger 1 mit den darauf angeordneten Gewebeschnitten lösbar fest an dem Halter 6 zu befestigen sind. Hierbei ist es möglich, nur einen oder mehrere, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bis zu acht, Substratträger 1 nebeneinander anzuordnen und an dem Halter 6 zu befestigen. Die Substratträger 1 werden quer zur Schwenkachse 17 angeordnet, so dass nach Inkontaktbringen der Proben 2 mit einer Flüssigkeit 14, die Flüssigkeit 14 aufgrund der Schwenkbewegung parallel zur Längsachse der Substratträger 1 die Proben 2 überströmt, es somit zu einer erzwungenen Relativbewegung zwischen dem Fluid 14 und der jeweiligen Probe 2 kommt. Die Inkubation erfolgt, wie es beispielsweise in Figur 7 gezeigt ist, indem die auf den Substratträgern 1 angeordneten Proben 2 mit ihrer Oberfläche entweder nach oben oder einem Rinnenboden zugewandt, also quasi kopfüber, in eine Flüssigkeit 14 eingetaucht werden. Hierbei befindet sich die für die Inkubation oder das Waschen vorgesehene Flüssigkeit 14 innerhalb einer als Wanne oder Rinne ausgeführten Flüssigkeitsaufnahme 13 des Halters 6 einer Inkubationseinheit 12 und wird schließlich gemeinsam mit dem Halter 6 und den daran befestigten Substratträgern 1 in eine Schwenkbewegung versetzt. Ein entsprechend geeigneter Halter 6 einer Inkubationseinheit 12 mit Rinnen ist in Figur 6 und mit einer Wanne in Figur 8 dargestellt. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise denkbar, entweder die Substratträger jeweils einzeln in die Rinnen einer Inkubationseinheit 12, wie sie in Figur 6 gezeigt ist, oder den Halter 6 gemäß Figur 9 zur Inkubation der Proben 2 in die Wanne des Inkubationshalters gemäß Figur 8 einzulegen oder sogar lösbar an diesem zu befestigen.
Die Flüssigkeit 14 strömt aufgrund der Schwenkbewegung innerhalb der Wanne oder den Rinnen der Inkubationseinheit 12 hin und her, so dass einerseits die Flüssigkeit 14 stets gut durchmischt wird und es andererseits zu einem innigen Kontakt zwischen den auf dem Substratträgern 1 haftenden Proben 2 und der Flüssigkeit 14, insbesondere einer Flüssigkeit, die Reaktanten enthält, oder einer Waschflüssigkeit kommt.
Die Substratträger 1 können hinsichtlich der Anzahl sowie der Ausführung der Proben 2 sehr flexibel bestückt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich entweder bis zu fünf auf Trägersubstrate 3 gezogene Gewebeschnitte, die eine quadratische Grundfläche belegen, oder aber größere Gewebeschnitte auf einem Substratträger 1 . Es wird deutlich, dass die dargestellte Anordnung von flexibel bestückbaren Substratträgern 1 in einem Halter 6 eine Vielzahl von unterschiedlichen Bestückungsvarianten des Halters 6 erlaubt. Je nach Bedarf in Bezug auf die geplante Untersuchung werden die einzelnen Proben 2 derart angeordnet, dass insbesondere der Bedarf an den für die Inkubation benötigten Reaktanten minimiert wird. In diesem Zusammenhang stellt die während der Inkubation durchgeführte Schwenkbewegung sicher, dass es einerseits stets zu einem innigen Kontakt zwischen den Reaktanten und den Proben 2 kommt und anderseits die verwendeten Reaktanten gut durchmischt werden.
Die Verwendung einer in Art des in Figur 9 dargestellten Halters 6 ausgeführten Vorrichtung zur flexiblen Befestigung von Substratträgern 1 bietet des Weiteren den Vorteil, dass eine bedarfsgerecht wählbare Zusammenstellung von Substratträgern 1 in ihrer Gesamtheit ver- hältnismäßig einfach bewegt, bereitgestellt, inkubiert, in Bezug auf eine Untersuchungseinheit positioniert und/oder archiviert werden kann. Trotzdem zeichnet sich das System durch eine besondere Flexibilität aus, da die Zusammenstellung von Substratträgern 1 in einem Halter 6 einfach sowie zu jeder Zeit verändert und so veränderten Bedürfnissen angepasst werden kann.
Um zu jedem Zeitpunkt während der Bereitstellung, der Prozessierung, der Untersuchung und der Archivierung eine exakte Identifikation der einzelnen Proben 2 zu gewährleisten, verfügen sowohl die einzelnen Substratträger 1 , die so genannten Magnumchips, als auch der Halter 6 über eine Kennzeichnung 4, 7 in Form eines Barcodes, bevorzugt eines Data- Matrix-Codes. Mit Hilfe einer derartigen Kennzeichnung 4, 7 können die Proben 2 mit Hilfe einer Laborsoftware und den in einer Laborsteuerung hinterlegten Informationen zu jeder Zeit eindeutig identifiziert, lokalisiert und dem gewünschten Verfahrensschritt zugeführt werden. Im Weiteren ist der in Figur 9 gekennzeichnete Ausschnitt„A" in Figur 10 im Detail dargestellt. Deutlich zu erkennen ist, dass wenigstens ein Befestigungselement 16 vorgesehen ist, über das ein Substratträger 1 einfach und zuverlässig mit dem Halter 6 verbindbar ist. Das Befestigungselement 16 verfügt über eine Kopplungsstelle, an der, beispielsweise mittels eines Rast- oder Clips-Elementes, eine sichere und trotzdem wieder zerstörungsfrei lösbare Verbindung zwischen dem Halter 6 und einem mit Proben 2 bestückten Substratträger 1 herstellbar ist. Das Verbinden des Substratträgers 1 mit einem Halter 6 erfolgt hierbei auf vorteilhafte Weise, ohne dass hierfür ein Werkzeug benötigt wird. Selbstverständlich ist das Befestigungselement 16 derart ausgeführt, dass ein ungewolltes Lösen der Verbindung, ins- besondere während des Schwenkvorgangs und auch nach längerer Zeit, zuverlässig ausgeschlossen ist. Ein derartiges Befestigungselement 16 stellt somit sicher, dass eine unterschiedliche Anzahl von Substratträgern 1 auf einfache Weise, schnell, sicher und trotzdem mit sehr hoher Flexibilität als Gesamtheit in einem Halter 6 anzuordnen sind.
Bezugszeichenliste
1 Substratträger
2 Probe
3 Trägersubstrat
4 Kennung des Substratträgers
5 Gewebeschnitt
6 Halter
7 Kennung des Halters
8 Abdeckung
9 Kontrolle
10 Tablett
1 1 Kennung des Tabletts
12 Inkubationseinheit
13 Fluidaufnahme
14 Fluid
15 Zusatzreservoir
16 Befestigungselement
17 Längsachse des Halters

Claims

1/4 Patentansprüche:
1 . Vorrichtung zur Inkubation von Patientenproben (2), die für eine immunologische und/oder histochemische Untersuchung vorgesehen sind und die in Form von Gewebeschnitten und/oder Zellen vorliegen, mit wenigstens einem Substratträger (1 ) zur Aufbringung wenigstens einer der Patientenproben (2), mit zumindest einem Halter (6, 12), der mit wenigstens einem Substratträger (1 ) bestückbar ist und mit einer Inkubationseinheit, durch die die wenigstens eine auf dem Substratträger (1 ) angeordnete Patientenprobe (2) mit einer Flüssigkeit inkubierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bewegungsmittel vorgesehen ist, durch das zumindest zeitweise während der Inkubation die Flüssigkeit relativ zur Patientenprobe (2) bewegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Substratträger (1 ), der Halter (6, 12) und/oder die Inkubationseinheit durch das Bewegungsmittel schwenkbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Halter als Bauteil der Inkubationseinheit ausge- führt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Substratträger (1 ) und der Halter (6, 12) während der Inkubation gemeinsam schwenkbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmittel wenigstens eine Pumpeneinheit aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (6, 12) eine Aufnahme aufweist, auf der und/oder in der der Substratträger (1 ) wenigstens bereichsweise angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (6, 12) und/oder der Substratträger (1 ) wenigstens ein Befestigungselement aufweist, über das eine lösbare Verbindung zwischen Halter (6, 12) und Substratträger (1 ) herstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (6, 12) und/oder der Substratträger (1 ) mit wenigstens einem Identifikationscode gekennzeichnet sind, durch den die wenigstens eine Patientenprobe (2) identifizierbar und im Laborarbeitsablauf lokalisierbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Probe (2) auf einem Trägersubstrat (3) angeordnet und mit dem Trägersubstrat (3) auf den Substratträger (1 ) aufgebracht ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der Substratträger (1 ) wenigstens eine Vertiefung zur Aufnahme zumindest einer Patientenprobe (2) aufweist.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Substratträger (1 ) angeordnete Patientenprobe (2) wenigstens abschnittsweise von einem Begrenzungssteg umgeben ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Substratträger (1 ) wenigstens eine Anschlag- fläche zur Aufnahme einer Abdeckung (8) für die Patientenprobe (2) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abdeckung (8) und der Patientenprobe (2) ein Eindeckmedium vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Substratträger (1 ) wenigstens zwei Patientenproben, die von verschiedenen Patienten stammen, die über unterschiedliche Eigenschaften verfügen und/oder die verschiedene Größen aufweisen, angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass der Substratträger (1 ) mit der wenigstens einen darauf angeordneten Patientenprobe (2) einem Inkubationsautomaten, einer Untersu- chungseinheit und/oder einem Probenarchiv zuführbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Inkubationseinheit eine Flüssigkeitsaufnahme (13) aufweist und derart ausgeführt ist, dass die auf dem Substratträger (1 ) angeordnete 3/4
Patientenprobe (2) zumindest zeitweise während der Inkubation einem Boden der Flüssigkeitsaufnahme (13) zugewandt, also kopfüber, in die Flüssigkeit eintauchbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsaufnahme (13) in Form einer Rinne oder Wanne ausgeführt ist
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenprobe (2) als paraffinierter Gewebeschnitt und/oder Gefrierschnitt ausgeführt ist.
19. Verfahren zur Inkubation von Patientenproben (2), die für eine immunologische und/oder histochemische Untersuchung vorgesehen sind, bei dem wenigstens eine Patientenprobe (2) als Gewebeschnitt und/oder in Form von Zellen bereitgestellt und auf einen Substratträger (1 ) aufgebracht wird, ein Halter (6, 12) mittelbar oder unmittelbar mit dem Substratträger (1 ) verbunden wird und bei dem die Patientenprobe (2) mit einer Flüssigkeit inkubiert wird, während die Patientenprobe (2) über den Substratträger (1 ) im Halter (6, 12) aufgenommen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass während der Inkubation die Flüssigkeit wenigstens zeitweise relativ zur Patientenprobe (2) bewegt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (6, 12) gemeinsam mit dem Substratträger (1 ) geschwenkt wird.
21 . Verfahren nach Anspruch 19 oder 20,
dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Inkubation wenigstens einer ersten Patientenprobe (2) und vor Inkubation zumindest einer weiteren Patientenprobe (2) eine Bestückung Halters (6, 12) mit Patientenproben (2) verändert wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Substratträger (1 ) angeordnete Patientenprobe (2) zumindest zeitweise während der Inkubation in die Flüssigkeit (13) ein- getaucht wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenprobe (2) einer Flüssigkeitsoberfläche zugewandt, also kopfüber, in die Flüssigkeit (13) eingetaucht wird. 4/4
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