DE60005440T2 - Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung - Google Patents

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Description

  • Auf der einfachsten Ebene wird eine Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung verwendet, um Material von einem Ort, der Quelle, zu einem zweiten Ort, dem Ziel, zu übertragen. In der Praxis ist das Quellenmaterial gewöhnlich in einer Mikrotitrationsplatte enthaltenes biologisches Material, und das Ziel ist entweder ein Mikroskop-Deckglas oder ein Nylonfilter.
  • Mikro-Matrixanordnungsvorrichtungen werden verwendet, um DNA oder anderes biologisches Material auf Deckgläsern oder anderen starren Substraten zu plazieren. Es ist möglich, Mikromatrizen unter Verwendung entweder eines automatischen Systems oder von Hand zu erzeugen.
  • Robotersysteme haben Vorteile: Sie sind schnell und genau und erzeugen große Anzahlen identischer Matrizen. Sie sind jedoch in Hinblick auf die anfänglichen Anschaffungskosten auch verhältnismäßig kostspielig.
  • Eine Roboter-Matrixanordnungsvorrichtung ist in Nature Genetics Supplement, Band 21, Januar 1999, S. 15–19 offenbart.
  • Es ist durchführbar, eine Matrix von Hand zu erzeugen, falls nur einige Deckgläser, die jeweils 200 oder weniger verschiedene Proben aufweisen, erforderlich sind. Das Plazieren einer Matrix von Hand ist jedoch nur bei einer Strukturmerkmalsteilung von etwa 1,0 mm wirklich praktisch durchführbar (die Strukturmerkmalsteilung ist der Mittenabstand zwischen benachbarten Anordnungsstellen). Bei Verwendung einer Teilung von 1, 0 mm und einem 8 × 12-Raster-Layout entsprechend einer Standard-Mikrotitrationsplatte mit 96 Löchern ist es möglich, bis zu 6 Raster auf einem Standard-Mikroskop-Deckglas anzuordnen. Hierbei verbleibt jedoch kein großer Handhabungsspielraum. Daher werden herkömmlicherweise nur zwei Raster je Deckglas bereitgestellt. Jedes Raster kann verschieden sein, oder die Raster können Duplikate sein. Weil das zeitaufwendigste Element der Herstellung einer Matrix der Reinigungszyklus ist, ist es üblich, mehrere Deckgläser gleichzeitig zu bearbeiten.
  • Es ist erwünscht, eine Vorrichtung bereitzustellen, die beim Erzeugen von Mikromatrizen hilft und die erheblich kostengünstiger ist als vollkommen automatische Systeme und die es einem Bediener ermöglicht, eine Mikromatrix schneller, genau und mit einem kleineren Teilungsabstand zu erzeugen als dies mit dem bloßen Auge zuverlässig möglich ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Kombination einer Auftisch-Arbeitsstation zum Ermöglichen von Hand plazierter Matrizen und eines Stifts zum manuellen Sammeln einer Probe von einer Mikrotitrationsplatte und zum Plazieren der Probe auf einem Deckglas nach Anspruch 1 vorgesehen.
  • Vorzugsweise weist die Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung des weiteren eine Probenverfolgungsvorrichtung zum Angeben, aus welchen Löchern einer Mikrotitrationsplatte Proben entnommen wurden, auf. Die Probenverfolgungsvorrichtung weist eine LED-Matrix auf, die vorzugsweise in einem 8 × 12- oder 16 × 24-Format angeordnet ist. Die Probenverfolgungsvorrichtung kann durch ein Fußpedal ein- und/oder ausgeschaltet oder auf andere Weise betätigt werden.
  • Vorzugsweise bietet das Sichtvergrößerungssystem mindestens eine zweifache Vergrößerung. Das Sichtvergrößerungssystem kann ein Vierfach-, Sechsfach-, Achtfach- oder Zehnfach-Vergrößerungssystem sein. Das Sichtvergrößerungssystem kann auch eine Vergrößerung aufweisen, die aus der Gruppe (a) mindestens × 5, (b) mindestens × 10, (c) mindestens × 20 und (d) mindestens × 40 ausgewählt ist. Das Sichtvergrößerungssystem kann ein Stereosubmikroskop und/oder eine projizierende Frontscheibenanzeige aufweisen.
  • Vorzugsweise weist die Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung weiterhin eine integrierte Lichtquelle, die weiter bevorzugt dichroitisch ist, auf.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß mehr Mikro-Matrixanordnungsvorrichtungen auf einem einzigen Deckglas angeordnet werden können als dies herkömmlicherweise möglich ist.
  • Lediglich als Beispiel werden nun verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, in der
  • 1 eine bevorzugte Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung zeigt.
  • Eine Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. Die Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung 20 hat einen Waschbadabschnitt 11, einen Probenschalenabschnitt 12, einen Körper 13, einen Deckglasabschnitt 14, einen Zählerabschnitt 15 und einen Bund 16.
  • Die Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung 20 nimmt eine Probenschale 1 auf und hat einen integrierten Probenlochzähler 2 (vorzugsweise alphanumerisch), ein Lagerfach mit einem Lagerzugangsdeckel 3, der in einer geschlossenen Position dargestellt ist, ein Vergrößerungssystem 4, einen Stiftlagerbereich 5, einen Lagerzugangsdeckel 6, einen Deckglas-Lagerbereich 7, einen Plattenlagerbereich 8 und ein Waschbad 9. Ein Bezugsrahmen 10 (mit Indizes A–H, 1–12 oder A–P, 1–24 versehen) wird vorzugsweise auch bereitgestellt. Getrennte geschützte Lagerbereiche für saubere und in einer Matrix angeordnete Deckgläser sowie für Plazierungsstifte sind auch bereitgestellt.
  • Jede Arbeitsstation oder Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung 20 weist vorzugsweise eine Reinigungsstation oder einen Waschbadabschnitt 11 auf, der aus vier Edelstahl- oder Kunststoffschalen (etwa 55 × 35 × 20 mm tief), einem Probenquellenhalter für eine oder mehrere Mikrotitrationsplatten (86 × 128 mm), einem Deckglas-Plazierungsbereich 14 für drei Deckgläser (Gesamtfläche 75 × 75 mm), einem Stiftlagerbereich 5 für 40 bis 75 mm lange Stifte, einer Instrumentenablage (der Griff weist einen Durchmesser von etwa 10 mm auf), einem Zähler 2 und einem Stereosubmikroskop oder einem räumlichen Stereoabbildungssystem ohne Augenstück mit niedriger Vergrößerung besteht. Der Zähler 2 gemäß einer Ausführungsform ist in der Lage, nacheinander 96 Löcher (A1 bis H12) und/oder 384 Löcher (A1 bis P24) anzugeben und kann zu jeder beliebigen Zeit zurückgesetzt werden.
  • Es können unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere verschiedene Teilungsabstände erreicht werden. Beispielsweise belegen bei einer Strukturmerkmalsteilung von 1,0 mm einzelne Kopien von 96 Proben eine Fläche von 8 × 12 mm, belegen bei einer Strukturmerkmalsteilung von 0,5 mm einzelne Kopien von 96 Proben eine Fläche von 4 ×6 mm und belegen bei einer Strukturmerkmalsteilung von 0,2 mm einzelne Kopien von 96 Proben eine Fläche von 1,4 ×2,2 mm.
  • Die Auftisch-Arbeitsstation oder Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung 20 gemäß der bevorzugten Ausführungsform wurde entwickelt, um die Herstellung von Hand plazierter Matrizen zu ermöglichen. Vorzugsweise ist ein Stereosubmikroskop mit einer integrierten Lichtquelle bereitgestellt, welches es ermöglicht, Matrizen herzustellen, die eine Teilung von beispielsweise 1,0 mm, 0,5 mm, 0,2 mm oder weniger aufweisen. Das System hat vorzugsweise eine Vergrößerung, die innerhalb des Bereichs von × 5 bis × 40 (mit einem herkömmlichen Stereosubmikroskop) oder × 2 bis × 10 mit einem räumlichen Stereoabbildungssystem ohne Augenstück mit niedriger Vergrößerung oder einem Betrachter liegt.
  • Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist ein Stereosubmikroskop mit einer sechsfachen Vergrößerung vorgesehen, welches das Erzeugen von Matrizen mit einer Teilung von 0,5 mm, 0,4 mm, 0,3 mm und 0,2 mm oder kleiner ermöglicht. Diese Formate ermöglichen es, daß viele Raster auf einem einzigen Deckglas angeordnet werden.
  • Die Raster können mit Hilfe einer unter dem Deckglas angeordneten Schablone plaziert werden. Hierbei kann es sich um ein an die Unterseite des Deckglases angeklebtes Stück Graphikpapier, ein indexiertes gedrucktes Raster oder einen gravierten Tisch ähnlich einem Mikroskoptisch handeln. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird für jedes Deckglas ein indexierter Aufkleber verwendet. Hierdurch wird ein permanentes Mittel zum Identifizieren jeder Probe innerhalb eines Rasters bereitgestellt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann eine Rasterschablone oberhalb des Deckglases bereitgestellt werden und als eine Führung für einen Bediener verwendet werden.
  • Proben können unter Verwendung eines Druckstifts ähnlich oder im wesentlichen identisch denen, die bei einer automatischen Vorrichtung verwendet werden, plaziert werden. Plazierungspunkte werden durch leichtes nach unten gerichtetes Berühren der Oberfläche des Deckglases mit dem Stift erzeugt. Die ersten wenigen Plazierungspunkte sollten vorzugsweise auf einem Abfallbereich gebildet werden, weil sie unvermeidlich ungleichmäßig sind, bevor überschüssiges Probenmaterial auf der Seite des Stifts abgeführt wurde.
  • Um einen kreisförmigen Plazierungspunkt zu erzeugen, sollte der Stift so vertikal wie möglich gehalten werden. Falls der Winkel viel kleiner als 80° ist, werden die Plazierungspunkte oval. Die Stifte sollten sanft, jedoch fest nach unten zur Berührung gebracht werden. Falls dies nicht der Fall ist, erhalten die Plazierungspunkte leicht die Form eines Kommas. Die Verweilzeit (die angibt, wie lange der Stift die Oberfläche tatsächlich berührt) beeinflußt auch das abgelagerte Volumen. Wenn zu viel der Probe abgelagert wird, ergibt sich ein ungleichmäßiger "rissiger" Plazierungspunkt oder eine Kreisringwirkung. Keine dieser Formen ist gut dafür geeignet, die Matrix nach der Hybridisierung auszulesen.
  • Die Wirksamkeit der Reinigungsprotokolle kann unter Verwendung fluoreszierender Farbstoffe geprüft werden. Der Stift muß zwischen aufeinanderfolgenden Proben gereinigt werden. Es ist ein einfacher vielstufiger Prozeß angemessen. Der Stift wird zuerst auf ein Aufnahmekissen aufgesetzt, um Probenmaterial zu entfernen und dann in destilliertem Wasser gewaschen und in 95%igem Ethanol abgespült. Schließlich wird der Stift getrocknet, indem er auf ein zweites Kissen aufgesetzt wird. Nach Fertigstellung jedes Deckglassatzes wird der Stift unter Verwendung von Ultraschall gereinigt.
  • Das Probenmaterial ist farblos und trocknet fast sofort, wenn es auf Plazierungspunkte aufgebracht wird, wodurch es sehr leicht möglich ist, daß ein Bediener nicht mehr weiß, wo er sich befindet. Dementsprechend war es herkömmlicherweise problematisch zu verfolgen, welche Proben auf Plazierungspunkte aufgebracht wurden, und ihre Orte innerhalb einer Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung zu verfolgen.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform umfaßt eine Probenverfolgungsvorrichtung (vorzugsweise eine LED-Anzeige) und einen alphanumerischen Zähler, welche bereitgestellt sind, um einem Benutzer anzuzeigen, welche Löcher einer Mikrotitrationsplatte mit Proben versehen worden sind. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit verkleinert, daß Proben übermäßig auf Plazierungspunkte aufgebracht werden, ausgelassen werden oder dupliziert werden, was ein sehr reales Problem bei herkömmlichen Plazierungsverfolgungstechniken ist, und dieses bevorzugte Merkmal bietet daher gegenüber herkömmlichen Techniken erhebliche Vorteile.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das folgende Protokoll verwendet:
    • 1. Verwenden eines in einem Halter angebrachten Probenstifts, der Bediener nimmt eine Probe aus dem ersten Loch (A1) auf einer Mikrotitrationsplatte auf,
    • 2. Bewegen zum Deckglasbereich, der erste Plazierungspunkt wird durch Anordnen des Stifts über der erforderlichen Position und "Ablegen" der Probe auf dem Deckglas gebildet,
    • 3. Waschen des Probenstifts durch (a) Abtupfen in einem Waschbad, (b) zweimaliges Eintauchen in das Waschbad und dann (c) erneutes Abtupfen in dem Waschbad,
    • 4. Indexieren des alphanumerischen Zählers zum Angeben des nächsten Probenlochs (A2) und
    • 5. Wiederholen des Zyklus für das nächste Probenloch.
  • Gemäß einem anderen bevorzugten Merkmal kann die Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung 20 eine Basisplattform und eine obere Plattform aufweisen, worauf alle Elemente bereitgestellt sind. Die obere Plattform kann umgedreht werden, um die "Händigkeit" der Vorrichtung zu ändern und dadurch Formate sowohl für linkshändige als auch für rechtshändige Benutzer bereitzustellen.

Claims (9)

  1. Kombination einer Auftisch-Arbeitsstation zum Erleichtern von von Hand plazierten Matrizen und eines Stifts zum manuellen Aufnehmen einer Probe von einer Mikrotitrationsplatte und zum Plazieren der Probe auf einem Objektträger, wobei die Auftisch-Arbeitsstation ein Waschbad (11), eine Probenschalen-Aufnahmeeinrichtung (12) zum Aufnehmen einer Probenschale, eine Objektträger-Aufnahmeein-richtung (14) zum Aufnehmen des Objektträgers, ein Sichtvergrößerungssystem (4) zum Betrachten eines Objektträgers und einen integrierten alphanumerischen Probenlochzähler (2) aufweist.
  2. Kombination nach Anspruch 1, wobei die Auftisch-Arbeitsstation des weiteren eine Probenverfolgungsvorrichtung (2) zum Angeben, aus welchen Löchern einer Mikrotitrationsplatte Proben entnommen wurden, aufweist.
  3. Kombination nach Anspruch 2, wobei die Probenverfolgungsvorrichtung (2) eine LED-Matrix aufweist.
  4. Kombination nach Anspruch 3, wobei die LED-Matrix in einem 8 × 12- oder 16 × 24-Format angeordnet ist.
  5. Kombination nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Probenverfolgungsvorrichtung (2) durch ein Fußpedal ein- und/oder ausgeschaltet oder auf andere Weise betätigt wird.
  6. Kombination nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Sichtvergrößerungssystem (4) eine Vergrößerung aufweist, die aus der Gruppe (a) mindestens × 2, (b) mindestens × 5, (c) mindestens × 10, (d) mindestens × 20 und (e) mindestens × 40 ausgewählt ist.
  7. Kombination nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Sichtvergrößerungssystem ein Stereozoommikroskop und/oder eine projizierende Frontscheibenanzeige aufweist.
  8. Kombination nach einem der voranstehenden Ansprüche, die des weiteren eine integrierte Lichtquelle aufweist.
  9. Kombination nach Anspruch 8, wobei die Lichtquelle dichroitisch ist.
DE60005440T 1999-07-20 2000-07-13 Mikro-Matrixanordnungsvorrichtung Expired - Lifetime DE60005440T2 (de)

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