EP1405056A1 - Body for flow-through cells and the use thereof - Google Patents

Body for flow-through cells and the use thereof

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Publication number
EP1405056A1
EP1405056A1 EP02732307A EP02732307A EP1405056A1 EP 1405056 A1 EP1405056 A1 EP 1405056A1 EP 02732307 A EP02732307 A EP 02732307A EP 02732307 A EP02732307 A EP 02732307A EP 1405056 A1 EP1405056 A1 EP 1405056A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow
arrangement
carrier
base plate
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02732307A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin A. Bopp
Heinrich Büttgen
Tilo Callenbach
Werner Schoch
Yves Marmier
André Marcel WICKY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Zeptosens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zeptosens AG filed Critical Zeptosens AG
Priority to EP09015283A priority Critical patent/EP2169383A1/en
Publication of EP1405056A1 publication Critical patent/EP1405056A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/05—Flow-through cuvettes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5025—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures for parallel transport of multiple samples
    • 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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    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • B01L3/50855—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates using modular assemblies of strips or of individual wells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
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    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
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    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0877—Flow chambers
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N2021/0346—Capillary cells; Microcells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/14—Heterocyclic carbon compound [i.e., O, S, N, Se, Te, as only ring hetero atom]
    • Y10T436/142222—Hetero-O [e.g., ascorbic acid, etc.]
    • Y10T436/143333—Saccharide [e.g., DNA, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a body for forming an arrangement of flow-through cells according to the preamble of claim 1 or 3.
  • the invention further relates to a carrier according to the preamble of claim 9 and the arrangement of flow-through cells.
  • Figures 24-28 show embodiments described in International Patent Application PCT / EP 00/12668.
  • Figure 24 is with Figure 1 of PCT / EP patent application
  • 00/12668 identical and shows a partial cross-sectional view of a first flow cuvette arrangement. This figure shows the inlet 1 and the outlet 2 of an individual flow cell as well as parts of the neighboring flow cells.
  • the 24 comprises a base plate 4 and a body 6 brought together with it.
  • the body 6 has a recess 3 which, after the body 6 has been joined to the base plate 4, forms a spatial recess for producing a flow-through cell with inlet 1 and outlet 2.
  • the recess 3 can have any base; for example, it can be rectangular. Corners are preferably rounded in each case.
  • the outlet 2 or the inlet 1 of the flow cells adjacent in the cross-sectional direction are also shown.
  • the inlet and outlet of a flow-through cell are preferably each arranged at opposite end points of the base areas of the recess, in the case of an essentially rectangular base area, for example at the end points of the diagonals.
  • FIG. 25 is identical to FIG. 2 of patent application PCT / EP 00/12668 and shows a partial cross-sectional view of another embodiment of the flow-through cuvette arrangement according to FIG. 24.
  • the reservoir 5 is a depression in the outer wall of the body 6 brought together with the base plate 4. This embodiment makes it possible for liquid emerging from the flow-through cell to enter the reservoir 5 but not be able to feed it back into the flow-through cell as long as the reservoir does not reach the upper edge of the edge on the
  • Liquid outlet side is filled up.
  • FIG. 26 is identical to FIG. 3 of patent application PCT / EP 00/12668 and shows a partial cross-sectional view of a further embodiment of the
  • the body 6 can consist of one part or also of several parts, which are preferably irreversibly combined into one unit.
  • FIG. 27 is identical to FIG. 4 of patent application PCT / EP 00/12668 and shows a partial cross-sectional view essentially restricted to the base plate for an embodiment with an optical layer waveguide as base plate.
  • the base plate is designed as an optical layer waveguide with biological or biochemical or synthetic recognition elements immobilized thereon. 27, this layer waveguide comprises layers a, b and b '.
  • the reference symbols g in FIG. 27 denote the limits of a flow-through cell, which is produced by bringing the base plate together with a body 6. The reference symbol g therefore corresponds to the reference symbol 6 in FIGS. 24 to 26.
  • a thin intermediate layer b 1 and then a layer a, whose refractive index is greater than the refractive indices of layers b and b ', are first applied to a layer b which is transparent in at least part of the visible or near infrared spectrum.
  • Layers a and b ' are also optically transparent in at least part of the visible or near infrared spectrum.
  • Lattice structures c and c ' are formed in the layer b as a relief lattice, which are transferred into the layers above when they are applied.
  • An adhesion-promoting layer (f) is then applied to layer a, which can improve the adhesion to immobilizing biological or biochemical or synthetic recognition elements.
  • these detection elements are immobilized in spatially separated measuring areas d, which are located in this Embodiment are arranged both on and between the lattice structures c and C.
  • the base plate is finally brought together with the body g, which corresponds to the body 6 in FIGS. 24 to 26.
  • FIG. 28 is identical to FIG. 5 of patent application PCT / EP 00/12668 and shows an arrangement of flow-through cuvette arrangements in which column-shaped arrangements of base plates 4 and the bodies 6 respectively brought together form insert blocks 7, which in corresponding receiving openings of a common carrier 8 (Meta carrier) are used. In this way, an arrangement of a total of 6 columns of 6 flow cells each is generated.
  • the carrier has the basic dimensions of a standard microtiter plate.
  • the inlet openings 9 to the inlets 1 are positioned such that they are compatible with the grid of a standard 96-well microtiter plate, i.e. they are in
  • Intervals of an integer multiple of 9 mm positioned (for example: distance of the inlets within a column: 9 mm; distance of the inlets between adjacent columns: 18 mm).
  • the reservoirs 5 are compatible with the grid of a standard 96-well microtiter plate.
  • the carrier 8 is designed in such a way that it can accommodate up to 6 insert blocks. However, spaces for insert blocks can also remain unoccupied.
  • Flow cuvette assembly in a carrier is essential to reliability and accuracy of the measurements carried out, for example optical, electro-optical or electrical measurements.
  • the invention is therefore based on the object of providing a flow-through cuvette arrangement of the type mentioned above, which is designed in such a way that it can be positioned with increased precision in a carrier which is input into an analysis device and in turn can be positioned there with high precision and is automatically processed the processing comprises carrying out measurements, for example optical, electro-optical or electrical measurements, on a relatively large number of very small measurement areas which are close to one another.
  • the invention is also based on the object of providing a body for forming an arrangement of flow-through cells, which - the use of customary, commercially available
  • Pipette tips for supplying the samples or reagents to the cuvettes are possible and - require smaller volumes of the samples or reagents.
  • the first-mentioned object is achieved with a body according to claim 1.
  • the first-mentioned object is achieved with a flow-through cuvette arrangement according to claim 6.
  • the first-mentioned object is achieved with a carrier according to claim 9.
  • the first-mentioned object is achieved with a flow-through cuvette arrangement according to claim 11.
  • the first-mentioned object is achieved with a flow-through cuvette arrangement according to claim 12.
  • the second object is achieved by a body according to claim 3.
  • the embodiment or arrangement according to the invention enables high-precision positioning of an arrangement of flow-through cells of the type mentioned at the beginning with the aid of mechanical positioning aids, the achievable accuracy of the positioning being of the order of 50 micrometers and, surprisingly, no adjustments need to be made.
  • the preferred area of use of the flow cuvette arrangement according to the invention is the simultaneous (parallel) determination of a large number of analytes in one or more samples. This can happen in that the sample containers with the base plate in one embodiment as a sensor platform, so-called “microarrays" are housed.
  • the flow cuvette arrangement according to the invention can be used in all analytical measuring methods which are described or mentioned in the above-mentioned patent application PCT / EP 00/12668.
  • Figures 1 to 7 show different views of an embodiment of a body according to the invention for forming a straight line - that is, a one-dimensional arrangement - of flow-through cells.
  • Fig. 1 shows a perspective view of the body from above
  • F Fiigg .. 2 2 shows the front view of Fig. 1
  • Fig. 3 shows the view from behind according to FIG. 1,
  • Fig. 4 shows the view from the left side according to FIG. 1,
  • Fig. 5 shows the view from the right side according to FIG. 1,
  • Fig. 6 shows the view from above according to FIG. 1
  • F Fiigg. 7 7 shows the view from below according to FIG. 1.
  • FIGS. 8 to 15 show different views of an embodiment of a flow cuvette arrangement according to the invention, which is formed by joining a body according to FIGS. 1 to 7 and a base plate.
  • FIG. 10 shows the front view according to FIG. 8,
  • FIG. 11 shows the view from the rear according to FIG. 8
  • FIG. 12 shows the view from the left side according to FIG. 8,
  • FIG. 13 shows the view from the right side according to FIG. 8,
  • FIG. 14 a shows a partial cross section through the plane I-I in FIG. 14
  • FIG. 14 b shows an enlargement of the part encircled in FIG. 14
  • FIG. 15 shows the bottom view according to FIG. 8.
  • FIGS. 16 to 23 show different views of an embodiment of a carrier according to the invention for receiving a flow-through cuvette arrangement or a plurality of flow-through cuvette arrangements according to FIGS. 8-15.
  • FIG. 18 shows the front view according to FIG. 16
  • FIG. 19 shows the view from the rear according to FIG. 16
  • FIG. 20 shows the view from the left side according to FIG.
  • FIG. 21 shows the view from the right side according to FIG. 16
  • FIG. 22 shows the view from above according to FIG. 16
  • FIG. 23 shows the bottom view according to FIG. 16.
  • Figures 24-28 show embodiments described in International Patent Application PCT / EP 00/12668 and contained therein as Figures 1-5.
  • a one-dimensional or two-dimensional arrangement of flow-through cells serves as a component of an array of sample containers, the arrangement being formed from a base plate and a top body brought together with it, which has an arrangement of spatial recesses that corresponds to the arrangement of the sample containers, where at least one inlet and outlet is available for each sample container, and wherein the base plate, for example can be a glass plate, waveguide plate or a sensor platform.
  • the one- or two-dimensional arrangement of flow-through cells enables even very small amounts of samples or reagents to be fed to and / or removed from the sample containers, which can be arranged in large numbers on a small base area, for each sample container at least one reservoir for receiving liquid to be removed from the sample container and one peripheral system of liquid inlets and outlets is integrated into the arrangement.
  • FIGS. 1-7 A body according to the invention for forming a rectilinear row - that is to say a one-dimensional arrangement - of flow-through cells is shown in FIGS. 1-7.
  • Such an arrangement of flow-through cells (shown in FIGS. 8-15) is formed by joining the body 11 to a base plate 31 (not shown in FIGS. 1-7), which e.g. biological or biochemical or synthetic recognition elements. These detection elements are used for binding and detection of the analytes to be determined in supplied samples.
  • the body 11 has an outer shape which fits into a receiving opening 42 of a carrier 41 (shown in Figures 16-23), i.e. the body has an external shape which enables it to be inserted into a receiving opening in the wearer.
  • the body 11 has the following elements, which serve for the exact positioning of the body in the receiving opening of the wearer:
  • the Z direction is perpendicular to the plane spanned by two axes, namely an axis in the X direction and an axis in the Y direction.
  • the spring 51 lies approximately opposite the stop 52.
  • the spring 53 (or 55) is located approximately opposite the stop 54 (or 56), but slightly offset such that the outer edge of the stop lies in the plane of symmetry of the spring 53 (or 55) parallel to the ZY plane.
  • the above-mentioned positioning elements of the body 11 enable the body 11 and thus the arrangement of flow cells formed therewith without any adjustment with an accuracy of +/- 50 micrometers in each of the three mutually perpendicular directions X, Y and Z in a receiving opening of a carrier 41 to position according to Figures 16-23.
  • the snap hooks 61, 62 allow the arrangement to be inserted into the carrier by a slight pressure in the Z direction and secure the arrangement against falling out of the carrier.
  • the arrangement of the arrangement is designed in such a way that incorrect insertion is mechanically impossible.
  • a slight counter pressure in the Z direction is sufficient, by means of which the snap hooks 61, 62 are pressed slightly inwards become.
  • the snap hooks can also be released by pressure from below using an appropriately designed tool.
  • Asymmetrical mechanical positioning aids in the form of recesses and tabs of the body 11 and the carrier 41 and additional circular recesses on one half of the tabs of the body 11 and the carrier 41 serve as an optical positioning aid and enable a unique positioning of each flow cuvette arrangement in the carrier. An incorrect positioning of the arrangements in the carrier is therefore excluded.
  • the grid of the reservoirs 15 visible from the outside with the associated inlet openings 14 is offset from the grid of the flow-through cells 18 such that the inlet openings 14 to the flow-through cells are each located in one of their outer corners.
  • the outer surface of the body 11 for each flow cell can have a wholly or partially circumferential groove 21 with a cross section with the typical dimensions between 50 x 50 microns and 500 x 500 microns.
  • the inlet opening 14 and the outlet opening 17 for each flow cell 18 are located in two diagonally opposite corner points of this groove 21.
  • This groove 21 enables the flow cell to be filled without bubbles. If the formation of air bubbles during the filling process or during the methods for the detection of analytes to be carried out in the flow-through cells cannot be avoided in principle, a groove 21 can prove to be advantageous in that Air bubbles formed escape from the interior 13 of the flow-through cell and collect in the groove 21. In a preferred embodiment, this property is additionally ensured by chemical surface treatment of the inner surface of the groove 21 or of the entire inner surface of the flow-through cell, including said groove. This treatment serves to create a hydrophilic, i.e. more wettable surface.
  • the body 11 preferably has stops 22, 23, 24 which are used for the exact positioning of the base plate 31 (see FIGS. 8-15) in relation to the body 11 prior to its assembly, e.g. by gluing. There is no mechanical coupling between the stops 22, 23, 24 and the abovementioned stops, which serve for the exact positioning of the body 11 or the arrangement of flow-through cells formed therewith in a receiving opening 42 of the carrier 41.
  • the body 11 preferably has protective angles 25, 26, 27 which protect the base plate 31 against tearing off or damage which might otherwise occur in the carrier 41 in particular when the flow-through cuvette arrangement is inserted.
  • a circumferential web 29 is provided on the top of each of the flow-through cells, on which a film can be welded.
  • this film prevents "cross-contamination" between the cuvettes; on the other hand, it prevents fluid losses that might otherwise occur, in particular in nucleic acid hybridization assays with process steps at elevated temperatures up to, for example, approximately 80 ° C.
  • the following materials are suitable for the production of the body 11:
  • thermoplastics plastics
  • metals plastics
  • silicates such as glass, quartz or ceramics.
  • Examples of the materials for producing the body 11 are in particular:
  • PC polycarbonate
  • PBT Polybutylene terephthalate
  • ABS acrylonitrile / butadiene / styrene graft copolymer
  • the body 11 of the flow-through cuvette arrangement is colored black, unless a light guided in the base plate 31 (if embodied as a waveguide) is to be passed under the walls of the body 11 which directly touch the base plate.
  • This exemplary embodiment is a body according to the invention for forming a two-dimensional, matrix-like arrangement of flow-through cells, which comprises a multiplicity of cell rows with the structure of the body 11 described above and contains all the elements or elements described above with an equivalent function.
  • the characteristics of such Body can therefore be seen essentially from Figures 1-7.
  • a body according to this second embodiment is also suitable, by joining it to a base plate, e.g. biological or biochemical or synthetic recognition elements carries to form a flow cuvette arrangement.
  • a base plate e.g. biological or biochemical or synthetic recognition elements carries to form a flow cuvette arrangement.
  • this body itself can already have the external dimensions and external features of a standard microtiter plate according to the SBS standard.
  • This body can also have such an outer shape that fits into a receiving opening of a correspondingly designed carrier (e.g. with external dimensions according to the SBS standard).
  • the body can have the following elements, which are used for precise positioning of the body in the receiving opening of the wearer:
  • FIGS. 8-15 Flow-through cells, which comprise a rectilinear row - ie a one-dimensional arrangement - of flow-through cells are shown in FIGS. 8-15.
  • Such an arrangement of flow-through cells is formed by assembling the body 11 described above with reference to FIGS. 1-7 with a base plate 31, which e.g. biological recognition elements.
  • the base plate 31 and the body 11 are joined together, for example, by gluing or clipping.
  • the base plate 31 is suitable for serving as a waveguide.
  • the flow-through cells can be filled more easily and with pipette tips of larger diameter than in the earlier version according to FIG. 25 (version according to FIG. 2 of PCT / EP 00/12668).
  • pipette tips of larger diameter than in the earlier version according to FIG. 25 (version according to FIG. 2 of PCT / EP 00/12668).
  • regular, commercially available tips according to industry standards can be used.
  • the body has a delimitation wall 16 which serves to delimit the
  • Reservoirs 15 of the inlet opening 14 serves each cuvette and is arranged around this inlet opening.
  • the materials for the base plate, the body brought together with it and any additional cover plate that may be used must meet the requirements for the planned use of the arrangement. Depending on the specific application, these requirements relate to chemical and physical resistance, for example against acidic or basic
  • the material of the body brought together with the base plate is selected from the group consisting of moldable, sprayable or millable plastics, thermoplastics, metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics.
  • the material of the additional continuous cover plate can be selected from the group consisting of moldable, sprayable or millable plastics, metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics.
  • the material of the base plate comprises materials from the group consisting of moldable, sprayable or millable plastics, thermoplastic plastics, metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics.
  • the components mentioned can each consist of a uniform material or also comprise a mixture or layer-by-layer or lateral joining of different materials, the materials being able to replace one another.
  • the surfaces of the body 11, which form the "cover” and the side walls of the sample containers, should be as little reflective as possible in order to keep the disturbing influence of the excitation light reflected there as small as possible.
  • the excitation light is generally always radiated through the base plate and the measuring light (at excitation wavelength and / or at
  • the material of the base plate is preferably selected so that it is used at least in the one or more Excitation wavelengths and optionally also at corresponding luminescence wavelengths is transparent.
  • the base plate should also be as free as possible from self-luminescence.
  • the base plate can consist of a uniform material (e.g. as a plate made of glass or correspondingly transparent plastic) and can be illuminated with excitation light in a classic incident light arrangement, for example. It can also be a multi-layer system (for
  • Example formed as a thin film waveguide The light irradiation can then also take place in the classic arrangement just described. It is preferred that the base plate is a (thin) layer waveguide with the properties and embodiments described in PCT / EP 00/12668.
  • the following materials are suitable, for example, for the production of the base plate 31: moldable, sprayable or millable plastics, thermoplastic plastics (preferred
  • the material of the base plate is selected such that the base plate is largely transparent, at least at the wavelength of this excitation light.
  • the base plate 31 serves as an optical layer waveguide
  • the base plate has, for example, the structure according to FIG. 27, which essentially restricted one to the base plate Cross-sectional partial view shows.
  • the base plate is designed as an optical layer waveguide with biological or biochemical or synthetic recognition elements immobilized thereon. 27 includes this
  • the reference symbol (g) in FIG. 27 denotes the limits of a flow-through cell, which is produced by bringing the base plate together with a body.
  • the reference symbol (g) therefore corresponds to the reference symbol 11 in FIGS. 1 to 15.
  • a layer (b) which is transparent in at least part of the visible or near infrared spectrum there is first a thin intermediate layer (b 1 ) and then one
  • Layer (a) applied the refractive index of which is greater than the refractive indices of layers (b) and (b 1 ).
  • Layers (a) and (b ') are also optically transparent in at least part of the visible or near infrared spectrum.
  • Lattice structures (c) and (c ') are formed in the layer (b) as a relief lattice, which are transferred into the layers above when they are applied.
  • An adhesion-promoting layer (f) is then applied to layer (a), which can improve the adhesion to immobilizing biological or biochemical or synthetic recognition elements.
  • these recognition elements are immobilized in spatially separated measuring areas (d), which in this embodiment are arranged both on and between the grating structures (c) and (C).
  • the base plate is finally brought together with the body (g), which corresponds to the body 11 in FIGS. 1 to 15.
  • Layer (a) of the base plate is, for example, a high-index metal oxide layer on layer (b).
  • Examples of materials for the second optically transparent layer b are:
  • - silicates e.g. B. glass or quartz, or
  • thermoplastic or sprayable plastic preferably from the group formed by polycarbonate, polyimide, polymethyl methacrylate or polystyrene.
  • This second arrangement of flow-through cells according to the invention is formed by combining a body which, in accordance with the second exemplary embodiment described above under 2) according to one of the two embodiments of such a body described there, is suitable for forming a matrix-like arrangement of flow-through cells, and a base plate which, for example, biological recognition elements.
  • the base plate and the body are joined together, for example, by gluing or clipping.
  • the flow cuvette arrangement thus formed can be used in an analysis system either as an independent unit, i.e. can be used without using a carrier, or with a carrier that has at least one recess for receiving the flow-through cuvette arrangement.
  • the base plate 31 is preferably suitable for serving as a waveguide.
  • Flow cuvette arrangements can be used the same materials that are given above under 3).
  • a carrier 41 according to the invention for a body 11 for forming a straight line - that is to say a one-dimensional arrangement - of flow-through cells is shown in FIGS. 16-23.
  • the carrier 41 has a multiplicity of recesses 42, the shape and dimensions of which are adapted to the outer shape of the body 11 in such a way that an exact positioning of the body 11 in the recess 42 is made possible.
  • the outside dimensions of the carrier preferably correspond to the SBS standard.
  • the carrier therefore has the dimensions of a standard microtiter plate, i.e. approx. 85 mm x 128 mm.
  • the carrier can be designed for single use or as a reusable component, from which the flow cuvette arrangements used therein can be released by pressing together the snap hooks S.
  • the snap hooks can also be released by pressure from below using an appropriately designed tool.
  • the carrier can e.g. hold up to 5 flow cuvette arrangements, e.g. 6 flow cells included.
  • elevations 43 in the outer corners, 44, 45 and another elevation 46 different therefrom correspond to corresponding recesses 63, 64, 65, 66 in the underside of the carrier 41 (see FIG. 17).
  • elevations and recesses make it possible to stack a plurality of carriers one above the other and at the same time to keep the undersides of the base plates 31 to be glued into the body 11 (glass plates, waveguide plates or sensor platforms) contact-free so that contamination of the undersides of the base plates is avoided.
  • a receiving web with elevations complementary to the two recesses moves under the carrier in order to then raise it slightly.
  • Two light barriers run parallel to the long sides of the carrier. If the carrier is inserted into the input device with an incorrect orientation, its side with the smaller lateral recess is raised too much. This is confirmed by a corresponding
  • Photoelectric sensor detects, which results in the refusal to accept the carrier in the automatic analysis system.
  • thermoplastic plastics plastics (preferred production by means of "Injection Molding"), metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics,
  • Examples of the materials for producing the carrier 41 are in particular:
  • PC polycarbonate
  • PBT Polybutylene terephthalate
  • PPS polyphenyl sulfide
  • ABS acrylonitrile / butadiene / styrene graft copolymer
  • the support is colored black.
  • This second embodiment of a carrier is used to hold at least one body according to 2) above, i.e. a body for the formation of a two-dimensional, matrix-like arrangement of flow-through cells.
  • This second exemplary embodiment of a carrier has at least one recess, the shape and dimensions of which are matched to the outer shape of the body to be accommodated in such a way that it enables the body to be precisely positioned in the recess.
  • This exemplary embodiment of a flow-through cuvette arrangement contains one or more flow-through cuvette arrangements, each inserted in a receiving opening 42 of a carrier 41 according to FIGS. 16-23, like the one described above under 3) with reference to FIGS. 8-15.
  • the base plate 31 and the body 11 are joined together, for example, by gluing.
  • the base plate 31 is clamped between the body 11 and the carrier 41, and is joined to the body exclusively by means of a force which is generated by the composition of the body 11 and the carrier 41.
  • the base plate is held as follows:
  • the carrier 41 On the underside of the carrier 41 there are thin (e.g. 0.3 mm thick) supporting webs all around the receiving openings, so that the base plates 31 (on their top side) provided with the biological or biochemical or synthetic recognition elements (e.g.
  • Glass plates, waveguide plates, sensor platforms can first be inserted into the carrier 41. Only then are the bodies 11, with integrated sealing lips or 0-rings (e.g. made of elastic plastic), which can contain the grooves 21 shown in FIG. 7, inserted into the carrier 41 with, for example, barb-like holders such that between the Bodies 11 and the base plate 31 a pressure of a defined thickness is generated so that a mutual fluidic sealing of the flow cell produced together with the base plate 31 is effected.
  • the bodies 11, with integrated sealing lips or 0-rings e.g. made of elastic plastic
  • Bodies 11 suitable for this variant consisting of rigid and elastic plastic parts, are preferably produced in a two-component injection molding process.
  • this variant can comprise a suitably designed rigid plastic body and sealing rings to be inserted into corresponding recesses in the body.
  • Such an embodiment also makes it possible, in particular, that the immobilization of the biological or biochemical or synthetic recognition elements (for example by "spotting") on the base plates 31 is only carried out on site by the customer.
  • thermoelastic plastics e.g.
  • SEBS Styrene ethylene butadiene styrene
  • silicone / silicone silicone / silicone
  • elastomers rubber
  • This exemplary embodiment of a flow-through cuvette arrangement contains at least one inserted in a receiving opening of a carrier according to 6) above
  • the flow cuvette assembly can be shaped to form a self-contained unit that does not require a carrier to be used in an analysis system.
  • Such a flow cuvette arrangement can e.g. 96 flow cells or more, e.g. 384 or 1536 flow-through cells arranged on the same footprint, or arrays of any size.
  • the base plate and the body are joined together, for example, by gluing or clipping.
  • the base plate is clamped between the body according to a variant according to exemplary embodiment 7 and the carrier, and is joined to the body exclusively by means of a force which is generated by the composition of the body and the carrier.
  • the base plate comprising an optical waveguide which is continuous or divided into individual areas, excitation light is guided via an optical coupling element in said optical waveguide and measurement light is detected by the measurement areas with one or more detectors, which interact in an optical manner with said optical waveguide.
  • ⁇ said optical waveguide is formed as an optical film waveguide with a first optically transparent layer (a) on a second optically transparent layer (b) with lower refractive index than layer (a), wherein furthermore excitation light using one or several lattice structures, which in the optically transparent
  • Layer (a) are pronounced, coupled into the optically transparent layer (a) and to those located thereon Measuring ranges (d) is guided as a guided wave, and the luminescence of luminescent molecules generated in the evanescent field of said guided wave is also detected with one or more detectors and the concentration of one or more analytes is determined from the intensity of these luminescence signals.
  • Body fluids such as blood, serum, plasma, lymph or urine or tissue fluids or egg yolk.

Abstract

The invention relates to a system of flow-through cells that is obtained by assembling a body (11) with a base plate. The body (11) comprises the following elements which are adapted for the exact positioning of the body in the receiving openings of a support in three directions (X, Y, Z direction): (a) a first spring element and a first stop, disposed on opposite end sections of the body (11), (b) at least one second spring element and a corresponding second stop, disposed on opposite faces of the body (11), and (c) at least one support element and at least one retaining element.

Description

Körper für Durchflusskuvetten und deren VerwendungBodies for flow cuvettes and their use
Die Erfindung betrifft einen Körper zur Bildung einer Anordnung von Durchflussküvetten gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 3.The invention relates to a body for forming an arrangement of flow-through cells according to the preamble of claim 1 or 3.
Die Erfindung betrifft weiter einen Träger gemäss Oberbegriff des Anspruchs 9 sowie die Anordnung von Durchflussküvetten.The invention further relates to a carrier according to the preamble of claim 9 and the arrangement of flow-through cells.
Eine Anordnung von Durchflussküvetten der oben erwähnten Art ist in der Internationalen Patentanmeldung PCT/EP 00/12668 beschrieben.An arrangement of flow-through cells of the type mentioned above is described in the international patent application PCT / EP 00/12668.
Figuren 24-28 zeigen Ausführungsformen, die in der Internationalen Patentanmeldung PCT/EP 00/12668 beschrieben sind.Figures 24-28 show embodiments described in International Patent Application PCT / EP 00/12668.
Figur 24 ist mit der Figur 1 der Patentanmeldung PCT/EPFigure 24 is with Figure 1 of PCT / EP patent application
00/12668 identisch und zeigt eine Querschnitts-Teilansicht einer ersten Durchflusskuvettenanordnung. Aus dieser Figur sind der Zulauf 1 und der Ablauf 2 einer einzelnen Durchflussküvette sowie Teile der benachbarten Durchflussküvetten ersichtlich.00/12668 identical and shows a partial cross-sectional view of a first flow cuvette arrangement. This figure shows the inlet 1 and the outlet 2 of an individual flow cell as well as parts of the neighboring flow cells.
Die Durchflusskuvettenanordnung gemäss Fig. 24 umfasst eine Grundplatte 4 und einen damit zusammengebrachten Körper 6. Der Körper 6 besitzt eine Ausnehmung 3, welche nach Zusammenfügen des Körpers 6 mit der Grundplatte 4 eine räumliche Aussparung zur Erzeugung einer Durchflussküvette mit Zulauf 1 und Ablauf 2 bildet. Die Ausnehmung 3 kann eine beliebige Grundfläche haben; beispielsweise kann sie rechteckig sein. Vorzugsweise sind Ecken jeweils abgerundet. Der Ablauf 2 bzw. der Zulauf 1 der in Querschnittsrichtung benachbarten Durchflussküvetten sind ebenfalls dargestellt. Vorzugsweise sind der Zulauf und der Ablauf einer Durchflussküvette jeweils an einander gegenüberliegenden Endpunkten der Grundflächen der Ausnehmung, im Falle einer im wesentlichen rechteckförmigen Grundfläche beispielsweise an den Endpunkten der Diagonalen, angeordnet.24 comprises a base plate 4 and a body 6 brought together with it. The body 6 has a recess 3 which, after the body 6 has been joined to the base plate 4, forms a spatial recess for producing a flow-through cell with inlet 1 and outlet 2. The recess 3 can have any base; for example, it can be rectangular. Corners are preferably rounded in each case. The outlet 2 or the inlet 1 of the flow cells adjacent in the cross-sectional direction are also shown. The inlet and outlet of a flow-through cell are preferably each arranged at opposite end points of the base areas of the recess, in the case of an essentially rectangular base area, for example at the end points of the diagonals.
Figur 25 ist mit der Figur 2 der Patentanmeldung PCT/EP 00/12668 identisch und zeigt eine Querschnitts-Teilansicht von einer anderen Ausführungsform der Durchflusskuvettenanordnung gemäss Fig. 24. In der Ausführungsform gemäss Fig. 25 ist das Reservoir 5 als eine Vertiefung in der Aussenwand des mit der Grundplatte 4 zusammengebrachten Körpers 6 ausgebildet . Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass aus der Durchflussküvette austretende Flüssigkeit zwar in das Reservoir 5 eintreten, aber nicht wieder in die Durchflussküvette zurückfHessen kann, solange das Reservoir nicht bis zu der Oberkante der Berandung an derFIG. 25 is identical to FIG. 2 of patent application PCT / EP 00/12668 and shows a partial cross-sectional view of another embodiment of the flow-through cuvette arrangement according to FIG. 24. In the embodiment according to FIG. 25, the reservoir 5 is a depression in the outer wall of the body 6 brought together with the base plate 4. This embodiment makes it possible for liquid emerging from the flow-through cell to enter the reservoir 5 but not be able to feed it back into the flow-through cell as long as the reservoir does not reach the upper edge of the edge on the
Flüssigkeitsaustrittsseite aufgefüllt ist.Liquid outlet side is filled up.
Figur 26 ist mit der Figur 3 der Patentanmeldung PCT/EP 00/12668 identisch und zeigt eine Querschnitts-Teilansicht von einer weiteren Ausführungsform derFIG. 26 is identical to FIG. 3 of patent application PCT / EP 00/12668 and shows a partial cross-sectional view of a further embodiment of the
Durchflusskuvettenanordnung gemäss Fig. 24. In der Ausführungsform gemäss Fig. 26 ist das Reservoir 5 nach oben abgeschlossen. Diese Ausführungsform hat zur Folge, dass auch aus dem Reservoir 5 keine Flüssigkeit durch Verdunsten entweichen kann.Flow cuvette arrangement according to FIG. 24. In the embodiment according to FIG. 26, the reservoir 5 is closed at the top. The result of this embodiment is that no liquid can escape from the reservoir 5 due to evaporation.
Der Körper 6 kann in allen oben erwähnten Ausführungsformen aus einem Teil oder auch aus mehreren Teilen bestehen, welche vorzugsweise irreversibel zu einer Einheit zusammengefügt werden.In all of the above-mentioned embodiments, the body 6 can consist of one part or also of several parts, which are preferably irreversibly combined into one unit.
Figur 27 ist mit der Figur 4 der Patentanmeldung PCT/EP 00/12668 identisch und zeigt eine im wesentlichen auf die Grundplatte beschränkte Querschnitts-Teilansicht für eine Ausführungsform mit einem optischen Schichtwellenleiter als Grundplatte. In der Ausführungsform gemäss Fig. 27 ist die Grundplatte als ein optischer Schichtwellenleiter mit darauf immobilisierten biologischen oder biochemischen oder synthetischen Erkennungselementen ausgebildet. Gemäss Fig. 27 umfasst dieser Schichtwellenleiter Schichten a, b und b' . Mit dem Bezugszeichen g sind in Fig. 27 die Begrenzungen einer Durchflussküvette bezeichnet, welche durch Zusammenbringen der Grundplatte mit einem Körper 6 erzeugt wird. Das Bezugszeichen g entspricht daher dem Bezugszeichen 6 in den Figuren 24 bis 26.FIG. 27 is identical to FIG. 4 of patent application PCT / EP 00/12668 and shows a partial cross-sectional view essentially restricted to the base plate for an embodiment with an optical layer waveguide as base plate. In the embodiment according to FIG. 27, the base plate is designed as an optical layer waveguide with biological or biochemical or synthetic recognition elements immobilized thereon. 27, this layer waveguide comprises layers a, b and b '. The reference symbols g in FIG. 27 denote the limits of a flow-through cell, which is produced by bringing the base plate together with a body 6. The reference symbol g therefore corresponds to the reference symbol 6 in FIGS. 24 to 26.
Auf einer zumindest in einem Teil des sichtbaren oder nahen infraroten Spektrums transparenten Schicht b ist zunächst eine dünne Zwischenschicht b1 und anschliessend eine Schicht a aufgebracht, deren Brechungsindex grösser als die Brechungsindices der Schichten b und b' ist. Auch die Schichten a und b' sind mindestens in einem Teil des sichtbaren oder nahen infraroten Spektrums optisch transparent. In der Schicht b sind Gitterstrukturen c und c' als Reliefgitter ausgebildet, welche bei der Aufbringung der darüber befindlichen Schichten in diese übertragen werden. Auf die Schicht a wird dann eine Haftvermittlungsschicht (f) aufgebracht, welche die Haftung zu immobilisierender biologischer oder biochemischer oder synthetischer Erkennungselemente verbessern kann. In dieser Ausführungs orm sind diese Erkennungselemente in räumlich getrennten Messbereichen d immobilisiert, welche in dieser Ausführungsform sowohl auf als auch zwischen den Gitterstrukturen c und C angeordnet sind. In der Ausführungsform gemäss Fig. 27 wird abschliessend die Grundplatte mit dem Körper g zusammengebracht, welcher dem Körper 6 in den Figuren 24 bis 26 entspricht.A thin intermediate layer b 1 and then a layer a, whose refractive index is greater than the refractive indices of layers b and b ', are first applied to a layer b which is transparent in at least part of the visible or near infrared spectrum. Layers a and b 'are also optically transparent in at least part of the visible or near infrared spectrum. Lattice structures c and c 'are formed in the layer b as a relief lattice, which are transferred into the layers above when they are applied. An adhesion-promoting layer (f) is then applied to layer a, which can improve the adhesion to immobilizing biological or biochemical or synthetic recognition elements. In this embodiment, these detection elements are immobilized in spatially separated measuring areas d, which are located in this Embodiment are arranged both on and between the lattice structures c and C. In the embodiment according to FIG. 27, the base plate is finally brought together with the body g, which corresponds to the body 6 in FIGS. 24 to 26.
Figur 28 ist mit der Figur 5 der Patentanmeldung PCT/EP 00/12668 identisch und zeigt eine Anordnung von Durchflussküvettenanordnungen, in der spaltenförmige Anordnungen von Grundplatten 4 und den jeweils damit zusammengebrachten Körpern 6 zusammen Einsatzblδcke 7 bilden, welche in entsprechende Aufnahmeδffnungen eines gemeinsamen Trägers 8 (Metaträger) eingesetzt sind. Auf diese Weise wird eine Anordnung von insgesamt 6 Spalten von je 6 Durchflussküvetten erzeugt. In der Ausführungsform gemäss Fig. 28 hat der Träger die Grundabmessungen einer Standard-Mikrotiterplatte. Die Einlassöffnungen 9 zu den Zuläufen 1 (in dieser Figur nicht erkennbar) sind so positioniert, dass sie mit dem Raster einer 96-er Standard- Mikrotiterplatte k mpatibel sind, d.h., sie sind inFIG. 28 is identical to FIG. 5 of patent application PCT / EP 00/12668 and shows an arrangement of flow-through cuvette arrangements in which column-shaped arrangements of base plates 4 and the bodies 6 respectively brought together form insert blocks 7, which in corresponding receiving openings of a common carrier 8 (Meta carrier) are used. In this way, an arrangement of a total of 6 columns of 6 flow cells each is generated. In the embodiment according to FIG. 28, the carrier has the basic dimensions of a standard microtiter plate. The inlet openings 9 to the inlets 1 (not visible in this figure) are positioned such that they are compatible with the grid of a standard 96-well microtiter plate, i.e. they are in
Abständen von jeweils einem ganzzahligen Vielfachen von 9 mm positioniert (zum Beispiel: Abstand der Zuläufe innerhalb einer Spalte: 9 mm; Abstand der Zuläufe zwischen benachbarten Spalten: 18 mm) . Bei entsprechender Translation des Trägers mit den Einsatzblöcken sind entsprechend die Reservoirs 5 mit dem Raster einer standardmässigen 96-er Mikrotiterplatte kompatibel. In der Ausführungsform gemäss Fig. 28 ist der Träger 8 so gestaltet, dass er bis zu 6 Einsatzblδcke aufnehmen kann. Es können jedoch auch Plätze für Einsatzblöcke unbesetzt bleiben.Intervals of an integer multiple of 9 mm positioned (for example: distance of the inlets within a column: 9 mm; distance of the inlets between adjacent columns: 18 mm). With a corresponding translation of the carrier with the insert blocks, the reservoirs 5 are compatible with the grid of a standard 96-well microtiter plate. In the embodiment according to FIG. 28, the carrier 8 is designed in such a way that it can accommodate up to 6 insert blocks. However, spaces for insert blocks can also remain unoccupied.
Eine sehr genaue Positionierung derA very precise positioning of the
Durchflusskuvettenanordnung in einem Träger ist unentbehrlich, um die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit der durchgeführten Messungen, beispielsweise optischen, elektro-optischen oder elektrischen Messungen, sicherzustellen.Flow cuvette assembly in a carrier is essential to reliability and accuracy of the measurements carried out, for example optical, electro-optical or electrical measurements.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Durchflusskuvettenanordnung der oben erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, die so ausgestaltet ist, dass sie mit erhöhter Präzision in einem Träger positionierbar ist, der in ein Analysengerät eingegeben wird und dort seinerseits hochpräzise positionierbar ist und automatisch bearbeitet wird, wobei die Bearbeitung die Durchführung von Messungen, beispielsweise optischen, elektro-optischen oder elektrischen Messungen, an einer relativ grossen Zahl von sehr kleinen Messbereichen, die dicht nebeneinander liegen, umfasst.The invention is therefore based on the object of providing a flow-through cuvette arrangement of the type mentioned above, which is designed in such a way that it can be positioned with increased precision in a carrier which is input into an analysis device and in turn can be positioned there with high precision and is automatically processed the processing comprises carrying out measurements, for example optical, electro-optical or electrical measurements, on a relatively large number of very small measurement areas which are close to one another.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen Körper zur Bildung einer Anordnung von Durchflussküvetten zur Verfügung zu stellen, welcher - die Verwendung üblicher, kommerziell erhältlicherThe invention is also based on the object of providing a body for forming an arrangement of flow-through cells, which - the use of customary, commercially available
Pipettenspitzen für die Zufuhr der Proben oder Reagenzien zu den Küvetten ermöglicht und - kleinere Volumina der Proben bzw. Reagenzien erfordert.Pipette tips for supplying the samples or reagents to the cuvettes are possible and - require smaller volumes of the samples or reagents.
Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung wird die erstgenannte Aufgabe mit einem Körper gemäss Anspruch 1 gelöst.According to a first aspect of the invention, the first-mentioned object is achieved with a body according to claim 1.
Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die erstgenannte Aufgabe mit einer Durchflusskuvettenanordnung gemäss Anspruch 6 gelöst. Gemäss einem dritten Aspekt der Erfindung wird die erstgenannte Aufgabe mit einem Träger gemäss Anspruch 9 gelöst.According to a second aspect of the invention, the first-mentioned object is achieved with a flow-through cuvette arrangement according to claim 6. According to a third aspect of the invention, the first-mentioned object is achieved with a carrier according to claim 9.
Gemäss einem vierten Aspekt der Erfindung wird die erstgenannte Aufgabe mit einer Durchflusskuvettenanordnung gemäss Anspruch 11 gelöst.According to a fourth aspect of the invention, the first-mentioned object is achieved with a flow-through cuvette arrangement according to claim 11.
Gemäss einem fünften Aspekt der Erfindung wird die erstgenannte Aufgabe mit einer Durchflusskuvettenanordnung gemäss Anspruch 12 gelöst.According to a fifth aspect of the invention, the first-mentioned object is achieved with a flow-through cuvette arrangement according to claim 12.
Gemäss einem sechsten Aspekt der Erfindung wird die zweitgenannte Aufgabe durch einen Körper gemäss Anspruch 3 gelöst.According to a sixth aspect of the invention, the second object is achieved by a body according to claim 3.
Die weitere Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen sowie die Verwendung eines Körpers gemäss einem der Ansprüche 1-5, einer Anordnung von Durchflussküvetten gemäss einem der Ansprüche 6-8, 11-14 oder eines Trägers gemäss Anspruch 9 oder 10.The further claims give preferred embodiments and the use of a body according to one of claims 1-5, an arrangement of flow-through cells according to one of claims 6-8, 11-14 or a carrier according to claim 9 or 10.
Die erfindungsgemässe Ausführungsform bzw. Anordnung ermöglicht eine hochpräzise Positionierung einer Anordnung von Durchflussküvetten der eingangs erwähnten Art mithilfe mechanischer Positionierhilfen, wobei die erzielbare Genauigkeit der Positionierung in der Grössenordnung von 50 Mikrometer liegt und überraschenderweise keinerlei Justierungen vorgenommen werden müssen.The embodiment or arrangement according to the invention enables high-precision positioning of an arrangement of flow-through cells of the type mentioned at the beginning with the aid of mechanical positioning aids, the achievable accuracy of the positioning being of the order of 50 micrometers and, surprisingly, no adjustments need to be made.
Das bevorzugte Einsatzgebiet der erfindungsgemässen Durchflusskuvettenanordnung ist die gleichzeitige (parallele) Bestimmung einer Vielzahl von Analyten in einer oder mehreren Proben. Dieses kann dadurch geschehen, dass in den Probenbehältnissen, mit der Grundplatte in einer Ausführungsform als Sensorplattform, jeweils sogenannte "Microarrays" untergebracht sind.The preferred area of use of the flow cuvette arrangement according to the invention is the simultaneous (parallel) determination of a large number of analytes in one or more samples. This can happen in that the sample containers with the base plate in one embodiment as a sensor platform, so-called "microarrays" are housed.
Die erfindungsgemässen Durchflusskuvettenanordnung ist bei allen analytischen Messverfahren verwendbar, die in der oben genannten Patentanmeldung PCT/EP 00/12668 beschrieben oder erwähnt sind.The flow cuvette arrangement according to the invention can be used in all analytical measuring methods which are described or mentioned in the above-mentioned patent application PCT / EP 00/12668.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen hervor.Further advantages of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments.
Figuren 1 bis 7 zeigen verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Körpers zur Bildung einer geradlinigen Reihe - also einer eindimensionalen Anordnung - von Durchflussküvetten.Figures 1 to 7 show different views of an embodiment of a body according to the invention for forming a straight line - that is, a one-dimensional arrangement - of flow-through cells.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Körpers von oben, F Fiigg.. 2 2 zeigt die Vorderansicht nach Fig. 1,Fig. 1 shows a perspective view of the body from above, F Fiigg .. 2 2 shows the front view of Fig. 1,
Fig . 3 zeigt die Ansicht von hinten nach Fig. 1,Fig. 3 shows the view from behind according to FIG. 1,
Fig . 4 zeigt die Ansicht von der linken Seite nach Fig. 1,Fig. 4 shows the view from the left side according to FIG. 1,
Fig . 5 zeigt die Ansicht von der rechten Seite nach Fig. 1,Fig. 5 shows the view from the right side according to FIG. 1,
Fig . 6 zeigt die Ansicht von oben nach Fig. 1, F Fiigg.. 7 7 zeigt die Ansicht von unten nach Fig. 1.Fig. 6 shows the view from above according to FIG. 1, F Fiigg. 7 7 shows the view from below according to FIG. 1.
Figuren 8 bis 15 zeigen verschiedene Ansichten einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Durchflusskuvettenanordnung, die durch Zusammenfügung eines Körpers gemäss Figuren 1 bis 7 und einer Grundplatte gebildet wird.FIGS. 8 to 15 show different views of an embodiment of a flow cuvette arrangement according to the invention, which is formed by joining a body according to FIGS. 1 to 7 and a base plate.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Durchflusskuvettenanordnung von oben, Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Durchflusskuvettenanordnung von unten,8 shows a perspective view of the flow cuvette arrangement from above, 9 shows a perspective view of the flow cuvette arrangement from below,
Fig. 10 zeigt die Vorderansicht nach Fig. 8,10 shows the front view according to FIG. 8,
Fig. 11 zeigt die Ansicht von hinten nach Fig. 8, Fig. 12 zeigt die Ansicht von der linken Seite nach Fig. 8,11 shows the view from the rear according to FIG. 8, FIG. 12 shows the view from the left side according to FIG. 8,
Fig. 13 zeigt die Ansicht von der rechten Seite nach Fig. 8,13 shows the view from the right side according to FIG. 8,
Fig. 14 zeigt die Ansicht von oben nach Fig. 8,14 shows the view from above according to FIG. 8,
Fig. 14a zeigt einen Teilquerschnitt durch die Ebene I-I in Fig. 14FIG. 14 a shows a partial cross section through the plane I-I in FIG. 14
Fig. 14b zeigt eine Vergrösserung des in Fig. 14 eingekreisten TeilsFIG. 14 b shows an enlargement of the part encircled in FIG. 14
Fig. 15 zeigt die Ansicht von unten nach Fig. 8.15 shows the bottom view according to FIG. 8.
Figuren 16 bis 23 zeigen verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Trägers zur Aufnahme einer Durchflusskuvettenanordnung oder mehrerer Durchflussküvettenanordnungen gemäss Figuren 8-15.FIGS. 16 to 23 show different views of an embodiment of a carrier according to the invention for receiving a flow-through cuvette arrangement or a plurality of flow-through cuvette arrangements according to FIGS. 8-15.
Fig. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht des Trägers von oben,16 shows a perspective view of the carrier from above,
Fig. 17 zeigt eine perspektivische Ansicht des Trägers von unten,17 shows a perspective view of the carrier from below,
Fig. 18 zeigt die Vorderansicht nach Fig. 16, Fig. 19 zeigt die Ansicht von hinten nach Fig. 16,18 shows the front view according to FIG. 16, FIG. 19 shows the view from the rear according to FIG. 16,
Fig. 20 zeigt die Ansicht von der linken Seite nach Fig.20 shows the view from the left side according to FIG.
1616
Fig. 21 zeigt die Ansicht von der rechten Seite nach Fig. 16, Fig. 22 zeigt die Ansicht von oben nach Fig. 16,FIG. 21 shows the view from the right side according to FIG. 16, FIG. 22 shows the view from above according to FIG. 16,
Fig. 23 zeigt die Ansicht von unten nach Fig. 16. Figuren 24-28 zeigen Ausführungsformen, die in der Internationalen Patentanmeldung PCT/EP 00/12668 beschrieben und darin als Figuren 1-5 enthalten sind.FIG. 23 shows the bottom view according to FIG. 16. Figures 24-28 show embodiments described in International Patent Application PCT / EP 00/12668 and contained therein as Figures 1-5.
Nachstehend werden anhand der Figuren 1-23 bevorzugteBelow are preferred with reference to Figures 1-23
Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Sie sind das Ergebnis einer Weiterentwicklung von Ausführungsformen, die in ihren Grundzügen in der Internationalen Patentanmeldung PCT/EP 00/12668 beschrieben sind. Der Inhalt dieser Patentanmeldung wird daher hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich als Bestandteil der nachstehenden Beschreibung eingeführt .Described embodiments of the invention. They are the result of a further development of embodiments which are described in the main features in the international patent application PCT / EP 00/12668. The content of this patent application is therefore hereby fully incorporated by reference as part of the following description.
Wie nachfolgend genauer beschrieben, dient eine ein- oder zweidimensionale Anordnung von Durchflussküvetten als Bestandteil eines Arrays von Probenbehältnissen, wobei die Anordnung aus einer Grundplatte und einem damit zusammengebrachten Aufsatzkörper gebildet ist, welcher eine Anordnung von räumlichen Aussparungen hat, die der Anordnung der Probenbehältnisse entspricht, wobei für jedes Probenbehältnis mindestens ein Zu- und Ablauf vorhanden ist, und wobei die Grundplatte z.B. ein Glasplättchen, Wellenleiter- Plättchen oder eine Sensorplattform sein kann.As described in more detail below, a one-dimensional or two-dimensional arrangement of flow-through cells serves as a component of an array of sample containers, the arrangement being formed from a base plate and a top body brought together with it, which has an arrangement of spatial recesses that corresponds to the arrangement of the sample containers, where at least one inlet and outlet is available for each sample container, and wherein the base plate, for example can be a glass plate, waveguide plate or a sensor platform.
Die ein- oder zweidimensionale Anordnung von Durchflussküvetten ermöglicht es in einer bevorzugten Ausführungsform, auch sehr geringe Proben- oder Reagentienmengen den Probenbehältnissen, welche in einer hohen Anzahl auf einer kleinen Grundfläche angeordnet sein können, zuzuleiten und/oder von ihnen abzuführen, wobei für jedes Probenbehältnis mindestens ein Reservoir zur Aufnahme von dem Probenbehältnis abzuführender Flüssigkeit und ein peripheres System von Flüssigkeitszu- und -abführungen in die Anordnung integriert ist .In a preferred embodiment, the one- or two-dimensional arrangement of flow-through cells enables even very small amounts of samples or reagents to be fed to and / or removed from the sample containers, which can be arranged in large numbers on a small base area, for each sample container at least one reservoir for receiving liquid to be removed from the sample container and one peripheral system of liquid inlets and outlets is integrated into the arrangement.
1) ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL EINES KÖRPERS ZUR BILDUNG EINER DURCHFLUSSKUVETTENANORDNUNG1) FIRST EMBODIMENT OF A BODY FOR FORMING A FLOW-CUBE ARRANGEMENT
Ein erfindungsgemässer Körper zur Bildung einer geradlinigen Reihe - also einer eindimensionalen Anordnung - von Durchflussküvetten ist in den Figuren 1-7 dargestellt. Eine solche Anordnung von Durchflussküvetten (in den Figuren 8-15 dargestellt) wird durch Zusammenfügung des Körpers 11 mit einer Grundplatte 31 (in den Figuren 1-7 nicht dargestellt) gebildet, die z.B. biologische oder biochemische oder synthetische Erkennungselemente trägt. Diese Erkennungselemente dienen zu Bindung und Nachweis der zu bestimmenden Analyten in zugeführten Proben.A body according to the invention for forming a rectilinear row - that is to say a one-dimensional arrangement - of flow-through cells is shown in FIGS. 1-7. Such an arrangement of flow-through cells (shown in FIGS. 8-15) is formed by joining the body 11 to a base plate 31 (not shown in FIGS. 1-7), which e.g. biological or biochemical or synthetic recognition elements. These detection elements are used for binding and detection of the analytes to be determined in supplied samples.
Der Körper 11 hat eine äussere Form, die in eine Aufnahmeöffnung 42 eines Trägers 41 (in Figuren 16-23 dargestellt) passt, d.h. der Körper hat eine äussere Form, welche es ermöglicht, ihn in eine Aufnahmeöffnung des Trägers einzusetzen.The body 11 has an outer shape which fits into a receiving opening 42 of a carrier 41 (shown in Figures 16-23), i.e. the body has an external shape which enables it to be inserted into a receiving opening in the wearer.
Der Körper 11 weist folgende Elemente auf, die zur genauen Positionierung des Körpers in der Aufnahmeöffnung des Trägers dienen:The body 11 has the following elements, which serve for the exact positioning of the body in the receiving opening of the wearer:
(a) eine Feder 51 und einen Anschlag 52, welche zur genauen Positionierung des Körpers in X-Richtung dienen und an entgegengesetzten Endbereichen des Körpers 11 angeordnet sind,(a) a spring 51 and a stop 52, which serve for precise positioning of the body in the X direction and are arranged on opposite end regions of the body 11,
(b) zwei Federn 53, 55 und zwei diesen korrespondierende Anschläge 54, 56, die zur genauen Positionierung des Körpers 11 in Y-Richtung dienen und an entgegengesetzten Seiten des Körpers 11 angeordnet sind, wobei die Y-Richtung senkrecht zur X-Richtung liegt,(b) two springs 53, 55 and two stops 54, 56 corresponding to these, which serve for the exact positioning of the body 11 in the Y direction and on opposite sides of the body 11 are arranged, the Y direction being perpendicular to the X direction,
(c) drei Auflagepunkte 57, 58, 59 und zwei Schnapphaken 61, 62, wobei diese Auflagepunkte und Schnapphaken gemeinsam zur genauen Positionierung des Körpers in Z-Richtung dienen.(c) three support points 57, 58, 59 and two snap hooks 61, 62, these support points and snap hooks together serving for the exact positioning of the body in the Z direction.
Die Z-Richtung liegt senkrecht zur Ebene, die durch zwei Achsen, nämlich einer Achse in X-Richtung und einer Achse in Y-Richtung, aufgespannt wird.The Z direction is perpendicular to the plane spanned by two axes, namely an axis in the X direction and an axis in the Y direction.
Die Feder 51 liegt ungefähr gegenüber dem Anschlag 52.The spring 51 lies approximately opposite the stop 52.
Die Feder 53 (bzw. 55) liegt ungefähr gegenüber dem Anschlag 54 (bzw. 56) , aber derart leicht versetzt, dass der äussere Rand des Anschlages in der zur ZY-Ebene parallelen Symmetrieebene der Feder 53 (bzw. 55) liegt.The spring 53 (or 55) is located approximately opposite the stop 54 (or 56), but slightly offset such that the outer edge of the stop lies in the plane of symmetry of the spring 53 (or 55) parallel to the ZY plane.
Die oben erwähnten Positionierungselemente des Körpers 11 ermöglichen, den Körper 11 und somit die damit gebildete Anordnung von Durchflussküvetten ohne jegliche Justierung mit einer Genauigkeit von +/- 50 Mikrometer in jeder der drei zueinander senkrechten Richtungen X, Y und Z in einer Aufnahmeöffnung eines Trägers 41 gemäss Figuren 16-23 zu positionieren.The above-mentioned positioning elements of the body 11 enable the body 11 and thus the arrangement of flow cells formed therewith without any adjustment with an accuracy of +/- 50 micrometers in each of the three mutually perpendicular directions X, Y and Z in a receiving opening of a carrier 41 to position according to Figures 16-23.
Die Schnapphaken 61, 62 ermöglichen ein Einsetzen der Anordnung in den Träger durch einen leichten Druck in Z- Richtung und sichern die Anordnung gegen ein Herausfallen aus dem Träger. Die Anordnung ist dabei durch ihre äussere Formgebung so gestaltet, dass ein unrichtiges Einsetzen mechanisch unmöglich ist. Zur Entnahme der Anordnung aus dem Träger genügt ein leichter Gegendruck in Z-Richtung, durch den die Schnapphaken 61,62 leicht nach innen gedrückt werden. Alternativ können die Schnapphaken auch durch Druck von unten mittels eines entsprechend gestalteten Werkzeugs gelöst werden.The snap hooks 61, 62 allow the arrangement to be inserted into the carrier by a slight pressure in the Z direction and secure the arrangement against falling out of the carrier. The arrangement of the arrangement is designed in such a way that incorrect insertion is mechanically impossible. To remove the arrangement from the carrier, a slight counter pressure in the Z direction is sufficient, by means of which the snap hooks 61, 62 are pressed slightly inwards become. Alternatively, the snap hooks can also be released by pressure from below using an appropriately designed tool.
Asymmetrisch angebrachte mechanische Positionierhilfen in Form von Ausnehmungen und Laschen des Körpers 11 und des Trägers 41 sowie zusätzliche kreisförmige Ausnehmungen auf einer Hälfte der Laschen des Körpers 11 und des Trägers 41 dienen als optische Positionierhilfe und ermöglichen eine eindeutige Positionierung jeder Durchflusskuvettenanordnung im Träger. Eine falsche Positionierung der Anordnungen im Träger ist daher ausgeschlossen.Asymmetrical mechanical positioning aids in the form of recesses and tabs of the body 11 and the carrier 41 and additional circular recesses on one half of the tabs of the body 11 and the carrier 41 serve as an optical positioning aid and enable a unique positioning of each flow cuvette arrangement in the carrier. An incorrect positioning of the arrangements in the carrier is therefore excluded.
Wie aus der Fig. 6 und 7 ersichtlich, ist das Raster der von aussen sichtbaren Reservoirs 15 mit den zugehörigen Einlassδffnungen 14 gegenüber dem Raster der Durchflussküvetten 18 derart versetzt, dass sich die Einlassöffnungen 14 zu den Durchflussküvetten jeweils in einer von deren äusseren Ecken befinden.As can be seen from FIGS. 6 and 7, the grid of the reservoirs 15 visible from the outside with the associated inlet openings 14 is offset from the grid of the flow-through cells 18 such that the inlet openings 14 to the flow-through cells are each located in one of their outer corners.
Zur Erleichterung des Befüllens jeder Durchflussküvette 18 kann die äussere Fläche des Körpers 11 für jede Durchflussküvette eine ganz oder teilweise umlaufende Nut 21 mit einem Querschnitt mit den typischen Abmessungen zwischen 50 x 50 Mikrometer und 500 x 500 Mikrometer haben. In zwei zueinander diagonal gegenüberliegenden Eckpunkten dieser Nut 21 befinden sich die Einlassöffnung 14 bzw. die Auslassöffnung 17 zu jeder Durchflussküvette 18. Diese Nut 21 ermöglicht ein blasenfreies Befüllen der Durchflussküvette. Sofern sich die Entstehung von Luftblasen während des Befüllvorganges oder während der in den Durchflussküvetten durchzuführenden Verfahren zum Nachweis von Analyten nicht grundsätzlich vermeiden lässt, kann sich eine Nut 21 dadurch als vorteilhaft erweisen, indem entstandene Luftblasen aus dem Innenraum 13 der Durchflussküvette entweichen und sich in der Nut 21 sammeln. In einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Eigenschaft zusätzlich durch eine chemische Oberflächenbehandlung der Innenfläche der Nut 21 oder der ganzen Innenfläche der Durchflussküvette, einschliesslich besagter Nut, sichergestellt. Diese Behandlung dient zur Schaffung einer hydrophilen, also besser benetzbaren Oberfläche.To facilitate the filling of each flow cell 18, the outer surface of the body 11 for each flow cell can have a wholly or partially circumferential groove 21 with a cross section with the typical dimensions between 50 x 50 microns and 500 x 500 microns. The inlet opening 14 and the outlet opening 17 for each flow cell 18 are located in two diagonally opposite corner points of this groove 21. This groove 21 enables the flow cell to be filled without bubbles. If the formation of air bubbles during the filling process or during the methods for the detection of analytes to be carried out in the flow-through cells cannot be avoided in principle, a groove 21 can prove to be advantageous in that Air bubbles formed escape from the interior 13 of the flow-through cell and collect in the groove 21. In a preferred embodiment, this property is additionally ensured by chemical surface treatment of the inner surface of the groove 21 or of the entire inner surface of the flow-through cell, including said groove. This treatment serves to create a hydrophilic, i.e. more wettable surface.
Der Körper 11 weist vorzugsweise Anschläge 22, 23, 24 auf, welche zur genauen Positionierung der Grundplatte 31 (siehe Figuren 8-15) in Bezug auf den Körper 11 vor deren Zusammenfügung, z.B. durch Kleben, dienen. Es besteht keine mechanische Kopplung zwischen den Anschlägen 22, 23, 24 und den oben erwähnten Anschlägen, die zur genauen Positionierung des Körpers 11 bzw. der damit gebildeten Anordnung von Durchflussküvetten in einer Aufnahmeöffnung 42 des Trägers 41 dienen.The body 11 preferably has stops 22, 23, 24 which are used for the exact positioning of the base plate 31 (see FIGS. 8-15) in relation to the body 11 prior to its assembly, e.g. by gluing. There is no mechanical coupling between the stops 22, 23, 24 and the abovementioned stops, which serve for the exact positioning of the body 11 or the arrangement of flow-through cells formed therewith in a receiving opening 42 of the carrier 41.
Der Körper 11 weist vorzugsweise Schutzwinkel 25, 26, 27 auf, welche die Grundplatte 31 gegen Abreissen oder Beschädigungen schützt, die andernfalls insbesondere beim Einsetzen der Durchflusskuvettenanordnung in" den Träger 41 eintreten könnten.The body 11 preferably has protective angles 25, 26, 27 which protect the base plate 31 against tearing off or damage which might otherwise occur in the carrier 41 in particular when the flow-through cuvette arrangement is inserted.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der Oberseite jeder der Durchflussküvetten ein umlaufender Steg 29 vorgesehen, auf dem eine Folie aufgeschweisst werden kann. Diese Folie verhindert einerseits "cross-contamination" zwischen den Küvetten; sie verhindert andererseits Flüssigkeitsverluste, die sonst insbesondere bei Nukleinsäure-Hybridisierungsassays mit Verfahrensschritten bei erhöhten Temperaturen bis beispielsweise ca. 80°C vorkommen könnten. Folgende Materialien sind für die Herstellung des Körpers 11 geeignet :In a preferred embodiment, a circumferential web 29 is provided on the top of each of the flow-through cells, on which a film can be welded. On the one hand, this film prevents "cross-contamination" between the cuvettes; on the other hand, it prevents fluid losses that might otherwise occur, in particular in nucleic acid hybridization assays with process steps at elevated temperatures up to, for example, approximately 80 ° C. The following materials are suitable for the production of the body 11:
- form-, spritz- oder fräsbare Kunststoffe, thermoplastische Kunststoffe (bevorzugte Herstellung mittels "Injection Molding"), Metalle, Silikate, wie zum Beispiel Glas, Quarz oder Keramiken.- Formable, sprayable or millable plastics, thermoplastics (preferred production by means of "injection molding"), metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics.
Beispiele für die Materialien zur Herstellung des Körpers 11 sind insbesondere:Examples of the materials for producing the body 11 are in particular:
- Polycarbonat (PC), z. B. ungefüllt, schwarz eingefärbt- polycarbonate (PC), e.g. B. unfilled, colored black
- Polybutylenterephthalat (PBT) , z. B. glaskugelgefüllt, schwarz eingefärbt- Polybutylene terephthalate (PBT), e.g. B. filled with glass balls, colored black
- "ABS" (Acrylnitril/Butadien/Styrol-Pfropfcopolymer) .- "ABS" (acrylonitrile / butadiene / styrene graft copolymer).
Zur Verminderung von Reflexionen ist es vorteilhaft, wenn der Körper 11 der Durchflusskuvettenanordnung schwarz eingefärbt ist, sofern nicht ein in der Grundplatte 31 (wenn ausgebildet als Wellenleiter) geführtes Licht unter den die Grundplatte direkt berührenden Wänden des Körpers 11 hindurchgeführt werden soll.In order to reduce reflections, it is advantageous if the body 11 of the flow-through cuvette arrangement is colored black, unless a light guided in the base plate 31 (if embodied as a waveguide) is to be passed under the walls of the body 11 which directly touch the base plate.
2) ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL EINES KÖRPERS ZUR BILDUNG EINER DURCHFLUSSKUVETTENANORDNUNG2) SECOND EMBODIMENT OF A BODY FOR FORMING A FLOW-CUBE ARRANGEMENT
Dieses Ausführungsbeispiel ist ein erfindungsgemässer Körper zur Bildung einer zweidimensionalen, matrixartigen Anordnung von Durchflussküvetten, die eine Vielzahl von Küvettenreihen mit der Struktur des oben beschriebenen Körpers 11 umfasst und alle oben beschriebenen Elemente oder Elemente mit einer äquivalenten Funktion enthält. Die Merkmale eines solchen Körpers sind daher im wesentlichen aus den Figuren 1-7 ersichtlich.This exemplary embodiment is a body according to the invention for forming a two-dimensional, matrix-like arrangement of flow-through cells, which comprises a multiplicity of cell rows with the structure of the body 11 described above and contains all the elements or elements described above with an equivalent function. The characteristics of such Body can therefore be seen essentially from Figures 1-7.
Ein Körper nach diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist auch dazu geeignet, durch Zusammenfügung mit einer Grundplatte, die z.B. biologische oder biochemische oder synthetische Erkennungselemente trägt, eine Durchflusskuvettenanordnung zu bilden. Dieser Körper kann beispielsweise selbst schon die äusseren Abmessungen und äusseren Merkmale einer Standard-Mikrotiterplatte nach SBS-Norm haben.A body according to this second embodiment is also suitable, by joining it to a base plate, e.g. biological or biochemical or synthetic recognition elements carries to form a flow cuvette arrangement. For example, this body itself can already have the external dimensions and external features of a standard microtiter plate according to the SBS standard.
Dieser Körper kann auch eine solche äussere Form haben, die in eine Aufnahmeöffnung eines entsprechend gestalteten Trägers (z. B. mit Aussenabmessungen nach SBS-Norm) passt.This body can also have such an outer shape that fits into a receiving opening of a correspondingly designed carrier (e.g. with external dimensions according to the SBS standard).
Auch in dieser Ausführungsform kann der Körper folgende Elemente aufweisen, die zur genauen Positionierung des Körpers in der Aufnahmeöffnung des Trägers dienen:In this embodiment too, the body can have the following elements, which are used for precise positioning of the body in the receiving opening of the wearer:
(a) eine Feder und einen Anschlag, welche zur genauen Positionierung des Körpers in X-Richtung dienen und an entgegengesetzten Endbereichen des Körpers angeordnet sind,(a) a spring and a stop, which serve for precise positioning of the body in the X direction and are arranged at opposite end regions of the body,
(b) zwei Federn und zwei diesen korrespondierende Anschläge, die zur genauen Positionierung des Körpers in Y- Richtung dienen und an entgegengesetzten Seiten des Körpers angeordnet sind, wobei die zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung liegt,(b) two springs and two stops corresponding to them, which serve for the exact positioning of the body in the Y direction and are arranged on opposite sides of the body, the second direction being perpendicular to the first direction,
(c) drei Auflagepunkte und zwei Schnapphaken, wobei diese Auflagepunkte und Schnapphaken gemeinsam zur genauen Positionierung des Körpers in Z-Richtung dienen.(c) three support points and two snap hooks, these support points and snap hooks together serving for the exact positioning of the body in the Z direction.
Für die Herstellung des Körpers sind die gleichen Materialien verwendbar, die oben unter 1) angegeben sind. 3) ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL EINER DURCHFLUSSKÜVETTENANORDNUNGThe same materials can be used for the production of the body, which are given under 1) above. 3) FIRST EMBODIMENT OF A FLOW CUVET ARRANGEMENT
Eine erste erfindungsgemässe Anordnung vonA first arrangement according to the invention of
Durchflussküvetten, die eine geradlinige Reihe - also eine eindimensionale Anordnung - von Durchflussküvetten umfasst, ist in den Figuren 8-15 dargestellt. Eine solche Anordnung von Durchflussküvetten wird durch Zusammenfügung des oben anhand der Figuren 1-7 beschriebenen Körpers 11 mit einer Grundplatte 31 gebildet, die z.B. biologische Erkennungselemente trägt. Die Grundplatte 31 und der Körper 11 werden zum Beispiel durch Kleben oder Klippen zusammengefügt .Flow-through cells, which comprise a rectilinear row - ie a one-dimensional arrangement - of flow-through cells are shown in FIGS. 8-15. Such an arrangement of flow-through cells is formed by assembling the body 11 described above with reference to FIGS. 1-7 with a base plate 31, which e.g. biological recognition elements. The base plate 31 and the body 11 are joined together, for example, by gluing or clipping.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Grundplatte 31 dazu geeignet, als Wellenleiter zu dienen.In a preferred embodiment, the base plate 31 is suitable for serving as a waveguide.
Aus den Figuren 14, 14a und insbesondere aus Fig. 14b sind folgende vorteilhaften Merkmale der Ausgestaltung desThe following advantageous features of the embodiment of the are from FIGS. 14, 14a and in particular from FIG. 14b
Körpers 11 gemäss den Figuren 1-7 und Figuren 8-15 ersichtlich:Body 11 according to Figures 1-7 and Figures 8-15 can be seen:
Ganz anders als in der Ausführung gemäss Fig. 25 (Ausführung gemäss Fig. 2 der PCT/EP 00/12668) ist der Zulauf 12 im erfindungsgemässen Körper und in der damit gebildeten Durchflusskuvettenanordnung als ein Zulauf auf einem tiefen Niveau der dreidimensionalen Struktur des Körpers 11 angeordnet, und dieser Zulauf 12 hat nur eine niedrige, trichterförmigen Einlassumrandung, so dass jetzt dieser äussere Einlass zur Aussparung 13 ohne einen dazwischen liegenden, relativ langen Kanal (siehe Fig. 25, die der Fig. 2 der PCT/EP 00/12668 entspricht) in den Inneneinlass 14 der Durchflussküvette übergeht. Diese Ausführung des Zulaufs 12 hat folgende Vorteile :25 (version according to FIG. 2 of PCT / EP 00/12668) is quite different from the inlet 12 in the body according to the invention and in the flow cuvette arrangement thus formed as an inlet at a deep level of the three-dimensional structure of the body 11 arranged, and this inlet 12 has only a low, funnel-shaped inlet border, so that now this outer inlet to the recess 13 without an intermediate, relatively long channel (see FIG. 25, which corresponds to FIG. 2 of PCT / EP 00/12668 ) in the inner inlet 14 of the Flow cell passes. This design of the inlet 12 has the following advantages:
a) Die Durchflussküvetten können leichter und mit Pipettenspitzen grösseren Durchmessers befüllt werden als in der früheren Version gemäss Fig. 25 (Ausführung gemäss Fig. 2 der PCT/EP 00/12668) . Es können also insbesondere reguläre, kommerziell erhältliche Spitzen gemäss Industriestandard verwendet werden.a) The flow-through cells can be filled more easily and with pipette tips of larger diameter than in the earlier version according to FIG. 25 (version according to FIG. 2 of PCT / EP 00/12668). In particular, regular, commercially available tips according to industry standards can be used.
b) Die erforderlichen Füllvolumina bzw. Probenvolumina zur Befüllung können deutlich gesenkt werden.b) The filling volumes or sample volumes required for filling can be significantly reduced.
Wie unter anderem aus Fig. 6 ersichtlich, weist der Körper eine Abgrenzungswand 16 auf, die zur Abgrenzung desAs can be seen, inter alia, from FIG. 6, the body has a delimitation wall 16 which serves to delimit the
Reservoirs 15 von der Einlassδffnung 14 jeder Küvette dient und um diese Einlassδffnung angeordnet ist.Reservoirs 15 of the inlet opening 14 serves each cuvette and is arranged around this inlet opening.
Die Materialien für die Grundplatte, den damit zusammengebrachten Körper und einer gegebenenfalls verwendeten zusätzlichen Deckplatte müssen den Anforderungen für den jeweils geplanten Einsatz der Anordnung genügen. In Abhängigkeit von der spezifischen Applikation betreffen diese Anforderungen chemische und physikalische Beständigkeit, zum Beispiel gegen saure oder basischeThe materials for the base plate, the body brought together with it and any additional cover plate that may be used must meet the requirements for the planned use of the arrangement. Depending on the specific application, these requirements relate to chemical and physical resistance, for example against acidic or basic
Medien, Salze, Alkohole oder Detergentien als Bestandteile von wässrigen Lösungen, oder Formamid,Media, salts, alcohols or detergents as components of aqueous solutions, or formamide,
Temperaturbeständigkeit (zum Beispiel zwischen -30°C und 100°C) , möglichst ähnliche thermische Ausdehnungskoeffizienten von Grundplatte und damit zusammengebrachtem Körper, optische Eigenschaften (z. B. bezüglich Fluoreszenzfreiheit, Reflexionsvermögen) , mechanische Bearbeitbarkeit etc. Es wird bevorzugt, dass das Material des mit der Grundplatte zusammengebrachten Körpers ausgewählt ist aus der Gruppe, die von form-, spritz- oder fräsbaren Kunststoffen, thermoplastischen Kunststoffen, Metallen, Silikaten, wie zum Beispiel Glas, Quarz oder Keramiken, gebildet wird. Ebenso kann das Material der zusätzlichen durchgehenden Deckplatte ausgewählt sein aus der Gruppe, die von form-, spritz- oder fräsbaren Kunststoffen, Metallen, Silikaten, wie zum Beispiel Glas, Quarz oder Keramiken, gebildet wird. Auch bezüglich der Grundplatte wird bevorzugt, dass das Material der Grundplatte Materialien umfasst aus der Gruppe, die von form-, spritz- oder fräsbaren Kunststoffen, thermoplastischen Kunststoffen, Metallen, Silikaten, wie zum Beispiel Glas, Quarz oder Keramiken, gebildet wird. Dabei können die genannten Komponenten (Grundplatte, damit zusammengefügter Körper, Deckplatte) jeweils aus einem einheitlichen Material bestehen oder auch eine Mischung oder schichtweise oder laterale Zusammenfügung verschiedener Materialien umfassen, wobei die Materialien sich gegenseitig ersetzen können.Temperature resistance (for example between -30 ° C and 100 ° C), similar thermal expansion coefficients of the base plate and the body brought together with it, optical properties (e.g. with regard to freedom from fluorescence, reflectivity), mechanical workability etc. It is preferred that the material of the body brought together with the base plate is selected from the group consisting of moldable, sprayable or millable plastics, thermoplastics, metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics. Likewise, the material of the additional continuous cover plate can be selected from the group consisting of moldable, sprayable or millable plastics, metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics. With regard to the base plate, too, it is preferred that the material of the base plate comprises materials from the group consisting of moldable, sprayable or millable plastics, thermoplastic plastics, metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics. The components mentioned (base plate, body joined together, cover plate) can each consist of a uniform material or also comprise a mixture or layer-by-layer or lateral joining of different materials, the materials being able to replace one another.
Die Flächen des Körpers 11, welche den "Deckel" und die Seitenwände der Probenbehältnisse bilden, sollten möglichst wenig reflektierend sein, um störenden Einfluss von dort reflektiertem Anregungslicht möglichst gering zu halten.The surfaces of the body 11, which form the "cover" and the side walls of the sample containers, should be as little reflective as possible in order to keep the disturbing influence of the excitation light reflected there as small as possible.
In der vorgesehenen Benutzungsweise der Anordnung (sowohl für mögliche refraktive Messungen als auch für Fluoreszenzmessungen) wird das Anregungslicht i.a. immer durch die Grundplatte hindurch eingestrahlt und das Messlicht (bei Anregungswellenlänge und/oder beiIn the intended use of the arrangement (both for possible refractive measurements and for fluorescence measurements), the excitation light is generally always radiated through the base plate and the measuring light (at excitation wavelength and / or at
Fluoreszenz- bzw. Lumineszenzwellenlänge) auf der gleichen Seite erfasst, von der die Lichteinstrahlung erfolgte. Daher wird das Material der Grundplatte bevorzugt so gewählt, dass diese zumindest bei der einen oder den mehreren eingesetzten AnregungsWellenlängen und gegebenenfalls auch bei entsprechenden Lumineszenzwellenlängen transparent ist .Fluorescence or luminescence wavelength) recorded on the same side from which the light was irradiated. Therefore, the material of the base plate is preferably selected so that it is used at least in the one or more Excitation wavelengths and optionally also at corresponding luminescence wavelengths is transparent.
Für die Anwendungen mit Lumineszenzdetektion sollte die Grundplatte auch möglichst frei von Eigenlumineszenz sein. Die Grundplatte kann aus einem einheitlichen Material bestehen (z. B. als Plättchen aus Glas oder entsprechend transparentem Kunststoff) und dabei zum Beispiel in einer klassischen Auflichtanordnung mit Anregungslicht angestrahlt werden. Sie kann auch ein MehrschichtSystem sein (zumFor applications with luminescence detection, the base plate should also be as free as possible from self-luminescence. The base plate can consist of a uniform material (e.g. as a plate made of glass or correspondingly transparent plastic) and can be illuminated with excitation light in a classic incident light arrangement, for example. It can also be a multi-layer system (for
Beispiel ausgebildet als ein Dünnschichtwellenleiter) . Die Lichteinstrahlung kann auch dann in der gerade beschriebenen klassischen Anordnung erfolgen. Bevorzugt wird, dass die Grundplatte ein (Dünn-) Schichtwellenleiter ist, mit den in der PCT/EP 00/12668 beschriebenen Eigenschaften und Ausführungsformen.Example formed as a thin film waveguide). The light irradiation can then also take place in the classic arrangement just described. It is preferred that the base plate is a (thin) layer waveguide with the properties and embodiments described in PCT / EP 00/12668.
Folgende Materialien sind zum Beispiel für die Herstellung der Grundplatte 31 geeignet: form-, spritz- oder fräsbare Kunststoffe, thermoplastische Kunststoffe (bevorzugteThe following materials are suitable, for example, for the production of the base plate 31: moldable, sprayable or millable plastics, thermoplastic plastics (preferred
Herstellung mittels "Injection Molding"), Metalle, Silikate, wie zum Beispiel Glas, Quarz oder Keramiken.Production by means of "injection molding"), metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics.
Für alle Anwendungen, bei denen ein Anregungslicht durch die Grundplatte 31 hindurch in Richtung von darauf nachzuweisenden Molekülen eingestrahlt wird, wird das Material der Grundplatte so gewählt, dass die Grundplatte zumindest bei der Wellenlänge dieses Anregungslichts weitgehend transparent ist .For all applications in which an excitation light is irradiated through the base plate 31 in the direction of molecules to be detected thereon, the material of the base plate is selected such that the base plate is largely transparent, at least at the wavelength of this excitation light.
In einer Ausführungsform, bei der die Grundplatte 31 als optischer Schichtwellenleiter dient, hat die Grundplatte zum Beispiel die Struktur gemäss Fig. 27, die eine im wesentlichen auf die Grundplatte beschränkte Querschnittsteilansicht zeigt. In der Ausführungsform gemäss Fig. 27 ist die Grundplatte als ein optischer Schichtwellenleiter mit darauf immobilisierten biologischen oder biochemischen oder synthetischen Erkennungselementen ausgebildet. Gemäss Fig. 27 umfasst dieserIn one embodiment, in which the base plate 31 serves as an optical layer waveguide, the base plate has, for example, the structure according to FIG. 27, which essentially restricted one to the base plate Cross-sectional partial view shows. In the embodiment according to FIG. 27, the base plate is designed as an optical layer waveguide with biological or biochemical or synthetic recognition elements immobilized thereon. 27 includes this
Schichtwellenleiter Schichten (a) , (b) und (b1). Mit dem Bezugszeichen (g) sind in Fig. 27 die Begrenzungen einer Durchflussküvette bezeichnet, welche durch Zusammenbringen der Grundplatte mit einem Körper erzeugt wird. Das Bezugszeichen (g) entspricht daher dem Bezugszeichen 11 in den Figuren 1 bis 15.Layer waveguide layers (a), (b) and (b 1 ). The reference symbol (g) in FIG. 27 denotes the limits of a flow-through cell, which is produced by bringing the base plate together with a body. The reference symbol (g) therefore corresponds to the reference symbol 11 in FIGS. 1 to 15.
Auf einer zumindest in einem Teil des sichtbaren oder nahen infraroten Spektrums transparenten Schicht (b) ist zunächst eine dünne Zwischenschicht (b1) und anschliessend eineOn a layer (b) which is transparent in at least part of the visible or near infrared spectrum, there is first a thin intermediate layer (b 1 ) and then one
Schicht (a) aufgebracht, deren Brechungsindex grösser als die Brechungsindices der Schichten (b) und (b1) ist. Auch die Schichten (a) und (b') sind mindestens in einem Teil des sichtbaren oder nahen infraroten Spektrums optisch transparent. In der Schicht (b) sind Gitterstrukturen (c) und (c') als Reliefgitter ausgebildet, welche bei der Aufbringung der darüber befindlichen Schichten in diese übertragen werden. Auf die Schicht (a) wird dann eine Haftvermittlungsschicht (f) aufgebracht, welche die Haftung zu immobilisierender biologischer oder biochemischer oder synthetischer Erkennungselemente verbessern kann. In dieser Ausführungsform sind diese Erkennungselemente in räumlich getrennten Messbereichen (d) immobilisiert, welche in dieser Ausführungsform sowohl auf als auch zwischen den Gitterstrukturen (c) und (C) angeordnet sind. In der Ausführungsform gemäss Fig. 27 wird abschliessend die Grundplatte mit dem Körper (g) zusammengebracht, welcher dem Körper 11 in den Figuren 1 bis 15 entspricht. Die Schicht (a) der Grundplatte ist z.B. eine hochbrechende Metalloxidschicht auf der Schicht (b) .Layer (a) applied, the refractive index of which is greater than the refractive indices of layers (b) and (b 1 ). Layers (a) and (b ') are also optically transparent in at least part of the visible or near infrared spectrum. Lattice structures (c) and (c ') are formed in the layer (b) as a relief lattice, which are transferred into the layers above when they are applied. An adhesion-promoting layer (f) is then applied to layer (a), which can improve the adhesion to immobilizing biological or biochemical or synthetic recognition elements. In this embodiment, these recognition elements are immobilized in spatially separated measuring areas (d), which in this embodiment are arranged both on and between the grating structures (c) and (C). In the embodiment according to FIG. 27, the base plate is finally brought together with the body (g), which corresponds to the body 11 in FIGS. 1 to 15. Layer (a) of the base plate is, for example, a high-index metal oxide layer on layer (b).
Beispiele für Materialien für die zweite optisch transparente Schicht b sind:Examples of materials for the second optically transparent layer b are:
- Silikate, z. B. Glas oder Quarz, oder- silicates, e.g. B. glass or quartz, or
- ein transparenter thermoplastischer oder spritzbarer Kunststoff, bevorzugt aus der Gruppe, die von Polycarbonat , Polyimid, Polymethylmethacrylat oder Polystyrol gebildet wird.- A transparent thermoplastic or sprayable plastic, preferably from the group formed by polycarbonate, polyimide, polymethyl methacrylate or polystyrene.
4) ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL EINER DURCHFLUSSKUVETTENANORDNUNG4) SECOND EMBODIMENT OF A FLOW-CUBE ARRANGEMENT
Diese zweite erfindungsgemässe Anordnung von Durchflussküvetten wird durch Zusammenfügung von einem Körper, der gemäss dem oben unter 2) beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel nach einer der beiden dort beschriebenen Ausführungsformen eines solchen Körpers zur Bildung einer matrixartigen Anordnung von Durchflussküvetten geeignet ist, und einer Grundplatte gebildet, die z.B. biologische Erkennungselemente trägt . Die Grundplatte und der Körper werden zum Beispiel durch Kleben oder Klippen zusammengefügt. Die so gebildete Durchflusskuvettenanordnung kann in einem Analysensystem entweder als selbständige Einheit, d.h. ohne Verwendung eines Trägers, oder mit einem Träger verwendet werden, der wenigstens eine Ausnehmung zur Aufnahme der Durchflusskuvettenanordnung aufweist.This second arrangement of flow-through cells according to the invention is formed by combining a body which, in accordance with the second exemplary embodiment described above under 2) according to one of the two embodiments of such a body described there, is suitable for forming a matrix-like arrangement of flow-through cells, and a base plate which, for example, biological recognition elements. The base plate and the body are joined together, for example, by gluing or clipping. The flow cuvette arrangement thus formed can be used in an analysis system either as an independent unit, i.e. can be used without using a carrier, or with a carrier that has at least one recess for receiving the flow-through cuvette arrangement.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist die Grundplatte 31 vorzugsweise dazu geeignet, als Wellenleiter zu dienen. Für die Herstellung der Komponenten derIn this exemplary embodiment too, the base plate 31 is preferably suitable for serving as a waveguide. For the manufacture of the components of the
Durchflusskuvettenanordnung sind die gleichen Materialien verwendbar, die oben unter 3) angegeben sind.Flow cuvette arrangements can be used the same materials that are given above under 3).
5) ERSTES AUSFUHRUNGSBEISPIEL EINES TRÄGERS FÜR EINEN5) FIRST EXAMPLE OF CARRIER FOR ONE
KÖRPER ZUR BILDUNG EINER DURCHFLUSSKUVETTENANORDNUNGBODY FOR FORMING A FLOW CUBE ARRANGEMENT
Ein erfindungsgemässer Träger 41 für einen Körper 11 zur Bildung einer geradlinigen Reihe - also einer eindimensionalen Anordnung - von Durchflussküvetten ist in den Figuren 16-23 dargestellt. Der Träger 41 weist eine Vielzahl von Ausnehmungen 42 auf, deren Form und Abmessungen zur äusseren Form des Körpers 11 so angepasst ist, dass eine genaue Positionierung des Körpers 11 in der Ausnehmung 42 ermöglicht wird.A carrier 41 according to the invention for a body 11 for forming a straight line - that is to say a one-dimensional arrangement - of flow-through cells is shown in FIGS. 16-23. The carrier 41 has a multiplicity of recesses 42, the shape and dimensions of which are adapted to the outer shape of the body 11 in such a way that an exact positioning of the body 11 in the recess 42 is made possible.
Die Aussenabmessungen des Trägers entsprechen vorzugsweise der SBS-Norm. Der Träger hat daher die Abmessungen einer Standard-Mikrotiterplatte, d.h. ca. 85 mm x 128 mm.The outside dimensions of the carrier preferably correspond to the SBS standard. The carrier therefore has the dimensions of a standard microtiter plate, i.e. approx. 85 mm x 128 mm.
Der Träger kann zum Einmalgebrauch oder als wiederverwendbare Komponente ausgestaltet sein, aus dem die darin eingesetzten Durchflusskuvettenanordnungen durch Zusammendrücken der Schnapphaken S gelöst werden können. Alternativ können die Schnapphaken auch durch Druck von unten mittels eines entsprechend gestalteten Werkzeugs gelöst werden.The carrier can be designed for single use or as a reusable component, from which the flow cuvette arrangements used therein can be released by pressing together the snap hooks S. Alternatively, the snap hooks can also be released by pressure from below using an appropriately designed tool.
Der Träger kann z.B. bis zu 5 Durchflusskuvettenanordnungen aufnehmen, die z.B. je 6 Durchflussküvetten enthalten.The carrier can e.g. hold up to 5 flow cuvette arrangements, e.g. 6 flow cells included.
Auf der Oberseite des Trägers 41 befinden sich in den äusseren Ecken 3 gleichartige (quadratische) Erhebungen 43, 44, 45 und eine weitere davon verschiedene Erhebung 46 (siehe Fig. 16), denen entsprechende Ausnehmungen 63, 64, 65, 66 in der Unterseite des Trägers 41 entsprechen (siehe Fig. 17) . Diese Erhebungen und Ausnehmungen ermöglichen, mehrere Träger übereinander zu stapeln und gleichzeitig die Unterseiten der in den Körper 11 einzuklebenden Grundplatten 31 (Glasplättchen, Wellenleiter-Plättchen oder Sensorplattformen) kontaktfrei von der Auflage zu halten, so dass eine Verschmutzung der Unterseiten der Grundplatten vermieden wird.On the upper side of the carrier 41 there are 3 similar (square) elevations 43 in the outer corners, 44, 45 and another elevation 46 different therefrom (see FIG. 16), which correspond to corresponding recesses 63, 64, 65, 66 in the underside of the carrier 41 (see FIG. 17). These elevations and recesses make it possible to stack a plurality of carriers one above the other and at the same time to keep the undersides of the base plates 31 to be glued into the body 11 (glass plates, waveguide plates or sensor platforms) contact-free so that contamination of the undersides of the base plates is avoided.
An den Längsseiten des Trägers 41 befinden sich zwei Ausnehmungen unterschiedlicher Grosse, welche ein falsches Einsetzen des Trägers in die Eingabevorrichtung eines automatisierten Analyse-Systems verhindern.On the long sides of the carrier 41 there are two recesses of different sizes, which prevent the carrier from being inserted incorrectly into the input device of an automated analysis system.
Nach Einlegen des Trägers 41 in die Eingabevorrichtung fährt ein Aufnahmesteg mit zu den beiden Ausnehmungen komplementären Erhebungen unter den Träger, um ihn dann geringfügig anzuheben. Parallel zu den Längsseiten des Trägers verlaufen in der Eingabevorrichtung zwei Lichtschranken. Wenn der Träger mit einer unrichtigen Orientierung in die Eingabevorrichtung eingelegt wird, wird dessen Seite mit der kleineren seitlichen Aussparung zu stark angehoben. Dieses wird durch eine entsprechendeAfter inserting the carrier 41 into the input device, a receiving web with elevations complementary to the two recesses moves under the carrier in order to then raise it slightly. Two light barriers run parallel to the long sides of the carrier. If the carrier is inserted into the input device with an incorrect orientation, its side with the smaller lateral recess is raised too much. This is confirmed by a corresponding
Lichtschranke detektiert, was eine Verweigerung der Aufnahme des Trägers in das automatische Analyse-System zur Folge hat.Photoelectric sensor detects, which results in the refusal to accept the carrier in the automatic analysis system.
Folgende Materialien sind für die Herstellung des Trägers 41 geeignet :The following materials are suitable for the production of the carrier 41:
- form-, spritz- oder fräsbare Kunststoffe, thermoplastische Kunststoffe (bevorzugte Herstellung mittels "Injection Molding") , Metalle, Silikate, wie zum Beispiel Glas, Quarz oder Keramiken,- Formable, sprayable or millable plastics, thermoplastic plastics (preferred production by means of "Injection Molding"), metals, silicates, such as glass, quartz or ceramics,
Beispiele für die Materialien zur Herstellung des Trägers 41 sind insbesondere:Examples of the materials for producing the carrier 41 are in particular:
- Polycarbonat (PC), z. B. ungefüllt, schwarz eingefärbt,- polycarbonate (PC), e.g. B. unfilled, colored black,
- Polybutylenterephthalat (PBT),z. B. glaskugelgefüllt, schwarz eingefärbt, - Polyphenylsulfid (PPS) , glas/mineralgefüllt, schwarz eingefärbt,- Polybutylene terephthalate (PBT), e.g. B. filled with glass balls, colored black, - polyphenyl sulfide (PPS), filled with glass / minerals, colored black,
- "ABS" (Acrylnitril/Butadien/Styrol-Pfropfcopolymer) .- "ABS" (acrylonitrile / butadiene / styrene graft copolymer).
Zur Verminderung von Reflexionen ist es vorteilhaft, wenn der Träger schwarz eingefärbt ist.To reduce reflections, it is advantageous if the support is colored black.
6) ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL EINES TR GERS FÜR EINEN KÖRPER ZUR BILDUNG EINER DURCHFLUSSKUVETTENANORDNUNG6) SECOND EMBODIMENT OF A BODY FOR A BODY FOR FORMING A FLOW-CUBE ARRANGEMENT
Dieses zweite Ausführungsbeispiel eines Trägers dient zur Aufnahme von wenigstens einem Körper gemäss 2) oben, d.h. einem Körper zur Bildung einer zweidimensionalen, matrixartigen Anordnung von Durchflussküvetten. Dieses zweite Ausführungsbeispiel eines Trägers weist wenigstens eine Ausnehmung auf, deren Form und Abmessungen zur äusseren Form des aufzunehmenden Körpers so angepasst ist, dass sie eine genaue Positionierung des Körpers in der Ausnehmung ermöglicht .This second embodiment of a carrier is used to hold at least one body according to 2) above, i.e. a body for the formation of a two-dimensional, matrix-like arrangement of flow-through cells. This second exemplary embodiment of a carrier has at least one recess, the shape and dimensions of which are matched to the outer shape of the body to be accommodated in such a way that it enables the body to be precisely positioned in the recess.
Für die Herstellung des Trägers sind die gleichen Materialien verwendbar die oben unter 6) angegeben sind. 7) ERSTES AUSFUHRUNGSBEISPIEL EINER VON EINEM TRAGER GETRAGENEN DURCHFLUSSKUVETTENANORDNUNGThe same materials can be used for the production of the carrier as are given above under 6). 7) FIRST EMBODIMENT OF A FLOW-COVERED ASSEMBLY CARRYED BY A CARRIER
Dieses Ausführungsbeispiel einer Durchflusskuvettenanordnung enthält eine oder mehrere je in einer Aufnahmeöffnung 42 eines Trägers 41 gemäss Figuren 16-23 eingesetzte Durchflusskuvettenanordnungen wie diejenige, die oben unter 3) anhand der Figuren 8-15 beschrieben ist.This exemplary embodiment of a flow-through cuvette arrangement contains one or more flow-through cuvette arrangements, each inserted in a receiving opening 42 of a carrier 41 according to FIGS. 16-23, like the one described above under 3) with reference to FIGS. 8-15.
Die Grundplatte 31 und der Körper 11 werden zum Beispiel durch Kleben zusammengefügt. Als Alternative dazu wird in einer Variante die Grundplatte 31 zwischen dem Körper 11 und dem Träger 41 eingeklemmt, und mit dem Körper ausschliesslich mittels einer Kraft zusammengefügt, die durch Zusammensetzung des Körpers 11 und des Trägers 41 erzeugt wird.The base plate 31 and the body 11 are joined together, for example, by gluing. As an alternative to this, in a variant the base plate 31 is clamped between the body 11 and the carrier 41, and is joined to the body exclusively by means of a force which is generated by the composition of the body 11 and the carrier 41.
In der soeben erwähnten Variante wird die Grundplatte wie folgt gehalten:In the variant just mentioned, the base plate is held as follows:
Auf der Unterseite des Trägers 41 befinden sich, umlaufend um die Aufnahmeöffnungen, dünne (z. B. 0.3 mm starke) Tragestege, so dass die (auf ihrer Oberseite) mit den biologischen oder biochemischen oder synthetischen Erkennungselementen versehenen Grundplatten 31 (z.B.On the underside of the carrier 41 there are thin (e.g. 0.3 mm thick) supporting webs all around the receiving openings, so that the base plates 31 (on their top side) provided with the biological or biochemical or synthetic recognition elements (e.g.
Glasplättchen, Wellenleiterplättchen, Sensorplattformen) zunächst in den Träger 41 eingelegt werden können. Erst dann werden die Körper 11, mit integrierten Dichtlippen oder 0- Ringen (z. B. aus elastischem Kunststoff), welche die in Fig. 7 gezeigten Nuten 21 enthalten können, in den Träger 41 mit z.B. widerhakenartigen Halterungen derart eingefügt, dass zwischen den Körpern 11 und der Grundplatte 31 ein Andruck definierter Stärke erzeugt wird, so dass eine gegenseitige fluidische Abdichtung der mit der Grundplatte 31 zusammen erzeugten Durchflussküvette bewirkt wird.Glass plates, waveguide plates, sensor platforms) can first be inserted into the carrier 41. Only then are the bodies 11, with integrated sealing lips or 0-rings (e.g. made of elastic plastic), which can contain the grooves 21 shown in FIG. 7, inserted into the carrier 41 with, for example, barb-like holders such that between the Bodies 11 and the base plate 31 a pressure of a defined thickness is generated so that a mutual fluidic sealing of the flow cell produced together with the base plate 31 is effected.
Für diese Variante geeignete Körper 11, bestehend aus starren und elastischen Kunststoffteilen, werden vorzugsweise in einem 2-Komponenten-Spritzgussverfahren hergestellt. Alternativ kann diese Variante einen entsprechend gestalteten starren Kunststoffkörper und in entsprechende Ausnehmungen des Körpers einzulegende Dichtungsringe umfassen. Eine derartige Ausführungsform ermöglicht es insbesondere auch, dass die Immobilisierung der biologischen oder biochemischen oder synthetischen Erkennungselemente (beispielsweise durch "Spotten") auf den Grundplatten 31 erst vor Ort durch den Kunden durchgeführt wird.Bodies 11 suitable for this variant, consisting of rigid and elastic plastic parts, are preferably produced in a two-component injection molding process. Alternatively, this variant can comprise a suitably designed rigid plastic body and sealing rings to be inserted into corresponding recesses in the body. Such an embodiment also makes it possible, in particular, that the immobilization of the biological or biochemical or synthetic recognition elements (for example by "spotting") on the base plates 31 is only carried out on site by the customer.
Für den Fall der Herstellung des Körpers 11 durch ein 2- Komponenten-Spritzgussverfahren sind die Plastikmaterialien für die starren Komponenten wie vorgenannt . Für die zweite elastische Komponente, welche mit der Grundplatte dichtend zusammengebracht wird, sind bevorzugte Materialien: thermoelastische Kunststoffe (TPE) , z.B.In the case of manufacturing the body 11 by a 2-component injection molding process, the plastic materials for the rigid components are as mentioned above. Preferred materials for the second elastic component, which is sealingly brought together with the base plate, are: thermoelastic plastics (TPE), e.g.
Styrolethylenbutadienstyrol (SEBS) , Silicone/Silikon, und Elastomere (Gummi) .Styrene ethylene butadiene styrene (SEBS), silicone / silicone, and elastomers (rubber).
8) ZWEITES AUSFUHRUNGSBEISPIEL EINER VON EINEM TRÄGER GETRAGENEN DURCHFLUSSKUVETTENANORDNUNG8) SECOND EMBODIMENT OF A FLOW-COVERED ASSEMBLY CARRIED BY A CARRIER
Dieses Ausführungsbeispiel einer Durchflusskuvettenanordnung enthält wenigstens eine in einer Aufnahmeöffnung eines Trägers gemäss 6) oben eingesetzteThis exemplary embodiment of a flow-through cuvette arrangement contains at least one inserted in a receiving opening of a carrier according to 6) above
Durchflusskuvettenanordnung wie diejenige, die oben unter 4) beschrieben ist. Alternativ hierzu kann die Durchflusskuvettenanordnung so geformt sein, dass sie eine selbständige Einheit bildet, die keinen Träger benötigt, um in einen Analysensystem verwendet zu werden.Flow cuvette arrangement like that described above under 4). Alternatively, the flow cuvette assembly can be shaped to form a self-contained unit that does not require a carrier to be used in an analysis system.
Eine solche Durchflusskuvettenanordnung kann z.B. 96 Durchflussküvetten oder mehr umfassen, z.B. 384 oder 1536 Durchflussküvetten, die auf dem gleichen Footprint angeordnet sind, oder auch Arrays mit beliebigen Abmessungen.Such a flow cuvette arrangement can e.g. 96 flow cells or more, e.g. 384 or 1536 flow-through cells arranged on the same footprint, or arrays of any size.
Die Grundplatte und der Körper werden zum Beispiel durch Kleben oder Klippen zusammengefügt. Als Alternative dazu wird in einer Variante die Grundplatte zwischen dem Körper nach einer Variante gemäss Ausführungsbeispiel 7 und dem Träger eingeklemmt, und mit dem Körper ausschliesslich mittels einer Kraft zusammengefügt, die durch Zusammensetzung des Körpers und des Trägers erzeugt wird.The base plate and the body are joined together, for example, by gluing or clipping. As an alternative to this, in a variant the base plate is clamped between the body according to a variant according to exemplary embodiment 7 and the carrier, and is joined to the body exclusively by means of a force which is generated by the composition of the body and the carrier.
9) BEISPIELE VON VERFAHREN, DIE MIT DEN OBEN BESCHRIEBENEN DURCHFLUSSKÜVETTENANORDNUNGEN DURCHFÜHRBAR SIND9) EXAMPLES OF METHODS POSSIBLE WITH THE FLOW-UP CUFF ARRANGEMENTS DESCRIBED ABOVE
Der Einfachheit halber, werden die folgenden Absätze von 1 bis 18 durchnummeriert und Wendungen der Art "Verfahren gemäss N1-N2" verwendet, worunter "Verfahren gemäss einem der Absätze Nl bis N2" zu verstehen ist.For the sake of simplicity, the following paragraphs are numbered from 1 to 18 and phrases of the type "procedure according to N1-N2" are used, which means "procedure according to one of the paragraphs Nl to N2".
Unter anderem sind folgende Verfahren mit den oben beschriebenen Durchflusskuvettenanordnungen durchführbar:Among other things, the following methods can be carried out with the flow cuvette arrangements described above:
9.1) Verfahren zum Nachweis eines oder mehrerer Analyten in einer oder mehreren flüssigen Proben mittels einer Durchflusskuvettenanordnung, wobei den Probenbehältnissen Proben- und gegebenenfalls weitere Reagensflüssigkeiten zugeführt werden und diese in ein mit einer Durchflussküvette fluidisch verbundenes Reservoir, als Bestandteil besagter Probenbehältnisse, austreten können.9.1) Method for the detection of one or more analytes in one or more liquid samples using a Flow-through cuvette arrangement, wherein sample and possibly further reagent liquids are fed to the sample containers and these can escape into a reservoir fluidly connected to a flow-through cell, as a component of said sample containers.
9.2) Verfahren gemäss 9.1), wobei auf der Grundplatte besagter Anordnung biologische oder biochemische oder synthetische Erkennungselemente zum Nachweis eines oder mehrerer Analyten immobilisiert sind, Anregungslicht zu den Messbereichen auf besagter Grundplatte geleitet wird und das von besagten Messbereichen ausgehende Licht mit mindestens einem Detektor erfasst wird.9.2) Method according to 9.1), wherein biological or biochemical or synthetic recognition elements for the detection of one or more analytes are immobilized on the base plate of said arrangement, excitation light is directed to the measurement areas on said base plate and the light coming from said measurement areas is detected with at least one detector ,
9.3) Verfahren gemäss 9.2), wobei die Grundplatte einen durchgehenden oder in einzelne Bereiche aufgeteilten optischen Wellenleiter umfasst, Anregungslicht über ein optisches Koppelelement in besagten optischen Wellenleiter geleitet wird und mit einem oder mehreren Detektoren Messlicht von den Messbereichen erfasst wird, welche in optischer Wechselwirkung mit besagtem optischem Wellenleiter stehen.9.3) Method according to 9.2), the base plate comprising an optical waveguide which is continuous or divided into individual areas, excitation light is guided via an optical coupling element in said optical waveguide and measurement light is detected by the measurement areas with one or more detectors, which interact in an optical manner with said optical waveguide.
9.4) Verfahren gemäss 9.3), wobei^ besagter optischer Wellenleiter als optischer Schichtwellenleiter ausgebildet ist mit einer ersten optisch transparenten Schicht (a) auf einer zweiten optisch transparenten Schicht (b) mit niedrigerem Brechungsindex als Schicht (a) , wobei weiterhin Anregungslicht mithilfe einer oder mehrerer GitterStrukturen, welche in der optisch transparenten9.4) A process according to 9.3), where ^ said optical waveguide is formed as an optical film waveguide with a first optically transparent layer (a) on a second optically transparent layer (b) with lower refractive index than layer (a), wherein furthermore excitation light using one or several lattice structures, which in the optically transparent
Schicht (a) ausgeprägt sind, in die optisch transparente Schicht (a) eingekoppelt und zu darauf befindlichen Messbereichen (d) als geführte Welle geleitet wird, und wobei weiterhin die im evaneszenten Feld besagter geführter Welle erzeugte Lumineszenz von lumineszenzfähigen Molekülen mit einem oder mehreren Detektoren erfasst und die Konzentration eines oder mehrerer Analyten aus der Intensität dieser Lumineszenzsignale bestimmt wird.Layer (a) are pronounced, coupled into the optically transparent layer (a) and to those located thereon Measuring ranges (d) is guided as a guided wave, and the luminescence of luminescent molecules generated in the evanescent field of said guided wave is also detected with one or more detectors and the concentration of one or more analytes is determined from the intensity of these luminescence signals.
9.5) Verfahren gemäss 9.4), wobei (1) die isotrop abgestrahlte Lumineszenz oder (2) in die optisch transparente Schicht (a) eingekoppelte und über die Gitterstruktur (c) ausgekoppelte Lumineszenz oder Lumineszenzen beider Anteile (1) und (2) gleichzeitig gemessen werden.9.5) Method according to 9.4), wherein (1) the isotropically emitted luminescence or (2) in the optically transparent layer (a) coupled and via the lattice structure (c) coupled out luminescence or luminescence of both components (1) and (2) are measured simultaneously become.
9.6) Verfahren gemäss 9.4) - 9.5), wobei zur Erzeugung der Lumineszenz ein Lumineszenzfarbstoff oder lumineszentes Nanopartikel als Lumineszenzlabel verwendet wird, das bei einer Wellenlänge zwischen 300 nm und 1100 nm angeregt werden kann und emittiert .9.6) Method according to 9.4) - 9.5), wherein a luminescent dye or luminescent nanoparticle is used as luminescent label to generate the luminescence, which can be excited and emits at a wavelength between 300 nm and 1100 nm.
9.7) Verfahren gemäss 9.6), wobei das Lumineszenzlabel an den Analyten oder in einem kompetitiven Assay an einen Analogen des Analyten oder in einem mehrstufigen Assay an einen der Bindungspartner der immobilisierten biologischen oder biochemischen oder synthetischen Erkennungselementen oder an die biologischen oder biochemischen oder synthetischen Erkennungselemente gebunden ist.9.7) Method according to 9.6), wherein the luminescence label is bound to the analyte or in a competitive assay to an analog of the analyte or in a multi-stage assay to one of the binding partners of the immobilized biological or biochemical or synthetic recognition elements or to the biological or biochemical or synthetic recognition elements is.
9.8) Verfahren gemäss 9.6) - 9.7), wobei ein zweites oder noch weitere Lumineszenzlabel mit gleicher oder unterschiedlicher Anregungswellenlänge wie das erste Lumineszenzlabel und gleicher oder unterschiedlicher Emissionswellenlänge verwendet werden.9.8) Method according to 9.6) - 9.7), wherein a second or even more luminescence label with the same or different excitation wavelength as the first Luminescence labels and the same or different emission wavelength can be used.
9.9) Verfahren gemäss 9.8), wobei das zweite oder noch weitere Lumineszenzlabel bei der gleichen Wellenlänge wie der erste Lumineszenz-Farbstoff angeregt werden kann, aber bei anderen Wellenlängen emittieren.9.9) Method according to 9.8), wherein the second or even more luminescent label can be excited at the same wavelength as the first luminescent dye, but emit at other wavelengths.
9.10) Verfahren gemäss 9.8), wobei die Anregungsspektren und Emissionsspektren der eingesetzten Lumineszenzfarbstoffe nur wenig oder gar nicht überlappen.9.10) Method according to 9.8), wherein the excitation spectra and emission spectra of the luminescent dyes used overlap only slightly or not at all.
9.11) Verfahren gemäss 9.8), wobei zum Nachweis des Analyten Ladungs- oder optischer Energietransfer von einem als Donor dienenden ersten Lumineszenzfarbstoff zu einem als Akzeptor dienenden zweiten Lumineszenzfarbstoff verwendet wird.9.11) Method according to 9.8), wherein charge or optical energy transfer from a first luminescent dye serving as donor to a second luminescent dye serving as acceptor is used to detect the analyte.
9.12) Verfahren gemäss 9.4) - 9.11), wobei neben der Bestimmung einer oder mehrerer Lumineszenzen Änderungen des effektiven Brechungsindex auf den Messbereichen bestimmt werden.9.12) Method according to 9.4) - 9.11), whereby in addition to the determination of one or more luminescences, changes in the effective refractive index on the measurement areas are determined.
9.13) Verfahren gemäss 9.4) - 9.12), wobei die einen oder mehreren Lumineszenzen und/oder Bestimmungen von Lichtsignalen bei der Anregungswellenlänge polarisationsselektiv vorgenommen werden.9.13) Method according to 9.4) - 9.12), the one or more luminescences and / or determinations of light signals at the excitation wavelength being carried out in a polarization-selective manner.
9.14) Verfahren gemäss 9.4) - 9.13), wobei die einen oder mehreren Lumineszenzen bei einer anderen Polarisation als der des Anregungslichts gemessen werden. 9.15) Verfahren gemäss 9.4) - 9.14) zur gleichzeitigen oder sequentiellen, quantitativen oder qualitativen Bestimmung eines oder mehrerer Analyten aus der Gruppe von Antikörpern oder Antigenen, Rezeptoren oder Liganden, Chelatoren oder "Histidin-tag-Komponenten" , Oligonukleotiden, DNA- oder RNA- Strängen, DNA- oder RNA-Analoga, Enzymen, Enzymcofaktoren oder Inhibitoren, Lektinen und Kohlehydraten.9.14) Method according to 9.4) - 9.13), the one or more luminescences being measured with a different polarization than that of the excitation light. 9.15) Method according to 9.4) - 9.14) for the simultaneous or sequential, quantitative or qualitative determination of one or more analytes from the group of antibodies or antigens, receptors or ligands, chelators or "histidine tag components", oligonucleotides, DNA or RNA - Strands, DNA or RNA analogs, enzymes, enzyme cofactors or inhibitors, lectins and carbohydrates.
9.16) Verfahren gemäss 9.4) - 9.15), wobei die zu untersuchenden Proben natürlich vorkommende9.16) Method according to 9.4) - 9.15), the samples to be examined occurring naturally
Kδrperflüssigkeiten wie Blut, Serum, Plasma, Lymphe oder Urin oder Gewebeflüssigkeiten oder Eigelb sind.Body fluids such as blood, serum, plasma, lymph or urine or tissue fluids or egg yolk.
9.17) Verfahren gemäss 9.4) - 9.15), wobei die zu untersuchende Probe eine optisch trübe Flüssigkeit,9.17) Method according to 9.4) - 9.15), the sample to be examined being an optically cloudy liquid,
Oberflächenwasser, ein Boden- oder Pflanzenextrakt, eine Bio- oder Syntheseprozessbrühe ist.Surface water, a soil or plant extract, an organic or synthetic process broth.
9.18) Verfahren gemäss 9.4) - 9.17), wobei die zu untersuchenden Proben aus biologischen Gewebeteilen entnommen sind.9.18) Method according to 9.4) - 9.17), whereby the samples to be examined are taken from biological tissue parts.
10) BEISPIELE VON VERWENDUNGEN DER OBEN BESCHRIEBENEN ANORDNUNGEN UND VERFAHREN10) EXAMPLES OF USE OF THE ARRANGEMENTS AND METHODS DESCRIBED ABOVE
Die oben beschriebenen Körper, Träger, Anordnungen von Durchflussküvetten und Verfahren sind für folgende Verwendungen geeignet:The bodies, supports, arrangements of flow-through cells and methods described above are suitable for the following uses:
Verwendungen zu quantitativen oder qualitativen Analysen zur Bestimmung chemischer, biochemischer oder biologischer Analyten in Screeningverfahren in der Pharmaforschung, der Kombinatorischen Chemie, der Klinischen und Präklinischen Entwicklung, zu Echtzeitbindungsstudien und zur Bestimmung kinetischer Parameter im Affinitätsscreening und in der Forschung, zu qualitativen und quantitativen Analytbestimmungen, insbesondere für die DNA- und RNA- Analytik und die Bestimmung von genomischen oder proteomischen Unterschieden im Genom, wie beispielsweise Einzelnukleotid-Polymorphismen, zur Messung von Protein-DNA- Wechselwirkungen, zur Bestimmung von Steuerungsmechanismen für die mRNA-Expression und für die Protein (bio) Synthese, für die Erstellung von Toxizitätsstudien sowie für die Bestimmung von Expressionsprofilen, insbesondere zur Bestimmung von biologischen und chemischen Markerstoffen, wie mRNA, Proteinen, Peptiden oder niedermolekularen organischen (Boten-) Stoffen, sowie zum Nachweis vonUses for quantitative or qualitative analyzes for the determination of chemical, biochemical or biological analytes in screening processes in pharmaceutical research Combinatorial chemistry, clinical and preclinical development, real-time binding studies and the determination of kinetic parameters in affinity screening and research, qualitative and quantitative analyte determinations, in particular for DNA and RNA analysis and the determination of genomic or proteomic differences in the genome, such as For example, single nucleotide polymorphisms, for measuring protein-DNA interactions, for determining control mechanisms for mRNA expression and for protein (bio) synthesis, for preparing toxicity studies and for determining expression profiles, in particular for determining biological and chemical marker substances, such as mRNA, proteins, peptides or low-molecular organic (messenger) substances, as well as for the detection of
Antikörpern, Antigenen, Pathogenen oder Bakterien in der pharmazeutischen Produktforschung und -entwicklung, der Human- und Veterinärdiagnostik, der Agrochemischen Produktforschung und -entwicklung, der symptomatischen und präsymptomatischen Pflanzendiagnostik, zurAntibodies, antigens, pathogens or bacteria in pharmaceutical product research and development, human and veterinary diagnostics, agrochemical product research and development, symptomatic and presymptomatic plant diagnostics
Patientenstratifikation in der pharmazeutischen Produktentwicklung und für die therapeutische Medikamentenauswahl, und/oder zum Nachweis von Pathogenen, Schadstoffen und Erregern, insbesondere von Salmonellen, Prionen, Viren und Bakterien, insbesondere in der Lebensmittel- und Umweltanalytik. BezugszeichenlistePatient stratification in pharmaceutical product development and for therapeutic drug selection, and / or for the detection of pathogens, pollutants and pathogens, especially salmonella, prions, viruses and bacteria, especially in food and environmental analysis. LIST OF REFERENCE NUMBERS
a Schicht b Schicht b' Zwischenschicht c Gitterstruktur c ' Gitterstruktur d Messbereich f Haftvermittlungsschicht g Begrenzung der Durchflusszelle (entspricht Bezugszeichen 6)a layer b layer b 'intermediate layer c lattice structure c' lattice structure d measuring area f adhesive layer g limitation of the flow cell (corresponds to reference number 6)
1 Zulauf1 inlet
2 Ablauf 3 Ausnehmung2 drain 3 recess
4 Grundplatte4 base plate
5 Reservoir5 reservoir
6 Körper6 bodies
7 Durchflusskuvettenanordnung (Einsatzblock) 8 Träger ( "Metaträger" )7 flow cuvette arrangement (insert block) 8 carrier ("meta carrier")
9 Einlassδffnungen 109 inlet openings 10
11 Körper11 bodies
12 Zulauf 13 Aussparung12 inlet 13 recess
14 Einlassδf fnung der Aussparung 1314 Inlet opening of the recess 13
15 Reservoir15 reservoir
16 Abgrenzungswand16 boundary wall
17 Auslassöffnung der Aussparung 13 18 Position einer Durchflussküvette17 Outlet opening of the recess 13 18 Position of a flow cell
19 2019 20
21 Nut (umlaufende Nut)21 groove (circumferential groove)
22 Anschlag Anschlag22 stop attack
Anschlagattack
Schutzwinkelprotectors
Schutzwinkelprotectors
Schutzwinkelprotectors
Steg (umlaufender Steg)Web (circumferential web)
Grundplattebaseplate
Trägercarrier
Ausnehmung/AufnahmeöffnungRecess / receiving aperture
Erhebungsurvey
Erhebungsurvey
Erhebungsurvey
Erhebungsurvey
Federfeather
Anschlagattack
Federfeather
Anschlagattack
Federfeather
Anschlag 57 Auflagepunktattack 57 contact point
58 Auflagepunkt58 contact point
59 Auflagepunkt59 contact point
6060
61 Schnapphaken61 snap hooks
62 Schnapphaken62 snap hooks
63 Ausnehmung63 recess
64 Ausnehmung64 recess
65 Ausnehmung65 recess
66 Ausnehmung 67 ,68 69 7066 recess 67 , 68 69 70
71 72 73 74 7571 72 73 74 75
76 77 78 79 76 77 78 79

Claims

Patentansprüche claims
1. Körper (11) zur Bildung einer geradlinigen Reihe oder einer matrixartigen Anordnung von Durchflussküvetten durch Zusammenfügung des Körpers (11) mit einer Grundplatte (31) , welcher Körper (11) dadurch gekennzeichnet ist, dass er folgende Elemente aufweist, die zur genauen Positionierung des Körpers in der Aufnahmeöffnung eines Trägers (41) dienen: (a) ein erstes Federelement (51) und einen ersten1. body (11) to form a straight line or a matrix-like arrangement of flow-through cells by assembling the body (11) with a base plate (31), which body (11) is characterized in that it has the following elements for precise positioning of the body in the receiving opening of a carrier (41) serve: (a) a first spring element (51) and a first
Anschlag (52) , welche zur genauen Positionierung des Körpers (11) in einer ersten Richtung (X-Richtung) dienen und an entgegengesetzten Endbereichen des Körpers (11) angeordnet sind, (b) mindestens ein zweites Federelement (53, 55) und ein dazu korrespondierender zweiter Anschlag (54, 56) , die zur genauen Positionierung des Körpers (11) in einer zweiten Richtung (Y-Richtung) dienen und an entgegengesetzten Seiten des Körpers (11) angeordnet sind, wobei die zweite Richtung (Y-Richtung) senkrecht zur ersten Richtung (X-Richtung) liegt,Stop (52), which are used for precise positioning of the body (11) in a first direction (X direction) and are arranged at opposite end regions of the body (11), (b) at least one second spring element (53, 55) and one Corresponding second stop (54, 56), which are used for precise positioning of the body (11) in a second direction (Y direction) and are arranged on opposite sides of the body (11), the second direction (Y direction) is perpendicular to the first direction (X direction),
(c) mindestens ein Auflageelement (57, 58, 59) und mindestens ein Halteelement (61, 62) , wobei dieses Auflageelement und Halteelement gemeinsam zur genauen Positionierung des Körpers in einer dritten Richtung (Z-(c) at least one support element (57, 58, 59) and at least one holding element (61, 62), this supporting element and holding element together for precise positioning of the body in a third direction (Z-
Richtung) dienen, welche senkrecht zu einer Ebene liegt, die durch zwei Achsen, nämlich durch eine Achse in der ersten und eine andere Achse in der zweiten Richtung, definiert ist.Direction), which is perpendicular to a plane defined by two axes, namely one axis in the first and another axis in the second direction.
2. Körper gemäss Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eines, bevorzugt alle der folgenden Merkmale aufweist : (i) mindestens ein weiteres zweites Federelement (55) und mindestens ein dazu korrespondierender weiterer zweiter Anschlag (56) ;2. Body according to claim 1, characterized in that it has at least one, preferably all of the following features: (i) at least one further second spring element (55) and at least one corresponding second stop (56);
(ii) mindestens zwei weitere Auflageelemente;(ii) at least two further support elements;
(iii) die Auflageelemente sind Auflagepunkte (57, 58,(iii) the support elements are support points (57, 58,
59)59)
(iv) mindestens ein weiteres Halteelement;(iv) at least one further holding element;
(v) die Halteelemente sind Schnapphaken (61, 62)(v) the holding elements are snap hooks (61, 62)
3. Körper (11) zur Bildung einer Anordnung von3. body (11) to form an arrangement of
Durchflussküvetten durch Zusammenfügung des Körpers (11) mit einer Grundplatte (31) , welcher Körper (11) dadurch gekennzeichnet ist, dass er mindestens ein Durchflusskuvettenteil (18) mit einem Zulauf (12) und einem Ablauf (17) umfasst, wobei der Durchflusskuvettenteil (18) so ausgebildet ist, dass beim Zusammenfügen des Körpers (11) mit der Grundplatte (31) ein Innenraum (13) mit einer Einlassöffnung (14) und mit einer Auslassöffnung (17) gebildet wird, welcher Innenraum (13) den Zulauf (12) und den Ablauf (17) fluidisch verbindet, und wobei der Zulauf (12) im Wesentlichen trichterförmig ausgebildet ist und nahe bei der Grundplatte (31) in die Einlassöffnung (14) übergeht, so dass bei der Befüllung der Durchflussküvette (11, 31) insbesondere mittels einer Pippette, die Spitze der Pippette nahe zur Grundplatte (31) geführt werden kann.Flow-through cells by joining the body (11) to a base plate (31), which body (11) is characterized in that it comprises at least one flow-through part (18) with an inlet (12) and an outlet (17), the flow-through part ( 18) is designed such that when the body (11) is joined to the base plate (31), an interior (13) with an inlet opening (14) and with an outlet opening (17) is formed, which interior (13) blocks the inlet (12 ) and fluidly connects the outlet (17), and the inlet (12) is essentially funnel-shaped and merges into the inlet opening (14) close to the base plate (31), so that when the flow-through cell (11, 31) is filled in particular by means of a pipette, the tip of the pipette can be guided close to the base plate (31).
4. Körper gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusskuvettenteil (18) eine Fläche aufweist, welche einen Teil des Innenraums (13) bildet und welche mit mindestens einer Nut (21) versehen ist, wobei die Einlassöffnung (14) und Auslassöffnung (17) vorzugsweise in der Nut (21) liegen. 4. Body according to claim 3, characterized in that the flow cuvette part (18) has a surface which forms part of the interior (13) and which is provided with at least one groove (21), the inlet opening (14) and outlet opening ( 17) preferably lie in the groove (21).
5. Körper gemäss einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass er eine äussere Form hat, die in eine Aufnahmeöffnung (42) des Trägers (41) passt.5. Body according to any one of claims 1-4, characterized in that it has an outer shape which fits into a receiving opening (42) of the carrier (41).
6. Erste Anordnung von Durchflussküvetten, welche durch Zusammenfügung von einem Körper (11) gemäss Anspruch 5 und einer Grundplatte (31) gebildet ist.6. First arrangement of flow-through cells, which is formed by assembling a body (11) according to claim 5 and a base plate (31).
7. Erste Anordnung von Durchflussküvetten gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (31) biologische und/oder biochemische und/oder synthetische Erkennungselemente trägt.7. The first arrangement of flow-through cells according to claim 6, characterized in that the base plate (31) carries biological and / or biochemical and / or synthetic recognition elements.
8. Erste Anordnung von Durchflussküvetten gemäss Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (31) dazu geeignet ist, als Wellenleiter zu dienen.8. The first arrangement of flow-through cells according to claim 6 or 7, characterized in that the base plate (31) is suitable for serving as a waveguide.
9. Träger zur Aufnahme (41) von wenigstens einer ersten Anordnung von Durchflussküvetten gemäss einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens eine Ausnehmung (42) aufweist, deren Form und Abmessungen zur äusseren Form des Körpers (11) so angepasst sind, dass eine genaue Positionierung des Körpers (11) in der Ausnehmung (42) ermöglicht wird.9. Carrier for receiving (41) at least a first arrangement of flow-through cells according to one of claims 6-8, characterized in that it has at least one recess (42), the shape and dimensions of which are adapted to the outer shape of the body (11) are that an exact positioning of the body (11) in the recess (42) is made possible.
10. Träger (41) gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vielzahl der Ausnehmungen (42) aufweist.10. carrier (41) according to claim 9, characterized in that it has a plurality of the recesses (42).
11. Zweite Anordnung von Durchflussküvetten, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Anordnung von Durchflussküvetten gemäss einem der Ansprüche 6-8 und einen Träger gemäss Anspruch 9 oder 10 umfasst.11. Second arrangement of flow-through cells, characterized in that they have a first arrangement of flow-through cells according to one of claims 6-8 and comprises a carrier according to claim 9 or 10.
12. Dritte Anordnung von Durchflussküvetten, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Körper (11) gemäss einem der Ansprüche 1-5, einen Träger (41) gemäss Anspruch 9 oder 10 und eine Grundplatte (31) umfasst, die zwischen dem Körper (11) und dem Träger (41) eingeklemmt ist.12. Third arrangement of flow-through cells, characterized in that it comprises a body (11) according to one of claims 1-5, a carrier (41) according to claim 9 or 10 and a base plate (31) which is between the body (11) and the carrier (41) is clamped.
13. Dritte Anordnung von Durchflussküvetten gemäss13. Third arrangement of flow cells according to
Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die GrundplatteClaim 12, characterized in that the base plate
(31) ausschliesslich durch den Andruck festgehalten wird, der durch Zusammensetzen des Körpers (11) und des Trägers(31) is held exclusively by the pressure that is created by assembling the body (11) and the carrier
(41) erzeugt wird.(41) is generated.
14. Dritte Anordnung von Durchflussküvetten gemäss Anspruch14. Third arrangement of flow-through cells according to claim
12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie Dichtmittel umfasst zur fluidischen Abdichtung des Innenraums (13) .12 or 13, characterized in that it comprises sealing means for the fluidic sealing of the interior (13).
15. Verwendung eines Körpers gemäss einem der Ansprüche 1- 5, einer Anordnung von Durchflussküvetten gemäss einem der Ansprüche 6-8, 11-14 oder eines Trägers gemäss Anspruch 9 oder 10 zum Nachweis eines oder mehrerer Analyten in einer Probeflüssigkeit.15. Use of a body according to one of claims 1- 5, an arrangement of flow-through cells according to one of claims 6-8, 11-14 or a carrier according to claim 9 or 10 for the detection of one or more analytes in a sample liquid.
16. Verwendung eines Körpers gemäss einem der Ansprüche 1- 5, einer Anordnung von Durchflussküvetten gemäss einem der Ansprüche 6-8, 11-14 oder eines Trägers gemäss Anspruch 9 oder 10 zu quantitativen oder qualitativen Analysen zur Bestimmung chemischer, biochemischer oder biologischer Analyten in Screeningverfahren in der Pharmaforschung, der Kombinatorischen Chemie, der Klinischen und Präklinischen Entwicklung, zu Echtzeitbindungsstudien und zur Bestimmung kinetischer Parameter im Affinitätsscreening und in der Forschung, zu qualitativen und quantitativen Analytbestimmungen, insbesondere für die DNA- und RNA-Analytik und die Bestimmung von genomischen oder proteomischen Unterschieden im Genom, wie beispielsweise Einzelnukleotid-Polymorphismen, zur Messung von Protein-DNA-Wechselwirkungen, zur Bestimmung von Steuerungsmechanismen für die -RNA- Expression und für die Protein (bio) Synthese, für die Erstellung von Toxizitätsstudien, für die Bestimmung von Expressionsprofilen, insbesondere zur Bestimmung von biologischen und chemischen Markerstoffen, wie mRNA, Proteinen, Peptiden oder niedermolekularen organischen (Boten-) Stoffen, zum Nachweis von Antikörpern, Antigenen, Pathogenen oder Bakterien in der pharmazeutischen Produktforschung und -entwicklung, der Human- und Veterinärdiagnostik, der Agrochemischen Produktforschung und -entwicklung, der symptomatischen und präsymptomatischen Pflanzendiagnostik, zur Patientenstratifikation in der pharmazeutischen Produktentwicklung und für die therapeutische Medikamentenauswahl und/oder zum Nachweis von Pathogenen, Schadstoffen und Erregern, insbesondere von Salmonellen, Prionen, Viren und Bakterien, insbesondere in der Lebensmittel- und Umweltanalytik. _ _ _ _ _ 16. Use of a body according to one of claims 1- 5, an arrangement of flow-through cells according to one of claims 6-8, 11-14 or a carrier according to claim 9 or 10 for quantitative or qualitative analyzes for determining chemical, biochemical or biological analytes in Screening procedure in pharmaceutical research, the Combinatorial chemistry, clinical and preclinical development, real-time binding studies and the determination of kinetic parameters in affinity screening and research, qualitative and quantitative analyte determinations, in particular for DNA and RNA analysis and the determination of genomic or proteomic differences in the genome, such as for example, single nucleotide polymorphisms, for measuring protein-DNA interactions, for determining control mechanisms for RNA expression and for protein (bio) synthesis, for preparing toxicity studies, for determining expression profiles, in particular for determining biological ones and chemical marker substances, such as mRNA, proteins, peptides or low-molecular organic (messenger) substances, for the detection of antibodies, antigens, pathogens or bacteria in pharmaceutical product research and development, human and veterinary diagnostics, the agrochemical product research and development, symptomatic and presymptomatic plant diagnostics, for patient stratification in pharmaceutical product development and for therapeutic drug selection and / or for the detection of pathogens, pollutants and pathogens, in particular salmonella, prions, viruses and bacteria, especially in the food and environmental analysis. _ _ _ _ _
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