DE102004002709A1

DE102004002709A1 - Applying liquid containing known reagents to target structure to be identified uses two rotary grippers to transfer pipette filled with reagent from magazine to position over target structure on slide

Info

Publication number: DE102004002709A1
Application number: DE200410002709
Authority: DE
Inventors: Christian Daschner; Johann-Peter Feraric; Wolfram Eichelberger
Original assignee: Feraric Johann-Peter Dipling
Current assignee: Feraric Johann-Peter Dipling
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2005-08-11

Abstract

Applying a liquid containing known reagents to a target structure to be identified comprises filling pipettes (14) in a magazine (12) with the reagents. Single pipettes are then extracted by a rotary gripper (34) and transferred to a second rotary gripper (36). This moves the pipette to a predetermined position over the target structure (30) on a slide (32). The liquid is than dispensed. Applying a liquid containing known reagents to a target structure to be identified comprises filling pipettes (14) in a magazine (12) with the reagents. Single pipettes are then extracted by a rotary gripper (34) and transferred to a second rotary gripper (36). This moves the pipette to a predetermined position over the target structure (30) on a slide (32). The liquid is than dispensed. The process may be repeated with additional pipettes for new structures along the slide. An independent claim is also included for apparatus for carrying out the method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von mindestens einer Flüssigkeit auf mindestens eine Zielstruktur, insbesondere zum Auftragen einer ein definiertes Molekül oder Molekülgemisch enthaltenden Flüssigkeit auf nachzuweisende molekulare Ziel- oder Targetstrukturen.The The present invention relates to a method and an apparatus for applying at least one liquid to at least one Target structure, in particular for applying a defined molecule or mixture of molecules containing liquid to be detected molecular target or target structures.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind bekannt. Insbesondere im biologischen, mikrobiologischen und biomedizinischen Bereich besteht eine große Nachfrage nach Verfahren und Vorrichtungen zum Aufbringen von Flüssigkeit mit definierten Molekülen oder Molekülgemischen zum Nachweis unbekannter molekularer Ziel- oder Targetstrukturen. Bei den molekularen Ziel- und Targetstrukturen kann es sich um menschliches oder tierisches Gewebe, um menschliche oder tierische Zellen, um Teilbereiche dieser Zellen, um Mikroorganismen, Proteine oder Proteinverbindungen, um DNA oder Bestandteile der DNA, wie auch andere biologische oder chemische Strukturen handeln. Bei bisher bekannten Nachweisverfahren werden unter anderem sogenannte PIN-Systeme oder PIN-Nadelsysteme verwendet. Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt der PIN bzw. die PIN-Nadel in die Nachweisflüssigkeit eingetaucht und beim Herausfahren aus der Flüssigkeit abgestriffen. Es erfolgt anschließend ein Anfahren der Position auf der Zielstruktur und eine entsprechende Abgabe der Flüssigkeit auf die Zielstruktur. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis der PIN bzw. die PIN-Nadel keine Flüssigkeit mehr aufweist. Es erfolgt ein weiteres Anfahren des Flüssigkeitsreservoirs. Für den Fall, dass die Art der Flüssigkeit geändert wird, müssen bei den bekannten Verfahren die genannten PINs oder PIN-Nadeln zu einer Reinigungsstation verfahren werden, an der dann entsprechende Reinigungsschritte vollzogen werden. Erst dann ist das bekannte System wieder einsatzbereit. Nachteilig an diesen bekannten Verfahren ist jedoch, dass die geschilderten Verfahrensschritte insbesondere bei der Verwendung mehrerer unterschiedlicher Testflüssigkeiten auf die zu analysierende Zielstruktur relativ langsam durchgeführt werden können. Des Weiteren hat sich herausgestellt, dass die bekannten Verfahren und Systeme nur wenig reproduzierbare Ergebnisse erlauben. Dies liegt einerseits in der Vielzahl der durchzuführenden Verfahrensschritte, wie auch in der Abgabe unterschiedlicher Flüssigkeitsmengen auf die entsprechenden Zielstrukturen, so dass ein quantitativer Nachweis nur sehr schwer möglich ist.such Methods and devices are known. Especially in the biological, microbiological and biomedical field is in great demand according to methods and apparatus for applying liquid with defined molecules or molecular mixtures to detect unknown molecular target or target structures. The molecular target and target structures may be human or animal tissue to human or animal cells Subregions of these cells to microorganisms, proteins or protein compounds, to DNA or components of DNA, as well as other biological or act chemical structures. In previously known detection method For example, so-called PIN systems or PIN needle systems are used. there In a first method step, the PIN or the PIN needle is in the detection fluid submerged and stripped out of the liquid when moving out. It takes place subsequently approaching the position on the target structure and a corresponding one Release of the liquid on the target structure. This process is repeated until the PIN or PIN needle no longer has any liquid. It a further start-up of the liquid reservoir takes place. In the case, that the type of liquid changed will have to in the known methods said PINs or PIN needles to a cleaning station be carried out at the then corresponding cleaning steps completed become. Only then is the known system ready for use again. adversely in these known methods, however, that the described Process steps, especially when using several different test liquids be performed relatively slowly on the target structure to be analyzed can. Furthermore, it has been found that the known methods and systems allow little reproducible results. This lies on the one hand in the multiplicity of process steps to be carried out, as well as in the delivery of different amounts of liquid to the corresponding Target structures, so that a quantitative proof is very difficult.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, welches einen sicheren und schnelleren Nachweis bzw. eine schnellere Charakterisierung von Zielstrukturen, insbesondere von molekularen Ziel- oder Targetstrukturen gewährleistet.It Therefore, the object of the present invention is a generic method to provide a safe and faster detection or a faster characterization of target structures, in particular ensured by molecular target or target structures.

Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung bereitzustellen, welche einen sicheren und schnelleren Nachweis bzw. eine schnellere Charakterisierung von Zielstrukturen, insbesondere von molekularen Ziel- oder Targetstrukturen ermöglicht.It is still the object of the present invention, a generic device to provide a safe and faster detection or a faster characterization of target structures, in particular of molecular target or target structures.

Zur Lösung dieser Aufgaben dienen ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Anspruche 1 und 13.to solution These objects are a method and a device according to the features of independent Claims 1 and 13.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.advantageous Embodiments are described in the respective subclaims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufbringen von mindestens einer Flüssigkeit auf mindestens eine Zielstruktur, insbesondere zum Auftragen einer ein definiertes Molekül oder Molekülgemisch enthaltenen Flüssigkeit auf nachzuweisende molekulare Ziel- oder Zielstrukturen umfasst erfindungsgemäß folgende Schritte: a) Bereitstellung einer Vielzahl von mit der aufzutragenden Flüssigkeit bzw. den aufzutragenden Flüssigkeiten gefüllten Behältern in mindestens einer Magazinvorrichtung; b) Entnahme von mindestens einem Behälter aus der Magazinvorrichtung mittels mindestens einer Transport- und Greifvorrichtung; c) Transport des oder der Behälter mittels der Transport- und Greifvorrichtung zu mindestens einer vordefinierten, im Wesentlichen unveränderbaren Abgabeposition für die Flüssigkeit; d) rechnergesteuertes Verfahren einer die Zielstruktur oder die Zielstrukturen tragenden Aufnahme- oder Tragvorrichtung in Richtung des oder der Behälter; e) Abgabe einer vordefinierten Menge der Flüssigkeit aus dem oder den Behältern auf jeweils eine vorbestimmte und durch die Bewegung der Aufnahme- oder Tragvorrichtung erreichten Position auf der Zielstruktur und f) Wiederholung der Schritte b) bis e) bis zur vollständigen Benetzung einer vordefinierten Anzahl von Zielstrukturen. Durch ein derartiges Verfahren ist es möglich einen sicheren und schnelleren Nachweis bzw. eine schnellere Charakterisierung von Zielstrukturen, insbesondere von molekularen Ziel- oder Targetstrukturen durch eine Minimierung der für den Auftrag der Testflüssigkeiten auf die Ziel- oder Targetstrukturen benötigten Zeit. Einerseits trägt hierzu das Merkmal bei, dass die auftragenden Flüssigkeiten bereits in vorgefüllten Behältern in mindestens einer Magazinvorrichtung bereitstehen. Dadurch entfällt zum Beispiel der bei üblichen Verfahren notwendige Reinigungsschritt: Des Weiteren werden die Testflüssigkeiten zu einer vordefinierten und im Wesentlichen unveränderbaren Abgabeposition verfrachtet. Durch die erfindungsgemäße Möglichkeit der Festlegung der Abgabeposition minimieren sich die Transportwege für die mit den Flüssigkeiten gefüllten Behälter von der Magazinvorrichtung zu der genannten Abgabeposition. Auch hierdurch entsteht ein Zeitvorteil. Um die gewünschte Benetzung der Zielstruktur zu erreichen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise die Aufnahme- oder Tragvorrichtung, auf der die Zielstrukturen angeordnet sind, über die genannte Abgabeposition für die Testflüssigkeiten bewegt. Die erfindungsgemäße Verwendung von mit den Flüssigkeiten vorgefüllten Behältern erlaubt zudem eine mengenmäßig definierte Abgabe der Flüssigkeiten auf die Zielstruktur.A method according to the invention for applying at least one liquid to at least one target structure, in particular for applying a liquid containing a defined molecule or molecule mixture to molecular target or target structures to be detected, comprises the following steps according to the invention: a) Provision of a multiplicity of liquids to be applied to be applied to liquid-filled containers in at least one magazine device; b) removal of at least one container from the magazine device by means of at least one transport and gripping device; c) transport of the container or containers by means of the transport and gripping device to at least one predefined, substantially unchangeable dispensing position for the liquid; d) computer-controlled method of a receiving or supporting device carrying the target structure or structures in the direction of the container or containers; e) delivery of a predefined amount of the liquid from the container (s) to a predetermined position on the target structure reached by the movement of the receiving or supporting device; and f) repeating steps b) to e) until completely wetting a predefined number of times targets. Such a method makes it possible to reliably and more quickly detect or characterize target structures, in particular of molecular target or target structures, by minimizing the time required for applying the test liquids to the target or target structures. On the one hand, this contributes to the feature that the applying liquids are already available in prefilled containers in at least one magazine device. This eliminates, for example, the necessary cleaning step in conventional methods: Furthermore, the test liquids are shipped to a predefined and substantially unchangeable delivery position. By the possibility according to the invention the determination of the dispensing position minimize the transport routes for the container filled with the liquids from the magazine device to the said dispensing position. This also creates a time advantage. In order to achieve the desired wetting of the target structure, in the method according to the invention, the receiving or carrying device on which the target structures are arranged is advantageously moved over the said dispensing position for the test liquids. The inventive use of pre-filled with the liquids containers also allows a quantitative defined delivery of liquids to the target structure.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Entnahme der oder des Behälters aus der Magazinvorrichtung gemäß dem Verfahrensschritt b) mittels einer ersten Greif- und Transportvorrichtung, wobei die erste Greif- und Transportvorrichtung den oder die Behälter an eine zweite Greif- und Transportvorrichtung übergibt oder diese von der zweiten Greif- und Transportvorrichtung abgegriffen werden. Durch die zweite Greif- und Transportvorrichtung erfolgt dann der Transport des oder der Behälter zur Abgabeposition gemäß dem Verfahrensschritt c). Bei dem ersten und zweiten Greif- und Transportwerkzeug handelt es sich dabei insbesondere jeweils um ein Rotorwerkzeug mit mindestens einem Rotorarm und mindestens einer daran ausgebildeten Greifvorrichtung, wobei die Rotorwerkzeuge miteinander getaktet angetrieben werden. Durch die Verwendung derartiger Rotorwerkzeuge mit zum Beispiel mehreren Rotorarmen ist es möglich, einen kontinuierlichen Transport der vorgefüllten Behälter zu der Abgabeposition und einen entsprechenden Rücktransport der geleerten Behälter zu der Magazinvorrichtung durchzuführen. Die Taktung der Rotorwerkzeuge erlaubt dabei einen reibungslosen Ablauf der einzelnen Verfahrensschritte.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention the removal of the container or from the magazine device according to the method step b) by means of a first gripping and transporting device, wherein the first Gripping and transport device the container or containers to a second gripping and transport device transfers or tapped from the second gripping and transporting device become. By the second gripping and transport device takes place then the transport of the container or containers to the dispensing position according to the method step c). The first and second gripping and transport tools are in particular each case a rotor tool with at least one Rotor arm and at least one gripping device formed thereon, wherein the rotor tools are driven clocked together. By the use of such rotor tools with, for example, several Rotor arms it is possible a continuous transport of the prefilled container to the dispensing position and a corresponding return transport the emptied container to perform the magazine device. The timing of the rotor tools allows a smooth flow of the individual process steps.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Entnahme des oder der Behälter aus der Magazinvorrichtung gemäß dem Verfahrensschritt b) und der Transport an die Abgabeposition gemäß Verfahrensschritt c) mittels einer Greif- und Transportvorrichtung, wobei diese aus mindestens einem an jeweils mindestens einer Transportschiene verfahrbaren Greif- und Transportschlitten besteht. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht eine etwas einfachere technische Ausgestaltung bzw. Durchführung des Transportes der mit den Testflüssigkeiten gefüllten Behältern von der Magazinvorrichtung zu der Abgabeposition und den entsprechenden Rücktransport der geleerten Behälter von der Abgabeposition zu der Magazinvorrichtung.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention the removal of the container or containers from the magazine device according to the method step b) and the transport to the dispensing position according to method step c) by means of a gripping and transporting device, these at least a gripper which can be moved on at least one transport rail and transport carriage exists. This embodiment of the method according to the invention allows a somewhat simpler technical design or implementation of the Transport the with the test liquids filled containers from the magazine device to the dispensing position and the corresponding one repatriation the emptied container from the delivery position to the magazine device.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Durchführung des Verfahrensschrittes c) und vor dem Erreichen der Abgabeposition die relative Lage des Behälters mittels einer ersten Messstation ermittelt. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, mögliche Lageungenauigkeiten des Behälters beim späteren Erreichen der Abgabeposition und der entsprechenden Abgabe und Benetzung der Zielstruktur zu berücksichtigen bzw. zu korrigieren. Die erste Messstation kann hierfür mindestens ein optisches Messsystem, insbesondere eine Kamera aufweisen. Des Weiteren ist es möglich, dass die erste Messstation neben der relativen Lage des Behälters auch dessen relative Höhe mittels einer Vorrichtung zur Höhenbestimmung ermittelt. Auch dies dient wiederum vorteilhafterweise zum Ausgleich und zur Korrektur möglicher Lage- oder Höhenungenauigkeiten des Behälters, die dann bei der Abgabe der Flüssigkeiten an die Zielstruktur entsprechend berücksichtigt werden können.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention will be during the execution the method step c) and before reaching the dispensing position the relative position of the container determined by a first measuring station. This is advantageous possible, possible Position inaccuracies of the container later Reaching the dispensing position and the corresponding dispensing and wetting the target structure or to correct. The first measuring station can do this at least an optical measuring system, in particular a camera. Furthermore Is it possible, that the first measuring station in addition to the relative position of the container too its relative height by means of a device for height determination determined. Again, this advantageously serves to compensate and to correct possible Position or altitude inaccuracies the container, the then at the delivery of the liquids can be considered according to the target structure.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor der Abgabe einer vordefinierten Menge der Flüssigkeit aus dem oder den Behältern gemäß dem Verfahrensschritt e) die relative Lage der Zielstruktur mittels einer zweiten Messstation ermittelt. Die zweite Messstation kann dabei mindestens ein optisches Messsystem, insbesondere eine Kamera aufweisen. Zudem ist denkbar, dass auch die relative Höhe der Zielstruktur bzw. der die Zielstruktur tragenden Aufnahme- oder Tragvorrichtung entsprechend ermittelt wird. Auch dieser Verfahrensschritt ermöglicht eine mögliche Korrektur von Ungenauigkeiten in der Lage der Zielstruktur relativ zur Abgabeposition bzw. zum die Flüssigkeit abgebenden Behälter. Dabei erfolgt vorteilhafterweise das rechnergesteuerte Verfahren der die Zielstruktur oder die Zielstrukturen tragenden Aufnahme- und Tragvorrichtung in Richtung des oder der Behälter gemäß Verfahrensschritt d) auf Grundlage der von der ersten und der zweiten Messstation ermittelten Positionsdaten.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention is prior to dispensing a predefined amount of the liquid from the container (s) according to the method step e) the relative position of the target structure by means of a second measuring station determined. The second measuring station can at least one optical Measuring system, in particular a camera. It is also conceivable that too, the relative height the target structure or the receiving structure carrying the target structure Carrying device is determined accordingly. Also this process step allows a possible Correction of inaccuracies in the location of the target structure relative to the dispensing position or to the liquid dispensing container. there Advantageously, the computer-controlled method of the Target structure or the target structures supporting receiving and carrying device towards the or the container according to method step d) based on the determined by the first and the second measuring station Position data.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen von mindestens einer Flüssigkeit auf mindestens eine Zielstruktur, insbesondere zum Auftragen einer ein definiertes Molekül oder Molekülgemisch enthaltenden Flüssigkeit auf nachzuweisende molekulare Ziel- oder Targetstrukturen, umfasst mindestens eine Magazinvorrichtung mit einer Vielzahl von mit der aufzutragenden Flüssigkeit bzw. den aufzutragenden Flüssigkeiten gefüllten Behältern, mindestens eine Transport- und Greifvorrichtung zur Entnahme von mindestens einem Behälter aus der Magazinvorrichtung und zum Transport des oder der Behälter zu mindestens einer vordefinierten, im Wesentlichen unveränderbaren Abgabeposition für die Flüssigkeit und mindestens eine Antriebseinheit zum rechnergesteuerten Verfahren einer die Zielstruktur oder die Zielstrukturen tragenden Aufnahme- oder Tragvorrichtung in Richtung des oder der Behälter im Bereich der Abgabeposition. Durch die Ausbildung einer Magazinvorrichtung für die mit Testflüssigkeiten gefüllten Behälter ist es vorteilhafterweise nicht mehr erforderlich, Transporteinrichtung für die genannten Behälter zu entsprechenden Reinigungsstationen oder Ähnlichem auszubilden. Dadurch verringert sich einerseits der konstruktive Aufwand, andererseits verkürzen sich die Transportwege, so dass die Transportzeiten der Behälter erheblich verkürzt werden können. Die Ausbildung der vordefinierten und im Wesentlichen unveränderbaren Abgabeposition im Zusammenspiel mit der verfahrbaren Aufnahme- und Tragvorrichtung für die Zielstrukturen trägt ebenfalls zur Verkürzung der einzelnen Benetzungszeiten wie auch zur sicheren Positionierung der Flüssigkeiten auf der Zielstruktur bei.A device according to the invention for applying at least one liquid to at least one target structure, in particular for applying a liquid containing a defined molecule or mixture of molecules to molecular target or target structures to be detected, comprises at least one magazine device having a multiplicity of liquids to be applied or the liquids to be applied filled containers, at least one transporting and gripping device for removing at least one container from the magazine device and for transporting the container or containers to at least one predefined, essentially unchangeable dispensing position for the liquid and at least one drive unit for the computer-controlled method of the target structure or the target structures supporting receiving or carrying device in the direction of or in the container Range of the delivery position. By forming a magazine device for the containers filled with test liquids, it is advantageously no longer necessary to design transport means for the mentioned containers to corresponding cleaning stations or the like. As a result, on the one hand reduces the design effort, on the other hand shorten the transport routes, so that the transport times of the container can be significantly shortened. The formation of the predefined and substantially unchangeable dispensing position in conjunction with the movable receiving and supporting device for the target structures also contributes to the shortening of the individual wetting times as well as the secure positioning of the liquids on the target structure.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Magazinvorrichtung ein Drehmagazin oder ein Plattenmagazin mit mindestens einer Magazinebene. Dabei ist es denkbar, dass die einzelnen Magazinebenen austauschbar ausgebildet und auch in der Höhe verfahrbar sind. Dadurch ist gewährleistet, dass eine sehr große Anzahl von einzelnen mit den entsprechenden Testflüssigkeiten gefüllten Behältern bereitgestellt werden kann.In an advantageous embodiment of the device according to the invention the magazine device is a rotary magazine or a disk magazine with at least one magazine level. It is conceivable that the individual magazine levels formed interchangeable and also in the Height are movable. This ensures that that a very large number provided by individual filled with the corresponding test liquids containers can be.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Behälter pipettenartig ausgebildet und weist mindestens ein Flüssigkeitsreservoir sowie mindestens eine Pumpe zur Abgabe einer definierten Flüssigkeitsmenge auf. Die Pumpe kann dabei als Piezopumpe ausgebildet sein. Durch eine derartige Ausgestaltung des Behälters ist es vorteilhafterweise möglich, eine exakt definierte Flüssigkeitsmenge auf die Zielstruktur aufzubringen. Dies erhöht die Reproduzierbarkeit der einzelnen Analysen.In According to an advantageous embodiment of the invention, the container is pipette-like formed and has at least one liquid reservoir and at least a pump for dispensing a defined amount of liquid. The pump can be designed as a piezo pump. By such a configuration of the container it is advantageously possible a precisely defined amount of liquid to apply to the target structure. This increases the reproducibility of the individual analyzes.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Greif- und Transportvorrichtung aus einer ersten Greif- und Transportvorrichtung für die Entnahme der oder des Behälters aus der Magazinvorrichtung und einer zweiten Greif- und Transportvorrichtung- zum Transport des oder der Behälter zur Abgabeposition, wobei die ersten Greif- und Transportvorrichtung den oder die Behälter an die zweite Greif- und Transportvorrichtung übergibt oder diese von der zweiten Greif- und Transportvorrichtung abgegriffen werden. Insbesondere besteht das erste und das zweite Greif- und Transportwerkzeug dabei jeweils aus einem Rotorwerkzeug mit mindestens einem Rotorarm und mindestens einer daran ausgebildeten Greifvorrichtung, wobei die Rotorwerkzeuge miteinander getaktet sind. Eine derartige Anordnung und Ausbildung der Greif- und Transportvorrichtung erlaubt sehr hohe Behältertransportraten, da unter anderem durch die Taktung der Rotorwerkzeuge ein kontinuierlicher Transport der Behälter von der Magazinvorrichtung zur Abgabeposition und ein entsprechender Rücktransport von der Abgabeposition zur Magazinvorrichtung durchgeführt werden kann.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention If the gripping and transport device consists of a first gripper and transport device for the removal of the container or from the magazine device and a second gripping and transport device- for transporting the container or containers to the dispensing position, wherein the first gripping and transporting device the container (s) to the second gripping and transporting device passes or this from the second gripping and transport device are tapped. Especially consists of the first and the second gripping and transport tool each from a rotor tool with at least one rotor arm and at least a gripping device formed thereon, wherein the rotor tools clocked with each other. Such an arrangement and training of Gripping and transport device allows very high container transport rates, because inter alia by the timing of the rotor tools a continuous Transport of the containers from the magazine device to the dispensing position and a corresponding return transport be performed from the delivery position to the magazine device can.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Greif- und Transportvorrichtung zur Entnahme und den Transport der oder des Behälters aus der Magazinvorrichtung an die Abgabeposition aus mindestens einem an jeweils mindestens einer Transportschiene verfahrbaren Greif- und Transportschlitten. Diese alternative Ausgestaltung der Greif- und Transportvorrichtung verringert den konstruktiven Aufwand zur Ausbildung der Greif- und Transportvorrichtung.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention consists of the gripping and transport device for removal and the Transport of the container or from the magazine device to the dispensing position of at least one on at least one transport rail movable Gripping and transport carriages. This alternative embodiment of Gripping and transport device reduces the design effort Training the gripping and transport device.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vorrichtung eine erste Messstation zur Ermittlung der relativen Lage und/oder der relativen Höhe des Behälters vor dem Erreichen der Abgabeposition auf. Zudem ist es möglich, dass die Vorrichtung eine Messstation zur Ermittlung der relativen Lage der Zielstruktur vor der Abgabe einer vordefinierten Menge der Flüssigkeit aus dem oder den Behältern an der Abgabeposition aufweist. Die erste und zweite Messstation kann dabei jeweils mindestens ein optisches Messsystem, insbesondere eine Kamera aufweisen. Zudem ist es möglich, dass die erste und/oder zweite Messstation eine Lichtschranke zur relativen Höhenbestimmung des Behälters aufweist. Durch die Ausbildung der ersten und der zweiten Messstation ist es vorteilhafterweise möglich, mögliche Lage- oder Höhenungenauigkeiten der Behälter und der Zielstruktur bzw. der die Zielstruktur tragenden Aufnahme- oder Tragvorrichtung einerseits zu ermitteln und andererseits zu berücksichtigen bzw. zu korrigieren. Die Korrektur kann dabei beim rechnergesteuerten Verfahren der Aufnahme- und Tragvorrichtung in Richtung des oder der Behälter im Bereich der Abgabeposition erfolgen.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention the device has a first measuring station for determining the relative position and / or the relative height of the container before reaching the Discharge position on. It is also possible that the device a measuring station for determining the relative position of the target structure prior to dispensing a predefined amount of the liquid from the container (s) has the dispensing position. The first and second measuring station can in each case at least one optical measuring system, in particular have a camera. It is also possible that the first and / or second measuring station a light barrier for relative height determination of the container having. Through the training of the first and the second measuring station it is advantageously possible possible Position or altitude inaccuracies the container and the target structure or the receiving structure carrying the target structure or On the one hand to determine carrying device and on the other hand to take into account or to correct. The correction can be computer-controlled Method of receiving and carrying device in the direction of or the container take place in the region of the delivery position.

Verwendung findet die erfindungsgemäße Vorrichtung unter anderem bei der Durchführung biologischer und/oder mikrobiologischer Testverfahren sowie in der biomedizinischen Diagnostik.use finds the device according to the invention among other things in the implementation biological and / or microbiological test methods and in the biomedical diagnostics.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es zeigenFurther Details, features and advantages of the invention will become apparent the embodiment of a device according to the invention shown in the figures. Show it

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention;

2a–2c eine schematische Darstellung eines Teilelements einer Transport- und Greifvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1; und 2a - 2c a schematic representation of a partial element of a transport and gripping device of the device according to the invention ge Mäss 1 ; and

3 eine Darstellung einer Magazinvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1. 3 a representation of a magazine device of the device according to the invention according to 1 ,

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zum Aufbringen von mindestens einer Flüssigkeit auf mindestens eine Zielstruktur, insbesondere zum Auftragen einer ein definiertes Molekül oder Molekülgemisch enthaltenden Flüssigkeit auf nachzuweisende molekulare Ziel- oder Targetstrukturen. Die Vorrichtung 10 umfasst dabei eine Magazinvorrichtung 12 mit einer Vielzahl von mit der aufzutragenden Flüssigkeit bzw. den aufzutragenden Flüssigkeiten gefüllten Behältern 14 (vergleiche 3). Die Magazinvorrichtung 12 ist dabei als Drehmagazin ausgebildet. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 10 eine Transport- und Greifvorrichtung 28 zur Entnahme von mindestens einem Behälter 14 aus der Magazinvorrichtung 12 und zum Transport der Behälter 14 zu einer vordefinierten, im Wesentlichen unveränderbaren Abgabeposition 30 für die Flüssigkeit. Die Transport- und Greifvorrichtung 28 dient zudem zum Rücktransport der entleerten Behälter 14 zu der Magazinvorrichtung 12. Man erkennt, dass die Transport- und Greifvorrichtung 28 aus einer ersten Greif- und Transportvorrichtung 34 für die Entnahme der Behälter 14 aus der Magazinvorrichtung 12 und einer zweiten Greif- und Transportvorrichtung 36 zum Transport des Behälters 14 zur Abgabeposition 30 besteht. Dabei übergibt die erste Greif- und Transportvorrichtung 34 den Behälter 14 an die zweite Greif- und Transportvorrichtung 36 oder diese wird von der zweiten Greif- und Transportvorrichtung 36 abgegriffen. Der Rücktransport der entleerten Behälter 14 von der Abgabeposition 30 zur Magazinvorrichtung 12 erfolgt in vergleichbarer Weise. Des Weiteren erkennt man, dass das erste und zweite Greif- und Transportwerkzeug 34, 36 aus jeweils einem Rotorwerkzeug 38, 34 mit einerseits vier Rotorarmen 42 und andererseits drei Rotorarmen 44 besteht. Die Rotorarme 42 des ersten Rotorwerkzeugs 38 sind dabei jeweils zueinander in einem 90°-Winkel angeordnet, die Rotorarme 44 des zweiten Rotorwerkzeugs 40 sind in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet. Zudem sind die Rotorwerkzeuge 38, 40 miteinander getaktet. Am Ende der jeweiligen Rotorarme 42, 44 ist jeweils eine Greifvorrichtung 50 angeordnet (vergleiche auch 2a bis 2c). 1 shows a schematic representation of a device 10 for applying at least one liquid to at least one target structure, in particular for applying a liquid containing a defined molecule or mixture of molecules, to molecular target or target structures to be detected. The device 10 includes a magazine device 12 with a plurality of filled with the liquid to be applied or the liquids to be applied containers 14 (see 3 ). The magazine device 12 is designed as a rotary magazine. Furthermore, the device comprises 10 a transport and gripping device 28 for removing at least one container 14 from the magazine device 12 and to transport the containers 14 to a predefined, substantially unchangeable delivery position 30 for the liquid. The transport and gripping device 28 also serves for the return transport of the emptied containers 14 to the magazine device 12 , It can be seen that the transport and gripping device 28 from a first gripping and transporting device 34 for the removal of the containers 14 from the magazine device 12 and a second gripping and transporting device 36 for transporting the container 14 to the delivery position 30 consists. It passes the first gripping and transport device 34 the container 14 to the second gripping and transport device 36 or this is from the second gripping and transporting device 36 tapped. The return transport of the emptied containers 14 from the delivery position 30 to the magazine device 12 takes place in a comparable way. Furthermore, it can be seen that the first and second gripping and transport tool 34 . 36 each from a rotor tool 38 . 34 with one hand four rotor arms 42 and on the other hand, three rotor arms 44 consists. The rotor arms 42 of the first rotor tool 38 are each arranged at a 90 ° angle to each other, the rotor arms 44 of the second rotor tool 40 are arranged at an angle of 120 ° to each other. In addition, the rotor tools 38 . 40 clocked together. At the end of the respective rotor arms 42 . 44 each is a gripping device 50 arranged (compare also 2a to 2c ).

Die Funktionsweise der dargestellten Greif- und Transportvorrichtung 28 kann wie folgt dargestellt werden:
Das Drehmagazin 12 hält eine Vielzahl von Behältern 14 bereit. Das erste Rotorwerkzeug 38 entnimmt aus dem Drehmagazin 12 einen ersten Behälter 14 und taktet um 90° weiter. Anschließend wird der Behälter 14 an das zweite Rotorwerkzeug übergeben. Das zweite Rotorwerkzeug taktet im 60°-Schritt. Nach zwei Taktschritten, d. h. nach 120° wird eine erste Arbeitsposition erreicht, an der die relative Lage und die relative Höhe des Behälters 14 durch eine erste Messstation 46 vermessen wird. Die erste Messstation 46 umfasst dabei ein optisches Messsystem, nämlich eine Kamera, insbesondere eine CCD-Kamera. Zur Höhebestimmung der relativen Höhe des Behälters 14 umfasst die erste Messstation 46 eine Vorrichtung zur Höhebestimmung, insbesondere eine Lichtschranke. Zeitgleich wird vom ersten Rotorwerkzeug mittels eines weiteren Rotorarms 42 der nächste Behälter 14 an das zweite Rotorwerkzeug und den weiteren Rotorarm 44 übergeben. Eine zweite Messstation 48, die im Bereich und insbesondere über der Abgabeposition 30 angeordnet ist, ermittelt zwischenzeitlich die relative Lage und/oder die relative Höhe der Zielstruktur. Die Zielstruktur liegt dabei auf einer Aufnahme- oder Tragevorrichtung 32 auf, die mittels mindestens einer Antriebseinheit (nicht dargestellt) rechnergesteuert bewegt bzw. verfahren werden kann. Nach einem weiteren 60°-Taktschritt ist der erste Behälter 14 an der Abgabeposition angelangt. Nunmehr folgt unter Berücksichtigung der Messergebnisse der ersten und der zweiten Messstation 46, 48 ein Verfahren der Aufnahme- oder Tragevorrichtung 32 und eine entsprechende zielgenaue Positionierung der Zielstruktur im Bereich der Abgabeposition 30. Bei der Antriebseinheit für die Aufnahme- oder Tragevorrichtung 32 kann es sich um einen Piezo-Motor handeln. Nach der Abgabe der Flüssigkeit erfolgt eine weitere 60°-Taktung des zweiten Rotorwerkzeugs 40, so dass die zweite Messstation 48 wieder frei ist und so durch die zweite Messstation 48 wiederum die relative Lage und/oder die relative Höhe der Zielstruktur vermessen werden kann. Zeitgleich wird der nächste Behälter 14 gegriffen.The operation of the gripping and transport device shown 28 can be represented as follows:
The rotary magazine 12 holds a variety of containers 14 ready. The first rotor tool 38 removed from the rotary magazine 12 a first container 14 and continues to run 90 °. Subsequently, the container 14 passed to the second rotor tool. The second rotor tool clocks in the 60 ° step. After two clock steps, ie after 120 °, a first working position is reached at which the relative position and the relative height of the container 14 through a first measuring station 46 is measured. The first measuring station 46 includes an optical measuring system, namely a camera, in particular a CCD camera. For height determination of the relative height of the container 14 includes the first measuring station 46 a device for height determination, in particular a light barrier. At the same time is from the first rotor tool by means of another rotor arm 42 the next container 14 to the second rotor tool and the other rotor arm 44 to hand over. A second measuring station 48 in the area and in particular above the delivery position 30 is arranged, determined in the meantime, the relative position and / or the relative height of the target structure. The target structure lies on a recording or carrying device 32 on, by means of at least one drive unit (not shown) can be moved or moved computer controlled. After another 60 ° clock step is the first container 14 arrived at the delivery position. Now follows taking into account the measurement results of the first and the second measuring station 46 . 48 a method of receiving or carrying device 32 and a corresponding targeted positioning of the target structure in the region of the dispensing position 30 , In the drive unit for the receiving or carrying device 32 it can be a piezo motor. After dispensing the liquid, a further 60 ° clocking of the second rotor tool 40 so that the second measuring station 48 is again free and so again the relative position and / or the relative height of the target structure can be measured by the second measuring station 48. At the same time, the next container will be 14 resorted.

Der Behälter 14 ist üblicherweise pipettenartig ausgebildet und umfasst mindestens ein Flüssigkeitsreservoir und mindestens eine Pumpe zur Abgabe einer definierten Flüssigkeitsmenge (nicht dargestellt). Insbesondere kann die Pumpe eine Piezopumpe sein.The container 14 is usually formed pipette-like and comprises at least one liquid reservoir and at least one pump for dispensing a defined amount of liquid (not shown). In particular, the pump may be a piezo pump.

In den 2a bis 2c ist die zweite Greif- und Transportvorrichtung 36 mit dem zweiten Rotorwerkzeug 40 und dessen Funktionsweise näher erläutert. Man erkennt in 2a den dreiarmigen Aufbau des Rotorwerkzeugs 40 mit den Rotorarmen 44. An dem vom Mittelpunkt der zusammentreffenden Rotorarme 44 jeweils abgewandten Ende der Rotorarme 44 ist jeweils das Greifwerkzeug 50 angeordnet. Man erkennt, dass in der Position 1 das Greifwerkzeug 50 einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter oder einen bereits geleerten Behälter 14 aufnehmen kann. In der zweiten Arbeitsposition 2 wird die Lage und Position eines weiteren mit Flüssigkeit gefüllten Behälters 14 durch die erste Messstation 46 vermessen. Die zweite Messstation 48 ist zu diesem Zeitpunkt nicht mit einem Behälter 14 belegt, so dass eine Vermessung der Lage und Position der Zielstruktur durchgeführt werden kann. An dem Greifwerkzeug 50 in der Arbeitsposition 3 ist eine bereits entleerten Behälter 14 befestigt. 2a zeigt das Rotorwerkzeug 40 nach einer 60°-Taktung. Man erkennt, dass nunmehr in der Position 2 der mit Flüssigkeit gefüllte Behälter 14 an der Abgabeposition 30 angelangt ist und die Flüssigkeit dort abgibt. In 2c ist schließlich dargestellt, wie das Rotorwerkzeug 40 nach einer weiteren 60°-Taktung wiederum die Position gemäß 2a erreicht mit dem Unterschied, dass nunmehr der Behälter 14 in der Position 2 entleert ist und in der Position 3 bereits eine Übergabe eines vorher entleerten Behälters 14 und eine Neuaufnahme eines gefüllten Behälters 14 stattgefunden hat.In the 2a to 2c is the second gripping and transport device 36 with the second rotor tool 40 and its operation explained in more detail. One recognizes in 2a the three-armed structure of the rotor tool 40 with the rotor arms 44 , At the center of the meeting rotor arms 44 each end remote from the rotor arms 44 is in each case the gripping tool 50 arranged. You realize that in the position 1 the gripping tool 50 a container filled with liquid or an already emptied container 14 can record. In the second working position 2 becomes the location and position of another container filled with liquid 14 through the first measuring station 46 measured. The second measuring station 48 is not at this time with a container 14 occupied, so that a survey of the position and position of the target structure can be performed. On the gripping tool 50 in the working position 3 is an already emptied container 14 attached. 2a shows the rotor tool 40 after a 60 ° clocking. One recognizes that now in the position 2 the container filled with liquid 14 at the delivery position 30 arrived and the liquid gives off there. In 2c is finally shown how the rotor tool 40 after a further 60 ° -taktung turn the position according to 2a achieved with the difference that now the container 14 in the position 2 is emptied and in position 3 already a transfer of a previously emptied container 14 and a new inclusion of a filled container 14 took place.

3 zeigt eine Darstellung der Magazinvorrichtung 12 der Vorrichtung 10. Man erkennt, dass es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um ein sogenanntes Drehmagazin handelt. Das Drehmagazin weist dabei mehrere übereinander abgeordnete Magazinebenen 16, 18, 20, 22, 24, 26 auf, die jeweils an ihrem Umfang Aufnahmepositionen zur Aufnahme der Behälter 14 aufweisen. Das Drehmagazin 12 ist dabei derart ausgebildet, dass die einzelnen Magazinebenen voneinander unabhängig ausgewechselt werden können. Zudem ist ein Verfahren des Drehmagazins 12 bzw. einzelner Magazinebenen 16, 18, 20, 22, 24, 26 in der Höhe möglich. 3 shows a representation of the magazine device 12 the device 10 , It can be seen that this embodiment is a so-called rotary magazine. The rotary magazine has several superposed magazine levels 16 . 18 . 20 . 22 . 24 . 26 on, each at its periphery receiving positions for receiving the container 14 exhibit. The rotary magazine 12 is designed such that the individual magazine levels can be replaced independently. In addition, a method of rotary magazine 12 or individual magazine levels 16 . 18 . 20 . 22 . 24 . 26 possible in height.

Claims

A method for applying at least one liquid to at least one target structure, in particular for applying a liquid containing a defined molecule or mixture of molecules to target molecular or target structures to be detected, characterized in that the method comprises the following steps: a) providing a plurality of with the to be applied Liquid or liquids to be applied ( 14 ) in at least one magazine device ( 12 ); b) taking at least one container ( 14 ) from the magazine device ( 12 ) by means of at least one transport and gripping device ( 28 ); c) Transport of the container (s) ( 14 ) by means of the transport and gripping device ( 28 ) to at least one predefined, substantially unchangeable delivery position ( 30 ) for the liquid; d) computer-controlled method of a receiving or supporting device carrying the target structure or structures ( 32 ) in the direction of the container or containers ( 14 ) in the region of the delivery position ( 30 ); e) delivery of a predefined amount of the liquid from the container (s) ( 14 ) to a predetermined and by the movement of the receiving or supporting device ( 32 ) achieved position on the target structure; and f) repeating steps b) to e) until completely wetting a predefined number of target structures.

A method according to claim 1, characterized in that the removal of the or the container ( 14 ) from the magazine device ( 12 ) according to method step b) by means of a first gripping and transport device ( 34 ), wherein the first gripping and transport device ( 34 ) the container or containers ( 14 ) to a second gripping and transport device ( 36 ) or transfers these from the second gripping and transport device ( 36 ) and by the second gripping and transport device ( 36 ) the transport of the container (s) ( 14 ) to the delivery position ( 30 ) according to method step c).

Method according to claim 2, characterized in that the first and second gripping and transport tools ( 34 . 36 ) each from a rotor tool ( 38 . 40 ) with at least one rotor arm ( 42 . 44 ) and at least one gripping device formed thereon ( 50 ), the rotor tools ( 34 . 36 ) are driven clocked together.

A method according to claim 1, characterized in that the removal of the or the container ( 14 ) from the magazine device ( 12 ) according to the method step b) and the transport to the dispensing position according to method step c) by means of a gripping and transport device, which consists of at least one movable on at least one transport rail gripping and transport carriage.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the execution of the method step c) and before reaching the dispensing position ( 30 ) the relative position of the container ( 14 ) by means of a first measuring station ( 46 ) is determined.

Method according to claim 5, characterized in that the first measuring station ( 46 ) has at least one optical measuring system.

Method according to Claim 6, characterized that the optical measuring system a camera is.

Method according to one of claims 4 to 7, characterized in that the first measuring station ( 46 ) by means of a device for height determination, the relative height of the container ( 14 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that prior to the delivery of a predefined amount of the liquid from the container (s) ( 14 ) according to method step e) the relative position and / or the relative height of the target structure by means of a second measuring station ( 48 ) is determined.

Method according to claim 9, characterized in that the second measuring station ( 48 ) has at least one optical measuring system.

Method according to claim 10, characterized in that that the optical measuring system a camera is.

Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the computer-controlled method of receiving the target structure or the target structures receiving or carrying device ( 32 ) in the direction of the container or containers ( 14 ) according to method step d) on the basis of that of the first and the second measuring station ( 46 . 48 ) determined position data takes place.

Device for applying at least one liquid to at least one target structure, in particular for applying a liquid containing a defined molecule or mixture of molecules to target molecular or target structures to be detected, comprising: - at least one magazine device ( 12 ) with a plurality of filled with the liquid to be applied or the liquids to be applied ( 14 ), - at least one transport and gripping device ( 28 ) for removing at least one container ( 14 ) from the magazine device ( 12 ) and to transport the container (s) ( 14 ) to at least one predefined, substantially unchangeable delivery position ( 30 ) for the liquid, and - at least one drive unit for the computer-controlled method of a receiving or carrying device carrying the target structure or structures ( 32 ) in the direction of the container or containers ( 14 ) in the region of the delivery position ( 30 ).

Apparatus according to claim 13, characterized in that the magazine device ( 12 ) a rotary magazine or a disk magazine with at least one magazine level ( 16 . 18 . 20 . 22 . 24 . 26 ).

Device according to claim 13 or 14, characterized in that the container ( 14 ) is formed pipette-like.

Device according to claim 15, characterized in that the container ( 14 ) has at least one liquid reservoir and at least one pump for dispensing a defined amount of liquid.

Device according to claim 16, characterized in that that the pump is a piezo pump.

Device according to one of claims 13 to 17, characterized in that the gripping and transport device ( 28 ) from a first gripping and transport device ( 34 ) for the removal of the container (s) ( 14 ) from the magazine device ( 12 ) and a second gripping and transport device ( 36 ) for transporting the container or containers ( 14 ) to the delivery position ( 30 ), wherein the first gripping and transport device ( 34 ) the container or containers ( 14 ) to the second gripping and transport device ( 36 ) or transfers these from the second gripping and transport device ( 36 ) are tapped.

Apparatus according to claim 18, characterized in that the first and second gripping and transporting tool ( 34 . 36 ) each from a rotor tool ( 38 . 40 ) with at least one rotor arm ( 42 . 44 ) and at least one gripping device formed thereon ( 50 ), the rotor tools ( 38 . 40 ) are clocked together.

Device according to one of claims 13 to 17, characterized in that the gripping and transport device for removal and transport of the container or ( 14 ) from the magazine device ( 12 ) to the delivery position ( 30 ) consists of at least one movable on at least one transport rail gripping and transport carriage.

Device according to one of claims 13 to 20, characterized in that the device ( 10 ) a first measuring station ( 46 ) for determining the relative position and / or the relative height of the container ( 14 ) before reaching the delivery position ( 30 ) having.

Device according to one of claims 13 to 21, characterized in that the device ( 10 ) a second measuring station ( 48 ) for determining the relative position and / or the relative height of the target structure before dispensing a predefined amount of the liquid from the container (s) ( 14 ) at the delivery position ( 30 ) having.

Apparatus according to claim 21 or 22, characterized in that the first and second measuring station ( 46 . 48 ) each having at least one optical measuring system.

Device according to claim 23, characterized in that that the optical measuring system a camera is.

Device according to one of claims 21 to 24, characterized in that the first or second measuring station ( 46 . 48 ) at least one light barrier for relative height determination of the Behäl ters ( 14 ) or the target structure.

Use of a device according to one of claims 13 to 25 for implementation biological and / or microbiological test methods.

Use of a device according to one of claims 13 to 25 in biomedical diagnostics.