WO2003106032A1 - Hybridization chamber - Google Patents

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WO2003106032A1
WO2003106032A1 PCT/EP2003/006253 EP0306253W WO03106032A1 WO 2003106032 A1 WO2003106032 A1 WO 2003106032A1 EP 0306253 W EP0306253 W EP 0306253W WO 03106032 A1 WO03106032 A1 WO 03106032A1
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WO
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sample
microarray
cover
top surface
sample carrier
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PCT/EP2003/006253
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Ralph Müller
Torsten Gerboth
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Axaron Bioscience Ag
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    • B01L3/5088Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above confining liquids at a location by surface tension, e.g. virtual wells on plates, wires

Definitions

  • Biochips are increasingly being used for analysis in the field of medicine, genome research or food analysis.
  • the biochips usually consist of a slide on which different types of DNA or RNA oligonucleotides, peptides, proteins, enzymes, etc. are immobilized in separate spots.
  • the spots are arranged in the form of a grid or array, which is why the biochips are also generally referred to as microarrays.
  • hybridization assays e.g. B. transcription analyzes
  • Microarrays are generally suitable for studying affinity reactions.
  • a drop of sample solution is occasionally pipetted onto a microarray and a cover glass is then placed on top.
  • the cover glass distributes the sample solution.
  • the sample solution is distributed well under the cover glass due to capillary forces, which, also due to the capillary forces, strongly adheres to the microarray, which in turn distributes the sample solution well under the cover glass.
  • the cover slip it can easily be used Air bubbles are trapped, especially when the surrounding atmosphere is low in humidity, and especially when neither the cover glass nor the microarray can be completely wetted. Furthermore, this step, which is usually carried out manually, is not very reproducible.
  • hybridization chamber consists of a bottom and a lid. The two parts are sealed against each other by an O-ring. Bottom, O-ring and cover form the walls of a hermetically sealed room that houses the microarray.
  • hybridization chamber usually designates both the system, consisting of the lid and base, and the hermetically sealed space.
  • Hybridization chambers are known, inter alia, from US Pat. No. 6,238,910 B1.
  • the hybridization chamber is formed in that an O-ring embedded in the cover presses on the microarray, which is received in the base.
  • Hybridization chamber can be found in US 2002/0001839 AI. There, a protruding edge of the lid presses on the microarray, thereby forming the hybridization chamber between the microarray and the lid.
  • the microarray is additionally turned into a microtiter array by placing a grid.
  • various writings e.g. B. in US 6,238,910 B1 or WO 01/32934 A2, it is also described how a hybridization chamber is integrated into a system with automatic supply of the required sample liquids (fluidics).
  • hybridization chambers are generally designed as flow-through chambers in which various rinsing steps can also be carried out.
  • a microarray is placed without a cover glass.
  • the sample solution to be examined is then pumped into the hybridization chamber.
  • hybridization volume a relatively large volume of the liquid used for the hybridization (hybridization volume) is required. This is usually in the range of 200 ⁇ l and more, since there are still considerable dead volumes in the hoses and pumps.
  • a sample often has to be diluted for such a system.
  • the company Corning offers a hybridization chamber into which the above-mentioned arrangement consisting of a microarray with a sample solution which is distributed by a cover slip placed on it can be inserted.
  • This system has a bottom and a lid.
  • a receptacle for the microarray is provided in the bottom.
  • the bottom also contains a large O-ring that surrounds the entire microarray.
  • the unstructured, flat lid is placed on the
  • Sealing ring put on. This forms an airtight hybridization chamber between the base, sealing ring and lid, in which the microarray is located.
  • Such a hybridization chamber with a microarray, sample solution and cover glass is placed in an immersion bath in order to optimally carry out the hybridization, in which it is heated, for example, at 50 ° C. for twelve hours.
  • the system is then removed from the immersion bath.
  • the lid and base are separated and the microarray is removed.
  • the cover slip is carefully removed. Mechanical damage to the spots and drying of the microarray must be avoided.
  • the microarray is then washed in a buffer bath to remove excess or to remove unbound labeled molecules. Drying follows.
  • the hybridization reaction is then evaluated using a generally optical analysis device.
  • the object of the invention is to improve the possibilities of automation and reproducibility of hybridization analyzes.
  • a hybridization chamber or an arrangement for analyzing a sample medium with the aid of a sample carrier e.g. B. a microarray specified.
  • the sample medium is i. d.
  • a sample carrier e.g. B. a microarray specified.
  • the sample medium is i. d.
  • the hybridization chamber has a bottom in which the microarray is placed. It also has a lid that can be placed on the floor, thereby forming a closed space in which the microarray is protected against influences from the surrounding atmosphere.
  • the lid has a top surface.
  • the cover surface is designed on the cover (in one piece or mounted) in such a way that it is arranged at a predetermined distance above the microarray and essentially parallel to it, the distance between the microarray and the cover surface being selected such that the sample medium is introduced into the space by capillary forces can be drawn between the microarray and the top surface.
  • a hybridization chamber for microarrays is thus created, in which the volume of the liquid used for the hybridization (hybridization volume) is defined between the surface of the microarray and a top surface of the hybridization chamber arranged closely above the microarray.
  • the sample medium is pipetted onto the microarray through an opening in the top surface, manually or automatically, the sample medium is distributed evenly and without air bubbles over the microarray due to capillary forces that act between the microarray and the top surface.
  • the sample medium spreads in the space between the microarray and the top surface, i.e. over the hybridization volume. This creates a uniform, thin film.
  • the flow of the sample medium is highly reproducible due to the specified distance between the microarray and the top surface. No pumps are required to distribute the sample medium over the microarray.
  • the distance between the microarray and the top surface also determines the sample volume. This distance can be chosen to be very small by means of suitable measures, as a result of which the sample volume is also very small.
  • a distance of about 20 ⁇ m is suitable for aqueous sample solution with a relatively low viscosity and a moderate wettability of the surface of the microarray, which usually consists of glass. Then less than 50 ⁇ l cover an entire microarray with an area of typically 10 cm ⁇ 2.
  • top surface is chosen to be the same size or larger than the microarray, it is possible for the sample medium to be distributed over the entire microarray. It can do the whole Microarray to the edge can be used for hybridization analyzes.
  • the size of the cover area determines the size of that area of the microarray which is wetted by the sample medium and on which hybridization can thus occur.
  • the hybridization area remains limited to the size of the cover area. The latter results from the fact that the sample liquid spreads to the edge of the volume in which the top surface and the microarray are closely spaced. A capillary curvature pressure forms at this edge, which prevents the sample liquid from spreading further. A possible flow of the sample liquid beyond the microarray is prevented.
  • the size of the required sample volume or the hybridization volume is therefore not determined by any seals or vessel walls that press on the microarray, but rather by the fact that the pipetted
  • Sample volume is so small that the microarray is only partially covered, or because of the size of the microarray or the top surface.
  • a seal is only used to seal the hybridization chamber as a whole. Usually a seal is placed in the floor. The seal surrounds the surface that is provided for receiving the microarray at a certain distance. When the hybridization chamber is assembled, the lid presses against the seal embedded in the base.
  • One way of precisely adjusting the distance between the top surface and the microarray is achieved by integrating spacers into the top surface.
  • the spacers are usually arranged in the top surface in such a way that they press on the typically four corners of the microarray. This leaves most of the area of the microarray free for hybridization analysis.
  • Forming spacers consists in attaching a thin film to the top surface.
  • Another way to set the distance between the top surface and the microarray can be achieved by adjusting the distance between the top and bottom using adjusting screws. Furthermore, in that suitable spacers are integrated in the base or cover, which act directly between the cover and the base and not on the microarray. Various lids can be preformed in such a way that they can be spaced apart at specific distances, e.g. B. 20, 30 or 40 microns are set.
  • a further possibility of precisely adjusting the distance between the top surface and the microarray can be achieved by countersinking holes in the lid in an area outside the top surface, usually four pieces in the corners of a rectangle that is larger than the microarray.
  • the counterbores are designed so that they leave only a thin layer of the cover adjacent to the hybridization chamber.
  • a thread is cut in the counterbores. It can then be a screw, e.g. B. a grub screw, are inserted into each counterbore, in such a way that it presses on the thin remaining layer and deforms it elastically.
  • the cover When viewed from the hybridization chamber, the cover then has a convex deformation.
  • the lid is advantageously a plastic block or injection molded part made of plastic that has been reworked by milling. It is important that the lid is sufficiently stiff so that it does not deform over the length of the microarray.
  • the lid typically has a thickness of at least 10 mm, as a rule 12 mm, with a length of approximately 10 cm predetermined by the shape of microarrays which are regularly formed on specimen slides.
  • PC polycarbonate
  • PC polycarbonate
  • Polycarbonates are linear polycondensates and therefore show thermoplastic behavior. Compared to other thermoplastics, polycarbonates have good mechanical and thermal properties. As a result, polycarbonate is well suited for classic machining as well as for the injection molding process. The continuous use temperature for PC is 130 ° C.
  • polycarbonate does not store dyes, in contrast to other plastics that store hydrophobic and hydrophilic dyes. Polycarbonate is mechanically stable, chemically essentially inert, can be cleaned, does not absorb water and does not swell.
  • Polycarbonate is also transparent.
  • the wetting of the microarray during the application of a sample can thus be observed with the naked eye.
  • the hybridization can be optically detected online, through the lid.
  • the hybridization chamber can also be used as a consumable.
  • the hybridization chamber can also be used as packaging for transporting microarrays are used.
  • the packaging or hybridization chamber can be used immediately after transport for an assay to be carried out without the microarray having to be removed from its packaging. This reduces the risk of contamination.
  • the lid has an inlet opening in the area above the microarray through which the sample medium can be pipetted onto the microarray.
  • This inlet opening can be arranged centrally above the microarray or at the edge of the microarray.
  • the inlet opening is closed, for example, by a plug or a septum, e.g. B. by a pocket septum.
  • a septum is an elastic lip. A capillary for pipetting the sample medium can be pushed through the lip. If the capillary is pulled back, the elastic lip closes again airtight.
  • the cover can have an individual, preferably machine-readable code. This enables the Regularly check the quality of the analysis results obtained with the help of the respective lid. If it can be seen that a certain lid repeatedly gives bad results, this lid can be excluded from further use.
  • a code can e.g. B. in the form of a bar code on the lid.
  • This chip can contain information about properties of the cover, for example about the size and / or position of the hybridization area or the distance between the cover area and the microarray.
  • Such a chip can also be used as protection against imitation of covers. To do this, a
  • the hybridization chamber is typically divided into one
  • This recording frame is preferably heatable and coolable.
  • the temperature of the hybridization chamber can be adjusted by suitable heating or cooling elements, e.g. B. a thermostat or a Peltier
  • PCR polymerase chain reaction
  • Temperature control of the hybridization chamber can be used. It is also possible to subject the hybridization chamber to temperature cycles or to run a PCR in it. Furthermore, the hybridization chamber can be integrated into a system that is designed to automatically fill the chamber. Such a system can also be designed to carry out washing, rinsing and drying steps automatically. Such a system can have an xyz robot for automatically picking up sample medium and dispensing the sample medium onto the microarray after the septum has passed.
  • hybridization chamber it is also possible to integrate the hybridization chamber into a system in which the microarrays - with the cover removed - are first set up spot by spot. The lid is then placed on top and the microarray that has just been created is used for hybridization analyzes.
  • stirring or agitation agents such as an ultrasound source in the lid, top surface or bottom.
  • Pressure waves can also be conducted into the chamber.
  • the arrangement according to the invention can also be used to process a plurality of microarrays in parallel
  • hybridization chambers can have a large hybridization chamber with a correspondingly large base with a plurality of cutouts for receiving a plurality of microarrays under a correspondingly large cover. This is particularly useful in combination with handling by a robot.
  • a cover surface is first positioned above the sample carrier and essentially parallel to it at a predetermined distance, as a result of which a gap is formed between the sample carrier and the cover surface.
  • the distance between the microarray and the top surface is chosen such that the sample medium can be drawn into the space between the microarray and the top surface by capillary forces.
  • the sample medium is then applied at a location where the gap formed between the sample carrier and the top surface is exposed, for example at the lower end of one
  • sample medium is then drawn into the space between the microarray and the top surface by capillary forces and spreads out in the form of a thin film on the sample carrier.
  • FIG. 1 is a sectional view of the hybridization chamber; and FIG. 2 three views of the cover.
  • Fig. 1 shows the hybridization chamber. It consists of a base 10 and a cover 12.
  • FIG. 2 shows three views of the cover 12.
  • the bottom 10 has a recess 14 into which a microarray 16 is inserted.
  • the recess 14 is shallower than the height of the microarray 16.
  • the base 10 has an annular groove 20 for receiving an O-ring 22.
  • the O- Ring 22 seals the space around microarray 16 when base 10 and lid 12 are pressed together.
  • the contact pressure required for sealing between base 10 and cover 12 is achieved in that the hybridization chamber composed of cover 10 and base 12 is pushed into a receiving frame (not shown).
  • the mounting frame is designed in such a way that the
  • Hybridization chamber is clamped in it.
  • the receiving frame exerts forces on the lid and the bottom of the hybridization chamber in such a way that they are pressed against one another.
  • the O-ring in the bottom of the hybridization chamber provides the elastic restoring force required for this.
  • the lid 12 is made by machining
  • the base 10 has at least two upstanding registers 24 which engage in corresponding recesses 26 in the cover 12.
  • the exact adjustment of the distance between the microarray 16 and the top surface 18 is ensured with the aid of the countersunk bores 28 milled into the cover 12.
  • the counterbores 28 end in projections 30 which are formed in the surface of the cover 12 facing the microarray 16.
  • Four projections 30 are formed in the corners of a rectangle, which is larger than the microarray 16, in the cover 12.
  • the counterbores 28 are designed such that they leave only a thin layer 32 of the cover 12 adjacent to the hybridization chamber.
  • a thread is cut in the counterbores 28.
  • a set screw 34 is in each counterbore 28 introduced, in such a way that it presses on the thin remaining layer 32 and deforms it elastically.
  • the cover 12 has a convex deformation. With the aid of this convex deformation, the desired distance of approximately 20 ⁇ m between the top surface 18 and the microarray 16 is set by changing the position of the grub screws 34.
  • the cover 12 has a cutout 36 arranged above the microarray 16, which in FIG.
  • the cut-out 36 serves as an inlet opening for a capillary which contains the sample solution 38.
  • an exchangeable septum 40 is let into the inlet opening 36 and its position is fixed by two essentially cylindrical plastic parts 42, 44.
  • the two cylindrical plastic parts 42, 44 are screwed into the inlet opening 36.
  • a capillary with a diameter of e.g. B. 1/16 inch used.
  • the septum 40 is pierced with the capillary until the capillary touches the microarray 16 or is only a small distance from the microarray 16.
  • the sample solution 38 is then conveyed out of the capillary into the opening 50 or onto the microarray 16 by a slight overpressure.
  • the capillary is then passed through the septum 40 removed back.
  • the septum 40 closes again hermetically due to its elastic restoring forces.
  • the sample solution 38 is then initially in the form of a drop on the microarray 16.
  • Reaction space between the microarray 16 and the top surface 18 is further carried out via capillary forces. Are the surfaces of the microarray 16 and the top surface 18 z. B. wetted with water vapor, the sample liquid spreads quickly in the thin capillary gap between microarray 16 and top surface 18.
  • the hybridization chamber is tempered together with the receiving frame. This is typically done for 12 hours at 40-60 ° C to allow optimal hybridization.
  • the temperature control is typically done for 12 hours at 40-60 ° C to allow optimal hybridization.
  • Hybridization chamber either uses a water bath or a Peltier-controlled temperature control unit - similar to a PCR system - into which the hybridization chamber is inserted.
  • the sample solution 38 can evaporate at the open ends of the hybridization volume between the microarray 16 and the top surface 18.
  • a reservoir 46 is provided in the bottom 10, into which water is poured. The water filled in creates a saturated water vapor atmosphere in the closed room of the Hybridization chamber and thus prevents evaporation of the sample solution 38.
  • An enlargement of the reservoir 46 can be achieved in that channels are formed below the microarray 16, which can hold a larger amount of water.
  • the cover 12 has closable through bores 48, preferably for suction, through which liquids for flushing processes or nitrogen for drying can be fed into the hybridization chamber. If the completely assembled hybridization chamber is inserted into the receiving frame, then there are suitable connections in the system of the liquid and gas supply directly above the openings of the through bores 48, so that the liquids or gases can get directly into the through bores 48.
  • the microarray 16 does not need to be removed from the hybridization chamber in order to carry out the rinsing and drying. It will be the after hybridization
  • the inlet opening 36 and / or the through holes 48 are opened.
  • a washing solution, water or buffer is usually used for rinsing. These can enter the chamber through the inlet opening 36 and / or the through bores 48 and can be pumped or drawn through the chamber.
  • the wash solution is preferably injected into the chamber through the inlet opening 36 using a syringe.
  • the distance between the microarray and the top surface can be increased temporarily.
  • nitrogen or dry compressed air is pressed through the hybridization chamber at about 5 bar for a few seconds, which removes all moisture.
  • a vacuum can also be used. It is also conceivable that compressed air is pressed through the septum 40 into the chamber, which escapes again through the through bores 48.
  • the overall procedure of washing, rinsing and drying preferably takes place immediately after the hybridization, without removing the sample holder. This keeps the sample carrier free from contamination.
  • the microarray 16 is evaluated. To do this, it is removed from the hybridization chamber and placed in a biochip reader.
  • the microarray 16 is i. d. Usually only used once. Lid 12 and septum 40, however, are rinsed and used again.
  • the entire hybridization chamber consisting of base 10, cover 12 and closure of inlet opening 36 including inserted sample holder 16, can be designed as a disposable or consumable.
  • Such a hybridization chamber as a disposable could also be used to transport the sample carrier 16. It would therefore have the function of a container for receiving and transporting the sample carrier 16.
  • the sample carrier 16 would be delivered inserted into the hybridization chamber, the hybridization chamber used for this being a disposable.
  • the hybridization chamber designed as a disposable is designed in such a way that a sample carrier 16 is no longer required. Raised areas can be integrated in the bottom 10 of the hybridization chamber, which reflect the dimensions of the sample carrier 16 and take over its function.
  • the advantage of using a sample carrier 16 made of glass is that it has more suitable surfaces for spotting and thus for assembling the arrays than the plastics which are generally used for the hybridization chamber. There are a variety of functional coatings for sample carriers made of glass, from which you can choose.

Abstract

The hybridization chamber has a base (10) with a recess (14) for accommodating a microarray (16). The chamber also comprises a cover (12), which can be placed onto the base (10) thereby resulting in the formation of a hermetically sealed space for the microarray. A covering surface (18) is provided on the cover (12) and is situated at a distance of approximately 20 ?m from the microarray while running parallel thereto. This enables a sample solution (38) to be drawn into the space between the microarray and the covering surface by means of capillary forces and to spread out evenly without requiring any pumps. The hybridization chamber makes it possible to work with minimal sample amounts without any dead space.

Description

Hybridisierungskammer hybridization chamber
Beschreibungdescription
In zunehmendem Maße werden Biochips für Analysen im Bereich der Medizin, Genomforschung oder Lebensmittelanalytik eingesetzt. Die Biochips bestehen in der Regel aus einem Objektträger, auf dem in getrennten Spots unterschiedliche Arten von DNA- oder RNA-Oligonukleotiden, Peptiden, Proteinen, Enzymen, etc. immobilisiert sind. Die Spots sind in Form eines Rasters oder Arrays angeordnet, weshalb die Biochips allgemein auch als Microarrays bezeichnet werden. Mit Hilfe dieser Biochips werden beispielsweise Hybridisierungsassays, z. B. Transkriptionsanalysen, durchgeführt, in der Regel mit Hilfe geeignet markierter, etwa fluoreszenzmarkierter Proben. Microarrays sind allgemein für das Studium von Affinitätsreaktionen geeignet.Biochips are increasingly being used for analysis in the field of medicine, genome research or food analysis. The biochips usually consist of a slide on which different types of DNA or RNA oligonucleotides, peptides, proteins, enzymes, etc. are immobilized in separate spots. The spots are arranged in the form of a grid or array, which is why the biochips are also generally referred to as microarrays. With the help of these biochips, for example, hybridization assays, e.g. B. transcription analyzes, usually carried out with the help of appropriately labeled, such as fluorescence-labeled samples. Microarrays are generally suitable for studying affinity reactions.
Um eine Hybridisierungsreaktion mit geringen Volumina an Probenlösung durchführen zu können, wird gelegentlich ein Tropfen Probenlösung auf ein Microarray pipettiert und anschließend ein Deckglas aufgelegt. Das Deckglas verteilt die Probenlösung. Außerdem verteilt sich die Probenlösung aufgrund von Kapillarkräften gut unter dem Deckglas, das, ebenfalls aufgrund der Kapillarkräfte, stark am Microarray haftet, wodurch sich wiederum die Probenlösung gut unter dem Deckglas verteilt. Beim Aufbringen des Deckglases kann es leicht zum Einschluss von Luftblasen kommen, gerade bei niedriger Feuchtigkeit der umgebenden Atmosphäre, und insbesondere wenn sich weder Deckglas noch Microarray vollständig benetzen lassen. Ferner ist dieser in der Regel manuell durchgeführte Schritt wenig reproduzierbar.In order to be able to carry out a hybridization reaction with small volumes of sample solution, a drop of sample solution is occasionally pipetted onto a microarray and a cover glass is then placed on top. The cover glass distributes the sample solution. In addition, the sample solution is distributed well under the cover glass due to capillary forces, which, also due to the capillary forces, strongly adheres to the microarray, which in turn distributes the sample solution well under the cover glass. When applying the cover slip it can easily be used Air bubbles are trapped, especially when the surrounding atmosphere is low in humidity, and especially when neither the cover glass nor the microarray can be completely wetted. Furthermore, this step, which is usually carried out manually, is not very reproducible.
Das Microarray mit Probenlösung und aufgebrachtem Deckglas wird anschließend in eine Hybridisierungskammer gelegt. Eine solche Kammer besteht aus einem Boden und einem Deckel . Die beiden Teile werden durch einen O-Ring gegeneinander abgedichtet. Boden, O-Ring und Deckel bilden die Wände eines hermetisch geschlossenen Raums, der das Microarray aufnimmt. Das Wort "Hybridisierungskammer" bezeichnet üblicherweise sowohl das System, bestehend aus Deckel und Boden, als auch den hermetisch geschlossenen Raum.The microarray with sample solution and applied cover glass is then placed in a hybridization chamber. Such a chamber consists of a bottom and a lid. The two parts are sealed against each other by an O-ring. Bottom, O-ring and cover form the walls of a hermetically sealed room that houses the microarray. The word "hybridization chamber" usually designates both the system, consisting of the lid and base, and the hermetically sealed space.
Hybridisierungskammern sind unter anderem bekannt aus der US 6,238,910 Bl . Bei dem dort beschriebenen System wird die Hybridisierungskammer dadurch gebildet, dass ein in den Deckel eingelassener O-Ring auf das Microarray drückt, das im Boden aufgenommen ist. Eine ähnlich ausgebildeteHybridization chambers are known, inter alia, from US Pat. No. 6,238,910 B1. In the system described there, the hybridization chamber is formed in that an O-ring embedded in the cover presses on the microarray, which is received in the base. A similarly trained
Hybridisierungskammer findet sich in der US 2002/0001839 AI. Dort drückt ein vorspringender Rand des Deckels auf das Microarray und bildet dadurch die Hybridisierungskammer zwischen Microarray und Deckel aus. In der US 2002/0048754 AI wird zusätzlich aus dem Microarray durch Auflegen eines Gitters ein Mikrotiter-Array . In verschiedenen Schriften, z. B. in der US 6,238,910 Bl oder der WO 01/32934 A2 , wird ferner beschrieben, wie eine Hybridisierungskammer in ein System mit automatischer Zufuhr der benötigten Probenflüssigkeiten (Fluidik) integriert ist.Hybridization chamber can be found in US 2002/0001839 AI. There, a protruding edge of the lid presses on the microarray, thereby forming the hybridization chamber between the microarray and the lid. In US 2002/0048754 AI, the microarray is additionally turned into a microtiter array by placing a grid. In various writings, e.g. B. in US 6,238,910 B1 or WO 01/32934 A2, it is also described how a hybridization chamber is integrated into a system with automatic supply of the required sample liquids (fluidics).
Die bekannten Hybridisierungskammern sind in der Regel als Durchflusskammern ausgebildet, in der auch verschiedene Spülschritte durchgeführt werden können. In eine solche Hybridisierungskammer wird ein Microarray ohne aufgelegtes Deckglas gelegt . Die zu untersuchende Probenlösung wird anschließend in die Hybridisierungskammer gepumpt. Dadurch wird ein relativ großes Volumen der für die Hybridisierung verwendeten Flüssigkeit (Hybridisierungsvolumen) benötigt. Dieses liegt in der Regel im Bereich von 200 μl und mehr, da es noch in den Schläuchen und Pumpen erhebliche Todvolumina gibt. Eine Probe muss für ein solches System daher häufig verdünnt werden. Dies führt erfahrungsgemäß jedoch zu verringerten Signalstärken und damit einer verminderten Empfindlichkeit .The known hybridization chambers are generally designed as flow-through chambers in which various rinsing steps can also be carried out. In one In the hybridization chamber, a microarray is placed without a cover glass. The sample solution to be examined is then pumped into the hybridization chamber. As a result, a relatively large volume of the liquid used for the hybridization (hybridization volume) is required. This is usually in the range of 200 μl and more, since there are still considerable dead volumes in the hoses and pumps. A sample often has to be diluted for such a system. Experience has shown, however, that this leads to reduced signal strengths and thus reduced sensitivity.
Von dem Unternehmen Corning wird eine Hybridisierungskammer angeboten, in die die oben genannte Anordnung aus einem Microarray mit einer Probenlösung, die durch ein aufgelegtes Deckgläschen verteilt wird, eingesetzt werden kann. Dieses System weist einen Boden und einen Deckel auf. Im Boden ist eine Aufnahme für das Microarray vorgesehen. Weiterhin enthält der Boden einen großen O-Ring, der das gesamte Microarray umgibt. Der unstrukturierte, ebene Deckel wird auf denThe company Corning offers a hybridization chamber into which the above-mentioned arrangement consisting of a microarray with a sample solution which is distributed by a cover slip placed on it can be inserted. This system has a bottom and a lid. A receptacle for the microarray is provided in the bottom. The bottom also contains a large O-ring that surrounds the entire microarray. The unstructured, flat lid is placed on the
Dichtungsring aufgesetzt. Dadurch bildet sich zwischen Boden, Dichtungsring und Deckel eine luftdicht abgeschlossene Hybridisierungskammer aus, in der sich das Microarray befindet .Sealing ring put on. This forms an airtight hybridization chamber between the base, sealing ring and lid, in which the microarray is located.
Eine solche Hybridisierungskammer mit Microarray, Probenlösung und Deckglas wird zur optimalen Durchführung der Hybridisierung in ein Tauchbad gelegt, in dem sie beispielsweise für zwölf Stunden bei 50°C temperiert wird. Anschließend wird das System aus dem Tauchbad entnommen. Deckel und Boden werden getrennt, das Microarray wird entnommen. Das Deckglas wird vorsichtig entfernt. Eine mechanische Beschädigung der Spots und ein Eintrocknen des Microarrays müssen dabei vermieden werden. Daraufhin wird das Microarray in einem Puffer-Bad gewaschen, um überschüssige bzw. ungebundene markierte Moleküle zu entfernen. Es folgt die Trocknung. Anschließend wird die Hybridisierungsreaktion mit Hilfe einer in der Regel optischen Analyseeinrichtung ausgewertet .Such a hybridization chamber with a microarray, sample solution and cover glass is placed in an immersion bath in order to optimally carry out the hybridization, in which it is heated, for example, at 50 ° C. for twelve hours. The system is then removed from the immersion bath. The lid and base are separated and the microarray is removed. The cover slip is carefully removed. Mechanical damage to the spots and drying of the microarray must be avoided. The microarray is then washed in a buffer bath to remove excess or to remove unbound labeled molecules. Drying follows. The hybridization reaction is then evaluated using a generally optical analysis device.
Die verschiedenen angesprochenen Schwierigkeiten bei der Durchführung von Hybridisierungsassays verschlechtern die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und lassen eine Automatisierung wünschenswert erscheinen.The various difficulties addressed when carrying out hybridization assays impair the reproducibility of the results and make automation seem desirable.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Möglichkeiten der Automatisierung und Reproduzierbarkeit von Hybridisierungsanalysen zu verbessern.The object of the invention is to improve the possibilities of automation and reproducibility of hybridization analyzes.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by the inventions with the features of the independent claims. Advantageous developments of the inventions are characterized in the subclaims.
Erfindungsgemäß wird eine Hybridisierungskammer bzw. eine Anordnung zur Analyse eines Probenmediums mit Hilfe eines Probenträgers, z. B. eines Microarrays, angegeben. Das Probenmedium wird i. d. R. eine Lösung sein.According to the invention, a hybridization chamber or an arrangement for analyzing a sample medium with the aid of a sample carrier, e.g. B. a microarray specified. The sample medium is i. d. Usually be a solution.
Die Hybridisierungskammer hat einen Boden, in den das Microarray gelegt wird. Ferner hat sie einen Deckel, der auf den Boden auflegbar ist, wodurch ein abgeschlossener Raum gebildet wird, in dem das Microarray gegen Einflüsse von der umgebenden Atmosphäre geschützt ist. Der Deckel weist eine Deckfläche auf. Die Deckfläche ist derart am Deckel ausgebildet (einstückig oder montiert) , dass sie in einem vorgegebenen Abstand über dem Microarray und im Wesentlichen parallel zu diesem angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen Microarray und Deckfläche derart gewählt ist, dass das Probenmedium durch Kapillarkräfte in den Raum zwischen Microarray und Deckfläche gezogen werden kann. Es wird somit eine Hybridisierungskammer für Microarrays geschaffen, bei der das Volumen der für die Hybridisierung verwendeten Flüssigkeit (Hybridisierungsvolumen) zwischen der Oberfläche des Microarrays und einer dicht über dem Microarray angeordneten Deckfläche der Hybridisierungskammer definiert ist .The hybridization chamber has a bottom in which the microarray is placed. It also has a lid that can be placed on the floor, thereby forming a closed space in which the microarray is protected against influences from the surrounding atmosphere. The lid has a top surface. The cover surface is designed on the cover (in one piece or mounted) in such a way that it is arranged at a predetermined distance above the microarray and essentially parallel to it, the distance between the microarray and the cover surface being selected such that the sample medium is introduced into the space by capillary forces can be drawn between the microarray and the top surface. A hybridization chamber for microarrays is thus created, in which the volume of the liquid used for the hybridization (hybridization volume) is defined between the surface of the microarray and a top surface of the hybridization chamber arranged closely above the microarray.
Wird das Probenmedium beispielsweise durch eine Öffnung in der Deckfläche auf das Microarray pipettiert, manuell oder automatisch, so verteilt sich das Probenmedium aufgrund von Kapillarkräften, die zwischen Microarray und Deckfläche wirken, luftblasenfrei und gleichmäßig über das Microarray. Das Probenmedium breitet sich in dem Raum zwischen Microarray und Deckfläche, also über das Hybridisierungsvolumen aus. Es entsteht auf diese Weise ein gleichmäßiger, dünner Film. Das Fließen des Probenmediums ist aufgrund des vorgegebenen Abstands zwischen Microarray und Deckfläche hoch reproduzierbar. Es bedarf keiner Pumpen um die Verteilung des Probenmediums über das Microarray zu bewirken.If, for example, the sample medium is pipetted onto the microarray through an opening in the top surface, manually or automatically, the sample medium is distributed evenly and without air bubbles over the microarray due to capillary forces that act between the microarray and the top surface. The sample medium spreads in the space between the microarray and the top surface, i.e. over the hybridization volume. This creates a uniform, thin film. The flow of the sample medium is highly reproducible due to the specified distance between the microarray and the top surface. No pumps are required to distribute the sample medium over the microarray.
Der Abstand zwischen Microarray und Deckfläche bestimmt das Probenvolumen mit. Dieser Abstand kann durch geeignete Maßnahmen sehr klein gewählt werden, wodurch auch das Probenvolumen sehr klein ist. Für wässrige Probenlösung mit einer relativ geringen Viskosität und einer mäßigen Benetzbarkeit der in der Regel aus Glas bestehenden Oberfläche des Microarrays ist ein Abstand von etwa 20 μm geeignet. Es bedecken dann weniger als 50μl einen ganzen Microarray mit einer Fläche von typischerweise 10 cmλ2.The distance between the microarray and the top surface also determines the sample volume. This distance can be chosen to be very small by means of suitable measures, as a result of which the sample volume is also very small. A distance of about 20 μm is suitable for aqueous sample solution with a relatively low viscosity and a moderate wettability of the surface of the microarray, which usually consists of glass. Then less than 50μl cover an entire microarray with an area of typically 10 cm λ 2.
Wird die Deckfläche gleich groß oder größer als das Microarray gewählt, so ist es möglich, dass sich das Probenmedium über das gesamte Microarray verteilt. Es kann dann das gesamte Microarray bis zum Rand für Hybridisierungsanalysen genutzt werden.If the top surface is chosen to be the same size or larger than the microarray, it is possible for the sample medium to be distributed over the entire microarray. It can do the whole Microarray to the edge can be used for hybridization analyzes.
Wird die Deckfläche kleiner als das Microarray gewählt, so bestimmt die Größe der Deckfläche die Größe derjenigen Fläche des Microarrays, die durch das Probenmedium benetzt wird, auf der es somit zu Hybridisierung kommen kann. Der Hybridisierungsbereich bleibt auf die Größe der Deckfläche beschränkt. Letzteres ergibt sich dadurch, dass die Probenflüssigkeit sich bis an den Rand desjenigen Volumens ausbreitet, in dem Deckfläche und Microarray eng beabstandet sind. An diesem Rand bildet sich ein kapillarer Krümmungsdruck aus, der das weitere Ausbreiteten der Probenflüssigkeit verhindert. Ein mögliches Fließen der Probeflussigkeit über das Microarray hinaus wird verhindert.If the cover area is chosen to be smaller than the microarray, the size of the cover area determines the size of that area of the microarray which is wetted by the sample medium and on which hybridization can thus occur. The hybridization area remains limited to the size of the cover area. The latter results from the fact that the sample liquid spreads to the edge of the volume in which the top surface and the microarray are closely spaced. A capillary curvature pressure forms at this edge, which prevents the sample liquid from spreading further. A possible flow of the sample liquid beyond the microarray is prevented.
Die Größe des benötigten Probenvolumens bzw. des Hybridisierungsvolumens wird damit nicht durch irgendwelche Dichtungen oder Gefäßwände bestimmt, die auf das Microarray drücken, sondern entweder dadurch, dass das pipettierteThe size of the required sample volume or the hybridization volume is therefore not determined by any seals or vessel walls that press on the microarray, but rather by the fact that the pipetted
Probenvolumen so klein ist, dass das Microarray nur teilweise bedeckt wird, oder aber durch die Größe des Microarrays bzw. der Deckfläche. Eine Dichtung wird lediglich dazu verwendet, die Hybridisierungskammer als Ganzes abzudichten. Üblicherweise wird eine Dichtung in den Boden eingelegt. Die Dichtung umgibt dabei die Fläche, die zur Aufnahme des Microarrays vorgesehen ist, in einem gewissen Abstand. Der Deckel drückt im zusammengebauten Zustand der Hybridisierungskammer gegen die in den Boden eingelassene Dichtung.Sample volume is so small that the microarray is only partially covered, or because of the size of the microarray or the top surface. A seal is only used to seal the hybridization chamber as a whole. Usually a seal is placed in the floor. The seal surrounds the surface that is provided for receiving the microarray at a certain distance. When the hybridization chamber is assembled, the lid presses against the seal embedded in the base.
Eine Möglichkeit, den Abstand zwischen Deckfläche und Microarray genau einzustellen, wird dadurch erreicht, dass in die Deckfläche erhöhte Abstandshalter (Spacer) integriert werden. Es bietet sich eine Höhe der Abstandshalter von beispielsweise 20 μm an. Üblicherweise werden die Abstandshalter derart in der Deckfläche angeordnet, dass sie auf die typischerweise vier Ecken des Microarrays drücken. Dadurch bleibt der größte Teil der Fläche des Microarrays frei für Hybridisierungsanalysen. Eine einfache Form, derartigeOne way of precisely adjusting the distance between the top surface and the microarray is achieved by integrating spacers into the top surface. There is a height of the spacers of for example 20 μm. The spacers are usually arranged in the top surface in such a way that they press on the typically four corners of the microarray. This leaves most of the area of the microarray free for hybridization analysis. A simple form, such
Abstandshalter auszubilden, besteht darin, auf der Deckfläche einen dünnen Film zu befestigen.Forming spacers consists in attaching a thin film to the top surface.
Eine weitere Möglichkeit, den Abstand zwischen Deckfläche und Microarray einzustellen, kann dadurch erreicht werden, dass der Abstand zwischen Deckel und Boden durch Justierschrauben eingestellt wird. Ferner dadurch, dass geeignete Abstandshalter in den Boden oder Deckel integriert werden, die direkt zwischen Deckel und Boden wirken und nicht auf das Microarray. Dabei können verschiedene Deckel derart vorgeformt werden, dass sie auf bestimmte Abstände von z. B. 20, 30 oder 40 μm eingestellt sind.Another way to set the distance between the top surface and the microarray can be achieved by adjusting the distance between the top and bottom using adjusting screws. Furthermore, in that suitable spacers are integrated in the base or cover, which act directly between the cover and the base and not on the microarray. Various lids can be preformed in such a way that they can be spaced apart at specific distances, e.g. B. 20, 30 or 40 microns are set.
Noch eine weitere Möglichkeit, den Abstand zwischen Deckfläche und Microarray genau einzustellen, kann dadurch erreicht werden, dass in den Deckel in einem Bereich außerhalb der Deckfläche von außen Senkbohrungen eingebracht werden, in der Regel vier Stück in den Ecken eines Rechtecks, das größer ist als das Microarray. Die Senkbohrungen werden so ausgebildet, dass sie nur eine dünne Schicht des Deckels angrenzend an die Hybridisierungskammer belassen. Zusätzlich wird in die Senkbohrungen ein Gewinde geschnitten. Es kann dann eine Schraube, z. B. eine Madenschraube, in jede Senkbohrung eingeführt werden, und zwar derart, dass sie auf die dünne verbliebene Schicht drückt und diese elastisch verformt. Von der Hybridisierungskammer aus betrachtet, weist der Deckel dann eine konvexe Verformung auf . Diese kann auf geeignete Widerlager im Boden der Hybridisierungskammer einwirken, wodurch der gewünschte Abstand zwischen Deckfläche und Microarray eingestellt werden kann. Der Deckel ist vorteilhafterweise ein Kunststoffblock oder Spritzgussteil aus Kunststoff, das durch Fräsen nachbearbeitet wurde. Wichtig ist, dass der Deckel hinreichend steif ist, damit er sich über die Länge des Microarrays möglichst nicht verformt. Dazu hat der Deckel typischerweise eine Dicke von mindestens 10 mm, i. d. R. 12 mm, bei einer durch die Form von Microarrays, die regelmäßig auf Objektträger ausgebildet werden, vorgegebenen Länge von etwa 10 cm.A further possibility of precisely adjusting the distance between the top surface and the microarray can be achieved by countersinking holes in the lid in an area outside the top surface, usually four pieces in the corners of a rectangle that is larger than the microarray. The counterbores are designed so that they leave only a thin layer of the cover adjacent to the hybridization chamber. In addition, a thread is cut in the counterbores. It can then be a screw, e.g. B. a grub screw, are inserted into each counterbore, in such a way that it presses on the thin remaining layer and deforms it elastically. When viewed from the hybridization chamber, the cover then has a convex deformation. This can act on suitable abutments in the bottom of the hybridization chamber, as a result of which the desired distance between the top surface and the microarray can be set. The lid is advantageously a plastic block or injection molded part made of plastic that has been reworked by milling. It is important that the lid is sufficiently stiff so that it does not deform over the length of the microarray. For this purpose, the lid typically has a thickness of at least 10 mm, as a rule 12 mm, with a length of approximately 10 cm predetermined by the shape of microarrays which are regularly formed on specimen slides.
Als Material für den Deckel sind viele Möglichkeiten denkbar, etwa verschiedene Kunststoffe, wie PMMA, Silikon, Teflon, oder Glas, usw. Möglich sind auch Teflonarten, Polysulphone oder PEEK (Polyetheretherketon) . Besonders geeignet ist jedoch Polycarbonat (PC) . Polycarbonate sind lineare Polykondensate und zeigen daher thermoplastisches Verhalten. Gegenüber anderen Thermoplasten besitzen Polycarbonate gute mechanische und thermische Eigenschaften. Dadurch eignet sich Polycarbonat gut sowohl für eine klassische maschinelle Bearbeitung als auch für das Spritzgussverfahren. Die Dauergebrauchstemperatur für PC beträgt 130 °C. Ferner lagert Polycarbonat Farbstoffe nicht ein, im Gegensatz zu anderen Kunststoffen, die hydrophobe und hydrophile Farbstoffe einlagern. Polycarbonat ist mechanisch stabil, chemisch im Wesentlichen inert, kann gereinigt werden, nimmt kein Wasser auf und quillt nicht.Many possibilities are conceivable as material for the lid, for example different plastics, such as PMMA, silicone, Teflon, or glass, etc. Teflon types, polysulphones or PEEK (polyether ether ketone) are also possible. However, polycarbonate (PC) is particularly suitable. Polycarbonates are linear polycondensates and therefore show thermoplastic behavior. Compared to other thermoplastics, polycarbonates have good mechanical and thermal properties. As a result, polycarbonate is well suited for classic machining as well as for the injection molding process. The continuous use temperature for PC is 130 ° C. In addition, polycarbonate does not store dyes, in contrast to other plastics that store hydrophobic and hydrophilic dyes. Polycarbonate is mechanically stable, chemically essentially inert, can be cleaned, does not absorb water and does not swell.
Ferner ist Polycarbonat transparent. Damit ist die Benetzung des Microarrays während des Aufbringens einer Probe mit dem bloßen Auge beobachtbar. Die Hybridisierung kann optisch online detektiert werden, durch den Deckel hindurch.Polycarbonate is also transparent. The wetting of the microarray during the application of a sample can thus be observed with the naked eye. The hybridization can be optically detected online, through the lid.
Werden Deckel und Boden aus kostengünstigem Kunststoff gefertigt, so kann die Hybridisierungskammer auch als Verbrauchsartikel verwendet werden. In einem solchen Fall kann die Hybridisierungskammer auch als Verpackung für zu transportierende Microarrays dienen. Die Verpackung bzw. Hybridisierungskammer kann nach dem Transport sofort für einen durchzuführenden Assay eingesetzt werden, ohne dass das Microarray aus seiner Verpackung genommen werden muss . Dies vermindert die Gefahr von Verunreinigungen.If the lid and base are made of inexpensive plastic, the hybridization chamber can also be used as a consumable. In such a case, the hybridization chamber can also be used as packaging for transporting microarrays are used. The packaging or hybridization chamber can be used immediately after transport for an assay to be carried out without the microarray having to be removed from its packaging. This reduces the risk of contamination.
Der Deckel weist im Bereich über dem Microarray eine Einlassöffnung auf, durch die das Probenmedium auf das Microarray pipettiert werden kann. Diese Einlassöffnung kann mittig über dem Microarray oder am Rand des Microarrays angeordnet sein. Die Einlassöffnung ist beispielsweise durch einen Stopfen oder ein Septum verschlossen, z. B. durch ein Taschenseptum. Ein Septum ist eine elastische Lippe. Durch die Lippe kann eine Kapillare zum Pipettieren des Probenmediums geschoben werden. Wird die Kapillare zurückgezogen, verschließt sich die elastische Lippe wieder luftdicht.The lid has an inlet opening in the area above the microarray through which the sample medium can be pipetted onto the microarray. This inlet opening can be arranged centrally above the microarray or at the edge of the microarray. The inlet opening is closed, for example, by a plug or a septum, e.g. B. by a pocket septum. A septum is an elastic lip. A capillary for pipetting the sample medium can be pushed through the lip. If the capillary is pulled back, the elastic lip closes again airtight.
Mit einem solchen System kann komplett Todvolumen-frei gearbeitet werden. Dazu wird eine Kapillare im so genannten "humming bird" -Betrieb verwendet ("humming bird" = Kolibri), d. h. die Kapillare wird von oben an ein flüssiges Probenmedium herangeführt. Ein Teil der Probe wird in die Kapillare gesaugt. Anschließend wird die Kapillare durch das Septum durchgeführt . Das in die Kapillare eingesaugte Probenvolumen kann dann auf das Microarray pipettiert werden, ohne dass nennenswerte Rückstände in der Kapillare verbleiben. Anschließend wird die Kapillare wieder durch das Septum entfernt. Das auf das Microarray pipettierte Probenvolumen verteilt sich aufgrund der Kapillarkräfte über den Microarray. Das System ist damit in der Lage, sehr sparsam zu arbeiten und praktisch nichts von einer Probe zu verlieren. Die Probe wird optimal genutzt.With such a system it is possible to work completely dead volume free. For this purpose, a capillary is used in the so-called "humming bird" mode ("humming bird" = hummingbird). H. the capillary is brought up to a liquid sample medium. Part of the sample is drawn into the capillary. The capillary is then passed through the septum. The sample volume sucked into the capillary can then be pipetted onto the microarray without any significant residues remaining in the capillary. The capillary is then removed through the septum. The sample volume pipetted onto the microarray is distributed over the microarray due to the capillary forces. The system is therefore able to work very economically and to lose practically nothing from a sample. The sample is used optimally.
Der Deckel kann einen individuellen, vorzugsweise maschinenlesbaren Code aufweisen. Dies ermöglicht es, die Qualität der mit Hilfe des jeweiligen Deckels erzielten Analysenergebnisse regelmäßig zu überprüfen. Ist erkennbar, dass ein bestimmter Deckel wiederholt schlechte Ergebnisse liefert, so kann dieser Deckel von der weiteren Verwendung ausgeschlossen werden. Ein solcher Code kann z. B. in Form eines Barcodes auf den Deckel aufgebracht sein.The cover can have an individual, preferably machine-readable code. This enables the Regularly check the quality of the analysis results obtained with the help of the respective lid. If it can be seen that a certain lid repeatedly gives bad results, this lid can be excluded from further use. Such a code can e.g. B. in the form of a bar code on the lid.
Ebenso ist es denkbar einen so genannten elektronischen Telefonkarten-Chip (Smart card) in den Deckel zu integrieren. Dieser Chip kann Informationen über Eigenschaften des Deckels enthalten, etwa über die Größe und/oder Lage der Hybridisierungsflache oder den Abstand zwischen Deckfläche und Microarray.It is also conceivable to integrate a so-called electronic phone card chip (smart card) into the cover. This chip can contain information about properties of the cover, for example about the size and / or position of the hybridization area or the distance between the cover area and the microarray.
Auch kann eine solcher Chip als Schutz gegen das Nachahmen von Deckeln eingesetzt werden. Dazu wird einSuch a chip can also be used as protection against imitation of covers. To do this, a
Identifikationsalgorithmus für den Deckel zum Teil im Chip und zum Teil extern, in einem Rechner gespeichert.Identification algorithm for the lid partly in the chip and partly externally, stored in a computer.
Die Hybridisierungskammer wird typischerweise in einenThe hybridization chamber is typically divided into one
Aufnahmerahmen geschoben, in dem Deckel und Boden im Klemmsitz aneinander gedrückt werden. Dieser Aufnahme Rahmen ist vorzugsweise heiz- und kühlbar. Die Temperierung der Hybridisierungskammer kann durch geeignete Heiz- oder Kühlelemente, z. B. einen Thermostaten bzw. ein Peltier-Slide the mounting frame in which the lid and base are pressed together in the press fit. This recording frame is preferably heatable and coolable. The temperature of the hybridization chamber can be adjusted by suitable heating or cooling elements, e.g. B. a thermostat or a Peltier
Element, erfolgen, die auch direkt in den Boden integriert werden können. Es ist auch möglich, die Hybridisierungskammer in eine geeignete Aufnahme zu setzen, die ihrerseits kompatibel ist mit kommerziell erhältlichen PCR-Maschinen (PCR = polymerase chain reaction) . Letztere können dann zurElement, which can also be integrated directly into the floor. It is also possible to place the hybridization chamber in a suitable holder, which in turn is compatible with commercially available PCR machines (PCR = polymerase chain reaction). The latter can then be used
Temperierung der Hybridisierungskammer genutzt werden. Es ist auch möglich, die Hybridisierungskammer Temperaturzyklen zu unterwerfen bzw. in ihr eine PCR ablaufen zu lassen. Weiterhin kann die Hybridisierungskammer in ein System integriert werden, das zur automatischen Befüllung der Kammer ausgelegt ist. Ein solches System kann auch zum automatischen Durchführen von Wasch-, Spül- und Trocknungsschritten ausgelegt sein. Ein solches System kann einen xyz-Roboter zum automatischen Aufnehmen von Probenmedium und Abgabe des Probenmediums auf das Microarray nach Durchstehen des Septums aufweisen.Temperature control of the hybridization chamber can be used. It is also possible to subject the hybridization chamber to temperature cycles or to run a PCR in it. Furthermore, the hybridization chamber can be integrated into a system that is designed to automatically fill the chamber. Such a system can also be designed to carry out washing, rinsing and drying steps automatically. Such a system can have an xyz robot for automatically picking up sample medium and dispensing the sample medium onto the microarray after the septum has passed.
Möglich ist es auch, die Hybridisierungskammer in ein System zu integrieren, bei dem zunächst die Microarrays - bei abgenommenem Deckel - Spot für Spot aufgebaut werden. Anschließend wird der Deckel aufgesetzt und das soeben erzeugte Microarray wird für eine Hybridisierungsanalysen verwendet.It is also possible to integrate the hybridization chamber into a system in which the microarrays - with the cover removed - are first set up spot by spot. The lid is then placed on top and the microarray that has just been created is used for hybridization analyzes.
Denkbar ist auch die Integration von Rühr- oder Agitationsmitteln, etwa eine Ultraschallquelle in Deckel, Deckfläche oder Boden. Ferner können Druckwellen in die Kammer geleitet werden. Schließlich ist es auch möglich, durch mechanischen Druck auf den Deckel das Probenmedium auf dem Microarray zu bewegen.It is also conceivable to integrate stirring or agitation agents, such as an ultrasound source in the lid, top surface or bottom. Pressure waves can also be conducted into the chamber. Finally, it is also possible to move the sample medium on the microarray by mechanical pressure on the lid.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch zur parallelen Verarbeitung mehrerer Microarrays eine Mehrzahl vonThe arrangement according to the invention can also be used to process a plurality of microarrays in parallel
Hybridisierungskammern aufweisen. Oder es kann eine große Hybridisierungskammer mit einem entsprechend großen Boden mit mehreren Aussparungen zur Aufnahme einer Mehrzahl von Microarrays unter einem entsprechend großen Deckel aufweisen. Dies bietet sich insbesondere in Kombination mit der Handhabung durch einen Roboter an.Have hybridization chambers. Or it can have a large hybridization chamber with a correspondingly large base with a plurality of cutouts for receiving a plurality of microarrays under a correspondingly large cover. This is particularly useful in combination with handling by a robot.
Das durch die erfindungsgemäße Anordnung erreichte Aufbringen eines dünnen Films eines Probenmediums auf einen Probenträger, z.B. ein Microarray, kann allgemein als Verfahren beschrieben werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst über dem Probenträger und im Wesentlichen parallel zu diesem in einem vorgegebenen Abstand eine Deckfläche positioniert, wodurch sich ein Spalt zwischen Probenträger und Deckfläche bildet. Der Abstand zwischen Microarray und Deckfläche wird derart gewählt, dass das Probenmedium durch Kapillarkräfte in den Raum zwischen Microarray und Deckfläche gezogen werden kann. Daraufhin wird das Probenmedium an einem Ort aufgebracht, an dem der zwischen Probeträger und Deckfläche gebildete Spalt offen liegt, etwa am unteren Ende einerThe application of a thin film of a sample medium to a sample carrier, for example a microarray, achieved by the arrangement according to the invention can generally be described as a method become. According to the method according to the invention, a cover surface is first positioned above the sample carrier and essentially parallel to it at a predetermined distance, as a result of which a gap is formed between the sample carrier and the cover surface. The distance between the microarray and the top surface is chosen such that the sample medium can be drawn into the space between the microarray and the top surface by capillary forces. The sample medium is then applied at a location where the gap formed between the sample carrier and the top surface is exposed, for example at the lower end of one
Einlassöffnung in der Deckfläche auf dem Probenträger. Das Probenmedium wird dann durch Kapillarkräfte in den Raum zwischen Microarray und Deckfläche gezogen und breitet sich in Form eines dünnen Films auf dem Probenträger aus.Inlet opening in the top surface on the sample holder. The sample medium is then drawn into the space between the microarray and the top surface by capillary forces and spreads out in the form of a thin film on the sample carrier.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand vonThe invention is explained below with reference to
Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche Elemente. Im Einzelnen zeigt:Embodiments explained, which are shown schematically in the figures. The same reference numbers in the individual figures denote the same elements. In detail shows:
Fig. 1 eine Schnittansicht der Hybridisierungskammer; und Fig. 2 drei Ansichten des Deckels.1 is a sectional view of the hybridization chamber; and FIG. 2 three views of the cover.
Fig. 1 zeigt die Hybridisierungskammer. Sie besteht aus einem Boden 10 und einem Deckel 12. Fig. 2 zeigt drei Ansichten des Deckels 12.Fig. 1 shows the hybridization chamber. It consists of a base 10 and a cover 12. FIG. 2 shows three views of the cover 12.
Der Boden 10 weist eine Aussparung 14 auf, in die ein Microarray 16 eingelegt ist. Die Aussparung 14 ist flacher als die Höhe des Microarrays 16. Ferner weist der Boden 10 eine ringförmige Nut 20 zur Aufnahme eines O-Rings 22 auf. Der O- Ring 22 dichtet den Raum um das Microarray 16 ab, wenn der Boden 10 und der Deckel 12 aufeinander gepresst werden.The bottom 10 has a recess 14 into which a microarray 16 is inserted. The recess 14 is shallower than the height of the microarray 16. Furthermore, the base 10 has an annular groove 20 for receiving an O-ring 22. The O- Ring 22 seals the space around microarray 16 when base 10 and lid 12 are pressed together.
Der zum Abdichten benötigte Anpressdruck zwischen Boden 10 und Deckel 12 wird dadurch erreicht, dass die aus Deckel 10 und Boden 12 zusammengesetzte Hybridisierungskammer in einen Aufnahmerahmen (nicht gezeigt) eingeschoben wird. Der Aufnahmerahmen ist derart gestaltet, dass dieThe contact pressure required for sealing between base 10 and cover 12 is achieved in that the hybridization chamber composed of cover 10 and base 12 is pushed into a receiving frame (not shown). The mounting frame is designed in such a way that the
Hybridisierungskammer im Klemmsitz in ihm gehalten wird. Dabei übt der Aufnahmerahmen Kräfte auf den Deckel und den Boden der Hybridisierungskammer derart aus, dass diese aufeinander gepresst werden. Der O-Ring im Boden der Hybridisierungskammer bewirkt die dazu nötige elastische Rückstellkraft.Hybridization chamber is clamped in it. The receiving frame exerts forces on the lid and the bottom of the hybridization chamber in such a way that they are pressed against one another. The O-ring in the bottom of the hybridization chamber provides the elastic restoring force required for this.
Der Deckel 12 wird durch spanabhebende Bearbeitung ausThe lid 12 is made by machining
Polycarbonat-Vollmaterial geformt. Er weist gegenüber dem Microarray 16 eine erhöhte Deckfläche 18 auf. Die Deckfläche 18 hat die Funktion eines Deckglases und verkleinert den Abstand zwischen Deckel 12 und Microarray 16 auf ca. 20 μm. Zur gegenseitigen Lagefixierung von Boden 10 und Deckel 12 bzw. Microarray 16 und Deckfläche 18 weist der Boden 10 mindestens zwei hochstehende Passer 24 auf, die in korrespondierende Aussparungen 26 im Deckel 12 eingreifen.Molded solid polycarbonate. It has an increased cover area 18 compared to the microarray 16. The cover surface 18 has the function of a cover glass and reduces the distance between the cover 12 and the microarray 16 to approximately 20 μm. In order to fix the base 10 and cover 12 or the microarray 16 and cover surface 18 to one another, the base 10 has at least two upstanding registers 24 which engage in corresponding recesses 26 in the cover 12.
Die genaue Justierung des Abstands zwischen Microarray 16 und Deckfläche 18 wird mit Hilfe der in den Deckel 12 eingefrästen Senkbohrungen 28 gewährleistet. Die Senkbohrungen 28 enden in Vorsprüngen 30, die in der dem Microarray 16 zugewandten Fläche des Deckels 12 ausgebildet sind. Es sind vier Vorsprünge 30 in den Ecken eines Rechtecks, das größer ist als das Microarray 16, im Deckel 12 ausgebildet. Die Senkbohrungen 28 sind so ausgebildet, dass sie nur eine dünne Schicht 32 des Deckels 12 angrenzend an die Hybridisierungskammer belassen. Zusätzlich ist in die Senkbohrungen 28 ein Gewinde geschnitten. In jede Senkbohrung 28 ist eine Madenschraube 34 eingeführt, und zwar derart, dass sie auf die dünne verbliebene Schicht 32 drückt und diese elastisch verformt. Von der Hybridisierungskammer aus betrachtet, weist der Deckel 12 eine konvexe Verformung auf. Mit Hilfe dieser konvexen Verformung wird der gewünschte Abstand von ca. 20 μm zwischen Deckfläche 18 und Microarray 16 eingestellt, indem die Madenschrauben 34 in ihrer Position geändert werden.The exact adjustment of the distance between the microarray 16 and the top surface 18 is ensured with the aid of the countersunk bores 28 milled into the cover 12. The counterbores 28 end in projections 30 which are formed in the surface of the cover 12 facing the microarray 16. Four projections 30 are formed in the corners of a rectangle, which is larger than the microarray 16, in the cover 12. The counterbores 28 are designed such that they leave only a thin layer 32 of the cover 12 adjacent to the hybridization chamber. In addition, a thread is cut in the counterbores 28. A set screw 34 is in each counterbore 28 introduced, in such a way that it presses on the thin remaining layer 32 and deforms it elastically. When viewed from the hybridization chamber, the cover 12 has a convex deformation. With the aid of this convex deformation, the desired distance of approximately 20 μm between the top surface 18 and the microarray 16 is set by changing the position of the grub screws 34.
Zum Einfüllen der Probenlösung weist der Deckel 12 eine über dem Microarray 16 angeordnete Ausfräsung 36 auf, die inTo fill in the sample solution, the cover 12 has a cutout 36 arranged above the microarray 16, which in FIG
Richtung auf das Microarray 16 hin trichterförmig zuläuft. Die Ausfräsung 36 dient als Einlassöffnung für eine Kapillare, die die Probenlösung 38 enthält.Direction towards the microarray 16 funnel-shaped. The cut-out 36 serves as an inlet opening for a capillary which contains the sample solution 38.
Um Verlust durch Verdampfung der Probenlösung 38 zu vermeiden, ist in die Einlassöffnung 36 ein austauschbares Septum 40 eingelassen, dass durch zwei im Wesentlichen zylinderisch ausgestaltete Kunststoffteile 42, 44 in seiner Lage fixiert wird. Die beiden zylindrischen Kunststoffteile 42, 44 sind in die Einlassöffnung 36 geschraubt.In order to avoid loss due to evaporation of the sample solution 38, an exchangeable septum 40 is let into the inlet opening 36 and its position is fixed by two essentially cylindrical plastic parts 42, 44. The two cylindrical plastic parts 42, 44 are screwed into the inlet opening 36.
Sticht man zum Aufbringen der Probenlösung 38 auf das Microarray 16 mit einer Kapillare oder Pipette durch das Septum 40, so werden die Gummi -Lippen des Septums 40 auseinander gedrückt. Beim Herausziehen der Kapillare oder Pipette verschließen sich die Lippen wieder.If one pierces through the septum 40 with a capillary or pipette to apply the sample solution 38 to the microarray 16, the rubber lips of the septum 40 are pressed apart. The lips close again when the capillary or pipette is pulled out.
Typischerweise wird zum Aufbringen der Probenlösung 38 eine Kapillare mit einem Durchmesser von z. B. 1/16 Zoll verwendet. Mit der Kapillare wird das Septum 40 durchstochen bis die Kapillare das Microarray 16 berührt oder nur noch einen kleinen Abstand zum Microarray 16 hat. Anschließend wird die Probenlösung 38 durch einen leichten Überdruck aus der Kapillare heraus in die Öffnung 50 oder auf das Microarray 16 gefördert. Danach wird die Kapillare durch das Septum 40 zurück entfernt. Das Septum 40 schließt sich aufgrund seiner elastischen Rückstellkräfte erneut hermetisch.Typically, a capillary with a diameter of e.g. B. 1/16 inch used. The septum 40 is pierced with the capillary until the capillary touches the microarray 16 or is only a small distance from the microarray 16. The sample solution 38 is then conveyed out of the capillary into the opening 50 or onto the microarray 16 by a slight overpressure. The capillary is then passed through the septum 40 removed back. The septum 40 closes again hermetically due to its elastic restoring forces.
Die Probenlδsung 38 steht dann zunächst in Form eines Tropfens auf dem Microarray 16. Der Probentransport in denThe sample solution 38 is then initially in the form of a drop on the microarray 16. The sample transport into the
Reaktionsraum zwischen Microarray 16 und Deckfläche 18 erfolgt weiter über Kapillarkräfte. Sind die Oberflächen des Microarrays 16 und der Deckfläche 18 z. B. mit Wasserdampf benetzt, breitet sich die Probenflüssigkeit schnell im dünnen Kapillarspalt zwischen Microarray 16 und Deckfläche 18 aus.Reaction space between the microarray 16 and the top surface 18 is further carried out via capillary forces. Are the surfaces of the microarray 16 and the top surface 18 z. B. wetted with water vapor, the sample liquid spreads quickly in the thin capillary gap between microarray 16 and top surface 18.
Durch die trichterförmige Ausbildung der Einlassöffnung 36 weitet sich ihr Durchmesser sehr schnell mit steigendem Abstand vom Microarray 16. Dadurch kommt es nach oben hin rasch zu großen Abständen zwischen der Kapillare und den Wänden der Einlassöffnung 36. Dies verhindert, dass die Probenlösung 38 auf Grund von Kapillarkräften in den Bereich zwischen Kapillare und Wand der Einlassöffnung 36 im Deckel 12 gesogen wird. Dadurch wird Probenverlust verhindert.As a result of the funnel-shaped design of the inlet opening 36, its diameter widens very rapidly with increasing distance from the microarray 16. As a result, there are large gaps between the capillary and the walls of the inlet opening 36 upwards. This prevents the sample solution 38 due to Capillary forces are drawn into the area between the capillary and the wall of the inlet opening 36 in the cover 12. This prevents sample loss.
Hat sich die Probenlösung 38 gleichmäßig über das Microarray 16 verteilt, so wird die Hybridisierungskammer zusammen mit dem Aufnähmerahmen temperiert. Typischerweise geschieht dies für 12 Stunden bei 40-60°C, um eine optimale Hybridisierung zu ermöglichen. Vorzugsweise wird zur Temperierung derIf the sample solution 38 has been distributed uniformly over the microarray 16, the hybridization chamber is tempered together with the receiving frame. This is typically done for 12 hours at 40-60 ° C to allow optimal hybridization. Preferably, the temperature control
Hybridisierungskammer entweder ein Wasserbad verwendet oder eine Peltier-gesteuerte Temperiereinheit - ähnlich einem PCR- System -, in die die Hybridisierungskammer eingelegt wird.Hybridization chamber either uses a water bath or a Peltier-controlled temperature control unit - similar to a PCR system - into which the hybridization chamber is inserted.
Bei diesen Temperaturen kann die Probenlösung 38 an den offenen Enden des Hybridisierungsvolumens zwischen Microarray 16 und Deckfläche 18 verdunsten. Um dies zu verhindern ist im Boden 10 ein Reservoir 46 vorgesehen, in das Wasser eingefüllt wird. Das dort eingefüllte Wasser schafft eine gesättigte Wasserdampf-Atmosphäre im abgeschlossenen Raum der Hybridisierungskammer und verhindert somit eine Verdunstung der Probenlösung 38. Eine Vergrößerung des Reservoirs 46 kann dadurch erreicht werden, dass Kanäle unterhalb des Microarrays 16 ausgebildet werden, die eine größere Menge an Wasser aufnehmen können .At these temperatures, the sample solution 38 can evaporate at the open ends of the hybridization volume between the microarray 16 and the top surface 18. To prevent this, a reservoir 46 is provided in the bottom 10, into which water is poured. The water filled in creates a saturated water vapor atmosphere in the closed room of the Hybridization chamber and thus prevents evaporation of the sample solution 38. An enlargement of the reservoir 46 can be achieved in that channels are formed below the microarray 16, which can hold a larger amount of water.
Nachdem die Hybridisierung möglichst vollständig abgelaufen ist, ist es für eine Reihe von Hybridisierungsassays nötig, die Probenlösung 38 vom Microarray 16 durch Spülen zu entfernen.After the hybridization has proceeded as completely as possible, it is necessary for a series of hybridization assays to remove the sample solution 38 from the microarray 16 by rinsing.
Dazu weist der Deckel 12 verschließbare Durchgangsbohrungen 48 vorzugsweise zum Absaugen auf, durch die Flüssigkeiten für Spülvorgänge oder Stickstoff zum Trocknen in die Hybridisierungskammer geführt werden können. Wird die vollständig zusammengesetzte Hybridisierungskammer in den Aufnahmerahmen eingesetzt, so befinden sich im System der Flüssigkeits- und Gaszuführung passende Anschlüsse unmittelbar über den Öffnungen der Durchgangsbohrungen 48, so dass die Flüssigkeiten bzw. Gase unmittelbar in die Durchgangsbohrungen 48 gelangen können.For this purpose, the cover 12 has closable through bores 48, preferably for suction, through which liquids for flushing processes or nitrogen for drying can be fed into the hybridization chamber. If the completely assembled hybridization chamber is inserted into the receiving frame, then there are suitable connections in the system of the liquid and gas supply directly above the openings of the through bores 48, so that the liquids or gases can get directly into the through bores 48.
Generell braucht das Microarray 16 nicht aus der Hybridisierungskammer entnommen zu werden, um das Spülen und Trocknen durchzuführen. Es wird nach der Hybridisierung dieIn general, the microarray 16 does not need to be removed from the hybridization chamber in order to carry out the rinsing and drying. It will be the after hybridization
Hybridisierungskammer mit dem darin befindlichen Microarray 16 aus dem Wasserbad entnommen. Die Einlassöffnung 36 und/oder die Durchgangsbohrungen 48 werden geöffnet.Hybridization chamber with the microarray 16 therein removed from the water bath. The inlet opening 36 and / or the through holes 48 are opened.
Zum Spülen wird in der Regel eine Waschlösung, Wasser oder Puffer verwendet. Diese können durch die Einlassöffnung 36 und/oder die Durchgangsbohrungen 48 in die Kammer gelangen und durch die Kammer gepumpt oder gezogen werden. Vorzugsweise wird die .Waschlösung mit Hilfe einer Spritze durch die Einlassöffnung 36 in die Kammer injiziert. Zum Durchführen der Wasch- oder Spülschritte kann gegebenenfalls der Abstand zwischen Microarray und Deckfläche kurzfristig vergrößert werden. Zum Trocknen wird Stickstoff oder trockene Pressluft mit etwa 5 bar für wenige Sekunden durch die Hybridisierungskammer gepresst, was alle Feuchtigkeit entfernt. Außer mit Pressluft kann auch mit einem Vakuum gearbeitet werden. Denkbar ist auch, dass Pressluft durch das Septum 40 in die Kammer gepresst wird, die durch die Durchgangsbohrungen 48 wieder entweicht.A washing solution, water or buffer is usually used for rinsing. These can enter the chamber through the inlet opening 36 and / or the through bores 48 and can be pumped or drawn through the chamber. The wash solution is preferably injected into the chamber through the inlet opening 36 using a syringe. In order to carry out the washing or rinsing steps, the distance between the microarray and the top surface can be increased temporarily. For drying, nitrogen or dry compressed air is pressed through the hybridization chamber at about 5 bar for a few seconds, which removes all moisture. In addition to compressed air, a vacuum can also be used. It is also conceivable that compressed air is pressed through the septum 40 into the chamber, which escapes again through the through bores 48.
Die Gesamtprozedur aus Waschen, Spülen und Trocknen findet vorzugsweise im unmittelbaren Anschluss an die Hybridisierung statt, ohne den Probenträger zu entnehmen. Dadurch wird der Probenträger von Kontaminationen frei gehalten.The overall procedure of washing, rinsing and drying preferably takes place immediately after the hybridization, without removing the sample holder. This keeps the sample carrier free from contamination.
Nach dem der Hybridisierungsassay vollständig abgeschlossen ist, wird das Microarray 16 ausgewertet. Dazu wird es aus der Hybridisierungskammer entnommen und in einen Biochip-Reader gelegt.After the hybridization assay has been completed, the microarray 16 is evaluated. To do this, it is removed from the hybridization chamber and placed in a biochip reader.
Das Microarray 16 wird i. d. R. nur einmal verwendet. Deckel 12 und Septum 40 hingegen werden gespült und erneut verwendet.The microarray 16 is i. d. Usually only used once. Lid 12 and septum 40, however, are rinsed and used again.
Alternativ kann die gesamte Hybridisierungskammer, bestehend aus Boden 10, Deckel 12 und Verschluss der Einlassöffnung 36 einschließlich des eingelegten Probenträgers 16 als Disposable bzw. Verbrauchsartikel ausgelegt werden.Alternatively, the entire hybridization chamber, consisting of base 10, cover 12 and closure of inlet opening 36 including inserted sample holder 16, can be designed as a disposable or consumable.
Eine solche Hybridisierungskammer als Disposable könnte auch zum Transport der Probenträger 16 verwendet werden. Sie hätte also die Funktion eines Containers zur Aufnahme und zum Transport des Probenträgers 16. Der Probenträger 16 würde eingelegt in die Hybridisierungskammer geliefert, wobei die dazu verwendete Hybridisierungskammer ein Disposable wäre. Schließlich ist auch denkbar, dass die als Disposable ausgelegte Hybridisierungskammer so ausgebildet ist, dass es keines Probenträgers 16 mehr bedarf. Im Boden 10 der Hybridisierungskammer können erhöhte Flächen integriert sein, die die Abmessungen des Probenträgers 16 wiedergeben und dessen Funktion übernehmen. Der Vorteil bei Verwendung eines Probenträgers 16 aus Glas besteht jedoch darin, dass er besser geeignete Oberflächen zum Spotten und damit zum Aufbauen der Arrays aufweist als die für die Hybridisierungskammer in der Regel verwendeten Kunststoffe. Für Probenträger aus Glas gibt es eine Vielzahl von funktioneilen Beschichtungen, aus den geeignet ausgewählt werden kann. Such a hybridization chamber as a disposable could also be used to transport the sample carrier 16. It would therefore have the function of a container for receiving and transporting the sample carrier 16. The sample carrier 16 would be delivered inserted into the hybridization chamber, the hybridization chamber used for this being a disposable. Finally, it is also conceivable that the hybridization chamber designed as a disposable is designed in such a way that a sample carrier 16 is no longer required. Raised areas can be integrated in the bottom 10 of the hybridization chamber, which reflect the dimensions of the sample carrier 16 and take over its function. The advantage of using a sample carrier 16 made of glass, however, is that it has more suitable surfaces for spotting and thus for assembling the arrays than the plastics which are generally used for the hybridization chamber. There are a variety of functional coatings for sample carriers made of glass, from which you can choose.
Bezugszeichenreference numeral
Boden Deckel Aussparung zur Aufnahme des Microarrays 16 Microarray, Probenträger Deckfläche ringförmige Nut zur Aufnahme des O-Rings 22 O-Ring hochstehender Passer mit dem hochstehenden Passer 24 korrespondierende Aussparungen Senkbohrungen Vorsprünge dünne Schicht Madenschraube Einlassöffnung Probenlösung, Probenmedium Septum erstes Kunststoffteil zur Lagefixierung des Septums 40 zweites Kunststoffteil zur Lagefixierung des Septums 40 Lösungsmittel -Reservoir Durchgangsbohrungen für die Versorgung der Hybridisierungskammer mit Medien Öffnung des Einlasses 36 Bottom cover recess for receiving the microarray 16 microarray, sample holder top surface annular groove for receiving the O-ring 22 O-ring upright register with the upstanding register 24 corresponding recesses countersunk bores projections thin layer grub screw inlet opening sample solution, sample medium septum first plastic part to fix the position of the septum 40 second plastic part for fixing the position of the septum 40 solvent reservoir through holes for supplying the hybridization chamber with media opening of the inlet 36

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung zur Analyse eines Probenmediums (38) mit Hilfe eines Probenträgers (16) a) mit einem Boden (10) , der den Probenträger (16) aufnehmen kann; b) mit einem Deckel (12), der auf den Boden (10) auflegbar ist, wodurch ein abgeschlossener Raum gebildet wird, in dem sich der Probenträger (16) befinden kann; dadurch gekennzeichnet, c) dass der Deckel (12) eine Deckfläche (18) aufweist ; d) dass die Deckfläche (18) derart am Deckel (12) ausgebildet ist, dass sie in einem vorgegebenen Abstand über dem Probenträger (16) und im Wesentlichen parallel zu diesem angeordnet ist, e) wobei der Abstand zwischen Probenträger (16) und Deckfläche (18) derart gewählt ist, dass das Probenmedium1. Arrangement for analyzing a sample medium (38) with the aid of a sample carrier (16) a) with a bottom (10) which can accommodate the sample carrier (16); b) with a lid (12) which can be placed on the floor (10), whereby a closed space is formed in which the sample holder (16) can be; characterized in that c) that the cover (12) has a cover surface (18); d) that the cover surface (18) is formed on the cover (12) such that it is arranged at a predetermined distance above the sample carrier (16) and essentially parallel to it, e) the distance between the sample carrier (16) and the cover surface (18) is selected such that the sample medium
(38) durch Kapillarkräfte in den Raum zwischen Probenträger und Deckfläche gezogen werden kann.(38) can be drawn into the space between the sample holder and the top surface by capillary forces.
2. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckel (12) Senkbohrungen (28) ausgebildet sind; und dass die Senkbohrungen (28) so ausgebildet sind, dass sie eine dünne Schicht (32) des Deckels (12) in Richtung des Probenträgers (16) belassen.2. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that counterbores (28) are formed in the cover (12); and that the counterbores (28) are designed such that they leave a thin layer (32) of the cover (12) in the direction of the sample carrier (16).
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) ein Verhältnis von seiner Dicke zu seiner Länge von mindestens eins zu zehn hat. 3. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (12) has a ratio of its thickness to its length of at least one to ten.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) aus Polycarbonat ausgebildet ist.4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (12) is formed from polycarbonate.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) im Bereich über dem Probenträger (16) eine Einlassöffnung (36) aufweist; und dass die Einlassöffnung (36) durch ein Septum (40) verschlossen ist .5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (12) has an inlet opening (36) in the region above the sample carrier (16); and that the inlet opening (36) is closed by a septum (40).
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) durch einen individuellen Code gekennzeichnet ist.6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (12) is characterized by an individual code.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Temperierung des Probenträgers (16) .7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a device for tempering the sample carrier (16).
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum automatischen Handhaben des Probenmediums (38) sowie zum Durchführen von Waschschritten und/oder Spülschritten und/oder Trocknungsschritten.8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a device for automatic handling of the sample medium (38) and for performing washing steps and / or rinsing steps and / or drying steps.
9. Verfahren zum Aufbringen eines dünnen Films eines Probenmediums (38) auf einen Probenträger (16) mit folgenden Schritten: a) über dem Probenträger (16) und im Wesentlichen parallel zu diesem wird in einem vorgegebenen Abstand eine Deckfläche (18) positioniert, wodurch sich ein Spalt zwischen Probenträger und Deckfläche bildet; b) der Abstand zwischen Probenträger (16) und Deckfläche (18) wird derart gewählt, dass das Probenmedium (38) durch Kapillarkräfte in den Raum zwischen Probenträger und Deckfläche gezogen werden kann; und c) das Probenmedium (38) wird an einem Ort aufgebracht, an dem der zwischen Probenträger (16) und Deckfläche (18) gebildete Spalt offen liegt, sodass das Probenmedium durch Kapillarkräfte in den Raum zwischen9. A method for applying a thin film of a sample medium (38) to a sample carrier (16) with the following steps: a) above the sample carrier (16) and essentially parallel to it, at a predetermined distance Positioned top surface (18), whereby a gap is formed between the sample carrier and the top surface; b) the distance between the sample carrier (16) and the top surface (18) is chosen such that the sample medium (38) can be drawn into the space between the sample carrier and the top surface by capillary forces; and c) the sample medium (38) is applied at a location at which the gap formed between the sample carrier (16) and the cover surface (18) is exposed, so that the sample medium is transferred into the space between by capillary forces
Probenträger und Deckfläche gezogen werden kann und sich in Form eines dünnen Films auf dem Probenträger ausbreiten kann. Sample holder and top surface can be pulled and can spread out in the form of a thin film on the sample holder.
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