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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Abdeckfolie für eine Mikrotiterplatte.
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Mikrotiterplatten
werden insbesondere für die
unterschiedlichsten mikrobiologischen, zellzüchterischen und immunologischen
Arbeitsgänge
benutzt. Beispielsweise finden Mikrotiterplatten Anwendung in der
PCR und der Züchtung
von Mikroorganismen oder Zellen.
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Mikrotiterplatten
haben eine Vielzahl Vertiefungen zur Aufnahme der Probenflüssigkeit.
Die Vertiefungen werden auch als „Wells" bezeichnet. Sie sind beispielsweise
in einer Platte ausgebildet oder weisen von der Unterseite einer
plattenförmigen Deckwand
vorstehende Aufnahmeabschnitte auf. Die Deckwand kann an den Seiten
nach unten vorste hende Seitenwände
aufweisen. Die Vertiefungen haben Öffnungen, die von der Oberseite
der Platte aus zugänglich
sind. Die Vertiefungen sind auf den Punkten eines Rasters angeordnet.
Die gängigen
Mikrotiterplatten haben in Reihen und Spalten 8 × 12 = 96 Vertiefungen. Mehr
und mehr werden auch Mikrotiterplatten mit einer größeren Anzahl
Vertiefungen, z.B. 16 × 24
= 384 Vertiefungen, verwendet. Die Rasterabstände der Vertiefungen entsprechen
bei den meisten marktgängigen
Mikrotiterplatten den Empfehlungen der SBS (= Society for biomolecular
screening) bzw. den daraus hervorgegangenen ANSI-Standards.
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Die
Verdunstung von Probenflüssigkeit
aus den Vertiefungen ist ein Problem. Sie wird im wesentlichen von
Temperatur, Luftfeuchte und Größe der Oberfläche bestimmt.
In vielen Fällen
führt eine
Verdunstung zu einer nicht akzeptablen Verfälschung der Meßergebnisse.
Dies ist in gesteigertem Maße bei
Bearbeitung kleiner Volumina der Probenflüssigkeit der Fall. Der Trend
bei der Bearbeitung von Probenflüssigkeit
im Labor geht zu immer kleineren Mengen.
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Zur
Vermeidung von verdunstungsbedingtem Probenverlust und Kreuzkontamination
zwischen den Proben in den verschiedenen Vertiefungen ist es bekannt,
gegen die Oberseite der Mikrotiterplatte eine Matte zu drücken oder
eine Folie aus Silikon oder PE aufzusiegeln. Die Handhabung der Mikrotiterplatte
mit der aufgelegten Matte ist umständlich, insbesondere wenn mehrfach
unter Abnahme der Matte von der Mikrotiterplatte Zugriff auf die
Probenflüssigkeit
genommen werden muß.
Die Siegelung der Abdeckfolie auf die Mikrotiterplatte ist umständlich und
nicht reversibel. Ein Zugriff auf die Probenflüssigkeit in der Mikrotiterplatte
ist nicht möglich,
ohne die Versiegelung zu zerstören.
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Die
GB 2 322 121 A offenbart
eine Abdeckung für
eine Mikrotiterplatte, die als Formteil größerer Materialstärke und
verhältnismäßig komplizierter Formgebung
ausgeformt ist. Durch die große
Materialstärke
und die besondere Ausformung wird ein Verschluß der Probengefäße wie bei
einem Stopfen erzielt, d.h. mit einer kraftschlüssigen Verbindung an den Rändern des
Probengefäßes. Schwächungszonen
sind vorgesehen, um ein Durchstechen der Abdeckung zu erleichtern.
Ein Wiederverschließen
der Einstichöffnung
erfolgt wiederum aufgrund der Elastizität des Materials, so daß kein vollständiger Verschluß erwartet
werden kann.
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Die
EP 1 302 243 A1 offenbart
ein System zur Lagerung einer Vielzahl von Proben, daß aus einer
Mikrotiterplatte und einer Abdeckfolie aus einem thermoplastischen
Elastomer besteht. Zwecks Zugang zu einem der mit der Abdeckfolie
verschlossenen Probengefäße kann
die Abdeckfolie mit einer Nadel oder Pipettenspitze oder ähnlichem
durchstochen werden. Durch die elastischen Eigenschaften der Abdeckfolie
kommt es nach dem Entfernen der Nadel- oder Pipettenspitze zu einem
automatischen, nicht näher
beschriebenen Wiederverschließen
der Einstichöffnung.
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Dennoch
ist die Abdeckfolie im Bereich der Einstichöffnung verletzt, so daß ein hermetischer Verschluß, der eine
Verdunstung der Probe verhindern könnte, nicht erzielt wird. Die
Einstichöffnung kann
durch die Elastizität
der Abdeckfolie nur unvollständig
verschlossen werden.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abdeckung
für eine
Mikrotiterplatte zur Verfügung
zu stellen, die einen Zugang zu in die Vertiefungen eingefüllter Probenflüssigkeit ermöglicht und
dennoch einen verbesserten Schutz vor Verdunstung von Probenflüssigkeit
bietet.
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Die
Aufgabe wird durch eine Abdeckfolie mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Abdeckfolie sind in den
Unteransprüchen
angegeben.
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Gemäß Anspruch
1 weist die Abdeckfolie für eine
Mikrotiterplatte im Raster der Vertiefungen der Mikrotiterplatte
angeordnete Schwächungszonen auf,
wobei die Abdeckfolie eine Folie aus einem Formgedächtnispolymer
umfast.
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Die
Schwächungszonen
sind mittels mindestens einer Dosierspitze einer Pipettiervorrichtung oder
eines Dosierautomaten durchstechbar. Die Dosierspitze ist z.B. eine
austauschbare Pipettenspitze aus Kunststoff oder eine Nadelspitze
aus Metall. Die Schwächungszonen
können
von der Dosierspitze selber oder von einem mit der Pipettiervorrichtung oder
dem Automaten verbundenen Arm oder einem anderen Öffner geöffnet werden.
Die in die Vertiefung eingedrungene Dosierspitze kann Probenflüssigkeit aufnehmen
oder abgeben. Wenn die Dosierspitze aus der Vertiefung und der Abdeckfolie
herausgezogen wird, schließt
sich die Schwächungszone,
z.B. aufgrund einer der Abdeckfolie innewohnenden Elastizität bzw. aufgrund
der Reibung zwischen der Pipetten spitze und einem daran anliegenden
Rand der Abdeckfolie, welche die Abdeckfolie in ihre Ausgangsposition
zurückzieht.
Hierdurch ist die in der Vertiefung enthaltene Probenflüssigkeit
weiterhin gegen Verdunstung geschützt.
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Die
Aufnahme und Abgabe von Probenflüssigkeit
erfolgt z.B. mittels einer Einkanal-Pipettiervorrichtung oder – bei mehreren
Vertiefungen gleichzeitig – mittels
einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung. Es sind Mehrkanal-Pipettiervorrichtungen
bekannt, mit denen gleichzeitig sämtliche Vertiefungen einer
Reihe oder in sämtlichen
Reihen und Spalten von Mikrotiterplatten bearbeitbar sind.
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Die
Abdeckfolie umfaßt
eine Folie aus einem Material mit einem Formgedächtnis. Das Material mit einem
Formgedächtnis
kehrt nach dem Herausziehen der Dosierspitze aus der Schwächungszone
in seine Ausgangslage zurück,
so daß die
Abdichtung der Vertiefung gewährleistet
ist. Der Einsatz einer Folie aus einem Material mit einem Formgedächtnis hat den
weiteren Vorteil, daß das
Schließen
der Schwächungszonen
berührungslos
erfolgen kann. Hierdurch kann ein Abstreifen von Flüssigkeit
von einer Dosierspitze an der Abdeckfolie und damit einhergehende
Kontamination der Abdeckfolie vermieden werden. Das Material mit
einem Formgedächtnis
ist aus Kunststoff. Hierbei handelt es sich um sogenannte „Formgedächtnispolymere". Geeignete Materialien sind
in dem Aufsatz „Kunststoffe
mit Erinnerungsvermögen" in Angewandte Chemie
Vol. 114 (2002) S. 20138 bis 20162 und in dem Patent
US 6 388 043 B1 beschrieben.
Der Inhalt dieser Druckschriften ist in die vorliegende Patentanmeldung
einbezogen.
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Die
Folie ist aus einem Material mit einem Formgedächtnis, das bei Energiezufuhr
eine vorbestimmte Form einnimmt. Die Schwächungszone oberhalb der Vertiefung
schließt
sich nach einer Zeit, die von der zugeführten Energie abhängt. Die
Energiezufuhr kann z.B. durch elektrische und/oder magnetische Felder
und/oder Lichteinwirkung und/oder Wärmeeinwirkung auf die gesamte
Abdeckfolie oder auf die Schwächungszonen
konzentriert erfolgen. Eine konzentrierte Licht- und/oder Wärmeeinwirkung kann
z.B. mittels Laserlicht erfolgen. Das Laserlicht kann z.B. mittels
Laserdioden preiswert erzeugt werden. Laserlicht ist genau und mit
hohem Energieeintrag aus größerer Entfernung
auf die Schwächungszonen
ausrichtbar.
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Die
Abdeckfolie ist beispielsweise eine homogene Folie aus einem einzigen
Material oder aus einem Materialgemisch. Gemäß einer Ausgestaltung umfaßt die Abdeckfolie
mehrere übereinandergeschichtete
Folien aus verschiedenen Materialien. Dies ermöglicht es beispielsweise, die
Unterseite der Abdeckfolie aus einem Material herzustellen, das
inert gegenüber
Probenflüssigkeit
und/oder vorteilhaft mit einer Mikrotiterplatte verbindbar ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung weist die Abdeckfolie die Folie aus einem
Material mit einem Formgedächtnis
und eine Folie aus einem Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
auf, der von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials
mit dem Formgedächtnis
abweicht. Bei dieser Ausgestaltung kommt es bei Erwärmung des
Materials mit dem Formgedächtnis
zu einer besonders starken Formänderung
der Abdeckfolie, da durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
die Formänderung
wie bei einem Bimetallschalter verstärkt wird. Dies ist insbesondere
bei Einsatz von Formgedächtnispolymeren
mit gering ausgeprägtem
Formgedächtniseffekt von
Vorteil, bei denen eine Erwärmung
grundsätzlich nur
eine Formänderung über eine
kurze Wegstecke bewirkt.
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Die
erfindungsgemäße Abdeckfolie
bezieht sich auf beliebige Mikrotiterplatten. Beliebige äußere Abmessungen
der Mikrotiterplatten und Rasterabstände der Vertiefungen sind einbezogen.
Die Abdeckfolie kann dem Anwender als quasi Endlosmaterial auf Rollen
zum Abtrennen einzelner Folienstücke oder
in Form von Folienstücken
mit auf die Mikrotiterplatte abgestimmter Größe zur Verfugung gestellt werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung entspricht der Rasterabstand der Schwächungszonen
und/oder die Länge
und Breite der Abdeckfolie dem Rasterabstand der Vertiefungen einer
Mikrotiterplatte und/oder der Länge
und Breite einer Mikrotiterplatte gemäß den Empfehlungen der Society
of Biomolecular Screening (SBS) bzw. den daraus hervorgegangenen
ANSI-Standards. Auf folgende ANSI-Standards wird Bezug genommen:
ANSI/SBS 1-2004: Microplates-Footprint Dimensions; ANSI/SBS 2-2004: Microplates- Height Dimensions;
ANSI/SBS 3-2004: Microplates-Bottom Outside Flange Dimensions; ANSI/SBS
4-2004: Microplates-Well Positions. Diese veröffentlichten Standards sind über die
Society of Biomolecular Screening erhältlich bzw. im Internet unter
folgender Adresse abrufbar: http://www.sbsonline.org/msdc/approved.php.
Die obigen ANSI-Standards sind in die vorliegende Anmeldung einbezogen.
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Die
Schwächungszonen
sind z.B. Bereiche verringerter Stärke der Abdeckfolie. Gemäß einer Ausgestaltung
weisen die Schwächungszonen
mindestens einen Schlitz auf. Gemäß einer Ausgestaltung weist
die Schwächungszone
mindestens zwei einander kreuzende Schlitze auf.
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Gemäß einer
Ausgestaltung umfaßt
die Schwächungszone
eine Ausstülpung.
Die Ausstülpung
erleichtert das Einführen
und Herausziehen einer Dosierspitze und kann Abstreifeffekte vermeiden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung hat die Abdeckfolie zumindest an der Unterseite eine
Kleb stoffbeschichtung und/oder besteht dort aus Polyethylen (PE)
oder Polystyrol (PS) oder einem anderen mit Mikrotiterplatten verschweißbaren Material.
Dies ermöglicht
eine Verklebung bzw. Versiegelung mit der Mikrotiterplatte. Einbezogen
ist aber auch das Fixieren der Abdeckfolie auf der Mikrotiterplatte
mit mechanischen Hilfsmitteln.
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Schließlich umfaßt die Erfindung
eine Mikrotiterplatte mit einer Abdeckfolie der vorbeschriebenen
Art.
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Die
Abdeckfolie wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen
von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Mikrotiterplatte mit einer aufgesiegelten Abdeckfolie bei Annäherung einer
Pipettenspitze in einem vertikalen Teilschnitt;
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2 eine
andere Mikrotiterplatte mit einer aufgesiegelten Abdeckfolie bei
Annäherung
einer Pipettenspitze mit einem damit verbundenen Arm im vertikalen
Teilschnitt;
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3a bis
c unterschiedlich ausgestaltete Schwächungszonen in einem Vertikalschnitt;
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4a bis
c unterschiedlich ausgestaltete Schwächungszonen in der Draufsicht.
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Gemäß 1 hat
eine Mikrotiterplatte 1 eine plattenförmige Deckwand 2 mit
einer Vielzahl Vertiefungen 3, die durch von der Unterseite
der Deckwand 2 vorstehenden Aufnahmeabschnitten 4 zylindrischer Form
begrenzt sind. Die Vertiefungen 3 sind grundsätzlich von
der Oberseite der Deckwand 2 aus durch Öffnungen 5 in der
Deckwand zugänglich.
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Auf
die Oberseite der Deckwand 2 ist eine Abdeckfolie 6 aufgesiegelt.
Die Abdeckfolie 6 hat Schwächungszonen 7 über jeder
Vertiefung 3, die durch mindestens einen Schlitz und eine
Ausstülpung
der Abdeckfolie 6 nach unten in die Vertiefung 3 hinein
gebildet sind. Eine erfindungsgemäße Abdeckfolie 6 weist
die Schwächungszonen 7 im
Raster der Vertiefungen 3 der Mikrotiterplatte 1 auf.
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Die
Abdeckfolie 6 umfaßt
eine Folie aus einem Formgedächtnispolymer
oder besteht gänzlich aus
einer solchen Folie.
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Vor
dem Versiegeln der Mikrotiterplatte 1 ist in die Vertiefungen 3 Probenflüssigkeit 8 eingefüllt worden.
Im Ausgangszustand ist die Abdeckfolie 6 auch im Bereich
der Schwächungszonen 7 geschlossen,
so daß Probenflüssigkeit 8 nicht
durch Verdunstung austreten kann. Die Probenflüssigkeit 8 ist mittels
einer Pipettenspitze 9 entnehmbar bzw. auffüllbar. Hierfür ist die
Pipettenspitze 9 durch die Ausstülpung 7 der Abdeckfolie 6 in
die Vertiefungen 3 einführbar.
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Nach
dem Herausziehen der Pipettenspitze 9 schließt sich
die Abdeckfolie im Bereich der Ausstülpung 7 selbsttätig nur
teilweise, so daß eine
kleine Öffnung
verbleibt, durch die Probenflüssigkeit
verdunsten kann. Zum Schließen
der Schwächungszonen
wird – z.B.
mittels Laserlicht – Licht-
und Wärmeenergie
in die Schwächungszonen 7 eingebracht,
so daß diese
ihre Ausgangsform wieder einnehmen. Danach sind die Vertiefungen 3 nach
oben geschlossen, so daß Probenflüssigkeit 8 nicht
durch Verdunsten austreten kann.
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Beim
Ausführungsbeispiel
von 2 sind die Vertiefungen 3' bzw. die Aufnahmeabschnitte 4' der Mikrotiterplatte 1' konisch. Die
Abdeckfolie 6' weist
Schwächungszonen 7' in Form von
einfachen Schlitzen auf.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist eine Pipettiervorrichtung 10, welche die Pipettenspitze 9 unten
trägt,
mit einem Arm 11 fest verbunden, der vor der Pipettenspitze 9 in
eine Schwächungszone 7' eindringt,
um diese zu öffnen.
Beim Herausziehen der Pipettenspitze 9 verläßt der Arm 11 zuletzt
die Schwächungszone 7'. Infolgedessen
verhindert der Arm 11 eine Kontamination der Abdeckfolie 6' bzw. der Pipettenspitze 9 durch
Ab streifeffekte. Nach dem Herausziehen der Pipettenspitze 9 sind
die Schwächungszonen 7' wiederum durch
Einbringen von Licht und/oder Wärmeenergie
schließbar.
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Gemäß 3a ist
eine Schwächungszone 7'' als Schlitz mit nach unten abgewinkelten
Folienabschnitten ausgebildet.
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Gemäß 3b ist
die Schwächungszone 7''' eine
Ausstülpung
der Abdeckfolie 6 nach oben von der Vertiefung weg.
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Gemäß 3c ist
die Schwächungszone 7IV wiederum ein Schlitz mit nach oben
abgewinkelten Folienabschnitten.
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Gemäß 4a ist
eine Schwächungszone 7V durch zwei einander kreuzende Schlitze
gebildet.
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Gemäß 4b ist
eine Schwächungszone 7VI durch zwei U-förmig verlaufende und einander
an der Basis berührende
Schlitzlinien einer Abdeckfolie gebildet. Hierdurch entstehen zwei
Klappen, die aus der Ebene der Abdeckfolie abklappbar sind.
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Gemäß 4c ist
eine Schwächungszone 7VII durch einen einzigen nahezu kreisförmig gebogenen
Schlitz gebildet. Dieser umgrenzt eine Art Klappe, die um die zwischen
den Enden des Schlitzes befindliche Achse aus der Ebene der Abdeckfolie
herausklappbar ist.