DE10058095A1

DE10058095A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Analyten durch Chemilumineszenz

Info

Publication number: DE10058095A1
Application number: DE10058095A
Authority: DE
Inventors: Claus Kuhn; Hannes Dobler; Michael Fritsche
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-11-03
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: DE10058095C2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung von Analyten in einer Probe unter Einsatz von chemilumineszenten Markern. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die nachweisspezifischen Sonden auf einem planen Probenträger aufgebracht bzw. auf diesem bereitgestellt werden, auf den unmittelbar vor dem Zugeben des flüssigen Reagenz zur Auslösung der Chemilumineszenz und/oder unmittelbar vor dem Aufbringen der spezifischen Sonden ein Abdeckkörper zur Bildung einer Fluidikkammer dichtend aufgesetzt wird. Die Vorrichtung weist einen entsprechenden Abdeckkörper sowie eine Handhabungseinrichtung zum Aufsetzen des Abdeckkörpers auf. DOLLAR A Die Erfindung stellt eine universelle chemilumineszenz-basierte Detektionseinheit zur Verfügung, die für die Automatisierung bead-basierter wie auch herkömmlicher chip-basierter Detektionsverfahren mit Standardprobenträgern einsetzbar ist.

Description

Technisches Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Analyten in einer Probe unter Einsatz von chemilumineszenten Markern, bei denen für den Nachweis der Analyten spezifische Sonden auf einen plattenförmigen Träger aufgebracht oder auf einem planen plattenförmigen Träger bereitgestellt werden, die zu analysierende Probe sowie ein flüssiges Reagenz, das die Chemi lumineszenz an markierten Bindungen zwischen Analyten der Probe und den Sonden auslöst, zugegeben wird, und die Lumineszenz ortsaufgelöst erfasst und den jeweiligen Sonden auf dem Träger zugeordnet wird. Das Verfahren und die Vorrichtung finden beispielsweise Anwendung bei der Proteomanalyse, der medizinischen Diagnostik basierend auf DNA oder auf Antigen-Antikörperreaktionen, bei der DNA-Analyse sowie in den Bereichen der Umweltanalytik, der Lebensmittel analytik sowie der Veterinärdiagnostik.

Der Grundmechanismus zur Bestimmung von Analyten in einer Probe basiert auf der Detektion biochemischer Duplexbildungen, beispielsweise Protein-Protein interaktion und/oder Hybridisierung zweier komplemen tärer Nukleinsäurestränge, durch Erfassung der von chemilumineszenten Markern ausgehenden Strahlung. Diese chemilumineszenten Marker werden hierbei an einen der Reaktionspartner der Duplexbindung, den nachzuweisenden Analyten oder einem als Sonde eingesetzten Rezeptor, gekoppelt. Durch eine ortsaufgelöste Erfassung der Chemilumineszenz können bei Kenntnis der Spezifizität und des Ortes der zugrundeliegenden Sonden die in der Probe vorhandenen Analyten bestimmt werden.

Stand der Technik

Im Bereich der miniaturisierten DNA-Diagnostik sowie der Immundiagnostik werden unterschiedliche Techniken zur Bestimmung der Analyten eingesetzt. Besondere Bedeutung haben hierbei zum einen die chip basierten Systeme und zum anderen die bead-basierten Systeme erlangt.

Bei den chip-basierten Systemen werden die unterschiedlichen Sonden auf einem planen Probenträger ausgebracht und immobilisiert. Die Spezifizität der jeweiligen Sonde ist über die x/y-Koordinate auf dem Probenträger bzw. Chip bekannt. Nach Zugabe der Probe erfolgt die Analyse aufgrund der zwischen bestimmten Sonden und Analyten auftretenden Bindungen, die über entsprechende Marker kenntlich gemacht werden. Aus der räumlichen Lage der auf diese Weise erfassten Duplexbildungen lassen sich die Spezifizität der zugrundeliegenden Sonden und somit die in der Probe vorhandenen Analyten bestimmen.

Bei den so genannten beadbasierenden Systemen werden Mikropartikel (Beads) eingesetzt, die mit jeweils einer der eingesetzten unterschiedlichen Sonden beschichtet sind. Die Kodierung der Sondenspezifizität erfolgt in der Regel über unterschiedliche Farben der Mikropartikel. Auch bei diesem System erfolgt die Analyse nach der Zugabe der Probe über die Erfassung der auftretenden Duplexbildungen mit Hilfe von Markern. Die Mikropartikel sind hierbei in einer Schicht nebeneinander auf einem Träger ausgebracht, so dass durch ortsaufgelöste Erfassung der Markierung bei gleichzeitiger Detektion der zugrundeliegenden Farbe des jeweiligen Beads eine Bestimmung der Analyten erfolgten kann.

Für die Markierung der jeweiligen Duplexbildungen sind unterschiedliche Verfahren bekannt, von denen Radioimmunoassays und fluoreszenz-basierte Marker systeme weit verbreitet sind. Radioimmunoassays haben im Gegensatz zu fluoreszierenden Markern eine sehr hohe Sensitivität, stellen jedoch aufgrund der Radio aktivität der Marker sehr hohe Anforderungen an das Laborpersonal sowie die Laborumgebung.

Auf der anderen Seite lässt sich die Fluoreszenz der fluoreszierenden Markersysteme mit einfachen Detektionstechniken, beispielsweise CCD-Kameras, Mikroskope, usw. erfassen. Es bestehen keine besonderen Anforderungen an die Umgebung bzw. Laborräume. Ein Nachteil beim Einsatz der Fluoreszenzmarker ist jedoch ihre im Vergleich zu den radioaktiven Markern reduzierte Sensitivität. Aufgrund ihrer einfachen Nachweisbarkeit werden sie aber dennoch in großem Umfang für die DNA-Diagnostik sowie die Immundiagnostik eingesetzt.

Bei einer weiteren bekannten Nachweistechnik werden chemilumineszente Marker zur Detektion der Duplexbindungen eingesetzt. Chemilumineszente Marker erreichen eine ähnliche Sensitivität wie radioaktive Marker. Zur Auslösung der Lumineszenz muss bei dieser Technik allerdings ein flüssiges Reagenz zugegeben werden, das ein entsprechendes Liquid-Handling erfordert.

Ein Einsatz der Technik der chemilumineszenten Marker zur Bestimmung von Analyten in einer Probe ist beispielsweise aus der DE 199 40 810 A1 bekannt. Diese Druckschrift gibt einen Überblick über Anwendungs bereiche sowie eingesetzte Stoffe und Materialien zur Bestimmung der Analyten, wie sie auch dem vorliegenden Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung zugrunde liegen können. Bei dem Verfahren dieser Druckschrift werden bead-basierte Sonden bereitgestellt und in einer Schicht nebeneinander auf einem Probenträger ausge bracht. Der Probenträger ist in Form eines Aufnahme behältnisses ausgestaltet und weist einen scheiben förmigen, kapillaren Spalt oder Hohlraum auf, der durch transparente Plattenabschnitte begrenzt ist. Die Spalt höhe ist dabei so gewählt, dass sie in der Größen ordnung des Durchmessers der Mikropartikel bzw. Beads liegt. Das in Spritzgusstechnik gefertigte Aufnahme behältnis weist eine Zugangsöffnung für die Zuführung der Probe mit den Mikropartikeln sowie eine Abfluss öffnung auf. Durch die kapillarförmige Ausbildung des als Fluidikkammer dienenden Hohlraums verteilen sich die Mikropartikel automatisch nebeneinander auf dem Träger. Die Messung erfolgt anschließend über eine entsprechende Detektionseinheit wie bereits erläutert

Ein weiteres bead-basiertes System zur Bestimmung von Analyten in einer Probe unter Einsatz von chemi lumineszenten Markern ist aus der EP 0 854 194 A2 bekannt. Bei diesem System wird ein als Durchflusszelle ausgebildetes Aufnahmebehältnis mit einer Zu- und einer Abflussöffnung bereitgestellt, das sich aus zwei plattenförmigen Elementen zusammensetzt, die einen kanalförmigen Hohlraum für den Durchfluss der Probe mit den Mikropartikeln bilden. Bei dem eingesetzten Verfahren werden magnetische Beads zur Erhöhung der Sensitivität eingesetzt. Die Messung erfolgt unter Beaufschlagung der vertikal angeordneten Durchfluss zelle mit einem magnetischen Feld.

Aus der WO 99/45396 ist schließlich ein Test streifen zur schnellen Durchführung einer Analyse unter Einsatz von chemilumineszenten Markern bekannt. Der Teststreifen setzt sich aus einem festen Teil mit einer Öffnung zusammen, auf der ein poröses Reagenzpad angeordnet ist. Der Teststreifen ist mit einem beweglichen Element verbunden, der ein schwammartiges absorbierendes Element trägt. Während der Messung wird das absorbierende Element auf das Reagenzpad gedrückt und saugt entsprechende Reagenzen aus der Öffnung in das Reagenzpad oder aus dem Reagenzpad, so dass keine Pumpe zum Einbringen oder Absaugen der Reagenzien erforderlich ist.

Die bisher bekannten Systeme zur Bestimmung von Analyten in einer Probe unter Einsatz von chemi lumineszenten Markern sind aufgrund des erforderlichen Liquid-Handling entweder auf den Einsatz bead-basierter Systeme beschränkt oder lassen sich nicht automati sieren. Gerade die vorteilhaft hohe Sensitivität der chemilumineszenten Marker lässt sich daher bei chip basierten Systemen mit dem häufig eingesetzten Standardprobenträger mit einem flächigen hochdichten Sonden-Array nicht einsetzen. Hierfür müsste als Probenträger ein Behältnis mit einer Fluidikkammer verwendet werden, das jedoch die Anwendung der vorherrschenden Druck-Verfahren zum Aufbringen der hochdichten Arrays ausschließen würde.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung von Analyten unter Einsatz von chemi lumineszenten Markern anzugeben, die die Verwendung Einsatz von planen Standardobjekt- bzw. Standardproben trägern sowie eine automatisierte Durchführung der Messung ermöglichen.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren und mit der Vorrichtung der Patentansprüche 1 bzw. 9 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche. Bei dem Verfahren werden für den Nachweis der Analyten spezifische Sonden auf einen plattenförmigen (Proben-)Träger aufgebracht oder auf einem planen plattenförmigen (Proben-)Träger bereitgestellt. Die zu analysierende Probe sowie ein flüssiges Reagenz, das die Chemilumineszenz an markierten Bindungen zwischen Analyten der Probe und den Sonden auslöst, wird zugegeben und die Lumineszenz über eine entsprechende Detektionseinheit ortsaufgelöst erfasst. Die ortsaufgelöst erfassten Lumineszenzsignale werden schließlich den jeweiligen Sonden auf dem Träger in bekannter Weise zugeordnet, um die in der Probe vorhandenen Analyten zu bestimmen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass unmittelbar vor dem Zugeben des flüssigen Reagenz und/oder dem Aufbringen der spezifischen Sonden ein Abdeckkörper zur Bildung einer Fluidikkammer mit zumindest einer Zu- und einer Abflussöffnung dichtend auf den planen plattenförmigen Träger aufgesetzt wird, wobei anschließend zumindest das flüssige Reagenz über die Zuflussöffnung zugegeben wird.

Die Zuflussöffnung dient auch der Zugabe anderer flüssiger Stoffe, wie beispielsweise Spülflüssigkeit, Waschflüssigkeit, Beadsuspension u. a.

Das vorliegende Verfahren ermöglicht in vorteil hafter Weise den Einsatz üblicher Standardobjektträger mit den darauf in arrayförmiger Anordnung immobili sierten Sonden. Für die Anwendung des Verfahrens müssen somit keine speziellen Probenbehältnisse bereitgestellt werden. Der Abdeckkörper kann nach Durchführung der Messung wieder vom Probenträger abgenommen und für weitere Messungen eingesetzt werden. In gleicher Weise lässt sich das vorliegende Verfahren auch mit den bekannten Beads durchführen. In diesem Fall kann ebenfalls ein Standardobjektträger eingesetzt werden, wobei die Beads nach Aufsetzen des Abdeckkörpers durch die Zuflussöffnung, gegebenenfalls zusammen mit der Probe, in die entstehende Fluidikkammer eingebracht werden. Die Fluidikkammer muss in diesem Fall Dimensionen aufweisen, die eine einschichtige Verteilung der Beads auf dem Träger herbeiführen. Die Höhe der Kammer muss hierzu geringfügig größer gewählt werden als der Durchmesser der eingesetzten Beads.

Die Erfassung der Lumineszenz erfolgt in beiden Fällen in üblicher Weise mit Hilfe einer optischen Detektionseinrichtung, die die Lumineszenz am Probenträger ortsaufgelöst erfasst.

Die zugehörige Vorrichtung zur Bestimmung von Analyten weist eine Halterung für die Aufnahme eines plattenförmigen Trägers, eine optische Detektions einheit zur ortsaufgelösten Erfassung einer am plattenförmigen Träger ausgelösten Lumineszenz sowie eine Auswerteeinrichtung für die Zuordnung der erfassten Lumineszenz zu den jeweiligen Sonden auf dem Träger und zur Angabe der aus der Zuordnung resul tierenden Analyten auf. Die Vorrichtung zeichnet sich durch ein Vorratsbehältnis mit zumindest einem strukturierten und/oder mit einem separaten Dicht element versehenen Abdeckkörper aus, der auf einen in die Halterung eingesetzten plattenförmigen Träger zur Bildung einer Fluidikkammer mit zumindest einer Zu- und einer Abflussöffnung dichtend aufsetzbar ist, sowie durch eine Handhabungseinrichtung zum automatischen Aufsetzen des Abdeckkörpers auf einen in die Halterung eingesetzten plattenförmigen Träger. Vorzugsweise ist das Vorratsbehältnis als Magazin ausgebildet, in dem mehrere Abdeckkörper vorliegen, welche vorzugsweise als Einmalaritkel (Disposable) ausgelegt sind.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung lässt sich die hohe Sensitivität der chemilumineszenten Marker auch bei Verwendung von üblichen und einfach herstell baren Standardobjektträgern von chip-basierten Systemen einsetzen. Durch die Handhabungseinrichtung lässt sich die Durchführung der Analyse problemlos automatisieren. Der Bediener muss lediglich wie bisher den entsprechen den planen Träger in die Halterung einsetzen. In gleicher Weise lässt sich die Durchführung der Analyse auch auf Basis von Beads durchführen. Auch in diesem Fall ist lediglich ein Standardprobenträger für die Messung erforderlich.

Die vorliegende Vorrichtung ist somit universell sowohl für chip-basierte wie auch für bead-basierte Systeme, insbesondere in automatisierter Form, einsetzbar. Es sind keine speziellen Probenträger mehr erforderlich.

Die Erfindung stellt somit ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verfügung, die sowohl für DNA- Diagnostik als auch für Immundiagnostik eingesetzt werden können und eine den radioaktiven Markern vergleichbare Sensitivität aufweisen. Bestehende chip basierte Analysesysteme sind ohne großen Aufwand zur Anwendung des vorliegenden Verfahrens umrüstbar. Durch den Einsatz von chemilumineszenten Markern werden nur geringe Anforderungen an das Labor und das Bedien personal gestellt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird somit inner halb des Systemumfangs der Detektionseinrichtung eine Fluidikkammer erzeugt. Die Bildung dieser Fluidikkammer unmittelbar vor der Messung ermöglicht den Einsatz der weit verbreiteten Analyseträger (Objektträger mit fluoreszierenden bespotteten Markern) auch für die sensitivere chemilumineszente Detektion. Zusätzlich erlaubt die Herstellung der Fluidikkammer im Gerät dem Bediener auch die Möglichkeit, bead-basierte Festphasen einzusetzen, so dass eine universelle Detektionseinheit bereitgestellt wird, die für beide Anwendungen geeignet ist.

Der Abdeckkörper zur Bildung der Fluidikkammer mit dem planen Probenträger kann einerseits als ebenfalls plattenförmiges Element ausgestaltet sein, das mit einer umlaufenden Dichtung versehen wird. Die Fluidikkammer wird dann durch den durch die Dichtung hervorgerufenen Zwischenraum zwischen den beiden plattenförmigen Trägern gebildet. Vorzugsweise ist der Abdeckkörper jedoch zur Bildung einer Ausnehmung strukturiert, durch die im Zusammenwirken mit dem planen plattenförmigen Träger die Fluidikkammer erzeugt wird.

Die Materialien für den Abdeckkörper sind hierbei lediglich durch den Einsatz der jeweiligen Proben bzw. Reagenzen begrenzt, die keine Wechselwirkung mit dem Material des Abdeckkörpers eingehen dürfen. Bei einer Detektion der auftretenden Lumineszenz durch den Abdeckkörper hindurch muss dieser selbstverständlich eine entsprechende Transparenz aufweisen. Die Zu- bzw. Abflussöffnung(en) können durch entsprechende Öffnungen im Abdeckkörper oder auch durch einen entsprechenden lokalen Spalt zwischen plattenförmigem Träger und Abdeckkörper gebildet werden.

Die für die Durchführung des vorliegenden Verfahrens einsetzbaren Sonden und Reagenzen bzw. chemilumineszenten Marker sind dem Fachmann bekannt.

Beispiele hierfür können der eingangs genannten DE 199 40 810 A1 entnommen werden.

Es versteht sich von selbst, dass die dichtende Verbindung zwischen dem Abdeckkörper und dem platten förmigen Träger während der Messung aufrechterhalten werden muss. Dies kann beispielsweise durch ein entsprechendes Anpresselement oder eine Klemmschiene erfolgen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel für die Herstellung einer Fluidikkammer mit Hilfe eines Abdeck körpers bei Einsatz eines planen Probenträgers;

Fig. 2 ein weiteres Beispiel für die Herstel lung einer Fluidikkammer mit einem entsprechenden Abdeckkörper, der insbesondere für bead-basierte Systeme ausgebildet ist; und

Fig. 3 ein Beispiel für eine optische Detektionseinrichtung zur Erfassung der Lumineszenz.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für die Ausgestaltung eines Abdeckkörpers zur Bildung einer Fluidikkammer mit einem planen Probenträger. Die Figur ist in Explosions ansicht dargestellt und zeigt den planen Objektträger 1, auf dem (nicht dargestellt) ein hochdichtes Array von immobilisierten Sonden aufgebracht ist. Zur Bildung der Fluidikkammer wird in diesem Beispiel ein Abdeck körper 2 mit einer Silikondichtung 7 auf den Objekt träger 1 aufgesetzt. Hierdurch bildet sich zwischen dem Objektträger 1 und dem Abdeckkörper 2 ein Hohlraum als Fluidikkammer aus. Der Abdeckkörper 2 ist mit einer seitlichen Öffnung 4 zur Zufuhr der Reagenzen und einem Ablauf 5 zum Abfluss der Reagenzen ausgestaltet. Bei der Durchführung des Verfahrens wird der mit verschiedenen Sonden bespottete Probenträger 1 mit der zu analysierenden Probe inkubiert. Durch eine Hand habungseinrichtung wird der plane Probenträger 1 mit dem Deckel bzw. Abdeckkörper 2 abgedeckt. Der Abdeck körper 2 ist so gestaltet, dass er an der Auflagefläche auf dem Probenträger 1 abdichtet und einen vorzugsweise kapillaren Spalt als Fluidikkammer herstellt. Das Reagenz zur Erzielung der Chemilumineszenz wird durch die Zuflussöffnung 4 des Abdeckkörpers 2 in den kapillaren Spalt dispensiert.

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungs form kann das Reagenz jedoch auch in einem Reservoir des Abdeckkörpers gespeichert und aus diesem in den kapillaren Spalt gefördert werden.

Das Spülvolumen, das über das Spaltvolumen hinausgeht, wird in einem weiteren (nicht gezeigten) Reservoir aufgefangen.

Fig. 2 zeigt schließlich einen Abdeckkörper 2, wie er zur Herstellung einer Fluidikkammer für ein bead-basiertes System eingesetzt werden kann. Die Figur zeigt wiederum den Abdeckkörper 2, der in diesem Fall eine Ausnehmung zur Bildung der Fluidikkammer 3 aufweist. Die Ausnehmung hat eine Tiefe von 0,2 mm, eine Breite von 9,6 mm sowie eine Länge von 12,7 mm. In der Figur sind weiterhin die Einfüllöffnung 4 sowie der Pufferauslauf 5 mit einer geringeren Tiefe von 0,1 mm und einer Breite von 2 mm zu erkennen. Durch diese unterschiedliche Tiefe wird erreicht, dass die eingebrachten Mikropartikel nicht über den Pufferauslauf 5 ausgespült werden. Der Abdeckkörper 2 hat in diesem Beispiel Aussenmaße von 35 × 23 × 5 mm (Länge/Breite/Höhe) und ist aus PMMA gefertigt. Die in der Figur erkennbaren Bohrungen 8 sind zur Verbindung des Abdeckkörpers 2 mit dem plattenförmigen Träger vorgesehen.

Im rechten Teil der Figur ist das montierte System mit eingefüllten Beads in Draufsicht und Schrägansicht nochmals zur Veranschaulichung dargestellt. Durch die geringe Höhe der gebildeten Fluidikkammer 3 werden die Beads aufgrund von Kapillarkräften planar ausgebracht. Die Kodierung der Sonden, die auf die Beads gekoppelt sind, wird mittels einer Färbung der Beads (durch Chromophoren) realisiert. Die zufällige Anordnung der farbigen Beads innerhalb der Fluidikkammer 3 wird mit einer CCD-Kamera mit Makrooptik aufgenommen. Hierfür ist eine Beleuchtung, beispielsweise diffuses Auflicht oder diffuses Durchlicht oder diffuses Durch- und Auflicht, erforderlich. Durch dieselbe Öffnung 4, durch die die Beads in den kapillaren Spalt der Fluidikkammer 3 pipettiert oder dosiert werden, werden die Reagenzien in die Fluidikkammer dispensiert. Das Chemilumines zenzsignal wird ebenfalls über die CCD-Kamera mit Makrooptik erfasst. Durch Superposition der beiden Bilder und einer entsprechenden Bildauswertung erfolgt die Zuordnung von Sonde und Chemiluminszenzsignal.

Die Fig. 3 zeigt schließlich ein Beispiel für eine optische Detektionseinrichtung 6 zur Erfassung der Lumineszenz an einem Probenträger 1.

Die dargestellte Detektionseinheit 6 ist eine CCD- Kamera mit Makrooptik. Beim CCD-Chip 10 handelt es sich um einen hochauflösenden Chip, der in einer Halterung 9 eingesetzt ist. Die Kamera ist entweder eine 3- Chipkamera oder eine mit einem Farbchip versehene Farbkamera. Die Optik 11 (Mikro Nikkor 1 : 2,8/105 mm) erlaubt eine 1 : 1 Darstellung der Probenträgerfläche. Für lange Belichtungszeiten und zur Erzielung eines hohen Signal/Rauschverhältnisses ist es von Vorteil, wenn die Kamera gekühlt ist.

In der Abbildung sind weiterhin ein Objekttisch 12 mit einer x/y-Verstellung 13, eine x/y-Verstellung 14 für eine Lichtquelle sowie ein zugehöriger Kollimator 15 zu erkennen. Der Objekttisch 12 ist um die z-Achse 16 verschiebbar. Die Detektionseinheit umfasst auch einen Filterschieber 17.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugs weise eine derartige Detektionseinheit 6 zur Erfassung der Lumineszenzsignale der Marker auf sowie zur Erfassung der Spezifizität der Sonden (im Falle des Einsatzes von bead-basierten Sonden). Über ein nicht dargestelltes Bilderfassungs- und -auswertesystem werden die Lumineszenzsignale bewertet und die zugehörigen Analyten bestimmt. Eine derartige Detektionseinheit hat den weiteren Vorteil, dass käufliche Konsumerartikel für den Aufbau dieser Einheit eingesetzt werden können.

Bezugszeichenliste

1

plattenförmiger Träger

2

Abdeckkörper

3

Fluidikkammer

4

Zuflussöffnung

5

Abflussöffnung

6

Detektionseinheit

7

Dichtung

8

Bohrung

9

CCD-Halterung

10

CCD-Chip

11

Makrooptik

12

Objekttisch

13

x/y-Verstellung

14

x/y-Verstellung der Lichtquelle

15

Kollimator

16

z-Achse

17

Filterschieber

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung von Analyten in einer Probe unter Einsatz von chemilumineszenten Markern, bei dem
für den Nachweis der Analyten spezifische Sonden auf einen plattenförmigen Träger (1) aufgebracht oder auf einem planen plattenförmigen Träger (1) bereitgestellt werden,
die zu analysierende Probe sowie ein flüssiges Reagenz, das die Chemilumineszenz an markierten Bindungen zwischen Analyten der Probe und den Sonden auslöst, zugegeben wird, und
die Lumineszenz ortsaufgelöst erfasst und den jeweiligen Sonden auf dem Träger zugeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor dem Zugeben des flüssigen Reagenz und/oder dem Aufbringen der spezifischen Sonden ein Abdeckkörper (2) zur Bildung einer Fluidikkammer (3) mit zumindest einer Zu- (4) und einer Abflussöffnung (5) dichtend auf den plattenförmigen Träger (1) aufgesetzt wird, wobei anschließend zumindest das flüssige Reagenz über die Zuflussöffnung (4) zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein ein Standardobjektträger als plattenförmiger Träger (1) eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckkörper (2) in einer optischen Detektionseinheit (6) zur Erfassung der Lumineszenz aufgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der der Abdeckkörper (2) nach Erfassung der Lumineszenz wieder vom plattenförmigen Träger (1) abgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Nachweis der Analyten spezifischen Sonden in definierter arrayförmiger Anordnung als Festphase auf dem plattenförmigen Träger (1) bereitgestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Nachweis der Analyten spezifischen Sonden als farblich codierte Mikropartikel bereitgestellt und nach dem Aufsetzen des Abdeckkörpers (2) über die Zuflussöffnung (4) in einer Schicht auf dem plattenförmigen Träger (1) ausgebracht werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckkörper (2) durch eine Handhabungseinrichtung automatisch auf den plattenförmigen Träger (1) aufgesetzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der der Abdeckkörper (2) über Klemmmittel mit dem plattenförmigen Träger (1) verbunden wird.

9. Vorrichtung zur Bestimmung von Analyten in einer Probe unter Einsatz von chemilumineszenten Markern, mit
einer Halterung für die Aufnahme eines plattenförmigen Trägers (1),
einer optischen Detektionseinheit (6) zur ortsaufgelösten Erfassung einer am plattenförmigen Träger (1) ausgelösten Lumineszenz, und
einer Auswerteeinrichtung zur Zuordnung der erfassten Lumineszenz zu den jeweiligen Sonden auf dem Träger (1) und Ausgabe der aus der Zuordnung resultierenden Analyten,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Vorratsbehältnis mit zumindest einem strukturierten und/oder mit einem Dichtelement versehenen Abdeckkörper (2), der auf einen in die Halterung eingesetzten platten förmigen Träger (1) zur Bildung einer Fluidikkammer (3) mit zumindest einer Zu- (4) und einer Abflussöffnung (5) dichtend aufsetzbar ist, und eine Handhabungseinrichtung zum automatischen Aufsetzen des Abdeckkörpers (2) auf einen in die Halterung eingesetzten plattenförmigen Träger (1) umfasst.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsbehältnis als Magazin mit mehreren Abdeckkörpern (2) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsbehältnis zumindest zwei unterschiedlich ausgebildete Abdeckkörper (2) umfasst, von denen einer zur Bestimmung der Analyten unter Einsatz von chipbasierenden Sonden und der andere zur Bestimmung der Analyten unter Einsatz von beadbasierenden Sonden auf dem plattenförmigen Träger (1) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckkörper (2) eine Ausnehmung zur Bildung der Fluidikkammer (3) aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflussöffnung (4) des Abdeckkörpers (2) kapillarförmig ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung für die Aufnahme und der Abdeckkörper (2) für die Abdeckung eines Standardobjektträgers (1) ausgebildet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dosiervorrichtung zum automatischen Einfüllen einer flüssigen Reagenz über die Zuflussöffnung (3) in die zwischen einem eingesetzten Träger (1) und dem Abdeckkörper (2) gebildete Fluidikkammer (3) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dosiervorrichtung zum automatischen Einfüllen der Probe über die Zuflussöffnung (3) in die zwischen einem eingesetzten Träger (1) und dem Abdeckkörper (2) gebildete Fluidikkammer (3) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Detektionseinheit (6) eine CCD- Kamera mit einer vorgeschalteten Makrooptik umfasst.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemmeinrichtung zur lösbaren Verbindung des in die Halterung eingesetzten plattenförmigen Trägers (1) mit dem aufgesetzten Abdeckkörper (2) vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckkörper (2) als Einmalartikel ausgelegt ist.