DE10060889A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kryospeicherung - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Kryokonservierung werden auf einem Speichersubstrat mindestens eine Probe angeordnet und positionsspezifisch Probendaten, die für Merkmale der Probe charakteristisch sind, gespeichert. Es wird auch ein Speichersubstrat zur Kryokonservierung mit einem derartigen Verfahren beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Kryospeicherung von Pro­ ben, insbesondere zur Herstellung, Lagerung und Manipulierung biologischer Proben im kryokonservierten oder aufgetauten Zu­ stand, wie z. B. ein Kryospeicherungsverfahren für biologische Zellen. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Schreiben und Lesen von Daten. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Kryospeicherung von Proben, insbesondere ein Speichersubstrat für biologische Proben, wie z. B. Zellen, ei­ ne Vorrichtung zum Schreiben und Lesen von Daten in Speicher­ medien und eine Kryobanksystem. Die Erfindung betrifft auch Anwendungen der Kryokonservierung biologischer Proben.

Die Kryokonservierung ist ein allgemein bekanntes Verfahren zur Haltbarmachung insbesondere biologisch oder medizinisch relevanter Materialen. Diese Materialien umfassen bspw. Gewebe und Organe, Körperflüssigkeiten oder auch einzelne Zellen oder Zellbestandteile. Die Kryokonservierung erfolgt nach bestimm­ ten Prozeduren in Behältern oder auf Substraten, deren Gestalt an das Material oder Probe angepasst ist. Behälter zur Kryo­ konservierung sind bspw. für Gewebe und Organe (siehe DE-OS 199 22 31, EP-A 0 853 238, DE-OS 197 25 768, DE-OS 199 05 163), für Blutkomponenten (siehe z. B. DE-OS 198 26 350) und für zell- oder tropfenförmige Kryoproben (siehe z. B. US-A-5 275 016, EP-B 0 475 409, DE-OS 199 21 236, EP-B 0 804 073) be­ kannt.

Ein generelles Anliegen bei der Kryokonservierung biologischer Proben besteht in der Identifizierbarkeit der Proben. Kryokon­ servierte Proben müssen in Bezug auf ihre Herkunft und Eigen­ schaften mit hoher Sicherheit identifizierbar sein, ohne dass ein Auftauen erforderlich ist. Bei den makroskopischen Kryoproben ist dies kein Problem, da Organ- oder Blutbehälter mit einer Beschriftung versehen werden können. Das Auffinden der Kryoproben erfolgt in Abhängigkeit vom Ablagesystem der jewei­ ligen Kryobank.

Bei kleinen Kryoproben in Form von gefrorenen Suspensionstrop­ fen, Zellen, Zellaggregaten oder Zellbestandteilen ist die Identifizierung der Kryoproben erheblich problematischer. Eine Kryoprobe wäre gegenüber der Beschriftung vernachlässigbar klein. Oft besteht ein Interesse an der Kryokonservierung ei­ ner Vielzahl mikroskopisch kleiner Proben. Die Lagerung und Identifizierung von kleinen Kryoproben mit Beschriftung wäre unpraktikabel. Des Weiteren liegen die kryokonservierten Zell­ proben bei herkömmlichen Konservierungstechniken, die auf dem Aufsprühen von Zellsuspensionen auf gekühlte Oberflächen (sie­ he z. B. EP-B 0 475 409), in einem ungeordneten Zustand vor. Es können lediglich größere Menge von Einzelproben unspezi­ fisch gemeinsam konserviert werden.

Bei den in EP-B 0 804 073 und DE-OS 199 21 236 beschriebenen Konservierungstechniken ist eine geordnete Ablage und spezifi­ sche Bearbeitung selbst kleinster Proben auf Kryosubstraten möglich. Die Probenablage erfolgt bspw. unter Verwendung einer Mikrotropfenschusseinrichtung, die auf der Grundlage bestimm­ ter Zielkoordinaten angesteuert wird. Die Proben befinden sich auf definierten Substratpositionen, an denen auch eine spezi­ fische Vermessung von Probeneigenschaften und Identifizierung der Proben ermöglicht wird. Das Substrat kann mit einer Mar­ kierung versehen sein, um die Probenpositionen auf dem Sub­ strat zu definieren. Beispielsweise wird in DE-OS 199 21 236 für die matrixartige Ablage von Kryoproben in geraden Zeilen und Spalten vorgeschlagen, das Substrat mit einer Bezeichnung der Spalten und Zeilen zu versehen. Diese Markierungstechnik ist in Fig. 17 (Stand der Technik) illustriert.

Die herkömmliche Markierung von Kryosubstraten gemäß Fig. 17 besitzt die folgenden Nachteile. Es wird zwar die Identifizie­ rung von Proben ermöglicht, damit wird aber lediglich eine Po­ sitionsinformation gegeben. Der beschränkte Informationsgehalt der Substratmarkierung stellt jedoch ein Problem dar, da neben der Probenidentifizierung auch zusätzliche Daten, z. B. über die Beschaffenheit oder die Vorgeschichte der Probe oder über Messergebnisse verfügbar sein sollen. Diese Daten könnten zwar in einer parallel betriebenen Datenbank gespeichert werden. Der getrennte Betrieb von Kryo- und Datenbanken stellt aber ein erhebliches Risiko für die Sicherheit der Merkmalszuord­ nung zu den einzelnen Proben dar. Dieses Risiko ist insbeson­ dere bei humanmedizinischen Anwendungen kritisch, da eine Pro­ benverwechslung den Erfolg einer weiteren Verwendung der Kryo­ probe vereiteln kann. Außerdem besitzt die Substratmarkierung den Nachteil, dass eine Probenidentifizierung nur im Verbund mit dem Kryosubstrat möglich ist. Wenn einen Probenentnahme erfolgt, wie es bspw. in DE-OS 199 21 236 beschrieben wird, kann nach Trennung vom Kryosubstrat eine Probenidentifizierung nur durch eine aufwendige Messung von Probeneigenschaften im aufgetauten Zustand erfolgen.

Aus DE-OS 197 52 085 ist ein Probenträger für mikroskopische Untersuchungen an einer Vielzahl von Proben bekannt. Der her­ kömmliche Probenträger wird durch ein in Fig. 18 (Stand der Technik) in schematischer Draufsicht gezeigtes Substrat mit einer Vielzahl von Probeaufnahmeräumen gebildet. Das Substrat besitzt bspw. die Form eines Plattenspeichers (z. B. CD). Zwi­ schen einem in der Substratmitte befindlichen Durchgangsloch und den matrixartig angeordneten Probeaufnahmeräumen ist ein Ringbereich gebildet. Aus DE-OS 197 52 085 ist bekannt, diesen Ringbereich zu Speicherung von Probendaten auszugestalten. Der herkömmliche Probenträger besitzt den Nachteil, lediglich zur Aufnahme von flüssigen Proben und nicht für die Kryokonservie­ rung ausgelegt zu sein. Außerdem stellt die Speicherung von Probendaten auf dem Innenring die selben Nachteile dar, wie die o. g. Substratmarkierung. Es können zwar mehr Daten ge­ speichert werden, die Zuordnung zu den einzelnen Proben ist jedoch nicht fehlerfrei möglich.

Neben den genannten Nachteilen der herkömmlichen Techniken gibt es des Weiteren den folgenden Grund für die bisher gering entwickelte Anwendung der Kryokonservierung insbesondere in der zellulären Biotechnologie. Wenn ein direktes Einfrieren biologischer Proben in einer flüssigen Kühlphase (z. B. Stick­ stoff) erfolgt, besteht ein Kontaminationsrisiko. Über die Kühlphase können Viren auf die Proben übertragen werden. Um dieses Risiko zu vermeiden, muss der Kontakt mit der flüssigen Phase vermieden oder für eine dichte Abdeckung der Proben ge­ sorgt werden. Dies ist bisher jedoch nicht in praktikabler Weise realisiert worden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Kryokonservierung bereitzustellen, mit dem die Nachteile der herkömmlichen Techniken überwunden werden, das einen er­ weiterten Anwendungsbereich besitzt und insbesondere für auto­ matisierte Konservierungsanlagen geeignet ist. Das neue Ver­ fahren zur Kryokonservierung soll insbesondere ermöglichen, dass Probendaten in größerem Umfang und mit erhöhter Datensi­ cherheit (d. h. mit erhöhter Sicherheit der Zuordnung von Pro­ bendaten zu bestimmten Proben) den Proben zugeordnet werden. Die Erfindung soll auch eine hochspezifische Datenzuordnung zu einzelnen Kryoproben ermöglichen. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, Vorrichtungen zur Umsetzung derart verbesserter Kryokonservierungsverfahren anzugeben.

Diese Aufgaben werden mit Verfahren oder Vorrichtungen mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 1, 11, 18 und 19 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Grundidee der Erfindung ist es, mindestens eine Probe auf einem Substrat anzuordnen und auf dem Substrat eine Speiche­ rung von Probendaten vorzunehmen, die für Merkmale der Kryo­ probe charakteristisch sind. Die Speicherung der Probendaten erfolgt positionsspezifisch in einem Probendatenspeicher vor­ zugsweise an der Ablageposition der jeweiligen Probe. Durch die Ablage von Proben und Probendaten an gemeinsamen oder eng benachbarten oder aneinandergrenzenden Positionen des Substra­ tes werden eine Reihe von Vorteilen erzielt. Die Probendaten sind durch ihre Ablageposition eindeutig den jeweiligen Proben zugeordnet. Eine Verwechslung der Probenzuordnung wird ausge­ schlossen. Bei Entnahme von Proben können simultan am Ablage­ ort die zugehörigen Daten abgelesen oder mit dem Speichermedi­ um vom Substrat entfernt, so dass auch nach der Probenabnahme bei der weiteren Verarbeitung die Identifizierung der Probe und die Zuordnung der Probendaten sichergestellt ist. Es kann eine. Entnahme von einzelnen Proben bei beliebigen Temperatu­ ren, insbesondere auch im gefrorenen Zustand, erfolgen.

Anwendungsabhängig können die Probenablage und die Datenspei­ cherung bei Raumtemperatur mit anschließender Abkühlung zur jeweils erforderlichen Konservierungstemperatur oder auch im gekühlten Zustand erfolgen. Die Erfinder haben überraschender­ weise festgestellt, dass sowohl ein Schreiben als auch ein Le­ sen von Daten in oder aus an sich bekannten Speichermedien (z. B. optische Speicher, magnetische Speicher, elektromagnetische Speicher) selbst bei Konservierungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes des Wassers möglich sind. Die Probendatensätze sind in allen Phasen eines Kryokonservierungsvorganges zuver­ lässig lesbar.

Besondere Vorteile besitzt die Erfindung bei der Ablage einer Vielzahl von Proben auf einem gemeinsamen Substrat mit einer positionsspezifischen Speicherung einer Vielzahl von Probendatensätzen. Das Substrat dient gleichzeitig als Kryosubstrat mit Probenträgern zur Aufnahme, Halterung und Freigabe von Kryoproben und als Datenträger, der wie ein für die Computer­ technik bekanntes Speichermedium eine Vielzahl von Daten an den Substratpositionen entsprechend den jeweiligen Proben speichert. Die Proben werden z. B. tropfenweise und zueinander isoliert als Zellsuspensionstropfen auf die Probenträger des Kryosubstrates aufgebracht. Jedem Probenträger ist ein Proben­ datenspeicher zugeordnet, in dem zugehörige Daten abgelegt werden. Die gleichzeitige Ablage von Proben und Probendaten erfolgt langzeitstabil und verwechslungssicher. Die erfin­ dungsgemäße Kryokonservierung wird wegen der Analogie zur elektronischen Datenspeicherung hier als Kryospeicherung be­ zeichnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Kryospeicherung auf einem Speichersubstrat, bei dem je­ weils ein Probenträger und ein Probendatenspeicher ein inte­ grales Bauteil bilden, dass reversibel oder irreversibel vom Substrat lösbar ist. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kryospeicherelement, das einen Probenträger zur Aufnahme einer Kryoprobe und einen Probendatenspeicher zur Ablage zugehöriger Probendaten umfasst. Ein erfindungsgemäßes Speichersubstrat wir durch einen Grundkörper, der vorzugsweise eine flächige Gestalt besitzt, mit einer Vielzahl von Kryospeicherelementen gebildet. Das Speichersubstrat kann anwendungsabhängig eine beliebige 2- oder 3-dimensionale geometrische Form besitzen. Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung hat der Grundkörper des Speichersubstrates die Gestalt einer optischen Speicherplatte (CD-Rom), in die die Kryospeicherelemente in­ tegriert sind, oder mindestens einer Leiterplatte, auf der die Kryospeicherelemente wie elektrische Schaltkreise (Chips) auf­ gesetzt sind.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betreiben einer Kryobank mit einer Vielzahl von Speichersubstraten. Auf mindestens einem Speichersubstrat werden eine Vielzahl von Proben abgelegt, die bspw. zu einem Organismus (Probanden) ge­ hören. Die Proben umfassen bspw. spezifische Zellen, des Pro­ banden (z. B. Stammzellen, Gewebezellen). Die Ablage der Pro­ ben erfolgt zunächst gemeinsam mit den probenspezifischen Da­ ten, insbesondere Daten zur Identifizierung der Art der Proben und des Probanden, des Konservierungszeitpunktes und der zum Zeitpunkt der Konservierung vorliegenden Messdaten. Im Verlauf des Betriebes der Kryobank werden Proben gemeinsam mit den zu­ gehörigen Probendaten für Messzwecke, diagnostische Aufgaben oder therapeutische Verfahren entnommen und/oder weitere Pro­ ben oder Probendaten ergänzt. Die Probendaten umfassen allge­ mein alle Merkmale und Parameter der Proben und des Proben­ spenders und ggf. Zusatzinformationen zur Datenablage auf dem Speichersubstrat.

Durch die folgenden vorteilhaften Merkmale der erfindungsgemä­ ßen Kryospeicherung werden die Nachteile herkömmlicher plana­ rer oder dreidimensionaler Substrate überwunden. Die Proben (z. B. eingefrorenen Zellsuspensionsvolumina) sind zu jedem Zeitpunkt spezifisch zugänglich. Dies gilt auch für den Tief­ temperaturzustand. Es können an definierten Substratpositionen kleinste Probenvolumina angeordnet werden, die charakteristi­ sche Dimensionen im mm-Bereich oder darunter, vorzugsweise je­ doch typische Größen von 10³ µm³ (10.10.10 µm³) bis zu eini­ gen 10 nm³ besitzen. Die Proben können bspw. eine oder eine Vielzahl von Zellen (10⁵ bis 10⁶ Zellen), Zellbestandteile, biologisch relevante Objekte (wie z. B. Membranvesikeln, DNA- Materialien, Makromoleküle) und/oder Zellverbände enthalten.

Die Proben können selektiv im tiefgekühlten Zustand des Spei­ chersubstrates entnommen werden, ohne dass die Kühlung der üb­ rigen Proben unterbrochen wird. Zur Probenabnahme und zum Datenauslesen ist kein Auftauen des gesamten Speichersubstrates erforderlich.

Die Probendaten können automatisch computergestützt geschrie­ ben oder gelesen werden. Die Zuordnung von Probendatenspei­ chern und Probenträgern ist eindeutig. Die Proben werden ver­ wechslungssicher abgelegt. Die Zuordnung entnommener Proben zu den Probendaten und auch zum Speichersubstrat bleibt erhalten, so dass die Historie einer Probe rekapituliert werden kann. Dies stellt einen besonderen Vorteil bei medizinischen Anwen­ dungen der Erfindung dar.

Erfindungsgemäße Speichersubstrate besitzen eine hohe mechani­ sche Stabilität und Langzeithaltbarkeit. Die erfindungsgemäße Kryospeicherung ermöglicht erstmalig eine sichere Ablage von biologischen Proben über Jahrzehnte. Eine Kryobank kann über die gesamte Lebensdauer eines Probanden, z. B. für die Dauer eines Menschenalters, zuverlässig betrieben werden. Das Spei­ chersubstrat besitzt einen relativ einfachen Aufbau, der einen massenhaften Einsatz von Speichersubstraten in Kryobanken er­ möglicht.

Die Erfindung besitzt auch Vorteile in Bezug auf das genannte Kontaminationsrisiko. Die erfindungsgemäßen Speichersubstrate ermöglichen eine Reihe von unten erläuterten Maßnamen, mit de­ nen verhindert wird, dass ein flüssiges Kühlmedium direkt mit den Proben in Verbindung kommt. Ein virale Kontamination über die Kühlphase wird vermieden. Es wird auch der Niederschlag von Wasser oder anderen Substanzen auf den Proben ausgeschlos­ sen.

Ein weiterer wichtiger Vorteil erfindungsgemäßer Speichersub­ strate besteht darin, dass die abgelegten Proben im kryokon­ servierten oder aufgetauten Zustand den üblichen Mess- und Analysemethoden (z. B. optische Messungen, mikroskopische Beo­ bachtungen) bei gleichzeitiger Lesbarkeit der Datensätze zu­ gänglich sind. Die Daten in den Probendatenspeichern werden auch bei mehrmaligen Einfrier- oder Auftauvorgängen aufrecht­ erhalten.

Die Kryospeicherung erfolgt bei anwendungsabhängig gewählten Konservierungsbedingungen. Die Temperatur der Kryospeicherung und der zeitliche Ablauf von Temperaturabsenkung oder -steigerungen werden in Abhängigkeit von der Konservierungs­ aufgabe und dem Material gewählt. Die Konservierungstemperatur liegt im Bereich unterhalb der Raumtemperatur, vorzugsweise unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser bei Normaldruck und bei den bevorzugten Langzeitanwendungen unterhalb von -80°C. Die Kryotemperatur wird vorzugsweise durch ein flüssiges Kühl­ medium (Stickstoff) oder den Dampf des Kühlmediums einge­ stellt.

Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass kleinste Probenvolumi­ na kryokonserviert werden. Dies ermöglicht schnelle Tempera­ turänderungen, reproduzierbare Konservierungsbedingungen und eine individuelle Probenhandhabung, -behandlung oder -messung.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Fol­ genden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Speichersub­ strates gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Illustration der Proben­ entnahme von einem Speichersubstrat gemäß Fig. 1,

Fig. 3 bis 7 schematische Draufsichten auf verschiede­ nen Gestaltungen von Proben- und Spei­ cheranordnungen auf einem Speichersub­ strat,

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Speichersubstrates gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9 schematische Ansichten verschiedener geo­ metrischer Anordnungen von Kryospeicher­ elementen,

Fig. 10 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Speichersubstrates gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11 eine Illustration der Entnahme von Kryo­ speicherelementen aus einem erfindungsge­ mäßen Speichersubstrat gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 eine schematische Illustration einer fo­ lienförmigen Abdeckung an einem erfin­ dungsgemäßen Speichersubstrat,

Fig. 13 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Speichersubstrates gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 14 schematische Perspektivansichten von Spei­ chersubstraten gemäß einer sechsten Aus­ führungsform der Erfindung,

Fig. 15 eine schematische Perspektivansicht eines Kryospeicherelementes des Speichersubstra­ tes gemäß Fig. 14, und

Fig. 16 eine schematische Perspektivansicht einer Abwandlung des Kryospeicherelementes gemäß Fig. 15,

Fig. 17 und 18 Draufsichten herkömmlicher Probenträger (Stand der Technik).

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Speichersubstrates 100 ist ein Grundkörper 110 vorgesehen, der eine Vielzahl von Kryospeicherelementen 120 trägt. Der Grundkörper 110 (ausschnittsweise dargestellt) besitzt typische Dimensionen wie z. B. eine optische lesba­ re/beschreibbare Speicherplatte (im Folgenden: CD). Zur Auf­ nahme der Kryospeicherelemente 120 besitzt der Grundkörper 110 Durchtrittöffnungen 111, in denen die Kryospeicherelemente in Art einer Presspassung sitzen. Auf einer Seite des Grundkör­ pers 110 ist ein schichtförmiges Speichermedium 112 angeord­ net. Das Speichermedium 112 ist eine Datenschicht, wie sie von herkömmlichen CD's bekannt und zum Schreiben und Lesen von Da­ ten geeignet ist. Das Speichermedium 112 ist vorzugsweise zum optischen Schreiben ("Brennen") und Lesen der Daten ausgelegt. Es kann aber auch ein magnetisches oder ein topographisches Speichermedium vorgesehen sein. Auf dem Speichermedium 112 ist ggf. eine Schutzschicht vorgesehen (nicht dargestellt).

Das Speichermedium 112 umfasst Schichtbereiche, die auf dem Grundkörper 110 aufliegen und als Basisspeicher 113 dienen, und Bereiche, die zu den Kryospeicherelementen 120 gehören und als Probendatenspeicher 122 dienen. Die Basisspeicher 113 und Probendatenspeicher 122 können zunächst eine geschlossene Schicht des Speichermediums 112 bilden, die nach Probenentnahmen (siehe Fig. 2) ggf. unterbrochen wird. Der Basisspeicher 113 enthält vorzugsweise Substratdaten, die sich bspw. auf die Art der Anordnung der Kryospeicherelemente und die Identifi­ zierung des Substrates beziehen. Die Probendatenspeicher 122 enthalten Probendaten (siehe unten).

Die Kryospeicherelemente 120 bestehen jeweils aus einem Pro­ benträger 121 und dem Probendatenspeicher 122. Der Probenträ­ ger 121 ist ein Formteil aus Kunststoff mit einer T- oder tel­ ler-/pilzförmigen Gestalt. Der Probenträger kann anstelle von Kunststoff auch aus einem biokompatiblen und inerten Material (z. B. Halbleitermaterial) bestehen. Der Probenträger 121 um­ fasst eine plattenförmige Probenaufnahme 123 und einen Träger­ stift 124. Die innere Form der Durchtrittsöffnungen 111 und die äußere Form des Trägerstifts 124 sind zur Bildung einer Presspassung aufeinander abgestimmt. Zwischen den Rändern der Probenaufnahmen 123 sind Abstände 125 gebildet. Die Abstände 125 verringern das Risiko einer gegenseitigen Kontamination zwischen den Proben. Außerdem vereinfachen sie die Entnahme von Kryospeicherelementen. Mit den Trägerstiften 124 ist je­ weils ein Probendatenspeicher 122 fest verbunden.

Auf den Probenaufnahmen 123 befinden sich die Kryoproben 130, insbesondere in Form von gefrorenen Flüssigkeitstropfen. Die Tropfen sind Zellsuspensionen oder auch Referenzproben, z. B. mit Mustern von Kultivierungsmedien, Lösungen von Markierungs­ farbstoffen oder Sondenproben. Sondenproben sind Referenzpro­ ben, die Substanzen enthalten, die auf eine Änderung kriti­ scher Umgebungsbedingungen empfindlich reagieren. Als Sonden­ proben können bspw. chemische Verbindungen verwendet werden, die empfindlich gegenüber radioaktiver Strahlung oder uner­ wünschten Temperaturerhöhungen sind. Eine Kontrolle der Son­ denproben ermöglicht eine Überprüfung des Lagerungszustandes des Speichersubstrates in einer Kryobank.

Über den Kryoproben 130 ist eine Abdeckfolie 114 angeordnet, die der Vermeidung von Kontaminationen aus dem Kühlmedium oder aus der sonstigen Umgebung dient.

Typische Dimensionen der Probenaufnahmen 123 sind bspw. 0.1 bis 3 mm. Die Gesamtdicke des Speichersubstrates 100 beträgt bspw. rd. 2 mm.

Zur erfindungsgemäßen Kryospeicherung von Proben wird ein den Kryoproben und ggf. Referenzproben beschickt. Die Beschi­ ckung erfolgt bspw. mit einer Mikrotropfenschusseinrichtung, wie es in EP-B 0 804 073 beschrieben ist. Die Proben werden als Mikrotropfen im gekühlten Zustand des Speichersubstrates 100 gezielt auf die Probenaufnahmen 123 aufgeschossen, wo sie beim Auftreffen festfrieren. Ebenfalls im tiefgekühlten Zu­ stand des Speichersubstrates 100 erfolgt ein Einschreiben (Einbrennen) erster Probendaten in die Probendatenspeicher 122. Nach Beschickung des Substrates erfolgt die Aufbringung der Abdeckfolie 114 und die Einbringung des Speichesubstrates 100 in eine Halterung unter den jeweiligen Kühlbedingungen des verwendeten Kryokonservierungssystems.

In Fig. 2 ist die Entnahme von Proben vom Speichersubstrat 100 illustriert. Erfindungsgemäß erfolgt die Probenentnahme durch Abtrennen des jeweiligen Kryospeicherelementes 120 vom Grundkörper 110. Das Abtrennen erfolgt mit einer Stanzeinrich­ tung 140 in Zusammenwirkung mit einer Stempeleinrichtung 150. Die Stanzeinrichtung besitzt ein hohles Schneidwerkzeug 141, dessen Schneide 142 an die äußere Form der Probenaufnahme 123 angepasst ist. Das Stanzwerkzeug kann bspw. durch eine Hohlka­ pillare mit einem angeschliffenen Ende gebildet werden. Die Stempeleinrichtung 150 besitzt einen Stempel 151, mit dem der Probedatenspeicher 122 vom übrigen Speichermedium 112 abge­ trennt und der Trägerstift 124 aus der Durchtrittsöffnung 111 herausgedrückt werden kann. Am Ende des Stempels 151 ist ggf. auch ein Schneidwerkzeug zur verbesserten Durchtrennung des Speichermediums 112 vorgesehen. Die Stanz- und Stempeleinrich­ tungen 140, 150 können zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur des Speichersubstrates 100 aktiv oder passiv ge­ kühlt sein.

Fig. 2 zeigt einen besonderen Vorteil der Erfindung. Mit der Stanzeinrichtung 140 wird die Probe 130 mit dem Kryospeichere­ lement 120 entnommen, ohne dass andere Probendepots geöffnet werden. Die Probe 130 ist auch nach der Entnahme mit dem Pro­ bendatenspeicher 122 verbunden. Es kann eine Übertragung der Probe auf ein anderes Speichersubstrat und/oder eine Messein­ richtung unter Kryobedingungen oder bei erhöhter Temperatur erfolgen. Eine Ergänzung von Probendaten, z. B. in Abhängig­ keit von einem Messergebnis, wird am Probendatenspeicher 122 vorgenommen (Datenakkumulation).

Die Fig. 3 bis 7 illustrieren erfindungsgemäße Speichersub­ strate (z. B. gemäß Fig. 1) in schematischer Draufsicht. Ein Speichersubstrat 100 ist wie eine herkömmliche CD geformt und besitzt insbesondere in der Mitte eine Durchtrittsöffnung 101 zur Anbringung des Speichersubstrates in der Kryokonservie­ rungsvorrichtung und/oder einem Lese-/Schreibsystem. Die Pro­ benaufnahmen 123 der Probenträger sind bei dieser Ausführungs­ form rechteckig gebildet. Sie besitzen typische Dflächendimen­ sionen von rd. 0.1 bis 30 mm². Die Probenaufnahmen 123 sind gruppenweise in Sektoren 102 angeordnet. Bei Entnahme von Pro­ ben mit den jeweiligen Kryospeicherelementen bleibt der Grund­ körper 110 mit den freien Durchtrittsöffnungen 111 zurück.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform mit kreisför­ migen Probenaufnahmen 123. Auf jeder Probenaufnahme 123 kann ein Tropfen mit einem Volumen von einigen mm³ abgelegt werden. Jeder Tropfen kann bis zu 10⁵ Zellen enthalten. Auf dem gesamten Speichersubstrat mit einem Durchmesser von ca. 12 cm kön­ nen damit bis zu 10⁸ Zellen abgelegt werden.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Gestaltung mit kreisförmigen Probenaufnahme 123, die im Vergleich zu Fig. 4 kleinere Durchmesser besitzen (z. B. 0.01 bis 1 mm). Die Gesamtzahl der Kryospeicherelemente auf dem Speichersubstrat 100 wird dadurch erhöht. Die Variabilität bei der Probenentnahme steigt.

Die in Fig. 1 illustrierten Basisspeicher 113 können auch se­ lektiv entsprechend bestimmter Bahnen im Speichermedium ange­ ordnet sein. Dies ist in den Fig. 6 (ringsförmige Speicher­ bahnen) und 7 (strahlförmig ausgerichtete Speicherbahnen) il­ lustriert. Mit den Basisspeichern 113 erfolgt eine zusätzliche Fragmentierung des Speichersubstrates.

Fig. 8 illustriert ausschnittsweise eine abgewandelte Form eines Speichersubstrates 200 mit einem Grundkörper 210, der durch die Probenträger 221 der Kryospeicherelemente gebildet wird. Die Probenträger 221 besitzen auf einer Seite die Pro­ bendatenspeicher 222 und auf der entgegengesetzten Seite die Probenaufnahmen 223. Die Probenträger 221 sind Formteile, z. B. aus Kunststoff oder einem Halbleitermaterial, in denen die Probenaufnahmen 223 als Ausnehmungen gebildet sind. Die Pro­ benträger 221 sind über Sollbruchstellen 224 miteinander ver­ bunden. Die Probendatenspeicher 222 bilden eine auf der Unter­ seite des Grundkörpers 210 angeordnete Schicht des Speicherme­ diums.

Auf der Oberseite des Speichersubstrates ist eine Abdeckfolie 214 vorgesehen, mit der die Proben 230 abgedeckt werden. Die Abdeckfolie 214 umgreift den Grundkörper 210 an seiner Außen­ kante mit einem umlaufenden Vorsprung 215.

Die Verwendung des Speichersubstrates 200 insbesondere die Be­ schickung und die Datenspeicherung erfolgen nach den oben er­ läuterten Prinzipien. Zur Probenentnahme werden Kryospeichere­ lemente 220 jeweils mit einem Träger 221 und einem Probenda­ tenspeicher 222 mit einem geeigneten Werkzeug vom Speichersub­ strat 200 getrennt (z. B. herausgebrochen, abgeschnitten oder dergleichen). Anwendungsabhängig sind die Sollbruchstellen 224 mit einer bestimmten Geometrie ausgeführt, wie dies in Fig. 9 illustriert ist.

In Fig. 9 bezeichnen die weißen Linien den Verlauf der Soll­ bruchstellen 224. In den jeweils umrahmten schwarzen Bereichen befinden sich die Probenträger insbesondere mit den Probenauf­ nahmen. Die Probenaufnahmen können innerhalb des Speichersub­ strates 200 verschiedenen Geometrien besitzen, z. B. nach in­ nen hin enger (linkes Teilbild) oder schmaler werden (rechtes Teilbild).

Eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Speicher­ substrates 300 ist in Fig. 10 illustriert. Das Speichersub­ strat besitzt einen scheibenförmigen Grundkörper 310 in Form einer ebenen, gleichförmigen Platte, Einfügungen oder Soll­ bruchstellen sind bei dieser Ausführungsform nicht vorgesehen. Die Kryospeicherelemente 320 bilden bei dieser Gestaltung le­ diglich eine Einheit, solange die Proben 230 auf dem Speicher­ substrat 300 angeordnet sind. Als Probenträger 321 ist für je­ de Probe eine Probenaufnahmeschicht vorgesehen. Die Probenauf­ nahmeschicht besteht aus einem Kunststoffmaterial, das eine geringe Haftung zum Grundkörper 310 besitzt (z. B. aus PTFE oder Kautschuk). Die geringe Haftung ist insbesondere im Tief­ temperaturbereich gegeben.

Zur Abtrennung einer Probe 330 wird die Probe mit der Proben­ aufnahmeschicht mit einem geeigneten Werkzeug vom Grundkörper 310 abgetrennt (z. B. abgehoben, abgehobelt, abgeschoben oder abgezogen). Der Probendatenspeicher 322 verbleibt auf der Sub­ stratunterseite.

Die Proben 330 sind auch bei dieser Ausführungsform mit einer Abdeckung 314 gegen Kontaminierungen geschützt. Die Abdeckung 314 wird durch einen Deckel gebildet, der gegenüber dem Grund­ körper 310 über eine Ringdichtung 315 abgedichtet ist.

In Fig. 11 ist im oberen Teilbild in perspektivischer Ansicht ein Ausschnitt eines Speichersubstrates 400 gemäß einer weite­ ren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei diesem Speichersubstrat sind die Kryospeicherelemente 420 in Form ei­ ner Vorperforation oder einer Presspassung im Grundkörper 410 vorgesehen. Der Grundkörper 410 und die Kryospeicherelemente 420 bilden eine ebene Platte, auf deren Unterseite das Spei­ chermedium 412 schichtförmig angeordnet ist. Das Speichermedi­ um 412 (Datenträgerfolie) kann ebenfalls vorperforiert sein und befindet sich auf der Unterseite des Grundkörpers 410 mit der zum optischen Ein- und Auslesen von Daten erforderlichen Planarität.

Im unteren Teilbild von Fig. 11 ist das Kryospeicherelement 420 vergrößert dargestellt. Auf der Oberseite des Grundkörpers 410, der hier den Probenträger 421 bildet, ist als Probenauf­ nahme 423 eine Ausnehmung vorgesehen. In der Probenaufnahme ist die Kryoprobe 430 (z. B. Suspensionstropfen) angeordnet. Mit der Abdeckfolie 414 ist die Probe 430 gegen Kontamination geschützt. Auch an der Abdeckfolie 414 können Perforationen entsprechend der äußeren Form des Kryospeicherelements 420 vorgesehen sein. Erfindungsgemäß kann allgemein die Abdeckung oder Abdeckfolie auch als Speichermedium gebildet sein. Bei Entnahme des Kryospeicherelements 420 aus dem Speichersubstrat 400 mit einem analog zur Illustration in Fig. 2 aufgebauten Werkzeug wird die Probe 430 mit dem Probenträger 421, dem Pro­ bendatenspeicher 422 und dem Ausschnitt der Abdeckfolie 414 entnommen. Das Speichersubstrat 400 wird in einer Halterung fixiert und mit dem passgenauen Stempel 451 (ggf. mit Schneide 452) und der Stanzeinrichtung 440 vom Grundkörper 410 ge­ trennt. Die Stanzeinrichtung 440 ist mit einem beweglichen Stempel 441 versehen, der nach Abtrennung des Kryospeicherele­ mentes 420 dieses aus der Stanzeinrichtung herausdrückt.

Fig. 12 zeigt eine gegenüber Fig. 11 abgewandelte Ausfüh­ rungsform am Beispiel eines einzelnen Kryospeicherelementes 420 mit dem Probenträger 421 und der Probenaufnahme 423. Bei dieser Gestaltung ist die Abdeckung 414 durch eine zwei­ schichtige Folie gebildet. Auf dem Probenträger 421 liegt eine poröse Schicht 415 als Abdeckung auf. Darüber befindet sich eine dichte Schicht 416 mit einer aus der Substratebene abste­ henden Verlängerung 417. Die Verlängerung 417 kann manuell oder mit einem entsprechenden Werkzeug vom Substrat weggezogen werden. Dabei wird die untere Schicht 415 am Probenträger 421 freigelegt. Diese Prozedur kann im tiefgefrorenen oder auch im aufgetauten Zustand erfolgen. Die Probenaufnahme 423 wird zeitweilig teilweise geöffnet. Es kann ein rascher Austausch der Flüssigkeit in der Probenaufnahme 423 erfolgen. Es können bspw. Kryoprotektive aus der Zellsuspension ausgewaschen wer­ den.

Die Abdeckung 414 kann auch Daten oder Markierungen zur Iden­ tifizierung der Probe enthalten. Gemäß abgewandelten Gestal­ tungen kann ein aus weiteren Schichten gebildeter Aufbau der Abdeckung 414 vorgesehen sein.

Das Prinzip der mehrschichtigen Abdeckung ist auch in Fig. 13 am Beispiel einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ge­ zeigt. Da Speichersubstrat 500 umfasst wiederum einen Grund­ körper 510 mit pilzförmigen Vorsprüngen 511, auf denen die Probenträger 521 sitzen. Die Probenträger 521 sind Formteile jeweils mit einer Probenaufnahme 523 auf der Oberseite und einer Fixierausnehmung 524 auf der Unterseite. Die Fixierausneh­ mungen 524 und die Vorsprünge 511 wirken wie Druckknöpfe als lösbare mechanische Verbindungen zusammen. Auf der zu den Pro­ benträgern 521 entgegengesetzten Seite befindet sich als Spei­ chermedium 512 eine Datenträgerschicht, die die Probendaten­ speicher 522 bildet, die den jeweiligen Probenträgern 521 zu­ geordnet sind. Die Abdeckung 514 erfolgt nach dem Doppel­ schichtprinzip, das in Fig. 12 illustriert ist.

Zur Entnahme eines Probenträgers 521 im gefrorenen Zustand des Speichersubstrates 500 wird ein hobel- oder keilförmiges Werk­ zeug unter den Probenträger 521 geschoben. Mit dem Werkzeug wird die Verbindung zwischen dem jeweiligen Vorsprung 511 und der Fixierausnehmung 524 gelöst. Die Probe wird damit mit dem Probenträger 521 und Teilen der Abdeckung 514 vom Speichersub­ strat 500 abgetrennt. Auch bei dieser Ausführungsform geht bei der Abtrennung die Verbindung zum Probendatenspeicher 522 ver­ loren. Allerdings können Probendaten auch im entsprechenden Teil der Abdeckung 514 vorgesehen sein.

Die in den Fig. 14 bis 16 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass Speichersubstrat 600 durch mindestens eine Leiterplatte 610, die dem Grundkör­ per entspricht und mindestens ein auf die Leiterplatte 610 aufgesetztes Kryospeicherelement 620 gebildet wird. Die Lei­ terplatte 610 trägt elektrische (Leiterbahnen) oder optische (Lichtleiterfasern) Verbindungen 611, die jeweils eine Aufnah­ mefassung 612 zur Aufnahme von einem Kryospeicherelement mit einer externen (nicht dargestellten) Steuereintichtung verbin­ den. Die Aufnahmefassung entspricht im Wesentlichen dem Sockel einer herkömmlichen Schaltkreisfassung, in dem die Kontakte des Kryospeicherelements (siehe Fig. 15) eingesetzt werden. An den Aufnahmefassungen 612 können zusätzlich jeweils Schalt­ kreise zur Signalanpassung, Signalumsetzung oder Detektion der auf den Verbindungsleitungen 611 Signale oder von auf optischem Wege strahlend gelieferten Datensignalen vorgesehen sein.

Die Verbindungsleitungen 611 können auf der Oberseite der Lei­ terplatte 610 mit den Aufnahmefassungen 612 (oberes Teilbild von Fig. 14) oder auf der entgegengesetzten Seite (unteres Teilbild von Fig. 14) vorgesehen sein. Im letzteren Fall kön­ ne die Aufnahmefassungen 612 dichter angeordnet werden. Das untere Teilbild von Fig. 14 zeigt ferner, dass auf der Lei­ terplatte 610 auch ein Rechnerschaltkreis 613 zur Ansteuerung der Kryospeicherelemente, ggf. mit einem gesonderten RAM- Speicher, vorgesehen sein kann.

Jede Aufnahmefassung 612 ist zur Aufnahme eines Kryospeicher­ elementes 620 eingerichtet, dessen Einzelheiten in Fig. 15 gezeigt sind. Das Kryospeicherelement 620 umfasst analog zu den oben erläuterten Funktionen einen Probenträger 621, der mit dem Probendatenspeicher 622 verbunden ist. Gemäß einer be­ sonderes vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Kryospeicherelement durch einen an sich bekannten integrierten Schaltkreis gebildet. Der Schaltkreis enthält als Probendaten­ speicher 622 mindestens einen RAM-Speicher. Der Probenträger 621 ist beispielsweise in der Kunststoffabdeckung des integ­ rierten Schaltkreises gebildet. Die Probenaufnahme 623 ist ei­ ne Ausnehmung in der Kunststoffabdeckung. Bei einem herkömmli­ chen Chip mit einer Größe von 7.14 mm kann die Probenaufnahme 623 eine Grundfläche von ca. 4.10 mm bei einer Tiefe von 1 mm besitzen. Bei diesen Maßen können im Kryospeicherelement 620 bis zu fünf Millionen Zellen untergebracht werden.

Das Kryospeicherelement 620 kann auch einen kompletten Rech­ nerschaltkreis enthalten, mit dem die Funktion des Kryospei­ cherelements verwaltet wird und über den das Kryospeicherele­ ment nach außen kommuniziert.

Auf dem Boden der Probenaufnahme 623 können zusätzliche Steu­ ereinrichtungen zur Manipulierung der Probe Sensor- und/oder Anzeigeeinrichtungen 624 vorgesehen sein. Die Steuereinrich­ tungen umfassen ggf. Kühl- und Heizelemente, z. B. Peltier- Elemente, Widerstandsheizelemente, zur gesteuerten Abkühlung oder Erwärmung der Probe oder Materialien mit erhöhter Wärme­ kapazität zur Reduzierung der Wärmebelastung der Probe während eines Chiptransportes. Als Anzeigeeinrichtung kann eine Licht­ quelle vorgesehen sein, die bspw. einen bestimmten Zustand des Kryospeicherelements 620 bzw. der Probe signalisiert oder die als Messlichtquelle für Messungen an der Probe 630 dient. Zu­ sätzlich ist das Kryospeicherelement 620 mit einer Abdeckung 614 versehen, die die Probe von Kontamination, Verdunstung und Sublimation schützt. Die Abdeckung 614 ist bspw. eine Plastik­ kappe, eine aufgeschweißte Folie oder ein anderes schichtför­ miges Bauteil, das eine dichte, lösbare Verbindung mit dem Probenträger 621 eingeht.

Der Probenträger 621 dient auch als Führung für die Kontaktfü­ ße 625 des Kryospeicherelements. Die Kontaktfüße sind insbe­ sondere mit dem Probendatenspeicher 622 und ggf. den Steuer- und Anzeigeeinrichtungen 624 verbunden.

Im Gegensatz zu den aus der zellulären Biotechnologie bekann­ ten Diagnosechips besteht beim Kryospeicherelement 620 zwi­ schen der Probe 630 und dem Probendatenspeicher 622, den Steu­ er- und/oder Anzeigeeinrichtungen 624 keine Verbindung, die auf eine Erfassung elektrischer Parameter der in der Probe eingefrorenen Zellen gerichtet ist.

Die Abdeckung 614 gemäß Fig. 15 kann auch durch einen Kryobe­ hälter 615 gemäß Fig. 16 ersetzt werden. Mit dem Kryobehälter 615 wird die Oberseite des Probenträgers 621 als Gefäß gebil­ det, das analog zu einem herkömmlichen Kryogefäß aufgebaut ist. Es kann insbesondere ein Deckel 616 mit einer abgedichteten Schraubverbindung zum zylinderförmigen Behälterkörper 617 vorgesehen sein. Der Kryobehälter 615 besteht aus einem kälte­ resistenten Kunststoffmaterial. Die in Fig. 16 dargestellte Ausführungsform der Erfindung besitzt den vor Vorteil, dass der Kryobehälter 615 auch manuell, z. B. durch Pipettieren, beschickt werden kann.

Die in den Fig. 14 bis 16 dargestellte Ausführungsform der Erfindung besitzt eine Reihe von Vorteilen. Das Kryospeicher­ element wird durch einen elektronischen Chip gebildet, der als Probendatenspeicher einen elektronisch von außen beschreibba­ ren und lesbaren Speicher enthält. Eine temperaturabhängige Justage eines Lese-/Schreibkopfes etwa wie bei einem CD- Speicher ist nicht erforderlich. In dem Chip befindet sich mindestens eine Probenaufnahme entsprechend für einen oder mehrere Proben. Der Chip und/oder die Aufnahmefassung können mit einer elektronischen Schaltung zur Ansteuerung zusätzli­ cher Funktionselemente, Sensoren und/oder Alarmsystemen aus­ gestattet sein. Der in Fig. 14 gezeigte Aufbau kann als drei­ dimensionales Mehrebenen-Kryosubstrat hergestellt werden, bei dem mehrere Leiterplatten 610 mit einer Vielzahl von Kryospei­ cherelementen übereinander gestapelt werden.

Die chipförmigen Speicherelemente können problemlos im gefro­ renen Zustand von der Leiterplatte entnommen und auf andere Leiterplatten, Messeinrichtungen oder Bearbeitungsstationen übertragen werden, ohne dass die Probendaten verloren gehen. Die Kryospeicherelemente sind von außen elektronisch adres­ sierbar.

Zusätzlich können zur Mehrfachabsicherung die Kryospeicherele­ mente mit einer oder mehreren Kennungen, automatisch lesbaren oder visuell kontrolierbaren Farbmarkierungen versehen sein. Die Kryospeicherelemente gemäß Fig. 15 lassen sich gegenüber den Dimensionen herkömmlicher integrierter Schaltkreise auch weiter miniaturisieren. Bei Miniaturisierung wird eine opti­ sche Ansteuerung anstelle der elektrischen Kontaktierung be­ vorzugt.

Die mindestens eine Leiterplatte eines Speichersubstrates kann mit einem Computer-Bus-System verbunden sein, mit dem eine in­ dividuelle Abfrage und Ansteuerung der einzelnen Kryospeiche­ relemente erfolgt. Die in Fig. 15 dargestellte Form von Kry­ ospeicherelementen kann anwendungsabhängig abgewandelt werden (z. B. runde oder mehreckige Probenträger).

Wichtige Merkmale der Erfindung werden im Folgenden zusammen­ gefasst.

Erfindungsgemäße Speichersubstrate kombinieren eine Material­ aufnahme mit einer probenspezifischen Datenaufnahme. Während der Tieftemperaturlagerung ist die selektive Entnahme von Ma­ terial (Zellen, Zellsuspensionen) und das Lesen/Ablegen von Daten und/oder Datenmaterial möglich.

Die Datenidentifizierung wird mehrfach abgesichert, indem die Proben und die Probendatenspeicher an den gleichen oder unmit­ telbar aneinandergrenzenden Substratpositionen angeordnet sind. Zusätzlich kann das Speichersubstrat gefärbt sein, so dass allein aus der Färbung des Kryospeicherelements und des Grundkörpers festgestellt werden kann, aus welchem Speicher­ substrat die jeweilige Probe stammt.

Die Kryospeicherelemente sind leicht desinfizierbar und wie­ derverwendbar.

Es ist ferner möglich, die Grundkörper und Kryospeicherelemen­ te eines Speichersubstrates einheitlich mit einem Farbton oder einem digitalen oder analogen Erkennungsmuster zu versehen, die jederzeit eine eindeutige Zuordnung beider Teile zulässt.

Dies besitzt Vorteile für eine automatisierbare optische Kon­ trolle (z. B. Farb- und Codierungserfassung).

Auf dem erfindungsgemäßen Kryospeicher können erstmals Proben­ daten in Kilobyte- bis Megabytebereich gespeichert werden. Dies ist insbesondere bei der Speicherung von Messergebnissen von Vorteil.

Während der Nutzungsdauer eines Speichersubstrates können je­ derzeit Daten ergänzt werden (Datenakkumulation). Auf diese Weise lassen sich alle an den Proben erworbenen Daten bzw. al­ le ausgeführten Manipulationen, Messungen, Behandlungen oder dergleichen lückenlos probenspezifisch dokumentieren.

Es können spezifische Behandlungen der Proben insbesondere in den Chip-förmigen Speicherelementen selektiv mit einer Proze­ durprogrammierung und -speicherung durchgeführt werden. Bei­ spielsweise kann im Rahmen einer Kryokonservierung ein be­ stimmtes Heiz-, Kühl-, Mess-, Kontroll- und Alarm- /Anzeigeprogramm abgearbeitet und im Progammdatenspeicher do­ kumentiert werden. Im gefrorenen Zustand können verschiedene Kryospeicherelemente verschiedene Temperatur- oder Messpro­ gramme durchlaufen. Es kann z. B. lokal ein Auftauen ausgelöst werden, um eine Messung an der Probe durchzuführen.

Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Speichersub­ strat mit einer rein elektronischen Datenbank kombiniert be­ trieben wird, in der die Probendaten des Speichersubstrates gespiegelt abgelegt sind.

Die Abdeckung der Probenaufnahmen kann teilweise oder voll­ ständig transparent sein. Durch diese Schicht werden optische und andere Messverfahren in die Probenaufnahme eingekoppelt. Beispielsweise können die Proben bildhaft dargestellt werden.

Es sind Fluoreszenzmessungen, dielektrische Messungen und/oder Ultraschalldarstellungen möglich.

Eine erfindungsgemäße Kryodatenbank umfasst eine Vielzahl der erläuterten Speichersubstrate, eine Steuereinrichtung und eine Bearbeitungseinrichtung zur Manipulierung der Speichersubstra­ te und zur Entnahme von Proben.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirkli­ chung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (19)

1. Verfahren zur Kryokonservierung, bei dem auf einem Spei­ chersubstrat mindestens eine Probe angeordnet und positions­ spezifisch Probendaten, die für Merkmale der Probe charakte­ ristisch sind, gespeichert werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Probendaten auf dem Speichersubstrat an, neben oder unter der Probe gespei­ chert werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem als Probendaten Informationen zur Identifizierung der Probe, Informationen über Substanzmerkmale der Probe, Messergebnisse und/oder Be­ handlungsschritte gespeichert werden.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Probendaten im gekühlten Zustand des Speichersubstra­ tes gelesen und/oder geschrieben werden.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Probe vom Substratspeicher in Verbindung mit den ge­ speicherten Probendaten entnommen und auf ein anderes Substrat oder zu einer Meß- oder Behandlungseinrichtung überführt wird.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Probendaten optisch, magnetisch, topographisch oder elektromagnetisch gespeichert werden.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Probe eine Suspension von mindestens einer Zelle, Zellbestandteilen, Zellaggregaten und/oder Gewebe umfasst.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei der die Probe zusätzlich Referenz- und Sondenproben umfasst.

9. Verfahren gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem an einer gefrorenen, erwärmten oder aufgetauten Probe im ge­ kühlten Zustand des übrigen Speichersubstrats eine Messung und/oder eine Behandlung erfolgt und die Messergebnisse als Probendaten gespeichert werden.

10. Verfahren gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem eine Steuerung des Zustandes der Probe auf dem Speichersub­ strat mit einem der Probe zugeordneten Rechnerschaltkreis er­ folgt.

11. Speichersubstrat zur Kryokonservierung mindestens einer Probe, das mindestens ein Kryospeicherelement enthält, das durch einen Probenträger und einen Probendatenspeicher gebil­ det wird.

12. Speichersubstrat gemäß Anspruch 11, bei dem das mindestens eine Kryospeicherelement lösbar in einem Grundkörper des Spei­ chersubstrates angeordnet ist.

13. Speichersubstrat gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem als Kryospeicherelement ein Formteil vorgesehen ist, das die Probe und den Probendatenspeicher trägt.

14. Speichersubstrat gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem als Kryospeicherelement ein integrierter Schaltkreis mit einem Speicher vorgesehen ist, der mit mindestens einem Pro­ benträger zur Aufnahme jeweils einer Probe ausgestattet ist.

15. Speichersubstrat gemäß Anspruch 14, bei dem der Probenträ­ ger in den Aufbau des integrierten Schaltkreises integriert ist.

16. Speichersubstrat gemäß Anspruch 15, bei dem der Probenträ­ ger einen Kryobehälter aufweist.

17. Speichersubstrat gemäß Anspruch 15, bei dem das Kryospei­ cherelement einen Rechnerschaltkreis enthält, mit dem die Funktion des Kryospeicherelements verwaltet wird und über den das Kryospeicherelement nach außen kommuniziert.

18. Kryospeicherelement, das eine Probenaufnahme für eine Pro­ be und einen Datenspeicher zur Speicherung von Probendaten um­ fasst.

19. Verfahren zum Betrieb einer Kryobank, bei dem die Proben mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 kryokon­ serviert und/oder behandelt werden.