DE102004020591A1

DE102004020591A1 - measuring device

Info

Publication number: DE102004020591A1
Application number: DE200410020591
Authority: DE
Inventors: Jörg Meissner; Peter KÜHN; Gerd Ebert
Original assignee: VEB Carl Zeiss Jena GmbH; Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG; Carl Zeiss Jena GmbH
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-17
Also published as: WO2005106500A1

Abstract

Es wird eine Meßvorrichtung mit einer eine obere Öffnung (7) aufweisenden Probenkammer (1) zur Aufnahme eines Probenträgers (3), einer Meßeinheit (5) zum Durchführen einer Messung an einer Probe eines in der Probenkammer plazierten Probenträgers (3), einem haubenförmigen Deckel (10), in dem ein Pipettorkopf (14) zur Zufuhr von Flüssigkeiten zum in der Probenkammer (1) plazierten Probenträger (3) angeordnet ist, und einer Bewegungseinrichtung (11) zum Bewegen des Deckels (10) bereitgestellt, wobei der Deckel (10) mittels der Bewegungseinrichtung (11) so auf die Probenkammer (1) gesetzt werden kann, daß der Pipettorkopf (14) in die Probenkammer (1) eintaucht und gleichzeitig die obere Öffnung (7) lichtdicht verschlossen ist.The invention relates to a measuring device with a sample chamber (1) having an upper opening (7) for receiving a sample carrier (3), a measuring unit (5) for performing a measurement on a sample of a sample carrier (3) placed in the sample chamber, a dome-shaped lid (10), in which a pipette head (14) for supplying liquids to the sample carrier (3) placed in the sample chamber (1) is arranged, and a moving means (11) for moving the lid (10), wherein the lid (10 ) can be placed on the sample chamber (1) by means of the movement device (11) so that the pipette head (14) dips into the sample chamber (1) and at the same time the upper opening (7) is closed in a light-tight manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung mit einem Probenbereich zur Aufnahme eines Probenträgers und einer Meßeinheit zum Durchführen einer Messung an einer Probe eines im Probenbereich plazierten Probenträgers.The The invention relates to a measuring device with a sample area for receiving a sample carrier and a measuring unit to perform a Measurement on a sample of a sample carrier placed in the sample area.

Solche Meßvorrichtungen werden beispielsweise in Systemen zur pharmazeutischen Wirkstoffentwicklung eingesetzt, bei der eine Vielzahl von Substanzen getestet werden muß. Um das Testen schnell durchführen zu können, werden die Probenträger häufig als Mikrotiterplatten ausgebildet, in denen viele kleinere Reaktionskammern eingelassen sind, in denen dann die gewünschte Reaktionen ablaufen. Solche Meßvorrichtungen werden häufig auch als Reader bezeichnet, wobei sie insbesondere Absorption, Fluoreszenz und Lumineszenz messen. Diese Messungen sollten jedoch ohne den Einfluß von Umgebungslicht durchgeführt werden.Such measuring devices For example, in drug delivery systems used, in which a variety of substances are tested got to. Around perform the testing quickly to be able to become the sample carriers often designed as microtiter plates containing many smaller reaction chambers are admitted, in which then run the desired reactions. Such measuring devices often become too referred to as reader, in particular absorption, fluorescence and measure luminescence. However, these measurements should be made without the Influence of Ambient light performed become.

Wenn die Messung so durchgeführt werden soll, daß während der Messung eine Flüssigkeit in eine Probe des Probenträgers abgegeben wird, was mittels eines Pipettors erfolgen kann, ist die Abschirmung vor Umgebungslicht schwierig. Diese wird bisher so durchgeführt, daß die gesamte Meßvorrichtung einschließlich des Pipettors und einer Bewegungsvorrichtung (beispielsweise ein Zweiachs-Portal), an dem der Pipettor hängt, in ein lichtdichtes Gehäuse gepackt werden. Dies führt jedoch zu überaus großen Geräteabmessungen, was die Integration der Meßvorrichtung in automatisierte Systeme erschwert. Darüber hinaus wird durch diese Kompleteinhausung eine sehr große Probenkammer gebildet, die schwer beherrschbar ist hinsichtlich Eigenfluoreszenzen und Streulicht.If the measurement was done that way it should be that during the Measuring a liquid into a sample of the sample carrier is delivered, which can be done by means of a pipettor is the Shielding from ambient light difficult. This is done so far that the entire measuring device including of the pipettor and a moving device (for example, a Two-axis portal), on which hangs the pipettor, packed in a light-tight housing become. this leads to however, to exceedingly large device dimensions, what the integration of the measuring device difficult in automated systems. In addition, through this Kompleteinhausung a very large Sample chamber formed, which is difficult to control in terms of Autofluorescence and stray light.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Meßvorrichtung bereitzustellen, mit der die Durchführung einer Messung ohne Umgebungslicht bei gleichzeitiger Pipettierung möglich ist und die dabei noch äußerst kompakt ausgebildet werden kann.outgoing It is an object of the invention to provide a measuring device, with the implementation a measurement without ambient light with simultaneous pipetting possible is and still extremely compact can be trained.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Meßvorrichtung mit einer eine obere Öffnung aufweisenden Probenkammer zur Aufnahme eines Probenträgers, einer Meßeinheit zum Durchführen einer Messung an einer Probe eines in der Probenkammer plazierten Probenträgers, einem haubenförmigen Deckel, in dem ein Pipettorkopf zur Zufuhr von Flüssigkeiten zum in der Probenkammer plazierten Probenträger angeordnet ist, einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Deckels, wobei der Deckels mittels der Bewegungseinrichtung so auf die Probenkammer gesetzt werden kann, daß der Pipettorkopf in die Probenkammer eintaucht und gleichzeitig die obere Öffnung lichtdicht verschlossen ist. Damit wird das gewünschte Ziel, eine Pipettierung mit gleichzeitiger Messung ohne störendes Umgebungslicht zu ermöglichen, erreicht. Ferner kann die Größe des lichtdicht zu verschließenden Bereiches minimiert werden, da lediglich der Probenträger und der Pipettorkopf in einer lichtdichten Kammer angeordnet sein müssen. Da der Pipettorkopf schon in dem haubenförmigen Deckel selbst angeordnet ist, wird durch eine lichtdichte Verbindung zwischen dem Deckel und der Probenkammer die gewünschte Abdichtung gegen Umgebungslicht realisiert.According to the invention Task solved by a measuring device with an upper opening having sample chamber for receiving a sample carrier, a measuring unit to perform a measurement on a sample of a placed in the sample chamber Sample carrier, a dome-shaped Cover in which a pipette head for the supply of liquids is arranged to the placed in the sample chamber sample carrier, a movement device for moving the lid, wherein the lid by means of the moving means can be placed on the sample chamber, that the pipette head into the sample chamber dips and at the same time the upper opening is sealed light-tight. This will be the desired Target, a pipetting with simultaneous measurement without disturbing ambient light to enable reached. Furthermore, the size of the light-tight to be closed Minimized area, since only the sample carrier and the Pipette head must be arranged in a light-tight chamber. There the pipette head already arranged in the hood-shaped lid itself is through a light-tight connection between the lid and the sample chamber the desired Seal realized against ambient light.

Insbesondere ist zum Ändern des Abstands des Pipettorkopfs zum in der Probenkammer plazierten Probenträger der Deckel mittels der Bewegungseinrichtung in einer ersten Richtung bewegbar, wobei dabei der lichtdichte Verschluß der oberen Öffnung erhalten bleibt. Damit ist es möglich, den Pipettorkopf in der richtigen Höhe über dem Probenträger zu plazieren, auch wenn unterschiedlich dicke Probenträger verwendet werden, und die gewünschte lichtdichte Abdichtung zu gewährleisten.Especially is to change the distance of the pipette head to the placed in the sample chamber sample carrier the lid by means of the movement device in a first direction movable, thereby obtaining the light-tight closure of the upper opening remains. This makes it possible to place the pipette head at the correct height above the sample carrier even if different thickness sample carriers are used, and the desired to ensure light-tight sealing.

Der Pipettorkopf kann so im Deckel befestigt sein, daß er entlang der ersten Richtung nicht gegenüber dem Deckel bewegbar ist. Damit führt jede Bewegung des Deckels in der ersten Richtung auch zu einer Bewegung des Pipettorkopfs in dieser Richtung.Of the Pipette head can be mounted in the lid so that it along not facing the first direction the lid is movable. With it leads any movement of the lid in the first direction also to a movement of the pipette head in this direction.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist die obere Öffnung durch einen Öffnungsrand begrenzt, der ein erstes umlaufendes Dichtelement aufweist, und weist der Deckel eine untere Öffnung und eine diese begrenzenden Öffnungsrand auf, wobei der Öffnungsrand ein zweites umlaufendes Dichtelement enthält, das, wenn der Deckel auf der Probenkammer aufgesetzt ist, mit dem ersten Dichtungselement zum lichtdichten Verschluß zusammenwirkt. Damit wird in einfacher Art sicher gestellt, daß ein lichtdichtes Abdichtelement verwirklicht werden kann.In a preferred embodiment of the measuring device according to the invention is the upper opening through an opening edge limited, having a first circumferential sealing element, and the lid has a lower opening and a limiting edge of this opening on, with the opening edge includes a second circumferential sealing element, which, when the lid on the sample chamber is fitted with the first sealing element cooperates for light-tight closure. This is ensured in a simple manner that a light-tight sealing element can be realized.

Das erste Dichtelement kann beispielsweise als Kragen mit U-förmigen Querschnitt ausgebildet sein und das zweite Dichtelement kann, im Querschnitt gesehen, ein I-förmiges Ende aufweisen, das in den Kragen eintaucht.The first sealing element, for example, as a collar with a U-shaped cross-section be formed and the second sealing element can, in cross section seen, an I-shaped End immersed in the collar.

Ferner kann das erste und zweite Dichtelement jeweils einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei ein Schenkel des U-förmigen Querschnitts des zweiten Dichtelements in den U-förmigen Querschnitt des ersten Dichtelement eintaucht. Auf diese Weise wird ein Labyrinth (in Querschnitt gesehen) gebildet, was eine ausgezeichnete lichtdichte Abdichtung ermöglicht.Furthermore, the first and second sealing element may each have a U-shaped cross-section, wherein a leg of the U-shaped cross section of the second sealing element dips into the U-shaped cross section of the first sealing element. In this way, a labyrinth (seen in cross-section) is formed, giving an excellent light tight seal allows.

Bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist die Probenkammer zusammen mit der Meßeinheit bis auf die obere Öffnung insbesondere lichtdicht ausgebildet, so daß die gewünschte lichtdichte Abdichtung der Probenkammer, wenn der Deckel aufgesetzt ist, erreicht wird.at the measuring device according to the invention the sample chamber together with the measuring unit except for the upper opening in particular formed light-tight, so that the desired light-tight sealing of the sample chamber when the lid is attached is achieved.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielshalber anhand der einzigen 1 noch näher erläutert, die eine Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform der Meßvorrichtung zeigt.The invention will be described below by way of example only 1 explained in more detail, showing a cross-sectional view of an embodiment of the measuring device.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform der Meßvorrichtung (bzw. des Readers) weist diese eine Probenkammer 1 mit einem Halter 2 auf, auf dem eine Mikrotiterplatte 3 plaziert ist. Die Mikrotiterplatte 3 ist in der Darstellung von 1 von unten optisch zugänglich, d. h. der Halter 2 weist eine transparentes Mittelstück 4 auf.At the in 1 shown embodiment of the measuring device (or the reader), this has a sample chamber 1 with a holder 2 on top of which a microtiter plate 3 is placed. The microtiter plate 3 is in the representation of 1 optically accessible from below, ie the holder 2 has a transparent center piece 4 on.

An der Unterseite der Probenkammer 1 ist eine Meßeinheit 5 lichtdicht mit der Probenkammer 1 verbunden. Stellvertretend für den genauen optischen Aufbau der Meßeinheit ist schematische eine Linse 6 eingezeichnet. Die Meßeinheit 5 ist so ausgebildet, daß unterschiedliche Meßmodi möglich sind, so kann beispielsweise Absorption, Fluoreszenz und Lumineszenz gemessen werden.At the bottom of the sample chamber 1 is a measuring unit 5 light-tight with the sample chamber 1 connected. Representative of the exact optical structure of the measuring unit is a schematic lens 6 located. The measuring unit 5 is designed so that different modes of measurement are possible, so for example absorption, fluorescence and luminescence can be measured.

Die Probenkammer 1 weist an ihrer Oberseite eine obere Öffnung 7 auf, die rechteckig ist. Der Öffnungsrand 8 der oberen Öffnung 7 weist einen umlaufenden Kragen 9 mit U-förmigen Querschnitt auf.The sample chamber 1 has at its top an upper opening 7 on, which is rectangular. The opening edge 8th the upper opening 7 has a circumferential collar 9 with U-shaped cross-section on.

Die Meßvorrichtung umfaßt ferner einen haubenförmigen Deckel 10, der an einer Bewegungseinrichtung 11 (beispielsweise einem Zweiachs-Portal) hängt und mittels diesem sowohl in z-Richtung als auch in x-Richtung bewegt werden kann.The measuring device further comprises a hood-shaped lid 10 that is attached to a moving device 11 (For example, a two-axis portal) and can be moved by means of this both in the z-direction and in the x-direction.

Der haubenförmige Deckel 10 weist in einer Schnittebene senkrecht zur Zeichenebene einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei dieser etwas kleiner gewählt ist als der rechteckige Querschnitt der Öffnung 7.The hood-shaped lid 10 has in a sectional plane perpendicular to the plane of a rectangular cross section, which is chosen to be slightly smaller than the rectangular cross section of the opening 7 ,

Wie aus der Schnittdarstellung von 1 ersichtlich ist, ist das untere Ende 11 des Deckels 10, das die Deckelöffnung 12 begrenzt, U-förmig ausgebildet, wobei das U nach unten offen ist. Die Abmessung des unteren Endes 11 sind dabei so gewählt, daß der äußere Schenkel 13 des U-förmigen unteren Endes 11 in den U-förmigen Kragen 9 eintaucht. Dadurch wird ein Labyrinth gebildet, was zu einem lichtdichten Verschließen der Probenkammer 1 führt.As seen from the sectional view of 1 it can be seen, is the lower end 11 of the lid 10 that the lid opening 12 limited, U-shaped, with the U is open at the bottom. The dimension of the lower end 11 are chosen so that the outer leg 13 of the U-shaped lower end 11 in the U-shaped collar 9 dips. As a result, a labyrinth is formed, resulting in a light-tight sealing of the sample chamber 1 leads.

In dem Deckel 10 ist ein Pipettorkopf 14 eines Pipettors mittels einer Halterung 15, 16 befestigt, wobei zur Vereinfachung der Darstellung lediglicht zwei Pipettornadeln 16, 17 des Pipettenkopfes eingezeichnet und die restlichen Elemente des Pipettors (wie z.B. Flüssigkeitsleitungen, ...) nicht dargestellt sind.In the lid 10 is a pipette head 14 a pipettor by means of a holder 15 . 16 attached, wherein for simplicity of illustration only two pipette needles 16 . 17 drawn in the pipette head and the remaining elements of the pipettor (such as fluid lines, ...) are not shown.

In dem in 1 gezeigten Betriebszustand ist die Mikrotiterplatte 3 in der Probenkammer 1 angeordnet, die mittels des Deckels 10 lichtdicht verschlossen ist. Da in dem Deckel 10 noch der Pipettorkopf 14 angeordnet ist, können gleichzeitig zur Pipettierung einer Flüssigkeit in Proben auf oder in der Mikrotiterplatte die gewünschten optischen (beispielsweise photometrischen) Messungen oder sonstige Messungen, die auf Umgebungslicht empfindlich sind, durchgeführt werden.In the in 1 shown operating state is the microtiter plate 3 in the sample chamber 1 arranged by means of the lid 10 is sealed light-tight. There in the lid 10 nor the pipette head 14 At the same time as pipetting a liquid into samples on or in the microtiter plate, the desired optical (eg photometric) measurements or other measurements sensitive to ambient light may be made.

Ferner kann durch Bewegen des Deckels 10 in z-Richtung auch der Pipettorkopf 14 in z-Richtung bewegt werden, wobei dabei das lichtdichte Verschließen der Probenkammer 1 mittels des Deckels 10 solange beibehalten werden kann, wie der äußere Schenkel 13 in den U-förmigen Kragen 9 noch etwas eintaucht. Über die Tiefe des Kragens 9 und die Länge des äußeren Schenkels 13 läßt sich somit der Bereich in z-Richtung festlegen, in dem der Deckel 10 und somit der Pipettorkopf 14 bewegt werden kann und gleichzeitig die lichtdichte Abdichtung der Probenkammer 1 aufrechterhalten wird.Further, by moving the lid 10 in the z-direction also the pipette head 14 be moved in the z-direction, while the light-tight sealing of the sample chamber 1 by means of the lid 10 as long as can be maintained as the outer leg 13 in the U-shaped collar 9 dive in something else. About the depth of the collar 9 and the length of the outer thigh 13 Thus, the range can be set in the z-direction, in which the lid 10 and thus the pipette head 14 can be moved while the light-tight sealing of the sample chamber 1 is maintained.

Mit dem haubenförmigen Deckel 10, in dem der Pipettorkopf 14 angeordnet ist, kann somit in Verbindung mit dem U-förmigen Kragen 9 der Probenkammer 1 eine lichtdichte Pipettorschleuse verwirklicht werden.With the hood-shaped lid 10 in which the pipette head 14 is arranged, can thus in conjunction with the U-shaped collar 9 the sample chamber 1 a light-tight pipettor lock be realized.

Claims

Measuring device with an upper opening ( 7 ) having sample chamber ( 1 ) for receiving a sample carrier ( 3 ), a measuring unit ( 5 ) for performing a measurement on a sample of a sample carrier placed in the sample chamber ( 3 ), a hood-shaped lid ( 10 ), in which a pipette head ( 14 ) for the supply of liquids for in the sample chamber ( 1 ) placed sample carriers ( 3 ), a movement device ( 11 ) for moving the lid ( 10 ), the lid ( 10 ) by means of the movement device ( 11 ) so on the sample chamber ( 1 ) can be set, that the pipette head ( 14 ) into the sample chamber ( 1 ) and at the same time the upper opening ( 7 ) is sealed light-tight.

Measuring device according to claim 1, wherein for changing the distance of the pipette head ( 14 ) in the sample chamber ( 1 ) placed sample carriers ( 3 ) the lid ( 10 ) by means of the movement device ( 11 ) is movable in a first direction and thereby the light-tight closure of the upper opening ( 7 ) preserved.

Measuring device according to claim 2, wherein the pipette head ( 14 ) is mounted in the lid so that it is not opposite the lid (1) along the first direction ( 10 ) is movable.

Measuring device according to one of the above claims, wherein the upper opening ( 7 ) by an edge ( 8th ) is limited, the a first circumferential sealing element ( 9 ), and the lid ( 10 ) a lower opening ( 12 ) and a lower opening ( 12 ) delimiting lower end ( 11 ), which has a second circumferential sealing element ( 13 ), which, when the lid ( 10 ) to the sample chamber ( 1 ) is attached, with the first sealing element ( 9 ) cooperates for light-tight sealing.

Measuring device according to claim 4, wherein the first sealing element ( 9 ) is designed as a collar with a U-shaped cross-section and the second sealing element ( 13 ,) seen in cross-section, has an I-shaped front end, which in the collar ( 9 immersed).

Measuring device according to claim 4, wherein the first and second sealing elements ( 9 . 11 ) each have a U-shaped cross section, wherein a leg ( 13 ) of the U-shaped cross section of the second sealing element ( 11 ) in the U-shaped cross section of the first sealing element ( 9 immersed).

Measuring device according to one of the above claims, in which the sample chamber ( 1 ) together with the measuring unit ( 5 ) except for the upper opening ( 7 ) is formed light-tight.