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DE102004020885A1 - Method and device for receiving cell material and storage of the same - Google Patents

Method and device for receiving cell material and storage of the same Download PDF

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DE102004020885A1
DE102004020885A1 DE200410020885 DE102004020885A DE102004020885A1 DE 102004020885 A1 DE102004020885 A1 DE 102004020885A1 DE 200410020885 DE200410020885 DE 200410020885 DE 102004020885 A DE102004020885 A DE 102004020885A DE 102004020885 A1 DE102004020885 A1 DE 102004020885A1
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DE
Germany
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rod
shaped element
nutrient medium
cell material
face
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DE200410020885
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German (de)
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DE102004020885B4 (en
Inventor
Ulrich Dr. Schmucker
Oliver Dr. Lange
Torsten Böhme
Marcel Dr. Erhard
Peter Prof. Dr. Hauptmann
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Biomerieux Inc
Original Assignee
ANAGNOSTEC GES fur ANALYTISCH
Anagnostec Gesellschaft fur Analytische Biochemie und Diagnostik Mbh
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Abstract

Es wird ein Verfahren und die Vorrichtung zur Aufnahme von Zellmaterial von der Oberfläche eines Nährmediums und Ablage desselben auf eine Ablagefläche vorgeschlagen, bei denen ein stabförmiges Element mit seinem Ende mit dem Zellmaterial in Kontakt gebracht und das anhaftende Zellmaterial von dem Ende auf die Ablagefläche übertragen wird. Das stabförmige Element wird mit seiner stumpfen Stirnfläche mit einer definierten Kraft auf das Nährmedium aufgesetzt und zur Anlagerung von Zellmaterial an der Kante der Stirnfläche in Schwingbewegungen versetzt. Das stabförmige Element wird relativ zur Ablagefläche positioniert und durch erneutes Aufbringen der Schwingbewegungen wird das Zellmaterial von dem stabförmigen Element gelöst.It is proposed a method and apparatus for receiving cell material from the surface of a nutrient medium and depositing it on a storage surface, in which a rod-shaped element is brought with its end in contact with the cell material and the adhering cell material is transferred from the end to the storage surface , The rod-shaped element is placed with its blunt end face with a defined force on the nutrient medium and added to the accumulation of cell material at the edge of the end face in swinging movements. The rod-shaped member is positioned relative to the deposition surface, and by re-applying the swinging motions, the cell material is released from the rod-shaped member.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufnahme von Zellmaterial von der Oberfläche eines Nährmediums und Ablage derselben auf einer Ablagefläche nach dem Oberbegriffs des Hauptanspruchs und dem des Nebenanspruchs.The The invention relates to a method and a device for receiving of cell material from the surface a nutrient medium And storage of the same on a shelf according to the preamble of Main claim and that of the secondary claim.

Die routinemäßige Bestimmung von Zellkolonien, wie beispielsweise Bakterien, Pilzen, Schwämmen oder dergleichen, werden zumeist mit massenspektrometrischen Verfahren wie dem MRLDI-TOF (matrix assisted laser discharge induced time-of-flight-analysis) unter Verwendung eines Analysegeräts durchgeführt. Dazu muss eine geringe Menge der zu untersuchenden Kolonien in eine Vertiefung einer kleinen Metallplatte, die die Messfläche des Analysegerätes bildet, abgelegt werden. Normalerweise sind 100 oder mehr solcher Vertiefungen matrixförmig auf der Metallplatte, dem so ge nannten Target, vorhanden, wobei nach der Ablage vieler Proben die eigentliche Analyse bei modernen Spektrometern weitgehend automatisch durchgeführt wird.The routine determination from cell colonies such as bacteria, fungi, sponges or The like are mostly using mass spectrometric methods such as the MRLDI-TOF (matrix assisted laser discharge induced time-of-flight analysis) performed using an analyzer. This must be a small Amount of colonies to be examined in a well of a small Metal plate, which is the measuring surface of the analyzer forms are filed. Usually there are 100 or more of them Depressions matrix-shaped on the metal plate, the so-called target, present, wherein after the filing of many samples the actual analysis in modern Spectrometers is carried out largely automatically.

Problematisch ist die Ablage der richtigen Menge, die beispielsweise im Bereich einiger 10 Mikrogramm liegt; bei zuwenig Material wird ein unbrauchbares Spektrum erhalten, bei zuviel Material besteht die Gefahr, dass beim laserinduzierten Verdampfen der Probe das Zellmaterial "umherspritzt" und benachbarte Proben und/das Spektrometer verunreinigt. Die Aufnahme und Ablage der "richtigen Menge" verlangt viel Übung und ist sehr zeitaufwendig.Problematic is the filing of the right amount, for example, in the field a few 10 micrograms; with too little material becomes unusable Spectrum received, with too much material there is a risk that During laser-induced evaporation of the sample, the cell material "splashed" and adjacent Samples and / or the spectrometer contaminated. The recording and filing the "right amount" requires a lot of practice and is very time consuming.

Auf dem Markt sind unter dem Stichwort " colony picking" eine große Anzahl verschiedenster Systeme erhältlich. Alle Systeme dienen der Entnahme von Zellkoloniematerial von der Oberfläche eines Nährmediums, das sich in Petri- oder Multischalen, gegebenenfalls auch in Reagenzgläsern befindet, und der Ablage in einen Flüssigkeitsbehälter oder auf eine neue Nährlösung zum Zwecke der weiteren Anzucht und Vermehrung bzw. Analyse in der Flüssigphase. Die aufgenommene bzw. abgegebene Menge wird bei keinem Gerät gesteuert oder zumindest überwacht. Ein kommerzielles System zur Aufnahme und Ablage einer definierten Menge von Zellmaterial auf ein wie oben beschriebenes Target ist nicht verfügbar. Nachteilig für den vorgesehenen Verwendungszweck ist ferner die Tatsache, dass immer eine Aufnahme von Nährmedium mit erfolgt bzw. nicht ausgeschlossen werden kann, was für eine weitere Anzucht keine Rolle spielt, jedoch eine Messung bzw. Analyse unbrauchbar macht. Der Grund liegt darin, dass bei den kommerziellen Geräten mittels Nadeln, Kapillaren, Drahtschlingen oder ähnliches "blind" in die Nährlösung gestochen wird.On Under the heading "colony picking", the market has a large number of different systems available. All systems are for the removal of cell colony material from the surface a nutrient medium, which is in Petri or multi-dishes, if appropriate also in test tubes, and the filing in a liquid container or to a new nutrient solution for Purposes of further cultivation and propagation or analysis in the liquid phase. The recorded or dispensed quantity is not controlled by any device or at least monitored. A commercial system for receiving and storing a defined Amount of cell material to a target as described above not available. Disadvantageous for the intended use is also the fact that always a recording of nutrient medium takes place with or can not be ruled out what further breeding does not matter, but a measurement or analysis useless power. The reason is that in the commercial devices using Needles, capillaries, wire loops or the like are "blinded" into the nutrient solution.

Aus der US 4 956 297 ist ein Handgerät zur Übertragung einer definierten Menge bakteriellen Materials bekannt, bei dem ein Längsstab mit einem Griff verbunden ist, wobei der Längsstab in seiner Stirnfläche eine Nut oder mehrere Nuten aufweist. Um den Stab herum ist im oberen Bereich desselben ein Abstreifer angeordnet, der lösbar mit dem Stab verbunden ist. Beim Aufsetzen des Stabes auf einer Bakterienkolonie werden Bakterien durch Kapillarkräfte in den Nuten aufgenommen. Zur Vermeidung von überschüssigen Bakterien, die sich an den Mantelfläche des Stabes festsetzen können, wird der Abstreifer gelöst und nach unten geschoben, wodurch die anhaftenden Bakterien entfernt werden. Das Ende des Stabes mit einer Lösung oder einer Fläche kontaktiert, um im Wesentlichen alle in den Nuten aufgenommenen Bakterien zu übertragen. Mit einem derartigen Handgerät ist es möglich, vorbestimmte Bakterienmengen zu übertragen, jedoch kann das Gerät nur manuell gehandhabt werden und ist keine automatisierte Ausführung des Aufnahme- bzw. Ablageverfahrens möglich. Weiterhin die schon erwähnte Gefahr, dass Nährmedium mit erfasst wird, so dass eine Analyse verfälscht werden könnte.From the US 4,956,297 is a hand-held device for transmitting a defined amount of bacterial material is known, in which a longitudinal bar is connected to a handle, wherein the longitudinal bar in its end face has a groove or a plurality of grooves. Around the rod, a scraper which is detachably connected to the rod is arranged in the upper region thereof. When placing the rod on a bacterial colony bacteria are absorbed by capillary forces in the grooves. To avoid excess bacteria that can attach to the lateral surface of the rod, the scraper is released and pushed down, whereby the adhering bacteria are removed. The end of the rod is contacted with a solution or surface to transfer substantially all of the bacteria received in the grooves. With such a hand-held device, it is possible to transmit predetermined amounts of bacteria, but the device can only be handled manually and no automated execution of the recording or filing process is possible. Furthermore, the already mentioned danger that nutrient medium is detected, so that an analysis could be falsified.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufnahme von Zellmaterial von einem Nährmedium und Ablage desselben zu schaffen, die eine schnelle und automatisierte Durchführung des Aufnahme- und Ablagevorganges gestatten, wobei jeweils reproduzierbare Mengen aufgenommen werden sollen und wobei die Gefahr der Verfälschung einer Analyse durch Nährmedium (Agar) sowie einer Kreuzkontamination sicher vermieden werden sollen.Of the Invention is therefore the object of a method and a Device for receiving cell material from a nutrient medium and filing the same to create a fast and automated execution allow the recording and filing process, each reproducible Quantities should be included and being at risk of adulteration an analysis by nutrient medium (Agar) and cross contamination should be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs und des Nebenanspruchs sowie durch die Merkmale ihrer Oberbegriffe gelöst.These The object is achieved by the characterizing features of the main claim and the secondary claim and solved by the features of their generic terms.

Dadurch, dass das stabförmige Element mit seiner stumpfen Stirnfläche mit einer definierten Kraft auf das Nährmedium aufgesetzt wird und mittels einer Schwingvorrichtung in Schwingbewegungen versetzt wird, lagert sich Zellmaterial an dem Übergangsbereich zwischen Stirnfläche und Mantelfläche an, wobei die Verdichtung des Zellmaterials auf dem Nährmedium aufgrund der Schwingungen zu der Anlagerung beiträgt. Durch anschließendes Positionieren des stabförmigen Elementes relativ zur Ablagefläche und erneutes Aufbringen der Schwingbewegungen auf das stabförmige Element wird das Zellmaterial von dem stabförmigen Element gelöst. Dabei kann es durch unmittelbaren Kontakt oder über ein flüssiges Koppelmedium mit der Ablagefläche in Berührung gebracht werden.Thereby, that the rod-shaped Element with its blunt face with a defined force on the nutrient medium is placed on and by means of a vibrating device in oscillatory movements is added, stored cell material at the transition region between the end face and Lateral surface, wherein the compaction of the cell material on the nutrient medium due to the vibrations contributes to the attachment. By then Position the rod-shaped Elementes relative to the shelf and reapplying the swinging motions to the rod-shaped element the cell material is released from the rod-shaped element. It can it by direct contact or via a liquid coupling medium with the shelf in touch to be brought.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Die definierte Kraft, mit der die stumpfe Stirnfläche auf das aufzunehmende Zellmaterial aufgesetzt wird, wird so gewählt, dass unter Berücksichtigung der Dichte des Nährmediums die Stirnfläche des stabförmigen Elements nicht oder nicht wesentlich in das Nährmedium eindringt. Vorteilhafterweise wird die definierte Kraft durch einen axial geführten freien Fall des stabförmigen Elementes unter Berücksichtigung seiner Masse und einer einstellbaren Fallhöhe auf die Oberfläche des Nährmediums aufgebracht. Eine solche Ausführung erlaubt eine einfache Einstellung und Aufbringung der notwendigen Kraft.By in the subclaims specified measures Advantageous developments and improvements are possible. The defined force with which the blunt end face on the aufzunehmende cell material is set is chosen so that under consideration the density of the nutrient medium the face of the rod-shaped Element does not or not significantly penetrates into the nutrient medium. advantageously, is the defined force by an axially guided free fall of the rod-shaped element considering its mass and an adjustable drop height on the surface of the nutrient medium applied. Such an execution allows easy adjustment and application of the necessary Force.

Da die Höhe der Nährlösung bzw. des Nährmediums in seinem Aufnahmebehälter, z.B. einer Petrischale herstellungsbedingt nie konstant ist, wird in vorteilhafter Weise mittels eines Ultraschallsensors oder anderen Sensoren zur Wegmessung, wie kapazitive Sensoren oder über eine 3D-Bildverarbeitung die Höhe an der späteren Entnahmestelle gemessen, wodurch die Fallhöhe sicher bestimmt werden kann.There the height the nutrient solution or of the nutrient medium in his receptacle, e.g. a Petri dish production is never constant, is advantageously by means of an ultrasonic sensor or other Sensors for distance measurement, such as capacitive sensors or via a 3D image processing the height at the later Measured sampling point, whereby the drop height can be determined safely.

Besonders vorteilhaft ist, dass das stabförmige Element aus einem hydrophoben Material besteht, wobei es an der Kante der stumpfen Stirnfläche mit einer definierten Rauhigkeit versehen ist, die üblicherweise bei dem Herstellungsprozess von Hause aus vorhanden ist. Durch Vorsehen dieser Maßnahme setzt sich das Zellmaterial gezielt an der Kante zwischen Stirnfläche und Mantelfläche ab und mögliches anhaftendes Materials an der Stirn- und Mantelfläche wird durch die Beschleunigungskräfte der Schwingbewegung weggeschleudert, was durch das hydrophobe Material unterstützt wird.Especially it is advantageous that the rod-shaped Element consists of a hydrophobic material, wherein it at the Edge of the blunt face with provided with a defined roughness, usually in the manufacturing process is available from home. By providing this measure sets The cell material targeted to the edge between the face and lateral surface off and possible Adhesive material on the front and lateral surface is due to the acceleration forces of the oscillatory motion thrown away, which is supported by the hydrophobic material.

In vorteilhafter Weise wird zur Ablage des Zellmaterials das stabförmige Element mit einem flüssigen Koppelmedium in Kontakt gebracht, wodurch unter Anwendung der Schwingungsbewegung das Material sich gleichmäßig in der Vertiefung des Targets verteilt, wobei diese Verteilung nach Entfernen des Koppelmediums beibehalten wird. Aufgrund der definierten aufgenommenen und abgelegten Menge wird kein Zellmaterial umhergespritzt und benachbarte Proben und/oder das Analysegerät verunreinigt.In Advantageously, the storage of the cell material, the rod-shaped element with a liquid Coupling medium brought into contact, whereby the application of the oscillatory motion Material is even in the Well distributed to the target, this distribution after removal the coupling medium is maintained. Because of the defined recorded and discarded amount no cell material is splashed around and adjacent Samples and / or the analyzer contaminated.

Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und erfindungsgemäßen Vorrichtung eine präzise automatische Vorgehensweise möglich ist, kann die Analyse von ei ner Vielzahl von Proben in kurzer Zeit und präzise durchgeführt werden, wodurch eine Kreuzkontermination beim sukzessiven Aufnehmen mehrerer Proben auch durch die Vermeidung einer versehentlichen Mitablage in eine benachbarte Vertiefung des Targets sicher vermieden wird.There with the inventive method and Device according to the invention a precise one automatic procedure possible is the analysis of a variety of samples in a short time and can precise carried out , whereby a Kreuzkontermination when successively recording several Samples also by avoiding accidental co-deposit is safely avoided in an adjacent well of the target.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine automatisierbare Vorrichtung nach der Erfindung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Die in der 1 schematisch dargestellte Vorrichtung weist als wesentlichen Bestandteil einen dünnen zylindrischen Stab 1 mit einem ebenen, d.h., nicht spitz zulaufenden Ende auf. Dieser Stab 1 ist in einer beispielsweise als Gleithülse ausgebildeten Führung 2 verschiebbar geführt, wobei eine den Stab in Bezug auf die Führung 2 lösbar festlegende Arretiereinheit 3 vorgesehen ist. Stab 1, Führung 2 und Arretiereinheit 3 sind konstruktiv mit einer Schwingungsvorrichtung 4 verbunden, die den Stab in arretierter Stellung zusammen mit der Führung 2 und der Arretiereinheit 3 in Schwingungen entsprechend den Pfeilen 5 in Schwingungen versetzen kann. Die Schwingungsvorrichtung 4 kann aber auch derart ausgebildet sein, dass sie nicht nur lineare Schwingungen, sondern auch flächige Schwingungen ausführen kann, d.h., Schwingungen in einer Ebene initiieren kann. Die Schwingvorrichtung 4, die zusammen mit der Führung 2 und der Arretiereinheit 3 eine bauliche Einheit bildet, ist mit einer Positioniereinrichtung verbunden, die eine dreidimensionale Positionierung vornehmen kann.An embodiment is shown in the drawing and will be explained in more detail in the following description. The single figure shows schematically an automatable device according to the invention, with which the method according to the invention can be carried out. The in the 1 schematically illustrated device has as an essential part of a thin cylindrical rod 1 with a flat, ie, not pointed end on. This rod 1 is in a trained example as a sliding sleeve guide 2 slidably guided, one of the rod in relation to the guide 2 releasably fixing locking unit 3 is provided. Rod 1 , Leadership 2 and locking unit 3 are constructive with a vibration device 4 connected to the rod in locked position together with the guide 2 and the locking unit 3 in vibrations according to the arrows 5 can vibrate. The vibration device 4 However, it can also be designed in such a way that it can not only execute linear oscillations but also surface oscillations, ie it can initiate vibrations in one plane. The oscillating device 4 that together with the leadership 2 and the locking unit 3 forms a structural unit is connected to a positioning device that can perform a three-dimensional positioning.

Eine solche Vorrichtung dient zur Aufnahme von Zell material, das auf einer Nährlösung oder einem Nährmedium (Agar) angezüchtet wird. Ein solches Nährmedium ist in der Zeichnung mit 7 bezeichnet und ist beispielsweise in einer Petrischale 8 aufgenommen. Auf dem Nährmedium 7 ist in der Zeichnung nicht maßstabsgerecht eine Zellkolonie 9 dargestellt. Üblicherweise ist die Oberfläche des Nährmediums 7 nicht eben, sondern weist leicht ein paar Millimeter Höhendifferenz auf, da beispielsweise die Oberfläche durch Kapillarkräfte am Rand hochgezogen oder durch Austrocknungsprozesse gegebenenfalls in der Mitte nach unten verformt ist. Mit dem Stab 1 soll Zellmaterial von dem Nährmedium 7 aufgenommen werden, wobei, wie weiter unten erläutert wird, die Höhe des Nährmediums in unmittelbarer Nähe des späteren Entnahmeortes bekannt sein. Dazu ist ein Sensor 10 vorgesehen, der beispielsweise unten an der Petrischale 8 angekoppelt ist. Der Sensor 10 kann als Ultraschallsensor ausgeführt sein, selbstverständlich sind andere Sensoren zur Messung der Schichtdicke des Nährmediums 7 verwendbar, wie kapazitive Sensoren oder eine 3D-Bildverarbeitung oder dergleichen.Such a device is used for receiving cell material that is grown on a nutrient solution or nutrient medium (agar). Such a nutrient medium is in the drawing 7 and is for example in a Petri dish 8th added. On the nutrient medium 7 is not to scale a cell colony in the drawing 9 shown. Usually, the surface of the nutrient medium 7 not even, but easily has a few millimeters height difference, for example, the surface is pulled up by capillary forces on the edge or deformed by desiccation, if necessary in the middle down. With the rod 1 should be cell material from the nutrient medium 7 be recorded, which, as will be explained below, the height of the nutrient medium in the immediate vicinity of the later sampling be known. There is a sensor for this 10 provided, for example, at the bottom of the Petri dish 8th is coupled. The sensor 10 can be designed as an ultrasonic sensor, of course, other sensors for measuring the layer thickness of the nutrient medium 7 usable, such as capacitive sensors or 3D image processing or the like.

Für den Vorgang der Aufnahme der Zellkolonie 9 wird die bauliche Einheit 11 aus Schwingungsvorrichtung 4, Führung 2 und Arretiereinheit 3 mit der Positioniereinrichtung 6 über die beispielsweise auf einem Tisch angeordnete Petrischale 8 positioniert. Dabei ist der Stab 1 in einer definierten Stellung durch die Arretiereinheit 3 arretiert. Selbstverständlich kann auch die Petrischale manuell oder durch Positioniereinrichtungen in eine definierte Stellung unter den Stab 1 gebracht werden. Der Sensor 10, der gleichfalls über Verstelleinrichtungen so positioniert werden muss, dass er an dem Entnahmeort, der durch die Stellung des Stabes vorgegeben ist, die Dicke des Nährme diums 7 misst.For the process of receiving the cell colony 9 becomes the structural unit 11 from vibration device 4 , Leadership 2 and locking unit 3 with the positioning device 6 on the example arranged on a table Petri dish 8th positioned. Here is the staff 1 in a defined position by the locking unit 3 locked. Of course, the Petri dish can be manually or by positioning in a defined position under the rod 1 to be brought. The sensor 10 , which must also be positioned on adjusting so that it is at the sampling, which is determined by the position of the rod, the thickness of Nährme medium 7 measures.

Das freie Ende des in definierter Stellung arretierten Stabes 1 wird einige Millimeter über den Entnahmeort gebracht, wobei die Positioniereinrichtung die Baueinheit 11 so in der Höhe bewegt, dass die Stirnfläche 12 des Stabes eine vorbestimmte Höhe zu der Oberfläche des Nährmediums 7 einnimmt.The free end of the locked in a defined position rod 1 is brought a few millimeters above the sampling, the positioning of the assembly 11 so moved in height that the frontal area 12 the rod a predetermined height to the surface of the nutrient medium 7 occupies.

Diese Höhe wird abhängig von verschiedenen Parametern vorzugsweise von einer nicht dargestellten Steuereinheit bestimmt, die Bestandteil der Positioniereinrichtung 6 sein kann. Zur Aufnahme des Zellmaterials wird der Stab durch die Arretierung 3 gelöst, so dass er im freien Fall sich nach unten bewegt und auf das Nährmedium 7 aufsetzt bzw. leicht in dieses eindringt. Es ist soll jedoch so sein, dass der Stab im Wesentlichen nicht in das Nährmedium eindringt, sondern nur aufsetzt. Um dies zu erreichen wird z.B. von der Steuereinheit die Kraft bestimmt, die der Stab 1 beim Aufsetzen auf das Nährmedium 7 ausübt, wobei diese Kraft bei bekannten Parametern des Stabes, wie Abmessungen und Gewicht bzw. Masse allein von der Fallhöhe bestimmt ist. Allerdings spielt dabei selbstverständlich die Art des Nährmediums 7 eine Rolle, d.h., die von dem Nährmedium ausgeübte Gegenkraft, die durch die Dichte des Nährmediums und gegebenenfalls durch andere physikalische Größen bestimmt ist, muss der Kraft des auftreffenden Stabes entsprechen. Die Bedingungen können im Vorhinein empirisch festgelegt werden, so dass schließlich nur die Fallhöhe einzustellen ist.This height is preferably determined by a control unit, not shown, which is part of the positioning device depending on various parameters 6 can be. For receiving the cell material, the rod is locked by the lock 3 dissolved, so that he moves in free fall down and on the nutrient medium 7 touches or easily penetrates into this. However, it should be so that the rod essentially does not penetrate into the nutrient medium, but only touches down. To achieve this, for example, the force determined by the control unit, the rod 1 when placed on the nutrient medium 7 exerts this force with known parameters of the rod, such as dimensions and weight or mass is determined solely by the height of fall. However, of course, the nature of the nutrient medium plays 7 a role, ie, the force exerted by the nutrient medium, which is determined by the density of the nutrient medium and optionally by other physical quantities, must correspond to the force of the impacting rod. The conditions can be determined empirically in advance, so that finally only the drop height is set.

Nachdem der Stab 1 mit seiner Stirnfläche 12 auf der Oberfläche des Nährmediums 7 sitzt, wird er durch Arretiereinheit 3 erneut arretiert und durch Schwin gungsvorrichtung zusammen mit der Führung 2 und der Arretiereinheit 3 in Schwingungen parallel zur Oberfläche des Nährmediums versetzt. Dadurch lagert sich am Rand der Stirnfläche 12, d.h., an der Übergangsstelle zwischen Stirnfläche 12 und Mantelfläche des Stabes 1 Zellmaterial an. Die Anlagerung wird durch die Verdichtung des Zellmaterials 9 aufgrund der aufgebrachten Schwingungen gefördert. Offensichtlich ist auch der Vorgang der Anlagerung abhängig von der dem Stab immanenten Rauhigkeit im Randbereich, wobei auch die Schwingungsdauer und -amplitude (Verdichtungsvorgang) abhängig ist, da bei einmal anhaftendem Material weiteres Zellmaterial darauf absetzt. Es hat sich gezeigt, dass die Menge des angelagerten Materials wenig abhängig von der Konsistenz der Zellkolonie ist.After the rod 1 with his face 12 on the surface of the nutrient medium 7 he sits by locking unit 3 locked again and by vibra tion device together with the leadership 2 and the locking unit 3 vibrated parallel to the surface of the nutrient medium. As a result, it is deposited on the edge of the face 12 , ie, at the transition point between the end face 12 and lateral surface of the rod 1 Cell material. The attachment is due to the compaction of the cell material 9 promoted due to the applied vibrations. Obviously, the process of attachment is dependent on the intrinsic roughness of the rod in the edge region, whereby the oscillation period and amplitude (compression process) is dependent because once attached material further cell material deposits it. It has been shown that the amount of deposited material is little dependent on the consistency of the cell colony.

Da Zellkolonien in den allermeisten Fällen eine hydrophile Oberfläche besitzen, lässt sich eine Anlagerung von Zellmaterial an der Stirnfläche 12 selbst sowie an der Mantelfläche durch Verwendung eines hydrophoben Stabmaterials wirkungsvoll unterdrücken. Vorteilhaft lassen sich hydrophobe Kunststoffmaterialien wie Nylon oder Teflon, aber auch andere einsetzen. Auch die Verwendung von Metallstäben ist grundsätzlich möglich, jedoch verliert die Oberfläche durch Oxidation an der Luft schnell die hydrophoben Eigenschaften blanken Metalls. Um bei einem solchen Stab gezielt die Anlagerungseigenschaften am Rand der Stirnfläche 12 zu verbessern, wird der Rand mit einer definierten Rauhigkeit versehen. Dies kann in einfacher Weise beim Herstellungsprozess z.B. beim Schneiden des Stabes realisiert werden, bei dem sich ein leichter Grat am Rand der Stirnfläche bildet, der auch reproduzierbar einstellbar ist. Der Mechanismus der Aufnahme des Zellmaterials kann so erklärt wer den, dass während der Schwingbewegung Zellmaterial seitlich "aufgespießt" wird, während das Material an der Stirn- und Mantelfläche durch die Beschleunigungskräfte der Schwingbewegung weggeschleudert wird da insbesondere eine Adhäsion am hydrophoben Material kaum stattfindet.Since cell colonies in the vast majority of cases have a hydrophilic surface, an accumulation of cell material on the end face can be 12 itself and on the lateral surface by using a hydrophobic rod material effectively suppress. Advantageously, hydrophobic plastic materials such as nylon or Teflon, but also others can be used. The use of metal rods is basically possible, but the surface quickly loses the hydrophobic properties of bare metal by oxidation in the air. In order for such a rod targeted the attachment properties at the edge of the face 12 To improve, the edge is provided with a defined roughness. This can be realized in a simple manner in the manufacturing process, for example when cutting the rod, in which a slight burr forms on the edge of the end face, which is also reproducibly adjustable. The mechanism of the uptake of the cell material can thus be explained who the that during the swinging cell material "impaled" is laterally, while the material is thrown on the front and lateral surface by the acceleration forces of the swinging motion because in particular an adhesion to the hydrophobic material hardly takes place.

Das aufgenommene Zellmaterial soll üblicherweise an Analysegeräten, zumeist mit massenspektrometrischen Verfahren bestimmt werden. Wie schon ausgeführt wurde, werden die zu untersuchenden Kolonien in matrixförmigen Vertiefungen auf einer Metallplatte, dem so genannten Target abgelegt, die Bestandteil bzw. Zubehör von Spektrometern ist. Nach der beschriebenen Anlagerung des Zellmaterials an dem Stab 1 wird daher die Baueinheit 11 durch die Positioniereinrichtung 3 von der Petrischale 8 nach oben bewegt und es wird das Target anstelle der Petrischale 8 angeordnet oder die Baueinheit 11 wird von der Positioniereinrichtung in eine andere Stelle gefahren. Der Stab 11 wird dann mit dem Target durch unmittelbaren Kontakt oder über ein flüssiges Koppelmedium in Berührung gebracht. Dann wird erneut die Schwingvorrichtung 4 betätigt, wodurch das Zellmaterial abfällt oder abgestreift wird. Vorteilhaft ist die Ablage des Materials in die Vertiefung des Targets über eine geringe Menge Wasser, die vorher in die Vertiefung vorgelegt wurde. Der Stab 1 mit anhaftendem Material wird dann in dieses Wasser eingetaucht, ohne dass das Target selbst berührt wird. Wird dann Schwingvorgang wieder eingeschaltet, bildet sich sehr schnell eine feine Suspension von Zellmaterial im Wasser, worauf der Stab nach Entfernen allen Zellmaterials von der Positioniereinrichtung 6 abgehoben wird. Das Wasser wird vorzugsweise durch Verdunsten oder aber auch durch andere physikalisch-chemische Verfahren entfernt, so dass in der Vertiefung eine gleichmäßig verteilte dünne Schicht aus Zellmaterial zurückbleibt, was nahezu ideal für die weitere Analyse, insbesondere nach dem MALDI-TOF-Verfahren ist.The ingested cell material should usually be determined on analyzers, mostly by mass spectrometric methods. As already stated, the colonies to be examined are deposited in matrix-like depressions on a metal plate, the so-called target, which is a component or accessory of spectrometers. After the described attachment of the cell material to the rod 1 is therefore the unit 11 through the positioning device 3 from the Petri dish 8th moves up and it becomes the target instead of the Petri dish 8th arranged or the unit 11 is moved from the positioning to another location. The rod 11 is then brought into contact with the target by direct contact or via a liquid coupling medium. Then the oscillating device is again 4 operated, whereby the cell material drops or is stripped off. Advantageously, the deposition of the material in the well of the target over a small amount of water, which was previously submitted to the well. The rod 1 with adhering material is then immersed in this water without the target itself being touched. If the oscillation process is then switched on again, a fine suspension of cell material in the water forms very quickly, whereupon the rod is removed from the positioning device after removal of all cell material 6 is lifted. The water is preferably removed by evaporation or else by other physicochemical methods, so that in The recess leaves a uniformly distributed thin layer of cell material, which is almost ideal for further analysis, especially according to the MALDI-TOF method.

Wie aus der Figur zu erkennen ist, ist eine Zuführungseinheit 13 vorgesehen, die den Stab vor Beginn der Aufnahme in die Führung 2 bis zu einer definierten Position einbringt, an der Stab arretiert wird. Nach der Zuführung des Stabes wird die Zuführungseinheit 13 entfernt und bei einem Wechsel des Stabes erneut aktiviert. Die Zuführungseinheit kann aber auch eine Schneidevorrichtung umfassen, die die Stäbe auf Länge schneidet. Nach ihrer Benutzung werden die Stäbe als Einmalprodukt weggeworfen.As can be seen from the figure, is a feeding unit 13 provided the staff before beginning the recording in the lead 2 up to a defined position, is locked to the rod. After the supply of the rod, the feed unit 13 removed and reactivated when changing the rod. However, the feed unit may also include a cutting device that cuts the bars to length. After use, the rods are discarded as a disposable product.

Claims (15)

Verfahren zur Aufnahme von Zellmaterial von der Oberfläche eines Nährmediums und Ablage desselben auf eine Ablagefläche, bei dem ein stabförmiges Element mit seinem Ende mit dem Zellmaterial in Kontakt gebracht und das anhaftende Zellmaterial von dem Ende auf die Ablagefläche übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Element (1) mit seiner stumpfen Stirnfläche (12) mit einer definierten Kraft auf das Nährmedium aufgesetzt wird und zur Anlagerung von Zellmaterial an der Kante der Stirnfläche in Schwingbewegungen versetzt wird, das stabförmige Element (1) relativ zur Ablagefläche positioniert wird und durch erneutes Aufbringen der Schwingbewegungen das Zellmaterial von dem stabförmigen Element gelöst wird.A method for receiving cell material from the surface of a nutrient medium and depositing it on a storage surface, in which a rod-shaped element is brought with its end in contact with the cell material and the adhering cell material is transferred from the end to the storage surface, characterized in that the rod-shaped Element ( 1 ) with its blunt face ( 12 ) is placed with a defined force on the nutrient medium and is added to the attachment of cell material at the edge of the end face in oscillatory movements, the rod-shaped element ( 1 ) is positioned relative to the storage surface and by re-applying the oscillatory movements, the cell material is released from the rod-shaped element. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer und die Amplitude der Schwingbewegungen veränderlich einstellbar sind.Method according to claim 1, characterized in that that the duration and the amplitude of the oscillatory movements are variable are adjustable. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingbewegungen linear und/oder flächig und im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Nährmediums aufgebracht werden.A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the oscillatory movements are linear and / or flat and be applied substantially parallel to the surface of the nutrient medium. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die definiert Kraft so gewählt wird, dass unter Berücksichtigung der Dichte des Nährmediums die Stirnfläche des stabförmigen Elementes nicht in das Nährmedium eindringt.Method according to Claims 1 to 3, characterized that the defined force is chosen that under consideration the density of the nutrient medium the face of the rod-shaped Element not in the nutrient medium penetrates. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Kraft durch axial geführten freien Fall des stabförmigen Elements unter Berücksichtigung seiner Masse und einstellbarer Fallhöhe auf die Oberfläche des Nährmediums aufgebracht wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the defined force by axially guided free fall of the rod-shaped element considering its mass and adjustable drop height to the surface of the nutrient medium is applied. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Fallhöhe die Höhe des Nährmediums gemessen wird und das stabförmige Element relativ zur Oberfläche des Nährmediums positioniert wird.Method according to claim 5, characterized in that that to adjust the drop height the height of the nutrient medium is measured and the rod-shaped Element relative to the surface of the nutrient medium is positioned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ablage des Zellmaterials das stabförmige Element mit einem flüssigen Koppelmedium in Kontakt gebracht wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized that for storing the cell material, the rod-shaped element with a liquid coupling medium is brought into contact. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schwingbewegung eine Suspension von Zellmaterial in dem Koppelmedium erzeugt wird und das Koppelmedium durch Verdunsten oder andere physikalisch-chemische Verfahren entfernt wird.Method according to claim 7, characterized in that that by means of the oscillatory motion, a suspension of cell material is generated in the coupling medium and the coupling medium by evaporation or other physicochemical processes are removed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für das stabförmige Element ein hydrophobes Material gewählt wird, wobei der Rand oder die Kante der Stirnfläche mit einer definierten Rauhigkeit versehen wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that for the rod-shaped element a hydrophobic material chosen is, with the edge or the edge of the face with a defined roughness is provided. Vorrichtung zur Aufnahme von Zellmaterial von der Oberfläche eines Nährmediums um Ablage desselben auf einer Ablagefläche mit einem stabförmigen Element, dessen Ende mit dem Zellmaterial in Kontakt bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Element ein stumpfe Stirnfläche (12) aufweist und mit einer Vorrichtung zum Aufsetzen des stabförmigen Elementes (1) mit seiner Stirnfläche mit einer definierten Kraft auf das aufzunehmende Zellmaterial in Verbindung steht und dass eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Schwingbewegung vorgesehen ist, die das stabförmige Element (1) in Schwingbewegungen versetzt.Device for receiving cell material from the surface of a nutrient medium in order to deposit it on a support surface with a rod-shaped element whose end can be brought into contact with the cell material, characterized in that the rod-shaped element has a blunt end face ( 12 ) and with a device for placing the rod-shaped element ( 1 ) is in contact with its end face with a defined force on the cell material to be absorbed, and in that a device for generating a vibratory movement is provided which holds the rod-shaped element ( 1 ) in oscillatory movements. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Aufsetzen des stabförmigen Elements (1) eine Führungseinheit (2) und eine lösbare Arretierungseinheit (3) umfasst.Apparatus according to claim 10, characterized in that the device for placing the rod-shaped element ( 1 ) a leadership unit ( 2 ) and a releasable locking unit ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Führungs-, Arretierungs- und Schwingvorrichtung (2, 3, 4) eine bauliche Einheit (11) bilden.Device according to claim 10 or claim 11, characterized in that guiding, locking and oscillating device ( 2 . 3 . 4 ) a structural unit ( 11 ) form. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (6) das stabförmige Element (1) und das Nährmedium und/oder die Ablagefläche in drei zueinander senkrechten Richtungen relativ zueinander positioniert.Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the positioning device ( 6 ) the rod-shaped element ( 1 ) and the nutrient medium and / or the deposition surface are positioned in three mutually perpendicular directions relative to each other. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Element (1) aus einem hydrophoben Material besteht und an dem Übergangsbereich zwischen Stirnfläche (12) und Mantelfläche mit einer definierten Rauhigkeit versehen ist.Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the rod-shaped element ( 1 ) consists of a hydrophobic material and at the transition region between the end face ( 12 ) and lateral surface is provided with a defined roughness. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Nährmediums ein Sensor (10) zum Messen der Höhe des Nährmediums vorgesehen ist.Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that in the region of the nutrient medium, a sensor ( 10 ) is provided for measuring the height of the nutrient medium.
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