DE102004020885B4

DE102004020885B4 - Method and device for receiving cell material and storage of the same

Info

Publication number: DE102004020885B4
Application number: DE200410020885
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. Schmucker; Oliver Dr. Lange; Torsten Böhme; Marcel Dr. Erhard; Peter Prof. Dr. Hauptmann
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV; Biomerieux Inc
Current assignee: Biomerieux Inc
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: DE102004020885A1

Abstract

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, anschließend 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) is placed with its blunt end face (12) 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 swinging movements, then the rod-shaped element (1) is positioned relative to the shelf and by again Applying the oscillatory movements, the cell material is released from the rod-shaped element.

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 invention relates to a method and a device for receiving cell material from the surface of a nutrient medium and storage of the same on a shelf according to the preamble of the main claim and the dependent claim.

Die routinemäßige Bestimmung von Zellkolonien, wie beispielsweise Bakterien, Pilzen, Schwämmen oder dergleichen, werden zumeist mit massenspektrometrischen Verfahren wie dem MALDI-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 genannten Target, vorhanden, wobei nach der Ablage vieler Proben die eigentliche Analyse bei modernen Spektrometern weitgehend automatisch durchgeführt wird.The routine determination of cell colonies, such as bacteria, fungi, sponges or the like, are mostly performed by mass spectrometric methods such as matrix assisted laser discharge induced time-of-flight (TOX) analysis using an analyzer. For this purpose, a small amount of the colonies to be examined in a recess of a small metal plate, which forms the measuring surface of the analyzer to be stored. Normally, 100 or more such depressions are present in matrix form on the metal plate, the so-called target, and after the deposition of many samples, the actual analysis is carried out largely automatically in modern spectrometers.

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.The problem is the storage of the right amount, which is for example in the range of a few 10 micrograms; if there is too little material, an unusable spectrum is obtained; if there is too much material, there is a risk that the cell material will "splash around" during the laser-induced evaporation of the sample and contaminate neighboring samples and / or the spectrometer. The recording and filing of 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.A large number of different systems are available on the market under the heading "colony picking". All systems are used for the removal of cell colony material from the surface of a nutrient medium, which is in Petri or multi-dishes, if appropriate also in test tubes, and the storage in a liquid container or on a new nutrient solution for the purpose of further cultivation and propagation or analysis in the liquid phase. The recorded or dispensed quantity is not controlled or at least monitored by any device. A commercial system for receiving and depositing a defined amount of cell material on a target as described above is not available. Another disadvantage of the intended use is the fact that a recording of nutrient medium is always carried out with or can not be excluded, which is irrelevant for further cultivation, but makes a measurement or analysis useless. The reason is that in the commercial devices using needles, capillaries, wire loops or the like "blind" in the nutrient solution is stung.

Aus der US 4 956 297 A 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 A 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.The invention is therefore an object of the invention to provide a method and apparatus for receiving cell material from a nutrient medium and storage of the same, which allow a quick and automated implementation of the recording and filing process, each reproducible amounts to be recorded and the risk the falsification of an analysis by nutrient medium (agar) and a 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.This object is achieved by the characterizing features of the main claim and the independent claim and by the features of their preambles.

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.Characterized in that the rod-shaped element is placed with its blunt end face with a defined force on the nutrient medium and is vibrated by a vibrating device, cell material accumulates at the transition region between the end face and the lateral surface, the compaction of the cell material on the nutrient medium due to the Vibrations contributes to the attachment. By subsequently positioning the rod-shaped element relative to the deposition surface and reapplying the oscillatory motions to the rod-shaped element, the cell material is released from the rod-shaped element. It can be brought by direct contact or via a liquid coupling medium with the shelf in touch.

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.The measures specified in the dependent claims are advantageous developments and improvements possible. The defined force with which the blunt end face is placed on the cell material to be absorbed, is chosen so that, taking into account the density of the nutrient medium, the end face of the rod-shaped element does not or not significantly penetrate into the nutrient medium. Advantageously, the defined force is applied by an axially guided free fall of the rod-shaped element, taking into account its mass and an adjustable drop height to the surface of the nutrient medium. Such an embodiment 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.Since the height of the nutrient solution or the nutrient medium in its receptacle, z. As a Petri dish production is never constant, the height is measured at the subsequent sampling point, such as capacitive sensors or via a 3D image processing in an advantageous manner by means of an ultrasonic sensor or other sensors, 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.It is particularly advantageous that the rod-shaped element consists of a hydrophobic material, wherein it is provided at the edge of the blunt end face with a defined roughness, which is usually present in the manufacturing process of home. By providing this measure, the cell material settles specifically on the edge between the end face and lateral surface and possible adhering material on the end and lateral surface is thrown by the acceleration forces of the oscillatory motion, 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.Advantageously, for depositing the cell material, the rod-shaped element is brought into contact with a liquid coupling medium, whereby the material is distributed evenly in the recess of the target using the oscillatory motion, this distribution being maintained after removal of the coupling medium. Due to the defined amount taken up and deposited, no cell material is splashed around and contaminates adjacent samples and / or the analyzer.

Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und erfindungsgemäßen Vorrichtung eine präzise automatische Vorgehensweise möglich ist; kann die Analyse von einer Vielzahl von Proben in kurzer Zeit und präzise durchgeführt werden, wodurch eine Kreuzkontamination beim sukzessiven Aufnehmen mehrerer Proben auch durch die Vermeidung einer versehentlichen Mitablage in eine benachbarte Vertiefung des Targets sicher vermieden wird.Since a precise automatic procedure is possible with the method and device according to the invention; For example, the analysis of a large number of samples can be carried out in a short time and precisely, thereby reliably avoiding cross-contamination during the successive picking up of several samples, even by avoiding accidental cod placement 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 entsprechend den Pfeilen 5 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 according to the arrows 5 can put off. 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 Zellmaterial, 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 muss. 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 to receive 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 subsequent sampling must 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 muss gleichfalls über Verstelleinrichtungen so positioniert werden, dass er an dem Entnahmeort, der durch die Stellung des Stabes vorgegeben ist, die Dicke des Nährmediums 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 got to are also positioned over adjusting so that it is specified at the sampling, which is determined by the position of the rod, the thickness of the nutrient 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 is z. B. determined by the control unit, the force that 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 Schwingungsvorrichtung 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 vibration device together with the guide 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 werden, 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 done in a simple manner in the manufacturing process z. Example, be realized 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 be explained so that during the oscillating movement cell material is laterally impaled, while the material is thrown on the front and lateral surface by the acceleration forces of the oscillatory 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 physico-chemical processes so that a uniformly distributed thin layer of cell material remains in the depression, which is almost ideal for further analysis, in particular according to the MALDI-TOF process.

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

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 deposition of cell material at the edge of the end face in oscillatory movements, then 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.

A method according to claim 1, characterized in that the duration and the amplitude of the oscillatory movements are variably adjustable.

A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the oscillatory movements are applied linearly and / or flat and parallel to the surface of the nutrient medium.

A method according to claim 1 to 3, characterized in that the defined force is chosen so that, taking into account the density of the nutrient medium, the end face of the rod-shaped element does not penetrate into the nutrient medium.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the defined force is applied by axially guided free fall of the rod-shaped element, taking into account its mass and adjustable drop height to the surface of the nutrient medium.

A method according to claim 5, characterized in that for adjusting the drop height, the height of the nutrient medium is measured and the rod-shaped element is positioned relative to the surface of the nutrient medium.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that for depositing the cell material, the rod-shaped element is brought into contact with a liquid coupling medium.

A method according to claim 7, characterized in that by means of the oscillating motion, a suspension of cell material in the coupling medium is generated and the coupling medium is removed, in particular by evaporation.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a hydrophobic material is selected for the rod-shaped element, wherein the edge or the edge of the end face is provided with a predetermined roughness.

Device for receiving cell material from the surface of a nutrient medium and depositing it on a support surface with a rod-shaped element, the end of which can be brought into contact with the cell material, characterized in that the rod-shaped element has a blunt end surface ( 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.

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 ) having.

Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that the oscillating device ( 2 . 3 . 4 ) is formed, the rod-shaped element ( 1 ) to vibrate parallel to the surface of the nutrient medium.

Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that a positioning device ( 6 ) is provided, which is formed, a three-dimensional positioning of the rod-shaped element ( 1 ) relative to the nutrient medium and / or the storage surface.

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 predetermined roughness.

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.

Device according to one of claims 10 to 15, characterized in that a feed unit ( 13 ) for the supply of the rod-shaped element in the guide unit ( 2 ) is provided.