DE10323776A1

DE10323776A1 - Verfahren zum Reinigen von Objektträgern und Vorrichtung hierfür

Info

Publication number: DE10323776A1
Application number: DE2003123776
Authority: DE
Inventors: Heinz Dittrich; Edgar Caspers; Gregor Trierscheid; Ralf Limburg
Original assignee: VULKAN TECHNIC MASCHINEN KONST; VULKAN TECHNIC MASCHINEN-KONSTRUKTIONS GmbH
Current assignee: VULKAN TECHNIC MASCHINEN KONST; VULKAN TECHNIC MASCHINEN-KONSTRUKTIONS GmbH
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Reinigen von mit chemischen und/oder biologischen Proben wie insbesondere DNA-Proben versehenen Objektträgern als Nachbehandlungsschritt zur Hybridisierung und zu wenigstens einem Post-Hybridisierungs-Waschschritt der Probe, in welchem die hybridisierte Probe mit einer Waschlösung behandelt wird. Erfindungsgemäß umfaßt der Nachbehandlungsschritt ein Abblasen der Objektträger mit einem feuchten oder vorzugsweise mit einem nassen Luftstrom.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von mit chemischen und/oder biologischen Proben wie insbesondere DNA-Proben versehenen Objektträgern als Nachbehandlungsschritt zur Hybridisierung und zu wenigstens einem Post-Hybridisierungswaschschritt der Probe, in welchem die hybridisierte Probe mit einer Waschlösung behandelt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Reinigen von mit chemischen und/oder biologischen Proben wie insbesondere DNA-Proben versehenen Objektträgern durch Abblasen mit einem Luftstrom in einem Nachbehandlungsschritt nach der Hybridisierung und nach wenigstens einem Post-Hybridisierungs-Waschschritt der Probe.
Zur Untersuchung von chemischen, gentechnischen oder biologischen Proben wie beispielsweise Gewebeproben, DNA-Sequenzen, Blut, Knochenmark, Fruchtwasser, Zytospinpräparate etc. und zur experimentellen Herbeiführung einer Reaktion zwischen zwei komplementären Nukleinsäureeinzelsträngen unter Bildung eines Nukleinsäuredoppelstrangs wird ein in der Molekularbiologie als Hybridisierung bezeichnetes Verfahren eingesetzt. Insbesondere bekannt ist die Technik der Fluoreszenz In-situ Hybridisierung (FISH), bei der sich Einzelstrang-DNA an komplementäre DNA-Sequenzen spezifisch anlagern. Die Ziel-DNA ist dabei die nukleäre DNA von z.B. Interphasenzellenkernen (Metapha sen), welche auf einem geeigneten Objektträger aufgetragen sind. Das Auftropfen der als Array angeordneten DNA-Stränge erfolgt meist mit Robotern, wobei sich die aufgebrachten DNA-Stränge mit der substratbeschichteten Oberfläche der Objektträger verbinden, so daß die Positionierung des Arrays bekannt ist. Im nächsten Schritt wird die Ziel-DNA mit den vorbereiteten Objektträgern in einem Hybridisierungsschritt bei einer Hybridisierungsdauer von etwa 4 bis 16 h verbunden. Anschließend erfolgen wenigstens ein, häufig 3 bis 6 Post-Hybridisierungs-Waschschritte mit z.B. Saline-Sodium-Citrate (SCC), Formamyd oder Formalyd-haltigen Waschlösungen zum Auswaschen ungebundener DNA-Stränge, damit nur fest gebundene und angekettete DNA auf dem Objektträger verbleibt. Bevor nun der Objektträger einer Untersuchung z.B. mit einem geeigneten Mikroskop unterzogen wird, wird er im Stand der Technik getrocknet, wobei dafür Sorge getragen werden muß, daß vor dem Trocknungsprozeß alle Waschlösungen vom Objektträger rückstandslos entfernt werden. Rückstände der meist stark salzhaltigen Waschlösung kann das Untersuchungsergebnis verfälschen.
Bisher ist bekannt, die Objektträger mit einem Luftstrom mit Druckluft von etwa 1 bar abzublasen. Hierbei werden die Objektträger teilweise senkrecht angeordnet, um das Abblasen zu verbessern. Außerdem ist bekannt, innerhalb oder außerhalb der Hybridisierungskammer mit anderen Gasen wie z.B. Stickstoff durch Verdrängungs- oder Verdunstungsabblasen eine Trocknung zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine auch automatisierbare Nachreinigung der Objektträger ermöglicht wird, ohne daß das Meßergebnisse durch den Trocknungsprozess verfälscht wird.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß der Nachbehandlungsschritt ein Abblasen der Objektträger mit einem feuchten oder vorzugsweise mit einem nassen Luftstrom umfaßt. Überraschend hat sich gezeigt, daß es im Nachbehandlungsschritt der Post-Hybridisierungs-Waschschritte nicht erforderlich ist, eine unmittelbare Trocknung zu erzielen, sondern daß demgegenüber ein Abblasen mit feuchter oder insbesondere nasser Luft zu einer ausreichenden Nachreinigung der Objektträger und hybridisierten Proben führt.
Der Luftstrom wird vorzugsweise mit destilliertem Wasser gesättigt, insbesondere übersättigt, so daß das Abblasen mit einem nassen, insbesondere auch kondensierte Wassertropfen enthaltenden Luftstrom erfolgt. Ein Sättigungsgrad von etwa 0,6 oder ein höherer Sättigungsgrad bis zu einschließlich 1 kann sich als besonders vorteilhaft erweisen. Der Luftstrom besteht insbesondere aus einem Druckluftstrom. Der Druckluftstrom hat vorzugsweise einen mittleren Druck von etwa 1 bis 6 bar, vorzugsweise etwa 3 bis 5 bar, insbesondere etwa 4 bar hat. Der Objektträger wird vorzugsweise mit dem Luftstrom in einem Winkel von etwa 10° bis 90° angeströmt. Günstig ist insbesondere, wenn der Objektträger relativ zu einer Abblasdüse für den Luftstrom bewegt wird. Alternativ kann auch die Abblasdüse relativ zum Objektträger bewegt werden.
Weiter vorzugsweise kann die Abblasdüse einen Austrittsschlitz, insbesondere einen Breitschlitz als Austritt zur gleichzeitigen Nachbehandlung mehrere Objektträger aufweisen. Alternativ kann die Abblasdüse auch punktuelle Austrittsöffnungen aufweisen. Zur Anfeuchtung des Luft- bzw. Druckluftstromes ist besonders vorteilhaft, wenn der Luftstrom durch eine Befeuchtungseinrichtung hindurchgeführt wird, in der der Luftstrom mit destilliertem Wasser angereichert, gesättigt oder ggf. übersättigt wird. Die Befeuchtungseinrichtung kann einen mit einer radialen Öffnung versehenen Strömungskanal aufweisen, wobei über die radiale Öffnung destilliertes Wasser zur Befeuchtung des Luftstroms angesaugt wird. Eine derartige Befeuchtungseinrichtung arbeitet mithin nach dem Venturi-Prinzip, wobei in einem verengten, mit der Wasserzufuhr verbundenen Strömungsquerschnitt die Wasserpartikel mit dem Luftstrom mitgerissen werden.
Die vorgenannte Aufgabe wird auch mit einer Vorrichtung zum Reinigen von mit chemischen und/oder biologischen Proben wie insbesondere DNA-Proben versehenen Objektträgern durch Abblasen mit einem Luftstrom in einem Nachbehandlungsschritt nach der Hybridisierung und nach wenigstens einem Post-Hybridisierungs-Waschschritt der Probe, gelöst, wobei die Vorrichtung eine Befeuchtungseinrichtung aufweist, in der der Luftstrom mit destilliertem Wasser zu einem feuchten oder vorzugsweise nassen Luftstrom anreicherbar ist.
Vorzugsweise ist der Vorrichtung ein Drucklufterzeuger zur Erzeugung eines Druckluftstromes zugeordnet und/oder die Befeuchtungseinrichtung weist einen mit einer radialen Öffnung versehenen, vorzugsweise mit einer Verengung versehenen Strömungskanal aufweist, wobei an die insbesondere im Bereich der Verengung angeordnete radiale Öffnung ein Verbindungsrohr angeschlossen ist, daß in einen Behälter für destilliertes Wasser eintaucht. Zweckmäßigerweise kann der Behälter vorzugsweise unmittelbar unterhalb des Strömungskanals angeordnet sein. Die Vorrichtung kann eine Abblasdüse für den feuchten oder vorzugsweise nassen Luftstrom aufweisen, wobei die Abblasdüse insbesondere mit einem Austrittsschlitz, einem Breitschlitz als Austritt zur gleichzeitigen Reinigung mehrere Objektträger oder mitpunktuellen Austrittsöffnungen versehen sein kann.
Besonders günstig ist, wenn die Abblasdüse in einem Winkel von etwa 10° bis 90° relativ zur Ebene der Objektträger angeordnet ist. Die Objektträger oder die Abblasdüse können relativ zueinander bewegt werden, um die Endreinigung mit dem feuchten bzw. nassen Luftstrom gleichmäßig und schnell über die Länge des Objektträgers durchführen zu können. Die Objektträger können insbesondere aus Glas bestehen und z.B. als Glas-Slides ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
In der einzigen Fig. ist mit insgesamt 10 eine nur schematisch angedeutete Vorrichtung dargestellt, mit der die aus länglichen, rechteckförmigen Glas-Slides bestehenden Objektträger 1, nachdem diese zusammen mit den zuvor aufgebrachten biologischen DNA-Proben dem Hybridisierungsprozess und den Post-Hybridisierungs-Waschschritten unterzogenen wurden, für die anschließende mikroskopunterstützte Untersuchung nachbehandelt werden. Auf den Objektträgern 1 haften mithin neben den verbundenen und zu untersuchenden DNA-Kettensträngen nach geringfügige Anteile der Waschsubstanz des letzten Waschschritts.
Die Objektträger 1 werden vorzugsweise auf einem geeigneten, nicht dargestellten Transportträger, ggf. in Anordnung mit mehreren Objektträgern 1 nebeneinander, in Pfeilrichtung F an einer Abblasdüse 2 vorbeigeführt, aus der ein Druckluftstrom mit feuchter und mit destilliertem Wasser angereicherter Luft austritt. Die Abblasdüse 2 ist als Schlitzdüse mit einem Austrittsschlitz 3 ausgeführt, dessen Breite größer ist als die Breite wenigstens eines Objektträgers 1. Zum gleichzeitigen Abblasen von vier nebeneinander liegenden Objektträgern 1 kann der Schlitz 3 eine Breite von etwa 120 mm aufweisen.
Die Abblaßdüse bzw. Auslaßdüse 3 ist am Ende eines Zuführschlauchs oder -kanals 4 angeordnet, der am Auslaß 5 einer Befeuchtungseinrichtung 6 angeschlossen ist. Ein Druckluftstrom tritt mit etwa 4 bar in Pfeilrichtung L in die Befeuchtungseinrichtung 6 ein. In der Befeuchtungseinrichtung 6 ist eine Strömungskanal 7 mit einer Verengung 8 versehen, die einen radialen Durchlaß 12 zu einem Behälter 9 aufweist, in welchem destilliertes Wasser 11 mit ausreichender Füllhöhe gespeichert ist. In den Behälter taucht ein hohles Tauchrohr 13 ein, welches mit seinem oberen Ende an den radialen Durchlaß 12 angeschlossen ist, damit ein durch die die Verengung hindurchtretender Druckluftstrom über das Tauchrohr 10 destilliertes Wasser aus dem Behälter 9 ansaugt und den Druckluftstrom mit dem Wasser anreichert. Der Sättigungsgrad wird vorzugsweise auf etwa 0,4 bis 1, insbesondere etwa 0,6 bis 1 eingestellt, so daß der aus der Abblasdüse 3 austretende und schräg, hier mit einem Winkel von etwa 45°, auf die Oberfläche des Objektträgers 1 auftreffende Druckluftstrom ggf. bereits kondensierten Wasseranteile enthält.

Claims

Verfahren zum Reinigen von mit chemischen und/oder biologischen Proben wie insbesondere DNA-Proben versehenen Objektträgern als Nachbehandlungsschritt zur Hybridisierung und zu wenigstens einem Post-Hybridisierungs-Waschschritt der Probe, in welchem die hybridisierte Probe mit einer Waschlösung behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachbehandlungsschritt ein Abblasen der Objektträger mit einem feuchten oder vorzugsweise mit einem nassen Luftstrom umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom mit destilliertem Wasser vorzugsweise gesättigt, insbesondere übersättigt ist und/oder einen Sättigungsgrad von etwa 0,4 bis 1 hat, insbesondere etwa 0,6 bis 1 hat.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom aus einem Druckluftstrom besteht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftstrom einen mittleren Druck von etwa 1 bis 6 bar, vorzugsweise etwa 2 bis 5 bar, insbesondere etwa 3,5 bis 4,5 bar hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektträger mit dem Luftstrom in einem Winkel von etwa 10° bis 90° angeströmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektträger relativ zu einer Abblasdüse für den Luftstrom bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abblasdüse einen Austrittsschlitz, einen Breitschlitz als Austritt zur gleichzeitigen Nachbehandlung mehrere Objektträger oder punktuelle Austrittsöffnungen aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom durch eine Befeuchtungseinrichtung hindurchgeführt wird, in der der Luftstrom mit destilliertem Wasser gesättigt oder vorzugsweise übersättigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung einen mit einer radialen Öffnung versehenen Strömungskanal aufweist, wobei über die radiale Öffnung destilliertes Wasser zur Befeuchtung des Luftstroms angesaugt wird.
Vorrichtung zum Reinigen von mit chemischen und/oder biologischen Proben wie insbesondere DNA-Proben versehenen Objektträgern durch Abblasen mit einem Luftstrom in einem Nachbehandlungsschritt nach der Hybridisierung und nach wenigstens einem Post-Hybridisierungs-Waschschritt der Probe, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Befeuchtungseinrichtung aufweist, in der der Luftstrom mit destilliertem Wasser zu einem feuchten oder vorzugsweise nassen Luftstrom anreicherbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung ein Drucklufterzeuger zur Erzeugung eines Druckluftstromes und/oder daß die Befeuchtungseinrichtung einen mit einer radialen Öffnung versehenen Strömungskanal aufweist, wobei an die radiale Öffnung ein Verbindungsrohr angeschlossen ist, daß in einen Behälter für destilliertes Wasser eintaucht.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter vorzugsweise unmittelbar unterhalb des Strömungskanals angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Abblasdüse für den feuchten oder vorzugsweise nassen Luftstrom, wobei die Abblasdüse einen Austrittsschlitz, einen Breitschlitz als Austritt zur gleichzeitigen Reinigung mehrere Objektträger oder punktuelle Austrittsöffnungen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abblasdüse in einem Winkel von etwa 10° bis 90° relativ zur Ebene der Objektträger angeordnet ist.
Vorrichtung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektträger aus Glas bestehen und insbesondere als Glas-Slides ausgebildet sind.