DE3841961A1 - Geraet zur analyse von physiologischen oder anderen fluessigkeiten in den vertiefungen einer mikrotestplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Analyse von physiologischen oder anderen Flüssigkeiten in den Vertiefungen einer Mikrotestplatte, mit einem Grundmodul, der eine Steuereinrichtung aufweist und auf dem eine die Mikrotestplatte aufnehmende Plattenhalterung durch eine von der Steuereinrichtung des Grundmoduls gesteuerte Transportvorrichtung verschiebbar ist.

Ein derartiges Gerät wird insbesondere zur Durchführung virologischer Enzym-Immuno-Essays (ELISA-Test) verwendet. Die Mikrotestplatte (auch als Mikrotiterplatte bekannt) wird vom Bedienungspersonal in die Plattenhalterung der Transportvorrichtung des bekannten Gerätes eingesetzt. In einem ersten Arbeitsschritt werden im Gerät die Vertiefungen der Mikrotestplatte mit der Antigen- oder Antikörperlösung versehen. Das Bedienungspersonal entnimmt dann die Mikrotestplatte aus der Plattenhalterung des Gerätes und bringt sie zu einem Inkubator, in der die Mikrotestplatte entweder bei Raumtemperatur oder je nach Testvorschrift (z. B. bei 37°C) gelagert wird. In der ersten Inkubationsphase binden sich die in der Probe vorhandenen Antikörper (Antigene) an die Oberfläche der Vertiefungen der Mikrotestplatte. Nach dem Ablauf der Inkubationsphase entnimmt das Bedienungspersonal die Mikrotestplatte dem Inkubator, setzt sie in die Plattenhalterung ein und startet durch einen Tastendruck den nächsten Arbeitsschritt: Die Transportvorrichtung bewegt die Mikrotestplatte zu einer Waschvorrichtung, über deren Kämme die Vertiefungen der Mikrotestplatte mit einer Waschlösung ein- oder mehrmals gespült werden. Nach dem Auswaschen der nicht gebundenen Probenbestandteile wird die Mikrotestplatte weiter zu einer Dosiervorrichtung bewegt, in der in jede einzelne Vertiefung eine Serum-Probe pipettiert wird. Die Transportvorrichtung bewegt die Mikrotestplatte in ihre Entnahmestellung, wo sie vom Bedienungspersonal aus der Plattenhalterung entnommen und zum Inkubator gebracht wird. Nach dem Ablauf der zweiten Inkubationsphase wird die Mikrotestplatte vom Bedienungspersonal wieder aus dem Inkubator genommen, erneut in die Plattenhalterung des bekannten Gerätes eingesetzt. Der nächste Arbeitsschritt wird wieder manuell gestartet. Die Mikrotestplatte wird von einer Transportvorrichtung zu einer Waschvorrichtung gebracht, in der das überschüssige Substrat entfernt wird. Die Mikrotestplatte wird anschließend zu einer Dosiervorrichtung transportiert, wo in jede Vertiefung ein entsprechendes Enzym-Konjugat dosiert wird. Nachdem die Mikrotestplatte von der Transportvorrichtung in ihre Entnahmestellung zurücktransportiert wurde, entnimmt das Bedienungspersonal die Mikrotestplatte der Plattenhalterung und bringt sie wieder in den Inkubator ein. Während der dritten Inkubationsphase entsteht durch enzymatische Spaltung ein Farbstoff. Nach Ablauf der gewünschten Inkubationszeit entnimmt das Bedienungspersonal die Mikrotestplatte dem Inkubator, legt sie in die Plattenhalterung des bekannten Gerätes ein und nach einem entsprechenden Tastendruck wird in jede Vertiefung der von der Transportvorrichtung zu einem Dispenser gebrachten Mikrotestplatte ein Stopplösung eingebracht, um die enzymatische Reaktion abzubrechen. Die Transportvorrichtung bringt dann die Mikrotestplatte zu einem photometrischen Lesegerät, in dem die Extinktion der Probe gemessen wird. Die Meßdaten werden in einer Auswertevorrichtung weiterverarbeitet und in eine gewünschte Darstellung umgesetzt. Die Mikrotestplatte wird nun in ihre Entnahmestellung gefahren und dort vom Bedienungspersonal entnommen.

Das bekannte Gerät besitzt den Nachteil, daß die Mikrotestplatte nach den im Gerät durchgeführten Arbeitsschritten diesem durch Bedienungspersonal manuell entnommen und in einem separaten Inkubator eingebracht werden muß. Dies bedingt einen ineffizienten Testablauf, da ständig Bedienungspersonal bereit sein muß, um die Entnahme der Mikrotestplatten aus der Plattenhalterung des Gerätes und deren Übergabe in den Inkubator zu bewerkstelligen. Ein vollautomatischer Testablauf von der anfänglichen Preparation der Mikrotestplatte bis zur abschließenden Auswertung der Extinktionsdaten der einzelnen Vertiefungen der Mikrotestplatte ist mit diesem bekannten Gerät nicht durchführbar. Ferner besteht aufgrund der vom Bedienungspersonal durchzuführenden Manipulationen die Gefahr einer Vertauschung zweier Mikrotestplatten. Eine über dem gesamten Testablauf einheitliche automatische Identifikation der Mikrotestplatten ist nicht vorgesehen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen vollautomatisierten Testablauf ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mikrotestplatte von der Transportvorrichtung in einen angesetzten Erweiterungsmodul einbringbar ist, und daß die Mikrotestplatte durch eine von der Steuereinrichtung des Grundmoduls gesteuerte Übergabevorrichtung der Plattenhalterung der Transportvorrichtung entnehmbar und in eine Plattenhalterung des Erweiterungsmoduls einsetzbar ist. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Gerät besitzt den Vorteil, daß die Anzahl der vom Bedienungspersonal durchzuführenden Tätigkeiten drastisch reduziert wird. Alle zwischen dem Einsetzen der Mikrotestplatte in das Gerät und deren Entnahme nach dem kompletten Ablauf des Tests liegenden, bisher von dem Bedienungspersonal durchzuführenden Manipulationen entfallen, wodurch in besonders einfacher Art und Weise ein vollautomatischer Testablauf erreicht wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gerätes sieht vor, daß an mindestens einer Stelle der von der Plattenhalterung der Transportvorrichtung überfahrenen Transportschiene jeweils eine Lesevorrichtung zur Auflösung eines an der Mikrotestplatte oder an deren Plattenträger angebrachten Kennzeichens vorgesehen ist. Eine derartige Überwachung ermöglicht eine individuelle Behandlung jeder einzelnen Mikrotestplatte und schließt die bei bekannten Geräten vorhandene Gefahr einer Vertauschung zweier Mikrotestplatten aus.

Die weiteren Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der das erfindungsgemäße Gerät anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel; und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Gerätes setzt sich aus einem Grundmodul 3, den Arbeitsmodulen 6 a, 6 b, 6 c und 6 d und einem Erweiterungsmodul 13 zusammen. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, enthält die Grundeinheit 3 neben der Steuereinrichtung 200 eine photometrische Lesevorrichtung 100 zur Messung von Farbreaktionen in den Vertiefungen 1′ einer Mikrotestplatte 1. Die Lesevorrichtung 100 besteht in an sich bekannter Weise aus Lichtquellen 101 und darüber angeordneten Photodetektoren (nicht gezeigt). Jeder Photodetektor 101 liefert ein der Extinktion des durch eine Vertiefung 1′ der Mikrotestplatte 1 hindurchgehenden Lichtstrahles proportionales Signal an eine Auswerteeinrichtung 201, in der die Meßsignale in einer dem Fachmann bekannten Art und Weise verarbeitet werden. Die photometrische Lesevorrichtung 100 kann z. B. durch einen Gamma-Zähler oder durch eine den speziellen Erfordernissen eines bestimmten Testablaufs entsprechende Vorrichtung ersetzt werden. Die Arbeitsmodule 6a, 6 b, 6 c und 6 d beinhalten weitere Vorrichtungen zur Durchführung der Tests. Der Arbeitsmodul 6 a ist z. B. ein Multi-Reagent-Dispenser zum Einpipettieren eines Substrates in die Vertiefungen 1′ einer Mikrotestplatte 1. Der Arbeitsmodul 6 b ist z. B. eine Vorrichtung zum Auswaschen der Vertiefungen1′ der Mikrotestplatte 1. Der Arbeitsmodul 6 c ist z. B. eine Dosiervorrichtung zum Einpipettieren des Enzym-Konjugates; der Arbeitsmodul 6 d ist z. B. eine Dosiervorrichtung zur Zugabe einer Stopp-Lösung in die Vertiefungen 1′ der Mikrotestplatte 1. Der Erweiterungsmodul 13 ist z. B. ein Inkubator zur vorübergehenden Lagerung der Mikrotestplatten 1. Anstelle des Inkubators kann auch ein Plattenstapler, welcher einen oder mehrere Ablageplätze für eine Mikrotestplatte 1 aufweist, oder eine ähnliche Vorrichtung vorgesehen sein. Der Grundmodul 3, die Arbeitsmodule 6 a bis 6 d und der Erweiterungsmodul 13 sind über dem Fachmann bekannte Vorrichtungen gekoppelt, wie in Fig. 2 dargestellt, wird eine mechanisch stabile Verbindung durch Ausnehmungen 8 an einer Seitenplatte 9 erreicht, in die entsprechend arretierbare Bolzen 10 der Seitenplatten 9′ des anschließenden Moduls eingreifen. Signalverbindungen (nicht gezeigt) erlauben die Datenkommunikation zwischen der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 und den Steuereinrichtungen der Arbeitsmodule 6 a, b, c, d und des Erweiterungsmoduls 13. Die Mikrotestplatte 1 ist von einer Transportvorrichtung auf Modulen verfahrbar. Zur Transportvorrichtung gehört die Transportschiene 7 des Grundmoduls 3, die Transportschienen 7′ der Arbeitsmodule 6 a bis 6 d, sowie ein von der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 über die Signalleitung 42 gesteuerter Transportwagen 2, der Antriebsmotor 38 auf den Transportschienen 7 und 7′ verfahrbar ist. Der Antriebsmotor 38 ist in den Transportwagen 2 integriert.

Alle zur Durchführung des Tests benötigten Module, einschließlich des Erweiterungsmoduls, können auch als Arbeitsstationen eines räumlich kompakten Gerätes ausgebildet sein. Die Mikrotestplatte 1 kann dann z. B. durch einen die Plattenhalterung 22 bewegenden Spindeltrieb zu einer dem Erweiterungsmodul 13 entsprechenden Arbeitsstation bewegt werden.

Die Fig. 2 zeigt eine Plattenhalterung 22, in die eine Mikrotestplatte 1 über ihren Plattenträger 21 eingesetzt ist. Die Plattenhalterung 22 besteht aus einer U-förmigen Führung 23 und einem ein- und ausschaltbaren Elektromagneten 24. Die beiden Schenkel 23 a, 23 b der Führung 23 sind in ihrem Anfangsbereich leicht angeschrägt, um das Einführen des Plattenträgers 21 zu erleichtern. Der Elektromagnet 24 ist im Querbalken 23 c der Führung 23 angeordnet. Eine Signalleitung 43 verbindet den Elektromagneten 24 mit der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3. Dadurch kann der Elektromagnet 24 von der Steuereinrichtung 200 ein- und ausgeschaltet werden. Der Plattenträger 21 wird durch die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Elektromagneten 24 und einem an der Stirnfläche 25 des Plattenträgers 21 angebrachten Eisenplättchens 26 kraftschlüssig in der Plattenhalterung 22 gehalten und kann bei abgeschaltetem Elektromagneten 24 leicht abgezogen werden. Der Elektromagnet 24 und das Eisenplättchen 26 bilden in Verbindung mit der Führung 23 eine Komponente einer Übergabevorrichtung, welche ein von der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 gesteuertes Festhalten oder Loslösen des Plattenträgers 21 aus der Plattenhalterung 22 der Transportvorrichtung, gebildet durch die Bauteile 2, 7 und 7′, erlaubt.

Die Plattenhalterung 22 ist mittels zweier Bolzen 27 an dem Transportwagen 2 befestigt, und zwar an dem Erweiterungsmodul 13 zugewandten Ende der Seitenplatte 28 des Transportwagens 2. Dadurch liegt der Plattenträger 21 vor dem Transportwagen 2 auf der Fläche 55 der Laufschiene 4 bzw. 4′. Der Plattenträger 21 kann dadurch in den Erweiterungsmodul 13 eingebracht bzw. eingefahren werden, ohne daß in diesem eine entsprechende Transportschiene vorhanden ist.

Der in der Plattenhalterung 22 eingesetzte Plattenträger 21 weist an seiner Oberseite 47 eine Vertiefung 48 auf, deren Ausmaße etwas größer als die Außenabmessungen der einzusetzenden Mikrotestplatten 1 sind. Am Umfang der Vertiefung 48 angebrachte Blattfedern 56 zentrieren die eingesetzte Mikrotestplatte 1. Die Vertiefung 48 und die Blattfedern 56 bewirken, daß Mikrotestplatten 1 unterschiedlicher Außenabmessungen in denselben Plattenträger 21 eingesetzt werden können.

Das Erweiterungsmodul 13 weist eine drehbare Platte 70 auf, auf der mehrere Ablageplätze 71, 71 a-71 e mit je einer weiteren Plattenhalterung 71, 72 a-72 e angeordnet sind. Jede weitere Plattenhalterung 72 besteht aus einer weiteren U-förmigen Führung 73 und einen Permanentmagneten 74. Die beiden Schenkel 73 a, 73 b der weiteren Führung 73 sind wiederum in ihrem Anfangsbereich leicht angeschrägt ausgeführt. Der Permanentmagnet 74 ist im Querbalken 73 c der weiteren Führung 73 angeordnet.

Zur Ablagerung einer in der Plattenhalterung 22 der Transportvorrichtung über ihren Plattenträger 21 eingesetzten Mikrotestplatte 1 wird diese durch den Transportwagen 2 über die Transportschienen 7 und 7′ in das Erweiterungsmodul 13 derart eingefahren, daß die Stirnfläche 51 des Plattenträgers 21 an dem Querbalken 73 c der weiteren Führung 73 anliegt. Der Elektromagnet 24 der Plattenhalterung 22 wird von der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 abgeschaltet. Der Plattenträger 21 wird aus der Plattenhalterung 22 durch eine Rückwärtsbewegung des Transportwagens 2 entlang der Transportschiene 7 bzw. 7′ gelöst. Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Permanentmagneten 74 und einem an der Stirnfläche 51 des Plattenträgers 21 angebrachten weiteren Eisenplättchens 52 bewirkt, daß der Plattenträger 21 in der weiteren Plattenhalterung 72 des Erweiterungsmoduls 13 kraftschlüssig gehalten wird. Die Platte 70 kann nun gedreht werden, um den nächsten Ablageplatz 71 a in seine Aufnahmestellung zu bewegen.

Der Entnahmevorgang einer Mikrotestplatte 1 aus einem Ablageplatz 71 des Erweiterungsmoduls 13 und deren Einsetzen in die Plattenhalterung 22 wird analog durchgeführt. Der Transportwagen 2 wird in der Erweiterungsmodul 13 derart eingefahren, daß die Stirnfläche 25 des Plattenträgers 21 an dem Querbalken 23 c der Führung 23 der Plattenhalterung 22 anliegt. Der Elektromagnet 24 wird von der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 eingeschaltet. Der Elektromagnet 24 und der Permanentmagnet 74 sind derart aufeinander abgestimmt, daß die Anziehungskraft zwischen dem Elektromagneten 24 und den Eisenplättchen 26 die Haltekraft zwischen dem Permanentmagneten 74 und dem Eisenplättchen 52 deutlich übertrifft. Wird nun der Transportwagen 2 von der weiteren Plattenhalterung 72 wegbewegt, so bleibt der Plattenträger 21 mit der Plattenhalterung 22 des Transportwagens 2 kraftschlüssig verbunden. Der Plattenträger 21 folgt daher der Bewegung des Transportwagens 2, wodurch der Plattenträger 21 aus der weiteren Plattenhalterung 72 des Erweiterungsmoduls 13 entnommen wird.

Der Permanentmagnet 74 und das weitere Eisenplättchen 52 bilden die zweite Komponente der Übergabevorrichtung. Die von der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 steuerbare Übergabevorrichtung erlaubt in Verbindung mit Transportwagen 2 besonders einfach die Ablagerung und die Entnahme einer Mikrotestplatte 1 aus einem Ablageplatz 71 des Erweiterungsmoduls 13.

An der Stirnfläche 49 des Plattenträgers 21 ist eine Kennzahl 50 angebracht, die zur Klassifikation einer Mikrotestplatte 1 dient. An der Transportschiene 7 des Grundmoduls 3 ist eine weitere Lesevorrichtung 12 angebracht, die das Kennzeichen 50 auflöst und diese Information über die Signalleitungen 81 an die Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 leitet. Die Kennzahl 50 ist als Strich-Code ausgeführt. Demgemäß ist die weitere Lesevorrichtung 12 ein Strich-Code Leser. Dies ermöglicht eine Überwachung jeder Mikrotestplatte 1. Die Kennzahl 50 der jeweils im Plattenträger 22 des Transportwagens 2 eingesetzten Mikrotestplatte 1 wird über die Signalleitung 81 an die Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 übertragen, welche die der vorgewählten Behandlung dieser Mikrotestplatte 1 entsprechenden Befehle an die Steuereinrichtung der Arbeitsmodule sendet. Ferner ist durch die individuelle Klassifizierung einer Mikrotestplatte 1 eine Gefahr der Vertauschung zweier Mikrotestplatten ausgeschlossen.

Es ist aber auch möglich, die Mikrotestplatte 1 derart auszubilden, daß sie ohne Plattenträger 21 direkt in die Plattenhalterung 22 bzw. 72 eingesetzt werden kann, es ist für den Fachmann aus den obrigen Ausführungen leicht ersichtlich, mit welchen Einrichtungen er dann die Mikrotestplatte 1 zu versehen hat.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß der Erweiterungsmodul 13 eine dem Fachmann bekannte Vorrichtung (nicht gezeigt) aufweist, die es gestattet, die Mikrotestplatte 1 unter vorwählbaren Umgebungsbedingungen (wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit) zu inkubieren.

Die aus dem Transportwagen 2 und den Transportschienen 7 und 7′ bestehende Transportvorrichtung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Jede der Transportschienen 7 bzw. 7′ besteht jeweils aus einer Laufschiene 4 bzw. 4′, sowie aus einer Führungsschiene 5 bzw. 5′. Die Transportschienen 7 bzw. 7′ sind untereinander derart angepaßt, daß eine Transportschiene 7 bzw. 7′ eine lineare Verlängerung der Transportschiene 7 bzw. 7′ des vorhergehenden Moduls bildet. Dadurch kann der darauf laufende Transportwagen 2 die Mikrotestplatte 1 aus dem Grundmodul 3 heraus zu den Arbeitsmodulen 6 a, 6 b, 6 c und 6 d, sowie zu dem Erweiterungsmodul 13 bewegen. Die Plattenhalterung 22 ist über zwei Bolzen 27 mit der Seitenplatte 28 des Transportwagens 2 verbunden. Die in den Endbereichen der Seitenplatte 28 angebrachten Laufräder 29 bewegen sich auf der Lauffläche 30 der Laufschiene 4. Mit der Seitenplatte 28 ist eine Plattform 31 verbunden. Die Plattform 31 ist mit einer orthogonal zur Transportschiene 7 verlaufenden Führungsnut 33 versehen, in der ein die Achse 34 der Antriebsrolle 35 aufnehmender Führungsblock 34′ verschiebbar geführt ist. Zwischen Bolzen 32, die auf der Plattform 31 vorgesehen sind, ist eine Anpreßfeder 36 gespannt. Sie drückt die Antriebsrolle 35 gegen die Außenfläche 37 der Führungsschiene 5. Das vom Antriebsmotor 38 angetriebene Antriebsrad 39 ist auf der der Antriebsrolle 35 gegenüberliegenden Seite der Führungsschiene 5 auf der Plattform 31 angeordnet. Durch die reibschlüssige Kraftübertragung vom Antrieb 38 über das Antriebsrad 39 auf die Innenseite 40 der Führungsschiene 5 wird der Transportwagen entlang der Transportschienen 7 und 7′ bewegt. Der an der Unterseite der Plattform 31 angebrachte Antriebsmotor 38 wird über die Signalleitung 42 von der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 gesteuert. Das U-förmige untere Ende der Seitenplatte 28 umschließt den unteren Bereich.

Die Funktionsweise des Gerätes wird im folgenden anhand einiger ausgewählter Arbeitsschritte eines Testablaufes beschrieben. Die Mikrotestplatte 1 und die weiteren Mikrotestplatten 1 a-1 e einer Testserie werden vom Bedienungspersonal in die entsprechenden Ablageplätze 71 und 71 a bis 71 e des Erweiterungsmoduls 13 eingesetzt. Der Transportwagen 2 wird in das Erweiterungsmodul 13 hineinbewegt. Die Mikrotestplatte 1 wird wie oben beschrieben aus ihrem Ablageplatz 71 entnommen, in die Plattenhalterung 22 des Transportwagens 2 eingezogen und über die Transportschiene 7′ der Arbeitsmodule 6 a bis 6 d zum Grundmodul 3 bewegt. Die in der Transportschiene 7 des Grundmoduls 3 angeordnete weitere Lesevorrichtung 12 löst die an der Seitenfläche 49 des Plattenträgers 21 angebrachte Kennzahl 50 auf und leitet ein entsprechendes Signal über die Signalleitung 81 zur Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3, welche die dem vorprogrammierten, individuellen Anwendungsprogramm der Mikrotestplatte 1 entsprechenden Befehle an die Steuereinheiten der Arbeitsmodule und an den Transportwagen 2 sendet. Die Mikrotestplatte 1 wird vom Transportwagen 2 zum Arbeitsmodul 6 a transportiert, in dem die Vertiefungen 1′ der Mikrotestplatte 1 mit dem Substrat versehen werden. Nach der Beendigung dieses Vorganges wird die Mikrotestplatte 1 vom Transportwagen 2 über die Transportschienen 7′ der Arbeitsmodule in das Erweiterungsmodul 13 zurückbewegt. Die Mikrotestplatte 1 wird wie oben beschrieben in ihren Ablageplatz 71 eineführt. Die Platte 70 wird nur solange gedreht, bis die im Ablageplatz 71 a befindliche Mikrotestplatte 1 a ihre Entnahmeposition erreicht hat. Diese wird nun ihrer Plattenhalterung 72 a entnommen und von der Übergabevorrichtung in die Plattenhalterung 22 des Transportwagens 2 eingesetzt. Die weitere Behandlung der Mikrotestplatte 1 a sowie der restlichen Mikrotestplatten 1 b bis 1 e der Testserie wird analog durchgeführt. Der weitere Testablauf ist dem Fachmann bekannt und wird deshalb nicht weiter beschrieben. Da nach jedem Arbeitsschritt jede der Mikrotestplatten 1 und 1 a-1 e in ihrer Plattenhalterung 72 und 72 a-72 e gelagert wird, können nach der Beendigung des gesamten Testablaufs die Mikrotestplatten vom Bedienungspersonal gleichzeitig entnommen werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Diese zeigen ein Erweiterungsmodul 113 und einen Transportwagen 102. Der Erweiterungsmodul 113 entspricht dem in Fig. 1 gezeigten Erweiterungsmodul 13. Er ist nun nicht mehr als Plattenkarussell (vergleiche Fig. 2) aufgebaut, sondern als weiterer linear angesetzter Modul, der einen Plattenstapler 170 mit mehreren übereinander angeordneten Ablageplätzen 171 und eine Transportschiene 7′ aufweist, auf der der Transportwagen 102 verfahrbar ist. Die mit dem Aufbau der Arbeitsmodule 6a bis 6 b vergleichbare Bauweise des Erweiterungsmoduls 113 hat den Vorteil, daß dieser nun nicht mehr der letzte Modul des aus dem Grundmodul 3, den Arbeitsmodulen 6 a bis 6 d gebildeten Verbund sein muß. Die Mikrotestplatten 1 können vielmehr abseits entlang des durch die Transportschienen 7′ gebildeten Transportweges weggepackt werden. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise, daß der Erweiterungsmodul 113 an beliebiger Stelle an einen Grundmodul 3 oder zwischen Arbeitsmodule angesetzt werden kann.

Der Transportwagen 102 unterscheidet sich vom Transportwagen 2 des ersten Ausführungsbeispiels nur in der Plattenhalterung 122. Anders als bei der Plattenhalterung 22 des Transportwagens 2 (vergleiche Fig. 2) ist der Querbalken 123 c der Führung 123 über die Bolzen 27 mit der Seitenplatte 28 des Transportwagens 102 verbunden. Die in ihren Anfangsbereichen leicht angeschrägten Schenkel 123 a und 123 b der Führung 123 weisen je eine Klemmvorrichtung 124 auf, mit der ein Plattenträger 121 in der Führung 123 lösbar gehalten werden kann. Jede Klemmeinrichtung 124 besteht je aus einer Kugel 130, die von einer Blattfeder 131 in eine Aussparung 125 eines Anschlages 133 gedrückt wird. Die Blattfedern 131 sind jeweils mittels Schrauben 120 in einem Anschlagblock 134 befestigt. Zum Einsetzen des Plattenträgers 121 in die Plattenhalterung 122 des Transportwagens 102 werden Führungsrippen 135 des Plattenträgers 121 auf Tragrippen 136 der Plattenhalterung 122 aufgeschoben. Die Kugeln 130 rasten dabei in die Ausnehmungen 126 der Tragrippen 136 ein und arretieren so den Plattenträger 121 in der Plattenhalterung 122 des Transportwagens 102.

Um nun einen Plattenträger 121 samt einer Mikrotestplatte 1 der Plattenhalterung 122 des Transportwagens 102 entnehmen und in einen der vertikal übereinanderliegenden Ablageplätze 171 des Plattenstaplers 170 einbringen zu können, ist eine Greifvorrichtung 180 vorgesehen, die aus zwei durch einen Steg 185 verbundenen Greifarmen 183 a und 183 b und einer von einem Motor (nicht gezeigt) angetriebenen Schraubspindel 195 besteht. Die Greifarme 183 a und 183 b weisen an ihrem Ende je einen Elektromagneten 184 a bzw. 184 b auf, welche von der Steuereinrichtung 200 der Grundeinheit 3 über die Signalleitung 181 ein- und ausgeschaltet werden können. Die Schraubspindel 195 wirkt mit einer am Steg 185 befestigten Schraubenmutter 196 zusammen, wodurch die Drehbewegung der Schraubspindel 195 in eine Verschiebung der Greifarme 183 a, 183 b umgesetzt wird. Die Rückwand des Plattenstaplers 170 weist zwei Ausnehmungen 190 auf, die es ermöglichen, die Greifarme 183a, 183 b durch den Plattenstapler 170 hindurch bis zur Plattenhalterung 122 des Transportwagens 102 zu verschieben. Sobald die Elektromagnete 174 a und 174 b einem am Plattenträger 121 angebrachten Eisenstreifen 132 erreicht haben, werden die beiden Elektromagnete von der Steuereinheit 200 des Grundmoduls 3 eingeschaltet. Die Elektromagnete 174 und die Klemmeinrichtungen 124 sind derart aufeinander abgestimmt, daß die Anziehungskraft zwischen den Elektromagneten 174 und dem Eisenstreifen 132 die Haltekraft der den Plattenträger 121 arretierenden Klemmeinrichtungen 124 deutlich übertrifft. Werden nun die Greifarme 183 a, 183 b von der Plattenhalterung 122 wegbewegt, so bleibt der Plattenträger 121 mit der Greifvorrichtung 180 kraftschlüssig verbunden. Der Plattenträger 121 folgt daher bei Drehung der Schraubspindel 195 der Rückwärtsbewegung der Greifarme 183 a, 183 b und wird dadurch aus der Plattenhalterung 122 des Transportwagens 102 entnommen. Die Elektromagnete 174 und der Eisenstreifen 132 bilden in Verbindung mit den Klemmeinrichtungen 124 der Plattenhalterung 122 und den Ausnehmungen 126 der Tragrippen 136 des Plattenträgers 121 eine Übergabevorrichtung, welche ein von der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 gesteuertes Festhalten oder Loslösen des Plattenträgers 121 aus der Plattenhalterung 122 des Transportwagens 102 erlaubt.

Jeder Ablageplatz 171 des Plattenstapels 170 des Erweiterungsmoduls 113 weist eine weitere Plattenhalterung 172 auf, die aus zwei Führungsnuten 173 a, 173 b und einem Permanentmagnet 174 besteht. Die beiden Führungsnuten 173 a und 173 b sind ihrem Anfangsbereich leicht angeschrägt ausgeführt, um das Einführen der Führungsrippen 135 des Plattenträgers 121 zu erleichtern. Der Permanentmagnet 174 ist an der Rückwand des Plattenstaplers 170 angeordnet und wird durch die zwei Ausnehmungen 190 unterbrochen. Die Rückwärtsbewegung der Greifarme 183 a, 183 b durch die Schraubspindel 195 bewirkt, daß die Führungsrippen 135 des kraftschlüssig verbundenen Plattenträgers 121 entlang der Führungsnuten 173 des Plattenstaplers 170 geführt werden. Sobald der Eisenstreifen 126 am Permanentmagnet 174 anliegt, werden die Elektromagneten 184 a, 184 b von der Steuereinrichtung 200 der Grundeinheit 3 abgeschaltet. Der Plattenträger 121 wird nun im Ablageplatz 171 des Plattenstaplers 170 durch die magnetische Haltekraft zwischen dem Permanentmagneten 174 und dem Eisenstreifen 126 kraftschlüssig gehalten. Die Greifarme 183 a, 183 b der Greifvorrichtung 180 werden nun solange weiterbewegt, bis sie vollständig aus dem Plattenstapler 170 ausgetreten sind. Dieser kann nun durch nicht gezeigte, dem Fachmann bekannte Vorrichtungen auf- oder abwärts bewegt werden, so daß ein weiterer Ablageplatz 171 a zur Aufnahme einer weiteren Mikrotestplatte zur Verfügung steht.

Soll nun eine Mikrotestplatte 1 aus einem Ablageplatz 171 des Plattenstaplers 170 entnommen und in die Plattenhalterung 122 des Transportwagens 102 eingesetzt werden, so werden die Greifarme 183 a, 183 b von der Schraubspindel 195 vorwärts bewegt. Die Greifarme 183 a, 183 b setzen am Eisenstreifen 126 des Plattenträgers 121 an und drücken diesen gegen die zwischen dem Permanentmagneten 174 und dem Eisenstreifen 132 wirkende Anziehungskraft aus der weiteren Plattenhalterung 172 des Plattenstaplers 170. Der Entnahmevorgang einer Mikrotestplatte aus dem Plattenstapler 170 wird bei abgeschalteten Elektromagneten 183 a, 183 b durchgeführt, die Entnahme des Plattenträgers 121 aus einem Ablageplatz 170 des Plattenstaplers wird allein durch die Schubwirkung der Greifvorrichtung 180 bewirkt. Die Mikrotestplatte 1 wird nun solange von den Greifarmen 183 a, 183 b in Richtung der Plattenhalterung 122 des Transportwagens 102 geschoben, bis sich die Führungsrippen 135 des Plattenträgers 121 auf die Tragrippen 136 der Plattenhalterung 122 aufschieben und bis schließlich der Plattenträger 121 an den Anschlagblöcken 134 anliegt.

Der Permanentmagnet 174 und der Eisenstreifen 132 bilden in Verbindung mit der Greifvorrichtung 180 die zweite Komponente der Übergabevorrichtung. Die von der Steuereinrichtung 200 des Grundmoduls 3 steuerbare Übergabevorrichtung erlaubt in Verbindung mit den Transportwagen 102 besonders einfach die Ablagerung und die Entnahme einer Mikrotestplatte 1 aus einem Ablageplatz 171 eines Erweiterungsmoduls 113.

Die Funktionsweise des aus einem Grundmodul 3, den Arbeitsmodulen 6 a bis 6 d und dem Erweiterungsmodul 113 gebildeten Gerätes ist dem Fachmann aufgrund der zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemachten Erläuterungen leicht ersichtlich und wird deshalb an dieser Stelle nicht mehr näher beschrieben.

Vorteilhafterweise kann eine Temperiereinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die es erlaubt, die Mikrotestplatten 1 im Plattenstapler 170 bei einer vorgewählten Temperatur zu lagern.

Claims (19)

1. Gerät zur Substratanalyse in den Vertiefungen (1′) einer Mikrotestplatte (1), mit einem Grundmodul (3), der eine Steuereinrichtung (200) aufweist und auf dem eine die Mikrotestplatte (1) aufnehmende Plattenhalterung (22 bzw. 122) durch eine von der Steuereinrichtung (200) des Grundmoduls (3) gesteuerte Transportvorrichtung (2 bzw. 102; 7, 7′) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrotestplatte (1) von der Transportvorrichtung (2 bzw. 102; 7, 7′) in einen angesetzten Erweiterungsmodul (13 bzw. 113) einbringbar ist, und daß die Mikrotestplatte (1) durch eine von der Steuereinrichtung (200) des Grundmoduls (3) gesteuerte Übergabevorrichtung (24, 26; 52, 74 bzw. 124, 126; 180; 132, 174) der Plattenhalterung (22 bzw. 122) der Transportvorrichtung (2 bzw. 102; 7, 7′) entnehmbar und in eine Plattenhalterung (72 bzw. 172) des Erweiterungsmoduls (13 bzw. 113) einsetzbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrotestplatte (1) in einen Plattenträger (21) eingesetzt ist, der in der Plattenhalterung (22) durch einen von der Steuereinrichtung (200) ein- bzw. ausschaltbaren Elektromagneten (24) und ein mit diesem (24) zusammenwirkendes Eisenplättchen (26) gehalten wird.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Plattenhalterung (122) ein die Mikrotestplatte (1) tragender Plattenträger (121) aufgenommen ist und darin durch eine Klemmvorrichtung (124) und eine mit dieser zusammenwirkende Ausnehmung (126) gehalten wird.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenhalterung (22) derart an der Transportvorrichtung (2, 7, 7′) angeordnet ist und derart nur einen Teil der Längserstreckung der Mikrotestplatte (1) umfassend ausgebildet ist, daß die Mikrotestplatte (1) in der Endstellung der Transportvorrichtung (2, 7, 7′) in eine an dem Erweiterungsmodul (13) angebrachte Plattenhalterung (72) hineinragt und von dieser umfaßt wird.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erweiterungsmodul (13 bzw. 113) mindestens einen Ablageplatz (71 bzw. 171) für eine Mikrotestplatte (1) besitzt und daß jeder Ablageplatz (71 bzw. 171) eine Plattenhalterung (72 bzw. 172) aufweist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Plattenhalterungen (72, 72 a-72 e bzw. 172) der Ablageplätze (71, 71 a-71 e bzw. 171, 171 a) des Erweiterungsmoduls (13 bzw. 113) der die Mikrotestplatte (1) tragende Plattenträger (21 bzw. 121) durch einen Permanentmagneten (74 bzw. 174) und ein mit diesem (74 bzw. 174) zusammenwirkendes Eisenteil (52 bzw. 132) gehalten wird.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft des Permanentmagnetes (74) geringer als die des Elektromagneten (24) in eingeschaltetem Zustand ist.

8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft des Permanentmagnetes (174) geringer als die Verschubkraft einer Greifvorrichtung (180) ist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Plattenträger (21 bzw. 121) eine Kennzahl (50) angebracht ist.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stelle der Transportschienen (7, 7′) eine weitere Lesevorrichtung (12) angebracht ist, welche eine an dem Plattenträger (21 bzw. 121) angebrachte Kennzahl (50) liest.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzahl (50) als Strich-Code und die weitere Lesevorrichtung (12) als Strich-Code-Leser ausgeführt sind.

12. Gerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenträger (121) Führungsrippen (135) aufweist, die mit den Tragrippen (136) der Plattenhalterung (122) oder den Führungsnuten (173) eines Plattenstaplers (170) zusammenwirken.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung (180) Elektromagnete (184 a, 184 b) aufweist, welche von der Steuereinrichtung (200) der Grundeinheit (3) ein- und ausschaltbar sind.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (124) durch eine von einer Blattfeder (131) in eine Aussparung (125) eines Anschlages (133) gedrückten Kugel (130) gebildet wird.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß Greifarme (183 a, 183 b) der Greifvorrichtung (180) durch eine Schraubspindel (195) verschiebbar sind.

16. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme (183 a, 183 b) durch Ausnehmungen (190) eines Plattenstaplers (170) hindurchführbar und zur Plattenhalterung (122) der Transportvorrichtung (102; 7, 7′) verschiebbar sind.

17. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenhalterung (122) derart an der Transportvorrichtung (102; 7, 7′) angeordnet ist und derart nur einen Teil der Quererstreckung der Mikrotestplatte (1) umfassend ausgebildet ist, daß die Mikrotestplatte (1) der Greifvorrichtung (180) zugänglich ist.

18. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Erweiterungsmodul (13 bzw. 113) einen Plattenstapler (170) enthält.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Erweiterungsmodul (13 bzw. 113) Vorrichtungen zur Lagerung der Mikrotestplatte (1) unter vorwählbaren Temperatur- und Umgebungsbedingungen aufweist.