Die Erfindung betrifft eine automatische Arbeitsstation für mikrobiologische Arbeiten, insbesondere für die DNA-Sequenzierung.The invention relates to an automatic workstationfor microbiological work, especially for theDNA sequencing.
Mikrobiologische Verfahren gewinnen mehr und mehr an praktischer Bedeutung. So gelingt es mit entsprechenden Anordnungen, die Sequenzfolge von DNA zu ermitteln, insbesondere nach der Sanger-enzymatischen Methode oder der Maxam-Gilbert Methode. Die hierzu erforderlichen, bisher manuell durchgeführten Vorbereitungsarbeiten sind relativ aufwendig. So müssen bakterielle Klone in kleinen Mengen aus entsprechenden Vorratslösungen entnommen und in temperierte Wachstumsgefäße überführt werden. Ferner müssen DNA-Template gereinigt werden. Bei einer anschlie8enden Sequenzierungsreaktion (nach Sanger oder Maxam-Gilbert) werden DNA-Bruchstücke synthetisiert und an einem Bruchstückende markiert (radioaktive oder fluorescente Markierung). Anschließend müssen Proben gezogen werden, die einer Gel-Elektrophorese-Apparatur zuzuführen sind.Microbiological processes are gaining more and morepractical importance. So it succeeds with appropriateArrangements to determine the sequence of DNAespecially according to the Sanger enzymatic method orthe Maxam-Gilbert method. The necessaryare previously carried out manuallyrelatively complex. So bacterial clones need to be smallQuantities taken from corresponding stock solutions and intempered growth vessels are transferred. FurtherDNA template must be cleaned. With a subsequentThe sequencing reaction (according to Sanger or Maxam-Gilbert) DNA fragments are synthesized and on oneMarked fragment end (radioactive or fluorescenteMark). Then samples have to be takenwhich are to be fed to a gel electrophoresis apparatus.
Eine automatische Durchführung und Analyse der Gel-Elektrophorese dieser Proben ist denkbar (deutsche Patentanmeldung P 36 18 605.8 des Erfinders der vorliegenden Anmeldung). Bislang besteht jedoch noch keine Möglichkeit, die arbeitsintensiven Vorarbeiten automatisch durchführen zu lassen. Auch bei anderen mikrobiologischen Arbeiten besteht ein Bedarf für eine automatische Arbeitsstation, wobei insbesondere ein automatischer Flüssigkeitstransfer (z.B. Probenflüssigkeit oder Lösungsflüssigkeit) von einem Gefäß bzw. einer Gefäßbatterie zu einem nächsten Gefäß bzw. Gefäßbatterie wünschenswert ist.Automatic execution and analysis of the Gel-Elektrophoresis of these samples is conceivable (German patentmessage P 36 18 605.8 of the inventor of the presentRegistration). So far, however, there is no wayperform the labor-intensive preparatory work automaticallyallow. Also in other microbiological workthere is a need for an automatic workstation,in particular an automatic liquid transfer(e.g. sample liquid or solution liquid) from oneVessel or a vascular battery to a next vesselor vascular battery is desirable.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine automatische Arbeitsstation für mikrobiologische Arbeiten, insbesondere für die DNA-Sequenzierung bereitzustellen.The object of the invention is an automaticMicrobiological work station, in particularto provide for DNA sequencing.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Arbeitstisch umfassend mehrere Stellplätze für Proben- oder Lösungsbehälter, Behälterbatterien oder dergl., eine den Arbeitstisch überspannende Brücke, die quer zur Brückenlängsrichtung wahlweise verfahrbar ist, wenigstens einen an der Brücke gehalterten, in Brückenlängsrichtung wahlweise verfahrbaren Instrumententräger und wenigstens eine am Instrumententräger gehalterte, in zur Arbeitstischfläche senkrechter Richtung wahlweise verfahrbare Flüssigkeitstransfer-Einrichtung.This task is solved by a work tablesend several spaces for sample or solution containers,Container batteries or the like, one the work tablespanning bridge that is transverse to the longitudinal direction of the bridgeis optionally movable, at least one on the bridgesupported, optionally movable in the longitudinal direction of the bridgeRen instrument carrier and at least one on the instrumentBrackets held in, perpendicular to the work surfacein the direction of optionally movable liquid transferFacility.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung können sämtliche Stellplätze für Probenbehälter, Probenbehälterbatterien oder dergl. auf einem Arbeitstisch schnell und ohne allzu großen baulichen Aufwand vom Instrumententräger angefahren werden. Die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung am Instrumententräger erlaubt die automatische Durchführung des im allgemeinen häufigsten Verfahrensschritts, nämlich der Flüssigkeitsübertragung von einem Proben- oder Lösungsbehälter zu einem anderen.Through this arrangement according to the invention, allStorage spaces for sample containers, sample container batteriesor the like on a work table quickly and without too muchmajor structural effort from the instrument carrierwill. The liquid transfer device on the instrumentThe carrier allows the imgeneral most common process step, namely theTransfer liquid from a sample or solutionto another.
Zur Durchführung von Vakuum-Filtrationen ist es zweckmäßig, wenn der Arbeitstisch an wenigstens einem Teil der Stellplätze mit einem Absauganschluß versehen ist. Es braucht dann lediglich die entsprechende Filtrationseinheit mit dem Absauganschluß verbunden, insbesondere auf den Absauganschluß gestellt werden. Nicht benutzte Absauganschlüsse sind zu verschließen, so daß eine einzige Absaugpumpe eingesetzt werden kann.It is advisable to carry out vacuum filtrationsßig if the work table on at least part of thePitches is provided with a suction connection. Itthen only needs the appropriate filtrationunit connected to the suction port, especially onthe suction connection. Ab not usedThe suction connections must be closed so that only oneSuction pump can be used.
Zur Temperierung von auf den Stellplätzen abgestellten Probengefäßen oder auch Reaktionsgefäßen kann der Arbeitstisch an wenigstens einem Teil der Stellplätze mit einem Heizungs- oder Kühlungsanschluß versehen sein.For temperature control of those parked on the parking spacesSample vessels or reaction vessels can worktable with at least some of the parking spacesHeating or cooling connection must be provided.
Besonders bevorzugt umfaßt der Heizungs- oder Kühlungsanschluß einen Temperierungsflüssigkeits-Anschluß, wenn auch z.B. ein elektrischer Heizungsanschluß denkbar ist.The heating or cooling system particularly preferably comprisesclose a bath fluid connection, thoughe.g. an electrical heating connection is conceivable.
Zur gleichzeitigen und damit zeitsparenden Bearbeitung einer Vielzahl von Proben wird vorgeschlagen, daß die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung eine der Anzahl und geometrischen Anordnung der Einzelbehälter der Behälterbatterie oder einer Reihe davon im wesentlichen entsprechende, gleichzeitig betätigbare Anzahl von Einzel-Flüssigkeitstransfer-Einrichtungen umfaßt. In einem einzigen Arbeitsgang kann demzufolge bei einer Vielzahl von Proben der gewünschte Flüssigkeitsübertrag stattfinden. Bei einer mehrreihigen Anordnung der Behälterbatterie kann es unter Umständen zweckmäßig sein, reihenweise zu arbeiten, so daß dann die Flüssigkeitstranfer-Einrichtung eine entsprechende Reihe von Einzel-Flüssigkeitstransfer-Einrichtungen zu umfassen hat.For simultaneous and therefore time-saving processingA large number of samples suggest that theLiquid transfer device one of the number andgeometric arrangement of the individual containers of the containersbattery or a number of them essentially correspondAdequate, simultaneously operable number of individual riversliquid transfer facilities. In oneOperation can therefore be performed on a large number of samplesthe desired fluid transfer take place. At aMulti-row arrangement of the container battery can take it underIt may be useful to work in rows so thatthen the liquid transfer device will match onede range of single liquid transfer facilities toohas included.
Zur präzisen Flüssigkeitsdosierung wird vorgeschlagen, daß die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung wenigstens eine Kolbenzylinder-Anordnung umfaßt.For precise liquid dosing, it is proposed thatthe liquid transfer device at least oneIncludes piston cylinder assembly.
Um sowohl die Absenkbewegung der Flüssigkeitstransfer-Einrichtungen zum Eintauchen der entsprechenden Flüssigkeitsaufnahmespitzen der Transfereinrichtungen in die gewünschte Flüssigkeit als auch die Kolbenstangenbewegung für den Ansaugvorgang unter Verwendung eines einzigen Verstellmotors mit baulich einfachen Mitteln zu erhalten, ist eine Weiterbildung der Erfindung gekennzeichnet durch einen am Instrumententräger in zur Arbeitstischfläche senkrechter Richtung beweglich gehalterten, von einem Verstellmotor wahlweise bewegbaren Kolbenstangen-Träger, einen am Kolbenstangen-Träger verschiebbar gelagerten, mit dem Kolbenstangen-Träger über eine Rutschkupplung bewegungsverkoppelten Zylinder-Träger und eine am Instrumententräger angeordnete, auf den Zylinder-Träger angreifende, wahlweise betätigbare Bewegungsbremse.To both the lowering movement of the liquid transfer-Adirections for immersing the corresponding liquidpeaks of the transfer facilities in thedesired liquid as well as the piston rod movementfor the suction process using a single oneTo obtain a variable motor with structurally simple means,is a further development of the invention characterized byone on the instrument holder in to the work surfacesupported vertically, by oneAdjustable motor optionally movable piston rod carrier,a slidably mounted on the piston rod carrier, withmove the piston rod carrier via a slip clutchcoupled cylinder carrier and one on the instrumentarranged on the cylinder carrierde, optionally operated movement brake.
Zum schnellen und einfachen Montieren bzw. Demontieren der Zylinder-Kolbenstangen-Einheiten wird vorgeschlagen, daß der wenigstens eine Zylinder oder/und die wenigstens eine Kolbenstange am jeweiligen Träger über eine Schlüsselloch-Verbindung festlegbar ist. Hierbei kann vorgesehen sein, daß eine Schlüssellochplatte am jeweiligen Träger seitlich verschiebbar gelagert ist, wobei die in der Platte ausgebildeten Schlüssellöcher Aufnahmeöffnungen des jeweiligen Trägers für die Zylinder bzw. die Kolbenstangen gegenüberliegen.For quick and easy assembly and disassembly of theCylinder-piston rod units are proposed thatthe at least one cylinder and / or the at least onePiston rod on the respective carrier using a keyhole connection is definable. This can be providedbe that a keyhole plate on the respective carrieris mounted laterally displaceable, the in thePlate trained keyholes receiving openings of therespective carrier for the cylinders or the piston rodsopposite.
Ferner wird vorgeschlagen, daß die Bewegungsbremse wenigstens ein Bremsteil umfaßt, welches an eine mit dem Zylinderträger starr verbundene, am Instrumententräger verschiebbar geführte Führungsstange angreift, und daß ein Hub-Magnet vorgesehen ist, welcher wahlweise auf das Bremsteil einwirkt. Der Hub-Magnet ist kostengünstig erhältlich; aufgrund der Übersetzung durch den bevorzugt vorgesehenen Doppelarmhebel findet auch bei relativ geringen Hubkräften eine zuverlässige momentane Fixierung der Führungsstange am Halter statt.It is also proposed that the movement brake littleleast comprises a braking part which is connected to one with theCylinder support rigidly connected to the instrument supportslidably guided guide rod attacks, and that aHub magnet is provided, which optionally on theBrake part acts. The lifting magnet is inexpensiveavailable; due to the translation by the preferredprovided double arm lever also takes place at relativelow lifting forces a reliable instant fixationthe guide rod on the holder.
Um hierbei unter Verwendung eines einzigen Hub-Magnets zwei zueinander parallele Führungsstangen zur entsprechend zuverlässigen Führung einsetzen zu können, wird vorgeschlagen, daß am Zylinderträger zwei zueinander parallele Führungsstangen angebracht sind, und daß der Hub-Magnet gleichzeitig an zwei Doppelarm-Hebel angreift, die jeweils einem von zwei an die beiden Führungsstangen angreifenden Bremsteilen zugeordnet sind.To do this using a single lifting magnettwo mutually parallel guide rods for the correspondingBeing able to use reliable leadership is featuredhit that two parallel to each other on the cylinder carrierGuide rods are attached and that the lifting magnetsimultaneously engages two double-arm levers, eachone of two attacking the two guide rodsBrake parts are assigned.
In einer alternativen Ausführungsform ist ein gesonderter Kolbenstangenantrieb vorgesehen, vorzugsweise Spindelantrieb.In an alternative embodiment is a separate onePiston rod drive provided, preferably spindledrifted.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform, die ohne mechanisch bewegte Teile, wie z.B. Kolbenstangen, auskommt und lediglich eine Druckquelle, insbesondere Luftdruckpumpe oder Druckgasquelle, voraussetzt, ist vorgesehen, daß die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung wenigstens eine Flüssigkeitsaufnahme- bzw. -abgabespitze aufweist als arbeitstisch-seitiges Ende einer Kapillarröhre, und daß das entgegengesetzte Ende der Kapillarröhre mit einer Druckquelle wahlweise verbindbar ist. Aufgrund des Kapillareffekts wird beim Eintauchen der jeweiligen Kapillarröhre in die zu transferierende Flüssigkeit eine wohldefinierte Flüssigkeitsmenge aufgenommen. Zur Abgabe dieser Flüssigkeitsmenge (entgegen dem Kapillareffekt) muß lediglich entsprechender Gasdruck (bzw. Lösungsmittelflüssigkeitsdruck) auf das obere Ende der jeweiligen Kapillarröhre ausgeübt werden zum Austreiben der zu transferierenden Flüssigkeit (Probenflüssigkeit, Lösungsmittelflüssigkeit oder dergl.).In a further alternative embodiment, the withoutmechanically moving parts, e.g. Piston rods, get byand only one pressure source, especially air pressure pumppe or pressurized gas source, it is provided thatthe liquid transfer device at least oneLiquid intake or dispensing tip has asworktop-side end of a capillary tube, and thatthe opposite end of the capillary tube with aPressure source is optionally connectable. Because of the KapilLar effect is when immersing the respective capillarytube into the liquid to be transferrednated amount of liquid added. To deliver thisLiquid quantity (against the capillary effect) mustonly corresponding gas pressure (or solvent flowsliquid pressure) on the upper end of the respective capillarytubes are exerted to expel the transferthe liquid (sample liquid, solvent liquidspeed or the like).
Um bei einer Vielzahl von derartigen Kapillarröhren mit einer einzigen Druckquelle auszukommen, wird vorgeschlagen, daß die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung einen mit einer Vielzahl von Kapillarröhren verbundenen, mit der Druckquelle verbindbaren Druckraum aufweist.To use with a variety of such capillary tubesa single pressure source is suggestedconditions that the liquid transfer device witha variety of capillary tubes connected to theHas pressure source connectable pressure chamber.
In manchen Fällen muß Probenflüssigkeit in einen schmalen Schlitz abgegeben werden mit einer einen Kanülen-Außendurchmesser nur wenig übersteigenden Schlitzbreite. Um das Einführen der Kanülenspitze zu erleichtern, wird vorgeschlagen, daß wenigstens eine der Flüssigkeitstransfer-Einrichtungen mit wenigstens einer Flüssigkeits-Abgabespitze versehen ist als arbeitstisch-seitiges Ende eines zur Arbeitstischfläche geneigt verlaufenden, abbiegbaren Röhrchens. Im Falle beispielsweise einer Gel-Elektrophorese-Einrichtung mit vertikalem Gel zwischen zwei Deckplatten ist eine der beiden Gelplatten am oberen Rand verkürzt oder mit einer entsprechenden Aussparung versehen. Die andere, über das Gel und über die im Gel vorgesehenen nach oben offenen Taschen für das Probenmaterial nach oben vorstehende Platte dient dann als Führung für die geneigt verlaufenden abbiegbaren Röhrchen. Sobald nämlich die Röhrchenenden an die dem Gel zugewandte Innenseite der Platte anstoßen, werden sie nach unten unter zunehmender Abbiegung der Röhrchen abgelenkt, bis sie in den Bereich der Taschen gelangen. Um diese Bewegung zu erreichen, muß die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung lediglich langsam in Richtung senkrecht zur Innenseite der genannten Platte und auf diese zu verfahren werden.In some cases, sample liquid has to be narrowSlits are dispensed with an outer cannulaSlit width only slightly exceeding the diameter. To do thatTo facilitate insertion of the tip of the cannula is featuredsuggest that at least one of the liquid transferDevices with at least one liquid dispenseris provided as a worktop-side end of abendable, inclined to the work surfaceTube. In the case of a gel electrophoresis, for examplese device with vertical gel between two cover platesone of the two gel plates is shortened at the topor provided with a corresponding recess. Theothers, on the gel and on those provided in the gelopen top pockets for the sample materialprotruding plate then serves as a guide for the inclinedrunning bendable tubes. As soon as theTube ends on the inside of the gel facing the gelButting plate, they are increasing downwardDeflect the tube until it is deflected into the areaof pockets. To achieve this movement you mustthe liquid transfer device only slowly inDirection perpendicular to the inside of said plate andto be dealt with on this.
Um in einfacher Weise den Neigungswinkel und damit den Abstand der Röhrchenspitzen von der Arbeitstischfläche in Anpassung an die jeweils verwendete Apparatur, insbesondere Gel-Elektrophorese-Apparatur, einstellen zu können, wird erfindungsgemäß eine Neigungswinkel-Justierplatte vorgeschlagen, welche an einem Röhrchenträger der Flüssigkeitstransfer-Einrichtung um eine zur Arbeitstischfläche im wesentlichen parallele Schwenkachse schwenkbar gehaltert ist, und welche im Abstand von der Schwenkachse mit wenigstens einer, vorzugsweise mit einer Reihe in Richtung der Schwenkachse mit Abstand nebeneinander angeordneten von den abbiegbaren Röhrchen durchsetzten Durchgangsöffnungen versehen ist.To easily the angle of inclination and thus theDistance of the tube tips from the work surface inAdaptation to the equipment used, in particularre gel electrophoresis apparatus, to be able to adjustis an inclination angle adjustment plate according to the inventionproposed which on a tube carrier of the liquidSpeed transfer facility around one to the work surfacesubstantially parallel pivot axis swivelingis tert, and which is at a distance from the pivot axisat least one, preferably with a row in the directionthe pivot axis spaced apartthrough-hole penetrated by the bendable tubesis provided.
Um zusätzlich oder alternativ zum Flüssigkeitstransfer auch andere Arbeiten automatisch durchführen zu können, bei welchen eine Hebebewegung durchgeführt werden muß, wird vorgeschlagen, daß am Instrumententräger wenigstens ein Hebewerkzeug angeordnet ist, insbesondere zum Entfernen eines Filteraufsatzteiles von einem Filtrataufnahmeteil einer Filtriereinheit.In addition to or as an alternative to liquid transferto be able to perform other work automatically,where a lifting movement has to be carried out,it is proposed that at least on the instrument carriera lifting tool is arranged, in particular for removalNEN a filter attachment from a filtratepart of a filtration unit.
Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, daß das Hebewerkzeug ein am Instrumententräger in zur Arbeitstischfläche senkrechter Richtung beweglich gelagertes, wahlweise in diese Richtung bewegbares Greifwerkzeug umfaßt, vorzugsweise mit im wesentlichen gabelförmigem Greifende zum Erfassen eines im wesentlichen T-förmigen Greif-Vorsprungs des Filteraufsatzteils.It is preferably provided that the lifting tool is aon the instrument carrier perpendicular to the work surfaceter direction movably, optionally in thisDirection movable gripping tool includes, preferably withessentially fork-shaped gripping end for grasping asubstantially T-shaped gripping projection of the filterclause.
Um mit baulich einfachen Mitteln mehrere Proben unabhängig voneinander filtrieren zu können, wird vorgeschlagen, daß das Filteraufsatzteil mehrere Filtrier-Durchgangsöffnungen aufweist mit den Öffnungsquerschnitt jeweils überdeckenden Filterelementen, daß das Filtrataufnahmeteil mit mehreren jeweils einer der Filtrier-Durchgangsöffnungen gegenüberliegenden Filtrataufnahmekammern versehen ist, und daß das der jeweiligen Filtrataufnahmekammer zugewandte Durchgangsöffnungsende mit einem im wesentlichen kreisringförmigen Abtropfsteg versehen ist. Der Abtropfsteg sorgt hierbei zuverlässig dafür, daß praktisch das gesamte Filtrat in die zugeordnete Filtrataufnahmekammer abtropft und beispielsweise nicht aufgrund von Kapillarwirkung zwischen aneinander anliegenden Teilen des Filteraufsatzteils zurückbleibt oder gar in eine benachbarte Filtrataufnahmekammer gelangt.In order to make several samples independently using structurally simple meansTo be able to filter from one another, it is proposed thatthe filter attachment part has several filtering passage openingshas overlapping with the opening cross-sectionFilter elements that the filtrate receiving part with severalopposite one of the filter through-openingslying filtrate receiving chambers is provided, and thatthrough to the respective filtrate receiving chamberend of the passage opening with an essentially circular ringdrip rail is provided. The drainer ensuresreliable for the fact that practically the wholeFiltrate drips into the assigned filtrate receiving chamberand not, for example, due to capillary actionbetween adjacent parts of the filter attachmentpartly remains or even in a neighboring filstepping chamber.
Besonders einfacher Aufbau mit einem durchgehenden Filterelement ist dadurch gewährleistet, daß das Filteraufsatzteil ein Ober- und ein Unterteil aufweist mit miteinander fluchtenden Durchgangsöffnungen, und daß zwi schen Ober- und Unterteil ein durchgehendes Filterelement, vorzugsweise eine Filtermatte oder dergl., eingespannt ist.Particularly simple construction with a continuous filThis ensures that the filter is openhas an upper and a lower part withaligned openings, and that between upper and lower part a continuous filter element,preferably a filter mat or the likeis.
Zur Unterstützung der Filtration durch Anschluß an eine einzige Unterdruckquelle wird vorgeschlagen, daß die Filtrataufnahmekammern an einen gemeinsamen Unterdruckraum angeschlossen sind, welcher wiederum mit einem der Absauganschlüsse des Arbeitstisches verbindbar sind.To support filtration by connecting to aonly negative pressure source is proposed that theFiltrate receiving chambers to a common vacuum roomare connected, which in turn with one of the Absuction connections of the work table are connectable.
Die Erfindung wird im folgenden an bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert.The invention is in the following preferred AusfühRungsbeispiele explained using the drawing.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine schematische isometrische Gesamtansicht einer automatischen Arbeitsstation;Figure 1 is a schematic overall isometric view of an automatic work station.
Fig. 2 eine Ansicht entsprechendFig. 1 mit Darstellung des Antriebsschemas für die Brücke;Fig. 2 is a view corresponding toFigure 1 showing the drive scheme for the bridge.
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Flüssigkeitstransfer-Einrichtung;Fig. 3 is a partially sectioned side view of a first embodiment of a liquid transfer device;
Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht des Details IV inFig. 3;Fig. 4 is a sectional side view of detail IV inFig. 3;
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V inFig. 4;Fig. 5 is a section along line VV inFig. 4;
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Draufsicht der Anordnung inFig. 3 (Blickrichtung VI inFig. 3);FIG. 6 shows a partially sectioned top view of the arrangement inFIG. 3 (viewing direction VI inFIG. 3);
Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII inFig. 6;Fig. 7 is a section along line VII-VII inFig. 6;
Fig. 8 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Flüssigkeitstransfer-Einrichtung;Fig. 8 is a partially sectioned side view of a second embodiment of a liquid transfer device;
Fig. 9 eine Seitenansicht eines Hebewerkzeuges;Fig. 9 is a side view of a lifting tool;
Fig. 10 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Flüssigkeitstransfer-Einrichtung;Fig. 10 is a partially sectioned side view of a third embodiment of a liquid transfer device;
Fig. 11 eine Teilansicht der Anordnung inFig. 10 mit Blickrichtung XI;FIG. 11 is a partial view of the arrangement ofFigure 10 looking in the directionXI.
Fig. 12 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Filtriereinheit undFig. 12 is a sectional view of a filter unit according to the invention and
Fig. 13 das Detail XIII inFig. 12.Fig. 13 shows the detail XIII inFig. 12.
Die inFig. 1 insgesamt dargestellte Arbeitsstation für mikrobiologische Arbeiten, insbesondere zur Vorbereitung der DNA-Sequenzierung, führt selbsttätig die üblicherweise vorkommenden Arbeitsschritte, wie Probenflüssigkeitsübertrag, Lösungs- oder Waschmittelflüssigkeitsübertrag und Filtration, durch. Die Arbeitsstation10 weist hierzu einen rechteckigen Arbeitstisch12 auf mit einer Reihe über die Arbeitstischfläche14 verteilter Stellplätze16, auf denen die benötigten Geräte, wie Probenbehälter, Lösungsbehälter, Behälterbatterien, Filtriereinheiten und Analyseeinheiten, wie z.B. Gel-Elektrophorese-Einheiten, abgesetzt und im Bedarfsfall an an den jeweiligen Stellplätzen16 vorgesehene Versorgungsleitungen angeschlossen werden können. Bei diesen Versorgungsleitungen kann es sich um Temperierungsflüssigkeitsleitungen handeln zum Heizen oder Kühlen entsprechend der gewünschten Reaktionstemperaturen. Es kann sich auch um Vakuum-Absaugleitungen handeln, insbesondere um eine Filtrierung zu erleichtern. InFig. 1 ist stellvertretend für diese Anschlußleitungen im Zentrum jedes Stellplatzes16 eine Anschlußöffnung18 angedeutet. Man erkennt ferner inFig. 1 eine Filtriereinheit20 auf einem der Stellplätze, die später noch anhand derFig. 12 und 13 näher erläutert wird. Weiterhin ist auf einem entsprechenden Stellplatz eine Behälterbatterie22 angedeutet aus einer Vielzahl von regelmäßig im Rechteck angeordneten Proben- bzw. Reagenzröhrchen24. Ferner ist inFig. 1 am linken Ende der Arbeitstischfläche14 eine Gel-Elektrophorese-Einrichtung26 angedeutet, der eine Platte28 mit mehreren Reihen von Probenschälchen30 vorgelagert ist sowie ferner eine Lösungsmittelschale32. InFig. 10 ist diese Anordnung im Schnitt dargestellt.The work station shown inFig. 1 for microbiological work, in particular for the preparation of DNA sequencing, automatically performs the commonly occurring work steps such as sample liquid transfer, solvent or detergent liquid transfer and filtration. For this purpose, the work station10 has a rectangular work table12 with a row of parking spaces16 distributed over the work table surface14 , on which the required devices, such as sample containers, solution containers, container batteries, filter units and analysis units, such as, for example, gel electrophoresis units, are deposited and, if necessary supply lines provided at the respective parking spaces16 can be connected. These supply lines can be temperature control liquid lines for heating or cooling according to the desired reaction temperatures. Vacuum suction lines can also be involved, in particular to facilitate filtration. InFig. 1, a connection opening18 is indicated representative of these connecting lines in the center of each parking space16 . One can also see inFig. 1 a Fil triereinheit20 on one of the parking spaces, which will be explained later with reference toFIGS. 12 and 13. Furthermore, a container battery22 is indicated on a corresponding parking space from a multiplicity of sample or reagent tubes24 arranged regularly in a rectangle. Further, 1 is shown inFig. Che at the left end of the Arbeitstischflä14 is a gel electrophoresis device indicated26, which is preceded by a plate28 with multiple rows of sample cups30, and further comprises a solvent tray32. InFig. 10 this arrangement is Darge in section.
Am Arbeitstisch12 ist eine Brücke33 parallel zu einer Längskante des Tisches, z.B. in RichtungX, hin und her verschiebbar gelagert (BewegungspfeilA inFig. 1), was gemäßFig. 2 mit Hilfe eines ersten Antriebsmotors34 an der Unterseite des Arbeitstisches12 bewerkstelligt werden kann. Eine von diesem Motor getriebene Spindelwelle35 an der Unterseite des Arbeitstisches12 greift in eine Spindelmutter36 ein, die an einem die Seitenschenkel38 der Brücke unterhalb des Arbeitstisches12 miteinander verbindenden Strebe39 angebracht ist. Eine Verdrehung der Spindelwelle35 führt daher zu einer Verschiebung der Brücke33 in Richtung des DoppelpfeilsA.On the work table12 , a bridge33 is displaceably mounted back and forth parallel to a longitudinal edge of the table, for example in the directionX (movement arrowA inFIG. 1), which, according toFIG. 2, is carried out on the underside of the work table12 using a first drive motor34 can be accomplished. A spindle shaft35 driven by this motor on the underside of the work table12 engages in a spindle nut36 which is attached to a strut39 which connects the side legs38 of the bridge below the work table12 to one another. A rotation of the spindle shaft35 therefore leads to a displacement of the bridge33 in the direction of the double arrowA.
An der Brücke ist ein Instrumententräger40 in Brückenlängsrichtung (DoppelpfeilB inFig. 2) verschiebbar gelagert. InFig. 1 entspricht dieser Richtung die KoordinateY. Diese Bewegung kann wiederum durch einen Spindelantrieb realisiert werden mit einem zweiten Motor41 mit Spindelwelle43, die in eine mit dem Instrumententräger40 starr verbundene Spindelmutter45 eingreift.An instrument carrier40 is mounted on the bridge so as to be displaceable in the longitudinal direction of the bridge (double arrowB inFIG. 2). The coordinateY corresponds to this direction inFIG. 1. This movement can in turn be realized by a spindle drive with a second motor41 with a spindle shaft43 which engages in a spindle nut45 rigidly connected to the instrument carrier40 .
Der Instrumententräger40 ist mit insgesamt vier in vertikaler Richtung (KoordinateZ inFig. 1 entsprechend dem DoppelpfeilC) unabhängig voneinander bewegbaren An schlußstellen für Instrumente versehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind dies der Reihe nach eine erste Flüssigkeitstransfer-Einrichtung42 (siehe auchFig. 3 bis 7), eine zweite Flüssigkeitstransfer-Einrichtung44 (Fig. 8), ein Greifwerkzeug46 (Fig. 9) und eine dritte, inFig. 1 nicht erkennbare, jedoch in denFig. 10 und 11 dargestellte Flüssigkeitstransfer-Einrichtung48.The instrument carrier40 is provided with a total of four in the vertical direction (coordinateZ inFIG. 1 according to the double arrowC ) independently of one another at connection points for instruments. In the exemplary embodiment shown, these are in turn a first liquid transfer device42 (see alsoFIGS. 3 to 7), a second liquid transfer device44 (FIG. 8), a gripping tool46 (FIG. 9) and a third one, shown inFIG . 1 not visible, but inFIGS. 10 and 11 shown the fluid transfer device48.
Die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung42 ist mit einer Vielzahl von spritzenähnlichen Kolben-Zylinderanordnungen50 versehen, die in Anzahl und Rasteranordnung den Röhrchen24 der Behälterbatterie22 entsprechen. Da diese Kolben-Zylinderanordnungen in noch zu beschreibender Weise gleichzeitig betätigt werden können, besteht die Möglichkeit, sämtliche Röhrchen24 gleichzeitig zu füllen oder diesen Flüssigkeit zu entnehmen.The liquid transfer device42 is provided with a plurality of syringe-like piston-cylinder assemblies50 , the number and grid arrangement of the tubes24 correspond to the container battery22 . Since these piston-cylinder assemblies can be operated simultaneously in a manner yet to be described, it is possible to fill all the tubes24 at the same time or to remove this liquid.
Hierzu ist die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung42 mit einem Zylinderträger52 in Form einer Lochplatte versehen, in die die einzelnen Zylinder54 von oben her eingesetzt sind. Der durchmesservergrößerte obere Rand56 der Zylinder54 ist zwischen die Platte52 und eine von oben aufgelegte Befestigungsplatte58 mit Durchtrittsöffnungen für die Kolbenstangen60 eingespannt. Die oberen Enden der Kolbenstangen60 sind wiederum in eine horizontale Platte62 eines Kolbenstangen-Trägers64 eingesetzt. Diese Platte ist hierzu mit dementsprechend dimensionierten Sacklöchern66 versehen zur Aufnahme der Kolbenstangenenden68. Diese Enden68 sind mit einer Hinterschneidung70 versehen, in die der Rand des Schmalabschnitts74 eines jeweiligen Schlüssellochs76 einer Schlüssellochplatte78 eingreift. Die Schlüssellochplatte78 ist an der der Platte52 zugewandten Unterseite der Platte62 an dieser seitlich verschiebbar gelagert mit elastischer Vorspannung in die in denFig. 4 und 5 erkennbare Befestigungsstellung. Wird an dem in denFig. 4 und 5 erkennbaren Griffwulst80 der Platte78 in denFig. 4 und 5 nach rechts (PfeilD) gezogen, so kommt der durchmesservergrößerte Abschnitt78 des jeweiligen Langlochs76 in Deckung mit dem Kopf68 der jeweiligen Kolbenstange, so daß dieser Kopf entnommen bzw. wieder in die Platte62 eingesetzt werden kann. Dies erlaubt raschen Spritzenwechsel.For this purpose, the liquid transfer device42 is provided with a cylinder carrier52 in the form of a perforated plate, into which the individual cylinders54 are inserted from above. The enlarged diameter of the upper edge56 of the cylinder54 is clamped between the plate52 and a mounting plate58 placed from above with through openings for the piston rods60 . The upper ends of the piston rods60 are in turn inserted into a horizontal plate62 of a piston rod carrier64 . For this purpose, this plate is provided with correspondingly dimensioned blind holes66 for receiving the piston rod ends68 . These ends68 are provided with an undercut70 into which the edge of the narrow section74 of a respective keyhole76 of a keyhole plate78 engages. The keyhole plate78 is mounted on the underside of the plate62 facing the plate52 so as to be laterally displaceable thereon with elastic prestress into the fastening position shown inFIGS. 4 and 5. Is at the inFigs. 4 and 5 recognizable gripping bead80 of the plate78 inFigs. 4 and 5 pulled to the right (arrowD), the enlarged diameter portion78 is the respective elongated hole76 in register with the head68 of the respective piston rod so that this head can be removed or reinserted into the plate62 . This allows quick syringe changes.
Zur Höhenverstellung wie auch zur Spritzenbetätigung ist lediglich ein einzelner Motor82 vorgesehen mit einer Antriebsspindel84, die eine am Kolbenstangen-Träger64 starr befestigte Spindelmutter86 durchsetzt. Eine Drehbewegung des Motors82 veranlaßt daher eine Vertikalverschiebung des Kolbenstangen-Trägers64 beispielsweise in die inFig. 3 mit einer Strich-Punkt-Linie angedeutete obere Stellung64′. Über eine Reibungskupplung88, die auf zwei von der Platte62 nach oben abstehende Führungsstangen90 des Zylinderträgers53 einwirkt (siehe auchFig. 6 und 7), wird im Normalfall der Zylinderträger53 vom Kolbenstangen-Träger64 mitgenommen.For height adjustment and for syringe actuation, only a single motor82 is provided with a drive spindle84 which passes through a spindle nut86 rigidly attached to the piston rod carrier64 . A Drehbe movement of the motor82 therefore causes a vertical displacement of the piston rod carrier64, for example, in the upper position64 'indicated inFig. 3 with a dash-dot line. Via a friction clutch88 , which acts on two guide rods90 projecting upward from the plate62 of the cylinder carrier53 (see alsoFIGS. 6 and 7), the cylinder carrier53 is normally carried by the piston rod carrier64 .
Dies gilt jedoch nicht, wenn ein in denFig. 3 und 6 angedeuteter Hub-Magnet92 einer Bewegungsbremse94 betätigt wird. Dieser Hub-Magnet ist am Instrumententräger40 im oberen Bereich über eine horizontale Platte96 angebracht. Diese Platte ist mit zwei Führungsbohrungen98 für die beiden Führungsstangen90 versehen. Senkrecht zu diesen Bohrungen erstrecken sich zwei (horizontale) Führungsbohrungen100 jeweils für einen Bremsstift102, der durch Betätigung des Hub-Magnets92 in bremsende Anlage an den Außenumfang der jeweiligen Führungsstange90 gebracht werden kann. Zur Erhöhung der Bremsreibung kann der Stift mit einem Reibungselement104 aus Gummi oder dergl. ausgebildet sein.However, this does not apply if a lifting magnet92 of a movement brake94 , which is indicated inFIGS. 3 and 6, is actuated. This lifting magnet is attached to the instrument carrier40 in the upper area via a horizontal plate96 . This plate is provided with two guidebores 98 for the two guide rods90 . Two (horizontal) guide bores100 extend perpendicularly to these bores, each for a brake pin102 , which can be brought into braking contact with the outer circumference of the respective guide rod90 by actuating the lifting magnet92 . To increase the brake friction, the pin can be formed with a friction element104 made of rubber or the like.
Um mit einem einzigen Hub-Magneten beide Stifte102 gleichzeitig betätigen zu können, greift der Anker106 des Hub-Magnets92 gleichzeitig an jeweils ein Ende zweier Doppelarmhebel108 und110 an (Gelenkbolzen112 in denFig. 6 und 7). Beide Doppelarmhebel sind jeweils über einen Lagerstift114 an der Platte96 schwenkbar gelagert (Schwenkachse parallel zur Längsrichtung der Führungsstangen90 und senkrecht zur Hubrichtung des Magnets92). Das andere (kürzere) Armende der beiden Doppelarme110,108 liegt am führungsstangenfernen Ende der beiden Stifte102 an. Wird demzufolge der Elektromagnet betätigt und der Anker106 in den Magneten hineingezogen (BewegungspfeilE inFig. 6) so ergibt sich eine entsprechende Schwenkbewegung des inFig. 6 unteren Doppelarmhebels108 im Uhrzeigersinn und des oberen Doppelarmhebels110 entgegen dem Uhrzeigersinn. Die beiden Stifte102 werden daraufhin gegen den Außenumfang der beiden Führungsstangen90 gepreßt. Um bei abgeschaltetem Hub-Magneten92 den Führungsstangenlauf nicht zu behindern, kann eine in den Figuren nicht dargestellte Rückholfeder vorgesehen sein, die auf die Doppelarmhebel im entgegengesetzten Sinn wie angegeben wirkt.In order to be able to actuate both pins102 at the same time with a single lifting magnet, the armature106 of the lifting magnet92 simultaneously engages one end of two double arm levers108 and110 (hinge pin112 inFIGS. 6 and 7). Both double-arm levers are each pivotably mounted on the plate96 via a bearing pin114 (pivot axis parallel to the longitudinal direction of the guide rods90 and perpendicular to the stroke direction of the magnet92 ). The other (shorter) arm end of the two doublearms 110, 108 bears against the end of the two pins102 remote from theguide rod . Accordingly, if the electromagnet is actuated and the armature106 is pulled into the magnet (movement arrowE inFIG. 6), there is a corresponding pivoting movement of the lower double arm lever108 inFIG. 6 clockwise and the upper double arm lever110 counterclockwise. The two pins102 are then pressed against the outer circumference of the two guide rods90 . In order not to obstruct the Füh approximately rod running when the lifting magnet92 is switched off, a return spring (not shown in the figures) can be provided, which acts on the double-arm lever in the opposite sense as indicated.
Die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung42 gemäß denFig. 1, 3 bis 7 arbeitet folgendermaßen:The liquid transfer device42 according toFIGS. 1, 3 to 7 works as follows:
Zur Flüssigkeitsaufnahme wird durch entsprechendes Verfahren der Brücke33 in RichtungA sowie des Instrumententrägers40 in RichtungB die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung42 in Position oberhalb der entsprechenden Behälterbatterie22 verfahren, wobei sich die beiden Träger53, 64 in angehobener Position befinden. Anschließend wird der Motor82 betätigt, derart, daß der Träger64 nach unten fährt. Bei gelöster Bremseinrichtung94 wird über die Rutschkupplung88 im Träger64, die auf die beiden Führungsstangen90 wirkt, der Zylinderträger53 mitgenommen. Sollte hierbei die Kolbenstange68 im jeweiligen Zylinder54 noch nicht in ihre unterste Position verfahren sein, so wird zwischenzeitlich die Bewegungsbremse94 bei weiterlaufendem Motor82 betätigt mit der Folge, daß ausschließlich der Kolbenstangen-Träger64 weiter nach unten fährt, bis die beiden Platten52,62 den gewünschten Minimalabstand voneinander aufweisen und somit die Kolbenstangen68 ganz in die Zylinder54 eingefahren sind.For liquid absorption, the liquid transfer device42 is moved into position above the corresponding container battery22 by a corresponding method of the bridge33 in directionA and the instrument carrier40 in directionB , the two carriers53, 64 being in the raised position. The motor82 is then actuated in such a way that the carrier64 moves downward. When the brake device94 is released, the cylinder carrier53 is carried over the slip clutch88 in the carrier64 , which acts on the two guide rods90 . If the piston rod68 in the respective cylinder54 has not yet moved to its lowest position, the movement brake94 is in the meantime actuated when the motor82 continues to run, with the result that only the piston rod carrier64 moves further down until the two plates52 ,62 have the desired minimum distance from one another and thus the piston rods68 have been fully inserted into the cylinders54 .
Fig. 3 zeigt den Moment nach dem Einfahren der spritzenartigen Kolbenstangen-Zylinderanordnungen50 in die Probenröhrchen24. Bei spritzenartiger Ausbildung der Kolbenstangen-Zylinderanordnungen50 taucht in diesem Falle das untere Ende der Spritzenkanüle118 in die aufzunehmende Flüssigkeit119 ein. Anschließend wird der Elektromotor82 zur Aufwärtsbewegung des Kolbenstangenträgers64 eingeschaltet, jedoch bei betätigtem Hub-Magneten92 der Bewegungsbremse94. Die Zylinder94 samt Spritzenkanüle bleiben daher in ihrer Position, lediglich die Kolbenstangen werden nach oben gezogen, so daß sich die Spritzen dementsprechend füllen. In einer dem gewünschten Transfer-Volumen in jeder Spritze entsprechenden Höhenposition des Kolbenstangenträgers64 wird der Hub-Magnet92 gelöst. Die Rutschkupplung88 nimmt daraufhin den Zylinderträger53 mit, so daß keine das Einsaugen bzw. Ausspritzen bewirkende Relativbewegung zwischen den beiden Trägern53 und64 mehr stattfindet. Die Zylinder50 werden samt den Kolbenstangen so weit angehoben, bis die unteren Enden der Kanülen118 aus den oberen Öffnungen der Röhrchen24 vollständig herausgezogen sind. Sodann wird der Elektromotor82 gestoppt. Nun kann die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung42 an den gewünschten Flüssigkeits-Abgabeort verfahren werden durch entsprechende Betätigung der Motoren34 und41. Oberhalb der die Transferflüssigkeitsvolumina aufnehmenden Behälterbatterie wird dann der Motor82 zum Absenken der beiden Träger53,64 betätigt. Hierbei ist die Bewegungsbremse94 so lange, bis die Kanülen118 in der gewünschten Position oberhalb oder innerhalb der aufnehmenden Röhrchen24 angeordnet sind, gelöst. Anschließend wird der Hub-Magnet92 betätigt, so daß bei weiterhin laufendem Motor82 lediglich der Kolbenstangenträger64 nach unten bewegt wird, was den Ausstoß des angesaugten Inhalts der Spritzen51 zur Folge hat.FIG. 3 shows the moment after the syringe-like piston rod-cylinder arrangements50 have been moved into the sample tubes24 . In the case of a syringe-like design of the piston rod-cylinder arrangements50 , the lower end of the syringe cannula118 is immersed in the liquid119 to be received in this case. Then the electric motor82 is switched on for the upward movement of the piston rod carrier64 , but with the stroke magnet92 of the movement brake94 actuated. The cylinder94 together with the syringe cannula therefore remain in their position, only the piston rods are pulled upwards, so that the syringes fill up accordingly. In a height position of the piston rod carrier64 corresponding to the desired transfer volume in each syringe, the lifting magnet92 is released . The slip clutch88 then takes the Zylin derträger53 , so that no sucking or injecting relative movement between the two carriers53 and64 takes place. The cylinders50 together with the piston rods are raised until the lower ends of the cannulas118 are completely pulled out of the upper openings of the tubes24 . The electric motor82 is then stopped. Now the liquid transfer device42 can be moved to the desired liquid discharge location by corresponding actuation of the motors34 and41 . Above the container battery receiving the transfer liquid volumes, the motor82 is then actuated to lower the two carriers53 ,64 . Here, the movementbrake 94 is released until the cannulas118 are arranged in the desired position above or within the receiving tubes24 . At closing the lifting magnet92 is actuated so that only the piston rod carrier64 is moved downward with the motor82 still running, which results in the discharge of the sucked-in content of the syringes51 .
Zum Transfer besonders kleiner Proben- oder Lösungsmittel-Volumina, insbesondere im Mikroliter- bis Milliliter-Bereich, dient die Flüssigkeitstransfer-Einrichtung44 gemäßFig. 1 und 8. Diese besteht wiederum aus einem Träger120, der mittels Elektromotor121, von diesem Motor angetriebener Gewindespindel123 und auf dieser Gewindespindel laufender, mit dem Träger120 starr verbundener Spindelmutter125 in vertikaler Richtung (RichtungC inFig. 1) wahlweise verstellbar ist. Am Träger120 sind wiederum eine oder mehrere Reihen von Aufnahmeröhrchen122 angebracht. Diese bestehen im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer in die aufzunehmende Flüssigkeit mit dem unteren Ende eintauchenden Kapillare124 definierten Innendurchmessers (insbesondere 1-2 mm) und definierter Länge (insbesondere 40-80 mm), die entweder unmittelbar in die Platte120 oder über ein Verbindungsröhrchen126 in entsprechende Öffnungen128 der Platte120 eingeschoben sind. Die Verbindungsröhrchen können von etwas größer dimensionierten Kapillarröhrchen gebildet sein, in deren unteres Ende jeweils ein Kapillarröhrchen124 unter Abdichtung eingeschoben ist. Das obere Ende der Verbindungsröhrchen126 ist über eine O-Ring-Dichtung127 gegenüber der Platte120 abgedichtet, was raschen und einfachen Röhrchenwechsel erlaubt. Die Aufnahmeröhrchen122 münden in einen Druckraum130 innerhalb der Platte120, der über eine in denFig. 1 und 8 angedeutete Verbindungsleitung132 (Kunststoffschlauch oder dergl.) mit einer nicht dargestellten Druckquelle verbindbar ist.For the transfer of particularly small sample or solvent volumes, in particular in the microliter to milliliter range, the liquid transfer device44 according toFIGS. 1 and 8 is used. This in turn consists of a carrier120 , which is by means of an electric motor121 of this motor driven threaded spindle123 and on this threaded spindle running, rigidly connected to the carrier120 spindle nut125 in the vertical direction (directionC inFig. 1) is optionally adjustable. One or more rows of receivingtubes 122 are in turn attached to the carrier120 . In the embodiment shown, these consist, for example, of a capillary124 of a defined inner diameter (in particular 1-2 mm) and a defined length (in particular 40-80 mm) immersed in the liquid to be immersed with the lower end, which either directly in the plate120 or via a connecting tube126 are inserted into corresponding openings128 in plate120 . The connecting tubes can be formed by capillary tubes of somewhat larger dimensions, in the lower end of which a capillary tube124 is inserted under sealing. The upper end of the connec tion tube126 is sealed with an O-ring seal127 against the plate120 , which allows quick and easy tube replacement. The receivingtubes 122 open into a pressure chamber130 within the plate120 , which can be connected to a pressure source (not shown) via a connecting line132 (plastic hose or the like) indicated in FIGS. 1 and 8.
Zur Flüssigkeitsaufnahme müssen die unteren Enden der Kapillarröhrchen124 lediglich in die entsprechende Flüssigkeit getaucht werden mit Anschluß der Druckraums130 an die Atmosphäre. Aufgrund der Kapillarkräfte innerhalb des Kapillarröhrchens124 wird selbsttätig die entsprechende Flüssigkeitsmenge (im Bereich von 100 Mikrolitern) eingesaugt, wobei eine Reproduzierbarkeit des eingesaugten Volumens im Bereich von maximal etwa 10% erzielt werden kann.To absorb liquid, the lower ends of the capillary tubes124 only have to be immersed in the corresponding liquid with the pressure chamber130 connected to the atmosphere. Due to the capillary forces within the capillary tube124 , the corresponding amount of liquid is automatically sucked in (in the range of 100 microliters), wherein the reproducible volume can be reproduced in the range of at most about 10%.
Anschließend wird der Träger120 durch entsprechende Betätigung des Motors121 nach oben verfahren und wieder nach unten gesenkt, sobald derjenige Stellplatz durch Betätigen der Motore34 und41 erreicht ist, an welchem die Flüssigkeit wieder abgegeben werden soll. In der gewünschten Position des Trägers120 wird dann die nicht dargestellte Druckquelle zugeschaltet, die über den gemeinsamen Druckraum130 mit dem oberen Ende sämtlicher Aufnahmeröhrchen122 verbunden ist und daher ein gleichzeitiges Herausblasen der Flüssigkeitsmengen in sämtlichen Kapillarröhrchen124 bewirkt. Hierzu muß der Überdruck lediglich die entgegengesetzt wirkenden Kapillarkräfte überwinden.Subsequently, the carrier120 is moved upwards by appropriate actuation of the motor121 and lowered again as soon as that parking space is reached by actuating the motors34 and41 at which the liquid is to be dispensed again. In the desired position of the carrier120, the pressure source not shown is then switched on, the all over the common pressure chamber130 with the upper end of receiving tube122 is connected, and therefore a simultaneous blow-out of the amounts of liquid effected in all capillary tubes124th To do this, the overpressure only has to overcome the opposing capillary forces.
In denFig. 10 und 11 ist eine weitere Flüssigkeitstransfer-Einrichtung48 dargestellt, die sich prinzipiell für einen weiten Volumenbereich der zu transferierenden Flüssigkeit eignet. Im Anwendungsbeispiel sind Volumina im Mikroliter-Bereich zu übertragen. Ihr vorstechendes Merkmal ist die Möglichkeit der Flüssigkeitsabgabe in schmale Aufnahmeschlitze, wie diese bei der Gel-Elektrophorese mit vertikaler Anordnung vorkommen. Man erkennt in denFig. 1 und 10 in vereinfachter Darstellung eine Gel-Elektrophorese-Einheit140 mit einer Gelschicht142 zwischen zwei in geringem Abstand voneinander angeordneten Platten144,146. Eine der beiden Platten, z.B. die inFig. 10 linke Platte144, steht im Bereich des oberen Gelrandes über die andere Platte nach oben vor. Der der anderen Platte146 zugewandte gelfreie obere Randstreifen148 der entsprechenden Seitenfläche der Platte144 dient als Einweis-Fläche für biegsame Spritzen-Kanülen150 von insgesamt vier als Kolben-Zylinderanordnungen zur Aufnahme und Abgabe von Flüssigkeit dienenden Spritzen152. Die bis an den oberen Rand der kürzeren Platte146 reichende Gelschicht142 ist mit einer Reihe von beispielsweise vier nach oben hin offenen Gel-Aussparungen versehen, die als Probenaufnahmetaschen154 dienen. Zur Probenzugabe muß die jeweilige Spritzenkanüle150 in diese Probenaufnahmetasche154 eingeführt werden, damit vier gut voneinander getrennte Bahnen bei der in vertikaler Richtung verlaufenden Gel-Elektrophorese auftreten.InFigs. 10 and 11, a further liquid transfer device48 is illustrated which is suitable in principle for a wide volume range of liquid to be transferred. In the application example, volumes in the microliter range are to be transferred. Your prominent feature is the possibility of dispensing liquid in narrow slots, as they occur in gel electrophoresis with a vertical arrangement. It can be seen inFigs. 1 and 10 in a simplified representation, a gel electrophoresis unit140 with a gel layer142 between two closely spaced plates144,146. One of the two plates, for example the plate144 on the left inFIG. 10, projects upwards in the region of the upper gel rim over the other plate. The gel-free upper edge strip148 of the corresponding side surface of the plate144 facing the other plate146 serves as a guide surface for flexible syringe cannulas150 of a total of four syringe152 serving as piston-cylinder arrangements for receiving and dispensing liquid. The gel layer142 which extends to the upper edge of the shorter plate146 is provided with a row of, for example, four gel recesses which are open at the top and which serve as sample receiving pockets154 . To add the sample, the respective syringe cannula150 must be inserted into this sample receiving pocket154 so that four well-separated paths occur in the gel electrophoresis running in the vertical direction.
Um ein Einfädeln der Spritzenkanülen150 in die Probenaufnahmetaschen154 ohne weiteres zu erreichen, sind, wie bereits erwähnt, die Spritzenkanülen150 rückfedernd elastisch abbiegbar ausgebildet und zudem geneigt verlaufend angeordnet, so daß bei Auftreten der jeweiligen Spritzenkanülenspitze156 auf den Randstreifen148 ein anschließendes Verfahren der Spritzen152 in Richtung auf den Randstreifen (BewegungspfeilF inFig. 10, beispielsweise parallel zum PfeilA inFig. 2) mit entsprechender Betätigung des zugeordneten Verstellmotors34 (oder42) ein Entlanggleiten der Spitze156 am Randstreifen148 vertikal nach unten in die jeweilige Probenaufnahmetasche154 zur Folge hat.In order to easily thread the syringe needles150 into the sample receiving pockets154 , as already mentioned, the syringe needles150 are designed to be resiliently resiliently bendable and, moreover, are arranged inclined so that when the respective syringe cannula tip156 occurs on the edge strips148, a subsequent one Moving the syringe152 in the direction of the edge strip (movement arrowF inFig. 10, for example parallel to arrowA inFig. 2) with appropriate actuation of the associated adjustment motor34 (or42 ) sliding along the tip156 on the edge strip148 vertically down into the respective sample receiving pocket154 results .
Hierzu sind die Spritzen152 auf einer entsprechend (insbesondere etwa 45° zur Horizontalen) geneigten Trägerplatte158 angebracht, die ihrerseits wiederum über einen nicht dargestellten Spindelantrieb, beispielsweise entsprechend denFig. 3 und 8 in Richtung des DoppelpfeilsC am Instrumententräger40, bewegbar ist. Um die Spritzen automatisch betätigen zu können, sind die Spritzenkolbenstangen160 motorisch verstellbar. Hierzu können die Kolbenstangen der vier Spritzen152 über ein Brückenteil162 miteinander verbunden sein. Dieses Brükkenteil ist über eine von einem Stellmotor164 antreibbare ein Spindelgewinde des Brückenteils162 durchsetzende Gewindespindel166 parallel zu den Spritzenlängsachsen wahlweise verstellbar. Aufgrund der hohen Untersetzung des Spindelantriebs ist eine präzise Volumendosierung auch kleinster Probenmengen möglich.For this purpose, the syringes152 are mounted on a correspondingly (in particular approximately 45 ° to the horizontal) inclined support plate158 , which in turn can be moved via a spindle drive, not shown, for example in accordance with FIGS. 3 and 8 in the direction of the double arrowC on the instrument carrier40 . In order to be able to actuate the syringes automatically, the syringe plunger rods160 are motor-adjustable. For this purpose, the piston rods of the four syringes152 can be connected to one another via a bridge part162 . This is Brük kenteil to the longitudinal axes of the syringe selectively adjustable parallel via a drivable by a servomotor164, a spindle thread of the bridge part162 by releasing screw166th Due to the high reduction ratio of the spindle drive, precise volume dosing of even the smallest sample quantities is possible.
Zur Feineinstellung des Neigungswinkels der Spritzenkanülenenden ist eine Justierplatte170 vorgesehen, die an einem mit der Trägerplatte158 starr verbundenen Rahmen172 um eine horizontale Schwenkachse174 parallel zur Reihenrichtung der Spritzen152 verschwenkbar gelagert ist. Die Spritzenachse174 verläuft parallel zu den Platten144,146 der Gel-Elektrophorese-Einheit140. Die Justierplatte170 ist mit Abstand von der Schwenkachse174 mit vier Durchgangsöffnungen176 versehen, die wiederum von den Spritzenkanülen150 im Bereich von deren Längenmitte mit allenfalls geringem Spiel durchsetzt werden. Die Schwenkachse174 definierende Kopfschrauben zwischen dem Rahmen142 und der Justierplatte170 werden nach Verschwenken der Justierplatte170 in die gewünschte Winkelstellung zur Fixierung der Platte angezogen.For fine adjustment of the angle of inclination of the Spritzenkanü lenenden an adjustment plate170 is provided which is mounted on egg nem rigidly connected to the support plate158 frame172 about a horizontal pivot axis174 parallel to the row direction of the syringes152 pivotally. The syringe axis174 runs parallel to the plates144 ,146 of the gel electrophoresis unit140 . The adjusting plate170 is provided at a distance from the pivot axis174 with four through openings176 , which in turn are penetrated by the syringe needles150 in the region of their center length with little or no play. The pivot axis174 defining cap screws between the frame142 and the adjustment plate170 are tightened after pivoting the adjustment plate170 in the desired angular position to fix the plate.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich bereits weitgehend die Funktionsweise der Flüssigkeitstransfer-Einrichtung48. Zur Flüssigkeitsaufnahme wird die Einrichtung48 in die entsprechende Position mit Eintauchen der Spritzenenden146 in die aufzunehmende Flüssigkeit gebracht, z.B. in eine Reihe von Probenschälchen30 der Probenplatte28 mit Sequenzierungsproben. Durch Betätigen des Motors146 können die Spritzen "aufgezogen" werden, d.h. durch Herausziehen der Kolbenstangen in der gewünschten Weise gefüllt werden.The functioning of the liquid transfer device48 already largely results from the above. For liquid absorption, the device48 is brought into the appropriate position by immersing the syringe ends146 in the liquid to be absorbed, for example in a row of sample dishes30 of the sample plate28 with sequencing samples. By actuating the motor146 , the syringes can be “pulled up”, ie filled by pulling out the piston rods in the desired manner.
Anschließend wird die Einrichtung48 zur Gel-Elektrophorese-Einheit verfahren, derart, daß die Kanülenspitzen156 dem Randstreifen148 gegenüberliegen und sich dabei genau oberhalb der Probenaufnahmetaschen154 befinden. Wird anschließend die Einrichtung48 langsam auf den Randstreifen hin verfahren, so gleiten die Spitzen156 zunehmend nach unten in die jeweilige Probenaufnahmetasche154. Dann wird die Bewegung gestoppt und die Probenflüssigkeit ausgestoßen durch entsprechende Betätigung des Motors164. Falls gewünscht, kann zusätzlich eine Puffer lösung171 oder dergl. in einem zweiten Transfervorgang aus einer Flüssigkeitsschale172 in die Probenaufnahmetaschen154 übertragen werden.The device48 is then moved to the gel electrophoresis unit in such a way that the cannula tips156 lie opposite the edge strip148 and are located exactly above the sample receiving pockets154 . If the device48 is then moved slowly towards the edge, the tips156 slide increasingly downward into the respective sample receiving pocket154 . Then the movement is stopped and the sample liquid is discharged by operating the motor164 accordingly. If desired, a buffer solution171 or the like can additionally be transferred from a liquid bowl172 into the sample receiving pockets154 in a second transfer process.
DieFig. 12 und 13 zeigen eine Filtriereinheit180, die mit Vorteil in Verbindung mit der beschriebenen Arbeitsstation eingesetzt werden kann. Sie besteht aus einem Filtrataufnahmeteil182 sowie einem Filteraufsatzteil184, welches letzteres wiederum aus einem Oberteil186 und einem Unterteil188 gebildet ist. Zwischen beiden Teilen ist ein durchgehendes Filterelement in Form einer durchgehenden Filtermatte190 oder dergl. eingespannt mit Hilfe von Spannhebeln192. Zentrierstifte193 sorgen für eine exakte gegenseitige Festlegung. Das Ober- sowie das Unterteil186,188 sind mit miteinander fluchtenden Durchgangsöffnungen194,196 versehen, wobei die Durchgangsöffnungen im Oberteil186 zur Erleichterung der Probenzugabe nach oben hin erweitert sind. In Anzahl und Anordnung können die Durchgangsöffnungen194,196 den Probenröhrchen24 der Behälterbatterie22 entsprechen (siehe auchFig. 1), so daß ein gleichzeitiger Flüssigkeitstransfer von der Behälterbatterie22 zur Filtrateinheit180 zur gleichzeitigen Filtration sämtlicher Proben möglich ist.FIGS. 12 and 13 show a filter unit180 which may be used with advantage station in conjunction with the described working. It consists of a filtrate receiving part182 and a filter attachment part184 , the latter in turn being formed from an upper part186 and a lower part188 . A continuous filter element in the form of a continuous filter mat190 or the like is clamped between the two parts with the aid of tensioning levers192 . Centering pins193 ensure exact mutual fixing. The upper and the lower part186 ,188 are provided with through-openings194 ,196 which are aligned with one another, the through-openings in the upper part186 being expanded upwards to facilitate the addition of samples. In number and arrangement, the through openings194 ,196 can correspond to the sample tubes24 of the container battery22 (see alsoFIG. 1), so that a simultaneous liquid transfer from the container battery22 to the filtrate unit180 is possible for simultaneous filtration of all samples.
Unterhalb der Durchgangsöffnungen194 befinden sich im Filtrataufnahmeteil182 in gleicher Anzahl und Anordnung entsprechende Filtrataufnahmekammern198. Diese nehmen dann das durch die jeweilige Durchgangsöffnung194,196 nach Durchgang durch die Filtermatte190 fließende Filtrat auf. GemäßFig. 13 kann das untere Durchgangsöffnungsende der Durchgangsöffnung196 mit einem im wesentlichen kreisringförmigen Abtropfsteg200 versehen sein, der für ein im wesentlichen rückstandsfreies Abtropfen in die jeweils zugeordnete Filtrataufnahmekammer198 sorgt. Der unerwünschte Übergang in eine benachbarte Filtrataufnahmekammer wird zuverlässig vermieden.Below the through openings194 there are corresponding filtrate receiving chambers198 in the filtrate receiving part182 in the same number and arrangement. These then take up the filtrate flowing through the respective passageopening 194 ,196 after passage through the filter mat190 . Referring toFIG. 13, the lower through-opening end of the through hole may be provided with a substantially annular Abtropfsteg200196, which provides for a substantially residue-free draining in the respectively assigned Filtrataufnahmekammer198th The undesirable transition into an adjacent Filtrataufnah mekammer is reliably avoided.
Oberhalb der Filtrataufnahmekammern198 befindet sich ein zwischen dem Unterteil188 und dem Filtrataufnahmeteil182 gebildeter gemeinsamer Unterdruckraum202, der nach außen hin durch eine O-Ring-Dichtung204 abgedichtet ist. Eine zentrale Durchgangsbohrung206 verbindet diesen Raum mit dem entsprechenden Absauganschluß18 in der Arbeitstischfläche14. Zur Abdichtung des Unterteils188 gegenüber dem Oberteil bzw. der Filtermatte190 können ebenfalls entsprechende O-Ring-Dichtungen210 vorgesehen sein.Above the filtrate receiving chambers198 there is a common vacuum space202 formed between the lower part188 and the filtrate receiving part182 , which is sealed off from the outside by an O-ring seal204 . A central through hole206 connects this space with the corresponding suction port18 in the work surface14th To seal the lower part188 against the upper part or the filter mat190 ent speaking O-ring seals210 can also be provided.
Um nach erfolgter Filtration wiederum automatisch an das in den Kammern198 gesammelte Filtrat212 gelangen zu können, ist das Oberteil186 mit einem im wesentlichen T-förmigem Greif-Vorsprung214 versehen. Dieser kann gemäßFig. 9 von dem auch inFig. 1 angedeuteten Greifwerkzeug46 ergriffen werden, welcher hierzu mit einem entsprechenden gabelförmigem Greifende216 versehen ist. Das Greifende216 bildet das freie Ende eines Winkels218 mit horizontalem unterem Schenkel220 und vertikal nach oben gerichtetem Schenkel222. Am oberen Ende des Schenkels222 ist dieser wiederum mit einem Spindelantrieb verkoppelt aus einem Motor224 und einer Gewindespindel226, die eine mit dem Schenkel222 starr verbundene Spindelmutter228 durchsetzt. Eine zusätzliche vertikale Bewegungsführung kann über eine Führungsstange230 erfolgen, deren Enden am Instrumententräger40 befestigt sind und auf der eine mit dem Winkelschenkel222 starr verbundene Führungshülse232 läuft.In order to be able to automatically reach the filtrate212 collected in the chambers198 once the filtration has taken place, the upper part186 is provided with an essentially T-shaped gripping projection214 . This can be gripped according toFIG. 9 by the gripping tool46 also indicated inFIG. 1, which is provided with a corresponding fork-shaped gripping end216 . The gripping end216 forms the free end of an angle218 with a horizontal lower leg220 and a vertically upward leg222 . At the upper end of the leg222 , this in turn is coupled to a spindle drive comprising a motor224 and a threaded spindle226 which passes through a spindle nut228 rigidly connected to the leg222 . Additional vertical movement guidance can take place via a guide rod230 , the ends of which are fastened to the instrument carrier40 and on which a guidesleeve 232 rigidly connected to the angle leg222 runs.
Soll also nach erfolgter Filtration das Filteraufsatzteil180 vom Filtrataufnahmeteil182 abgehoben werden, so muß lediglich das Greifende216 in die entsprechende Position am Greifvorsprung214 verfahren werden (Betätigen der entsprechenden Motore34,41,224). Anschließend wird das Greifwerkzeug46 mit Hilfe des Motors224 nach oben bewegt unter Mitnahme des Oberteils186 und des über die Hebel192 mit diesem verbundenen Unterteils188. Dies ist deshalb möglich, weil das Unterteil188 lediglich auf dem Filtrataufnahmeteil182 aufliegt mit gegenseitiger Lagejustierung wiederum durch gemeinsame vertikal angeordnete Justierstifte234. Das Oberteil180 kann dann an geeigneter Stelle abgesetzt werden. Die Filtrataufnahmekammern198 sind von oben her frei zugänglich. Mit Hilfe der jeweils geeigneten Flüssigkeitstransfer-Einrichtung42 oder44 oder48 kann dann in gewünschter Weise wiederum ein Flüssigkeitstransfer vorgenommen werden.If, after filtration, the filter attachment part180 is to be lifted off the filtrate receiving part182 , then only the gripping end216 has to be moved into the corresponding position on the gripping projection214 (actuation of the corresponding motors34 ,41 ,224 ). The gripping tool46 is then moved upwards with the aid of the motor224 , taking the upper part186 and the lower part188 connected to the lever192 with it. This is possible because the lower part188 rests only on the filtrate receiving part182 with mutual position adjustment, in turn by common vertically arranged adjusting pins234 . The upper part180 can then be placed at a suitable location. The filtrate receiving chambers198 are freely accessible from above. With the help of the appropriate liquid transfer device42 or44 or48 , a liquid transfer can then again be carried out in the desired manner.
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