DE20220299U1 - Apparatus to scan a biochip, with a coating of molecules on one side, comprises a number of pumps for different fluids in a complete liquid handling system without contamination - Google Patents
Apparatus to scan a biochip, with a coating of molecules on one side, comprises a number of pumps for different fluids in a complete liquid handling system without contaminationInfo
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Abstract
Description
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ATTO-TEC GmbH Schanzenweg 5 0Applicant:
ATTO-TEC GmbH Schanzenweg 5 0
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Biochip-ReaderBiochip reader
BeschreibungDescription
In immer mehr medizinischen und wissenschaftlichen Anwendungen werden Proben mit Hilfe von Biochips qualitativ bzw. quantitativ analysiert. Biochips sind z. B. DNA-Arrays, RNA-Arrays, Protein-Arrays, kurz alle Arten von Arrays, bei denen gezielt unterschiedliche Molekülsorten auf unterschiedlichen Spots eines Trägers angeordnet sind. Als Träger wird häufig ein Mikroskop-Objektträger verwendet. Eine Seite dieses Trägers wird mit unterschiedlichen Biomolekülen in einem regelmäßigen Raster beschichtet, z. B. im Wege der Immobilisierung.In more and more medical and scientific applications, samples are analyzed qualitatively or quantitatively using biochips. Biochips include DNA arrays, RNA arrays, protein arrays, in short, all types of arrays in which different types of molecules are specifically arranged on different spots on a carrier. A microscope slide is often used as a carrier. One side of this carrier is coated with different biomolecules in a regular grid, e.g. by means of immobilization.
Wird mit Hilfe eines Biochips, z. B. eines DNA-Arrays, eine spezifische Hybridisierungsreaktion nachgewiesen, so wird die Probe auf das DNA-Array gegeben. Die Probe enthält beispielsweise mit Farbstoffen markierte DNA- oder RNA-Moleküle. In einer speziellen Hybridisierungskammer erfolgt bei geeigneter Temperatur die Hybridisierung. Nicht hybridisierte bzw. unspezifisch gebundene DNA oder RNA aus der zu untersuchenden Probe wird durch Spülen entfernt. Hybridisierte DNA- oder RNA-Moleküle werden entsprechend ihrer Markierung in einem so genannten Reader detektiert.If a specific hybridization reaction is detected using a biochip, e.g. a DNA array, the sample is placed on the DNA array. The sample contains, for example, DNA or RNA molecules marked with dyes. Hybridization takes place in a special hybridization chamber at a suitable temperature. Non-hybridized or non-specifically bound DNA or RNA from the sample to be examined is removed by rinsing. Hybridized DNA or RNA molecules are detected in a so-called reader according to their marking.
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Ein Reader ist i. d. R. ein Gerät zum optischen Auslesen von Fluoreszenz- oder Chemolumineszenz-Signalen, die von einem Biochip ausgehen.A reader is usually a device for optically reading fluorescence or chemiluminescence signals emitted by a biochip.
Die DE 197 36 641 Al beschreibt eine Vorrichtung zum Auslesen von Biochips (Biochip-Reader), bei der viele Komponenten integriert sind, u. a. die Bereitstellung und Steuerung der Zufuhr von Flüssigkeiten sowie eine optische Aufnahme der Messwerte. Das Zuführen der benötigten Flüssigkeiten zum Biochip gewährleistet bei der bekannten Vorrichtung jedoch keine weitestgehende Freiheit von Kontaminationen durch Flüssigkeiten aus zeitlich vorgelagerten Arbeitsschritten.DE 197 36 641 A1 describes a device for reading biochips (biochip reader) in which many components are integrated, including the provision and control of the supply of liquids and an optical recording of the measured values. However, the supply of the required liquids to the biochip in the known device does not guarantee the greatest possible freedom from contamination by liquids from previous work steps.
Es kann daher bei solchen und ähnlichen Geräten zu Verunreinigungen aus zeitlich vorgelagerten Spül-Schritten kommen, die nur durch aufwändiges Spülen reduziert werden können.Therefore, such and similar devices may become contaminated from previous rinsing steps, which can only be reduced by extensive rinsing.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Ausführen von Tests bzw. Assays mit Biochips zu erleichtern.
20The object of the invention is to facilitate the execution of tests or assays with biochips.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by the inventions according to the independent claims. Advantageous further developments of the inventions are characterized in the subclaims.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Auslesen eines Biochips vorgeschlagen. Derartige Vorrichtungen werden auch als Reader bezeichnet. Der Biochip ist, wie üblich, auf einer Seite mit Molekülen beschichtet.According to the invention, a device for reading a biochip is proposed. Such devices are also referred to as readers. The biochip is, as usual, coated with molecules on one side.
Die Vorrichtung weist eine Mehrzahl von Pumpen für unterschiedliche Fluide auf. Die Fluide sind i. d. R. Flüssigkeiten, insbesondere Lösungen, die die Probe enthalten oder zum Spülen des Biochips dienen. Häufig ist in die Vorrichtung auch eine Steuerung für die Pumpen integriert. Ferner weist die Vorrichtung Mittel zum Führen der Fluide zu einer Durchfluss-The device has a plurality of pumps for different fluids. The fluids are usually liquids, in particular solutions that contain the sample or are used to rinse the biochip. A control for the pumps is often integrated into the device. The device also has means for guiding the fluids to a flow
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zelle auf, in der die beschichtete Seite des Biochips mit den Fluiden in Kontakt kommt. Zu diesen Mitteln kann beispielsweise ein Mischer gehören, in dem die einzelnen Flüssigkeiten, die aus einzelnen Vorratsbehältern entnommen werden, zusammengeführt werden und aus dem eine einzige Leitung zu einer Kammer führt.cell in which the coated side of the biochip comes into contact with the fluids. These means can include, for example, a mixer in which the individual liquids taken from individual storage containers are brought together and from which a single line leads to a chamber.
Die Vorrichtung beinhaltet also ein komplettes System zum so genannten Liquid handling. Es handelt sich nicht um einzelne Geräte mit den häufig damit verbundenen Kommunikationsproblemen zwischen den verschiedenen Geräten.The device therefore contains a complete system for what is known as liquid handling. It is not a matter of individual devices with the often associated communication problems between the different devices.
Die Durchflusszelle weist mindestens die folgenden Komponeten auf: einen im Wesentlichen ebenen Boden mit zwei Bohrungen, die als Zulauf bzw. Abfluss für die Fluide dienen, und einen Hohlraum, durch den die Fluide fließen und in dem sie mit der beschichteten Seite des Biochips in Kontakt kommen. Der Hohlraum wird durch Seitenwände, den Boden und den Biochip begrenzt .The flow cell has at least the following components: a substantially flat bottom with two holes that serve as inlet and outlet for the fluids, and a cavity through which the fluids flow and in which they come into contact with the coated side of the biochip. The cavity is delimited by side walls, the bottom and the biochip.
Die Seitenwände des Hohlraums sind derart angeordnet, dass sie einen spitzen Innenwinkel und einen diagonal gegenüberliegenden, zweiten Innenwinkel bilden. Der Zulauf ist im spitzen Innenwinkel angeordnet, der Abfluss im zweiten Innenwinkel.The side walls of the cavity are arranged in such a way that they form an acute interior angle and a diagonally opposite, second interior angle. The inlet is arranged in the acute interior angle, the outlet in the second interior angle.
Der Hohlraum kann beispielsweise die Form eines Drachenvierecks annehmen, wie man es von einfachen Flug-Drachen kennt, also ein Viereck, bei dem eine der beiden Diagonalen Symmetrieachse ist. Der Hohlraum hätte dann einen spitzen Innenwin-0 kel am Fuß des Drachens, in dem der Zulauf angeordnet ist, und einen stumpfen oder weniger spitzen Innenwinkel am Kopf des Drachens, in dem der Abfluss angeordnet ist. Zwischen den beiden Winkeln kann auch ein Abschnitt mit parallelen Wänden eingefügt sein. Denkbar ist auch, dass die Vertiefung keine Sym-The cavity can, for example, take the form of a kite square, as is known from simple flying kites, i.e. a square in which one of the two diagonals is the axis of symmetry. The cavity would then have an acute interior angle at the base of the kite, in which the inlet is located, and an obtuse or less acute interior angle at the head of the kite, in which the outlet is located. A section with parallel walls can also be inserted between the two angles. It is also conceivable that the depression has no symmetry.
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metrieachse aufweist, aber in der Form einem Drachenviereck nahe kommt.metric axis, but its shape is close to a kite.
Durch die Form der Vertiefung ergibt sich ein laminarer Strom der Fluide bzw. Flüssigkeiten in der Kammer. Die neu eindringende Flüssigkeit füllt die Kammer weitestgehend komplett aus und verdrängt die bereits vorhandene Flüssigkeit oder Luft. Dadurch verbleiben kaum Reste der Flüssigkeiten von vorhergehenden Reaktionsschritten in der Kammer.The shape of the depression results in a laminar flow of fluids or liquids in the chamber. The newly entering liquid fills the chamber almost completely and displaces the liquid or air that is already present. This means that hardly any residue of the liquids from previous reaction steps remains in the chamber.
Auf den Hohlraum wird der Biochip gelegt, wobei die mit Molekülen beschichtete Seite dem Hohlraum zugewandt ist. Werden die Fluide durch die Kammer gepumpt, kommen sie mit der beschichteten Seite des Biochips in Kontakt. Auf diese Weise können die gewünschten Nachweisreaktionen bzw. Assays ausgeführt werden.The biochip is placed on the cavity, with the side coated with molecules facing the cavity. When the fluids are pumped through the chamber, they come into contact with the coated side of the biochip. In this way, the desired detection reactions or assays can be carried out.
In der Regel werden die stattfindenden Reaktionen mit Hilfe von optischen, genauer gesagt spektroskopischen Methoden verfolgt. Daher ist es vorteilhaft, die Durchflusszelle in einem lichtdicht verschließbaren Probenraum aufzunehmen, damit die Aufnahme des optischen Signals möglichst ohne störendes Hintergrundlicht erfolgen kann.As a rule, the reactions taking place are monitored using optical, or more precisely spectroscopic, methods. It is therefore advantageous to place the flow cell in a sample chamber that can be sealed against light so that the optical signal can be recorded without any disturbing background light.
Üblicherweise werden optische Signale entweder durch Chemolumineszenz oder durch Fluoreszenz erzeugt. Chemolumineszenz kann beispielsweise mit Hilfe einer CCD-Kamera ausgelesen werden, die schlicht die Intensität der Chemolumineszenz nachweist. Zum Nachweis von Fluoreszenz bedarf es noch eines Mittels zum Einkoppeln einer Anregungslichtquelle, deren Licht auf den Biochip geleitet wird.Typically, optical signals are generated either by chemiluminescence or by fluorescence. Chemiluminescence can be read out, for example, using a CCD camera, which simply detects the intensity of the chemiluminescence. To detect fluorescence, a means is required to couple in an excitation light source, the light of which is directed onto the biochip.
In einre besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung wird der Hohlraum in der Durchflusszelle dadurch gebildet, dass über dem Boden eine deformierbare Dichtung angeordnetIn a particularly simple embodiment of the invention, the cavity in the flow cell is formed by arranging a deformable seal above the bottom
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ist, auf die der Biochip gelegt wird. Die Dichtung weist in ihrem mittleren Bereich eine Ausnehmung in Form des Hohlraums auf. Damit der Hohlraum gegen den Austritt von Fluiden abgedichtet ist, ist die Dichtung vorzugsweise deformierbar. Sie kann sowohl elastisch als auch plastisch deformierbar sein.on which the biochip is placed. The seal has a recess in the shape of the cavity in its middle area. In order to seal the cavity against the escape of fluids, the seal is preferably deformable. It can be both elastically and plastically deformable.
Eine solche Dichtung kann ein Verbrauchsartikel sein, oder sie ist herausnehmbar und kann als einzelnes, isoliertes Teil ohne viele Ecken und Kanten leicht gespült werden.Such a seal can be a consumable item, or it can be removable and can be easily rinsed as a single, isolated part without many corners and edges.
Vorzugsweise wird die Dichtung aus Silikon gebildet, das inert gegen die meisten relevanten Flüssigkeiten ist.Preferably, the seal is made of silicone, which is inert to most relevant liquids.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Boden auf derIt has proven to be beneficial if the soil on the
der Durchflusszelle zugewandten Seite hydrophob ist. Eine durchgängig glatte und hydrophobe Fläche des Bodens verhindert das Festhalten von Luftbasen in der Kammer, wenn die Flüssigkeiten durch die Durchflusszelle gepumpt werden, insbesondere wenn die erste Flüssigkeit in die mit Luft gefüllte Durchflusszelle eindringt.
20the side facing the flow cell is hydrophobic. A consistently smooth and hydrophobic surface of the bottom prevents air bases from becoming trapped in the chamber when the liquids are pumped through the flow cell, especially when the first liquid enters the air-filled flow cell.
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Vorteilhafterweise wird der Boden oder der gesamte Hohlraum oder die Probenkammer thermostatisiert, um eine höhere Reproduzierbarkeit zu erreichen. Ferner bietet dies die Möglichkeit, mit Hilfe von Temperaturänderungen Reaktionen zu steuern, z. B. wie bei der PCR-Reaktion.Advantageously, the bottom or the entire cavity or sample chamber is thermostatted to achieve higher reproducibility. Furthermore, this offers the possibility of controlling reactions using temperature changes, e.g. as in the PCR reaction.
Wird mit sehr geringen Konzentrationen gearbeitet, so ist es vorteilhaft, wenn die Fluide nicht zu schnell durch den Hohlraum gepumpt werden, da innerhalb der dann benötigten langen Diffusionszeiten evtl. die zu untersuchenden Reaktionen nicht in der nötigen Anzahl stattfinden. Stattdessen können die Fluide abwechselnd gepumpt werden und ruhen gelassen werden. Dies bietet die Möglichkeit, die nötigen Diffusions- und Reaktionszeiten abzuwarten.If you are working with very low concentrations, it is advantageous if the fluids are not pumped through the cavity too quickly, as the reactions to be investigated may not take place in the required number within the long diffusion times required. Instead, the fluids can be pumped alternately and left to rest. This offers the possibility of waiting for the necessary diffusion and reaction times.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche Elemente. Im Einzelnen zeigt:The invention is explained in more detail below using embodiments that are shown schematically in the figures. The same reference numbers in the individual figures refer to the same elements. In detail:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Biochip-Readers;Fig. 1 is a schematic representation of the biochip reader;
Fig. 2 den Boden des Biochip-Readers; undFig. 2 the bottom of the biochip reader; and
Fig. 3 die Dichtung.
10Fig. 3 the seal.
10
Fig. 1 zeigt den Biochip-Reader 10. In dem Biochip-Reader 10 befinden sich Vorratsbehälter 12. Der Inhalt der Vorratsbehälter 12 wird über Leitungen 14 durch Pumpen 16 (i. d. R. acht an der Zahl) zu einem Mischer 18 gefördert. Der Mischer 18 steht über eine Leitung 20 (vorzugsweise ein Teflon-Schlauch) in Verbindung mit dem Boden 22 der Durchflusszelle 24. Die Leitung 20 ist über einen Anschlussstutzen 26 mit dem Boden verbunden. Auf dem Boden befindet sich eine Dichtung 28, die einen Hohlraum 30 aufweist. Auf der Dichtung 28 ist der Biochip 32 aufgelegt.Fig. 1 shows the biochip reader 10. The biochip reader 10 contains storage containers 12. The contents of the storage containers 12 are conveyed via lines 14 by pumps 16 (usually eight in number) to a mixer 18. The mixer 18 is connected to the base 22 of the flow cell 24 via a line 20 (preferably a Teflon hose). The line 20 is connected to the base via a connection piece 26. On the base there is a seal 28 which has a cavity 30. The biochip 32 is placed on the seal 28.
Die Durchflusszelle 24 befindet sich in einem lichtdicht abgeschlossenen Probenraum 34, der durch Wände 36 und einen Deckel 38 verschlossen ist. Der Deckel 38 weist (schematisch dargestellte) Stempel 3 9 auf, die auf den Biochip 32 drücken und dadurch den Hohlraum 30 luftdicht verschließen.The flow cell 24 is located in a light-tight sample chamber 34, which is closed by walls 36 and a lid 38. The lid 38 has (schematically shown) stamps 39, which press on the biochip 32 and thereby seal the cavity 30 hermetically.
Die durch die Leitung 20 in den Hohlraum 30 gepumpten Flüssigkeiten fließen durch einen Abfluss 40 über eine Leitung 42 (ebenfalls vorzugsweise ein Teflon-Schlauch), unterstützt durch eine weitere Pumpe 44 in einen Auffangbehälter 46.The liquids pumped through the line 20 into the cavity 30 flow through a drain 40 via a line 42 (also preferably a Teflon hose), supported by a further pump 44, into a collecting container 46.
Der Boden 22 besteht aus durchsichtigem Material (siehe unten). Unterhalb des Bodens 22 befindet sich eine Kamera, vor-The base 22 is made of transparent material (see below). Below the base 22 there is a camera,
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zugsweise eine CCD-Kamera 48, die über eine Optik 50 das im Hohlraum 30 bzw. auf dem Biochip 32 emittierte Licht sammelt.preferably a CCD camera 48, which collects the light emitted in the cavity 30 or on the biochip 32 via an optics 50.
Gesteuert wird der Biochip-Reader durch einen Rechner 52, der über eine Datenverbindung 54 mit dem Biochip-Reader 10 verbunden ist. Innerhalb des Biochip-Readers 10 befindet sich eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Datenleitungen, die die Verbindung zwischen dem Rechner 52 und den einzelnen Komponenten des Biochip-Readers 10 herstellt.The biochip reader is controlled by a computer 52, which is connected to the biochip reader 10 via a data connection 54. Inside the biochip reader 10 there are a number of data lines (not shown) that establish the connection between the computer 52 and the individual components of the biochip reader 10.
Die Durchflusszelle 24 besteht aus drei Teilen, dem Boden 22 mit den Anschlüssen für die beiden Teflon-Schläuche 20, 42, der Dichtung 28 und dem Biochip 32, einem beschichteten Träger aus Glas. Die drei Teile werden in dieser genannten Reihenfolge übereinander in den Probenraum 34 gelegt.The flow cell 24 consists of three parts, the base 22 with the connections for the two Teflon tubes 20, 42, the seal 28 and the biochip 32, a coated carrier made of glass. The three parts are placed one on top of the other in the sample chamber 34 in this order.
Durch Druck, der durch den Deckel 3 8 des Probenraums 34 über die Stempel 3 9 auf den Biochip 32 ausgeübt wird, bildet sich der abgedichtete Hohlraum 30, durch den die Flüssigkeiten, 0 i. d. R. Lösungen, gespült werden.Pressure exerted by the lid 38 of the sample chamber 34 via the plungers 39 on the biochip 32 forms the sealed cavity 30 through which the liquids, usually solutions, are flushed.
Um ein Durchbiegen oder gar Brechen des Biochips 32 zu verhindern, wird diejenige Fläche des Deckels 38 des Probenraums 34, die den Anpressdruck auf den Biochip 32 ausübt, also der Stempel 39, in der gleichen Form ausgebildet, wie auch die Dichtung 28. Dadurch drückt der Deckel 3 8 nur dort auf den Biochip 32, wo dieser auf seiner Unterseite durch die Dichtung 28 gestützt ist. Der Deckel 38 drückt nicht dort auf den Biochip 32, wo dieser frei tragend über dem Boden 22 verläuft.In order to prevent the biochip 32 from bending or even breaking, the surface of the cover 38 of the sample chamber 34 which exerts the contact pressure on the biochip 32, i.e. the stamp 39, is designed in the same shape as the seal 28. As a result, the cover 38 only presses on the biochip 32 where it is supported on its underside by the seal 28. The cover 38 does not press on the biochip 32 where it is freely supported above the base 22.
Das Volumen des Hohlraums 3 0 beträgt etwa 0,25 ml. Bei einem typischen Flüssigkeitsstrom von 15 ml / Min. beträgt die Strömungsgeschwindigkeit unter dem kleinen, beschichteten Teilbereich des Biochips 32 ca. 40 mm / Sek. Der beschichtete Teilbereich des Biochips 32 hat typischerweise eine Größe von 1 cmThe volume of the cavity 3 0 is approximately 0.25 ml. With a typical liquid flow of 15 ml / min., the flow velocity under the small, coated portion of the biochip 32 is approximately 40 mm / sec. The coated portion of the biochip 32 typically has a size of 1 cm
ATPT02057 ·*·**» · S ·- 8*-· · &igr; · 20.12.02ATPT02057 ·*·**» · S ·- 8*-· · &igr; · 12/20/02
&khgr; 1 cm. Dort wird das Volumen ca. dreimal pro Sekunde ausgetauscht; das gesamte Volumen des Hohlraums 30 wird innerhalb einer Sekunde erneuert.x 1 cm. There the volume is exchanged approximately three times per second; the entire volume of the cavity 30 is renewed within one second.
a) Der Bodena) The soil
Fig. 2A zeigt eine Unteransicht des Bodens 22. Fig. 2B zeigt eine geschnittene Seitenansicht. Der Boden 22 besteht aus durchsichtigem Polycarbonat-Kunststoff in optischer QualitätFig. 2A shows a bottom view of the base 22. Fig. 2B shows a sectional side view. The base 22 is made of transparent optical quality polycarbonate plastic
(z. B.: Makroion® CD2005). Der Boden 22 hat typischerweise eine Länge von 76 mm und eine Breite von 86 mm. Die Anschlussstutzen 26, 4 0 münden in Durchgangsbohrungen 56, durch die die Fluide bzw. Flüssigkeiten in den Hohlraum 30 gelangen.(e.g.: Makroion® CD2005). The base 22 typically has a length of 76 mm and a width of 86 mm. The connecting pieces 26, 40 open into through holes 56 through which the fluids or liquids enter the cavity 30.
Die planparallelen Flächen des Bodens 22 in seinem mittleren Bereich erlauben die optische Beobachtung des Biochips 32 durch den Boden 2 2 hindurch.The plane-parallel surfaces of the base 22 in its central region allow optical observation of the biochip 32 through the base 22.
Die Oberseite des Bodens 22 ist hydrophobisiert. Die durchgängig glatte und hydrophobe Oberseite des Bodens 22 verhindert das Festhalten von Luftbasen in der Kammer.The upper side of the base 22 is hydrophobic. The consistently smooth and hydrophobic upper side of the base 22 prevents air bases from adhering to the chamber.
b) Die Dichtungb) The seal
Fig. 3 zeigt die Dichtung 28. Die Dichtung besteht aus einer Folie aus weichem Silikon mit einer Dicke von vorzugsweise 0,5 mm. Möglich ist auch eine Dicke von 0,25 mm, was eine HaI-0 bierung des Volumens des Hohlraums 3 0 bedeutet und die Fließgeschwindigkeiten entsprechend verdoppelt.Fig. 3 shows the seal 28. The seal consists of a film of soft silicone with a thickness of preferably 0.5 mm. A thickness of 0.25 mm is also possible, which means that the volume of the cavity 30 is halved and the flow speeds are doubled accordingly.
Aus der Folie der Dichtung 28 ist ein Bereich ausgestanzt. Dadurch bildet sich in der in Fig. 3 rechten Ecke des ausgestanzten Bereichs ein spitzer Innenwinkel 58 von etwa 13°. InAn area is punched out of the film of the seal 28. This creates an acute interior angle 58 of approximately 13° in the right corner of the punched-out area in Fig. 3. In
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der in Fig. 3 linken Ecke des ausgestanzten Bereichs bildet sich ein zweiter Innenwinkel 60 von etwa 62°.In the left corner of the punched-out area in Fig. 3, a second interior angle 60 of approximately 62° is formed.
Der ausgestanzte Bereich bildet den Hohlraum 30, durch welchen die Lösungen gepumpt werden. Die Geometrie der Kammer bewirkt ein laminares Strömungsprofil mit einer nahezu geraden Strömungsfront im Bereich des beschichteten Teils des Biochips. Auf diese Weise wird die Fläche des Biochips auf dem Träger gleichmäßig umspült.
10The punched-out area forms the cavity 30 through which the solutions are pumped. The geometry of the chamber results in a laminar flow profile with an almost straight flow front in the area of the coated part of the biochip. In this way, the surface of the biochip on the carrier is evenly washed.
10
c) Der Biochipc) The biochip
Der Biochip 32 ist ein beschichteter Träger. Der Träger kann z. B. aus Glas oder Kunststoff, etwa Polycarbonat, gefertigt werden. Typischerweise wird für den Träger ein Mikroskop-Objektträger verwendet. Er ist als Verbrauchsmaterial konzipiert, damit möglichst wenig Reinigungsschritte benötigt werden und keine Reste von Fluiden von vorhergehenden Assays verbleiben.The Biochip 32 is a coated carrier. The carrier can be made of glass or plastic, such as polycarbonate. Typically, a microscope slide is used for the carrier. It is designed as a consumable so that as few cleaning steps as possible are required and no residues of fluids from previous assays remain.
Der Träger besteht z. B. aus Glas, dessen Oberfläche zur Bindung von Proteinen vorbehandelt wurde. Vorzugsweise wird gleichzeitig die Oberfläche des Trägers hydrophobisiert. Die hydrophoben Eigenschaften der Oberfläche des Trägers zeigen beim Durchspülen der Kammer mit wässrigen Lösungen die gleichen Vorzüge wie die hydrophobe Oberfläche des Bodens 22, nämlich dass keine Luftblasen fest gehalten werden. Der Träger ist typischerweise 76 mm lang und 26 mm breit.The carrier consists, for example, of glass, the surface of which has been pretreated to bind proteins. Preferably, the surface of the carrier is hydrophobized at the same time. When the chamber is flushed with aqueous solutions, the hydrophobic properties of the surface of the carrier show the same advantages as the hydrophobic surface of the base 22, namely that no air bubbles are held in place. The carrier is typically 76 mm long and 26 mm wide.
d) Detektiond) Detection
Wird die auf dem Biochip ablaufende Reaktion mit einer CCD-Kamera 48 verfolgt, so kann eine räumliche Auflösung auf demIf the reaction taking place on the biochip is monitored with a CCD camera 48, a spatial resolution on the
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Biochip 32 von besser als 20 &mgr;&tgr;&eegr; erreicht werden. Vorzugsweise wird eine gekühlte CCD-Kamera 48 mit 752x528 Pixeln verwandt. Bei einer üblichen Sammeloptik 50 können etwas mehr als 0,5% der auf dem Biochip 32 emittierten Photonen durch die CCD-Kamera
4 8 nachgewiesen werden.Biochip 32 of better than 20 μιη can be achieved. Preferably, a cooled CCD camera 48 with 752x528 pixels is used. With a conventional collecting optics 50, slightly more than 0.5% of the photons emitted on the biochip 32 can be captured by the CCD camera.
4 8 can be demonstrated.
Die Dynamik der Messung bei einer Minute Messdauer liegt bei etwa 10^4. Der absolute Messbereich reicht bei einer Messdauer von einer Minute von 20 fW / cmA2 bis 0,2 nW / cmA2 Leuchtdichte
auf dem Chip. Durch Anpassung der Messdauer kann der
absolute Messbereich in beide Richtungen verändert werden.The dynamic range of the measurement for one minute is about 10^4. The absolute measuring range for a measurement duration of one minute is from 20 fW / cm A 2 to 0.2 nW / cm A 2 luminance
on the chip. By adjusting the measurement time, the
absolute measuring range can be changed in both directions.
Damit die Aufnahme des optischen Signals möglichst ohne störendes Hintergrundlicht erfolgen kann, wird als Material für die Leitungen 14, 20 und 42 schwarz gefärbtes Teflon verwendet. Hellere Leitungen könnten unter Umständen Licht leiten.To ensure that the optical signal can be recorded without disturbing background light, black colored Teflon is used as the material for cables 14, 20 and 42. Lighter colored cables could potentially conduct light.
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Claims (4)
dass der Hohlraum (30) in der Durchflusszelle (24) dadurch gebildet ist,
dass über dem Boden (22) eine deformierbare Dichtung (28) angeordnet werden kann,
dass auf die Dichtung (28) der Biochip (32) gelegt werden kann, und
dass die Dichtung (28) in ihrem mittleren Bereich eine Ausnehmung in Form des Hohlraums (30) aufweist. 2. Device according to the preceding claim, characterized in
that the cavity ( 30 ) in the flow cell ( 24 ) is formed thereby,
that a deformable seal ( 28 ) can be arranged above the floor ( 22 ),
that the biochip ( 32 ) can be placed on the seal ( 28 ), and
that the seal ( 28 ) has a recess in the form of the cavity ( 30 ) in its central region.
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|---|---|---|---|
| DE20220299U DE20220299U1 (en) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | Apparatus to scan a biochip, with a coating of molecules on one side, comprises a number of pumps for different fluids in a complete liquid handling system without contamination |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE20220299U1 true DE20220299U1 (en) | 2003-05-28 |
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|---|---|
| DE (1) | DE20220299U1 (en) |
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