DE69634911T2

DE69634911T2 - Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung von menschlichen oder tierischen zellproben

Info

Publication number: DE69634911T2
Application number: DE69634911T
Authority: DE
Inventors: Jari Palander
Original assignee: Vision Instruments Ltd
Current assignee: Leica Biosystems Melbourne Pty Ltd
Priority date: 1995-01-05
Filing date: 1996-01-04
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2016-01-05
Also published as: EP0801732B1; JPH10512048A; AUPN038995A0; EP0801732A4; JP3486416B2; DE69634911D1; WO1996021142A1; US5985669A; EP0801732A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von menschlichen oder tierischen Zellproben. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Behandlung der Proben zum Ermöglichen einer Diagnose klinischer Zustände. Die Probe wird auf einen Objektträger befestigt und zu Zwecken der Probenhydrierung, der Probendehydrierung, zum Anfärben der Probe oder im Rahmen einer chemischen Analyse wie beispielsweise dem Auffinden von Antigenen oder Nukleinsäuresequenzen mit einer Flüssigkeit chemisch behandelt. Die zur Behandlung derartiger Proben verwendeten Flüssigkeiten umfassen:

1. organische Lösungsmittel
2. Antikörper
3. DNA- und RNA-Proben
4. chemische Lösungen
5. Waschlösungen.

Üblicherweise werden die chemische Behandlung sowie die chemische Analyse der Proben durchgeführt, indem die Objektträger, auf denen die Proben befestigt sind, in Gefäße eingetaucht werden, die die Behandlungslösung enthalten. Bestimmte Lösungen sind teuer und sie werden unter Verwendung einer Pipette auf einen Objektträger aufgetragen, wobei der Objektträger horizontal angeordnet ist und auf dem Objektträger ein Deckglas platziert wird, um eine Verteilung der Lösung sowie eine langsame Verdunstung zu gewährleisten. McCormick beschreibt in dem US Patent 3,879,106 ein Beispiel für eine Vorrichtung mit abgedichtetem Deckglas zur Untersuchung von eine Probe enthaltenden Objektträgern mit einem Mikroskop sowie ein Deckglas, das rund um die Probe eine luftdichte Abdichtung schafft. Die Vorrichtung von McCormick wird dazu verwendet, eine Probe zur Betrachtung mit dem Mikroskop alleine oder zusammen mit einem mit der Probe vermischten Reagens zur Verfügung zu stellen. Ist die luftdichte Dichtung einmal ausgebildet worden, so kann sie nicht mehr beeinträchtigt werden. Demzufolge stellt die Vorrichtung von McCormick zumindest hinsichtlich der Probenvorbereitung und -behandlung mehr oder minder eine Vorrichtung zur einmaligen Verwendung dar. In anderen Worten müssen ein neuer Objektträger und eine neue Probe mit einem darüber abgedichteten Deckglas vorbereitet werden, um eine separate Behandlung betrachten zu können. Das herkömmliche Verfahren ist arbeitsintensiv und setzt die Benutzer dem Dunst des Reagens und möglicherweise einem Kontakt mit den Chemikalien aus. Auch kann es schwierig sein, eine genaue zeitliche Koordinierung der Verfahrensschritte zu erreichen. Die Menge an erzeugtem Flüssigkeitsabfall ist oft groß, was ein Problem darstellen kann, da der zu entsorgende Abfall aggressive Lösungsmittel oder biologische Risiken wie infektiöse Viren enthalten kann. Um diese Probleme zu überwinden, wurden zahlreiche Erfindungen vorgeschlagen, um das Verfahren zu automatisieren.
In den US Patenten 4,731,335, 4,777,020 und 5,0021,736 von D. Brigati et al. wird ein System beschrieben, bei dem zwei flache Oberflächen, wie beispielsweise Objektträger, gegenüberstehend angeordnet werden, wobei die Probenseiten nach innen gerichtet sind. Aneinander anliegende Beschichtungsbereiche der Objektträger bilden eine Kapillarspalte zwischen den Proben. Dieses Objektträgerpaar kann so angeordnet werden, dass die untere Kante des Objektträgerpaars mit der Behandlungsflüssigkeit in Kontakt kommt, die dann in die Kapillarspalte eindringt. Die Flüssigkeit kann dann aus der Spalte entfernt werden, indem das Objektträgerpaar oberhalb zu und in Kontakt mit absorbierendem Material angeordnet wird, das die Flüssigkeit absaugt und aufnimmt.
Das US Patent 4,985,206 der Shandon Scientific Ltd. beschreibt eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Gewebe. Der Kern der Erfindung ist ein einen Kanal bilden des Elements. Dieses Element ist mit einem die Probe haltenden Objektträger verbunden, wobei die Probenseite zu dem Element hin ausgerichtet ist. Das Element bildet zwischen seiner Hauptwand und dem Objektträger einen Kanal. Falls der Kanal im Wesentlichen vertikal ist, bildet der obere Teil des Elements einen Vorratsbehälter zur Abgabe von Flüssigkeit. Der Vorratsbehälter kann dann vom Benutzer oder einem mit Flüssigkeiten hantierenden Roboter mit dem entsprechenden Reagens gefüllt werden. Die Schwerkraft und der Kapillareffekt veran lassen das Reagens zur Eindringen in den Kanal. Ist der Kanal einmal mit Flüssigkeit gefüllt und der Vorratsbehälter leer, so verbleibt die Flüssigkeit aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit in der Spalte. Die Flüssigkeit in der Spalte kann dann durch ein Einbringen eines neuen Reagens in den Flüssigkeitsbehälter ausgetauscht werden.
M. Toya et al. beschreiben in dem US Patent 5,068,091 sowie dem UK Patent 2,265,981 eine im wesentlichen horizontale, keilförmige Kapillarspalte zwischen einem Objektträger und einer unteren Ebene. Auf ein freiliegendes Ende der Ebene können Flüssigkeiten aufgebracht werden, und der Kapillareffekt veranlasst diese dazu, sich zu dem keilförmigen Spalt zu bewegen. Das Reagens kann dann unter Verwendung einer Saugwirkung aus dem Spalt entfernt werden. Die Oberflächenspannung der Flüssigkeit hält das Flüssigkeitsvolumen während des Entfernens zusammen.
Nason beschreibt in dem US Patent 4,790,640 einen Laborglasträger zur Analyse und/oder zum Testen von flüssigen Proben. Der Objektträger umfasst ein durchsichtiges oberes Deckglas, das mittels eines dünnen Bindemittels kontrollierter Dicke, die eine im Wesentlichen monozellulare Dicke in der Größenordnung von ungefähr 0,001 Inch oder weniger sein kann, an einer unteren Objektträgerplatte befestigt ist. Das Bindemittel kann in Zusammenwirkung mit der Objektträgerplatte und dem Deckglas so geformt werden, dass eine oder mehrere Untersuchungskammern gebildet werden, in die durch den Kapillareffekt flüssige Proben zur Betrachtung und zur Analyse eingesaugt werden. Das Bindemittel kann einen oder mehrere Strömungskanäle bilden, durch die eine Probe auf Grund des Kapillareffekts eingesaugt werden kann, wobei die Strömungskanäle verschiedener Höhen aufweisen und/oder entlang ihrer Länge unterschiedliche Reagenzien zur Durchführung ausgewählter Tests an biologischen Proben umfassen können.
Die genannten Vorrichtungen nach dem Stand der Technik weisen alle den Nachteil auf, dass sie unter gewissen Umständen keine gleichmäßige Behandlung der Probe mit der Behandlungsflüssigkeit gewährleisten können. Dies beruht auf Luft, die in der Kapillarspalte eingeschlossen wird. Im Fall der Erfindungen von Brigati können die Kapillarkräfte die Flüssigkeit nur über eine gewisse Distanz von der Unterkante des Objektträgerpaars nach oben heben und das kann zu einer verringerten Behandlungsfläche auf dem Objektträger führen. In den Erfindungen von Brigati kann die Geschwindigkeit des Entfernens der Flüssigkeit nicht gesteuert werden. Auch muss die Kapillarspalte abgelassen werden, bevor eine neue Flüssigkeit angewendet werden kann. Dies bildet einen Nachteil, weil es in manchen Fällen wünschenswert ist, dass die Proben beim Wechsel der Flüssigkeiten der Umgebungsluft überhaupt nicht ausgesetzt werden. Dies ist besonders wünschenswert, falls volatile Flüssigkeiten wie z.B. organische Lösungsmittel verwendet werden, die leicht verdunsten und die Proben beim Wechsel der Flüssigkeit austrocknen lassen. Ein Austrocknen der Probe kann zu einer verringerten Verarbeitungsqualität, wie beispielsweise einem hohen nicht spezifischen Einfärben, führen. In anderen Fällen sollte auf der Probe ein Flüssigkeitsfilm belassen werden, um sie während des Wechsels der Flüssigkeit feucht zu halten. In den übrigen Fällen ist es wünschenswert, dass die Proben vollständig getrocknet werden, bevor eine neue Flüssigkeit angewendet wird, um eine größtmögliche Konzentration der angewendeten Flüssigkeit zu gewährleisten.
Die Vorrichtung von Shandon hat das zusätzliche Problem, dass keine Mittel vorgesehen sind, um die Spalte zwischen verschiedenen Flüssigkeitsbehandlungen zu entleeren (sie mit Luft aufzufüllen), so dass in der Spalte eingeschlossenen Lufteinschlüsse, während des Verfahrens wahrscheinlich dort verbleiben. Auch bietet die Vorrichtung von Shandon keine Möglichkeit, die Probe während des Bearbeitens beim Wechsel von Flüssigkeiten der Umgebungsluft auszusetzen. In der Vorrichtung von M. Toya et al. kann die zum Entleeren der Kapillarspalte verwendete Saugwirkung dazu führen, dass die Flüssigkeit in zwei oder mehr Bereiche aufbricht, wobei nur ein Bereich in das Abfallsicherheitsbehältersystem gesaugt wird. Ein derartig unvollständiges Entleeren der Flüssigkeit kann zu einer unakzeptablen Behandlung der Probe führen.
Ropharma S. A. beschreibt in ihrem niederländischen Patent 8,503,194 eine Vorrichtung zum Ausstreichen einer flüssigen Probe auf einem Objektträger. Die Vorrichtung umfasst ein Basisteil mit einer Zentriervorrichtung für einen Objektträger und einer Führungseinrichtung für ein gleitendes Element, das als Verteiler bezeichnet wird, über das Basisteil bewegt werden kann und auf seiner zum Basisteil gerichteten Unterseite eine Querrippe aufweist. Die Unterkante der Querrippe befindet sich in einem festgelegten Abstand, der der Schichtdicke der Vorrichtung entspricht, oberhalb eines auf dem Basisteil liegenden Objektträgers und verläuft zur oberen Oberfläche des Objektträgers parallel. Indem der Verteiler oberhalb des Objektträgers über das Basisteil bewegt wird, werden Tropfen der Probe auf die gleiche Weise ausgestrichen, die für Differenziationstests vorgesehen ist, bei denen sich unterschiedlich verhaltende Zellen in aufeinander folgenden Proben gezählt werden. Das Basisteil kann an einem Ende der Führungseinrichtung eine Rampe für den Verteiler aufweisen, so dass der Verteiler beim Erreichen des Endes des Objektträger von diesem abgehoben wird, wobei dies eine Bewegung der Querrippe in einem Winkel nach oben von dem Objektträger weg ermöglicht, wenn sie die Kante des Objektträgers erreicht, so dass der Verteiler die auf dem Objektträger gebildeten Proben nicht mehr beeinflussen kann. Diese Vorrichtung ist jedoch für das Ausstreichen von Blutproben vorgesehen und befasst sich nicht mit den Nachteilen des zuvor genannten Stands der Technik, was die Behandlung von Zellen mit Behandlungsflüssigkeiten und die Berücksichtigung der relevanten chemischen Reaktionen angeht, die in einer durch die Exposition der Probe gegenüber Reagenzien oder Luft gesteuerten Umgebung ablaufen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontrollierten Verteilen eines kleinen Volumens einer Flüssigkeit auf einer im Wesentlichen flachen Oberfläche, auf der eine menschliche oder tierische Zellprobe liegt, zu schaffen, wobei die die Ausbildung von Luftblasen in der verteilten Flüssigkeit vermieden oder zumindest die Wahrscheinlichkeit hierfür verringert wird. Der Bereich der für die Erfindung geeigneten Flüssigkeiten umfasst eine großen Viskositäts- und Oberflächenspannungsbereich.
Demzufolge schafft die Erfindung ein Verfahren zum Verteilen einer Flüssigkeit auf einer flachen Oberfläche eines Objektträgers, wobei das Verfahren das Anordnen eines Elements mit einer Fläche benachbart zu der Oberfläche, so dass die Fläche parallel zur und in der Nähe der Oberfläche und zu der Probe seitlich versetzt ist, wobei die Fläche um einen bestimmten Abstand von der Oberfläche durch eine Abstandshaltervorrichtung beabstandet ist, das Auftragen der Flüssigkeit auf die Oberfläche oder das Element, und, nachdem eine benötigte Menge der Flüssigkeit aufgetragen wurde, das Bewegen des Elements relativ zur Oberfläche umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Flüssigkeit auf einer menschlichen oder tierischen Zellprobe verteilt wird, die sich in einem Abschnitt der Oberfläche befindet, die Fläche des Elements flach ist, die Abstandshaltervorrichtung zwischen der Fläche und der Oberfläche angeordnet ist, und das Element relativ zur Oberfläche bewegt wird, während es über die Abstandshaltervorrichtung, die einen Abstand zwischen der Fläche und der Oberfläche festlegt, mit der Oberfläche in Kontakt steht, bis die flache Fläche des Elements die Probe überdeckt, wodurch ein Großteil der Flüssigkeit in einem Hohlraum, der zwischen der Oberfläche und der flachen Fläche gebildet wird, eingeschlossen wird und der Hohlraum mit dieser Flüssigkeit, die gleichmäßig über der Probe verteilt ist, gefüllt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung schafft diese eine Vorrichtung zum Verteilen von Flüssigkeit auf einer flachen Oberfläche, auf der sich eine menschliche oder tierische Zellprobe in einem Abschnitt der Oberfläche befindet, um einen Hohlraum zu bilden, wobei die Vorrichtung einen Objektträger mit einer flachen Oberfläche und ein Element mit einer leicht vertieften, flachen Fläche aufweist, die dazu geeignet ist, einen schmalen Hohlraum zwischen dem Element und der Oberfläche zu bilden, wenn das Element an der Oberfläche angeordnet wird, und wobei längs einer Kante des Elements eine Öffnung als Zugang zum Hohlraum gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein automatisierter Bewegungsmechanismus die flache Oberfläche und das Element relativ zueinander aus einer ersten Position, in der eine Kante des Elements benachbart zu einem Endabschnitt der Oberfläche ist, in eine zweite Position, in der der Hohlraum gebildet wird, bewegt, wobei die Fläche des Elements während der Relativbewegung parallel zur und in der Nähe der Oberfläche ist.
Um ein einfacheres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren eine spezielle Ausführungsform beschrieben. Es zeigen:
1 drei getrennte Ansichten (a), (b) und (c) einer perspektivischen Ansicht eines Objektträgers und zugehörigem Element gemäß der Erfindung in verschiedenen Relativpositionen, wobei die Ansichten (b) und (c) einen Endanschlag auf dem Objektträger umfassen;
2 eine perspektivische Ansicht des Elements aus 1 in einer speziellen Ausführung von unten; und
3 eine Ansicht ähnlich wie 2, in der eine alternative Ausführungsform des Elements dargestellt ist.
Bezugnehmend auf 1 werden dort ein im wesentlichen flaches Element 1 und ein Probentragender Objektträger 2 dargestellt. Der Objektträger 2 weist eine Probentragende oder Probenunterstützende Oberfläche 3 auf, auf der eine Probe 4 angeordnet wird, während das flache Element 1 an einem Ende eine abgeschrägte Kante 5 aufweist, die eine Öffnung in eine/n in einer Fläche des Elements gebildete/n Ausnehmung oder Hohlraum 6 definiert (vgl. 2).
Im Betrieb werden, nachdem die Probe 4 auf die Probentragende Oberfläche 5 auf dem Objektträger angeordnet wurde, das flache Element 1 und der Objektträger so angeordnet, dass ein ebenes Bodenteil 10 der Ausnehmung 6 und die Probentragende Oberfläche 3 im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, die Ausnehmung 6 und die Probentragende Oberfläche 3 sich im wesentlichen gegenüberstehen und seitlich voneinander versetzt sind, wobei die abgeschrägte Kante 5 des Elements 1 einen Endabschnitt des Objektträgers 2 nahe einer Querkante 11 überdeckt (ähnlich der in 1(a) dargestellten Position). Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, sind das ebene Bodenteil 10 der Ausnehmung 6 und die Probentragende Oberfläche 3 voneinander um einen Abstand von ungefähr 20 Mikrometer bis 300 Mikrometer beabstandet.
Dann wird die erste einer Reihe von Behandlungsflüssigkeiten (nicht dargestellt) direkt auf die Probe 4 oder an einer Stelle zwischen der abgeschrägten Kante 5 des Elements und der Probe 4 auf die Probentragende Oberfläche 3 aufgebracht. Das Element 1 wird dann in eine Richtung auf die Probe zu bewegt, so dass eine Öffnung 13 in die Ausnehmung 6 über die Probe geführt wird, während der definierte Abstand zwischen dem Boden 10 der Ausnehmung 6 und der Probentragenden Oberfläche 3 beibehalten wird, wodurch die Probe 4 und ein Hauptanteil der Behandlungsflüssigkeit in der Ausnehmung 6 eingeschlossen werden.
In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, das Element 1 auf dem Objektträger vor und zurück zu bewegen, um ein Umwälzen der Flüssigkeit vor und/oder während des Inkubationsvorgangs zu bewirken. Dieses Umwälzung kann zu einem besseren Eindringen der Behandlungsflüssigkeit in die Probe führen und somit ein verbessertes Ergebnis bewirken.
Der ebene Boden 10 der Ausnehmung 6 ist vorzugsweise größer als der behandelte Bereich der von der flachen Oberfläche 3 getragenen Probe 4, jedoch kleiner als die flache Oberfläche selbst.
Es kann wünschenswert sein, nach der Inkubation der Probe eine geringe Menge der Behandlungsflüssigkeit auf der Probe zu belassen, um ein Austrocknen der Probe vor der Anwendung der nächsten Behandlungsflüssigkeit zu vermeiden.
Nachdem der Zeitraum der Probeninkubation beendet ist, wird die überschüssige Behandlungsflüssigkeit von der Probentragenden Oberfläche 3 entfernt, um eine Anwendung der nächsten Behandlungsflüssigkeit zu ermöglichen. Dies kann gleichzeitig mit dem Zurückziehen des Elements 1 entlang der Länge des Objektträgers zum erneuten Freilegen der Probe 4 erfolgen.
Mit der Abnahme des zwischen der Probentragenden Oberfläche 3 und dem Boden 10 definierten Volumens während der Rückwärtsbewegung des Elements, d. h. während der Verringerung des Volumens der Ausnehmung bzw. des Hohlraums 6 bewirkt die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ein Zusammenhalten der Flüssigkeit als ein einziges Gebilde. Um die überflüssige, nicht in das abnehmende Volumen passende Flüssigkeit zu entfernen, ist an der Querkante 11 der Probentragenden Oberfläche 3 eine Vakuumdüse 8 derart angeordnet, dass die Düse 8 auf die Ausnehmung 6 gerichtet ist und sich nahe dieser befindet. Wenn das Element 1 zurückgezogen und über die Düse geführt wird, wird die überflüssige Behandlungsflüssigkeit durch ein angelegtes Vakuum von dem Element 1 entfernt und in einen (nicht dargestellten) geschlossenen Behälter gefüllt, da es ansonsten ein Umweltrisiko darstellen könnte. Wurde die überschüssige Flüssigkeit für die erste Behandlung entfernt, kann für eine sich anschließende Inkubation eine zweite Behandlungsflüssigkeit aufgebracht werden und der Prozess nach Bedarf für weitere Behandlungsflüssigkeiten wiederholt werden.
Die Relativbewegung des Elements 1 und des Objektträgers 2 ist automatisiert und wird von einem (nicht dargestellten) Computer gesteuert. Bei dem Bewegungsmechanismus kann es sich um einen Riemenbetriebenen Linearantrieb handeln, der durch einen Schrittmotor mit Microstepping angetrieben wird. Weiterhin kann diese Relativbewegung in mehreren Schritten durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Element in einem ersten Schritt so bewegt werden, dass es die Oberfläche nur teilweise bedeckt, und dann für eine Zeit angehalten werden, um es der Behandlungsflüssigkeit zu ermöglichen, den Raum zwischen der abgeschrägten Kante 5 des Elements 1 und der Querkante 11 des Objektträgers zu füllen, um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass bei der Vollendung der Relativbewegung in der Ausnehmung 6 Luft eingeschlossen wird. In einem zweiten Schritt kann die Relativbewegung dann fortgesetzt werden, wobei gewährleistet ist, dass jegliche anfänglich innerhalb der Ausnehmung befindliche Luft durch die Probe 4 und die Behandlungsflüssigkeit vollkommen ersetzt wurde.
Bezugnehmend nun auf 2, in der eine Ausführungsform des Elements 1 dargestellt ist, umfasst die Ausnehmung eine im wesentlichen flache Oberfläche 10 auf dem Element 1, die drei sich nach außen erstreckende Vorsprünge oder Führungen 7 umfasst. Die Führungen 7 sind in einer üblichen „U-Form" angeordnet, die mit der flachen Bodenfläche 10 auf dem Element 1 eine Ausnehmung bildet, die nur an einer kurzen Kante offen ist. Dies bedeutet, dass die Ausnehmung im Betrieb die Probe 4 nahezu vollständig umschließt. Der Grund dafür, dass die Ausnehmung die Probe 4 im wesentlichen umschließt, liegt in einer Verringerung der Verdunstungsrate der Flüssigkeit, wenn diese in der Ausnehmung eingeschlossen ist. Dies ist bei länger andauernden Inkubationen bei hoher Temperatur von Vorteil, die verschiedene Behandlungsvorgänge benötigen.
Die Führung 7 an dem anderen kurzen Ende der Ausnehmung 6 kann eine in ihr gebildete, kleine Öffnung 12 aufweisen, um während der Relativbewegung des Elements 1 und des Objektträgers 2 ein Entweichen von Luft aus der Ausnehmung zu ermöglichen. Alternativ kann die Führung an dem geschlossenen Ende der Ausnehmung 6 insgesamt entfernt werden, wie es in der alternativen Ausführungsform in 3 dargestellt ist.
Als weitere Alternative können an dem Element 1 oder an dem Objektträger 2 andere Vorrichtungen vorgesehen sein, um den erwünschten Abstand zwischen diesen aufrechtzuerhalten. Derartige Vorrichtungen könnten beispielsweise kleine Erhebungen oder Vorsprünge umfassen, die sich von der Fläche des Elements 1 oder von der Probentragenden, flachen Oberfläche 3 des Objektträgers 2 nach außen erstrecken.
Um die Verdunstung der Behandlungsflüssigkeit während der Inkubation weiter zu verringern, kann ein Endanschlag 9 beispielsweise auf dem Objektträger 2 festgeklemmt sein, um die Öffnung zu der Ausnehmung an der abgeschrägten Kante 5 des Elements 1 zu verkleinern oder zu verschließen. Der Endanschlag 9 sollte so angeordnet sein, dass er an dem Ende des Elements an der Abschrägung angreift, wenn sich das Element in seine endgültige Inkubationsstellung bewegt hat, und zu diesem Zweck weist der Endanschlag 9 eine zu der abgeschrägten Kante 5 des Elements 1 komplementäre, abgeschrägte Kante auf.
In manchen Fällen ist es für das Verfahren besonders vorteilhaft, die zweite oder weitere Behandlungsflüssigkeiten der Ausnehmung 6 zuzuführen, ohne dass die Probe der Luft ausgesetzt wird. Der Grund hierfür ist, das ein Aussetzen der Probe gegenüber der Luft zu einem Austrocknen der Probe führen kann, was die Qualität der Behandlung verringern kann. Dies ist insbesondere bei einigen Einfärbeverfahren der Fall.
Falls Luft ausgeschlossen werden soll, kann die gegenwärtige Behandlungsflüssigkeit durch eine weitere Behandlungsflüssigkeit ersetzt werden, indem das Element 1 geringfügig bewegt wird, so dass die Ausnehmung 6 nur zu der Vakuumdüse offen ist, und dann Vakuum angelegt wird, während gleichzeitig die weitere Behandlungsflüssigkeit auf die Probentragende Oberfläche 3 aufgebracht wird. In anderen Worten wird nur ein kleiner Teil der Ausnehmung bzw. des Hohlraums 6 freigelegt. In diesem Falle wird die weitere Flüssigkeit vorzugsweise an dem der Vakuumdüse entgegen liegenden Ende des Elements aufgebracht. In der Praxis neigt der Überschuss der weiteren Behandlungsflüssigkeit dazu, aufgrund der Kohäsionskräfte der Flüssigkeit in die Ausnehmung einzudringen, während die Flüssigkeit mit Vakuum beaufschlagt ist, und wird von der Vakuumdüse erfasst. Das Eindringen der Flüssigkeit hört im Wesentlichen auf, wenn die überflüssige Behandlungsflüssigkeit an dem Ende, an dem sie aufgebracht wird, aufgebraucht ist.
Dieser Vorgang kann erleichtert werden, indem die gesamte Anordnung unter einem Winkel, vorzugsweise ungefähr 5°, angeordnet wird, wobei die Vakuumdüse sich an dem unteren Ende der Oberfläche befindet und die weitere Flüssigkeit an dem oberen Ende der Oberfläche aufgebracht wird.
Vorzugsweise weist das Element 1 eine Dicke auf, die hinreichend groß ist, um zu verhindern, dass während der Relativbewegung auf die Probe 4 aufgebrachte Behandlungsflüssigkeiten über den oberen Teil des Elements 2 fließen. Typischerweise beträgt diese Dicke mehr als 2 mm. Weiterhin kann die abgeschrägte Kante 5 bezüglich der Ebene der Oberfläche 3 unter vielen unterschiedlichen Winkeln abgeschrägt sein, um es dem Element zu ermöglichen, sich über jegliche Hindernisse auf dem Objektträger, beispielsweise Wachs-Granulate auf einer Paraffinfixierten Probe, hinweg zu bewegen.
Vorzugsweise besteht das Element 1 aus einem chemisch inerten Material, sodass es die Reaktionen bei der Behandlung nicht beeinflusst, und ist aus einem Material hergestellt, das organischen Lösungsmitteln widersteht, um an der Probe beispielsweise Verfahren zum Entwachsen oder Dehydrieren durchführen zu können. Es ist auch wünschenswert, dass das Element aus einem transparenten oder transluzentem Material hergestellt ist, um es einem Benutzer zu ermöglichen, die in der Probe stattfinden Reaktionen zu beobachten. Um all diese Anforderungen zu erfüllen, besteht das Element vorzugsweise aus Glas, wobei die Führungen oder Vorsprünge unter Verwendung eines inerten und widerstandsfähigen Materials, wie beispielsweise einem Fluor-Ethylen-Polymer, auf das Element aufgedruckt oder auflackiert sind. Alternativ können die Führungen unter Verwendung verschiedener Herstellungsprozesse wie Schleifen oder Ätzen auch aus Glas hergestellt werden.
Die Vakuumdüse kann an dem Ende des Objektträgers angeordnet sein, das dem Probenbereich am nächsten liegt. Dieses Ende liegt üblicherweise einem mattierten Ende 14 des Objektträgers gegenüber. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Öffnung der Vakuumdüse die Form eines Spalts aufweisen, der im wesentlichen die gleiche Breite wie der Objektträger aufweist und kann derart ausgerichtet sein, dass die Spaltlänge parallel zur Fläche des Objektträgers angeordnet ist.

Claims

Verfahren zum Verteilen von Flüssigkeit auf einer flachen Oberfläche (3) eines Objektträgers (2), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: i) Anordnen eines Elements (1) mit einer Fläche (10) benachbart zur Oberfläche (3), so dass die Fläche (10) parallel zur und in der Nähe der Oberfläche (3) und zur Probe (4) seitlich versetzt ist, wobei die Fläche (10) durch eine Abstandshaltervorrichtung (7) um einen bestimmten Abstand von der Oberfläche (3) beabstandet ist, ii) Auftragen der Flüssigkeit auf die Oberfläche (3) oder das Element (1), und iii) Bewegen des Elements (1) relativ zur Oberfläche (3), nachdem eine benötigte Menge der Flüssigkeit aufgetragen wurde, dadurch gekennzeichnet, dass Flüssigkeit auf einer menschlichen oder tierischen Zellprobe (4) verteilt wird, die sich in einem Abschnitt der Oberfläche (3) befindet, die Fläche (10) des Elements (1) flach ist, die Abstandshaltervorrichtung (7) zwischen der Fläche (10) und der Oberfläche (3) angeordnet ist, und das Element (1) relativ zur Oberfläche (3) bewegt wird, während es mit der Oberfläche (3) über die Abstandshaltervorrichtung (7), die den Abstand zwischen der Fläche (10) und der Oberfläche (3) festlegt, in Kontakt steht, bis die flache Fläche (10) des Elements (1) die Probe (4) überdeckt, wodurch ein Großteil der Flüssigkeit in einem Hohlraum (6), der zwischen der Oberfläche (3) und der flachen Fläche (10) gebildet wird, eingeschlossen ist und der Hohlraum (6) mit der Flüssigkeit gefüllt ist, die gleichmäßig über der Probe (4) verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den weiteren Schritt des Entfernens von überschüssiger Flüssigkeit nach geeigneter Inkubation der Probe (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin das Bewegen des Elements (1) relativ zur Oberfläche (3) in einer Richtung weg von der Probe (4), während es mit der Oberfläche (3) in Kontakt bleibt, und, wenn sich das Element (1) über einer Kante (11) der Oberfläche (3) bewegt, das Anlegen eines Vakuums an der Kante (11), um die über schüssige Flüssigkeit, die aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit in dem Hohlraum (6) zurückgehalten wird, zu entfernen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem eine weitere Behandlungsflüssigkeit auf die Probe (4) aufgebracht wird, um die erste Flüssigkeit zu ersetzen, ohne die Probe (4) der Luft auszusetzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bewegens des Elements (1) in einer Richtung weg von der Probe (4) beinhaltet, das Element (1) nur so weit zu bewegen, dass ein geringer Teil des Hohlraums (6) dem Vakuum ausgesetzt ist, und das Verfahren weiterhin das Aufbringen der weiteren Behandlungsflüssigkeit gleichzeitig mit dem Anlegen des Vakuums umfasst, wobei die weitere Flüssigkeit benachbart zu dem Ende des Elements (1) aufgebracht wird, das dem Ende, an dem das Vakuum aufgebracht wird, gegenüberliegt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (3) und das Element (1) in einem leichten Winkel zur Horizontalen geneigt sind und das Vakuum auf das untere Ende der Oberfläche (3) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (1) an der Oberfläche (3) vor- und zurückbewegt wird, um die Flüssigkeit vor und/oder während eines Inkubationsvorgangs umzuwälzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Auftragens von Flüssigkeit auf die Oberfläche (3) oder das Element (1) das Auftragen der Flüssigkeit auf die Oberfläche (3) benachbart zu einer Öffnung (13) zu dem Hohlraum (6) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Relativbewegung in Schritten erfolgt, wobei in einem ersten Schritt das Element (1) aus einer Position, in der sich eine Kante (5) des Elements (1) benachbart zu einem Endabschnitt der Oberfläche (3) befindet, in eine Position, in der das Element (1) teilweise die Oberfläche (3) überdeckt, bewegt wird und in dieser Position für eine Zeitdauer bleibt, die ausreichend ist, um es der Flüssigkeit zu ermöglichen, den Raum zwischen der Kante (5) des Elements (1) und dem Endabschnitt der Oberfläche (3) auszufüllen, und wobei in einem zweiten Schritt das Element (1) weiter über der flachen Oberfläche (3) bewegt wird, so dass die Probe (4) von dem Hohlraum (6) aufgenommen wird und jegliche Luft, die ursprünglich im Hohlraum (6) enthalten war, vollständig durch die Probe und die Flüssigkeit ersetzt wird.
Vorrichtung zum Verteilen von Flüssigkeit auf einer flachen Oberfläche (3), auf der sich eine menschliche oder tierische Zellprobe (4) in einem Abschnitt der Oberfläche (3) befindet, um einen Hohlraum (6) zu bilden, wobei – die Vorrichtung einen Objektträger (2) mit einer flachen Oberfläche (3) und ein Element (1) mit einer leicht vertieften, flachen Fläche (10) aufweist, die geeignet ist, um einen schmalen Hohlraum (6) zwischen dem Element (1) und der Oberfläche (3) zu bilden, wenn das Element (1) an der Oberfläche (3) angeordnet wird, und – längs einer Kante (5) des Elements (1) eine Öffnung (13) als Zugang zu dem Hohlraum (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein automatisierter Bewegungsmechanismus die flache Oberfläche (3) und das Element (1) relativ zueinander aus einer ersten Position, in der eine Kante (5) des Elements (1) benachbart zu einem Endabschnitt der Oberfläche ist, in eine zweite Position, in der der Hohlraum (6) gebildet wird, bewegt, wobei die Fläche (10) des Elements während der Relativbewegung parallel zur und in der Nähe der Oberfläche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6) durch die flache Oberfläche (3), die flache Fläche (10) parallel zur Oberfläche (3), und durch aufgerichtete Führungen (7) an der flachen Fläche (10) definiert wird, wobei die aufgerichteten Führungen (7) im Wesentlichen entlang zweier paralleler Kanten des Elements verlaufen, und wobei eine der verbleibenden Kanten (5) keine Führung (7) aufweist und es sich hierbei um diejenige Kante (5) handelt, die einen Zugang zum Hohlraum (6) bietet.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (1) einschließlich der Führungen (7) aus Glas hergestellt ist und die Höhe der Führungen (7) über der flachen Fläche (10) zwischen 20 und 150 Mikrometer beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (1) mit Ausnahme der Führungen (7), die unter Verwendung eines inerten und beständigen Materials aufgedruckt oder auflackiert sind, aus Glas hergestellt ist und die Höhe der Führungen (7) über der flachen Fläche (10) zwischen 20 und 300 Mikrometer beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kante (5) eine abgeschrägte Kante (5) ist, die mit der Oberfläche (3) einen spitzen Winkel bildet, wenn sich das Element (1) an der Oberfläche (3) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Endanschlag (9) zum Festklemmen am Objektträger (2) vorgesehen ist, wobei der Endanschlag (9) an der einen Kante (5) des Elements (1) angreift, wenn sich das Element (1) in einer endgültigen Inkubationsposition auf dem Ob jektträger (2) befindet, und wobei der Endanschlag (9) eine zur abgeschrägten Kante (5) am Element (1) komplementäre, abgeschrägte Kante aufweist, um den Zugang längs der einen Kante (5) in der endgültigen Position des Elements (1) zu verschließen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin eine Vakuumdüse (8) umfasst, die unter und benachbart einer Kante (11) des Objektträgers (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Objektträger (2) und das Element (1) in einem leichten Winkel zur Horizontalen geneigt sind und die Vakuumdüse (8) sich an der unteren Kante (11) des Objektträgers (2) befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin einen Computer zur automatischen Steuerung der Relativbewegung des Elements (1) und des Objektträgers (2) aufweist.