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TECHNISCHES
GEBIET
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Diese Erfindung betrifft das medizinische und
chemische Gebiet. Die Erfindung betrifft das Aufbringen von Proben
auf einem Substrat.
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HINTERGRUND
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Wissenschaftler und Medizintechniker
sind beständig
auf der Suche nach besseren Arten, zu Test- oder Diagnosezwecken
Proben auf verschiedene Substrate aufzubringen, zu übertragen
und/oder darauf aufzutragen. Die Anordnung, das Volumen und die
Dimensionen dieser Proben auf einem Substrat sind für die Ergebnisse
der an den Proben durchgeführten
Verfahren von Bedeutung. In einigen Fällen verändert eine nicht korrekte Auftragung
der Proben auf ein Substrat die Testergebnisse bedeutend oder zerstört sie.
Ein derartiges Verfahren, das auf der Grundlage der Auftragung von
Proben schlechten Ergebnissen unterliegt, ist das Verfahren der
Zonenelektrophorese. Für
weitere Hintergrundinformationen zur Elektrophorese siehe beispielsweise das
U.S.-Patent Nr.
5,137,614, ausgegeben an Golias am 11. August 1992, mit dem Titel „IMMUNOFIXATION
ELECTROPHORESIS CONTROL SYSTEM".
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US-A-3855846 offenbart einen Applikator zur
Auftragung von wässrigen
Testlösungen
auf eine hydratisierte Gelschicht. Der Applikator umfasst eine steife
elastische nicht absorbierende Polymerfolie mit einer Stärke von
3 bis 125 Mil und einer hydrophilen Oberfläche.
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US-A-3616387 offenbart eine Vorrichtung zur Übertragung
von Fluid auf ein Gel, die einen Brückenapplikator und ein Mittel
zum Halten der Fluidprobe umfasst.
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DE
1180166 offenbart eine Pipette zur Übertragung von Fluid durch
Kapillarkräfte,
die eine Barriere zur Begrenzung der durch die Pipette gehaltenen oder
aufgetragenen Fluidmenge umfasst.
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Für
weitere Hintergrundinformationen zur Auftragung von biologischen
Proben für
ein Elektrophoreseverfahren siehe U.S.-Patent Nr. 5,405,516, ausgegeben
an Bellon am 11. April 1995, mit dem Titel APPARATUS FOR THE APPLICATION
OF BIOLOGICAL SAMPLES TO AN ELECTROPHORETIC SLAB SUPPORT.
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Gegenwärtige Verfahren zur automatischen Auftragung
von Proben, insbesondere feiner Proben, auf ein Substrat oder eine
flache Oberfläche
sind unzureichend.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
die Verfahren und Vorrichtungen zur Aufbringung von Proben oder
Fluiden auf ein Substrat zu verbessern.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
die auf ein Substrat aufgetragene Fluidmenge zu steuern.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
die Flächenausdehnung
oder die Form des auf ein Substrat aufgetragenen Fluids zu steuern.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die Erzeugung einer nahezu zweidimensionalen Aufbringung
von Fluid auf ein Substrat anzustreben.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die Risiken einer Beschädigung des Applikators während der
Herstellung, des Transports oder der Verpackung zu verringern.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden eine Vorrichtung und ein Verfahren nach Anspruch 1 und 13
geschaffen.
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Die offenbarten neuartigen Verfahren
und Vorrichtungen zur Aufbringung oder Auftragung von Substanzen
auf Substraten umfassen Applikatorspitzen, Applikatorspitzenbaugruppen
und Verfahren zur Verwendung von Applikatoren. Die Verfahren und
andere Vorrichtungen werden verwendet, um automatisch oder halbautomatisch
gesteuerte Mengen von Substanzen auf Substraten anzuordnen. Kombinationen
aus Applikatorspitzen, Applikatorspitzenbaugruppen, Applikatorbehältern, Applikatorhaltern
und beweglichen Gestellen tragen Proben und Testchemikalien exakt
und genau auf Substrate auf. Gestelle und andere Vorrichtungen werden
verwendet, um die Applikatoren oder übertragenen Substanzen in Kontakt
mit den Substraten zu bringen. Vorzugsweise werden Gestelle mit
einer vertikalen Bewegung verwendet, um Proben und Fluide exakt
aufzubringen.
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Insbesondere sind Verfahren und Vorrichtungen
für Applikatorspitzen
offenbart, die Probenfluid unter Verwendung lyophiler Oberflächen befördern und
aufbringen. Im Allgemeinen sind die Spitzen in zwei Teilen gebildet,
ein Teil befördert
das Probenfluid und der zweite Teil tut dies nicht. Barrieren und
andere Techniken werden verwendet, um zu verhindern, dass der zweite
Teil der Spitzen Fluid befördert. Die
Spitzen sind in Applikatorhaltern befestigt, die auf Gestellen angeordnet
sind und in automatischen und halbautomatischen Verfahren verwendet
werden.
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Es können Applikatorbehälter verwendet werden,
um Substanzen oder Fluide für
eine spätere Übertragung
auf Substrate vorzuladen. Die Behälter bringen gesteuerte Volumen
von Substanzen oder Fluiden auf Substrate oder Platten auf oder
ordnen sie dort an. Das bevorzugte Verfahren mischt Fluide mit Polymeren,
um ein Gel zu bilden, das in einen Behälter gegossen wird. Das Gel
wird daraufhin in Kontakt mit einem Substrat angeordnet, um das
Fluid aufzubringen. Vorzugsweise sind diese Behälter mit Applikatorhaltern
verbunden, die in Kombination mit Gestellen und anderen Zufuhrvorrichtungen
verwendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Vorderansicht des Fluidapplikators.
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2 ist
eine Vorderansicht einer Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe.
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
einer Applikatorspitze.
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4, 6 und 8 bis 11 sind
vergrößerte Ansichten
von verschiedenen Applikatorspitzenkonfigurationen.
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12 ist
eine perspektivische Ansicht eines Applikatorhalters mit einem Schutz.
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13 ist
eine Draufsicht einer Einkanalversorgungsschale.
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14 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Versorgungsschale.
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15 ist
eine perspektivische Ansicht eines Substrats oder einer Gelplatte.
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16 ist
eine Seitenansicht der Basis und der Applikatorführung in der Applikatorstation.
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17 ist
eine perspektivische Ansicht der Applikatorführung.
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18 ist
eine perspektivische Ansicht des Applikatorgestells.
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19 ist
eine perspektivische Ansicht eines Applikators für ein Chemikalienzufuhrsystem.
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20 ist
eine Draufsicht eines automatisierten Immunfixationselektrophoresesystems.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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I. EINLEITUNG
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Die vorliegende Erfindung ist ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung von Immunfixationselektrophorese
oder jeder anderen Art von Test, die eine präzise und exakte Probennahme
erfordert. Im Allgemeinen umfasst das System eine Applikatorstation
mit einem Fluidapplikator, ein Chemikalienzufuhrsystem oder eine
Station mit einem Chemikalienzufuhrapplikator und ein Substrat.
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Im Allgemeinen hält der Fluidapplikator eine Fluidprobe
zur Aufbringung auf ein Substrat. Die Applikatorstation ist eine
halbautomatische oder automatische Vorrichtung zur Sicherstellung
einer exakten Aufbringung der Fluidprobe auf ein Substrat. Das Chemikalienzufuhrsystem
trägt Chemikalien
oder Substanzen auf ein Substrat auf und das Substrat ist das Medium,
das erfolreiche Testergebnisse ermöglicht.
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II. HAUPTUNTERSYSTEME
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A. Fluidapplikator
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1 zeigt
eine Vorderansicht eines Fluidapplikators 106. Der Fluidapplikator 106 umfasst
einen Applikatorhalter 118 und eine Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 mit
Applikatorspitzen 130. Die Applikatorspitzen 130 erstrecken
sich über
den Boden des Applikatorhalters 118 hinaus.
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Der Applikatorhalter 118 besteht
aus einem robusten Material, vorzugsweise Kunststoff. Typischerweise
ist der Kunststoff Styrol. Der Körper
des Applikatorhalters 118 umfasst eine rechte Führung 170,
eine linke Führung 174 und
drei Stifte 126. Die zwei Führungen 170, 174 werden
zur Ausrichtung des Applikatorhalters 118 in einer Applikatorstation für eine automatische
oder halbautomatische Applikation verwendet.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist eine der Führungen
breiter als die andere Führung, um
sicherzustellen, dass der Applikatorhalter 118 korrekt
in eine Applikatorstation eingeführt
ist. Bei alternativen Ausführungsformen
kann jeder Unterschied in der Form oder Größe der beiden Führungen dasselbe
Ergebnis aufweisen. Wenn die Konfiguration der Applikatorspitze 130 um
die Mittelachse 116 herum symmetrisch ist, können die
Führungen 170, 174 identisch
sein.
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Die drei Stifte oder Schnappverschlüsse 126 an
dem Applikatorhalter 118 werden zur Befestigung der Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 an dem
Applikatorhalter 118 verwendet. Die drei Stifte 126 stehen
von dem Applikatorhalter 118 vor. Die Stifte 126 können kreisförmig, rechteckig
oder elliptisch sein oder jede andere Form aufweisen. Die Anzahl
und Anordnung der Stifte 126 kann variieren. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform
sind die Stiftköpfe
größer als
ihre Basis. Dementsprechend wird die Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 durch Ausrichten
von Löchern
in der Baugruppe 122 mit jedem Stift und Einrasten der
Baugruppe 122 in den Applikatorhalter 118 befestigt.
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Bei alternativen Ausführungsformen
gibt es eine Vielzahl von Arten, den Applikatorhalter 118 und die
Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 fest zu befestigen.
Zum Beispiel könnten
sie unter Verwendung von doppelseitigem Klebeband, Wärme oder
Ultraschallbindung oder jeder anderen herkömmlichen Art von Klebstoff,
wie beispielsweise Leim, befestigt werden. Bei diesen Ausführungsformen
weist der Halter vorzugsweise einen Schlitz oder eine Rille auf,
um sicherzustellen, dass die Applikatorspitzen 130 korrekt
aneordnet sind.
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2 zeigt
die Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
ist die Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 etwa 11,43
cm (4 1/2 Zoll) lang, 2,54 cm (1 Zoll) hoch und weist die Breite
eines Stücks
Papier auf. Die Breite der Baugruppe ist von Bedeutung, da die Immunfixationselektrophorese
Idealerweise eine zweidimensionale Linie von biologischem Fluid,
das auf dem Substrat angeordnet ist, erfordert. Die zweidimensionale
Linie sollte eine Längenrichtung,
die senkrecht zu der Richtung der Elektrophoresebewegung verläuft, eine
Tiefendimension in das Substrat in rechtem Winkel zu der Richtung
der Elektrophoresebewegung und die kleinstmögliche Breitendimension aufweisen.
Diese Dimensionen beeinflussen die Genauigkeit der Testergebnisse
direkt.
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3 zeigt
eine einzelne Applikatorspitze 130. Die Applikatorspitze 130 umfasst
einen ersten Abschnitt 140, einen zweiten Abschnitt 144 und
eine Klinge 147. Der zweite Abschnitt 144 ist
dafür konstruiert,
Fluid zu halten. Der erste Abschnitt 140 ist dafür konstruiert,
eine Barriere 150 zu erzeugen, die die Fluidmenge begrenzt,
die von der Applikatorspitze 130 aufgebracht wird. Die
Barriere 150 kann ebenfalls durch die physikalischen oder
chemischen Eigenschaften des zweiten Abschnitts 144 erzeugt werden.
Bei alternativen Ausführungsformen
begrenzt die Barriere 150 die Menge an gehaltenem Fluid.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
hält die
Applikatorspitze 130 Fluid von der Barriere 150 zur
Klinge 147. Diese Strecke liegt gewöhnlich im Bereich von 0,05
bis 0,50 mm. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt diese
Strecke etwa 0,18 mm. Die Strecke ist kurz, da es für den Fluidapplikator 106 umso
leichter ist, das Fluid exakt auf dem Substrat aufzubringen, je
kleiner die Fluidmenge ist, die von der Applikatorspitze 130 gehalten
wird. Die Barriere 150 kann eine Vielzahl von Formen annehmen,
wie beispielsweise physikalische, chemische, elektrische oder eine
Kombination aus diesen Verfahren.
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Einige der gewöhnlichen physikalischen Barrieren 150 sind Öffnungen,
Löcher,
Perforationen 148 oder Veränderungen der Struktur der
Oberfläche. Diese
Löcher 148 können kreisförmig oder
elliptisch sein oder eine beliebige andere Form aufweisen. Bei der
bevorzugten Ausführungsform
sind sechs Löcher oder
Perforationen 148 etwa 0,46 cm (0,018 Zoll) über der
Klinge 147 auf der Applikatorspitze 130 angeordnet.
Die Löcher
weisen vorzugsweise eine Höhe
von etwa 0,15 cm (0,006 Zoll) und eine ovale Form auf. Die Löcher 148 sind
horizontal in der Nähe der
Unterseite der Applikatorspitze 130 ausgerichtet. Die Löcher 148 erzeugen
eine physikalische Barriere 150 für das Fluid, die verhindert,
dass die Applikatorspitze 130 Fluid über den Löchern 148 hält. Diese Applikatorkonfiguration
verhindert, dass zuviel Fluid an den Enden der Applikatorspitze 130 gehalten
wird, und ermöglicht,
dass die Applikatorspitze 130 in der vertikalen und horizontalen
Ebene gebogen wird.
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4–10 zeigen eine Vielzahl verschiedener
Konfigurationen der Applikatorspitze 130. 4 zeigt eine Applikatorspitze 130 mit
einer physikalischen Barriere 150 (d. h. der horizontalen Öffnung) dicht
oberhalb der Klinge 147. 6 zeigt
eine Applikatorspitze 130 mit einer physikalischen Barriere 150,
die durch eine horizontale Reihe von dicht beabstandeten kreisförmigen Öffnungen
erzeugt wird. 8 zeigt
eine Applikatorspitze 130 mit drei horizontalen Öffnungen
dicht oberhalb der Unterseite. 9 zeigt
eine Applikatorspitze 130 mit einer Reihe kreisförmiger Öffnungen
dicht oberhalb der Unterseite der Spitze 130. Die kreisförmigen Öffnungen
sind in der Mitte am größten und
werden in Richtung der Enden stufenweise kleiner. 10 zeigt eine Applikatorspitze 130 mit
einer Öffnung
in Form eines „Mauselochs". Jede dieser Applikatorspitzen 130 kann
eine Einweg-Applikatorspitze sein.
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Eine physikalische Barriere 150 kann
ebenfalls durch eine rauhe oder strukturierte Gestaltung des ersten
Abschnitts 140 der Applikatorspitze 130 erzeugt
werden. Rauhe oder strukturierte Oberflächen weisen lyophobe Eigenschaften
auf. Wenn daher der erste Abschnitt 140 der Applikatorspitze 130 eine
rauhe Oberfläche
aufweist, verhindert die rauhe Oberfläche, dass die Applikatorspitze 130 die
Fluidprobe oberhalb der Barriere 150 zurückhält.
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Einige gewöhnliche chemische oder elektrische
Barrieren 150 werden durch Verwendung einer Applikatorspitze 130 mit
spezifischen lyophoben oder lyophilen Eigerschaften oder durch chemische
Behandlung der Oberfläche
erzeugt. Wenn zum Beispiel der erste Abschnitt 140 einer
Applikatorspitze 130 aus einer lyophoben Substanz und der
zweite Abschnitt 144 aus einer lyophilen Substanz hergestellt
ist, hält
nur der zweite Abschnitt 144 der Applikatorspitze 130 Fluid
zurück.
Um diese Ergebnisse zu erzielen, sollte der erste Abschnitt 140 lyophobe Eigenschaften
aufweisen, die ausreichen, um generell zu verhindern, dass er die
Fluidprobe zurückhält, und
der zweite Abschnitt 144 sollte lyophile Eigenschaften
aufweisen, die ausreichen, um die Fluidprobe im Allgemeinen zu halten.
Diese Ergebnisse können
ebenfalls durch Beschichtung der Oberfläche der Applikatorspitze 130 mit
Chemikalien erzielt werden, wodurch verursacht wird, dass der erste
Abschnitt 140 die notwendigen lyophoben Eigenschaften besitzt
und der zweite Abschnitt 144 die notwendigen lyophilen
Eigenschaften besitzt.
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11 zeigt
eine Applikatorspitze 130, die als chemische oder elektrische
Barriere geeignet ist. Einige der Verfahren zur Veränderung
der lyophoben oder lyophilen Eigenschaften eines Abschnitts der Applikatorspitze 130 sind:
elektrisch (Koronaentladung), chemisch (hydrophiles Polymer – natürlich oder
synthetisch) und/oder, wie oben erwähnt, mechanisch (Abreiben oder
Perforieren der Oberfläche).
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Das bevorzugte Verfahren zur Erzeugung
einer chemischen Barriere 150 besteht darin, die Applikatorspitze 130 aus
Polyester oder Nylon herzustellen, das die notwendigen lyophoben
Eigenschaften für
den ersten Abschnitt 140 aufweist, und den zweiten Abschnitt 144 der
Applikatorspitze 130 durch Metallisieren der Polyesteroberfläche zu erzeugen.
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Das Ende der Applikatorspitze 130 wird
Klinge 147 genannt, wie in 3 gezeigt.
Die Klinge 147 ist im Allgemeinen eine glatte, flache Kante.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
besitzt die Klinge 147 dieselben lyophilen Eigenschaften
wie der zweite Abschnitt 144 der Applikatorspitze 130,
so dass die Fluidprobe gleichmäßig an der
Klinge 147 und dem zweiten Abschnitt 144 anhaftet.
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Bei einer Ausführungsform ist die Klinge 147 der
Abschnitt der Applikatorspitze 130, der das Substrat oder
die Platte 110 berührt
und daher die Aufbringung des gehaltenen Fluids auf das Substrat
einleitet. Bei dieser Ausführungsform
wird das gehaltene Fluid auf das Substrat freigegeben, da der Kontakt zwischen
der Klinge 147 und dem Substrat die Oberflächenspannung
des gehaltenen Fluids durchbricht. Bei dieser Ausführungsform
sollte die Klinge 147 das Substrat in einer Weise berühren, die
ein Durchstechen oder eine Beschädigung
des Substrats verhindert.
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Bei einer alternativen Ausführungsform
darf die Klinge 147 das Substrat niemals berühren. Zum Beispiel
kann das gehaltene Fluid freigegeben werden, wenn das gehaltene,
an der Klinge 147 haftende Fluid das Substrat berührt.
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Zusätzlich zu den mehreren Arten
von Konfigurationen der Applikatorspitze 130 gibt es viele
unterschiedliche Arten, die Applikatorspitzen 130 einzeln
oder in Kombination zu verwenden. Zum Beispiel kann bei einigen
Applikatorhaltern 118 eine einzelne Applikatorspitze 130 verwendet
werden, während
bei anderen eine Vielzahl von Applikatorspitzen 130 verwendet
wird. Die einzelnen Applikatorspitzen 130 können ebenfalls
kombiniert werden, so dass sie einer Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 ähneln. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind viele Applikatorspitzen 130 dauerhaft verbunden, um eine
Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 zu bilden.
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Zudem können ebenfalls mehrere Fluidapplikatoren 106 zur
Bildung einer Kartusche (nicht gezeigt) kombiniert werden. Kartuschen
können
verwendet werden, um Applikatorhalter 118 zum Laden in
das Applikatorgestell 540 zu verbinden. Vorzugsweise bestehen
die Kartuschen aus Kunststoff und halten drei oder mehr Applikatorhalter.
Durch Verwendung der Kartuschen wird das Laden und Entladen der
Applikatoren in das Gestell zu einer schnellen und einfachen Aufgabe.
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12 zeigt
einen Applikatorhalter 118 mit einem Schutz 162 zum
Schutz der Applikatorspitzen 130 vor Beschädigung während der
Herstellung, des Transports, der Verpackung usw. Der Applikatorschutz 162 wird
von dem Applikatorhalter 118 an einer Bruchstelle 166 an
beiden Enden des Applikatorhalters 118 entfernt oder ausgerastet.
Die Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 ist in 12 nicht gezeigt.
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Der Fluidapplikator 106 erhält die Fluidprobe von
einer Versorgungsschale. Wie in 13 gezeigt, kann
eine Versorgungsschale 102 einen einzelnen Kanal 114 zum
Halten von Fluid aufweisen. Der Kanal 114 kann jede beliebige
Länge aufweisen.
Wenn der Kanal 114 zum Beispiel dafür konstruiert ist, einen Fluidapplikator 106 mit
einer einzelnen Applikatorspitze 130 zu versorgen, ist
der Kanal kurz. Wenn die Versorgungsschale 102 oder der
Kanal 114 dafür konstruiert
ist, eine Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 zu
versorgen, ist der Kanal 114 lang genug, um das gleichzeitige
Einführen
sämtlicher
Applikatorspitzen 130 zu ermöglichen. Eine Versorgungsschale 102 besteht
im Allgemeinen aus Kunststoff oder Metall. Bei Verwendung für Immunfixationselektrophorese
ist die in der Versorgungsschale 102 gespeicherte Probe
gewöhnlich
ein biologisches Fluid, wie beispielsweise Blut.
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14 zeigt
eine bevorzugte Versorgungsschale 104. Bei dieser Ausführungsform
weist die Versorgungsschale 104 drei Reihen 151 gleichmäßig beabstandeter
Gefäße 155 auf.
Die Größe und der Abstand
der Gefäße 155 hängen von
der Größe und dem
Abstand der Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 ab.
Vorzugsweise sind die Gefäße 155 groß genug,
um eine oder mehrere Applikatorspitzen 130 aufzunehmen,
und tief genug, um den gesamten zweiten Abschnitt 144 der
Applikatorspitze 130 einzuführen. Die Versorgungsschale 104 mit
Reihen 151 von einzelnen Gefäßen 155 wird bevorzugt,
da jede Reihe und jedes Gefäß 155 mit
einem anderen Probenfluid gefüllt
werden kann. Dementsprechend ist die Versorgungsschale 104 in
der Lage, mehr Fluide gleichzeitig zu testen als die Versorgungsschale 102.
Zum Beispiel kann die bevorzugte Versorgungsschale 104 drei
Reihen 151 enthalten, und jede Reihe 151 kann
achtzehn Gefäße 155 umfassen.
Achtzehn Gefäße 155 in
jeder Reihe 151 ermöglichen, dass
jede Reihe Fluidproben von drei verschiedenen Patienten enthält. Jedem
Patienten werden sechs Gefäße 155 zugewiesen,
um das Testen des Bluts jedes Patienten mit sechs verschiedenen
Chemikalien (zum Beispiel Serum und Antisera) zu ermöglichen.
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15 zeigt
ein Substrat oder eine Gelplatte 110. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
besteht die Gelplatte 11 aus Agarosegel. Das Substrat 110 sollte
groß genug
sein, um die Fluidproben aufzunehmen und Elektrophorese unterzogen
zu werden. Für Beispiele
von Gelplatten siehe U.S.-Patent Nr. 4,892,639, ausgegeben am 9.
Januar 1990, mit dem Titel „ELECTROPHORESIS
PLATE AND METHOD OF MAKING THE SAME"; U.S.-Patent Nr. 4,975,173, ausgegeben
am 4. Dezember 1990, mit dem Titel „ELECTROPHORESIS PLATE AND
MAKING OF THE SAME";
und U.S.-Patent Nr. 5,045,164, ausgegeben am 3. September 1991,
mit dem Titel „ELECTROPHORESIS
PLATE FOR DIVERTING GENERATED FLUID".
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Bei Betrieb wird der Fluidapplikator 106 in eine
Position oberhalb der Versorgungsschale 102, 104 bewegt,
wobei die Applikatorspitzen über
dem Kanal 114 ausgerichtet sind. Die Applikatorspitzen 130 werden
daraufhin durch Bewegung des Applikatorhalters 118 in die
Gefäße eingeführt, getunkt
oder getaucht. Während
des „Tunkverfahrens" halten die Applikatorspitzen 130 eine
Menge der Fluidprobe vom Kanal 114 oder dem Gefäß 155.
(Die Fluidprobe ist in 12 oder 13 nicht gezeigt.) Nach dem „Tunkverfahren" wird der Applikator 106 durch
den Applikatorhalter 118 aus dem Kanal 114 oder
dem Gefäß 155 entfernt,
in Richtung des Substrats 110 bewegt und in der vertikalen
Richtung auf das Substrat 110 abgesenkt, um das gehaltene
Fluid freizugeben.
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B. Applikatorstation
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Wie oben erwähnt, ist eine Applikatorstation eine
halbautomatische oder automatische Vorrichtung zur Sicherstellung
einer exakten Aufbringung der Fluidprobe auf das Substrat 110.
Die Applikatorstation umfasst drei Hauptkomponenten: eine Basis, eine
Applikatorführung
und ein Applikatorgestell.
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16 zeigt
eine Seitenansicht der Basis 502 und Abschnitte der Applikatorfiührung 510 der Applikatorstation.
Die Basis 502 ist eine flache, feste Konstruktion, die
aus Metall, Hartkunststoff, Holz oder jedem anderen robusten Material
bestehen kann. Die Basis 502 ist gewöhnlich rechtwinklig mit vier
Säulen
oder Pfeilern 506, könnte
jedoch beinahe jede Form aufweisen oder jede Anzahl von Pfeilern 506 enthalten.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist
die Basis etwa fünf
bis sieben Zoll breit, einen halben Zoll bis zwei Zoll hoch und
fünf bis
sieben Zoll lang. Die Pfeiler 506, die von der Basis 502 vorstehen,
verbinden die Basis 502 mit der Applikatorführung 510,
indem sie in die Füße 514 der
Applikatorführung
passen. Die Füße 514 der
Applikatorführung sind
gewöhnlich
aufnehmende Enden, die zur Aufnahme der Pfeiler 506 konstruiert
sind. Die Basis 502 und der Applikator 510 sind
als zwei trennbare Komponenten gezeigt, jedoch könnten diese Komponenten in
einer Vielzahl verschiedener Konfigurationen konstruiert sein. Mit
anderen Worten können
die Basis 502 und die Applikatorführung 510 eine einzelne Einheit
sein.
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16 zeigt
ebenfalls ein Substrat oder eine Gelplatte 515 zwischen
der Basis 502 und der Applikatorführung 510. Das Substrat 515 ist
eine flache Platte von etwa derselben Größe wie die Basis 502 mit
vier Löchern,
die den vier Pfeilern 506 entsprechen, die von der Basis 502 vorstehen.
Die Pfeiler 506 laufen durch das Substrat 515,
um das Substrat 515 während
der Applikation an seinem Platz zu halten. Bei einer alternativen
Ausführungsform
kann das Substrat 515 kleiner als die Basis 502 sein
und in eine Vertiefung in der Basis 502 passen.
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17 zeigt
eine Draufsicht der Applikatorführung 510.
Die Applikatorführung 510 ist
dafür konstruiert,
die Applikation von biologischen Fluiden und anderen Chemikalien
auf das Substrat 515 zu steuern. Die Applikatorführung 510 steuert
diese Applikationen, wobei die beiden Schienen 524, 528 parallel angeordnet
sind. Die Schienen 524, 528 werden verwendet,
um die Geschwindigkeit und die Stelle zu steuern, an der die Fluide,
Chemikalien oder Substanzen auf das Substrat 515 aufgebracht
werden. Die Schienen 524, 528 steuern die Stelle,
an der ein Fluid aufgebracht wird, da sie dafür konstruiert sind, das Applikatorgestell
in einer ersten Position und in einer zweiten Position zu halten.
In der ersten Position halten die Schienen 524, 528 einen
Fluidapplikator 106, der gewöhnlich in einem Applikatorgestell befestigt
ist, oberhalb des Substrats. In der zweiten Position halten die
Schienen 524, 528 den Fluidspender in einer Position,
die sich dichter am Substrat befindet. Die dichter am Substrat befindliche
Position ist dafür
ausgelegt, den Fluidapplikator 106 in einer Position zu
halten, die verursacht, dass die Oberflächenspannung des gehaltenen
Fluids durchbrochen wird. Dementsprechend wird das Fluid freigegeben und
auf das Substrat aufgebracht.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
steuern die Schienen 524, 528 die Bewegung des
Fluidapplikators 106 mit drei Gleitbahnen 530, 531, 532. Die
rechte Schiene 524 weist zwei Gleitbahnen 530, 531 auf,
wobei jeweils eine in der Nähe
jedes Endes angeordnet ist, und die linke Schiene 528 weist
nur eine Gleitbahn 532 in der Mitte der Schiene 528 auf. Bei
alternativen Ausführungsformen
können
die beiden Schienen 524, 528 dieselbe Anzahl von
Gleitbahnen an derselben Stelle oder eine Vielzahl anderer Konfigurationen
aufweisen. Wie oben erwähnt, werden
die Füße 514 verwendet,
um die Applikatorführung 510 mit
der Basis 502 zu verbinden.
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18 zeigt
ein Applikatorgestell 540 zur Verwendung mit der Applikatorführung 510.
Der Gestellapplikator 540 weist einen rechten vorderen Pfosten 544,
einen rechten hinteren Pfosten 548 und einen linken Pfosten 552 auf.
Das Applikatorgestell 540 kann an der Applikatorführung 510 befestigt
werden. Der rechte vordere Pfosten 544 ist zur Ausrichtung
mit der rechten vorderen Gleitbahn 530 der Applikatorführung konstruiert.
Der rechte hintere Pfosten 548 ist zur Ausrichtung mit
der rechten hinteren Gleitbahn 531 der Applikatorführung konstruiert,
und der linke Pfosten 552 ist zur Ausrichtung mit der linken
Gleitbahn 532 der Applikatorführung konstruiert. Bei der
bevorzugten Ausführungsform
ist jeder Pfosten mit seiner entsprechenden Gleitbahn ausgerichtet
und wird langsam in vertikaler Richtung gesenkt. Das Gleiten oder
Senken des Applikatorgestells 540 von der Oberseite der
Gleitbahn zur Unterseite verursacht, dass sich der Applikator 106 und
die Applikatorspitze 130 aus einer Position oberhalb des
Substrats 515 in eine Position in Kontakt mit dem Substrat 515 bewegen.
Wenn die Applikatorspitze 130 das Substrat 515 berührt, durchbricht
sie die Oberflächenspannung
zwischen dem Fluid und der Applikatorspitze 130. Wenn die
Oberflächenspannung durchbrochen
ist, wird das auf der Applikatorspitze 130 beförderte Fluid
auf das Substrat 515 aufgebracht. Die Applikatorspitze 130 braucht
das Substrat 515 nicht notwendigerweise zu berühren, um
die Oberflächenspannung
zu durchbrechen. Die Applikatorfiührung 510 und das
Applikatorgestell 540 sind dafür konstruiert, den Kontakt
zu minimieren und eine Beschädigung
des Substrats 515 zu verhindern.
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Die Gleitbahnen 530, 531, 532 werden
ebenfalls verwendet, um die Steuerung die Geschwindigkeit zu verbessern,
mit der das Applikatorgestell 540 auf das Substrat 515 gesenkt
wird. Die Gleitbahnen 530, 531, 532 verbessern
die Steuerung, da sie Reibung erzeugen. Die Reibung verlangsamt
die Absenkung des Applikatorgestells 540. Bei einer alternativen
Ausführungsform
sind die Gleitbahnen 530, 531, 532 nicht
erforderlich. Das Applikatorgestell 540 kann einfach in
vertikaler Richtung gesenkt werden. Bei einer anderen alternativen
Ausführungsform kann
das Applikatorgestell 540 das Substrat berühren, indem
es sich auf einem kreisförmigen
Weg bewegt.
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Das Applikatorgestell 540 weist
ebenfalls einen ersten Satz Schlitze 556 und einen zweiten
Satz Schlitze 560 zum Halten von Applikatoren auf. Jeder Satz
Schlitze berührt
eine Vielzahl einzelner Schlitzpaare. Die Schlitze 556, 560 sind
dafür konstruiert, Führungen 170, 174,
wie die in 1 gezeigten,
zu halten. Diese Schlitze 556, 560 können sich
in der Größe oder
Form unterscheiden, um sicherzustellen, dass der Applikator 106 korrekt
eingeführt
ist. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist der erste Satz Schlitze 556 in der Lage, sechs Applikatoren 106 gleichzeitig
zu halten, da er sechs einzelne Schlitze aufweist. Jedoch besteht
der bevorzugte Betrieb des Systems darin, einen leeren Schlitz zwischen
jedem Applikator 106 zu lassen, wodurch die Anzahl der
gleichzeitig eingeführten
Applikatoren 106 auf drei begrenzt wird.
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Der zweite Satz Schlitze 560 umfasst
zwölf einzelne
Schlitze. Diese Schlitze werden dafür verwendet, Chemikalienspender,
Serumspender oder andere Applikatoren, die Chemikalien enthalten
(von denen einige die Sichtbarkeit der Ergebnisse verbessern können, die
aus der Immunfixationselektrophorese erhalten werden), zu halten.
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Bei der in 18 gezeigten Ausführungsform ist der erste Satz
von Schlitzen 556 senkrecht zu dem zweiten Satz von Schlitzen 560 angeordnet. Diese
Konfiguration ist dafür
konstruiert, die Verwendung der Applikatorstation für verschiedene
Arten von Elektrophorese, einschließlich Immunfixationselektrophorese,
zu ermöglichen.
Insbesondere ist der erste Satz Schlitze 556 dafür konstruiert,
das biologische Fluid in einer „zweidimensionalen" Linie in der X-Richtung
aufzubringen. Die zweidimensionale Linie wird erreicht, indem ein
Applikator 106 in den ersten Satz von Schlitzen 556 eingeführt wird,
das Applikatorgestell 540 mit den Gleitbahnen 530, 531, 532 in der
Applikatorführung 510 ausgerichtet
wird; das Applikatorgestell 540 entlang dieser Gleitbahnen
gesenkt wird und das auf der Applikatorspitze 130 gehaltene
Fluid auf das Substrat 515 aufgebracht wird. Die Auftragung
ist aufgrund der Form der Spitze ungefähr eine zweidimensionale Linie.
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Nachdem das Fluid auf das Substrat 515 aufgebracht
ist, wird eine Elektrophorese durchgeführt. Die Elektrophorese verursacht,
dass die in der zweidimensionalen Linie aufgebrachten Moleküle in einer Richtung
migrieren, die senkrecht zu der durch das aufgebrachte Fluid erzeugten
zweidimensionalen Linie verläuft
(d. h. die Y-Richtung).
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Nachdem die Elektrophorese abgeschlossen ist,
wird ein zweiter Applikator 106 in den zweiten Satz Schlitze 560 geladen.
Daraufhin wird der zweite Applikator 106 gesenkt, um Chemikalien
in der Y-Richtung, senkrecht zu dem ursprünglich aufgebrachten Fluid,
abzugeben. Da die Moleküle
als Folge der Elektrophorese in der Y-Richtung migrierten, werden
die Chemikalien senkrecht zu der ursprünglichen Auftragung in der
X-Richtung abgegeben.
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Ebenfalls sind in der in 18 gezeigten Ausführungsform
der erste Satz Schlitze 556 und der zweite Satz Schlitze 560 beide
in der XY-Ebene ausgerichtet. Daher sollte das Applikatorgestell 540 nicht zur
selben Zeit mit Applikatoren 106 in dem ersten Satz von
Schlitzen 556 und Applikatoren 106 in dem zweiten
Satz von Schlitzen 560 geladen werden. Einer der Vorteile
dieser Konfiguration besteht darin, dass sie die Größe der Applikatorstation
verringert. Jedoch können
bei alternativen Ausführungsformen Applikatoren
und Spender gleichzeitig in den ersten Satz von Schlitzen und in
den zweiten Satz von Schlitzen geladen werden.
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Bei einer alternativen Ausführungsform
können
zwei Sätze
von Schlitzen gleichzeitig verwendet werden. Der erste Satz Schlitze 556 und
ein zweiter Satz Schlitze 560 sind entlang der Bewegungslinie des
Gestells (entlang der Schienen) weit genug voneinander beabstandet
angeordnet, so dass die beiden Sätze
von Schlitzen 556, 560 einander während des
Gebrauchs nicht störend
beeinflussen. Auf diese Weise können
zwei Sätze
von Applikatoren geladen werden, einer in jedem Satz von Schlitzen,
und während
eines gesamten Verfahrens geladen bleiben. Die Gleitbahnen sind
derart konfiguriert, dass sich das Gestell die Gleitbahnen entlang
bewegen würde, Fluide
von dem ersten Satz Applikatoren aufbringen würde und daraufhin so bewegt
werden würde,
dass die Fluide an dem zweiten Satz Applikatoren vertikal gesenkt
werden und auf dem Substrat (ohne Beeinträchtigung durch den ersten Satz
Applikatoren) angeordnet werden könnten. Vorzugsweise ist das
Gestell für
diese Ausführungsform
in der Bewegungsrichtung größer und
die Gleitbahnen zum Stützen
eines solchen größeren Gestells
sind länger
als das in der bevorzugten Ausführungsform
verwendete Gestell 540.
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Einige der Schritte zur Verwendung
der Applikatorstation oder des Fluidapplikators 106 können Folgendes
umfassen: Anordnen des Substrats oder der Gelplatte 515 in
der Applikatorstation; Verbinden der Applikatorführung 510 mit der
Basis 502; Einführen
eines ersten Applikators 106 in das Applikatorgestell 540,
gewöhnlich
in den ersten Satz Schlitze 556; Ausrichten der Pfeiler 506 des
Applikatorgestells 540, einschließlich des ersten Applikators,
mit der Applikatorführung 510;
Absenken des Applikatorgestells 540, einschließlich des
ersten Applikators 106, auf das Substrat 515;
Anheben des Applikatorgestells 540, einschließlich des
ersten Applikators 106, weg von dem Substrat 515;
Entfernen des ersten Applikators 106 von dem Applikatorgestell 540;
Entfernen des Substrats 515; Durchführen von Elektrophorese an
dem Fluid, das auf das Substrat 515 aufgebracht ist; erneutes
Einführen
des Substrats 515 in die Applikatorstation; Anbringen eines
zweiten Applikators oder Spenders 106 in dem Applikatorgestell 540,
gewöhnlich
in dem zweiten Satz von Schlitzen 560; erneutes Ausrichten
des Applikatorgestells 540 mit der Applikatorführung 510;
Anwenden des zweiten Applikators auf die Ergebnisse der Elektrophorese
unter Verwendung des Applikatorgestells 540; Anheben des
zweiten Applikators 106 unter Verwendung des Applikatorgestells 540;
Entfernen des Substrats 515, das mit der Chemikalie oder
Substanz von dem zweiten Applikator 106 behandelt wurde;
und Sichtprüfung
der Ergebnisse. Eine Elektrophorese kann ebenfalls an dem Substrat
durchgeführt
werden, während
sich das Substrat auf der Basis unter den Gestellen befindet.
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C. Chemikalienzufuhrsystem
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Bei vielen Chemikalienzufuhrsystemen
für die
Zufuhr von Chemikalien oder Substanzen zu Testproben treten Probleme
im Zusammenhang mit dem Volumen der zugeführten Chemikalien und der Steuerung
der Zufuhr auf. Insbesondere treten Probleme bei der Zufuhr einer
bekannten Menge der Chemikalien zu einer exakten Stelle auf einem
Substrat oder einer auf einem Substrat befindlichen Probe auf. Häufig sind
die Testprobenspuren auf dem Substrat klein und weisen eine Breite
im Bereich von 1 mm bis 5 mm auf. Zudem kann sich das Volumen der
zugeführten
Chemikalie aufgrund von Faktoren, wie beispielsweise Fluidviskositäts- und
Adhäsionskoeffizient,
vorzeitig oder spontan entladen und vor der Zufuhr tröpfeln. Zufuhrapplikatoren
des Stands der Technik weisen diese und ähnliche Probleme auf.
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19 zeigt
einen Zufuhrsystemapplikator 600. Der Zufuhrsystemapplikator 600 umfasst
einen Zufuhrsystemapplikatorhalter 604 mit einer linken Führung 608,
einer rechten Führung 612 und
einem Behälter 616.
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Der Zufuhrsystemhalter 604 kann
in gleicher Weise wie der Probenfluidapplikatorhalter 118 konstruiert
sein. Der Zufuhrsystemapplikatorhalter 604 kann aus einem
Kunststoff, wie beispielsweise Styrol, oder anderen in der Technik
bekannten Materialien konstruiert sein. Die rechte und die linke
Führung 608, 612 können identisch
und symmetrisch hergestellt oder unterschiedlich geformt sein, so
dass der Halter 604 nur in einer Richtung oder Position
in dem Applikatorgestell 540 ausgerichtet oder angeordnet sein
kann. Die linke und rechte Führung 608, 612 können in
gleicher Weise wie die Führungen
in dem oben beschriebenen Probenfluidapplikator 106 konstruiert
sein.
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Der Behälter 616 ist vorzugsweise
ein länglicher
schacht-oder tunnelförmiger
Behälter.
Der Behälter 616 weist
eine Öffnung
auf, die vorzugsweise auf dem Boden und entfernt von dem Zufuhrapplikatorhalter 604 angeordnet
ist. Der Behälter 616 kann aus
einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein, einschließlich derer,
aus denen die Applikatorhalter 604, 118 konstruiert
sind. Der Behälter 616 ist
mit dem Halter 604 verbunden. Es kann eine Vielzahl von
Verfahren verwendet werden, um den Behälter mit dem Halter zu verbinden,
einschließlich
eines Kunststoffschnappverschlusses, Klebstoff (wie beispielsweise
Leim oder Klebeband), Schrauben oder Befestigungen, Wärmeschweißen, Ultraschallschweißen usw.
Viele der oben beschriebenen Verfahren zur Verbindung der Mehrfach-Applikatorspitzenbaugruppe 122 mit
dem Applikatorhalter 118 können ebenfalls verwendet werden,
um den Behälter 616 mit
dem Zufuhrsystemhalter 604 zu verbinden.
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Vorzugsweise ist der Behälter 616 zum
Halten eines Gels oder einer „gelartigen" Substanz geformt
oder gebildet. Der Behälter
kann verschiedene Konfigurationen aufweisen, einschließlich Lippen oder
Leisten um die Kante des Behälters
und andere Konstruktionen in dem Behälter 616, um das Halten des
in dem Behälter 616 befindlichen
Gels zu unterstützen.
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Es kann eine Vielzahl von Fluidhaltesubstanzen
(wie beispielsweise Gelbildungssubstanzen) im Behälter 616 des
Zufuhrsystems 600 verwendet werden. Einige Beispiele sind
Polymere, Gels, Agarose, Polysaccharid, Carrageenan und andere Fluidhaltesubstanzen,
die die notwendige Konsistenz aufweisen, um in dem Behälter 616 wirksam
verwendet zu werden.
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Unter Verwendung des offenbarten
Zufuhrsystems 600 kann eine Vielzahl von Chemikalien oder
Fluiden zugeführt
werden. Zum Beispiel können Serumprotein
und Antisera unter Verwendung des Zufuhrsystems 600 zugeführt werden.
Die Serumproteine und Antisera werden von den Fluidhaltesubstanzen
im Behälter 616 gehalten.
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Bei Betrieb wird bevorzugt, dass
eine Mischung der Chemikalie oder des Fluids, das zugeführt werden
soll, und der Fluidhaltesubstanz hergestellt und in den Behälter 616 geschüttet, gegossen oder
darin angeordnet wird, wo sie erstarrt und gehalten wird oder am
Behälter 616 anhaftet.
Obwohl verschiedene Verfahren möglich
sind, damit der Behälter 616 die
Fluidhaltesubstanz und die Chemikalie oder das Fluid hält, wird
bevorzugt, dass die Chemikalie und die Fluidhaltesubstanz (zusammen)
in den Behälter 616 gegossen
werden, wo der Guss selbst die Fluidhaltesubstanz und die Chemikalie
an ihrem Platz hält.
Andere Verfahren können
dafür verwendet werden,
die Fluidhaltesubstanz und die Chemikalie im Behälter 616 zu halten:
einschließlich
Formen des Behälters 616,
so dass er die Fluidhaltesubstanz (und die Chemikalie) hält, beispielsweise
mit Lippen oder Leisten, die entlang des Umfangs des Behälters 616 verlaufen,
mit Klebstoffen oder mit anderen Verfahren. Im Allgemeinen wird
das Zufuhrsystem 600 mit einer Fluidhaltesubstanz und einem
Fluid oder einer Chemikalie geladen, wenn es sich in einer umgekehrten
oder Kopfüber-Position
befindet. Das Laden der Fluidhaltesubstanz und des Fluids in dieser
Weise ermöglicht
diesen, am Platz in dem Behälter
zu gelieren, bevor die Schwerkräfte
beginnen, an ihnen zu ziehen und sie aus dem Behälter 616 zu ziehen. Dieses
Vorladen der Chemikalie oder des Fluids beseitigt die Notwendigkeit
eines Tunkschrittes.
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Bei Gebrauch wird der Applikator 600 von
einer halbautomatischen oder automatischen Chemikalienzufuhrvorrichtung
vorzugsweise in einer aufrechten Position gehalten. Eine derartige
Vorrichtung, von denen mehrere hierin offenbart sind, würde die
Führungen 608, 612 verwenden,
um den Zufuhrsystemapplikator 600 während des Zufuhrverfahrens am
Platz zu halten. Die Vorrichtung bringt den Zufuhrsystemapplikator 600 in
Richtung des Substrats 110, 515 und erzeugt einen
Kontakt zwischen dem Substrat und der zugeführten Chemikalie und/oder der
Fluidhaltesubstanz in dem Behälter 616.
Wenn die „gelartige" Substanz in dem
Behälter
das Substrat berührt,
wird dem Substrat ein gesteuertes Volumen an Chemikalie oder Fluid
zugeführt.
Unter Verwendung dieses Zufuhrverfahrens kann die zugeführte Chemikalie
oder das Fluid ebenfalls an einer exakten Stelle auf dem Substrat
angeordnet werden.
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Bezüglich der Verwendung der folgenden Vorrichtungen
und Verfahren in einem automatisierten Immunfixationselektrophorese-Verfahren
unter Verwendung von sechs Chemikalienprobenbehandlungen gelten
die folgenden Informationen. Für
allgemeine Informationen bezüglich
des automatisierten Immunfixationselektrophorese-Verfahrens siehe U.S.-Patent
Nr. 5,137,614 mit dem Titel „IMMUNOFIXATION
ELECTROPHORESIS CONTROL SYSTEM",
ausgegeben am 11. August 1992, das hiermit durch Literaturhinweis
eingefügt
ist.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
werden sechs Chemikalienbehandlungstests wie folgt durchgeführt.
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Der erste Test ist eine Analyse des
Gesamtserumproteins (SP) und die übrigen fünf Tests werden jeweils bei
der Erfassung eines unterschiedlichen Proteins verwendet. Dies ist
bei einem IFE-Verfahren üblich.
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Die sechs Tests sind gewöhnlich ein
Gesamtserumproteintest (als SP bezeichnet), gefolgt von Tests auf
das Vorhanden- oder Nichtvorhandensein der monoklonalen Immunglobuline
IgG, IgA, IgM, Kappa und Lambda (jeweils als G, A, M, K und L bezeichnet).
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Für
den Serumproteintest wird bevorzugt, dass die Fluidhaltesubstanz
Carrageenan ist. Insbesondere ist das bevorzugte Serumproteinfixierungsmittel
10% Essigsäure,
5% Sulfosalicylsäure
und 1% Tannin. Bei dem bevorzugten Verfahren wird dieses Serumproteinfixierungsmittel
(10% Essigsäure,
5% Sulfosalicylsäure,
1% Tannin) mit 2% Carrageenan gemischt, und daraufhin wird die gesamte
Lösung
um die Hälfte
verdünnt.
Daher wird in der endgültigen
Lösung
für den
Behälter 616 etwa
1% Carrageenan bevorzugt.
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Die übrigen fünf Tests (Tests Nummer 2–6) verwenden
Antisera. Jedes Antiserum [Tests 2–6, G, A, M, K und L] wird
mit einer 2%igen Agarose mit niedrigem Schmelzpunkt gemischt, so
dass die endgültige
Konzentration der Lösung
7,5 Milligramm pro Milliliter [mg/ml] beträgt.
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Während
Carrageenan, ein Polysaccharid, für den Serumproteintest (als
Fluidhaltesubstanz oder Polymer) bevorzugt wird, wird bevorzugt,
dass die Antisera-Tests
Agarose als Fluidhaltesubstanz oder ein Polymer mit jedem entsprechenden
Antiserum verwenden.
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III. EIN AUTOMATISCHES
SYSTEM
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Die Verfahren und Techniken der vorliegenden
Erfindung können
ebenfalls automatisch ausgeführt
werden. 20 zeigt ein
Beispiel eines automatischen Immunfixationselektrophoresesystems 200, das
die Verfahren und Techniken automatisiert. Das System weist sieben
Stationen auf. Die sieben Stationen sind: die Probenapplikatorstation 301;
die Elektrophoresestation 302; die Antisera- oder Chemikalienzufuhrstation 303;
die erste Gebläsetrocknungsstation 305;
die Waschstation 304; die zweite Gebläsetrocknungsstation 306;
und die Färbungs/Entfärbungs-Station 307.
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Das System wird initiiert, wenn ein
Träger
in den Eingang 300 eingeführt wird. Der Träger ist
ein Metallblech oder eine Kunststofffolie oder -schale, die dafür konstruiert
ist, sich zwischen den Stationen zu bewegen. Die Mechanik, die den
Träger
bewegt, kann auf verschiedene Arten konfiguriert sein, einschließlich einer
Förderanlage
oder eines anderen motorisierten Zufuhrsystems 309. Die
zeitliche Abstimmung der Bewegungen wird mit einem vorprogrammierten
Mikroprozessor gesteuert. Wenn beispielsweise ein Träger in den
Eingang eingeführt
und das System initiiert wird, weist der vorprogrammierte Mikroprozessor
das motorisierte Zufuhrsystem 309 an, den Träger in die
Applikatorstation 301 zu bewegen.
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Die Applikatorstation 301 empfängt den
Träger,
wählt eine
Fluidprobe mit einem Fluidapplikator aus einer Probenschale, bringt
die Probe auf das Substrat auf, und befördert den Träger weiter
zur Elektrophoresestation 302. Insbesondere senkt eine motorisierte
Vorrichtung auf Anweisung eines vorprogrammierten Mikroprozessors
den Fluidapplikator, um die Probe zu halten, bewegt den Fluidapplikator in
eine Position oberhalb des Substrats, senkt den Fluidapplikator,
um das gehaltene Fluid auf das Substrat aufzubringen, und bringt
den Fluidapplikator in seine Ausgangsposition zurückt.
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Daraufhin wird der Träger zu der
Elektrophoresestation 302 bewegt. An der Elektrophoresestation 302 wird
die Fluidprobe mit Elektrophoreseverfahren in ihre Komponentenmoleküle zerlegt.
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Als nächstes wird der Träger zu der
Antiserastation 303 bewegt. An der Antiserastation 303 wird ein
Substanzapplikator oder ein Chemikalienzufuhrapplikator verwendet,
um automatisch eine Substanz oder Chemikalie auf die getrennten
Moleküle aufzutragen.
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Im Allgemeinen sind diese Substanzen
dafür ausgelegt,
die Sichtbarkeit bestimmter Molekularstrukturen zu verbessern. Ebenso
wie die Probenapplikatorstation 301 ist der Chemikalienzufuhrapplikator
mit einer motorisierten Vorrichtung verbunden, die den Applikator
automatisch durch die notwendigen Schritte bewegt, um die Substanz
aufzutragen. Vorzugsweise werden die Chemikalien auf den Chemikalienzufuhrapplikator „vorgeladen" und daher ist kein
Tunkschritt notwendig.
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Nachdem die Substanz oder die Chemikalien
aufgetragen worden sind, kann der Träger zu der ersten Waschstation 304 und
der ersten Gebläsetrocknungsstation 305 bewegt
werden. Nach der ersten Gebläsetrocknungsstation 305 kann
der Träger zu
der Färbungs-/Entfärbungs-Station 307 bewegt werden,
gefolgt von der zweiten Trocknungsstation 306 und dem Ausgang 308.
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Die vorangehende Beschreibung der
vorliegenden Erfindung ist zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung
gegeben. Die Beschreibung soll die Erfindung nicht auf die beschriebenen Formen
beschränken.
Variationen und Modifikationen entsprechend den oben genannten Lehren
und innerhalb der Fähigkeiten
und Kenntnisse der anwendbaren Technik sind Teil des Bereichs der
vorliegenden Erfindung.