DE10248209A1 - Micro-titration plate with number of reaction wells, e.g. for cell analysis, is closed and sealed by plate with plugs to fit into each well in gas-tight seal, and each with sensor for each well - Google Patents

Micro-titration plate with number of reaction wells, e.g. for cell analysis, is closed and sealed by plate with plugs to fit into each well in gas-tight seal, and each with sensor for each well Download PDF

Info

Publication number
DE10248209A1
DE10248209A1 DE10248209A DE10248209A DE10248209A1 DE 10248209 A1 DE10248209 A1 DE 10248209A1 DE 10248209 A DE10248209 A DE 10248209A DE 10248209 A DE10248209 A DE 10248209A DE 10248209 A1 DE10248209 A1 DE 10248209A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
closure
reaction
sensor
detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10248209A
Other languages
German (de)
Inventor
Ute Steinfeld
Shi-Bok Ryu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Science and Technology Europe Forschungs GmbH
Original Assignee
Korea Institute of Science and Technology Europe Forschungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Institute of Science and Technology Europe Forschungs GmbH filed Critical Korea Institute of Science and Technology Europe Forschungs GmbH
Priority to DE10248209A priority Critical patent/DE10248209A1/en
Publication of DE10248209A1 publication Critical patent/DE10248209A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5025—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures for parallel transport of multiple samples
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • B01L3/50853—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates with covers or lids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/46—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of cellular or enzymatic activity or functionality, e.g. cell viability
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/251—Colorimeters; Construction thereof
    • G01N21/253—Colorimeters; Construction thereof for batch operation, i.e. multisample apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6452—Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B01L2300/046—Function or devices integrated in the closure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0654—Lenses; Optical fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0829—Multi-well plates; Microtitration plates

Abstract

The closure plate (4) to seal the reaction wells (2) in a multi-well structure (1) of a micro-titration plate, has an arrangement of closure plugs (30) to fit into the separate wells. The under side (302) of each plug is not flat, and is rounded convex and concentric to the outer side (303). The interior of the under side has an opening (304) to hold an optic fiber or semiconductor or chemical/electrochemical sensor (60). Each plug seals its well in a gas-tight fit.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zur parallelen Detektion, beispielsweise von Gasen, Fluoreszenz, Biolumineszenz, in einer Vielzahl von zusammen angeordneten Reaktionsgefäßen.The invention is concerned with a device and a method for parallel detection, for example of gases, fluorescence, bioluminescence, in a variety of together arranged reaction vessels.

Mögliche Verwendungsgebiete bestehen in der Überprüfung von metabolischen Aktivitäten von Organismen oder Geweben oder Zellen, inkubiert oder kultiviert in Mikrotiter-Platten durch Messung von Gasbildung oder Gasverbrauch im Reaktionsgefäß und/oder Messung von autoinduzierter, laserinduzierter oder lichtinduzierter Fluoreszenz und/oder Biolumineszenz von Zellbestandteilen, strukturellen Zusammensetzungen, genetischem Material, fluoreszierenden Farbstoffen und/ oder anderen Komponenten die am zellulären Metabolismus Anteil haben oder durch metabolische Vorgänge be einflußt werden, z. B. die Aktivierung von Fluoreszenz. Die Erfindung läßt sich zur Ermittlung der Reporter-Gen-Expression, wie z. B. GFP, benutzen. Eine andere Verwendungsmöglichkeit umfaßt die Messung von Zellüberlebensraten oder Enzymaktivitäten. Die Erfindung kann auch zur Messung des Einflusses von Probenzusammensetzungen oder physiologischen Konditionen auf metabolische Schritte oder metabolische Aktivitäten, Atmung oder Zellüberleben dienen. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit der Erfindung besteht in der Untersuchung des Einflusses auf Zellen von speziellen Zusätzen wie besondere Nährstoffe, synthetische oder natürliche Chemikalien, spezielle Plasmiden oder Zellen, Enzyme oder Organismen etc. Des weiteren kann die Erfindung zur Detektion von Gasen, die sich in vitro oder in vivo während des Verlaufes von biochemischen, chemischen oder metabolischen Reaktionen bilden, dienen. Die Erfindung läßt sich für die Detektion von bakteriellen Kontaminationen in Nahrung oder Blutproben verwenden. Sie kann durch Wirkstoffsuche, wie z. B. die Suche nach Pharmaka, Herbiziden, Fungiziden, im Hochdurchsatzverfahren (High Througput Screening) ebenso verwendet werden wie für toxikologische Studien, zum Beispiel mittels Zellen, Insekten oder Pflanzen. Sie ist weiterhin einsetzbar zur Kontrolle oder Überwachung von biotechnologischen Produktionsanlagen, wie z. B. Fermentationsprozessen, oder zur Kontrolle oder Überwachung von biologischen Aktivitäten in Proben wie Erde, Nährmittel und verschiedenen Auszügen.Possible Areas of use are the checking of metabolic activities of organisms or tissues or cells, incubated or cultured in microtiter plates by measuring gas formation or gas consumption in the reaction vessel and / or Measurement of auto-induced, laser-induced or light-induced Fluorescence and / or bioluminescence of cell components, structural compositions, genetic material, fluorescent dyes and / or others Components the most cellular Share in metabolism or be influenced by metabolic processes, z. B. the activation of fluorescence. The invention can be to determine reporter gene expression, such as. B. GFP use. Another use comprises the measurement of cell survival rates or enzyme activities. The invention can also be used to measure the influence of sample compositions or physiological conditions on metabolic steps or metabolic activities, Breathing or cell survival serve. Another use of the invention is in the study of the influence on cells of special additives like special nutrients, synthetic or natural Chemicals, special plasmids or cells, enzymes or organisms etc. Furthermore, the invention can be used to detect gases which in vitro or in vivo during the Course of biochemical, chemical or metabolic reactions form, serve. The invention can be for the Detection of bacterial contamination in food or blood samples use. You can by drug search, such. B. the search for Pharmaceuticals, herbicides, fungicides, in the high throughput process (High Througput screening) can be used as well as for toxicological Studies, for example using cells, insects or plants. she can still be used to control or monitor biotechnological production facilities, such as B. fermentation processes, or for control or monitoring of biological activities in samples such as soil, nutrients and different extracts.

Im Stand der Technik existieren bereits Anordnungen von Reaktionsgefäßen, meist in der Form von Multiwells in Mikrotiter-Platten. Diese können in der Regel auch bezüglich der Temperatur gesteuert werden. Nachteilig an diesen Anordnungen ist die Tatsache, daß die einzelnen Reaktionsgefäße keine abgeschlossenen Systeme bilden, in denen eine Analyse hinsichtlich der Reaktionen, insbesondere der Reaktionsgase, stattfinden kann.Already exist in the prior art Arrangements of reaction vessels, mostly in the form of multiwells in microtiter plates. These can be found in the Rule also regarding the temperature can be controlled. A disadvantage of these arrangements is the fact that the individual tubes not closed Form systems in which an analysis of reactions, especially the reaction gases can take place.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung einer Vielzahl von verschlossenen Reaktionsgefäßen, eines eines Verschlusses hierfür sowie eines Verfahrens mit der Möglichkeit der Messung von Reaktionsparametern, insbesondere der Analyse und Quantifizierng von Reaktionsgasen, durch ein direkt verwendbares Signal in den einzelnen Reaktionsgefäßen vorzustellen.The object of the invention is a Arrangement of a plurality of sealed reaction vessels, one a closure for this as well as a procedure with the possibility the measurement of reaction parameters, in particular the analysis and Quantification of reaction gases by a directly usable one Introduce the signal in the individual reaction vessels.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtungen nach Anspruch 1 oder 19 sowie durch das Verfahren nach Anspruch 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.This task is accomplished by the devices Claim 1 or 19 and solved by the method according to claim 20. advantageous Developments of the devices according to the invention and the method according to the invention are in the respective dependent claims given.

Die Aufgabe wird gelöst, indem zu der Anordnung der Reaktionsgefäße ein entsprechender Deckel bzw. eine entsprechende Verschlußvorrichtung, die passend zu der Anordnung der Reaktionsgefäße eine Anordnung von Verschlußelementen enthält, bereitgestellt wird. In zumindest einem Teil der Verschlußelemente ist für jedes Verschlußelement ein Detektorsystem integriert, das die Messung der Reaktionsparameter in dem durch das jeweilige Verschlußelement verschlossene Reaktionsgefäß ermöglicht. Die Detektorsysteme können beispielsweise aus faseroptischen Sensoren und/oder Gasdetektoren bestehen. Für letztere ist es erforderlich, daß sie mit dem Gasraum des Reaktionsgefäßes in Verbindung stehen. Außerdem ist es im Zusammenhang mit der Gasdetektion vorteilhaft, die einzelnen Verschlußelement so zu gestalten, daß ein gasdichtes Verschließen der Reaktionsgefäße möglich ist. Die Reaktionsgefäße sollten dazu in ihrer Temperatur gesteuert werden, damit temperaturerzeugte Druckeffekte nicht auftreten. Hierzu kann beispielsweise die Anordnung von Reaktionsgefäßen, der Verschluß oder beides für jedes oder einzelne der Reaktionsgefäße und/oder Verschlußelemente einzeln oder auch für alle gemeinsam temperierbar sein. Eine bevorzugte Ausführung ist ein Regelkreis zwischen Temperatureinstellung und Gasdetektion. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Anordnung von Reaktionsgefäßen und/oder der Verschluß geschüttelt werden können.The task is solved by a corresponding lid for the arrangement of the reaction vessels or a corresponding closure device that matches the arrangement of the reaction vessels Includes arrangement of closure elements provided becomes. In at least part of the closure elements is for each closure element integrated a detector system that measures the reaction parameters in the reaction vessel sealed by the respective closure element. The detector systems can for example from fiber optic sensors and / or gas detectors consist. For the latter requires that they be connected to the gas space of the reaction vessel stand. Moreover it is advantageous in connection with gas detection, the individual closure element to be designed so that a gas-tight sealing of the reaction vessels is possible. The reaction vessels should to be controlled in their temperature so that temperature generated Printing effects do not occur. For this purpose, the arrangement can, for example of reaction vessels, the Closure or both for each or each of the reaction vessels and / or closure elements individually or for all can be tempered together. A preferred embodiment is a control loop between temperature setting and gas detection. Furthermore, it is advantageous if the arrangement of reaction vessels and / or the closure can be shaken can.

Ein Teil der in der Verschlußvorrichtung enthaltenen Verschlußelemente kann auch mit gasdichten Injektionsporen ausgestattet sein, durch die zum Beispiel mittels Injektionsnadeln feste, flüssige und gasförmige Stoffe oder Komponenten in den Reaktionsraum zugegeben werden können, ohne die Gasdichte im Reaktionsraum zu verändern.Part of the in the closure device included closure elements can also be equipped with gas-tight injection pores for example solid, liquid and gaseous substances by means of injection needles or components can be added to the reaction space without to change the gas density in the reaction space.

Wird die Anordnung von Reaktionsgefäßen mit einer erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung verschlossen, ist die parallele, und unabhängige Messung der in den Reaktionsgefäßen stattfindenden Reaktionen möglich. Das Konzept läßt sich auch auf Reaktionsgefäße, wie die Multiwell-Struktur von Mikrotiter-Platten, übertragen. Wenn das Detektorsystem entsprechend gewählt worden ist, kann auch eine Detektion von mehreren Gasen oder anderen Reaktionsparametern in ein und demselben Reaktionsgefäß der Anordnung von Reaktionsgefäßen bzw. ein und demselben Näpfchen der Multiwell-Struktur einer Mikrotiter-Platte durchgeführt werden (multiplexing).If the arrangement of reaction vessels is sealed with a closure device according to the invention, the parallel and independent measurement of the reactions taking place in the reaction vessels is possible. The concept can also be applied to reaction vessels, such as the multiwell structure of microtiter plates. If the detector system has been selected accordingly, a detection of several gases or other reaction parameters can be carried out in one and the same reaction onsgefäß the arrangement of reaction vessels or one and the same well of the multiwell structure of a microtiter plate are carried out (multiplexing).

Erfindungsgemäß kann auch die zu bestimmende Größe, beispielsweise die Gaskonzentration, nicht nur bei der untersuchten Reaktion selbst sich ändern, sondern auch in einer nachgeschalteten Folgereaktion oder Umsetzung (z. B. einer enzymatischen Umsetzung) generiert bzw. geändert werden.According to the invention, the one to be determined can also be determined Size, for example the gas concentration, not only in the reaction itself change, but also in a subsequent follow-up reaction or implementation (e.g. an enzymatic conversion) can be generated or changed.

Die Erfindung löst somit das Problem, eine parallele und unabhängige Analyse von Reaktionsparametern in einer Vielzahl von abgeschlossenen Reaktionsräumen gegeben durch Reaktionsgefäße oder durch die Multiwells einer Mikrotiter-Platten durchzuführen. Die folgenden Ausführungsbeispiele und Abbildungen stellen Einzelheiten der Erfindung dar.The invention thus solves the problem of a parallel one and independent Analysis of reaction parameters in a large number of closed reaction rooms through reaction vessels or through the multiwells of a microtiter plate. The following embodiments and Illustrations illustrate details of the invention.

1 zeigt eine erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung einer Multiwell-Mikrotiterplatte mit integrierten Sensoren in den Verschlußelementen. 1 shows an inventive closure device of a multiwell microtiter plate with integrated sensors in the closure elements.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform der parallelen Gasdetektion, in der die Detektionssysteme auf der dem Reaktionsraum abgewandten Seite der Verschlußelemente angeordnet sind. 2 shows an embodiment of the parallel gas detection according to the invention, in which the detection systems are arranged on the side of the closure elements facing away from the reaction space.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung mit in den Verschlußelementen integrierten Wärmetönungssensoren (Pellistoren). 3 shows a closure device according to the invention with integrated heat tone sensors (pellistors) in the closure elements.

4 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung mit in den Verschlußelementen integrierten chemischen Sensoren. 4 shows a closure device according to the invention with chemical sensors integrated in the closure elements.

5 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung mit in den Verschlußelementen integrierten elektrochemischen Sensoren. 5 shows a closure device according to the invention with electrochemical sensors integrated in the closure elements.

5a zeigt eine erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung mit in den Verschlußelementen integrierten amperometrischen Sensoren. 5a shows a closure device according to the invention with amperometric sensors integrated in the closure elements.

6 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung, deren Verschlußelemente Kondensatoren zur Detektion von Ladungsträgern in dielektrischen Feldern aufweisen. 6 shows a closure device according to the invention, the closure elements of which have capacitors for the detection of charge carriers in dielectric fields.

7 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung mit in den Verschlußelementen integrierten Metalloxid-Halbleitersensor. 7 shows a closure device according to the invention with integrated in the closure elements metal oxide semiconductor sensor.

8 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung mit in den Verschlußelementen integrierten Infrarot-Sensoren. 8th shows a closure device according to the invention with infrared sensors integrated in the closure elements.

Im folgenden werden für gleiche oder ähnliche Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet.The following are for same or similar Elements same or similar Reference numerals used.

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Im Ausführungsbeispiel 1 (1) ist eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen in Form von Näpfchen 2 in einer Multiwell-Struktur 1 einer Mikrotiter-Platte angeordnet. Passend zur Anordnung der Näpfchen 2 existiert eine Anordnung von in einer Verschlußvorrichtung 4 integrierten Verschlußelementen 30, von denen eines beispielhaft in 1 als Auszug dargestellt ist. Die dem Reaktionsraum der Reaktionsgefäße zugewandte Unterseite 302 des beispielhaften Verschlußelementes 30 ist nicht plan, sondern zur Außenseite 303 konzentrisch konvex abgerundet. Das Innere der Unterseite weist eine der Aufnahme eines Detektorsystems 60 dienende Ausnehmung 304 auf. Die Näpfchen 2 können mit der Verschlußvorrichtung 4 allesamt jeweils für sich gasdicht verschlossen werden, denn der Bereiche der konvex abgerundeten Außenseite 303 der Unterseite 302 eines solchen Verschlußelementes 30 ist derart gestaltet, daß es das betreffende Näpfchen gasdicht an dessen oberen Rand verschließt. Dies kann z. B. durch eine in die konvexe Außenseite 303 der Unterseite des Verschlußelementes eingelassene ringförmige Gummilippe, die auf dem Rand des jeweilige Näpfchens aufliegt, verwirklicht werden. Hierdurch kann eine Detektion der Reaktionsgase in den einzelnen Reaktionsräumen der Näpfchen über an die den Reaktionsräumen zugewandten Seiten der Verschlußelemente 30 angebrachten Sensoren 60 stattfinden. Die dem Reaktionsraum abgewandte Oberseite 301 der Verschlußelemente ist in diesem Beispiel plan.In embodiment 1 ( 1 ) is a large number of reaction vessels in the form of cups 2 in a multiwell structure 1 a microtiter plate. Suitable for the arrangement of the cells 2 there is an arrangement of in a closure device 4 integrated locking elements 30 , one of which is exemplary in 1 is shown as an extract. The underside facing the reaction space of the reaction vessels 302 of the exemplary closure element 30 is not flat, but to the outside 303 concentrically rounded convex. The inside of the underside has a receptacle for a detector system 60 serving recess 304 on. The cups 2 can with the locking device 4 all of them are sealed gas-tight, because the areas of the convex rounded outside 303 the bottom 302 of such a closure element 30 is designed in such a way that it seals the well in question gas-tight at its upper edge. This can e.g. B. by in the convex outside 303 the underside of the closure element recessed annular rubber lip, which rests on the edge of the respective cup, can be realized. As a result, the reaction gases can be detected in the individual reaction spaces of the wells via the sides of the closure elements facing the reaction spaces 30 attached sensors 60 occur. The top facing away from the reaction space 301 the closure elements are flat in this example.

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

Ähnlich wie im Ausführungsbeispiel 1 zeigt 2 eine Multiwell-Mikrotiter-Plate 1, in dem eine Vielzahl von Näpfchen bzw. Reaktionsgefäßen 2 angeordnet sind. Eine passende Anordnung von in einer gemeinsamen Verschlußvorrichtung 4 integrierten Verschlußelementen 30 garantiert eine gasdichte Verschließung der Reaktionsgefäße bzw. Näpfchen 2. Anders als in Ausführungsbeispiel 1 sind die Detektorsysteme 60 an die den Reaktionsräumen abgewandten Oberseiten 301 der Verschlußelemente 30 angebracht. Die Oberseite der Verschlußelemente 301 sind dementsprechend nicht schlüssig plan, sondern weisen eine zusätzliche das Detektorsystem 60 gasdicht umschließende Ausstülpung 317 auf. Die Unterseiten 302 der Verschlußelemente 30 sind nicht plan, sondern nach außen abgerundet. Die Unterseiten der Verschlußelemente weisen eine Ausnehmung 304 auf, deren Seitenwand 303 abgerundet sind. In dieser Ausnehmung ist eine gasdiffusions-offene, durch das Verschlußelement 30 bis zur Detektoreinheit 60 reichende Leitung 7 zum Verbinden des jeweiligen Reaktionsraumes mit dem Detektorsystem 60 angeordnet.Similar to that shown in embodiment 1 2 a multiwell microtiter plate 1 , in which a variety of wells or reaction vessels 2 are arranged. A suitable arrangement of in a common locking device 4 integrated locking elements 30 guarantees a gas-tight closure of the reaction vessels or cells 2 , The detector systems are different than in exemplary embodiment 1 60 to the tops facing away from the reaction spaces 301 the closure elements 30 appropriate. The top of the fastener 301 are therefore not conclusively plan, but have an additional detector system 60 gastight enclosing protuberance 317 on. The subpages 302 the closure elements 30 are not flat, but rounded off to the outside. The undersides of the closure elements have a recess 304 on whose side wall 303 are rounded. In this recess is a gas diffusion open, through the closure element 30 to the detector unit 60 reaching line 7 for connecting the respective reaction space with the detector system 60 arranged.

Ausführungsbeispiel 3Embodiment 3

Im Ausführungsbeispiel 3 (3) wird eine eine Vielzahl von Verschlußelementen 30 anordnende Verschlußvorrichtung 4 zum Verschließen einer Mikrotiterplatte ähnlich der des Beispiels 1 verwendet. Insbesondere entspricht die Anordnung des Detektorsystems 60 in dem Verschlußelement 30 der in Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Anordnung: Hierbei ist an den den Reaktionsräumen zugewandten Seiten 304 der Verschlußelemente 30 jeweils ein Detektorsystem 60 bestehend aus Wärmetönungssensoren (Pellistoren) angebracht. Dieses besteht aus einer auf folgende Weise aufgebaute Vielfachschicht: Auf eine Membran 622 ist eine Silizium-Dioxid-Schicht 623 und eine Sensorschicht 624 angeordnet. An der Grenzschicht zwischen Siliziumdioxid und Membran ist in die Siliziumdioxid-Schicht eine Platinheizbahn mit Palladium 627 integriert, der über (zwei in die Oberseite 301 des Verschlußelementes 30 eingeführte Leitungen 625a und 625b und) die Siliziumdioxidschicht resistiv Wärme zugeführt werden kann und die Temperaturen zwischen 40°C und 1000°C annehmen kann. An der zum Reaktionsraum gewandten Unterseite der Membran von der Seitenwand der Ausnehmung 304 der Unterseite 302 des Verschlußelementes 30 umfaßt ist eine ringförmige Schicht 621 aus Silizium angebracht. Der Gasnachweis erfolgt kalorimetrisch. Das Gas verbrennt an der Oberfläche des als Katalysator wirkenden Palladiums. Man mißt dann die Verminderung der an die mit Palladium überzogene Platinheizbahn 627 abgegebene Heizleistung, mit der es möglich ist die über die Sensor schicht 624 und die zwei in die Oberseite 301 des Verschlußelementes 30 eingeführten Sensorkontakte 625a und 625b gemessene Temperatur konstant zu halten. Alternativ zu diesem isothermischen Meßverfahren läßt sich in einem nicht isothermischen Verfahren auch direkt die Temperaturerhöhung bei konstanter Heizleistung ermitteln.In embodiment 3 ( 3 ) is a variety of closure elements 30 arranging locking device 4 for closing a microtiter plate similar to that of the example 1 used. The arrangement of the detector system corresponds in particular 60 in the closure element 30 the in Embodiment 1 described arrangement: Here is on the sides facing the reaction spaces 304 of the closure elements 30 one detector system each 60 consisting of heat tone sensors (pellistors) attached. This consists of a multilayer built up as follows: on a membrane 622 is a silicon dioxide layer 623 and a sensor layer 624 arranged. At the boundary layer between silicon dioxide and membrane there is a platinum heating track with palladium in the silicon dioxide layer 627 integrated, which over (two in the top 301 of the closure element 30 introduced lines 625a and 625b and) the silicon dioxide layer can be resistively supplied with heat and can assume the temperatures between 40 ° C and 1000 ° C. On the underside of the membrane facing the reaction space from the side wall of the recess 304 the bottom 302 of the closure element 30 an annular layer is included 621 made of silicon. The gas detection is calorimetric. The gas burns on the surface of the palladium, which acts as a catalyst. The reduction in the platinum heating path coated with palladium is then measured 627 emitted heating power with which it is possible to layer over the sensor 624 and the two in the top 301 of the closure element 30 introduced sensor contacts 625a and 625b to keep the measured temperature constant. As an alternative to this isothermal measuring method, the temperature increase with constant heating power can also be determined directly in a non-isothermal method.

Ausführungsbeispiel 4Embodiment 4

Auch im Ausführungsbeispiel 4 (4) handelt es sich um in einer Verschlußvorrichtung 4 angeordnete Verschlußelemente 30 zum Verschließen einer Multiwell-Struktur einer Mikrotiterplatte. Dabei werden als Detektoren 60 in den Verschlußelementen chemische Sensoren verwendet. Dies wird erreicht, indem in der auf der dem Reaktionsgefäß zugewandten Unterseite 302 des Verschlußelementes 30 angebrachten Ausnehmung 304 eine gasporöse Matrix 638 angeordnet ist. Der von der Ausnehmung 304 ausgesparte Teil der Verschlußelementunterseite 302 ist zur Außenseite des Verschlußelementes 30 hin und an der Innenwandung der Ausnehmung 304 konvex zu Bildung einer Dichtlippe abgerundet. Die gasporöse Matrix 638 enthält eine Indikator-Substanz 639. Dringt ein zu detektierendes Gas in die gasporöse Matrix 638, findet eine Farbveränderung der Indikator-Substanz durch die Wechselwirkung zwischen diesem Gas und der Indikator-Substanz 639 statt. Die Intensität der Farbveränderung ist ein Maß für die Konzentration oder Menge Gases in dem Reaktionsgefäß. Beispielhaft ist die Verwendung von Kaliumpermanganat als Indikatorsubstanz zur Detektion von Ethen oder fluoreszierende Farbstoffe als Indikatorsubstanz zur Detektion von Sauerstoff oder aktivierten Molekülen denkbar.Also in embodiment 4 ( 4 ) it is in a closure device 4 arranged closure elements 30 for sealing a multiwell structure of a microtiter plate. Doing so as detectors 60 chemical sensors are used in the closure elements. This is achieved by in the bottom of the reaction vessel facing 302 of the closure element 30 attached recess 304 a gas porous matrix 638 is arranged. The one from the recess 304 recessed part of the underside of the closure element 302 is to the outside of the closure element 30 to and on the inner wall of the recess 304 rounded convex to form a sealing lip. The gas porous matrix 638 contains an indicator substance 639 , A gas to be detected penetrates the gas-porous matrix 638 , the indicator substance changes color due to the interaction between this gas and the indicator substance 639 instead of. The intensity of the color change is a measure of the concentration or amount of gas in the reaction vessel. For example, the use of potassium permanganate as an indicator substance for the detection of ethene or fluorescent dyes as an indicator substance for the detection of oxygen or activated molecules is conceivable.

Ausführungsbeispiel 5Embodiment 5

5 zeigt die Verwendung von elektrochemischen Sensoren 60 in den Verschlußelementen 30 der erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung 4. Die Implementation des elektrochemischen Sensors 60 findet ähnlich wie in Beispiel 4 über eine gasporöse Matrix 638, die auf der Unterseite 302 des jeweiligen Verschlußelementes 30 auf der zum Reaktionsgefäß hingewandten Seite angebracht ist, statt. Die gasporöse Matrix 638 dient dabei als Ummantelung für ein elektrolytisches Gel 639, das zwei von der Außenseite 301 des Verschlußelementes 30 eingelassene Elektroden 645 verbindet. In die gasporöse Matrix des elektorlytisch agierenden Gels ist eine Indikatorsubstanz für das nachzuweisende Gas enthalten. Die Reaktion von nachzuweisendem Gas und Indikatorsubstanz setzt Ionen frei, die an die Meßelektrode wandern und dort Elektronen abgeben oder aufnehmen. Nachzuweisende Gase können auch direkt an der Elektrode oxidiert bzw. reduziert werden. Das aus diesen beiden Prozessen an den beiden Elektroden zu messende elektrische Signal ist der nachzuweisenden Gasmenge proportional. 5 shows the use of electrochemical sensors 60 in the closure elements 30 the closure device according to the invention 4 , The implementation of the electrochemical sensor 60 takes place similarly to example 4 over a gas porous matrix 638 that on the bottom 302 of the respective closure element 30 is attached to the side facing the reaction vessel instead. The gas porous matrix 638 serves as a coating for an electrolytic gel 639 , the two from the outside 301 of the closure element 30 embedded electrodes 645 combines. An indicator substance for the gas to be detected is contained in the gas-porous matrix of the electorally acting gel. The reaction of the gas to be detected and the indicator substance releases ions which migrate to the measuring electrode and release or take up electrons there. Gases to be detected can also be oxidized or reduced directly on the electrode. The electrical signal to be measured from these two processes at the two electrodes is proportional to the amount of gas to be detected.

Die elektrochemischen Sensoren können in Abhängigkeit davon, welche elektrische Größe gemessen wird, als potentiometrische, konduktometrische oder amperometrische Sensoren klassifiziert werden.The electrochemical sensors can be dependent of what electrical quantity is measured is used as a potentiometric, conductometric or amperometric Sensors are classified.

In diesem Ausführungsbeispiel soll auf die spezielle Form der amperometrischen Sensoren eingegangen werden. Ein solcher Sensor kann in einer speziellen Ausführung nach 5a zwei poröse, horizontal angeordnete Elektroden 645 und eine in deren Elektrodenraum angeordnete semipermeable Membran 646 aufweisen. Die Elektroden sind über zwei in das betreffende Ver schlußelement eingelassene elektrische Leitungen 625 mit einer außerhalb des Verschlußelementes und außerhalb des Reaktionsgefäßes liegenden Spannungsquelle und mit einem außerhalb des Verschlußelementes und außerhalb des Reaktionsgefäßes liegenden Amperemeter 626 verbunden.In this exemplary embodiment, the special shape of the amperometric sensors will be discussed. Such a sensor can be in a special version 5a two porous, horizontally arranged electrodes 645 and a semipermeable membrane arranged in its electrode space 646 exhibit. The electrodes are over two in the relevant closure element embedded electrical lines 625 with a voltage source located outside the closure element and outside the reaction vessel and with an ammeter located outside the closure element and outside the reaction vessel 626 connected.

In diesem Beispiel nachzuweisendes, aus α-Ketomethiolbuttersäure freigesetztes Ethylen oxidiert an der porösen Kathode bei gleichzeitigem Kontakt mit im elektrolytischen Gel gelösten als Indikator dienenden Kaliumpermanganat. Das Kaliumpermanganat wird zu Mn 2+-Ionen reduziert und wandert zur Anode. Die Größe des resultierenden am Amperemeter 626 meßbaren Innenstromes gibt Auskunft über die Menge des freigesetzten Ethylens. Die semipermeable Membran 646 ermöglicht dabei eine Selektivität der am Innenstrom beteiligten Innenart.Ethylene to be detected in this example, released from α-ketomethiol butyric acid, oxidizes on the porous cathode while simultaneously contacting potassium permanganate dissolved in the electrolytic gel as an indicator. The potassium permanganate is reduced to Mn 2 + ions and migrates to the anode. The size of the resulting ammeter 626 measurable internal current provides information about the amount of released ethylene. The semipermeable membrane 646 enables selectivity of the type of interior involved in the internal current.

Ausführungsbeispiel 6Embodiment 6

6 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung 4 mit einer Vielzahl von angeordneten Verschlußelementen 30. Die Verschlußelemente sind an der dem Reaktionsraum abgewandten Oberseite 301 plan. Auf der Unterseite weisen die Verschlußelement eine Ausnehmung auf, die zur Aufnahme einer gasporösen Matrix 638 dienen. Über die Oberseite 301 der Verschlußelemente sind zwei als Kondensatorplatten 40a, 40b wirkende Elektroden in die gasporöse Matrix 638 eingelassen. Wenn ein Reaktionsraum eines Reaktiongefäßes mit einem solchen Verschlußelement 30 verschlossen wird, können die im Reaktionsraum bestehenden Reaktionsgase ähnliche wie in den vorhergehenden Beispielen in die gasporöse Matrix 638 diffundieren. Beispielsweise ändern sich dann die dielektrischen Eigenschaf ten zwischen den Kondensatorplatten 40a, 40b und damit die kapazitiven Eigenschaften. Je nach den elektrischen Eigenschaften des in die gasporöse Matrix diffundierenden Gases, läßt sich demnach eine Kapazitätsänderung der Kondensatoren messen. Es können hieraus die elektrischen Eigenschaften der Reaktionsgase ermittelt werden. 6 shows a Ver invention circuit device 4 with a variety of arranged closure elements 30 , The closure elements are on the upper side facing away from the reaction space 301 plan. On the underside, the closure element has a recess for receiving a gas-porous matrix 638 serve. Over the top 301 the closure elements are two as capacitor plates 40a . 40b acting electrodes in the gas porous matrix 638 admitted. If a reaction space of a reaction vessel with such a closure element 30 is closed, the reaction gases existing in the reaction space can be similar to the previous examples in the gas-porous matrix 638 diffuse. For example, the dielectric properties between the capacitor plates then change 40a . 40b and thus the capacitive properties. Depending on the electrical properties of the gas diffusing into the gas-porous matrix, a change in capacitance of the capacitors can therefore be measured. The electrical properties of the reaction gases can be determined from this.

Ausführungsbeispiel 7Embodiment 7

7 zeigt ein Verschlußelement, in dessen zum Reaktionsraum weisende Unterseite eine n-halbleitende SnO2-Schicht 628 integriert ist. Auf der dem Reaktionsraum abgewandten Seite ist auf einem Teil der SnO2-Schicht ein integrierter Heizwiderstand 627 angeordnet. Auf einem vom Heizwiderstand unbedeckten Teil der SnO2-Schicht sind zwei Elektroden 645 und damit verbunden zwei in den Raum außerhalb des Verschlußelementes führende elektrische Leitungen angebracht, die unter Vorspannung und einem parallel geschalteten Amperemeter 626 der Leitfähigkeitsmessung der n-halbleitenden SnO2-Schicht dienen. Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich die Temperatur auf der dem Reaktionsraum zugewandten Seite der SnO2-Schicht 628a über den integrierten Heizwiderstand 627 einstellen. Bei korrekter Temperatureinstellung kommt es zur Chemosorption des nachzuweisenden Gases an der dem Reaktionsraum zugewandten Seite 628a der SnO2-Schicht 628, die eine Änderung von deren Ladungsträgerdichte hervorruft. Darauf basierend ist die sich ändernde Leitfähigkeit der SnO2-Schicht ein Maß für die Menge des zu detektierenden Gases. 7 shows a closure element, in the underside facing the reaction space an n-semiconducting SnO 2 layer 628 is integrated. On the side facing away from the reaction space, there is an integrated heating resistor on part of the SnO 2 layer 627 arranged. There are two electrodes on a part of the SnO 2 layer that is not covered by the heating resistor 645 and connected to it two electrical leads leading into the space outside the closure element, which are under tension and a parallel ammeter 626 serve to measure the conductivity of the n-semiconducting SnO 2 layer. With such a device, the temperature on the side of the SnO 2 layer facing the reaction space can be 628a via the integrated heating resistor 627 to adjust. If the temperature is set correctly, the gas to be detected chemosorbs on the side 628a of the SnO 2 layer facing the reaction space 628 which causes a change in their carrier density. Based on this, the changing conductivity of the SnO 2 layer is a measure of the amount of the gas to be detected.

Ausführungsbeispiel 8Embodiment 8

Die Absorption der Reaktionsgase einer Vielzahl von parallel verlaufenden Reaktionen kann über die in 8 dargestellte Anordnung gemessen werden. In 8 ist eine Vielzahl von Verschlußelementen 30 in einer Verschlußvorrichtung 40 derart angeordnet, daß die Verschlußelemente die einzelnen Näpfchen einer Mikrotiterplatte verschließen. 8 zeigt in einem Auszug ein Reaktionsgefäß bzw. Näpfchen 76 zusammen mit einem Verschlußelement 30. An dem Verschlußelement 30 ist ein in den Reaktionsraum des Reaktionsgefäßes ragender konkaver Spiegel 87 angebracht. Außerdem weist das Verschlußelement einen ersten Hohlraum 78a und einen zweiten Hohlraum 79a auf, die zur Unterseite 302 des Verschlußelements mit einem ersten Fenster 78b und einem zweiten Fenster 79b verschlossen sind. Auf der Oberseite des Verschlußelementes ist eine breitbandige, infrarote Lichtquelle 97 derart angebracht, daß die von dieser Lichtquelle ausgesandte Strahlung in den ersten Hohlraum 78a fällt und darauffolgend das erste den Hohlraum 78a verschließende Fenster 78b durchtritt, um dann in den Reaktionsraum des betreffenden Näpfchen zu fallen. Ein Strahlteiler 88 ist in den zweiten Hohlraum 79a des Verschlußelementes 30 integriert. Im Verschlußelement 30 sind außerdem an die Wände des zweiten Hohlraumes 79a anschließend zwei Detektoren 98a, 99a angeordnet. Die Detektoren 98a, 99a sind mit zwei Filter 98b, 99b versehen. Der Lichtstrahl der infraroten Lichtquelle 97 fällt in den Reaktionsraum des Näpfchens 76 in der oben beschriebenen Weise und wird mittels des konkaven Spiegels 87 auf den Strahlteiler reflektiert. Ein Teil des vom Spiegel 87 reflektierten Lichtstrahls durchläuft den Strahlteiler, tritt durch den Referenzfilter 98b und wird durch den Detektor 98a detek tiert. Der restliche Teil des vom Spiegel 87 reflektierten Lichtstrahls reflektiert am Strahlteiler, tritt durch den Filter 99b und wird durch den Detektor 99a detektiert. Da der Filter 99b nur Licht der Wellenlänge der zu untersuchenden Absorption durchläßt und der Referenzfilter 98b nur für Licht einer Wellenlänge außerhalb der Absorptionswellenlänge transparent ist, ist das Verhältnis der von beiden Detektoren 99a, 99b gemessenenen Intensitäten abhängig von der zu untersuchenden Absorption des Lichtstrahls in dem Reaktionsgefäß. Es läßt sich also aus dem Intensitätsverhältnis der beiden Detektorsignale ein normalisiertes Absorptionssignal ermitteln.The absorption of the reaction gases of a large number of reactions running in parallel can be determined via the in 8th shown arrangement can be measured. In 8th is a variety of fasteners 30 in a closure device 40 arranged such that the closure elements close the individual wells of a microtiter plate. 8th shows an extract of a reaction vessel or well 76 together with a closure element 30 , On the closure element 30 is a concave mirror protruding into the reaction chamber of the reaction vessel 87 appropriate. In addition, the closure element has a first cavity 78a and a second cavity 79a on that to the bottom 302 of the closure element with a first window 78b and a second window 79b are closed. On the top of the closure element is a broadband, infrared light source 97 attached such that the radiation emitted by this light source into the first cavity 78a and then the first falls the cavity 78a closing windows 78b passes through, in order to then fall into the reaction space of the well in question. A beam splitter 88 is in the second cavity 79a of the closure element 30 integrated. In the closure element 30 are also on the walls of the second cavity 79a then two detectors 98a . 99a arranged. The detectors 98a . 99a are with two filters 98b . 99b Mistake. The light beam from the infrared light source 97 falls into the reaction space of the well 76 in the manner described above and by means of the concave mirror 87 reflected on the beam splitter. Part of that from the mirror 87 reflected light beam passes through the beam splitter, passes through the reference filter 98b and is through the detector 98a detected. The rest of that from the mirror 87 reflected light beam reflects on the beam splitter, passes through the filter 99b and is through the detector 99a detected. Because the filter 99b transmits only light of the wavelength of the absorption to be examined and the reference filter 98b the ratio of both detectors is only transparent to light of a wavelength outside the absorption wavelength 99a . 99b measured intensities depending on the absorption of the light beam to be examined in the reaction vessel. A normalized absorption signal can thus be determined from the intensity ratio of the two detector signals.

Claims (36)

Verschlußvorrichtung zum Verschließen einer Anordnung mit einer Vielzahl von Reaktionsgefäßen, wobei die Verschlußvorrichtung eine Vielzahl von einzelnen Verschlußelementen aufweist, die derart angeordnet sind, daß durch jedes dieser Verschlußelemente jeweils ein Reaktionsgefäß verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens zwei Verschlußelementen jeweils ein Detektorsystem angebracht ist, mit dem eine Messung in dem zum jeweiligen Verschlußelement gehörenden Reaktionsraum durchführbar ist.Closure device for closing an arrangement with a plurality of reaction vessels , the closure device having a plurality of individual closure elements which are arranged in such a way that a reaction vessel can be closed by each of these closure elements, characterized in that a detector system is attached to at least two closure elements , with which a measurement can be carried out in the reaction space belonging to the respective closure element. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Detektorsystem mindestens einen faseroptischen Sensor enthält.Device according to claim 1, characterized in that at least a detector system contains at least one fiber optic sensor. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der faseroptische Sensor zur Detektion von Fluoreszenz oder Chemolumineszenz, die im zum Sensor gehörigen Reaktionsraum emittiert werden, dient.Apparatus according to claim 2, characterized ge indicates that the fiber-optic sensor is used to detect fluorescence or chemiluminescence, which are emitted in the reaction space belonging to the sensor. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente derart ausgebildet sind, daß die jeweiligen Reaktionsräume durch die Verschlußelemente gasdicht verschließbar oder gasdicht verschlossen sind.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that the closure elements are designed such that the respective reaction spaces through the closure elements lockable gas-tight or are sealed gas-tight. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente derart ausgebildet sind, daß mindestens eines der Verschlußelemente mindestens eine Injektionspore enthält.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the closure elements are designed such that at least one of the closure elements contains at least one injection pore. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektorsystem mindestens eines Verschlußelementes einen Gasdetektor aufweist, der in gasdiffusionsoffener Verbindung mit der dem Reaktionsraum zugewandten Seite des Verschlußelementes steht.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that the Detector system of at least one closure element a gas detector has that in gas diffusion open connection with that of the reaction space facing side of the closure element stands. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdetektor auf der zum Reaktionsraum des Reaktionsgefässes zugewandten Seite des Verschlusses angeordnet ist.Device according to the preceding claim, characterized characterized in that the Gas detector on the side facing the reaction chamber of the reaction vessel Side of the closure is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdetektor auf der dem Reaktionsraum abgewandten Seite des Verschlusses oder im Innern des Verschlusses angeordnet ist, wobei eine durch das Innere des Verschlusses verlaufende gasdiffusions-offene Verbindung den Gasdetektor mit der dem Reaktionsraum zugewandten Seite des Verschlußelementes verbindet.Apparatus according to claim 6, characterized in that the Gas detector on the side of the closure facing away from the reaction space or is arranged inside the closure, one through the Interior of the closure running gas diffusion open connection the gas detector with the side of the reaction chamber facing the closure element combines. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektorsystem mindestens einen Halbleitersensor aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that at least a detector system has at least one semiconductor sensor. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektorsystem mindestens einen chemischen Sensor aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that at least a detector system has at least one chemical sensor. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektorsystem mindestens einen elektrochemischen Sensor aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that at least a detector system has at least one electrochemical sensor. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektorsystem mindestens einen die Bewegung von Ladungsträgern analysierenden Detektor aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that at least a detector system at least one analyzing the movement of charge carriers Has detector. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektorsystem mindestens einen Metalloxid-Halbleitersensor aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that at least a detector system at least one metal oxide semiconductor sensor having. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektorsystem mindestens einen Infrarot-Sensor aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that at least a detector system has at least one infrared sensor. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Sensor eine in einer gasporösen Matrix eingebetteten Indikatorsubstanz aufweist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the chemical sensor an indicator substance embedded in a gas-porous matrix having. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Indikatorsubstanz fluoreszierende Farbstoffe zur Detektion von Sauerstoff oder aktivierter Moleküle dienen.Apparatus according to claim 15, characterized in that as Indicator substance fluorescent dyes for the detection of oxygen or activated molecules serve. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrochemische Sensor eine in einer elektrolytischen gelartigen gasporösen Matrix oder in einem durch eine gasporöse Membran oder sonstige gasporöse Schicht vom Reaktionsraum abgetrennten, vorzugsweise flüssigen Elektrolyten eingebettete Indikatorsubstanz aufweist, wobei in die gasporöse Matrix zwei Elektroden eingelassen sind.Device according to claim 11, characterized in that the electrochemical sensor one in an electrolytic gel-like gas porous Matrix or in a through a gas porous membrane or other gas porous layer embedded, preferably liquid electrolytes separated from the reaction space Indicator substance, wherein two electrodes are embedded in the gas-porous matrix. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Indikatorsubstanz Kaliumpermanganat zur Detektion von Ethen dient.Device according to claim 15 or 17, characterized in that that as Indicator substance potassium permanganate is used for the detection of ethene. Vorrichtung zur Durchführung von einer Vielzahl von parallelen Reaktionen mit einer Anordnung einer Vielzahl von Reaktionsgefäßen sowie einer Verschlußvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Device for carrying out a variety of parallel reactions with an arrangement of a large number of reaction vessels as well a locking device according to one of the preceding claims. Verfahren zur Durchführung einer Vielzahl von in getrennten Reaktionsgefäßen stattfindenden, parallelen Reaktionen, wobei die Reaktionsgefäße Teil einer Anordnung einer Vielzahl von Reaktionsgefäßen sind und diese Anordnung zumindest teilweise durch eine Anordnung einer Vielzahl von Verschlußelementen verschlossen wird und Messungen bezüglich mindestens zwei der Reaktionen mit Hilfe von in den diese Reaktionsräume verschließenden Verschlußelementen angeordneten Detektorsystemen durchgeführt werden.Procedure for performing a variety of in separate reaction vessels taking place, parallel Reactions, the reaction vessels being part of an arrangement of a Variety of reaction vessels are and this arrangement at least in part by an arrangement of a Variety of closure elements is closed and measurements relating to at least two of the reactions with the aid of closure elements closing these reaction spaces arranged detector systems are performed. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19 benutzt wird.A method according to claim 20, characterized in that a Device according to one of the claims 1 to 19 is used. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der vorgehenden Ansprüche zur Überwachung von metabolischen Aktivitäten von Organismen oder Gewebe oder Zellen, insbesondere inkubiert oder kultiviert in Mikrotiter platten.Use of a device and / or a method according to one of the preceding claims for monitoring metabolic activities of organisms or tissues or cells, ins special incubated or cultured in microtiter plates. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem Ansprüche 1 bis 21 zur Überwachung von autoinduzierter Fluoreszenz, lichtinduzierter Fluoreszenz und/oder laserinduzierter Fluoreszenz und/oder Biolumineszenz von Zellen, Zellkomponenten und/oder Zusammensetzungen, die Anteil am zellulären Metabolismus, wie z. B. NADH, haben, und/oder strukturellen Zusammensetzungen und/oder genetischem Material und/oder fluoreszierenden Farbstoffen.Use of a device and / or a method according to a claims 1 to 21 for monitoring of auto-induced fluorescence, light-induced fluorescence and / or laser-induced fluorescence and / or bioluminescence of cells, cell components and / or compositions that contribute to cellular metabolism, such as. B. NADH, have, and / or structural compositions and / or genetic Material and / or fluorescent dyes. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Überwachung der Reporter-Gen-Expression.Use of a device and / or a method according to one of the claims 1 to 21 for monitoring the reporter gene expression. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Überwachung von Zellüberlebensraten.Use of a device and / or a method according to one of the claims 1 to 21 for monitoring of cell survival rates. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Überwachung von Enzymaktivitäten.Use of a device and / or a method according to one of the claims 1 to 21 for monitoring of enzyme activities. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Überwachung von metabolischen Schritten oder metabolischen Aktivitäten, Atmung oder Zellüberlebensraten, in Reaktion auf Testverbindungen oder physiologischen Konditionen.Use of a device and / or a method according to one of the claims 1 to 21 for monitoring of metabolic steps or activities, breathing or cell survival rates, in response to test compounds or physiological conditions. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Detektion von Indikatorgasen aus biochemischen, chemischen oder metabolischen Reaktionen in vitro oder in vivo, wobei die Indikatorgase bei der untersuchten Reaktion selbst entstehen oder durch Nachschalten einer Folgereaktion oder Umsetzung entstehen.Use of a device and / or a method according to one of the claims 1 to 21 for the detection of indicator gases from biochemical, chemical or metabolic reactions in vitro or in vivo, the indicator gases arise in the examined reaction itself or by switching a subsequent reaction or implementation arise. Verwendung nach 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Indikatorgas durch Nachschalten einer enzymatischen Umsetzung entsteht.Use according to 28, characterized in that the indicator gas by adding an enzymatic conversion. Verwendung einer Vorrichtung und eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Überwachung der Detektion von bakteriellen Verunreinigungen von Speisen oder Blutproben.Use of an apparatus and method according to one of the claims 1 to 21 for monitoring the detection of bacterial contamination of food or Blood samples. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zum Überwachen von Fermentationsprozessen.Use of a device and / or a method according to one of the claims 1 to 21 to monitor of fermentation processes. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21, um biologische Aktivitäten in einer Testsubstanz zu überwachen.Use of a device and / or a method according to one of the claims 1 to 21 to biological activities to monitor in a test substance. Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zum Auffinden von Wirkstoffen.Use of a device and / or a method according to one of the claims 1 to 21 for finding active substances. Verwendung nach Anspruch 33 zum Auffinden von Pharmaka, Insektiziden, Herbiziden, Fungiziden, Bacteriziden.Use according to claim 33 for finding pharmaceuticals, Insecticides, herbicides, fungicides, bactericides. Verwendung nach Anspruch 33 oder 34 im Hochdurchsatz Screening Verfahren.Use according to claim 33 or 34 in high throughput Screening process. Verwendung nach einem der Ansprüche 33 bis 35 für toxikologische Studien mittels Zellen, Insekten oder Pflanzen.Use according to one of claims 33 to 35 for toxicological Studies using cells, insects or plants.
DE10248209A 2002-10-16 2002-10-16 Micro-titration plate with number of reaction wells, e.g. for cell analysis, is closed and sealed by plate with plugs to fit into each well in gas-tight seal, and each with sensor for each well Ceased DE10248209A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10248209A DE10248209A1 (en) 2002-10-16 2002-10-16 Micro-titration plate with number of reaction wells, e.g. for cell analysis, is closed and sealed by plate with plugs to fit into each well in gas-tight seal, and each with sensor for each well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10248209A DE10248209A1 (en) 2002-10-16 2002-10-16 Micro-titration plate with number of reaction wells, e.g. for cell analysis, is closed and sealed by plate with plugs to fit into each well in gas-tight seal, and each with sensor for each well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10248209A1 true DE10248209A1 (en) 2004-05-06

Family

ID=32086935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10248209A Ceased DE10248209A1 (en) 2002-10-16 2002-10-16 Micro-titration plate with number of reaction wells, e.g. for cell analysis, is closed and sealed by plate with plugs to fit into each well in gas-tight seal, and each with sensor for each well

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10248209A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004030524A1 (en) * 2004-06-18 2006-01-05 Siemens Ag Reactor array for testing reactions in a reactant has a surface with different reaction parameters and a support plate with a contact side for the surface with reaction spaces for reactors

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994003583A1 (en) * 1992-07-29 1994-02-17 Oncotherapeutics An improved system for electronically monitoring and recording cell cultures
WO1996035940A1 (en) * 1995-05-12 1996-11-14 Novartis Ag Sensor platform and method for the parallel detection of a plurality of analytes using evanescently excited luminescence
WO1999019729A1 (en) * 1997-10-09 1999-04-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for examining cells using the patch-clamp method
WO2000049389A2 (en) * 1999-02-18 2000-08-24 Deutsches Krebsforschungszentrum Device and method for fluorescence correlation spectroscopy, especially for multicolour fluorescence correlation spectroscopy
DE10204531A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-21 Inst Chemo Biosensorik cover element

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994003583A1 (en) * 1992-07-29 1994-02-17 Oncotherapeutics An improved system for electronically monitoring and recording cell cultures
WO1996035940A1 (en) * 1995-05-12 1996-11-14 Novartis Ag Sensor platform and method for the parallel detection of a plurality of analytes using evanescently excited luminescence
WO1999019729A1 (en) * 1997-10-09 1999-04-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for examining cells using the patch-clamp method
WO2000049389A2 (en) * 1999-02-18 2000-08-24 Deutsches Krebsforschungszentrum Device and method for fluorescence correlation spectroscopy, especially for multicolour fluorescence correlation spectroscopy
DE10204531A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-21 Inst Chemo Biosensorik cover element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004030524A1 (en) * 2004-06-18 2006-01-05 Siemens Ag Reactor array for testing reactions in a reactant has a surface with different reaction parameters and a support plate with a contact side for the surface with reaction spaces for reactors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0754944B1 (en) Method for the quality control of a portable analyser
EP1144586B1 (en) Method, vessel and device for monitoring metabolic activity of cell cultures in liquid media
EP0938383B1 (en) Device for carrying out research on cell specimens and similar material
EP1465730B1 (en) An assay device and method for chemical or biological screening
US5312590A (en) Amperometric sensor for single and multicomponent analysis
EP0516610B1 (en) Equipment for the determination of the flux of matter
WO2003059518A2 (en) An assay device and method for chemical or biological screening
WO2002056023A1 (en) Optical sensor and sensor array
DE102009043527B4 (en) Arrangement and method using microsensors for measuring cell vitalities
DE2347173B2 (en) METHOD OF EXAMINATION OF A BIOLOGICAL FLUID AND A CLOSED CASSETTE OF A UNIT DESIGN WITH A MULTIPLE NUMBER OF CUVETTES
EP2044438B1 (en) Arrangement for on-line measurements on cells
EP1840566B1 (en) Device for determining ammonium in a liquid sample
DE60215235T2 (en) Flow rate control in a biological test arrangement
DE10248209A1 (en) Micro-titration plate with number of reaction wells, e.g. for cell analysis, is closed and sealed by plate with plugs to fit into each well in gas-tight seal, and each with sensor for each well
DE102008026929A1 (en) Sensor, device and method for determining physical and / or chemical properties
CA2990615A1 (en) Method and device for calibration of biological flux
DE102007034935B4 (en) Arrangement for online measurements on cells
EP1043582B1 (en) Diffusion-controlling sensor layer
CN113355387B (en) Detection system and detection method for detecting single-cell enzyme activity in tissue
DE19919539C1 (en) Determining the concentration of an analyte in a histological preparation, e.g. enzymes or substrates in tissue samples comprises recording sequential images to determine the maximum rate of change of an optical property
DE19532382A1 (en) Analyser for chemical or physical changes in fluids
DE1598285C3 (en) Polarographic electrode system and method for performing polarographic measurements with electrochemical compensation
DE10147513B4 (en) Method for minimizing evaporation in sample carriers
DE202005007547U1 (en) Micro-titration plate contacts, for the study of living cell adhesion and confluence, comprises sprung contact pins under the sensors at each well for a rapid and non-reactive electronic measurement
DE1673261A1 (en) Device for electrochemical analysis

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection