DE60103698T2 - Vorrichtung und verfahren zum auswurf von mikrotiterplatten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum auswurf von mikrotiterplatten Download PDF

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P. Kenneth CHAO
L. Gary BORDENKIRCHER
E. Jessica BARZILAI
R. Donald SANDELL
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    • Y10S436/809Multifield plates or multicontainer arrays

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auswurf von Mikrotiterplatten aus einer Heizvorrichtung für biologische Proben. Die Vorrichtung verbessert das Verfahren des Entfernens einer Mikrotiterplatte aus einem Probenblock, nachdem die Abdeckung der Heizvorrichtung geöffnet wurde.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Biologische Prüfungen sind zu einem wichtigen Instrument beim Nachweis und bei der Beobachtung von Krankheiten geworden. In der Biologie wird die Temperaturwechselprüfung verwendet, um Polymerase-Kettenreaktionen (PCR) und andere Reaktionen durchzuführen. Zur Vermehrung von DNS (Desoxyribonukleinsäure) mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion wird ein speziell zusammengesetztes flüssiges Reaktionsgemisch einem Polymerase-Kettenreaktionszyklus unterzogen, der mehrere Inkubationszeiten bei unterschiedlichen Temperaturen umfasst. Ein Aspekt der Polymerase-Kettenreaktion ist der Begriff der Temperaturwechselprüfung: abwechselndes Schmelzen von DNS, Annealing von kurzen Primern an die resultierenden Einzelstränge und Verlängerung dieser Primer zur Erzeugung neuer Kopien von doppelsträngiger DNS. Bei der Temperaturwechselprüfung ist es wünschenswert, dass die Temperatur jeder einzelnen einer Vielzahl von Probenvertiefungen im Wesentlichen identisch ist. Wichtig ist außerdem, Kondensation auf den Deckeln oder sonstigen Abdeckungen der Probenvertiefungen zu verhindern.
  • Ein verbreitetes Verfahren zu Verhinderung von Kondensation auf der Oberseite der Probenvertiefungen ist die Bereitstellung einer beheizten Platte, die auf die Oberteile oder Deckel der Mikrotiterplatten herabgedrückt wird. Normalerweise bildet die Platte ein Teilstück der Abdeckung und besteht in der Regel aus Metall. Die Platte überträgt Wärme auf die Deckel der Probenvertiefungen und verhindert so Kondensation. Außerdem übt die Platte einen nach unten ge richteten Druck auf die Probenvertiefungen aus, so dass die konischen Außenflächen der Probenvertiefungen fest an die entsprechenden Gegenflächen des Probenblocks gedrückt werden. Dies erhöht die Wärmeübertragung auf die Probenvertiefungen und bewirkt eine gleichmäßigere Verteilung der Temperaturen in den Probenvertiefungen. Die Platte verhindert außerdem das Entweichen von Wärme aus dem Inneren des Geräts. Beispiele für ein System mit einer Platte und einer beheizten Abdeckung sind in den US-Patenten Nummer 5,475,610, 5,602,756 und 5,710,381 beschrieben, die alle dem Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen wurden, und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in diese Patentanmeldung aufgenommen wird.
  • Die Mikrotiterplatten können wegen der Dehnung der Mikrotiterplatten und wegen der Kraft, die von der Abdeckung des Thermocyclers ausgeübt wird, im Probenblock haften. Das Lösen der Probenvertiefungen und der Mikrotiterplatte aus dem Probenblock und die Entfernung der Mikrotiterplatte kann eine erhebliche Kraft erfordern. Leider können Labor-Robotersysteme für die Entfernung von Mikrotiterplatten manchmal Schwierigkeiten haben, ausreichende Kräfte für das Entfernen der Mikrotiterplatten aus dem Probenblock zu erzeugen. Mit steigender Beliebtheit der Automatisierung in Labors ist eine bessere Abstimmung zwischen einer robotergesteuerten Entfernung der Mikrotiterplatten aus dem Probenblock und den Thermocyclern besonders wünschenswert. Außerdem ist eine Erhöhung des Durchsatzes dieser Geräte wünschenswert.
  • Die europäische Patentanmeldung EP0955097A offenbart einen Thermocycler mit einer nockengetriebenen Auswurfvorrichtung für das Lösen von Reaktionsbehältern von der Platte.
  • Die europäische Patentanmeldung EP1088590A, die am 20.09.2000 eingereicht und am 04.04.2001 veröffentlicht wurde und die zum Stand der Technik im Sinne von Artikel 54 (3) EPÜ gehört, offenbart eine Platte mit einer Federauswurfvorrichtung für das Lösen einer Mikrotiterplatte von der Platte. Die Federn befinden sich im Bereich der Vertiefungen der Mikrotiterplatte.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Vorteile und der Gegenstand der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung erläutert, zum Teil sind sie aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch die praktische Anwendung der Erfindung erfasst werden. Die Vorteile und der Gegenstand der Erfindung werden mit Hilfe der Merkmale und Kombinationen realisiert und erzielt, die in den beigefügten Ansprüchen ausdrücklich betont werden.
  • In einer Erscheinung umfasst die Erfindung eine Heizvorrichtung für biologische Proben. Die Heizvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Abdeckung, einen Probenblock mit einer Vielzahl von Öffnungen in einem oberen Teilstück des Probenblocks zur Aufnahme einer Mikrotiterplatte mit einer Vielzahl von Probenvertiefungen sowie eine Auswurfvorrichtung. Die Auswurfvorrichtung lässt sich zwischen dem Probenblock und der Mikrotiterplatte anordnen, um die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock auszuwerfen, wenn die Abdeckung von einer geschlossenen Position in eine offene Position bewegt wird. Die Abdeckung übt eine nach unten gerichtete Kraft auf die Oberseite der Mikrotiterplatte aus, um die Probenvertiefungen in die Öffnungen des Probenblocks zu drücken, wenn die beheizte Abdeckung in eine geschlossene Position bewegt wird. Die Auswurfvorrichtung übt eine nach oben gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte aus. Die von der beheizten Abdeckung ausgeübte nach unten gerichtete Kraft reicht aus, um die Mikrotiterplatte gegen den Probenblock zu halten, wenn sich die Abdeckung in der geschlossenen Position befindet. In einer Ausführungsform ist die Auswurfvorrichtung am Probenblock befestigt. In einer Alternativausführungsform ist die Auswurfvorrichtung an einem Mikrotiterplattenhalter befestigt.
  • In einer anderen Erscheinung umfasst die Erfindung ein System zum Auswerfen einer Mikrotiterplatte weg von einem Probenblock. Das System umfasst einen Probenblock mit einer Vielzahl von Öffnungen, um darin Probenvertiefungen einer Mikrotiterplatte aufzunehmen, und mindestens eine Auswurfvorrichtung, die sich zwischen dem Probenblock und der Mikrotiterplatte befindet, um die Probenvertiefungen von den Öffnungen im Probenblock wegzustoßen.
  • In einer weiteren Erscheinung der Erfindung umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Handhaben einer Mikrotiterplatte in Bezug auf einen Probenblock. Das Verfahren umfasst den Schritt des Bereitstellens einer anfänglichen nach unten gerichteten Kraft auf eine Mikrotiterplatte, wobei diese anfängliche nach unten gerichtete Kraft die Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte in Öffnungen auf einer oberen Fläche eines Probenblocks drückt; und den Schritt des Bereitstellens einer nach oben gerichteten Kraft auf die Mikrotiterplatte. Das Verfahren kann weiterhin die Schritte des Verringerns der anfänglichen nach unten gerichteten Kraft auf die Mikrotiterplatte und des Auswerfens der Mikrotiterplatte aus dem Probenblock durch eine nach oben gerichtete Kraft zwischen der Mikrotiterplatte und dem Probenblock umfassen.
  • In einer weiteren Erscheinung der Erfindung umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zum Auswerfen einer Mikrotiterplatte weg von einem Probenblock in einer Heizvorrichtung für biologische Proben. Die Vorrichtung umfasst eine Feder, die zwischen dem Probenblock und der Mikrotiterplatte angeordnet ist. Die Feder verfügt im zusammengedrückten Zustand über eine ausreichende Kraft, um die Mikrotiterplatte in eine Richtung im Wesentlichen vom Probenblock weg zu bewegen, als Reaktion auf das Öffnen einer Abdeckung von der Mikrotiterplatte weg.
  • Es ist vorauszusetzen, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung nur Beispiele und Erläuterungen darstellen und keine Einschränkung der Erfindung, wie angemeldet, darstellen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Patentschrift aufgenommen wurden und Bestandteil dieser Patentschrift sind, stellen mehrere Ausführungsformen der Erfindung bildlich dar und dienen zusammen mit der Patentschrift zur Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung. In den Zeichnungen:
  • zeigt 1 eine perspektivische Ansicht eines Thermocycler-Systems entsprechend der Erfindung mit einer Abdeckung in einer offenen Position;
  • zeigt 2 eine perspektivische Ansicht in Nahaufnahme eines Probenblocks und einer Mikrotiterplatte des Systems von 1;
  • zeigt 3 einen Teil des Probenblocks von 2 in Draufsicht, wobei die Mikrotiterplatte entfernt ist;
  • zeigt 4 eine Schnittansicht des Probenblocks entlang der Linie IV-IV von 3;
  • zeigt 5 eine Schnittansicht des Probenblocks entlang der Linie V-V von 3;
  • zeigt 6 eine perspektivische Ansicht des Probenblocks von 3;
  • zeigt 7 eine Schnittansicht der Mikrotiterplatte und des Probenblocks entlang der Linie VII-VII von 2;
  • zeigt 8 eine Schnittansicht der Mikrotiterplatte und des Probenblocks entlang der Linie VIII-VIII von 2;
  • zeigen 9A, 9B und 9C eine Auswurffeder für den Thermocycler von 1 in Seitenansicht, Draufsicht bzw. in perspektivischer Ansicht;
  • zeigen 10A, 10B und 10C eine zweite Auswurffeder für den Thermocycler von 1 in Seitenansicht, Draufsicht bzw. in perspektivischer Ansicht;
  • zeigt 11 eine perspektivische Ansicht einer Mikrotiterplatte, eines Mikrotiterplattenhalters und eines Probenblocks entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • zeigt 12 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung von 11 einschließlich einer Abdeckung und eines Sockels;
  • zeigt 13 eine Prinzipdarstellung, die die Funktionsweise der Vorrichtung der 1112 veranschaulicht.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nunmehr werden die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben, wobei Beispiele für diese Ausführungsformen in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden. Soweit möglich, werden in allen Zeichnungen die gleichen Verweisnummern verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Heizvorrichtung für biologische Proben bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung eine beheizte Abdeckung, einen Probenblock mit einer Vielzahl von Öffnungen, eine Mikrotiterplatte oder Platte mit einer Vielzahl von Probenvertiefungen und eine Auswurfvorrichtung, die zwischen dem Probenblock und der Mikrotiterplatte angeordnet ist, um die Mikrotiterplatte vom Probenblock weg auszuwerfen, wenn die beheizte Abdeckung von einer geschlossenen Position in eine offene Position bewegt wird. Gemäß den Ausführungsformen in dieser Patentschrift und den bildlichen Darstellungen in den 110 umfasst die Heizvorrichtung 10 für biologische Proben eine beheizte Abdeckung 12, einen Probenblock 14, eine Mikrotiterplatte 16 und eine Auswurfvorrichtung 18.
  • Bei der Heizvorrichtung 10 kann es sich um jeden beliebigen Typ herkömmlicher Heizgeräte für die thermische Beheizung von biologischen Proben handeln. Bei der in den 110 dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Heizvorrichtung um einen Thermocycler, genauer gesagt um ein Doppelthermocycler-System mit 384 Vertiefungen namens PE Biosystem 9700 von PE Biosystems. Bei dem in der ersten Ausführungsform dargestellten Thermocycler 10 werden zwei Mikrotiterplatten 16 mit jeweils 384 Vertiefungen verwendet, wobei die vorliegende Erfindung allerdings für jede beliebige der übrigen üblichen Anordnungen wie z. B. eine Anordnung mit einmal 384 Vertiefungen, eine Anordnung mit zweimal 96 Vertiefungen, eine Anordnung mit einmal 96 Vertiefungen oder eine Anordnung mit 60 Vertiefungen geeignet ist. Die vor liegende Erfindung ist ebenfalls für andere Anordnungen mit einer beliebigen Anzahl von Probenvertiefungen von einer bis hin zu mehreren Tausend Probenvertiefungen geeignet. Der Typ der jeweiligen Heizvorrichtung ist nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung und wird nur zum Zweck der Veranschaulichung dargestellt. Die vorliegende Erfindung ist für jede Art Heizvorrichtung geeignet, bei der Probenvertiefungen mittels einer Abdeckung in einen Probenblock gedrückt werden. Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders für eine Verwendung bei einer Heizvorrichtung mit einer beheizten Abdeckung.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Heizvorrichtung eine beheizte Abdeckung auf. Gemäß den Ausführungsformen in dieser Patentschrift und den bildlichen Darstellungen in den 110 ist die beheizte Abdeckung 12 über dem Probenblock 14 und der Mikrotiterplatte 16 angeordnet. Die beheizte Abdeckung ist zwischen einer offenen Position, wie in 1 dargestellt, und einer geschlossenen Position, in der die beheizte Abdeckung über den Probenblock und die Mikrotiterplatte angeordnet wird, beweglich. Die beheizte Abdeckung wird während des Einsetzens der Mikrotiterplatte in den Probenblock in einer offenen Position gehalten und ist dann während des Betriebs der Heizvorrichtung, d. h. während der Temperaturwechselprüfung, geschlossen. In der offenen Position befindet sich die beheizte Abdeckung nicht im Eingriff mit der Oberseite der Mikrotiterplatte 16. In einer geschlossenen Position drückt die beheizte Abdeckung 12 auf das obere Teilstück der Mikrotiterplatte 16 und übt so eine nach unten gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte aus.
  • Das obere Teilstück jeder Probenvertiefung der Mikrotiterplatte 16 ist in der Regel durch einen Deckel, eine Klebefolie, eine Heißdichtung oder ein Gap Pad abgegrenzt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Gap Pad (nicht dargestellt) zwischen einer Platte der beheizten Abdeckung und der Oberseite der Mikrotiterplatte angeordnet. Das Gap Pad verbessert die Verteilung der nach unten gerichteten Kraft auf die Oberseite der Probenvertiefungen. Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Gap Pad um eine Folie aus Silikongummi Modell „Microseal P Type" von MJ Research. In der Regel haftet das Gap Pad an der Platte. Das Gap Pad kann allein oder in Verbindung mit einer Klebefolie oder einer Heißsiegelfolie verwendet werden. Die Art der Abdeckung für die Probenvertiefung hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab und ist für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht von Bedeutung. Alternativ kann das Gap Pad in Verbindung mit Deckeln auf dem oberen Teilstück der Probenvertiefungen verwendet werden. Die Deckel können in Streifen verbunden sein oder einzeln, als getrennte, nicht miteinander verbundene Deckel für jede Probenvertiefung vorliegen. Alternativ können Deckel ohne das Gap Pad verwendet werden. Da alle diese Verfahren als „Verschließen der Probenvertiefungen mit einem Deckel" bezeichnet werden können, wird die Anordnung direkt oberhalb der Probenvertiefungen im Rest der Patentschrift als „Deckel" bezeichnet, unabhängig davon, ob es sich dabei um eine Folie, ein Kissen oder einen Deckel handelt. Die Grundzüge der Erfindung sind auf jede einzelne dieser Anordnungen ebenso anwendbar.
  • Die beheizte Abdeckung verringert durch Verdampfung die Wärmeabgabe von der flüssigen Probe. Die beheizte Abdeckung verringert außerdem die Wahrscheinlichkeit einer Kreuzkontaminierung, indem die Innenseiten der Deckel trocken gehalten werden und dadurch die Bildung von Aerosol verhindern, wenn die Deckel von den Vertiefungen abgenommen werden. Die beheizte Abdeckung hält die Deckel über der Kondensationstemperatur der verschiedenen Bestandteile der flüssigen Probe, um eine Kondensation und einen Volumenverlust der flüssigen Probe zu verhindern.
  • Als beheizte Abdeckung ist jeder beliebige, nach dem Stand der Technik bekannte Typ möglich. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die beheizte Abdeckung zum Beispiel mittels eines Motors physisch in eine und aus einer geschlossenen Position bewegt. Bei einer anderen typischen Ausführungsform wird die beheizte Abdeckung mittels manueller physischer Betätigung in eine und aus einer geschlossenen Position bewegt. In der Regel umfasst die beheizte Abdeckung mindestens eine beheizte Platte (nicht dargestellt), mit der Druck gegen die Oberseite der Mikrotiterplatten ausgeübt wird. Einzelheiten zu den beheizten Abdeckungen und Platten sind nach dem Stand der Technik gut bekannt und werden beispielsweise in den US-Patenten Nummer 5,475,610, 5,602,756 und 5,710,381 beschrieben, die alle dem Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen wurden, und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in diese Patentanmeldung aufgenommen wird. Die vorliegende Erfindung wird zwar zur Nutzung mit einer beheizten Abdeckung beschrieben, die vorliegende Erfindung ist aber auch für eine Funktion mit einer nicht beheizten Abdeckung geeignet.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Heizvorrichtung mindestens eine beheizte Abdeckung und eine passende Mikrotiterplatte auf. Gemäß den Ausführungsformen in dieser Patentschrift und den bildlichen Darstellungen in den 110 umfasst der Probenblock 14 eine Vielzahl von Öffnungen 20 in einem oberen Teilstück des Probenblocks zur Aufnahme der Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte, wobei jede der Öffnungen des Probenblocks bei der dargestellten Ausführungsform eine konische Form haben kann, die eine Größe aufweist, die zu einer Probenvertiefung einer Mikrotiterplatte passt. Die Öffnungen des Probenblocks können andere Formen wie zum Beispiel eine zylindrische oder halbkugelige Form aufweisen, je nach der Form der dazu gehörenden Probenvertiefungen. Probenblöcke sind nach dem Stand der Technik gut bekannt. Probenblöcke können aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, wobei jedoch Metalle wie Aluminium oder Aluminiumlegierungen häufig bevorzugt werden. Der Probenblock wird in der Regel maschinell aus einem einteiligen Werkstoffblock gefertigt, wobei jedoch Gießen und andere Techniken ebenfalls gut bekannt sind. Es ist wünschenswert, dass der Probenblock an allen Probenvertiefungsöffnungen 20 eine im Wesentlichen einheitliche Temperatur aufweist, und dass die Öffnungen enge Toleranzen zu den Probenvertiefungen einhalten, die darin eingesetzt werden.
  • Die bei der Ausführungsform in den 110 dargestellten Probenblöcke weisen 384 Öffnungen in einer 16 × 24-Anordnung auf, wobei allerdings jede beliebige Anzahl von Öffnungen bereitgestellt werden kann. Andere übliche Anordnungen umfassen Probenblöcke mit 96 oder 60 Vertiefungen, wobei die vorliegende Erfindung jedoch für Mikrotiterplatten mit einer beliebigen Anzahl von einer bis hin zu mehreren Tausend Probenvertiefungen geeignet ist. Die Probenblocköffnungen 20 sind gitterartig auf einer Oberseite 22 des Probenblocks 14 angeordnet. Die Öffnungen 20 werden durch eine konische Seitenwand 24 und eine Bodenwandfläche 26 abgegrenzt, wie aus den 5 und 7 ersichtlich ist. Die konische Seitenwand 24 kann in jedem geeigneten, nach dem Stand der Technik bekannten Winkel geneigt sein. Die Größe und Form der in den Zeichnungen dargestellten Öffnungen sind nur beispielhaft. Andere Gestal tungen mit einer anderen Anordnung der Probenvertiefungen sind für die vorliegende Erfindung ebenso gut geeignet.
  • Der Probenblock 14, wie in 7 dargestellt, kann ein unteres Flanschteilstück 28 aufweisen, das auf dem Sockel 40 der Heizvorrichtung oder einer beliebigen Alternativanordnung sitzt. Bei einer beispielhaften Vorrichtung kann zwischen dem Flanschteilstück 28 und dem Sockel 40 eine Druckdichtung (nicht dargestellt) bereitgestellt werden. Der Probenblock der vorliegenden Erfindung umfasst weiterhin die Bereitstellung von Teilstücken, die mit einer Auswurfvorrichtung der vorliegenden Erfindung in Eingriff gebracht werden können. Die Teilstücke des Probenblocks, die in Eingriff gebracht werden können, werden weiter hinten in der Patentschrift näher beschrieben.
  • Gemäß den Ausführungsformen in dieser Patentschrift und den bildlichen Darstellungen in den 110 umfasst die Mikrotiterplatte 16 bei einer Ausführungsform eine Vielzahl von Probenvertiefungen 42 auf einer Oberseite 44, wie aus 7 ersichtlich ist. Für die vorliegende Erfindung geeignete Mikrotiterplatten sind nach dem Stand der Technik gut bekannt und werden ebenfalls Mikrotitertabletts genannt. Die vorliegende Erfindung ist flexibel, so dass praktisch jeder Mikrotiterplattentyp verwendet werden kann. Die in den Figuren dargestellten Probenvertiefungen 42 weisen eine nach dem Stand der Technik bekannte konische Form auf. Die Probenvertiefungen können verschiedene andere Formen annehmen wie zum Beispiel eine zylindrische oder halbkugelige Form.
  • Jede Probenvertiefung 42 kann eine vorgegebene Menge flüssiger Probe aufnehmen. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat jede Probenvertiefung einen Gesamtrauminhalt von etwa 30 μl und einen Arbeitsrauminhalt von etwa 20 μl. In dem in den 110 dargestellten Beispiel weisen die Probenvertiefungen einen Durchmesser von etwa 2,20 mm und eine Tiefe von etwa 8,0 mm auf. Der Rauminhalt und die Abmessungen der Vertiefungen können je nach Anwendungsfall und je nach der Anzahl der Probenvertiefungen für die Mikrotiterplatte verändert werden. Beispielsweise weisen die Probenvertiefungen einer Mikrotiterplatte mit 384 Vertiefungen in der Regel einen geringeren Rauminhalt auf als die einer Mikrotiterplatte mit 96 Vertiefungen. Die Mikro titerplatte kann aus jedem beliebigen herkömmlichen Werkstoff wie zum Beispiel Polypropylen bestehen, der normalerweise für Mikrotiterplatten verwendet wird, die bei einer Temperaturwechselprüfung von biologischen Proben verwendet werden. Die Figuren veranschaulichen die Probenvertiefungen zwar als integrierte Teilstücke der Mikrotiterplatte, aber die vorliegende Erfindung ist auch für eine Mikrotiterplatte geeignet, bei der die Vertiefungen als einzelne Röhrchen ausgeführt sind, die einzeln aus der Mikrotiterplatte entnommen werden können. Alternativ können die Röhrchen miteinander zu Reihen oder Säulen verbunden sein.
  • Die Probenvertiefungen 42 sind so ausgeführt, dass sie eng an den konischen Seitenwänden 24 des Probenblocks anliegen, insbesondere nachdem die beheizte Abdeckung eine nach unten gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte ausübt. In 7 ist der Abstand zwischen den Wänden eines Probenröhrchens 46 und den Seitenwänden des Probenblocks 24 allein zum Zweck der Veranschaulichung übertrieben dargestellt. Mit dem Schließen der Abdeckung in der Weise, dass die Platte der Abdeckung auf die oben auf der Mikrotiterplatte befindlichen Deckel drückt, sollten alle Spalten zwischen den Wänden der Probenvertiefungen 46 und den Seitenwänden des Probenblocks 24 weitgehend verringert oder völlig beseitigt werden. Der enge Kontakt der Probenvertiefungen in den Probenblocköffnungen 20 nach dem Schließen der Abdeckung verbessert die Wärmeübertragungsrate zwischen dem Probenblock 14 und der Mikrotiterplatte 16. Da die Mikrotiterplatte in der Regel aus einem Kunststoffmaterial besteht, das geringfügig verformbar ist, werden sich die Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte ebenfalls ein wenig verformen, um sich an die Form der Probenblocköffnungen 20 anzupassen. Damit ist gewährleistet, dass die Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte eng am Probenblock anliegen, so dass die Gleichförmigkeit der Temperatur in den Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte verbessert wird.
  • Wenn die Mikrotiterplatte 16 von der beheizten Abdeckung 12 jedoch nach unten gedrückt wird, üben die Probenröhrchenwände 46 eine Kraft auf die Innenfläche der Probenblockseitenwände 24 aus. Selbst nach dem Öffnen der beheizten Abdeckung, so dass die Platte nicht mehr gegen die Mikrotiterplatte gedrückt wird, neigen die Probenvertiefungen 42 der Mikrotiterplatte dazu, in den Probenblocköffnungen 20 haften zu bleiben. Das Lösen der Mikrotiterplatte 16 aus dem Probenblock 14 kann eine erhebliche Kraft erfordern.
  • Bei der typischen Anordnung nach dem Stand der Technik mittels manueller Entfernung der Mikrotiterplatte aus dem Probenblock muss ein Bediener unter Umständen zusätzliche Werkzeuge und einen erheblichen Kraftaufwand einsetzen, um die Mikrotiterplatte nach Abschluss der Temperaturwechselprüfung aus dem Probenblock zu lösen. Um die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock zu lösen, greift der Bediener in der Regel die Seiten der Probenvertiefungen und überträgt eine schaukelnde Bewegung auf die Mikrotiterplatte, wobei er gleichzeitig nach oben zieht. Der Vorgang der manuellen Lösung der Probenvertiefungen aus dem Probenblock kann wertvolle Zeit kosten, wodurch der Durchsatz und die Wirksamkeit der Temperaturwechselprüfung sinkt und der Zeitaufwand für jede Probe steigt. Wenn die Mikrotiterplatten bei einer typischen Anordnung nach dem Stand der Technik anstelle einer manuellen Entfernung mit Hilfe von Robotern entfernt werden, können die Auswirkungen der Anhaftung zwischen der Mikrotiterplatte und dem Probenblock noch bedeutsamer sein. Die für das Entfernen von Mikrotiterplatten eingesetzten Roboter erzeugen in der Regel nur sehr schwache lineare Kräfte. Roboter sind in der Regel nicht in der Lage, die schaukelnde Bewegung zu übertragen, die beim Entfernen der Mikrotiterplatten aus den Öffnungen des Probenblocks hilfreich ist. Da die Roboter in der Regel auf lineare Bewegungen anstelle von Rotationsbewegungen beschränkt sind, ist eine viel größere Kraft erforderlich, um die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock zu lösen. Die von Robotern erzeugten linearen Kräfte sind häufig unzureichend, um die anfängliche Haftkraft zu überwinden, weshalb es möglich ist, dass die Mikrotiterplatte im Probenblock haften bleibt. Daher muss ein Bediener unter Umständen die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock lösen, indem er die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock mit erhöhter Kraft herauslöst. Alternativ können Roboter entwickelt werden, die in der Lage sind, eine Rotationskraft auf die Mikrotiterplatten zu übertragen, allerdings werden diese Roboter in der Regel größer, langsamer, komplizierter und teurer sein als vorhandene Roboter.
  • Um diese Nachteile zu überwinden, umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Auswerfen einer Mikrotiterplatte weg von dem Probenblock.
  • Die Auswurfvorrichtung führt zur Überwindung der anfänglichen Haftkraft der Mikrotiterplatte im Probenblock, so dass die Mikrotiterplatte ohne wesentliche manuelle oder robotertechnische Unterstützung aus dem Probenblock gelöst wird. Die Bereitstellung der Auswurfvorrichtung der vorliegenden Erfindung verringert die Notwendigkeit, dass ein Bediener dabei hilft, die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock zu lösen, wodurch Zeit eingespart und Kosten reduziert werden. Außerdem müssen die Roboter, die für eine automatisierte Handhabung verwendet werden, nicht unnötigerweise stärker und sperriger gebaut werden, was zu Einsparungen bei den Kosten und beim Platzbedarf führt. Die Auswurfvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann verschiedene Gestaltungen annehmen, von denen eine in der Ausführungsform der 110 dargestellt wird.
  • Bei einer Ausführungsform, die in den 110 der vorliegenden Erfindung dargestellt wird, umfasst die vorliegende Erfindung eine Auswurfvorrichtung 18, die zwischen dem Probenblock 14 und der Mikrotiterplatte 16 angeordnet ist, um die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock auszuwerfen, wenn die beheizte Abdeckung von der geschlossenen Position in eine offene Position bewegt wird. Bei der Ausführungsform, die in den 110 dargestellt ist, umfasst die Mikrotiterplatte eine Vielzahl von ersten Federn 50 und eine Vielzahl von zweiten Federn 60, wie aus 2 ersichtlich ist. Die in den 110 dargestellte Auswurfvorrichtung dient nur als Beispiel. Die Auswurfvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das in den Figuren dargestellte Beispiel beschränkt.
  • Gemäß den Ausführungsformen in dieser Patentschrift und wie aus 7 ersichtlich, sind die ersten Federn 50 bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer zylindrischen Federöffnung 52 des Probenblocks angeordnet. Die zylindrische Öffnung 52 wird durch die Seitenflächen 54 und die Endfläche 56 der zylindrischen Öffnung abgegrenzt, wie aus 7 ersichtlich ist. Alternativ können die Federn auf der Oberseite des Probenblocks ohne Bereitstellung einer zylindrischen Öffnung angeordnet werden, je nach der ungestützten Länge der Feder.
  • Obwohl es sich bei der in 7 dargestellten Auswurfvorrichtung um eine zylindrische Schraubendruckfeder handelt, können verschiedene andere Auswurfvorrichtungstypen verwendet werden. Beispielsweise sind verschiedene andere Federtypen wie Blattfedern, Kegelstumpffedern und andere Federn, die eine axiale Kraft ausüben, wenn sie zusammengedrückt werden, für die vorliegende Erfindung geeignet. Außerdem sind noch andere federartige Vorrichtungen für die Verwendung geeignet, zum Beispiel Elastomerfederelemente, Luftzylinder, Flüssigkeitszylinder, Dämpfer, Belleville-Federn und elektrische Magnetspulen. Es kann jede sonstige geeignete Vorrichtung verwendet werden, die in das System eingebracht werden kann, um eine nach oben gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte auszuüben. Die Auswurfvorrichtung muss nur so gestaltet werden, dass sie eine ausreichende Kraft entwickelt, um die Haftkraft zwischen der Mikrotiterplatte und dem Probenblock beim Öffnen der Abdeckung zu überwinden. Die Auswurfvorrichtung sollte die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock lösen, so dass die Mikrotiterplatte entweder mittels eines Roboters oder manuell problemlos entfernt werden kann. Falls eine Feder verwendet wird, müssen Größe und Federkonstante so ausgewählt werden, dass von der Feder eine angemessene Kraft auf die Mikrotiterplatte ausgeübt wird.
  • Bei der Ausführungsform, die in den 110 dargestellt ist, stößt ein Ende der ersten Feder 50 gegen die Endfläche 56 der zylindrischen Öffnung 52 im Probenblock 14, wie aus 7 ersichtlich ist. Das gegenüberliegende Ende von Feder 50 kommt mit der Unterseite 58 der Mikrotiterplatte 16 in Eingriff. In den Figuren werden die Endfläche 56 und die Unterseite 58 zwar flach dargestellt, aber es können auch andere Anordnungen verwendet werden, damit die Feder sicherer zum Eingriff kommt. Beispielsweise können die Endfläche 56 der zylindrischen Öffnung oder die Unterseite 58 der Mikrotiterplatte Rillen aufweisen, damit das Innere und/oder das Äußere der Feder dicht sitzt. Wenn die Feder 50 von der Mikrotiterplatte zusammengedrückt wird, übt die Feder 50 eine nach oben gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte 16 aus.
  • Die in den Figuren dargestellte Ausführungsform weist eine Vielzahl von Federn auf. In den 110 umfasst die Mikrotiterplatte eine Vielzahl von ersten Federn 50 und eine Vielzahl von zweiten Federn 60. Die Federn sind um die äußere Umfangsfläche 62 des Probenblocks außerhalb des rechteckigen Git ters aus Probenblocköffnungen 20 herum angeordnet, wie aus 2 ersichtlich ist. Bei einer Ausführungsform sind sechs erste Federn 50 auf jeder Längsseite (definiert als die Seite mit der größeren Anzahl von Probenvertiefungsöffnungen, beispielsweise die Seite mit vierundzwanzig Probenblocköffnungen in 2) des Außenrandes der Oberseite 62 des Probenblocks angeordnet.
  • Ein Satz zweiter Federn 60 ist auf jeder Querseite (definiert als die Seite mit der kleineren Anzahl von Probenvertiefungsöffnungen, beispielsweise die Seite mit sechzehn Probenblocköffnungen in 2) des Außenrandes der Oberseite 62 des Probenblocks außerhalb des Gitters aus Probenblocköffnungen angeordnet. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die zweiten Federn 60 auf Vorsprüngen 70 angeordnet, die auf jeder Querseite der Oberseite bei der Ausführungsform in 2 von der rechteckigen Anordnung von Probenblocköffnungen nach außen herausragen. In der Ausführungsform in 2 sind auf jeder Querseite der Oberseite sind zwei zweite Federn 60 angeordnet. Jede zweite Feder 60 weist einen Vorsprung 70 auf, um darauf aufzuliegen. Die zweiten Federn sind den ersten Federn ähnlich, können aber größere Abmessungen aufweisen. In der Regel werden die zweiten Federn 60 in zylindrischen Öffnungen ähnlich denjenigen angeordnet, die für die ersten Federn 50 verwendet werden, wobei allerdings die zylindrischen Öffnungen bei einigen Anordnungen möglicherweise nicht erforderlich sind. Bei der in den 110 dargestellten Anordnung werden insgesamt sechzehn Federn (zwölf erste Federn und vier zweite Federn) am äußeren Rand des Probenblocks 16 verwendet. Die Anzahl und die genaue Anordnung der Federn kann je nach Anwendungsfall in großem Umfang variiert werden.
  • Es ist wünschenswert, dass die Auswurfvorrichtung eine im Wesentlichen einheitliche Kraft auf die Mikrotiterplatte ausübt, um eine übermäßige Biegung der Mikrotiterplatte zu verringern. Da die Kraft gleichmäßiger verteilt wird, können leichtere und dünnere Mikrotiterplatten verwendet werden. Daher können die Kosten für die Herstellung und Werkstoffe der Mikrotiterplatte reduziert werden, wenn die Auswurfvorrichtung die nach oben gerichtete Kraft in einer im Wesentlichen einheitlichen Art und Weise verteilt. Wenn wenige große Kraftpunkte verwendet würden, könnte die Mikrotiterplatte an einzelnen Stellen in einer Art und Weise deformiert werden, die sich negativ auf die Handhabung der Mikroti terplatte im weiteren Verfahren auswirken könnte. Schließlich kann die Einwirkung einer im Wesentlichen einheitlichen Federkraft entlang des Randes der Mikrotiterplatte dabei helfen, Verdunstungsverluste aus Bereichen zu verringern, die an den Rand der Mikrotiterplatte angrenzen, indem dafür gesorgt wird, dass die Mikrotiterplatte fest und gleichmäßig gegen die beheizte Abdeckung angeordnet wird. Daher ist es bei einer Ausführungsform vorzuziehen, eine große Anzahl von Federn mit im Wesentlichen gleich großen Abständen für die Auswurfvorrichtung bereitzustellen.
  • Die Federn 50 und 60 der Auswurfvorrichtung 18 üben eine nach oben gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte aus, die ausreicht, um die von der Abdeckung verursachte Haftkraft zu überwinden und die Mikrotiterplatte beim Öffnen der Abdeckung aus dem Probenblock zu lösen. Die von den Federn ausgeübte nach oben gerichtete Kraft sollte geringer sein als die von der Abdeckung ausgeübte nach unten gerichtete Kraft, da die Abdeckung sonst nicht geschlossen bleibt. Die von der Abdeckung ausgeübte nach unten gerichtete Kraft ist in der Regel wesentlich größer als die von den Federn ausgeübte nach oben gerichtete Kraft, um einen guten thermischen Kontakt zwischen den Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte und den Öffnungen des Probenblocks zu gewährleisten.
  • Ein Beispiel für geeignete Federtypen, die in einer Ausführungsform der Auswurfvorrichtung verwendet werden, ist in den 9A9C und 10A10C dargestellt. Bei den Federn dieser Ausführungsform handelt es sich, nur als Beispiel, um Schraubenfedern, die so gewählt wurden, dass eine ausreichende Kraft ausgeübt wird, um die Mikrotiterplatte weg von und ein wenig aus dem Probenblock auszuwerfen, nachdem die Abdeckung geöffnet wurde. In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung, das in den 9A9C und 10A10C dargestellt ist, weisen die ersten Federn 50 einen Außendurchmesser von 1,92 mm, eine Länge von 6,3 mm und eine Federkonstante von 0,275 kg/mm auf. Beim Schließen der Abdeckung drücken sich diese ersten Federn 50 jeweils 1,15 mm zusammen und üben somit eine Auswurfkraft von jeweils 0,316 kg aus. In dem gleichen Beispiel weisen die zweiten Federn 60 einen Außendurchmesser von 3,05 mm, eine Länge von 9,53 mm und eine Federkonstante von 0,987 kg auf. Beim Schließen der Abdeckung drücken sich diese zweiten Federn 60 jeweils 1,55 mm zusammen und üben somit eine Auswurf kraft von jeweils 1,53 kg aus. Im vorliegenden Beispiel gibt es zwölf erste Federn und vier zweite Federn, woraus sich eine auf die Mikrotiterplatte einwirkende Gesamtfederkraft von 9,91 kg ergibt. Diese Zahlen dienen nur als Beispiel für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie sich aus der obigen Beschreibung deutlich ergibt, kann eine größere oder kleinere Anzahl von Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten, Formen und Abmessungen wünschenswert sein, um die nach oben gerichtete Kraft, die von der Auswurfvorrichtung beim Öffnen der Abdeckung ausgeübt wird, im Vergleich zu dem obigen Beispiel zu verändern.
  • Die im obigen Beispielsfall verwendeten Federn waren aus Edelstahl gefertigt, aber es sind auch andere geeignete Werkstoffe akzeptabel. Vorzugsweise weisen die Federn eine im Vergleich zum Probenblock geringe thermisch wirksame Masse auf und haben somit keine wesentlichen Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit des Systems. Daher behalten der Probenblock und die Mikrotiterplatte eine im Wesentlichen einheitliche Temperaturverteilung, die von der Auswurfvorrichtung 18 nicht beeinträchtigt wird.
  • Die Funktionsweise der Heizvorrichtung für eine typische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlicher beschrieben. Zunächst wird die beheizte Abdeckung 12 des Thermocyclers in einer zunächst offenen Position angeordnet. Eine Mikrotiterplatte mit einer vorgegebenen Menge flüssiger Proben in einigen oder allen Probenvertiefungen wird oben auf den Probenblock gesetzt. Bei der Doppelanordnung mit 384 Vertiefungen, die in den 110 dargestellt ist, werden zwei Mikrotiterplatten bereitgestellt, jeweils eine für jeden Probenblock. Die Mikrotiterplatte 16 weist in der Regel entweder eine Klebefolie, eine Heißsiegelfolie, ein Gap Pad oder einzelne Deckel zum Abdecken der einzelnen Probenvertiefungen 42 zum Zeitpunkt des Einsetzens in den Thermocycler auf. Die Probenvertiefungen 42 sind auf die Öffnungen im Probenblock ausgerichtet und werden nach unten in die konischen Probenblocköffnungen 20 eingesetzt. Die beheizte Abdeckung wird dann so aufgeschoben, dass sie über den Mikrotiterplatten und dem Probenblock zu liegen kommt. Die beheizte Abdeckung wird dann manuell oder automatisch geschlossen.
  • Während sich die beheizte Abdeckung schließt, drückt eine beheizte Platte (oder das unter der Platte befindliche Gap Pad) der beheizten Abdeckung 12 nach unten auf die Oberseite der Probenvertiefungen, um die Probenvertiefungen 42 fest in die Probenblocköffnungen 20 zu drücken, wie aus 7 ersichtlich ist. Während sich die beheizte Abdeckung schließt, werden die ersten und zweiten Federn 50 und 60 der Auswurfvorrichtung 18 von einer unteren flachen Fläche 58 der Mikrotiterplatte auf dem äußeren Rand der Probenvertiefungen 42 zusammengedrückt. Während die Federn zusammengedrückt werden, üben die Federn eine nach oben gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte 16 aus, wobei sich die beheizte Abdeckung in ihrer geschlossenen Position befindet. In geschlossener Position unterzieht der Thermocycler die flüssigen Proben in der Mikrotiterplatte einer Temperaturwechselbeanspruchung, damit eine Polymerase-Kettenreaktion oder eine sonstige chemische Reaktion eintritt.
  • Nach Abschluss der Temperaturwechselbeanspruchung und/oder sonstigen Vorgänge wird die beheizte Abdeckung 12 geöffnet (entweder manuell oder automatisch). Wenn die beheizte Abdeckung geöffnet wird, wird von der Platte (oder den Gap Pads) in der beheizten Abdeckung kein Druck mehr gegen die Oberseite der Probenvertiefungen mehr ausgeübt. Gleichzeitig üben die Federn der Auswurfvorrichtung 18 eine nach oben gerichtete Kraft auf die Unterseite 58 der Mikrotiterplatte aus, wodurch die Probenvertiefungen 42 aus den Probenblocköffnungen 20 ausgeworfen werden. Die Federn sollten eine ausreichend große Kraft ausüben, so dass die Mikrotiterplatte 16 vom Probenblock 14 losgelöst und um ein geringes Stück nach oben angehoben wird. Nachdem die Mikrotiterplatte vom Probenblock gelöst worden ist, kann die Mikrotiterplatte mittels Roboter ohne zusätzliche manuelle Schritte aus dem Probenblock heraus und von ihm weg gehoben werden. Wie bereits erläutert wurde, kann die Mikrotiterplatte durch die Bereitstellung der Auswurfvorrichtung schneller und wirksamer aus dem Probenblock entfernt werden.
  • Wie sich aus der obigen Beschreibung deutlich ergibt, umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Unterstützung der Entfernung einer Mikrotiterplatte aus einem Probenblock. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens einer anfänglichen nach unten gerichteten Kraft auf eine Mikrotiterplatte durch Schließen einer Abdeckung. Die anfängliche nach unten gerich tete Kraft drückt Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte in Öffnungen auf einer Oberseite eines Probenblocks. Das Verfahren umfasst weiterhin den Schritt des Bereitstellens einer nach oben gerichteten Kraft auf die Mikrotiterplatte durch ein zwischen der Mikrotiterplatte und dem Probenblock angeordnetes Federsystem, wobei die nach oben gerichtete Kraft wesentlich kleiner als die anfängliche nach unten gerichtete Kraft ist. Die Abdeckung wird dann geöffnet, um die anfängliche nach unten gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte zu entfernen, und die Mikrotiterplatte wird durch die von dem Federsystem ausgehende nach oben gerichtete Kraft aus dem Probenblock ausgeworfen.
  • Das System und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verringert den Zeitaufwand, der erforderlich ist, um die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock zu entfernen. Mit Hilfe der Auswurfvorrichtung kann die Mikrotiterplatte automatisch aus dem Probenblock entfernt werden, ohne einen Bediener dabei übermäßig den Chemikalien in der Mikrotiterplatte auszusetzen, was bei einer manuellen Handhabung von Mikrotiterplatten vorkommen kann. Das System und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben dargestellten Beispiele beschränkt; diese dienen nur zum Zwecke der Veranschaulichung.
  • In einer anderen Erscheinung umfasst die Erfindung eine Heizvorrichtung einer zweiten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine beheizte Abdeckung, einen Probenblock mit einer Vielzahl von Öffnungen, eine Mikrotiterplatte mit einer Vielzahl von Probenvertiefungen, einen Mikrotiterplattenhalter, welcher die Mikrotiterplatte trägt, und eine Auswurfvorrichtung, die zwischen dem Probenblock und dem Mikrotiterplattenhalter angeordnet ist, um die Mikrotiterplatte vom Probenblock weg auszuwerfen, wenn die beheizte Abdeckung von einer geschlossenen Position in eine offene Position bewegt wird. Gemäß den Verkörperungen in dieser Patentschrift und den bildlichen Darstellungen in den 1113 umfasst die Heizvorrichtung 100 für biologische Proben eine beheizte Abdeckung 110, einen Probenblock 112, eine Mikrotiterplatte 114, einen Mikrotiterplattenhalter 116 und eine Auswurfvorrichtung 118.
  • Bei der Heizvorrichtung der in den 1113 dargestellten Ausführungsform handelt es sich um einen Thermocycler von PE Biosystems mit 96 Vertiefungen mit optischer Erfassungseinrichtung, wobei die Heizvorrichtung auch für andere Thermocyclertypen mit einer anderen Anzahl von Vertiefungen sowie für Thermocycler ohne optische Erfassungseinrichtungen geeignet ist. Die vorliegende Erfindung ist für eine Heizvorrichtung geeignet, bei der Probenvertiefungen mittels einer Abdeckung in einen Probenblock gedrückt werden. Ähnlich der ersten Ausführungsform eignet sich die vorliegende Erfindung besonders für eine Verwendung bei einer Heizvorrichtung mit einer beheizten Abdeckung.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Heizvorrichtung eine beheizte Abdeckung auf. Gemäß den Ausführungsformen in dieser Patentschrift und den bildlichen Darstellungen in den 1113 ist die beheizte Abdeckung 110 über dem Probenblock 112, der Mikrotiterplatte 114 und dem Mikrotiterplattenhalter 116 angeordnet. Die beheizte Abdeckung ist zwischen einer offenen Position, in der die beheizte Abdeckung keine nach unten gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte ausübt, und einer geschlossenen Position, in der die beheizte Abdeckung eine nach unten gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte ausübt, betriebsfähig.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, die in den 1113 dargestellt wird, weist die beheizte Abdeckung 110 ein zentrales Abdeckungsteilstück 120 und ein äußeres Abdeckungsteilstück 122 auf. In der in 12 dargestellten Ausführungsform weist das zentrale Abdeckungsteilstück eine Vielzahl von Öffnungen 124 zur optischen Erfassung von Reaktionen auf, die in den Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte auftreten. Die vorliegende Erfindung eignet sich auch für eine Verwendung bei einem Thermocycler ohne optische Erfassungseinrichtungen. In einer beispielhaften Ausführungsform, die in den 1113 dargestellt wird, ist das äußere Abdeckungsteilstück 122 relativ zum zentralen Abdeckungsteilstück 124 nach oben und nach unten beweglich. Die Bewegung des äußeren Abdeckungsteilstücks 122 relativ zum zentralen Abdeckungsteilstücks 124 hilft bei der Isolierung der Federkraft einer Auswurfvorrichtung weg von der Mikrotiterplatte während der Temperaturwechselprüfung.
  • Die in den 1113 dargestellte beheizte Abdeckung 110 umfasst auch eine Vielzahl von Verteilungsfedern 126, die zur Verteilung der Kraft des zentralen Abdeckungsteilstücks 120 auf die Mikrotiterplatte 114 dienen. Die Verteilungsfedern 126 ermöglichen außerdem die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des äußeren Abdeckungsteilstücks 122 relativ zum zentralen Abdeckungsteilstück 120. Jede Verteilungsfeder 126 weist einen Stift (nicht dargestellt) auf, der innerhalb der Schraubenfeder angeordnet ist. Der Stift führt durch das zentrale Abdeckungsteilstück 120 und wird so mit dem äußeren Abdeckungsteilstück 122 verbunden, dass das zentrale Abdeckungsteilstück und das äußere Abdeckungsteilstück gegeneinander vorgespannt sind. Eine Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) treibt das zentrale Abdeckungsteilstück 124 und das äußere Abdeckungsteilstück 122 nach unten, so dass die beheizte Abdeckung in einer Art und Weise, die weiter unten näher beschrieben wird, fest auf die Mikrotiterplatte drückt.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Heizvorrichtung eine Mikrotiterplatte und einen Mikrotiterplattenhalter auf, welcher die Mikrotiterplatte hält. Gemäß den Ausführungsformen in dieser Patentschrift und den bildlichen Darstellungen in den 1113 handelt es sich bei der Mikrotiterplatte 114 um eine herkömmliche Mikrotiterplatte nach dem Stand der Technik mit einer Vielzahl von Probenvertiefungen 115. Bei der in den 1113 dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Mikrotiterplatte um eine Platte mit 96 Vertiefungen, wobei die vorliegende Erfindung allerdings für eine Verwendung bei Mikrotiterplatten geeignet ist, die eine beliebige Anzahl von Vertiefungen von einer bis zu mehreren Tausend Vertiefungen aufweisen. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung auch für eine Verwendung bei Mikrotiterplatten mit 384 und 60 Vertiefungen nach dem Stand der Technik besonders geeignet. Die vorliegende Erfindung ist für eine Verwendung bei Mikrotiterplatten mit unterschiedlichen Abmessungen und Formen geeignet. In dem in den 1113 dargestellten Beispiel weisen die Probenvertiefungen einen Arbeitsrauminhalt 220 μl, einen Durchmesser von 5,50 mm und eine Tiefe von 20,0 mm auf. Der Rauminhalt der Probenvertiefungen kann beliebig von 0,1 μl bis zu Tausenden von Mikrolitern (μl) schwanken, wobei ein Rauminhalt zwischen 50 und 500 μl typisch und ein Rauminhalt von 100 bis 200 μl am meisten bevorzugt wird. Ähnlich der Ausführungsform in den 110 ist die Heizvorrichtung der 1113 auch für eine Verwendung bei Mikrotiterplatten geeignet, bei denen die flüssige Probe auf eine andere Unterlage als eine Mikrotiterplatte gegeben wird, zum Beispiel auf einen Mikroskop-Objektträger oder eine Fritte.
  • Im Gegensatz zu der Ausführungsform der 110 weist die Heizvorrichtung der 1113 außerdem einen Mikrotiterplattenhalter 116 auf, welcher die Mikrotiterplatte hält. Der Mikrotiterplattenhalter 116 hat die Form einer flachen Scheibe mit einem Hauptkörperteilstück 140 und einem Armteilstück 142. Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel weist das Hauptkörperteilstück 140 eine rechteckige Form auf. Das Hauptkörperteilstück 140 grenzt auch eine rechteckige Öffnung 146 für die Mikrotiterplatte 114 ab. Der Mikrotiterplattenhalter besteht vorzugsweise aus einem Werkstoff mit geringen Wärmeleiteigenschaften und einer geringen thermisch wirksamen Masse. Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem für den Mikrotiterplattenhalter gewählten Werkstoff um ein Polykarbonat. Andere geeignete Werkstoffe sind ebenfalls annehmbar.
  • Bei einer Ausführungsform ragt das Armteilstück 142 des Mikrotiterplattenhalters 116 in der gleichen Ebene wie das Hauptkörperteilstück 140 vor und dient zum Anschluss an einen Handhabungsroboter (nicht dargestellt). Ein Handhabungsroboter kann das Armteilstück 142 über die Klemmvorrichtung 144, die am Ende des Armteilstücks 142 angeordnet ist, greifen und das Hauptkörperteilstück in Position schwenken, um die Mikrotiterplatte 114 in die Heizvorrichtung einzuführen. Der Handhabungsroboter erlaubt auch eine Bewegung der Mikrotiterplatte nach oben oder unten über den Probenblock und leitet vorzugsweise eine zusätzliche Abwärtsbewegung auf den Mikrotiterplattenhalter ein, um die Mikrotiterplatte von der Auswurfvorrichtung zu trennen, wenn sich die Abdeckung in ihrer geschlossenen Position befindet, wie noch genauer beschrieben werden wird.
  • Das Hauptkörperteilstück 140 des Mikrotiterplattenhalters weist vorzugsweise eine Vielzahl von Vorsprüngen 150 auf, die von dessen Oberseite nach oben herausragen. Die in den Figuren dargestellten Vorsprünge dienen nur zum Zweck der Veranschaulichung, da die Vorsprünge jede beliebige Größe, Form und Gestaltung haben können. Beispielsweise könnten die Vorsprünge einen Grat um den äußeren Rand der Öffnung für die Mikrotiterplatte bilden. Die Vorsprünge könnten im Vergleich zu den in 12 Dargestellten auch erheblich verlängert werden. Die Funktion der Vorsprünge wird nachfolgend näher beschrieben.
  • Die rechteckige Öffnung 146 des Mikrotiterplattenhalters ist so gestaltet, dass die Mikrotiterplatte 114 auf dem Mikrotiterplattenhalter 116 aufliegen kann. Das wird zum Beispiel in den schematischen Zeichnungen der 13A13C dargestellt. Die rechteckige Öffnung 146 wird durch eine spitz zulaufende Wand 160 abgegrenzt, die sich von der Oberseite 162 des Mikrotiterplattenhalters 116 nach unten verjüngt. Die von der spitz zulaufenden Wand 160 abgegrenzte Öffnung weist eine größere Länge und Breite auf als die Länge und Breite der Mikrotiterplatte 114. Die spitz zulaufende Wand 160 verjüngt sich, bis sie ein Bodenteilstück 164 erreicht, das von der spitz zulaufenden Wand 160 ausgeht. Das Bodenteilstück 164 erstreckt sich entlang der Unterseite 166 des Mikrotiterplattenhalters. Das Bodenteilstück 164 grenzt eine rechteckige Öffnung ab, die kleiner ist als die Größe der Mikrotiterplatte. Wenn die Mikrotiterplatte in die rechteckige Öffnung 146 gesetzt wird, liegen die äußeren Seitenwände 168 der Mikrotiterplatte auf einer oberen Fläche 170 des Bodenteilstücks auf. Das wird aus den schematischen Zeichnungen der 13A13C ersichtlich. Wenn die Mikrotiterplatte 114 so in die rechteckige Öffnung 146 eingesetzt wird, dass die Mikrotiterplatte auf dem Bodenteilstück 164 aufliegt, kann sich die Mikrotiterplatte 114 relativ zum Mikrotiterplattenhalter 116 frei nach oben bewegen. Bei der in den 13A13C schematisch dargestellten Ausführungsform ist das Bodenteilstück 164 dünner als der Rest des Mikrotiterplattenhalters 116. Der Mikrotiterplattenhalter in den 1113 ist nur zum Zwecke der Veranschaulichung dargestellt.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Heizvorrichtung einen Probenblock mit einer Vielzahl von Öffnungen für die Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte auf. Gemäß den Ausführungsformen in dieser Patentschrift und den bildlichen Darstellungen in den 1113 weist der Probenblock 112 in einer oberen Fläche 132 des Probenblocks eine Vielzahl von Probenblocköffnungen 130 auf. Die Öffnungen werden durch konische Seitenwände 134 ähnlich denjenigen, die für die 110 beschrieben wurden, und eine Bodenfläche 136 abgegrenzt. Der Probenblock 112 ist in einem Sockel 200 angeordnet, auf welchem der Probenblock aufliegt. Wie aus 12 ersichtlich ist, umfasst der Sockel 200 eine erhöhte Fläche 202, eine erste abgesenkte Fläche 204, eine zweite abgesenkte Fläche 206 und eine dritte abgesenkte Fläche 208. Die erste abgesenkte Fläche 204 hat eine Größe, mit der sie das Hauptkörperteilstück 140 des Mikrotiterplattenhalters 116 aufnehmen kann. Außerdem grenzt die erste abgesenkte Fläche 204 eine Vertiefung ab, in welcher der Probenblock 112 aufgenommen wird. Die zweite und die dritte abgesenkte Fläche, 206 und 208, haben eine Größe, mit der sie ebenfalls den Mikrotiterplattenhalter 116 aufnehmen können. Die erste abgesenkte Fläche 204 des Sockels ist so gestaltet, dass die Auswurfvorrichtung darin zum Eingriff kommt, wie weiter unten beschrieben werden wird.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Heizvorrichtung eine Auswurfvorrichtung auf, um die Mikrotiterplatte beim Öffnen der Abdeckung aus dem Probenblock auszustoßen. Gemäß den Ausführungsformen in dieser Patentschrift und den bildlichen Darstellungen in den 1113 kann die Auswurfvorrichtung 118 eine geeignete Vorrichtung jeder beliebigen Art wie zum Beispiel eine Federvorrichtung aufweisen, welche einen nach oben gerichteten Druck auf den Mikrotiterplattenhalter und die Mikrotiterplatte ausübt, wenn die beheizte Abdeckung geöffnet wird. In einer Ausführungsform weist die Auswurfvorrichtung 118 eine Vielzahl von Federn auf. Genauer gesagt, umfasst die Vielzahl von Federn Blattfedern 180, die an eine Bodenfläche 166 des Mikrotiterplattenhalters 116 befestigt sind. Die Blattfedern sind bei einer Ausführungsform an der Unterseite 166 des Mikrotiterplattenhalters befestigt. Alternativ könnten die Blattfedern am Probenblock befestigt werden. Bei der speziellen Ausführungsform, die in den 1113 dargestellt ist, wurden die Blattfedern 180 am Mikrotiterplattenhalter anstelle des Probenblocks befestigt, um die Reinigung der Heizvorrichtung zu vereinfachen. Außerdem verringert die Anordnung der Blattfedern auf der Mikrotiterplatte im Vergleich zu einer Anordnung, bei der die Blattfedern am Probenblock befestigt wären, den thermischen Effekt der Blattfedern auf den Probenblock.
  • Bei der Ausführungsform in 11 sind vier Blattfedern 180 an der Unterseite 166 des Mikrotiterplattenhalters 116 befestigt. Die vier Blattfedern sind mit im Wesentlichen symmetrischen Abständen über die Mikrotiterplatte verteilt. Obwohl die Figuren vier Blattfedern darstellen, könnte eine beliebige Anzahl von Blattfedern, von einer bis zu mehreren Dutzend, bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Es ist wünschenswert, dass die Blattfeder aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff besteht, dessen Federkennlinie in angemessenem Umfang konstant bleibt. Bei einer Ausführungsform besteht die Blattfeder aus dem Werkstoff Berylliumkupfer. Jeder andere geeignete Werkstoff ist ebenso akzeptabel.
  • Die Auswurfvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die in den 1113 dargestellte Anordnung beschränkt. Die Auswurfvorrichtung kann anstelle der in den 1113 dargestellten Blattfedern auch aus jeder Art von Kraft ausübenden Vorrichtungen wie zum Beispiel Schraubenfedern, hydraulischen Dämpfern, Elastomerfedern oder sonstigen herkömmlichen Federvorrichtungen hergestellt werden. Blattfedern wurden bei dieser speziellen Ausführungsform wegen des großen Abstandes zwischen der Unterseite 166 der Mikrotiterplatte 114 und der ersten abgesenkten Fläche 204 des Sockels 200 gewählt. Bei dieser Anordnung ist die Verwendung einer Schraubenfeder möglich, allerdings kann bei Verwendung einer Schraubenfeder ein erheblicher Anteil der Länge der Feder ungestützt sein. Daher können neben Schraubenfedern Federtypen wünschenswert sein, wenn der Anteil der ungestützten Federlänge bei der betreffenden Anordnung erheblich ist.
  • Die Probenvertiefungen 115 der Ausführungsform in den 1113 können mit einem beliebigen Verfahren nach dem Stand der Technik abgedeckt werden. Beispielsweise zeigt 12 Probenvertiefungsdeckel 210 in einer Reihe zum Abdecken der Oberseite der Probenvertiefungen 115. Die Deckel können einzeln angeordnet oder in Reihen von je acht zusammengefasst werden, wie in 12 dargestellt. Alternativ kann anstelle von Deckeln eine Klebefolie zum Abdichten der Probenvertiefungen verwendet werden. Eine andere normale Art der Abdichtung nach dem Stand der Technik ist eine Heißsiegelfolie. Alle diese bekannten Anordnungen können zum Abdecken der Probenvertiefungen verwendet werden.
  • Zusätzlich zu dem Abdeckungs- oder Abdichtungsverfahren für die Probenvertiefungen kann eine dünne nachgiebige Abdeckung zwischen der beheizten Abdeckung und der Oberseite der Mikrotiterplatte angeordnet werden. Diese nachgiebige Abdeckung ähnelt dem Gap Pad, das in der Ausführungsform der 110 verwendet werden kann, bietet aber in der Regel keine Abdichtung für die Oberseite der Probenvertiefungen. Bei anderen Ausführungsformen übernimmt die nachgiebige Abdeckung die Funktion von Abdeckung und Gap Pad. Ein Beispiel einer typischen nachgiebigen Abdeckung ist in den 13A13C mit der Verweisnummer 212 dargestellt. Die nachgiebige Abdeckung 212 wirkt bei der gleichmäßigen Verteilung der nach unten gerichteten Kraft mit, die von der beheizten Abdeckung auf die Mikrotiterplatte ausgeübt wird. Die nachgiebige Abdeckung kann aus einem Polymer-Verbundwerkstoff oder einem anderen Werkstoff bestehen, der die hohen Temperaturen, die bei der Temperaturwechselprüfung auftreten, verkraftet. Die nachgiebige Abdeckung der 1113 wird in der Regel in Verbindung mit den Abdichtungsverfahren (Deckel, Klebefolie usw.) für die Probenvertiefungen verwendet. Die nachgiebige Abdeckung umfasst in der Regel Erfassungslöcher 214, die auf jede der Probenvertiefungen 115 der Mikrotiterplatte 114 ausgerichtet sind. Die Erfassungslöcher 214 sind außerdem auf die Öffnungen 124 auf dem zentralen Abdeckungsteilstück 120 der beheizten Abdeckung ausgerichtet, damit Lichtemissionen aus der flüssigen Probe von einer Erfassungsvorrichtung (nicht dargestellt) erfasst werden können.
  • Die Funktionsweise der Heizvorrichtung für eine typische Ausführungsform gemäß den 1113 wird nachfolgend ausführlicher beschrieben. Zunächst wird die beheizte Abdeckung 12 des Thermocyclers in einer zunächst offenen Position angeordnet. Die Mikrotiterplatte 114 wird dann entweder manuell oder automatisch in den Mikrotiterplattenhalter 116 gesetzt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Probenvertiefungen 115 der Mikrotiterplatte bereits mit den entsprechenden flüssigen biologischen Proben befüllt. Die Probenvertiefungen sind auch bereits mit dem entsprechenden Verfahren wie zum Beispiel das Aufsetzen von Deckeln 210 auf die Probenvertiefungen abgedichtet worden. Der Mikrotiterplattenhalter 116 wird dann vom Handhabungsroboter so gedreht, dass der Mikrotiterplattenhalter und die Mikrotiterplatte zwischen der beheizten Abdeckung 110 und dem Probenblock angeordnet sind, wie in 13A dargestellt ist.
  • Nachdem der Mikrotiterplattenhalter und die Mikrotiterplatte gemäß der Darstellung in 13A angeordnet worden sind, werden der Mikrotiterplattenhalter 116 und die Mikrotiterplatte 114 so abgesenkt, dass sich die Probenvertiefungen 115 in den Probenblocköffnungen 130 befinden. Der Mikrotiterplattenhalter und die Mikrotiterplatte werden abgesenkt, indem der Handhabungsroboter sie entweder nach unten bewegt oder die beheizte Abdeckung 110 nach unten drückt, je nach der betreffenden Anordnung. Die beheizte Abdeckung 110 wird dann durch einen entweder manuellen oder automatischen Vorgang nach unten bewegt, so dass die Probenvertiefungen 115 der Mikrotiterplatte 114 fest in die Öffnungen 130 des Probenblocks gedrückt werden, wie in 13B dargestellt wird.
  • In 13B ist die beheizte Abdeckung in einer geschlossenen Position dargestellt, was als „Geschlossenposition" bezeichnet wird. In Geschlossenposition werden die Blattfedern 180 zwischen dem Mikrotiterplattenhalter 116 und der ersten abgesenkten Fläche 204 des Sockels zusammengedrückt. In dieser ersten abgesenkten Position oder Geschlossenposition, die in 13B dargestellt wird, befindet sich die Unterseite 166 des Mikrotiterplattenhalters 116 um einen Abstand y1 von der Oberseite 204 des Sockels entfernt. Die Oberseite 170 des Bodenteilstücks 164 des Mikrotiterplattenhalters wird durch die Federkraft der Blattfedern 180 gegen den Boden der Seitenwand 168 der Mikrotiterplatte gedrückt. Die nach oben gerichtete Kraft, die auf die Seitenwand der Mikrotiterplatte ausgeübt wird, neigt dazu, eine Biegung der Mikrotiterplatte zu verursachen.
  • Die in 13B dargestellte Geschlossenposition wird nur für einen kurzen Moment erreicht. Bei der bevorzugten Betriebsweise drückt ein Betätigungselement der beheizten Abdeckung (nicht dargestellt) nach unten auf das äußere Abdeckungsteilstück 122 der beheizten Abdeckung 110, so dass der Mikrotiterplattenhalter 116 sich relativ zur Mikrotiterplatte 114 ein wenig nach unten zu der in 13C dargestellte Position bewegt. Auf diese Weise entsteht ein Abstand zwischen der Oberseite 170 des Bodenteilstücks 164 und dem Boden der Seitenwand 168, um die Mikrotiterplatte 114 von der Federkraft zu trennen, die von der Blattfeder 180 erzeugt wird, während sie sich in der in 13C dargestellten zusammengedrückten Position befindet. Die in 13C dargestellte Position wird als zusammengedrückte Position bezeichnet, weil die Blattfeder sogar noch weiter zusammengedrückt wird, so dass der Abstand zwischen der Unterseite 166 des Mikrotiterplattenhalters 116 und der Oberseite 204 des Sockels auf ein Maß von y2 verringert wird. In der zusammengedrückten Position drückt der Mikrotiterplattenhalter 116 nicht nach oben auf die Seitenwand 168, wodurch eine Biegung der Mikrotiterplatte 114 im Wesentlichen verhindert wird. Dadurch wird die Menge des Volumenverlusts durch Biegung verringert.
  • Mit Positionierung der Heizvorrichtung in der zusammengedrückten Position von 13C werden an ihr abwechselnde Temperaturänderungen durchgeführt. Nachdem die abwechselnden Temperaturänderungen an der Vorrichtung durchgeführt worden sind, wird die Vorrichtung, mit der die beheizte Abdeckung nach unten getrieben wird, gelöst, um die Abdeckung zu öffnen. Die beheizte Abdeckung ist nicht länger mit der Oberseite der Mikrotiterplatte in Kontakt. Gleichzeitig schiebt die Blattfeder 180 den Mikrotiterplattenhalter 116 nach oben. Die Oberseite 170 des Bodenteilstücks 164 kommt dann mit dem Boden der Seitenwand 168 der Mikrotiterplatte 114 in Eingriff und drückt nach oben auf die Mikrotiterplatte. Die auf die Mikrotiterplatte ausgeübte Kraft reicht aus, um die anfängliche Haftkraft zu überwinden, und die Mikrotiterplatte wird aus dem Probenblock gelöst. Damit wird die Mikrotiterplatte 114 sicher aus dem Probenblock 112 ausgestoßen, so dass der Handhabungsroboter den Mikrotiterplattenhalter und die Mikrotiterplatte aus dem Probenblock entfernen kann.
  • Der Fachwelt wird offenkundig sein, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen an der Vorrichtung und am Verfahren zum Auswurf einer Mikrotiterplatte aus einem Probenblock, an der Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung und an der Konstruktion dieser Vorrichtung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang oder vom Geist der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise könnte das System bei Vorrichtungen jeder beliebigen Art verwendet werden, die eine Vielzahl von Probenvertiefungen aufweisen, die in einen Probenblock gepresst sind.
  • Andere Ausführungsformen der Erfindung werden der Fachwelt durch Erwägung der Patentbeschreibung und der praktischen Verwertung der in dieser Patentschrift offen gelegten Erfindung offenkundig sein. Es ist beabsichtigt, dass die Patentbeschreibung und die Beispiele nur als Beispiele angesehen werden, wobei der wahre Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche dargelegt wird.

Claims (37)

  1. System zum Auswurf einer Platte mit Probenvertiefungen (Mikrotiterplatte) (16, 114), mit mindestens einer von einem Probenblock (14, 112) entfernten Probenvertiefung, aufweisend eine Öffnung, um darin jeweils mindestens eine der Probenvertiefungen der Mikrotiterplatte (16, 114) aufzunehmen, sowie mindestens eine Auswurfvorrichtung (18, 118), dadurch gekennzeichnet, dass die Auswurfvorrichtung (18, 118) zwischen den Probenblock (14, 112) und die Mikrotiterplatte (16, 114) platziert wird und mindestens eine Federvorrichtung umfasst, die in einem Bereich außerhalb der Öffnung des Probenblocks (14, 112) angeordnet ist, um eine Auswurfkraft auf die Mikrotiterplatte zu übertragen, wobei diese Auswurfkraft die Mikrotiterplatte (16, 114) vom Probenblock (14, 112) wegstößt, sobald eine Druckkraft entfernt wird, die auf die Oberseite der Probenvertiefung ausgeübt wird.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Druckkraft ausreicht, um der Auswurfkraft entgegenzuwirken, damit die Mikrotiterplatte (16, 114) gegen den Probenblock (14, 112) gehalten wird, wenn diese Druckkraft ausgeübt wird.
  3. System nach Anspruch 1 bis 2, wobei die Auswurfvorrichtung (18, 118) mit der Mikrotiterplatte in Eingriff gebracht werden kann.
  4. System nach Anspruch 1 bis 3, wobei der Probenblock (14, 112) eine Vielzahl von Öffnungen zum Aufnehmen von Probenvertiefungen (115) der Mikrotiterplatte aufweist, wobei diese Probenvertiefungen (115) während der Betätigung der Auswurfvorrichtung (18, 118) vom Probenblock (14, 112) weggestoßen werden.
  5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswurfvorrichtung (18, 118) eine Vielzahl von Federvorrichtungen umfasst.
  6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Probenblock (14, 112) ferner mindestens einen Aufnahmeteil umfasst, um einen Teil der mindestens einen Federvorrichtung aufzunehmen.
  7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Federvorrichtung eine Schraubenfeder (50, 60) umfasst.
  8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der aufnehmende Teil eine zylindrische Öffnung umfasst, um einen Teil der Schraubenfeder (50, 60) unterzubringen.
  9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl der Federvorrichtungen im Wesentlichen symmetrisch entlang der Peripherie des Probenblocks (14, 112) angeordnet ist.
  10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswurfvorrichtung (18, 118) eine Vielzahl von Federvorrichtungen umfasst, die entlang einem Außenrand (62) auf der Oberseite des Probenblocks (14, 112) mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Federvorrichtungen in zylindrischen Öffnungen im Probenblock (14, 112) untergebracht sind und wobei diese Federvorrichtungen in eine Bodenfläche der Mikrotiterplatte (16,114) eingreifen, um die Auswurfkraft für das Ausrücken der Mikrotiterplatte (16, 114) aus dem Probenblock (14, 112) bereitzustellen, sobald eine Abdeckung (12, 110) für das System geöffnet wird, wobei diese Abdeckung so gestaltet ist, um die Druckkraft oben auf die Mikrotiterplatte bereitzustellen.
  11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Mikrotiterplattenhalter (116) zum Halten der Mikrotiterplatte (16, 114), wobei die Probenvertiefungen relativ zum Mikrotiterplattenhalter (116) bewegt werden können.
  12. System nach Anspruch 11, wobei die Auswurfvorrichtung (18, 118) den Mikrotiterplattenhalter (116) gegenüber dem Probenblock (14, 112) vorspannt, um dadurch die Probenvertiefungen (115) aus den Öffnungen im Probenblock (14, 112) auszuwerfen, sobald die Druckkraft entfernt wird, was beim Öffnen einer Abdeckung (12, 110) für die Mikrotiterplatte (16, 114) eintritt.
  13. System nach Anspruch 11 bis 12, wobei ein Teil der Federvorrichtungen am Mikrotiterplattenhalter (116) befestigt sind.
  14. System nach Anspruch 11 bis 13, wobei die Federvorrichtungen im Wesentlichen gleichmäßig um eine Öffnung für die Mikrotiterplatte (16, 114) herum am Boden des Mikrotiterplattenhalters (116) angeordnet sind.
  15. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend vier der genannten Federvorrichtungen.
  16. System nach Anspruch 15, wobei diese Federvorrichtungen Blattfedern umfassen.
  17. System nach Anspruch 1, wobei die Probenvertiefungen, die vom Probenblock aufgenommen werden, eine Größe für ein Flüssigkeitsvolumen in der Größenordnung von 10 bis 500 μl aufweisen.
  18. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auswerfen einer Mikrotiterplatte weg von einem Probenblock (14, 112) in einer Heizvorrichtung für biologische Proben eine Feder umfasst, die zwischen dem Probenblock (14, 112) und der Mikrotiterplatte angeordnet ist, wobei diese Feder im zusammengedrückten Zustand über eine ausreichende Kraft verfügt, um die Mikrotiterplatte in eine Richtung im Wesentlichen vom Probenblock (14, 112) zu bewegen, als Reaktion auf das Öffnen einer Abdeckung (12, 110) von der Mikrotiterplatte (16, 114) weg.
  19. Verfahren zum Handhaben einer Platte mit Probenvertiefungen (Mikrotiterplatte) in Bezug auf einen Probenblock, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte des Bereitstellens einer anfänglichen nach unten gerichteten Kraft auf eine Mikrotiterplatte (16, 114) umfasst, wobei diese anfängliche nach unten gerichtete Kraft die Probenvertiefung (115) der Mikrotiterplatte (16, 114) in eine Öffnung auf einer oberen Fläche eines Probenblocks (14, 112) drückt; sowie die Schritte des Bereitstellens einer nach oben gerichteten Kraft auf die Mikrotiterplatte (16, 114), wobei die nach oben gerichtete Kraft von einer Federvorrichtung einer Auswurfvorrichtung (18, 118) bereitgestellt wird, die zwischen dem Probenblock (14, 112) und der Mikrotiterplatte (16, 114) liegt, wobei die Federvorrichtung in einem Bereich außerhalb der Öffnung des Probenblocks (14, 112) angeordnet ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Federsystem mindestens eine Federvorrichtung umfasst, die mit dem Probenblock (14, 112) in Verbindung steht.
  21. Verfahren nach Anspruch 19 bis 20, wobei der Probenblock (14, 112) eine Vielzahl von Öffnungen zum Aufnehmen von Probenvertiefungen (115) der Mikrotiterplatte umfasst, wobei diese Probenvertiefungen (115) aus dem Probenblock (14, 112) während der Betätigung der Auswurfvorrichtung (18, 118) ausgeworfen werden.
  22. Verfahren nach Anspruch 19 bis 20, wobei die Auswurfvorrichtung (18, 118) mit der Mikrotiterplatte (16, 114) in Eingriff kommt, welche mit einer flachen oberen Fläche zum Aufnehmen von Proben eines biologischen Materials versehen ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 19 bis 22, umfassend die Schritte des Verringerns der anfänglichen nach unten gerichteten Kraft auf die Mikrotiterplatte (16, 114) und des Auswerfens der Mikrotiterplatte (16, 114) aus dem Probenblock (14, 112) durch eine nach oben gerichtete Kraft zwischen der Mikrotiterplatte (16, 114) und dem Probenblock (14, 112).
  24. Verfahren nach Anspruch 19 bis 23, ferner umfassend den Schritt des Entfernens der Mikrotiterplatte (16, 114) aus dem Probenblock (14, 112) durch eine Robotervorrichtung.
  25. Verfahren nach Anspruch 19 bis 24, wobei während des Bereitstellens einer nach oben gerichteten Kraft auf die Mikrotiterplatte (16, 114) eine Vielzahl von Federvorrichtungen mit der Mikrotiterplatte (16, 114) in Eingriff kommt.
  26. Verfahren nach Anspruch 19 bis 25, wobei während des Bereitstellens einer nach oben gerichteten Kraft auf die Mikrotiterplatte (16, 114) ein Mikrotiterplattenhalter (116) vorgesehen ist, um die Mikrotiterplatte (16, 114) nach oben zu drücken.
  27. Verfahren nach Anspruch 19 bis 26, wobei vor dem Bereitstellen einer nach oben gerichteten Kraft auf die Mikrotiterplatte (16, 114) die nach oben gerichtete Kraft, die auf den Mikrotiterplattenhalter (116) durch das Federsystem ausgeübt wird, im Wesentlichen von der Mikrotiterplatte (16, 114) isoliert ist, so dass während eines von dem Apparat durchgeführten Heizvorgangs im We sentlichen keine nach oben gerichtete Kraft von der Mikrotiterplatte (16, 114) auf den Mikrotiterplattenhalter (116) ausgeübt wird.
  28. Heizvorrichtung für biologische Proben, umfassend ein System nach Anspruch 1.
  29. Heizvorrichtung nach Anspruch 28, ferner umfassend eine Abdeckung, wobei: eine Platte mit Probenvertiefungen (Mikrotiterplatte) (16, 114) eine Vielzahl von Probenvertiefungen umfasst und der Probenblock (14, 112) eine Vielzahl von Öffnungen im oberen Teil davon umfasst, um die Vielzahl von Probenvertiefungen (115) der Mikrotiterplatte (16, 114) aufzunehmen; und die Auswurfvorrichtung (18, 118), die zwischen dem Probenblock (14, 112) und der Mikrotiterplatte (16, 114) in Eingriff gebracht werden kann, um die Mikrotiterplatte (16, 114) weg von dem Probenblock (14, 112) auszuwerfen, wenn die Abdeckung (12, 110) aus der geschlossenen Position in eine geöffnete Position bewegt wird, wobei diese Abdeckung (12, 110) eine nach unten gerichtete Kraft auf die Oberseite der Mikrotiterplatte (16, 114) ausübt, um die Probenvertiefungen (115) in die Öffnungen des Probenblocks (14, 112) zu drücken, wenn die Abdeckung (12, 110) in eine geschlossene Position bewegt wird, wobei diese Auswurfvorrichtung (18, 118) eine nach oben gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte (16, 114) ausübt; wobei die von der Abdeckung (12, 110) ausgeübte nach unten gerichtete Kraft ausreicht, um die Mikrotiterplatte (16, 114) gegen den Probenblock (14, 112) zu halten, wenn sich die Abdeckung (12, 110) in der geschlossenen Position befindet.
  30. Heizvorrichtung nach Anspruch 29, bei der eine Mikrotiterplatte (16, 114) zwischen der Abdeckung (12, 110) und dem Probenblock (14, 112) positioniert werden kann, wenn sich die Abdeckung (12, 110) in einer geschlossenen Position befindet.
  31. Heizvorrichtung nach Anspruch 28 bis 30, bei der die mindestens eine Federvorrichtung mit dem Probenblock (14, 112) in der Weise in Eingriff kommt, dass mindestens eine Federvorrichtung auf einer Fläche des Probenblocks (14, 112) in radialer Richtung außerhalb der Öffnungen im Probenblock (14, 112) positioniert wird.
  32. Heizvorrichtung nach Anspruch 28 bis 31, wobei die Auswurfvorrichtung (18, 118) eine Vielzahl von Federn umfasst.
  33. Heizvorrichtung nach Anspruch 28 bis 32, wobei der Probenblock (14, 112) ferner eine Vielzahl zylindrischer Federöffnungen zum Aufnehmen einer Vielzahl von Federvorrichtungen der Auswurfvorrichtung (18, 118) umfasst.
  34. Heizvorrichtung nach Anspruch 28 bis 33, ferner umfassend einen Mikrotiterplattenhalter (116), wobei der Mikrotiterplattenhalter (116) die Mikrotiterplatte (16, 114) trägt und wobei die Mikrotiterplatte (16, 114) relativ zum Mikrotiterplattenhalter (116) bewegt werden kann.
  35. Heizvorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Auswurfvorrichtung (18, 118) auf einer Bodenfläche des Mikrotiterplattenhalters (116) angeordnet ist.
  36. Heizvorrichtung nach Anspruch 34 bis 35, wobei der Mikrotiterplattenhalter (116) von einem äußeren Teil der beheizten Abdeckung (12, 110) in der Weise nach unten gedrückt werden kann, dass die Mikrotiterplatte (16, 114) aus dem Mikrotiterplattenhalter (116) ausgerückt wird, so dass die Auswurfvorrichtung (18, 118) in dieser Position nicht länger eine nach oben gerichtete Kraft auf die Mikrotiterplatte (16, 114) ausübt.
  37. Heizvorrichtung nach Anspruch 34 bis 36, bei der die Mikrotiterplatte (16, 114) diese nach oben gerichtete Kraft vom Mikrotiterplattenhalter (116) aufnimmt, wenn der äußere Teil der beheizten Abdeckung (12, 110) nicht länger nach unten gedrückt wird, so dass der Mikrotiterplattenhalter (116) mit der Mikrotiterplatte (16, 114) in Eingriff kommt.
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