DE10013513A1

DE10013513A1 - Brush-like liquid transfer and dosing device, succeeds in transferring thousands of picoliter samples from points of reaction to analysis chip, and is cleaned simply by trimming its bristles

Info

Publication number: DE10013513A1
Application number: DE10013513A
Authority: DE
Inventors: Holger Loewe; Renate Konrad; Rainer Pommersheim; Isabell Sommer
Original assignee: Institut fuer Mikrotechnik Mainz GmbH
Current assignee: Institut fuer Mikrotechnik Mainz GmbH
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-18
Publication date: 2000-10-19

Abstract

Brush-like liquid transfer and dosing device where the fluid carrier is a rod (resembling a bristle), having a liquid-adsorbent surface at its free end, is new.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transfer und zur Dosierung von fluiden Proben, insbesondere zum Transfer von Proben in der Mikrotechnik, beispielsweise für Elektrophoresechips.The invention relates to a device for transfer and Dosing of fluid samples, especially for the transfer of Samples in microtechnology, for example for Electrophoresis chips.

Der Transfer von Fluids, insbesondere der von Flüssigkeiten, wurde und wird auch in geringen Mengen mittels Pipetten durchgeführt. Die fortschreitende Entwicklung der Biochemie und Mikrobiologie erforderte die Handhabung von immer kleineren Mengen an Substanzen sowie Fluids, in denen diese gelöst sind. So wiesen vor etwa 30 Jahren Mikrotiterplatten üblicherweise 96 Näpfchen auf, die in 12 Reihen von jeweils 8 Näpfchen angeordnet waren. Der Abstand der Näpfchenmit telpunkte betrug damals 9 mm. Durch die Miniaturisierung der Technik war es möglich, die handhabbaren Näpfchenvolumina von 100 µl, dann auf 20 µl und schließlich sogar auf 1 µl zu verringern. Dies ergab eine Erhöhung der Näpfchenzahl einer Titerplatte auf 384 und schließlich auf 1536 Näpfchen pro Platte, welches der heute übliche Standard ist. Es sind bereits Versuche unternommen worden, die Anzahl der Näpfchen auf 3456 und sogar 9600 zu erhöhen. Dies setzt jedoch eine immer feinere Dosiertechnik voraus. Kommerziell erhältliche Pipettierautomaten weisen ein Mindestdosiervolumen von 1 µl auf, welches in besonderen Ausnahmefällen, wie z. B. bei einem von Jenoptik (Jena, Deutschland) unter dem Namen "Igel" vertriebenen Mehrfachdosierer bei 500 nl liegt. Mit solchen Mehrfachdosierern ist es zwar ohne weiteres möglich, sämtliche Näpfchen einer Mikrotiterplatte gleichzeitig, d. h. parallel mit Reagentien zu versehen bzw. aus diesen Reagentien zu entnehmen und an einen anderen Ort zu trans ferieren, jedoch liegen diese Mengen, die mit dieser Technik übertragbar sind, im Bereich von µl oder höchstens nl.The transfer of fluids, especially that of liquids, was and is also in small quantities using pipettes carried out. The progressive development of biochemistry and microbiology always required handling smaller amounts of substances as well as fluids in which these are solved. Microtiter plates showed about 30 years ago usually 96 wells, arranged in 12 rows of each 8 cells were arranged. The distance of the cells with then was 9 mm. By miniaturizing the Technology made it possible to handle the manageable volumes from 100 µl, then to 20 µl and finally even to 1 µl reduce. This resulted in an increase in the number of wells Titer plate to 384 and finally to 1536 cells per Plate, which is the standard today. There are Attempts have already been made to determine the number of cells to increase to 3456 and even 9600. However, this sets one ever finer dosing technology ahead. Commercially available Automatic pipetting devices have a minimum dosing volume of 1 µl on, which in special exceptional cases such. B. at one from Jenoptik (Jena, Germany) under the name "Hedgehog" multi-dose dispenser is 500 nl. With such multiple dispensers are easily possible all wells of a microtiter plate at the same time, d. H. to be provided with or from reagents in parallel Remove reagents and transfer them to another location refer, however, these amounts lie with this technique are transferable, in the range of µl or at most nl.

Ein Transfer im pl-Bereich ist bisher lediglich mit solchen Techniken möglich, die auf piezoelektrischen Aktoren beru hen, wie sie beispielsweise in der Tintenstrahltechnologie angewendet werden. Mit dieser Technik sind bereits Pipettiersysteme mit 4 und 8 Dosierspitzen hergestellt worden. Die dabei ausgetriebenen Tröpfchen weisen einen Durchmesser von mindestens 100 µm auf, was einem Dosiervo lumen von ca. 85 pl entspricht. Das größte Problem dieser Systeme ist jedoch das Austrocknen der Dosierspitze, was auch bei Tintenstrahldruckern ein bekanntes Problem dar stellt. Beim Trocknungsvorgang zieht sich die Flüssigkeits säule aus den Spitzen zurück und hinterläßt ausgetrocknete, in der Lösung enthaltene Salze, so daß ein exaktes Volumen und eine exakte Konzentration für die nächste Dosierung nicht mehr gewährleistet ist.A transfer in the PI area has so far only been possible Techniques possible based on piezoelectric actuators hen, such as in inkjet technology be applied. With this technique are already Pipetting systems with 4 and 8 dosing tips manufactured been. The droplets expelled in the process have one Diameter of at least 100 microns on what a Dosiervo lumen of approx. 85 pl corresponds. The biggest problem with this Systems is, however, what the drying of the dosing tip also a known problem with inkjet printers poses. The liquid is drawn out during the drying process column back out of the tips and leaves dry, salts contained in the solution, so that an exact volume and an exact concentration for the next dose is no longer guaranteed.

Einen weiteren Nachteil dieser Systeme stellt der hohe Ver brauch an Wegwerfspitzen dar, was sowohl ökologisch als auch ökonomisch unerwünscht ist. Darüber hinaus ist ein Reinigen von piezoelektrischen Aktoren äußerst aufwendig und teuer.Another disadvantage of these systems is the high ver need on disposable tips, which is both ecological and is economically undesirable. In addition there is a cleaning of piezoelectric actuators extremely complex and expensive.

Es ist auch bereits versucht worden, geringe Probenmengen, beispielsweise in Elektrophoresechips dadurch einzubringen, daß man diese mit einem die Elektrophoresebahn kreuzenden Kanal versieht und über diesen Kanal eine geringe Volumen menge einer zu untersuchenden Probe einträgt. Derartige Analysechips sind beispielsweise in der nicht vorveröffent lichten DE-A 199 14 354.4 der gleichen Anmelderin, beschrieben. Ein weiterer Elektrophoresechip ist in von P. C. Simpson et al. in PNAS, USA Vol. 95, Seiten 2256-2261 (1998) "Biophysics" beschrieben. Derartige Techniken sind jedoch für das Screenen von großen Mengen, wie beispiels weise das Anlegen von Genbibliotheken und für das Bearbeiten einer Vielzahl von Proben in der Genom- und Proteom-Analytik nicht geeignet. Durch ihren großen Raumbedarf und ihre aufwendige Anordnung sind sie außerdem für eine Automati sierung ungeeignet.Attempts have also been made to use small amounts of sample, for example in electrophoresis chips, that they cross the electrophoresis web with one Channel provides and a small volume via this channel quantity of a sample to be examined. Such Analysis chips, for example, are not pre-published in the DE-A 199 14 354.4 by the same applicant, described. Another electrophoresis chip is from P. C. Simpson et al. in PNAS, USA vol. 95, pages 2256-2261 (1998) "Biophysics". Such techniques are however for the screening of large amounts, such as assign the creation of gene libraries and for editing a large number of samples in genome and proteome analysis not suitable. Due to their large space requirements and their complex arrangement they are also for an automat unsuitable.

Die Erfindung hat daher zum Ziel, eine Vorrichtung zum Transfer und zur Dosierung bereitzustellen, mit der auch winzigste Mengen bis hinab in den pl-Bereich übertragen werden können, wie beispielsweise der Transfer kleiner Probenvolumina vom Reaktionsort, wie einer Mikrotiterplatte, auf einen Analysechip. Vorzugsweise soll eine derartige Vorrichtung auch zur Anordnung und Benutzung in gängigen Analysesystemen geeignet sein, die beispielsweise für die zuvor beschriebenen Mikrotiterplatten konfektioniert sind, d. h. sie sollen in einer Rastermatrix von x Reihen mit y Näpfchen, insbesondere mit 96 Näpfchen oder ein Vielfaches davon anordenbar sein. Darüber hinaus sollen die übertra genen Substanzmengen eine hohe Zuverlässigkeit und Reprodu zierbarkeit ermöglichen.The invention therefore aims to provide a device for Transfer and dose to provide with that too tiny amounts down to the pl range can become smaller, such as the transfer Sample volumes from the reaction site, such as a microtiter plate, on an analysis chip. Such should preferably Device also for arrangement and use in common Analysis systems that are suitable for example for the microtiter plates described above are assembled, d. H. they should be in a grid matrix of x rows with y Cell, in particular with 96 cells or a multiple of which can be arranged. In addition, the transferred high levels of reliability and reproducibility enable decorability.

Dieses Ziel wird nun mittels der in den Ansprüchen defi nierten Vorrichtung und deren Verwendung erreicht. Es hat sich nämlich erfindungsgemäß gezeigt, daß es möglich ist, mittels einer einfachen Adsorption an kleine, genau defi nierte Stifte eine definierte Probenmenge, die an der Oberfläche des Stabes anhaftet, an einen gewünschten Ort zu transferieren und dort zu desorbieren.This goal is now defined by means of the claims achieved device and its use. It has namely that according to the invention it has been shown that it is possible by means of a simple adsorption on small, exactly defi nated pens a defined amount of sample, which on the Surface of the stick adheres to a desired location transfer and desorb there.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Grundkörper sowie mindestens einen daran befestigten Fluidträger, der ein oberes und ein unteres Ende aufweist, wobei das obere Ende am Grundträger befestigt ist und sich das untere Ende frei vom Grundkörper weg erstreckt. Erfindungsgemäß ist nun der Fluidträger ein Stift, dessen freies Ende eine Oberflä che aufweist, welche zur Adsorption von Fluiden, insbeson dere Flüssigkeiten, fähig ist. Wird nun ein derartiger Stift in ein Fluid eingetaucht, so bleibt eine definierte Menge davon adsorptiv haften und läßt sich im adsorbierten Zustand zu einem gewünschten Ort transferieren. Die jeweils adsorbierte Menge ist bezogen auf die Größe und Beschaffen heit der Oberfläche, des Stiftmaterials und der fluiden Probe konstant und somit exakt reproduzierbar. Zumindest an seinem unteren freien Ende weist der Stift der Oberfläche hydrophile oder hydrophobe Bereiche auf, mit denen die Adsorption des zu transferierenden Fluids gesteuert werden kann.The device according to the invention comprises a base body and at least one fluid carrier attached to it has an upper and a lower end, the upper End is attached to the base support and the lower end extends freely from the body. According to the invention is now the fluid carrier is a pin, the free end of which is a surface che which, for the adsorption of fluids, in particular whose liquids are capable. Now becomes such a pen immersed in a fluid, so a defined amount remains of which adorptively adhere and can be adsorbed transfer to a desired location. The each amount adsorbed is based on size and procurement surface, the pen material and the fluids Sample constant and therefore exactly reproducible. At least at the lower free end of the pin faces the surface hydrophilic or hydrophobic areas with which the Adsorption of the fluid to be transferred can be controlled can.

Als Stiftmaterialien können erfindungsgemäß sowohl elek trisch leitende Materialien, wie Metalle, insbesondere Nickel, Wolfram, Eisen, Kobalt oder andere ferromagnetische Metalle sowie Legierungen davon, z. B. Stahllegierungen, Kupfer, Platin, Gold, Titan, Silber oder Graphit bzw. Carbonfasern verwendet werden, als auch nicht-leitende Materialien, wie Glasstifte, Stifte aus Kunststoffen bzw. natürlichen und synthetischen Polymeren und/oder Keramik stifte. Es ist auch möglich, Mischmaterialien zu verwenden, die beispielsweise aus verflochtenen metallisch leitenden und nicht-metallisch leitenden Materialien bestehen.According to the invention, both elec trically conductive materials, such as metals, in particular Nickel, tungsten, iron, cobalt or other ferromagnetic Metals and alloys thereof, e.g. B. steel alloys, Copper, platinum, gold, titanium, silver or graphite or Carbon fibers are used as well as non-conductive Materials such as glass pens, plastic pens or natural and synthetic polymers and / or ceramics pencils. It is also possible to use mixed materials for example made of intertwined metallic conductive and non-metallic conductive materials.

Für eine Vielzahl von Verwendungen ist es bevorzugt, die Oberfläche des Stiftes anzurauhen, anzuätzen, plasmazu behandeln oder mittels einem geeigneten Material zu beschichten oder zu besputtern. Bei elektrisch leitenden Metallen kann beispielsweise das Anätzen durch Eintauchen in eine starke Säure oder bei Kohlefasern beispielsweise auf elektrochemischem Wege erreicht werden. Mittels einer Plasmabehandlung, beispielsweise mittels einem C₄F₈-Plasma läßt sich eine beliebige Oberfläche hydrophobisieren oder mittels einem O₂, NH₃-, Allylaminplasma wird eine hydrophile Oberfläche erhalten. Eine Übersicht über solche Verfahren mit Verweis auf weiterführende Literatur ist beispielsweise H. Biedermann und Y. Osada, Plasma Chemistry of Polymers (Advances in Polymer Science 95 (1990), S. 59 ff., Springer Verlag) zu entnehmen. Übliche Beschichtungsverfahren sind beispielsweise eine naß-chemische Behandlung oder auch eine Adsorption durch Belegen mit gesättigten Kohlenwasserstof fen, beispielsweise durch Eintauchen in eine entsprechende Lösung und ggf. einer Zugabe von Kopplungsreagentien, wobei zweckmäßiger-, jedoch nicht notwendigerweise die Oberfläche zuvor durch eine Plasmabehandlung aktiviert wurde. Auf diese Weise ist es möglich, den Stift mit einer hydrophoben Oberfläche zu überziehen. Hydrophile Oberflächen lassen sich beispielsweise mittels dem bereits zuvor beschriebenen O₂- Plasma sowie durch Kopplung mittels ionisierbaren Molekülen, wie Phosphaten, insbesondere organischen Phosphaten, pri mären Aminen, organischen Hydroxyverbindungen oder auch durch Eintauchen der aufgerauhten Drähte in quellfähige und trockenbare Gele oder auch einfach durch Eintauchen in eine Cellulosemischung erhalten.For a large number of uses, it is preferred to roughen, etch, plasma treat the surface of the pencil, or coat or sputter it using a suitable material. In the case of electrically conductive metals, for example, the etching can be achieved by immersion in a strong acid, or in the case of carbon fibers, for example by electrochemical means. Any surface can be hydrophobized by means of a plasma treatment, for example by means of a C ₄ F ₈ plasma, or a hydrophilic surface is obtained by means of an O ₂ , NH ₃ or allylamine plasma. An overview of such processes with reference to further literature can be found, for example, in H. Biedermann and Y. Osada, Plasma Chemistry of Polymers (Advances in Polymer Science 95 (1990), p. 59 ff., Springer Verlag). Usual coating methods are, for example, a wet chemical treatment or an adsorption by coating with saturated hydrocarbons, for example by immersing in a corresponding solution and, if appropriate, adding coupling reagents, the surface being advantageously, but not necessarily, previously activated by a plasma treatment . In this way it is possible to coat the pen with a hydrophobic surface. Hydrophilic surfaces can be, for example, by means of the O ₂ plasma already described above, and by coupling by means of ionizable molecules such as phosphates, in particular organic phosphates, primary amines, organic hydroxy compounds, or by immersing the roughened wires in swellable and dryable gels or simply by Get immersed in a cellulose blend.

Obwohl die Dimensionen des Stiftes für die Durchführung prinzipiell nicht von Bedeutung sind, so ist es jedoch bevorzugt, Stifte zu verwenden, deren Durchmesser < 200 µm, insbesonders < 100 µm und vorzugsweise < 50 µm ist. Zweckmä ßige Durchmesser betragen weniger als 30 µm, insbesondere weniger als 25 µm, wobei Bereiche zwischen 7 und 25 µm bevorzugt sind.Although the dimensions of the pen for carrying are not important in principle, but it is preferred to use pins with a diameter <200 µm, in particular <100 microns and preferably <50 microns. Expedient Aqueous diameters are less than 30 microns, in particular less than 25 µm, with ranges between 7 and 25 µm are preferred.

Solche Stifte sind auch durch Abschneiden handelsüblicher dünner Drähte erhältlich, wie sie beispielsweise von der Firma Good Fellow, Bad Nauheim, Deutschland, erhältlich sind. Die Herstellung derartiger Durchmesser ist aus der Mikrotechnik bekannt. Sie sind beispielsweise mittels galvanischem Abformen, wie anodischem Abformen, Draht erodieren, Funkenerodieren, Säure- und/oder Alkalibehandlung zu erreichen. Für die Herstellung von Stiften mit Mikro kapillaren bzw. Mikrokanülen ist beispielsweise die LIGA- Technik geeignet.Such pens are also more commercially available by cutting them off thinner wires available, such as from the Good Fellow, Bad Nauheim, Germany are. The manufacture of such diameters is from the Microtechnology known. For example, they are electroplating, such as anodizing, wire eroding, spark eroding, acid and / or alkali treatment to reach. For the production of pens with micro capillary or microcannulas is for example the LIGA Technology suitable.

Umfassen die Pins ein leitfähiges Material, dann ist es möglich, beim Eintauchen an eine zu adsorbierende Probe eine elektrische Spannung anzulegen, welche eine Adsorption der Probe an die Oberfläche des Stiftes bewirkt oder zumindest beschleunigt. Auch die Desorption bzw. das Entladen der Stiftoberfläche am Zielort kann durch Anlegen einer elek trischen Spannung unterstützt werden. In manchen Fällen hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, die Adsorption/ Desorption mittels Magnetfeldern zu unterstützen.If the pins contain a conductive material, then it is possible to immerse in a sample to be adsorbed to apply electrical voltage, which is an adsorption of Effect on the surface of the pen or at least accelerates. The desorption or the discharge of the Pen surface at the destination can be created by creating an elec trical voltage are supported. In some cases it has also proven to be expedient to Support desorption using magnetic fields.

Durch Einstellen der Oberflächenbeschaffenheit der Stifte kann durch Eintauchen eine definierte Volumenmenge einer Probe übertragen werden.By adjusting the surface finish of the pens can immerse a defined volume of a Sample to be transferred.

Erfindungsgemäß ist es möglich, die Stifte im Grundkörper fest zu fixieren und diese nach Gebrauch mitsamt der Halterung im Grundkörper zu entsorgen. Erfindungsgemäß ist es jedoch bevorzugt, die Stifte in der Halterung lösbar zu fixieren, so daß diese nach Gebrauch entnommen und verworfen werden können und die Halterung mit neuen Stiften bestückt werden kann.According to the invention, it is possible for the pins in the base body to fix firmly and after use together with the Dispose of the holder in the base body. According to the invention however, it is preferred to releasably remove the pins in the holder fix it so that it can be removed and discarded after use and the holder can be fitted with new pins can be.

Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Abtrenneinrichtung auf, mit der die aus der Halterung herausragenden freien unteren Stiftenden abgetrennt werden können. Der Stift wird dann mittels einer Nachführeinrichtung nach dem Abschneiden wieder auf seine ursprüngliche Länge aus der Halterung nachgeschoben, so daß die Oberfläche des neuen freien Endes unverbraucht und frei von Verunreinigungen aus dem Gebrauch ist. Hierdurch steht dieser Stift für einen neuen Probentransfer zur Verfügung, ahne daß gespült oder gereinigt werden muß. Bei dieser Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, lange Stifte, insbesondere lange Drähte zu verwenden, die von einem Vorrat entnommen und über die Nachführeinrichtung in Form eines Endlosstiftes nachgeführt werden können.The device according to the invention particularly preferably has a separation device with which the from the holder protruding free lower pin ends are separated can. The pen is then by means of a Tracking device after cutting back on its pushed original length out of the holder so that the surface of the new free end unused and free of contamination from use. This means this pen is available for a new sample transfer, suspected that rinsing or cleaning. At this Embodiment, it is particularly preferred to use long pins, especially to use long wires from a supply removed and via the tracking device in the form of a Continuous pen can be tracked.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind im Grundkörper eine Mehrzahl von Stiften rasterförmig parallel nebeneinander angeordnet, und zwar vorzugsweise in Linien und Spalten, die das Rastermaß von handelsüblichen Titer platten aufweisen, so daß sie gleichzeitig in sämtliche Titernäpfchen eingetaucht werden können. Das übliche Ra stermaß weist x Reihen mit y Spalten auf, in denen die Näpfchen der Titerplatten bzw. die Fluidträgerstifte ange ordnet sind. Bevorzugte Rastermaße ergeben 96, 384, 1536, 3456 oder sogar 9600 Näpfchen. Für manche Anwendungszwecke kann es zweckmäßig sein, die Stifte/Näpfchen auch in anderen Rastern, wie z. B. kreisförmig oder in konzentrischen Kreisen anzuordnen.In a particularly preferred embodiment Basic body a plurality of pins in a grid parallel arranged side by side, preferably in lines and columns that are the grid size of commercial titers have plates so that they can be in all at the same time Titans can be immersed. The usual Ra stermess has x rows with y columns in which the Cups of the titer plates or the fluid carrier pins are attached are arranged. Preferred grid dimensions are 96, 384, 1536, 3456 or even 9600 cells. For some applications it may be useful to use the pens / cups in others Grids, such as B. circular or in concentric Arrange circles.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungs gemäßen Vorrichtung zum Auftragen, zum Transfer oder Dosie ren von fluiden Proben auf ein Empfänger- oder Zielsubstrat. Dazu wird das freie Ende des oder der Stifte in eine oder mehrere zu untersuchenden Proben eingetaucht, wobei man an den freien Enden der Stiftoberfläche die Probe adsorbiert und nach dem Herausnehmen des Stiftes oder der Stiftanord nung diese mit dem Zielstubstrat in Kontakt bringt, wobei die Probe von der Oberfläche des Stiftes desorbiert wird. The invention also relates to the use of the invention appropriate device for application, transfer or dosage transfer of fluid samples to a recipient or target substrate. To do this, the free end of the pin or pins is in one or several samples to be examined immersed, with one on the sample is adsorbed onto the free ends of the pen surface and after removing the pen or the pen assembly This brings them into contact with the target substrate, whereby the sample is desorbed from the surface of the stick.

Bevorzugte Empfängersubstrate sind Mikrotiterplatten oder Analysechips 1 insbesondere Elektrophoresechips.Preferred receiver substrates are microtiter plates or analysis chips 1, in particular electrophoresis chips.

Die Erfindung soll an den folgenden Beispielen näher erläu tert werden. Es zeigenThe invention is illustrated by the following examples be tert. Show it

Fig. 1 einen in der Halterung angeordneten Fluidträgerstift mit einer Abtrennvorrichtung; Fig. 1 a is arranged in the fluid carrier bracket pin having a cut-off device;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines in der Halterung gelagerten Stiftes mit einer weiteren Abtrennvorrichtung; Fig. 2 shows another embodiment of a bearing pin in the holder to a further separating device;

Fig. 3 nebeneinander angeordnete Stifte zum und Fig. 4 parallelen Auftragen der Proben mit den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Abschneide vorrichtungen; Fig. 3 juxtaposed pins for and Fig. 4 parallel application of the samples with the cutting devices shown in Fig. 1 and Fig. 2;

Fig. 5 ein mit 96 Proben beladener Stempel zur Einmalverwendung, dessen Stiftanordnung mit den Auftragepunkten eines 96-Kanal Elektrophoresechips übereinstimmt. Fig. 5 is a loaded with 96 samples stamp for single use, the pin assembly with the Auftragepunkten a 96-channel coincides Elektrophoresechips.

Fig. 6 Ergebnis einer Elektrophorese nach Beispiel 1. Fig. 6 an electrophoresis result in Example 1.

In Fig. 1 ist der Transferstift 3 in der Halterung 4 fest gelagert und wird dort festgehalten. Das untere Ende wird dadurch abgetrennt, daß ein Hebel 1 die Winkel der Scher vorrichtungen 2 zusammenpreßt, wodurch das untere Ende des Stiftes 3 abgeschnitten wird.In Fig. 1, the transfer pin 3 is fixed in the holder 4 and is held there. The lower end is separated by the fact that a lever 1 compresses the angles of the shear devices 2 , whereby the lower end of the pin 3 is cut off.

In Fig. 2 ist ebenfalls ein Stift 3 in einer Halterung 1 fest gelagert. Das untere Ende des Stiftes 3 reicht durch eine als Schervorrichtung ausgebildete Lochplatte 2 aus der Halterung hervor. Nach Gebrauch wird die Lochplatte 2 verschoben, wodurch der in der Halterung 1 festgehaltene Stift an seinem Ende abgetrennt wird.In Fig. 2, a pin 3 is also fixedly mounted in a holder 1 . The lower end of the pin 3 protrudes from the holder through a perforated plate 2 designed as a shearing device. After use, the perforated plate 2 is moved, whereby the pin held in the holder 1 is separated at its end.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Mehrfachanordnung dieser Stifte, wie sie für die simultane und parallele Auftragung vieler Proben beispielsweise beim Hochdurchsatzscreenen notwendig ist. Es eignet sich daher ganz besonders zum übertragen von Proben, die Biomoleküle wie DNA, RNA oder Proteine, Peptide und/oder therapeutisch wirksame Substanzen enthalten sowie zur Anlegung von Substanzbibliotheken oder zur Synthese oder Sequenzierung, da es hiermit möglich ist, Substanzmengen im pl-Bereich in einer hohen Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit zu übertragen. FIGS. 3 and 4 show a multiple arrangement of these pins as many samples, for example in high-throughput screening is necessary for the simultaneous and parallel application. It is therefore particularly suitable for the transfer of samples that contain biomolecules such as DNA, RNA or proteins, peptides and / or therapeutically active substances as well as for the creation of substance libraries or for synthesis or sequencing, since this makes it possible to measure substance amounts in the pI range to transmit in a high reliability and reproducibility.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum simul tanen Transfer von 96 Proben. Die Transferstifte sind in 8 Reihen und 12 Spalten in einer symmetrischen Matrix ange ordnet. Die Anordnung und Lage der Fluidträgerstifte stimmt exakt mit den Auftragepunkten 6 eines Elektrophoresechips 5 überein, so daß die unteren freien Enden des Stiftes 3 beim Berühren mit den Auftragepunkten des Chips die adsorbierte Flüssigkeit desorbieren und wobei diese auf den Chip über tragen wird. Fig. 5 shows an inventive device for the simultaneous transfer of 96 samples. The transfer pins are arranged in 8 rows and 12 columns in a symmetrical matrix. The arrangement and location of the fluid carrier pins exactly coincides with the application points 6 of an electrophoresis chip 5 , so that the lower free ends of the pin 3 desorb the adsorbed liquid when touched with the application points of the chip and this will be transferred to the chip.

example 1

Ein mit 96 Stiften versehener Grundkörper von Fig. 5 wird in eine Lösung getaucht, die als Probe einer einzelsträngigen DNA in einer Länge von 21 Basen mit der Basenfolge des M13mb21-Primers, der mit dem Fluoreszenzfarbstoff CY5 (Der Primer und der Fluoreszenzfarbstoff sind beispielsweise in U. Lieberwirt et al., Anal. Chem. (1998), 70, 4771-4779 beschrieben.) in einer Konzentration von 25 fmol/µl enthält. A base body provided with 96 pins from FIG. 5 is immersed in a solution which is used as a sample of a single-stranded DNA in a length of 21 bases with the base sequence of the M13mb21 primer, the one with the fluorescent dye CY5 (the primer and the fluorescent dye are, for example, in U. Lieberwirt et al., Anal. Chem. (1998), 70, 4771-4779.) In a concentration of 25 fmol / µl.

Dieser wurde auf einen Analysechip aufgetragen, wie er in der DE-A 199 14 354.4 beschrieben ist. Die Stifte der Anordnung bestehen aus einem Platindraht mit einem Durch messer von 100 µm und das freie Ende wurde 5 sec. in die Probelösung gehalten und anschließend in den Probeauftrags bereich des Chips in Kontakt gebracht. Dies entspricht etwa einem überführten Probevolumen von ca. 150 pl. Die Kanäle und der Probenauftragsbereich enthielten als Elektrophore segel 0,75% Hydroxyethylcellulose (HEC) und 0,5% Polyvinylpyrollidon (PVP) in einem Tris-Borat-EDTA-Puffer (TBE). Die Trennung erfolgte über eine Strecke von 6 cm mit einem elektrischen Feld von 400 Volt/cm. Detektiert wurde mittels konvokaler Fluoreszenz-Spektroskopie, wobei die Fluoreszenzlebensdauer nach Anregung bei 635 nm mit einer Single-Photon-Avalanche-Diode (SPAD) bei 660 nm detektiert wurde. Eine derartige Detektion ist äußerst empfindlich und mit ihr lassen sich noch einzelne Moleküle nachweisen. Das Ergebnis einer Elektrophorese mit einem derart aufgetragenen Stift ist in Fig. 6 dargestellt. This was applied to an analysis chip as described in DE-A 199 14 354.4. The pins of the arrangement consist of a platinum wire with a diameter of 100 µm and the free end was held in the sample solution for 5 seconds and then brought into contact in the trial area of the chip. This corresponds approximately to a transferred sample volume of approx. 150 pl. The channels and the sample application area contained 0.75% hydroxyethyl cellulose (HEC) and 0.5% polyvinyl pyrollidone (PVP) in a tris-borate-EDTA buffer (TBE) as electrophoretic sails. The separation took place over a distance of 6 cm with an electric field of 400 volts / cm. Detection was carried out by means of convocal fluorescence spectroscopy, the fluorescence lifetime after excitation at 635 nm being detected with a single photon avalanche diode (SPAD) at 660 nm. Such a detection is extremely sensitive and it can still be used to detect individual molecules. The result of electrophoresis with a pen applied in this way is shown in FIG. 6.

Reference list

11

Hebel
lever

22nd

Schervorrichtungen
Shearing devices

33rd

Transferstift
Transfer pen

44th

Halterung
bracket

55

Elektrophoresechip
Electrophoresis chip

66

Auftragepunkte
Application points

Claims

1. Device for the transfer and / or metering of fluids possibly containing samples, comprising a base body and at least one fluid carrier which has an upper end lying on the base body and a lower free end which extends away from the base body, characterized in that the Fluid carrier is a pin, the free end of which has a fluid-adsorbing surface.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the surface at the free end of the fluid carrier Has hydrophilic and / or hydrophobic areas.

3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the surface is roughened, is etched, plasma-treated and / or coated.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pin is a wire, a Includes fiber and / or capillary.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pin is an electrical includes conductive material.

6. The device according to claim 5, characterized in that the electrically conductive material is iron, a Steel alloy, copper, titanium, platinum, gold and / or Includes carbon.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that they are used to separate the lower free ends of the pin a separator tion.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pin by means of a Bracket is attached to the body.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pin in the holder detachable or movable relative to the base body is stored.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pin over one has the length extending beyond and through the bracket for length compensation of the abge cut ends is slidably supported.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of Includes pins that are grid-shaped in the base body Rows and / or matrix columns are arranged.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pins at least in Area of the free ends an outer diameter of <200 µm.

13. Use of a device according to one of the claims 1-12 for application, transfer or dosing of fluids Samples, characterized in that the free end of the pens or the dip in a sample, one the Sample on the pin surface of the free ends adsorbed and the pin or pins to a sample transfer area of a receiver substrate, lets them get in touch with it there, at least part of the sample from the surface of the pen desorbed and applied to the receiving substrate becomes.

14. Use according to claim 13, characterized in that after use, the pins out of the holder detach from the base body and replace with new pins.

15. Use according to any one of claims 13-14, characterized characterized in that after use the free ends the pins separate.

16. Use according to claim 15, characterized in that that the pins are adjusted for length compensation.

17. Use according to any one of claims 13-16, characterized characterized in that one for adsorption and / or Desorb a sample onto the free end of the pen applies an electrical voltage to the adsorption to effect and / or desorb the sample accelerate.