Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe

Abstract

 Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers, wobei eine Magnetvorrichtung bereitgestellt wird, umfassend die Schritte Verbinden der Probe mit einem oder mehreren magnetischen, insbesondere paramagnetischen, Partikeln, Anordnen der Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger, sodass in einem vorherbestimmten Bereich des Probenträgers eine gewünschte Magnetfeldanordnung bereitgestellt wird, Einbringen der Probe in den Probenträger, und Anordnen der Probe in dem gewünschten Oberflächenbereich mit Hilfe der Magnetvorrichtung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Positionieren einer Probe mit Hilfe einer Magnetvorrichtung.

[0002] Insbesondere in den Bereichen der Zellbiologie und Medizin werden Probenträger zur Untersuchung von organischen, biologischen und/oder medizinischen Proben verwendet. In den meisten Experimenten ist es dabei von Vorteil, wenn die Probe genau positioniert werden kann. Dies ermöglicht eine effiziente Durchführung der Experimente, eine erhöhte Vergleichbarkeit mehrerer Experimente und eine Erleichterung der Auswertung.

[0003] Häufig stellt sich beim Befüllen eines Probenträgers eine zufällige Anordnung der Probe ein. Die Positionierung der Probe hängt dabei meist von der Geometrie des Probenträgers sowie von der Art des Befüllens ab. In bestimmten Fällen ist die Geometrie eines Probenträgers derart ausgebildet, dass sie einer gewünschten Positionierung der Probe gegenüber kontraproduktiv ist.

[0004] Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe bereitzustellen, welches es erlaubt, die Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich des Probenträgers zu positionieren.

[0005] Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1.

[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers, wobei eine Magnetvorrichtung bereitgestellt wird, umfasst die Schritte:

Verbinden der Probe mit einem oder mehreren magnetischen, insbesondere paramagnetischen Partikeln,

Anordnen der Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger, so dass in einem vorherbestimmten Bereich des Probenträgers eine gewünschte Magnetfeldanordnung bereitgestellt wird,

Einbringen der Probe in den Probenträger, und

Anordnen der Probe in dem gewünschten Oberflächenbereich mit Hilfe der Magnetvorrichtung.

[0007] Dieses Verfahren ermöglicht eine zielgenaue Positionierung der Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich des Probenträgers.

[0008] Die organische, biologische und/oder medizinische Probe kann eine biologische Zelle sein. Insbesondere kann das Verfahren für eine Vielzahl von Zellen durchgeführt werden. Dadurch kann eine gewünschte Zellverteilung in einem gewünschten Oberflächenbereich des Probenträgers erreicht werden. In diesem Fall können die Zellen in Form einer Suspension in den Probenträger eingebracht werden. Die Probe kann außerdem ein Mikroorganismus oder DNA sein.

[0009] Der Probenträger kann einen Kunststoff, insbesondere COC (Cyclo-olefin Copolymer), COP (Cyclo-olefin Polymer), PS (Polystyrol), PC (Polycarbonat) oder PMMA (Polymethylmethacrylat), umfassen. Der Probenträger kann als Spritzgussteil ausgebildet sein. Der Probenträger kann eine Bodenplatte umfassen, insbesondere wobei der Probenträger im Betrieb auf der Bodenplatte aufliegt, und wobei die Bodenplatte einen Kunststoff und/oder Glas umfassen kann. Die Bodenplatte kann dünn sein, beispielsweise zwischen 1µm und 300 µm. Dadurch kann hochauflösende Mikroskopie durch die Bodenplatte ermöglicht werden.

[0010] Der Probenträger kann so dimensioniert sein, dass das Volumen eines Hohlraums in dem Bereich von 5 µl bis 1000 µl, insbesondere zwischen 100 µl und 500 µl, liegt. Damit ist der Probenträger für Mikrofluiduntersuchungen verwendbar.

[0011] Der Probenträger kann eine Deckplatte umfassen, wobei die Deckplatte mit der Bodenplatte flüssigkeitsdicht, insbesondere unmittelbar, verbunden ist.

[0012] Die Bodenplatte und/oder Deckplatte können eine vorherbestimmte Eigenfluoreszenz, die insbesondere kleiner oder gleich der Eigenfluoreszenz von COC oder COP oder eines herkömmlichen Deckglases ist, und/oder einen vorherbestimmten Brechungsindex, insbesondere > 1,2 und/oder < 1,7, aufweisen. Insbesondere kann die Eigenfluoreszenz kleiner oder gleich der Eigenfluoreszenz eines herkömmlichen Deckglases (beispielsweise reinweißes Glas der hydrolytischen Klasse 1 (wie Menzel-Deckglas, insbesondere mit der Stärke Nr. 1,5) sein. Der vorherbestimmte Brechungsindex kann insbesondere > 1,2 und/oder < 1,7, sein. Mit einem derart optisch hochwertigen Material lassen sich in vorteilhafter Weise Mikroskopieuntersuchungen durchführen. Beispielsweise kann die Doppelbrechung so gering sein, dass DIC (Differential Interference Contrast) möglich ist. Eine geringe Eigenfluoreszenz erlaubt die Durchführung von Fluoreszenzmessungen.

[0013] Insbesondere kann die Bodenplatte und/oder Deckplatte in einem für Mikroskopie verwendeten Frequenzbereich der elektromagnetischen Strahlung entspiegelt sein. Dadurch kann die Transmission durch die Bodenplatte und/oder Deckplatte erhöht werden, sodass Einzelmolekülmessungen mit Hilfe von Fluoreszenz möglich sind.

[0014] Der Probenträger kann zumindest einen Oberflächenbereich zum Anordnen einer Probe umfassen, insbesondere wobei der Oberflächenbereich auf der Bodenplatte angeordnet ist. Der Probenträger kann einen Hohlraum zum Aufnehmen einer Probe umfassen. In den Hohlraum kann wenigstens eine Öffnung zum Befüllen und/oder Entleeren des Hohlraums mit der Probe und/oder einer Flüssigkeit führen. Der Hohlraum kann durch Aussparungen in der Deckplatte und/oder in der Bodenplatte gebildet werden.

[0015] Durch das Verbinden der Probe mit einem oder mehreren magnetischen, insbesondere paramagnetischen Partikeln, können auch Proben, welche kein eigenes magnetisches Moment besitzen, mit Hilfe der Magnetvorrichtung positioniert werden. Wenn es sich bei der Probe um eine lebende Zelle handelt, können die magnetischen Partikel aus einem Material bestehen, welches nicht toxisch auf die Zelle wirkt.

[0016] Das Anordnen der Probe kann ein Ausrichten der Probe in der gewünschten Magnetfeldanordnung umfassen. Insbesondere kann sich die Probe durch die magnetische Kraftwirkung der gewünschten Magnetfeldanordnung ausrichten. Insbesondere kann sich die Probe in Folge der magnetischen Kraftwirkung bewegen und dadurch eine Anordnung der Probe erzielt werden.

[0017] Das Anordnen der Probe kann ein Bewegen der Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger umfassen. In diesem Fall kann eine Probe, welche in einem vorherbestimmten Bereich des Probenträgers eingebracht wurde, in einem gewünschten Oberflächenbereich angeordnet werden. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn sich der gewünschte Oberflächenbereich in einem von außen unzugänglichen oder schwer zugänglichen Bereich des Probenträgers befindet. Insbesondere kann sich die Probe in der gewünschten Magnetfeldanordnung ausrichten und danach durch Bewegen der Magnetvorrichtung durch magnetische Kraftwirkung in den gewünschten Oberflächenbereich bewegt werden.

[0018] Der vorherbestimmte Bereich des Probenträgers kann den gewünschten Oberflächenbereich umfassen. In diesem Fall kann das Anordnen der Probe nur durch ein Ausrichten der Probe in der gewünschten Magnetfeldanordnung erfolgen.

[0019] Die gewünschte Magnetfeldanordnung kann eine magnetische Feldstärke, einen magnetischen Kraftfluss und/oder eine Magnetfeldlinienverteilung aufweisen. Insbesondere kann die Magnetvorrichtung ein magnetisches Feld bereitstellen, wobei das magnetische Feld, insbesondere die gewünschte Anordnung des magnetischen Feldes oder gewünschte Magnetfeldanordnung im vorherbestimmten Bereich durch eine magnetische Feldstärke, einen magnetischen Kraftfluss und/oder eine Magnetfeldlinienverteilung charakterisiert werden kann.

[0020] Die magnetische Feldstärke entspricht einer vektoriellen Größe und wird auch als magnetische Induktion oder magnetische Flußdichte bezeichnet. Die magnetische Feldstärke ist proportional der magnetischen Erregung.

[0021] Der vorherbestimmte Bereich des Probenträgers kann einen Oberflächenbereich des Probenträgers umfassen und der Betrag der magnetischen Feldstärke im vorherbestimmten Bereich, insbesondere im Oberflächenbereich, kann mindestens ein lokales Extremum, insbesondere ein lokales Maximum, und/oder mindestens einen Sattelpunkt aufweisen. Auf diese Weise kann die Probe durch magnetische Kraftwirkung zum lokalen Extremum hin- oder vom lokalen Extremum wegbewegt werden. Durch die Wahl der Stärke und/oder der Position des lokalen Extremums ist eine gezielte Anordnung der Probe möglich.

[0022] Beispielsweise kann der Oberflächenbereich einen Teilbereich umfassen, in dem sich die Magnetfeldlinien verdichten. In anderen Worten, in diesem Teilbereich weist die gewünschte Magnetfeldanordnung ein lokales Maximum im Betrag der magnetischen Feldstärke auf. Dies bedeutet auch, dass der magnetische Kraftfluss durch die Oberfläche in diesem Teilbereich ein lokales Maximum aufweisen kann.

[0023] Die magnetische Feldstärke der gewünschten Magnetfeldanordnung kann in jedem Punkt oder in einer Vielzahl von Punkten des vorherbestimmten Bereichs eine Magnetfeldkomponente parallel und/oder senkrecht zum Oberflächenbereich aufweisen. Dadurch kann die Probe parallel und/oder senkrecht zum Oberflächenbereich durch magnetische Kraftwirkung bewegt werden. Insbesondere in Kombination mit einem lokalen Extremum kann auf diese Weise das Anordnen der Probe durch ein Ausrichten der Probe in der gewünschten Magnetfeldanordnung erreicht werden.

[0024] Die Magnetvorrichtung kann ein Dipolfeld oder ein Quadrupolfeld bereitstellen. Insbesondere kann die Magnetvorrichtung auch eine Kombination mehrerer Dipolfelder und/oder Quadrupolfelder bereitstellen. In Kombination mit der relativen Position des Probenträgers relativ zur Magnetvorrichtung kann dadurch die Magnetfeldanordnung im vorherbestimmten Bereich variiert oder vorherbestimmt werden.

[0025] Die gewünschte Magnetfeldanordnung, insbesondere dessen Magnetfeldlinienverteilung, kann bezüglich einer vorherbestimmten Achse radialsymmetrisch sein. Dies kann beispielsweise erreicht werden, wenn die Magnetvorrichtung ein Dipolfeld bereitstellt. Insbesondere kann die vorherbestimmte Achse senkrecht zum Oberflächenbereich des Probenträgers sein. Dadurch lässt sich die Probe in einem radialsymmetrischen Oberflächenbereich anordnen.

[0026] Das Verbinden der Probe mit einem oder mehreren magnetischen, insbesondere paramagnetischen Partikeln kann ein Anhaften eines Partikels auf der Oberfläche der Probe und/oder ein Aufnehmen oder Einbringen eines Partikels in die Probe umfassen. Insbesondere wenn die Probe kein eigenes magnetisches Moment besitzt, kann durch Verbinden der Probe mit einem magnetischen Partikel das Anordnen der Probe mit Hilfe einer magnetischen Kraftwirkung der gewünschten Magnetfeldanordnung auf das magnetische Partikel realisiert werden.

[0027] Wenn die Probe einer biologischen Zelle entspricht, kann das Partikel von der Zelle aufgenommen werden. In diesem Fall ist das magnetische Partikel kleiner als die Zelle, insbesondere ist das Volumen und die maximale räumliche Ausdehnung des magnetischen Partikels kleiner als das Volumen und die maximale räumliche Ausdehnung der Zelle. Das magnetische, insbesondere paramagnetische, Partikel kann an der Oberfläche der Zelle angehaftet werden. Dies kann durch positiv geladene Endgruppen erreicht werden. Das Partikel kann dann von der Zelle aufgenommen (phagozytiert) werden. Das Partikel kann insbesondere in Vesikeln im Zytosol eingelagert werden.

[0028] Die magnetischen, insbesondere paramagnetischen, Partikel können mit einer Polymermatrix beschichtet sein, insbesondere wobei die Polymermatrix mit einer Beschichtung versehen ist, die an einer Oberfläche der Probe anhaften kann. Auf diese Weise kann ein Partikel mit der Oberfläche der Probe verbunden werden. In diesem Fall kann das Partikel größer sein als wenn es in die Probe eingebracht werden soll. Insbesondere wenn die Probe einer biologischen Zelle entspricht, kann beispielsweise ein Partikel mit einer Größe von einem Fünfzigstel der Zellgröße verwendet werden. Die Beschichtung der Polymermatrix kann Oberflächenproteine, insbesondere CD-Moleküle oder aktivierte Tosylgruppen, umfassen. Die Beschichtung kann derart gewählt werden, dass das Partikel an einem gewünschten Zelltyp anhaften kann, insbesondere nur an dem gewünschten Zelltyp.

[0029] Die Magnetvorrichtung kann einen Dauermagneten und/oder einen Elektromagneten umfassen. Bei dem Dauermagneten kann es sich insbesondere um einen Neodym-Eisen-Bohr-Magneten handeln. Dadurch kann eine besonders hohe Feldstärke erreicht werden. Beispielsweise kann der maximale Betrag der Magnetfeldstärke zwischen 0,5 Tesla und 1,4 Tesla betragen.

[0030] Ein Elektromagnet kann eine Spule mit einer oder mehreren Windungen umfassen. Insbesondere kann der Elektromagnet einen Eisenkern umfassen.

[0031] Die Magnetvorrichtung kann wenigstens eine Spitze umfassen, insbesondere wobei die Spitze ein magnetisches, insbesondere ferromagnetisches, Material umfasst. Dadurch kann im Bereich der Spitze eine hohe Dichte an Magnetfeldlinien, d.h. ein hoher Betrag der magnetischen Feldstärke, bereitgestellt werden. Dies kann vorteilhaft sein, wenn die Probe in einem scharf umgrenzten Oberflächenbereich angeordnet werden soll.

[0032] Das Anordnen der Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger kann ein Anordnen der Spitze relativ zum vorherbestimmten Bereich umfassen. Da im Bereich der Spitze ein hoher magnetischer Kraftfluss bereitgestellt wird, kann mit Hilfe der Positionierung der Spitze die Stärke und Position des lokalen Extremums im Oberflächenbereich bestimmt werden.

[0033] Die Magnetvorrichtung kann ein konisch geformtes Element umfassen, insbesondere wobei das konisch geformte Element die Spitze umfasst. Insbesondere kann ein Eisenkern eines Elektromagneten eine Spitze umfassen und/oder einem konisch geformten Element entsprechen.

[0034] Das konisch geformte Element kann mit einem Dauermagneten oder einem Elektromagneten verbunden sein, ein Dauermagnet sein, oder teilweise im Inneren einer Spule aus einem elektrisch leitenden Material angeordnet sein, insbesondere wobei die Spule Teil eines Elektromagneten ist. Die Verwendung eines Elektromagneten kann vorteilhaft sein, da das Magnetfeld, insbesondere der Betrag der Magnetfeldstärke, in diesem Fall variiert werden kann. Insbesondere kann ein Elektromagnet aus- und eingeschaltet werden. Dies kann insbesondere im Falle einer Automatisierung des Verfahrens von Vorteil sein.

[0035] Das konisch geformte Element kann an der Basis einen Durchmesser aufweisen, welcher der maximalen räumlichen Ausdehnung eines Permanentmagneten entspricht. Insbesondere kann das konisch geformte Element an der Basis einen Durchmesser aufweisen, der dem Durchmesser eines zylinderförmigen Dauermagneten oder eines zylinderförmigen Eisenkerns eines Elektromagneten entspricht. Dadurch kann eine optimale Verbindung zwischen dem konisch geformten Element und dem Dauermagneten oder Elektromagneten erreicht werden. Der Öffnungswinkel des konisch geformten Elements kann zwischen 30° und 90° betragen, insbesondere 60°.

[0036] Der Probenträger kann einen Beobachtungsbereich umfassen, wobei der Beobachtungsbereich derart ausgebildet ist, dass eine im Beobachtungsbereich angeordnete Probe mittels einer optischen Vorrichtung, beispielsweise eines Mikroskops, beobachtet werden kann. Insbesondere kann der gewünschte Oberflächenbereich einem Beobachtungsbereich des Probenträgers entsprechen oder ein Beobachtungsbereich kann den gewünschten Oberflächenbereich umfassen.

[0037] Der Probenträger kann eine Bodenplatte umfassen, wobei der Probenträger im Betrieb auf der Bodenplatte aufliegt und wobei die Magnetvorrichtung derart angeordnet wird, dass sie im Betrieb unter der Bodenplatte angeordnet ist, insbesondere wobei die Spitze der Magnetvorrichtung direkt unter der Bodenplatte angeordnet ist.

[0038] Die Bodenplatte kann den gewünschten Oberflächenbereich umfassen. In diesem Fall kann die Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich der Bodenplatte positioniert werden.

[0039] Die gewünschte Magnetfeldanordnung kann derart ausgebildet sein, dass auf die eingebrachte Probe, insbesondere auf die mit der Probe verbundenen Partikel, eine magnetische Kraft wirkt, so dass die Probe in der gewünschten Magnetfeldanordnung durch magnetische Kraftwirkung bewegt werden kann.

[0040] Insbesondere kann die magnetische Kraft größer sein als eine Reibungskraft zwischen der Probe und einer Oberfläche des Probenträgers. Es kann eine Flüssigkeit im Probenträger angeordnet sein und, wenn die Probe sich in der Flüssigkeit befindet, kann die magnetische Kraft größer sein als eine viskose Reibungskraft zwischen der Probe und der Flüssigkeit. Auf diese Weise kann eine Probe durch die magnetische Kraft beschleunigt werden. Insbesondere kann die Probe sich in der gewünschten Magnetfeldanordnung ausrichten und entlang der Magnetfeldlinien bewegt werden. Die magnetische Kraft kann dabei kleiner sein als die Kraft, mit der die Probe und das wenigstens eine magnetische Partikel miteinander verbunden sind. Dadurch kann die Probe durch Kraftübertragung mit dem Partikel mitbewegt werden.

[0041] Der Schritt des Anordnens der Probe kann ein Bewegen des Probenträgers umfassen. Insbesondere kann der Probenträger derart bewegt werden, dass, wenn die Probe mit einer Oberfläche des Probenträgers Kontakt hat, die Probe sich von der Oberfläche löst. Dies kann vorteilhaft sein, wenn die magnetische Kraft kleiner ist als eine Reibungskraft zwischen der Probe und einer Oberfläche des Probenträgers. Das Bewegen des Probenträgers kann eine periodische oder aperiodische Bewegung, beispielsweise Rütteln oder Schwenken des Probenträgers oder Vibrationen durch Ultraschall, umfassen.

[0042] Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers bereit, wobei der Probenträger einen Hohlraum umfasst, wobei ein Durchgangsloch in den Hohlraum führt und wobei im Betrieb des Probenträgers das Durchgangsloch von oben in den Hohlraum führt, umfassend die Schritte:

Befüllen des Hohlraums mit einer ersten Flüssigkeit,

Einbringen einer zweiten Flüssigkeit in das Durchgangsloch, wobei die zweite Flüssigkeit eine hydrophobe Flüssigkeit ist, und

Einbringen der Probe in die zweite Flüssigkeit.

[0043] Dadurch kann eine Probe, insbesondere in einem schwer zugänglichen Hohlraum eines Probenträgers, effektiv und präzise positioniert werden.

[0044] Der Probenträger kann insbesondere eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale umfassen.

[0045] Die zweite Flüssigkeit kann eine höhere Viskosität, eine geringere Dichte und/oder eine stärkere Hydrophobie als die erste Flüssigkeit aufweisen. Durch die höhere Viskosität kann erreicht werden, dass der Impuls der eingebrachten Probe parallel zur Richtung der Schwerkraftwirkung ausgerichtet wird. Insbesondere kann die Viskosität der zweiten Flüssigkeit dem zehnfachen bis 10⁶-fachen der Viskosität der ersten Flüssigkeit betragen, insbesondere dem 10 bis 1000-fachen oder dem 1000 bis 10⁶-fachen.

[0046] Durch die geringere Dichte der zweiten Flüssigkeit kann erreicht werden, dass die zweite Flüssigkeit auf der ersten Flüssigkeit schwimmt, und dadurch im Durchgangsloch angeordnet bleibt. Insbesondere können dadurch Kontaktinstabilitäten an der Grenzschicht zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeit, beispielsweise Rayleigh-Taylor Instabilitäten, reduziert oder vermieden werden. Beispielsweise kann die Dichte der zweiten Flüssigkeit zwischen 70% und 95% der Dichte der ersten Flüssigkeit betragen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Anordnung der zweiten Flüssigkeit im Durchgangsloch durch kapillare Kräfte erreicht werden.

[0047] Durch die stärkere Hydrophobie der zweiten Flüssigkeit kann ein Vermischen der ersten Flüssigkeit und der zweiten Flüssigkeit vermieden werden.

[0048] Die erste und/oder zweite Flüssigkeit können so gewählt werden, dass sie nicht toxisch auf die Probe wirken. Dies kann besonders vorteilhaft sein, wenn es sich bei der Probe um eine lebende biologische Zelle handelt.

[0049] Insbesondere kann die erste Flüssigkeit Wasser umfassen und/oder die zweite Flüssigkeit ein Öl, insbesondere ein Mineralöl und/oder ein Silikonöl, umfassen.

[0050] Die Probe kann in Form einer Suspension in die zweite Flüssigkeit eingebracht werden, insbesondere wobei die Suspension eine dritte Flüssigkeit umfasst, wobei die dritte Flüssigkeit eine stärkere Hydrophilie als die zweite Flüssigkeit aufweist. Dadurch kann vermieden werden, dass sich die Suspension mit der zweiten Flüssigkeit vermischt.

[0051] Die zweite Flüssigkeit kann eine zweikomponentige Flüssigkeit sein, wobei die zweite Flüssigkeit nach dem Schritt des Einbringens der Probe durch Vernetzen oder Polymerisieren verfestigbar ist. Dadurch kann die Probenkammer verschlossen werden. Insbesondere kann dadurch eine Verunreinigung der ersten Flüssigkeit von außen und/oder ein Verdunsten der ersten Flüssigkeit vermieden oder reduziert werden.

[0052] Das Durchgangsloch kann derart ausgebildet sein, dass es sich zum Hohlraum hin verjüngt. Beispielsweise kann die Verjüngung konisch sein. Durch die Verkleinerung der Querschnittsfläche des Durchgangslochs zum Hohlraum hin, ist eine genauere Positionierung der Probe möglich.

[0053] Nach dem Befüllen mit der ersten Flüssigkeit kann die erste Flüssigkeit derart im Probenträger angeordnet sein, dass sich keine Flüssigkeit innerhalb des Durchgangslochs befindet. Die zweite Flüssigkeit kann nach dem Einbringen vollständig im Durchgangsloch angeordnet sein. Insbesondere kann die zweite Flüssigkeit derart in das Durchgangsloch eingebracht werden, dass die zweite Flüssigkeit nicht über die äußere Öffnung des Durchgangslochs hinausragt. Dadurch kann ein sicheres Einbringen der Probe in die zweite Flüssigkeit erreicht werden.

[0054] Die Erfindung stellt außerdem ein Positioniersystem zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers bereit, umfassend eine Magnetvorrichtung, einen Probenträgerhalter und eine Vorrichtung zum Anordnen des Probenträgers relativ zu der Magnetvorrichtung. Das Positioniersystem kann insbesondere in einem oben beschriebenen Verfahren verwendet werden. Mit Hilfe eines derartigen Positioniersystems kann das Anordnen der Probe präzise erfolgen.

[0055] Der Probenträger und/oder die Magnetvorrichtung können eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale umfassen.

[0056] Insbesondere kann die Magnetvorrichtung kann einen Dauermagneten und/oder einen Elektromagneten umfassen.

[0057] Die Magnetvorrichtung kann ein konisch geformtes, insbesondere magnetisches oder ferromagnetisches Element umfassen, insbesondere wobei das konisch geformte Element eine Spitze umfasst. Im Bereich der Spitze kann ein hoher magnetischer Kraftfluss bereitgestellt werden.

[0058] Das Positioniersystem kann außerdem eine Einrichtung zum automatischen Bewegen der Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger umfassen. Dadurch kann eine zumindest teilweise Automatisierung des Positionierens der Probe erreicht werden. Insbesondere kann die Einrichtung zum automatischen Bewegen dazu verwendet werden, dass die Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger angeordnet wird, so dass in einem vorherbestimmten Bereich des Probenträgers eine gewünschte Magnetfeldanordnung bereitgestellt wird. Die Einrichtung zum automatischen Bewegen der Magnetvorrichtung kann für das Anordnen der Probe in einem gewünschten Oberflächebereich des Probenträgers mit Hilfe der Magnetvorrichtung verwendet werden, insbesondere wobei das Anordnen der Probe ein Bewegen der Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger umfasst. Durch die Einrichtung zum automatischen Bewegen kann insbesondere auch eine präzisere Positionierung der Probe erreicht werden als bei einem manuellen Durchführen der Verfahrensschritte.

[0059] Das Positioniersystem kann eine Einrichtung zum automatisierten Bewegen des Probenträgerhalters umfassen, wobei der Probenträgerhalter damit derart bewegt werden kann, dass, wenn eine Probe mit einer Oberfläche des Probenträgers Kontakt hat, die Probe sich von der Oberfläche lösen kann. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn das Anordnen der Probe ein Ausrichten der Probe in der gewünschten Magnetfeldordnung umfasst, wobei die magnetische Kraft kleiner ist als eine Reibungskraft zwischen der Probe und einer Oberfläche des Probenträgers. Die Einrichtung zum automatisierten Bewegen des Probenträgerhalters kann insbesondere ein Ultraschallelement und/oder ein Schwenkelement umfassen. Das Ultraschallelement kann den Probenträgerhalter, insbesondere mit dem darin fixierten Probenträger, in Vibrationen versetzen.

[0060] Das Positioniersystem kann außerdem eine Pipettiereinrichtung zum, insbesondere automatisierten, Befüllen eines im Probenträgerhalter fixierten Probenträgers umfassen, wobei die Pipettiereinrichtung eine oder mehrere Pipetten umfassen kann. Mit Hilfe der Pipettiereinrichtung kann das Einbringen der Probe in den Probenträger automatisiert und damit effizienter und präziser gestaltet werden.

[0061] Die Erfindung stellt außerdem einen Probenträger bereit, umfassend ein Strukturelement, wobei das Strukturelement derart ausgebildet ist, dass eine in den Probenträger einigebrachte organische, biologische und/oder medizinische Probe in einem gewünschten Teilbereich, insbesondere in einem gewünschten Oberflächenbereich, des Probenträgers angeordnet werden kann. Ein solcher strukturierter Probenträger ermöglicht ein Positionieren der Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich des Probenträgers. Solch ein Probenträger kann insbesondere in einem der oben beschriebenen Verfahren verwendet werden.

[0062] Der Probenträger kann insbesondere eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale umfassen.

[0063] Der Probenträger kann einen vorherbestimmten Oberflächenbereich umfassen, wobei der vorherbestimmte Oberflächenbereich das Strukturelement umfasst, und wobei das Strukturelement derart ausgebildet ist, dass die eingebrachte Probe in einem gewünschten Teilbereich des vorherbestimmten Oberflächenbereichs, insbesondere in dem gewünschten Oberflächenbereich, angeordnet wird.

[0064] Das Strukturelement kann in Form einer Erhöhung und/oder einer Vertiefung ausgebildet sein. Insbesondere kann das Strukturelement in Form einer Kuppe, einer Pyramide, einer Nut und/oder einer Senke ausgebildet sein.

[0065] Der gewünschte Teilbereich kann an das Strukturelement angrenzen oder das Strukturelement vollständig umgeben.

[0066] Insbesondere kann das Strukturelement den gewünschten Teilbereich umfassen. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn das Strukturelement in Form einer Nut oder einer Senke ausgebildet ist oder eine Nut und/oder eine Senke umfasst.

[0067] Das Strukturelement kann einen gekrümmten Oberflächenbereich oder eine schiefe Ebene umfassen, insbesondere, so dass die eingebrachte Probe entlang des gekrümmten Oberflächenbereichs oder entlang der schiefen Ebene in den gewünschten Teilbereich geleitet werden kann. Insbesondere wenn es sich bei der Probe um eine biologische Zelle, insbesondere eine lebende biologische Zelle, handelt, kann diese nicht oder nur erschwert auf einer schiefen Ebene oder einem gekrümmten Oberflächenbereich anwachsen. Insbesondere kann die Probe, welche nach dem Einbringen im gekrümmten Oberflächenbereich oder der schiefen Ebene des Strukturelements angeordnet ist, durch Bewegen des Probenträgers in einen gewünschten Teilbereich geleitet werden.

[0068] Der Probenträger kann eine Bodenplatte umfassen, wobei der Probenträger im Betrieb auf der Bodenplatte aufliegt, und wobei die Bodenplatte den vorherbestimmten Oberflächenbereich umfasst.

[0069] Insbesondere kann der gewünschte Teilbereich teilweise oder vollständig plan sein. In diesem Fall kann die Probe im planen Bereich des gewünschten Teilbereichs stabil anhaften oder stabil positioniert werden.

[0070] Der Probenträger kann eine Bodenplatte und eine Deckplatte umfassen, wobei die Deckplatte und/oder die Bodenplatte derart flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind, dass ein Hohlraum gebildet wird und wobei das Strukturelement ein Durchgangsloch durch die Bodenplatte oder Deckplatte umfasst, wobei das Durchgangsloch derart angeordnet ist, dass die Probe in einem gewünschten Teilbereich des Hohlraums angeordnet werden kann.

[0071] Dabei kann das Strukturelement derart ausgebildet sein, dass die Probe durch Kapillarkräfte im gewünschten Teilbereich des Hohlraums fixiert werden kann.

[0072] Der Probenträger kann einen Kunststoff, insbesondere COC (Cyclo-olefin Copolymer), COP (Cyclo-olefin Polymer), PS (Polystyrol), PC (Polycarbonat) oder PMMA (Polymethylmethacrylat), umfassen. Der Probenträger kann als Spritzgussteil ausgebildet sein. Die Bodenplatte kann einen Kunststoff und/oder Glas umfassen. Die Bodenplatte kann dünn sein, beispielsweise zwischen 1µm und 300 µm. Dadurch kann hochauflösende Mikroskopie durch die Bodenplatte ermöglicht werden.

[0073] Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich des Probenträgers bereit, umfassend die Schritte:

Bereitstellen eines oben beschriebenen Probenträgers,

Einbringen der Probe in den Probenträger, und

Bewegen des Probenträgers, so dass die Probe in dem gewünschten Oberflächenbereich des Probenträgers angeordnet wird.

[0074] Durch das Bewegen des Probenträgers kann die Probe im gewünschten Oberflächenbereich angeordnet werden. Insbesondere kann die Probe, wenn sie nach dem Einbringen in einen gekrümmten Teilbereich oder einer schiefen Ebene des Strukturelements angeordnet ist, durch das Bewegen in den gewünschten Oberflächenbereich geleitet werden.

[0075] Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologische und/oder medizinischen Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers bereit, umfassend die Schritte:

Bereitstellen eines Probenträgers, wobei der Probenträger eine Bodenplatte und eine Deckplatte umfasst, wobei die Deckplatte und/oder die Bodenplatte derart flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind, dass ein Hohlraum gebildet wird und wobei das Strukturelement ein Durchgangsloch durch die Bodenplatte oder Deckplatte umfasst, wobei das Durchgangsloch derart angeordnet ist, dass die Probe in einem gewünschten Teilbereich des Hohlraums angeordnet werden kann, und

Einbringen der Probe in Form einer Suspension in den Probenträger.

[0076] Der Probenträger kann insbesondere eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale umfassen.

[0077] Das Strukturelement kann dabei derart ausgebildet sein, dass die Probe durch Kapillarkräfte im gewünschten Teilbereich des Hohlraums gehalten werden kann.

[0078] Vor dem Schritt des Einbringens der Probe kann ein Gel in den gewünschten Teilbereich des Hohlraums eingebracht werden. Insbesondere kann ein Collagen1 Gel, ein Agarose Gel oder ein Matrigel verwendet werden.

[0079] Nach dem Einbringen der Probe kann das Durchgangsloch, insbesondere mit einem optisch transparenten Material, verschlossen werden.

[0080] Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert.

Figur 1

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement in Form einer Kuppe;

Figur 2

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger und ein Strukturelement in Form ei- ner Erhöhung;

Figur 3

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement in Form einer Erhöhung und eingebrachte Proben;

Figur 4

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger und ein Strukturelement in Form ei- ner Erhöhung;

Figur 5

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement in Form einer Erhöhung und eingebrachte Proben;

Figur 6

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement in Form einer Erhöhung und eingebrachte Proben;

Figur 7

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement in Form einer Erhöhung und eingebrachte Proben;

Figur 8

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement in Form einer Erhöhung und eingebrachte Proben;

Figur 9

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement in Form einer Erhöhung und eine optische Vorrichtung;

Figur 10

zeigt ein Beispiel für einen Teil eines Probenträgers mit Strukturelementen in Form von Erhöhungen;

Figur 11

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger und ein Strukturelement umfassend ein Durchgangsloch durch eine Deckplatte;

Figur 12

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger und ein Strukturelement umfassend ein Durchgangsloch durch eine Deckplatte;

Figur 13

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger und ein Strukturelement umfassend ein Durchgangsloch durch eine Deckplatte;

Figur 14

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement umfas- send ein Durchgangsloch durch eine Deckplatte und einem Gel in einem Teilbereich der Probenträgers;

Figur 15

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement umfas- send ein Durchgangsloch durch eine Deckplatte und eingebrachte Proben;

Figur 16

zeigt ein Beispiel für einen Probenträger mit einem Strukturelement umfas- send ein Durchgangsloch durch eine Deckplatte und einem Gel in einem Teilbereich der Probenträgers;

Figur 17

zeigt ein Beispiel für einen Teil eines Probenträgers, eingebrachte Proben und eine Magnetvorrichtung;

Figur 18

zeigt ein Beispiel für einen Teil eines Probenträgers, eingebrachte Proben und eine Magnetvorrichtung;

Figur 19

zeigt ein Beispiel für einen Teil eines Probenträgers, eingebrachte Proben und eine Magnetvorrichtung;

Figur 20

zeigt ein Beispiel für einen Teil eines Probenträgers, eingebrachte Proben und eine Magnetvorrichtung;

Figur 21

zeigt ein Beispiel für einen Teil eines Probenträgers, eingebrachte Proben und eine Magnetvorrichtung; und

Figur 22

zeigt ein Beispiel für einen Teil eines Probenträgers, eingebrachte Proben und eine Magnetvorrichtung;

[0081] Die organische, biologische und/oder medizinische Probe kann eine biologische Zelle sein. Insbesondere können eine Vielzahl von Zellen positioniert werden. Dadurch kann eine gewünschte Zellverteilung in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers bereitgestellt werden.

[0082] Im Allgemeinen stellt sich beim Befüllen eines Probenträgers oder Kulturgefäßes eine zufällige Zellverteilung ein. Im Falle einfacher Schälchen oder Töpfchen hängt die Zellverteilung häufig von der Art des Befüllens ab, d.h. zum Beispiel wie schnell die Zellsuspension einpipettiert wird und wie die Gefäße unmittelbar nach dem Befüllen bewegt werden. In mikrofluidischen Zellkulturgefäßen hängt die Zellverteilung häufig von der Geometrie der Strukturen ab, die die Zellsuspension aufnehmen.

[0083] Insbesondere bei Experimenten mit biologischen Zellen wird häufig eine genaue Positionierung der Zellen benötigt. Dadurch lässt sich die lokale Zelldichte definieren, um Ergebnisse aus verschiedenen Experimenten ausreichend gut miteinander vergleichen zu können, wirtschaftlicher durchführen zu können und/oder die Auswertung zu erleichtern beziehungsweise eine Automatisierung der Auswertung zu ermöglichen. Beispielsweise ist es bei einem mikroskopischen Assay nicht immer notwendig, dass Zellen den gesamten Oberflächenbereich eines Probenträgers besiedeln, sondern dass es ausreicht, wenn Zellen nur im optisch zugänglichen Bereich beziehungsweise in einem Teil von diesem angeordnet werden. Dadurch kann man seltenes oder teures Zellmaterial einsparen. In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn nur an bestimmten Stellen Zellen adhärieren und nicht der gesamte Beobachtungsbereich belegt ist. In diesem Fall verbrauchen weniger Zellen das zur Verfügung stehende Medium beziehungsweise Gas. Damit ist es auch möglich, in extrem flachen beziehungsweise kleinen Strukturen Zellen unter statischen Bedingungen zu kultivieren.

[0084] Beispielsweise kann die Migration von adhärenten Zellen gemessen werden, indem man die zeitliche Entwicklung der Form einer zunächst kreisförmigen Anordnung von Zellen in einem geeigneten Gradienten der Konzentration eines chemischen Stoffes beobachtet. Bleibt die Form über die Zeit homogen kreisförmig, zeigen die Zellen keine gerichtete Bewegung, dehnt sich hingegen die Form stärker in Richtung des Gradienten aus als in Richtung senkrecht dazu, liegt eine gerichtete Bewegung nahe.

[0085] Ein Probenträger kann einen Kunststoff, insbesondere COC, COP, PS, PC oder PMMA, umfassen. Ein Beispiel für einen Probenträger ist in DE 101 48 210 beschrieben. Der Probenträger kann einem Spritzgussteil entsprechen oder ein Spritzgussteil umfassen. Der Probenträger kann eine Bodenplatte und eine Deckplatte umfassen. Durch Verbinden der Bodenplatte mit der Deckplatte kann ein Hohlraum oder ein nach oben offener Bereich gebildet werden. In den Hohlraum kann eine Öffnung führen, insbesondere wobei die Öffnung zum Befüllen oder Entleeren des Hohlraums, beispielsweise mit der Probe, verwendet werden kann. Die Bodenplatte kann beispielsweise mittels Verschmelzen oder Verkleben mit der Deckplatte verbunden werden. Insbesondere kann Glas durch Verkleben angebracht werden. Als Klebstoffe kommen beispielsweise UV-härtende Klebstoffe, Klebebänder oder andere Klebemittel zum Einsatz. Dabei können insbesondere Substanzen verwendet werden, die nicht toxisch auf die Probe wirken. Geeignete Verschweißtechnologien sind in EP 1 579 982 beschrieben.

[0086] Der Probenträger, insbesondere die Bodenplatte, kann ein Strukturelement, insbesondere ein dreidimensionales Strukturelement umfassen. Das Strukturelement kann in Form einer Erhebung und/oder Vertiefung ausgebildet sein. Das Strukturelement kann zur Positionierung der Probe verwendet werden, beispielsweise da eine Probe nicht auf einer Erhebung in Form einer spitzen oder abgerundeten Kuppe anwachsen kann, da sie senkrecht oder entlang einer schiefen Ebene nach unten fällt.

[0087] Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Vertiefung, beispielsweise in Form einer Nut, ausgebildet sein, in der sich die Probe positionieren lässt. Dadurch können beispielsweise biologische Zellen in einem gewünschten Teilbereich lokal konzentriert werden.

[0088] Figur 1 zeigt einen Probenträger umfassend eine Bodenplatte 101 und eine Deckplatte 102, welche derart miteinander verbunden sind, dass ein nach oben offener Bereich bereitgestellt wird. Ein Ausbruch auf der dem Beobachter zugewandten Seite der Abbildung dient der Anschaulichkeit. Strukturelement 103 ist in Form einer Erhebung, insbesondere in Form einer Kuppe, ausgebildet. Der Innendurchmesser des Probenträgers kann 7 mm betragen. Das Strukturelement kann einen Durchmesser von 2 mm, einen Krümmungsradius der oberen Kante von 0,5 mm und eine Höhe von 1 mm aufweisen. Das Strukturelement kann beispielsweise durch Tiefziehen in der Bodenplatte 101 bereitgestellt werden.

[0089] Eine oder mehrere Proben können in den Probenträger eingebracht werden. Beispielsweise kann der Probenträger mit 100 µl Zellsuspension befüllt werden, insbesondere wobei die Konzentration oder Anzahldichte der Zellen in der Suspension so gewählt sein kann, dass ein gewünschter Oberflächenbereich 104 zu 100% Konfluenz mit Zellen belegt werden kann. 100% konfluent bedeutet, dass keine freie Fläche zwischen den Zellen sichtbar ist. Nach dem Einbringen der Zellsuspension, beispielsweise nach 30 Sekunden, kann der Probenträger abwechselnd schräg in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, so dass Zellen, welche sich am Strukturelement 103 abgesetzt haben, in den gewünschten Oberflächenbereich 104 geleitet werden.

[0090] Ein Probenträger gemäß Figur 1 kann für ein Migrationassay verwendet werden. Zur Auswertung des Migrationsverhaltens biologischer Zellen kann man nach einer vorgegebenen Zeit, beispielsweise nach 2 Stunden, ein Bild des Probenträgers aufnehmen und die Konfluenz der Zellen auswerten. Die Konfluenz gibt in Prozent das Verhältnis von mit Zellen belegter Fläche zur Gesamtfläche des für das Migrationsassay vorgesehenen Oberflächenbereich des Probenträgers an. Anhand der gemessenen Daten kann die Zeit bestimmt werden, die nötig ist, um beispielsweise einen flachen oberen Bereich des Strukturelements 103 zu 100% Konfluenz zuzuwachsen.

[0091] Dieser Migrationassay hat gegenüber bekannten Migrationassays entscheidende Vorteile. Beim bekannten Scratchassay beispielsweise wird mit einer Pipettenspitze in einen von Zellen zugewachsenen Oberflächenbereich ein zellfreier Bereich gekratzt und die Zeit gemessen, die von den Zellen benötigt wird, bis der Kratzer wieder geschlossen ist. Probleme für die Reproduzierbarkeit können unter anderem dadurch entstehen, dass der Katzer im Allgemeinen keine gut definierte Breit aufweist, und dass durch das Kratzen mögliche Oberflächenbeschichtungen des Probenträgers zerstört oder beschädigt werden.

[0092] Alternativ kann ein Bereich frei von einer Probe gehalten werden, indem er mit einem Silikonteil abgedeckt wird, das entweder mechanisch auf die Wachstumsoberfläche gepresst wird oder durch eine klebrige Schicht selbstklebend auf der Wachstumsoberfläche hält. Experimentelle Anordnungen, die Silikonteile verwenden, um zellfreie Bereicht in konfluenten Zellkulturen herzustellen, haben den Nachteil, dass die Silikonteile vor dem eigentlichen Assay entfernt werden müssen und ein zusätzliches Kontaminationsrisiko erzeugen. Außerdem können Beschichtungsproteine auch am Silikon anhaften, was eine eventuell vorhandene Proteinbeschichtung eines Oberflächenbereichs des Probenträgers stören kann. Aufgrund der relativ hohen Elastizität des Silikons ist die Genauigkeit der Größe der ausgesparten Fläche eingeschränkt.

[0093] Ein Probenträger wie in Figur 1 dargestellt umfasst keine beweglichen Teile in Kontakt mit der Probe. Die Dimensionierung des Strukturelements 103 kann beispielsweise durch einen entsprechend optimierten Tiefziehprozess reproduzierbar sein.

[0094] Figuren 2 bis 5 zeigen jeweils einen Querschnitt durch einen Probenträger mit einem Strukturelement 203, 303, 403 bzw. 503. Das Strukturelement 203 bzw. 303 in Figuren 2 und 3 ist in Form einer Pyramide ausgebildet. Dadurch umfasst das Strukturelement 203 bzw. 303 mehrere schiefe Ebenen. Insbesondere ist das Strukturelement 203 bzw. 303 in Figur 2 und 3 eine stumpfe Pyramide, d.h. die Spitze ist abgeflacht.

[0095] Figur 4 und Figur 5 zeigen ein Strukturelement 403 bzw. 503 in Form einer Kuppe mit senkrechten Wänden.

[0096] In Figuren 3 und 5 sind einzelne Proben 305 bzw. 505 dargestellt, welche in einem gewünschten Oberflächenbereich angeordnet sind.

[0097] Der Probenträger umfasst je eine Bodenplatte 201, 301, 401 bzw. 501 und eine Deckplatte 202, 302, 402 bzw. 502.

[0098] Figuren 6 bis 8 zeigen einen Querschnitt durch einen Probenträger umfassend ein Strukturelement 603, 703 bzw. 803. Die Proben 605, 705 bzw. 805 sind in einem Medium 606, 706 bzw. 806, insbesondere einer Flüssigkeit, angeordnet. In Figur 6 entspricht die Einfüllhöhe der Flüssigkeit 606 der Höhe des Strukturelements 603. Figur 7 zeigt den Probenträger aus Figur 6 zu einem späteren Zeitpunkt, wobei die Proben 705 in einen gewünschten Oberflächenbereich des Probenträgers angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Proben 705 auf den Boden des Probenträgers abgesunken und dort adhäriert. Figur 8 zeigt den Probenträger aus den Figuren 6 und 7, wobei der Probenträger bis zu einer vorherbestimmten Füllhöhe mit dem Medium 806 aufgefüllt ist.

[0099] Der Probenträger umfasst je eine Bodenplatte 601, 701 bzw. 801 und eine Deckplatte 602, 702 bzw. 802.

[0100] Figur 9 zeigt einen Probenträger umfassend einen Hohlraum 907, wobei der Hohlraum 907 einen Beobachtungskanal 908 umfasst. Im Beobachtungskanal 908 ist ein Strukturelement 903 angeordnet. Ein Probenträger wie in Figur 9 gezeigt, kann beispielsweise für ein chemotaktisches Experiment genutzt werden. Dazu wird ein Gradient einer chemischen Substanz zwischen zwei Teilbereichen des Hohlraums 907 aufgebaut, beispielsweise indem nur ein Teilbereich des Hohlraums 907 mit dieser chemischen Substanz befüllt wird. Ein optisches System 909, insbesondere ein Mikroskop, kann verwendet werden, um die Bewegung der Proben 905, insbesondere lebende biologische Zellen, zu beobachten. Der Fokus der beobachtenden Optik 909 kann so eingestellt werden, dass nur Proben, welche am höchsten Punkt des Strukturelements 903 angeordnet sind, scharf abgebildet werden.

[0101] Dazu kann das Strukturelement 903 eine runde oder abgeflachte Spitze umfassen.

[0102] Figur 10 zeigt einen Oberflächenbereich eines Probenträger, insbesondere einen Oberflächenbereich einer Bodenplatte 1001, umfassend drei Strukturelemente 1003, wobei jedes der Strukturelemente 1003 als längliche Erhöhung ausgebildet ist. Es ist auch möglich, Strukturelemente in Form länglicher Vertiefungen zu verwenden oder längliche Erhöhungen mit Vertiefungen, beispielsweise mit Senken mit unterschiedlichem Durchmesser, zu kombinieren. Höhe und Breite der streifenförmigen Strukturelemente können variiert werden.

[0103] Figuren 11 bis 13 zeigen einen Probenträger umfassend einen Hohlraum 1107, 1207 bzw. 1307, eine Bodenplatte 1101, 1201 bzw. 1301 und eine mit der Bodenplatte 1101, 1201 bzw. 1301 verbundene Deckplatte 1102, 1202 bzw. 1302. Ein Strukturelement 1103, 1203 bzw. 1303 umfasst eine Öffnung 1111 bzw. 1211 in der Deckplatte 1102, 1202 bzw. 1302. Die Öffnung 1111 bzw. 1211 ist insbesondere konisch ausgebildet, insbesondere wobei sich die Öffnung 1111 bzw. 1211 zur Bodenplatte 1101, 1201 bzw. 1301 hin verjüngt. Durch die Öffnung 1111 bzw. 1211 kann eine Probe 1205 bzw. 1305 in Form einer Suspension 1110 in den Probenträger eingebracht werden (siehe Fig. 11). Die Suspensionsmenge kann so bemessen sein, dass, wie in Fig. 12 dargestellt, der Beobachtungsbereich 1208 gefüllt wird und ein Teil der Suspension 1110 in der Öffnung 1211 angeordnet wird. Ein Flüssigkeitsaustritt aus dem Beobachtungsbereich 1108, 1208 bzw. 1308 in einen ersten oder zweiten Teilbereich des Hohlraums 1207 wird durch Kapillareffekte verhindert. Die Proben können im Bereich der Öffnung 1111 bzw. 1211 auf den Boden des Beobachtungsbereichs 1108, 1208 bzw. 1308 absinken und dort adhärieren. Nach dem Adhärieren kann der Hohlraum 1107, 1207 bzw. 1307 gefüllt werden. Die Öffnung 1111 bzw. 1211 kann mit einem optisch transparenten Material, beispielsweise PDMS (Polydimethylsiloxane, z.B. Sylguard 184, Dow Corning Corporation), verschlossen und abgedichtet werden. Ein gefüllter Probenträger mit verschlossener Öffnung ist in Fig. 13 gezeigt.

[0104] Figur 14 zeigt einen Probenträger umfassend einen Beobachtungsbereich, wobei im Beobachtungsbereich ein Stück Gel 1412, beispielsweise Collagen1 Gel, Agarose Gel oder Matrigel (beispielsweise von Becton Dickinson), angeordnet ist. Füllt man die Probe 1505 (in Form einer Suspension 1410) in den Probenträger, wie in Figuren 15 und 16 gezeigt, sinken diese auf die Geloberfläche, adhärieren dort und können in das Gel einwandern oder einsinken. Dadurch können die Zellen in einem Raumbereich über dem gewünschten Oberflächenbereich angeordnet werden. Mit anderen Worten kann für mehrere Proben eine dreidimensionale Verteilung der Proben im Gel erreicht werden. Außerdem zeigen die Figuren 14 bis 16 einen Probenträger umfassend eine Bodenplatte 1401, 1501 bzw. 1601, eine Deckplatte 1402, 1502 bzw. 1602, einen Hohlraum 1407, 1507 bzw. 1607 und ein Strukturelement 1403, 1503 bzw. 1603. Im Beobachtungsbereich ist ein Stück Gel 1412, 1512 bzw. 1612 angeordnet. In Figuren 14 und 15 ist eine Öffnung 1411 bzw. 1511 im Strukturelement 1403 bzw. 1503 in Form eines Durchgangslochs durch die Deckplatte 1402 bzw. 1502 gezeigt.

[0105] Zur Positionierung einer Probe in einem Probenträger umfassend einen Hohlraum und eine Öffnung, welche in den Hohlraum führt, eignet sich folgendes Verfahren.

[0106] Über dem gewünschten Oberflächenbereich des Probenträgers, insbesondere über einem Beobachtungsbereich des Probenträgers, kann sich eine Öffnung befinden, welche von außen in den Hohlraum führt. Zunächst kann der Hohlraum mit einem Medium befüllt werden, insbesondere wobei das Medium nicht über die Höhe des Hohlraums in die Öffnung tritt. Das Medium kann ein Nährmedium für biologische Zellen umfassen und insbesondere einer ersten Flüssigkeit entsprechen. Die Öffnung kann dann mit einer zweiten Flüssigkeit, insbesondere einem Tropfen Öl, beispielsweise Silikonöl oder Mineralöl verschlossen werden, wobei nur soviel eingefüllt wird, dass sich die Öloberfläche nicht nach oben wölbt. Die Probe kann in Form einer Suspension auf das Öl gegeben werden. Die Probe sinkt durch das Öl bis auf den gewünschten Oberflächenbereich ab und kann dort anhaften oder anwachsen. Die Probe kann dadurch genau positioniert werden. Insbesondere können mehrere Proben positioniert werden, wobei die Anzahl der Proben genau einstellbar ist. Dadurch kann mit einer geringeren Anzahl an Proben gearbeitet werden und die Probe kann auch in schwer zugänglichen Oberflächenbereichen des Probenträgers positioniert werden.

[0107] Insbesondere können experimentelle Vorbereitungen vor dem Einbringen der Probe getroffen werden. Beispielsweise kann ein Konzentrationsgradient im Probenträger aufgebaut werden bevor die Probe in den Probenträger eingebracht wird. Die Idee besteht darin Proben, insbesondere Zellen, erst in ein experimentelles Umfeld einzubringen, wenn alle oder ein Großteil der experimentellen Parameter, beispielsweise der Gradient einer chemischen Substanz, die Temperatur, die Gaskonzentration im Medium und/oder der ph-Wert, eingestellt sind. So werden Zellen durch die Vorbereitungen des Experiments nicht gestört, was beispielsweise durch Lösungswechsel, Erschütterungen oder Temperaturschwanungen geschehen kann. Auf diese Weise können sich die Zellen bei Beginn des Experiments in einem (maximal-)vergleichbaren Zustand befinden. Sofort nach dem Einbringen können sich die Zellen in dem gewünschten Gradienten befinden, so dass die Reaktion der Zellen ohne zeitliche Verzögerung beobachtet werden kann. Auch leicht- oder nichtadhärente Zellen, also Zellen, die nicht an einer Oberfläche des Probenträgers anhaften, können mit dieser Methode untersucht werden. Beispiele dafür sind Immunzellen, beispielsweise Neutrophile und andere Leukozyten. Da das Öl weitestgehend eine Verdunstung der ersten Flüssigkeit verhindert, kann insbesondere mit kleinen Mengen an Medium gearbeitet werden.

[0108] Beispielsweise kann ein Probenträger, umfassend zwei Reservoire und einen dazwischen angeordneten Beobachtungskanal, wie beispielsweise in EP 1 741 487 beschrieben, mit Proben befüllt werden. Dazu wird der Probenträger zunächst mit einem neutralen Medium gefüllt. Anschließend wird zwischen den Reservoiren ein Gradient einer chemischen Substanz aufgebaut. Da dies eine bestimmte Zeit, insbesondere einige Stunden, in Anspruch nehmen kann, ist es durch dieses Verfahren möglich, dass die Probe erst in den vollständig etablierten Gradienten eingebracht wird. Direkt über dem Beobachtungskanal kann sich eine Öffnung befinden, welche beispielsweise konisch ausgebildet und mit einer hydrophoben Flüssigkeit verschlossen ist. Bei der hydrophoben Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um ein Silikonöl oder ein Mineralöl handeln, insbesondere wobei das Öl derart ausgewählt wird, dass es nicht toxisch für die Probe wirkt und die Materialien des Probenträgers nicht angereift oder zerstört. Als hydrophobe Flüssigkeit kann eine zweikomponentige Flüssigkeit verwendet werden, die erst kurz vor dem Einbringen der Probe in die Einfüllöffnung eingebracht wird und danach polymerisieren oder anderweitig vernetzen und fest werden kann. Beispiele hierfür sind Silikonöle, die mit Crosslinkern vermischt sind oder zum Beispiel Sylguard 184 von Dow Corning (PDMS). Sobald die Probe eingebracht wurde, kann die Beobachtung, beispielsweise mit Hilfe eines Mikroskops, durchgeführt werden.

[0109] Eine Positionierung einer Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers kann mittels einer magnetischen Kraft durchgeführt werden. Dazu muss die Probe magnetische Eigenschaften aufweisen und in einem entsprechenden Probenträger magnetischen Kräften ausgesetzt werden. Biologische Zellen haben üblicherweise keine magnetischen Eigenschaften. Um Zellen als Probe magnetisch manipulieren zu können, müssen sie "magnetisiert" werden. Hierzu eignen sich beispielsweise paramagnetische Partikel, insbesondere paramagnetische Nanopartikel. Die Partikel können auf verschiedene Weise mit der Probe verbunden werden. Kleine Partikel können von Zellen phagozytiert, also aufgenommen werden. Voraussetzung für die Aufnahme ist eine Anlagerung der Partikel an der Oberfläche der Zelle. Geeignet für eine Anlagerung an der Oberfläche der Zelle sind insbesondere positiv geladene Endgruppen, da die Zellmembran meist negative Ladungen trägt. Die Partikel können beispielsweise in Vesikeln im Zytosol eingelagert werden. Bei einer entsprechenden Menge aufgenommener Partikel kann die Außeneinwirkung eines magnetischen Feldes groß genug sein, um eine nichtadhärierte Zelle in einem Probenträger zu bewegen.

[0110] Eine andere Möglichkeit ist eine Bindung der Partikel an die Zelloberfläche. Hierbei können die magnetischen Partikel größer sein, d.h. nahezu so groß wie die Zelle selbst oder größer sein. Insbesondere kann die Größe eines Partikels einem Fünfzigstel der Zellgröße entsprechen. Die Partikel können in ihrem Kern beispielsweise aus einem paramagnetischen Material bestehen und können mit einer Polymermatrix beschichtet sein. Auf dieser Polymermatrix können die Partikel eine Beschichtung aufweisen, die an einer Zelloberfläche haften kann. Beispiele hierfür sind Oberflächenproteine wie CD-Moleküle oder aktivierte Tosylgruppen. Die Bindung der Partikel an die Zellen kann durch die Wahl der Beschichtung spezifisch oder unspezifisch sein. Insbesondere kann die Beschichtung so gewählt werden, dass sie nur an einer Art von Zellen anhaftet, also spezifisch ist. Dadurch kann aus einer Vielzahl von Zellen eine gewünschte Art von Zellen ausgefiltert werden.

[0111] Um eine Kraft auf die Probe, insbesondere auf eine Zelle, wirken zu lassen, kann ein magnetisches Feld, insbesondere senkrecht zur potentiellen Bewegungsrichtung, beispielsweise zur Wachstumsoberfläche des Probenträgers, angelegt werden. Zur Konzentrierung mehrerer Proben in einem definierten, radialsymmetrischen Oberflächebereich kann beispielsweise ein Feld angelegt werden, dessen Feldlinien zum gewünschten Oberflächenbereich hin verdichten. Strebt man einen kreisrunden Zellfleck an, kann das Feld in diesem Bereich am stärksten sein und in konzentrischen Kreisen um den gewünschten Oberflächenbereich herum können die Feldlinien weniger dicht werden. Dies kann beispielsweise mit einem Eisenkegel erreicht werden, dessen Spitze direkt unter dem gewünschten Oberflächenbereich platziert wird.

[0112] Figuren 17 bis 20 zeigen einen Teil eines Probenträgers, insbesondere eines Beobachtungskanals 1708, 1808, 1908 bzw. 2008, umfassend eine Bodenplatte 1701, 1801, 1901 bzw. 2001 und eine Deckplatte 1702, 1802, 1902 bzw. 2002. Ein Kegel oder konisch geformtes Element 1713, 1813, 1913 bzw. 2013 aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material ist mit einem Permanentmagneten 1714, 1814, 1914 bzw. 2014 verbunden. Der Permanentmagnet 1714, 1814, 1914 bzw. 2014 kann beispielsweise ein Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) Magnet sein. Der Betrag der Feldstärke des Permanentmagneten 1714, 1814, 1914 bzw. 2014 kann zwischen 0,5 und 1,4 Tesla betragen. Das magnetische Feld wird zur Spitze des konischen Elements 1713, 1813, 1913 bzw. 2013 hin gebündelt und es entsteht eine Magnetfeldlinienverteilung, bei der die Feldlinien an der Spitze des konisch geformten Elements 1713, 1813, 1913 bzw. 2013 stark verdichtet sind. Der Permanentmagnet 1714, 1814, 1914 bzw. 2014 kann einen Durchmesser zwischen 1 mm und 20 mm, insbesondere 3 mm bis 10 mm, aufweisen. Das konisch geformte Element 1713, 1813, 1913 bzw. 2013 kann an der Basis einen Durchmesser aufweisen, der dem Durchmesser des Permanentmagneten 1714, 1814, 1914 bzw. 2014 entspricht. Der Öffnungswinkel des konisch geformten Elements 1713, 1813, 1913 bzw. 2013 kann zwischen 30° und 90°, insbesondere 60°, betragen. Für eine Positionierung einer Probe in einem Beobachtungskanal 1708, 1808, 1908 bzw. 2008 von beispielsweise 1 mm Breite und 70 µm Höhe eignet sich ein konisch geformtes Element 1713, 1813, 1913 bzw. 2013 mit einem Durchmesser der Grundfläche von 4 mm. Nach oben hin kann sich das konisch geformte Element 1713, 1813, 1913 bzw. 2013 bis zu einer abgeflachten Spitze verjüngen, wobei der abgeflachte Bereich einen Durchmesser von 0,5 mm aufweisen kann.

[0113] Der Öffnungswinkel des konisch geformten Elements 1713, 1813, 1913 bzw. 2013 kann 60° betragen. Der Permanentmagnet 1714, 1814, 1914 bzw. 2014 kann einen Durchmesser und eine Höhe von 4 mm aufweisen. Anstelle eines Permanentmagneten 1714, 1814, 1914 bzw. 2014 kann auch ein Elektromagnet verwendet werden. Dies kann für eine Automatisierung des Verfahrens von Vorteil sein, da das Magnetfeld eines Elektromagneten variiert, insbesondere an- und ausgeschaltet werden kann.

[0114] Die Magnetvorrichtung kann relativ zum Probenträger positioniert werden. Insbesondere kann die Position der Magnetvorrichtung parallel zum Probenträger verändert werden, wie in Fig. 17 angedeutet, oder senkrecht dazu, wie in Figuren 18 - 20 gezeigt. Beispielsweise kann durch den senkrechten Abstand zum Probenträger die gewünschte Magnetfeldanordnung, insbesondere die Stärke eines lokalen Extremums des Betrags der Magnetfeldstärke, variiert werden. Figuren 18 bis 20 zeigen die Magnetvorrichtung in verschiedenen Abständen zum Probenträger. Dadurch kann der Durchmesser des gewünschten Oberflächenbereichs, in dem die Proben 1705, 1805, 1905 bzw. 2005 angeordnet werden, variiert werden.

[0115] Figuren 21 und 22 zeigen eine Magnetvorrichtung 2114 bzw. 2214 und einen Teil eines Probenträgers, insbesondere eines Beobachtungskanals 2108 bzw. 2208, umfassend eine Bodenplatte 2101 bzw. 2201 und eine Deckplatte 2102 bzw. 2202. Die Magnetvorrichtung 2114 bzw. 2214 weist eine Spitze 2115 bzw. 2215 in Form eines quaderförmigen Fortsatzes auf. Wie in Fig. 21 angedeutet, kann die Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger positioniert werden. Insbesondere kann durch den senkrechten Abstand der Spitze 2115 bzw. 2215 vom Beobachtungskanal 2108 bzw. 2208 die Größe des gewünschten Oberflächenbereichs bestimmt werden. Beispielsweise zeigt Fig. 22, dass, wenn die Spitz 2115 bzw. 2215 näher an dem Beobachtungskanal 2108 bzw. 2208 positioniert wird, die Proben 2105 bzw. 2205 in einem kleineren Oberflächenbereich des Probenträgers angeordnet werden. Dies kann durch ein stärker ausgebildetes lokales Extremum des Betrags der magnetischen Feldstärke der gewünschten Magnetfeldanordnung erklärt werden.

[0116] Die Proben können beispielsweise in einer Suspension in den Probenträger eingebracht werden wobei die Anzahldichte der Proben in der Suspension der gewünschten Zelldichte entspricht. Die Suspension kann mit einer Pipette eingebracht werden, wobei die gesamte Flüssigkeit der Suspension über die Position der Magnetfeldspitze strömen kann. Hierbei werden die Zellen im Magnetfeld festgehalten, jedoch nicht sofort an der Spitze aufkonzentriert. Dieses Verfahren kann für Beobachtungskanäle verwendet werden. In diesem Fall wird die Flüssigkeit bei geeigneter Positionierung der Magnetvorrichtung zwingend an der gewünschten Magnetfeldanordnung vorbeigespült.

[0117] Zur Verdichtung der Proben im gewünschten Oberflächenbereich werden die Proben, noch bevor sie sich an einem Oberflächenbereich des Probenträgers anhaften können, durch kleine Stöße bzw. Vibrationen in Bewegung gebracht. Die Proben, insbesondere die Zellen, bewegen sich dabei in Richtung der sich verstärkenden Feldlinien. Mit anderen Worten können sie allmählich zu einem Maximum der magnetischen Feldstärke gerüttelt werden. Die Bewegung oder kleinen Stöße können durch Vibrationen auf einem Schüttler, durch Ultraschall oder durch Schwenken des Probenträgers erreicht werden.

[0118] Nach der Positionierung der Probe kann der gesamte experimentelle Aufbau, insbesondere der Probenträger mit eingebrachter Probe und die Magnetvorrichtung, zur Adhäsion in einen Brutschrank gestellt werden. Dies kann mehrere Stunden benötigen. Erst nach dieser Zeit kann die Magnetvorrichtung entfernt werden.

[0119] Die oben beschriebenen Verfahren und/oder Probenträger können in beliebiger Weise kombiniert werden.

[0120] Beispielsweise kann ein Probenträger für chemotaktische Untersuchungen verwendet werden, bei dem die Migration von Zellen in einem Gradienten beobachtet werden soll. Dabei soll analysiert werden, ob Zellen verstärkt oder vermindert in Richtung der steigenden Konzentration einer Substanz migrieren. Hierzu können verschließbare Reservoire durch einen Beobachtungskanal verbunden sein, wobei die Höhe des Beobachtungskanals weniger als 10 % der Höhe der Reservoire beträgt, beispielsweise 70 µm bei einer Reservoirhöhe von 800 µm. Über Öffnungen lassen sich Zellen und Lösungen in die Reservoire einfüllen.

[0121] In der Mitte des Beobachtungskanals kann senkrecht zur Verbindungslinie der Reservoire eine Nut in die Bodenplatte eingebracht werden, wobei das Profil der Nut eine maximale Höhe von beispielsweise 100 µm und eine maximale Breite von beispielsweise von 100 µm aufweist. Die Länge der Nut kann der Breite des Beobachtungskanals entsprechen. Zunächst können beide Reservoire mit einer neutralen Flüssigkeit befüllt werden. Die neutrale Flüssigkeit kann einer Nährflüssigkeit für Zellen entsprechen. Dann bringt man in eines der Reservoire Zellen ein, die beispielsweise durch Phagozytose von magnetisierbaren Partikeln magnetisch gemacht wurden. Dann kann ein Permanentmagnet unter dem mit Zellen befüllten Reservoir angeordnet werden. Dieser Magnet kann dann in Richtung des zweiten Reservoirs bewegt werden. Dabei folgen die Zellen der Bewegung der Magnetvorrichtung, bis sie in der Nut hängen bleiben. Dort kann man die Zellen adhärieren lassen. Anschließend kann ein Gradient einer chemischen Substanz im Beobachtungskanal aufgebaut werden.

[0122] Alternativ zur Nut können auch mehrere runde Vertiefungen mit spitzen oder flachem, waagrechtem Boden eingebracht werden. In diesem Fall können die magnetischen Zellen durch systematisches Bewegen des Probenträgers relativ zum Magneten in die Vertiefungen eingebracht werden. Dabei können die maximalen Radien der Vertiefungen beispielsweise 50 µm bis 1 mm betragen, und die maximale Tiefe der Vertiefungen kann ca. 5µm bis 100 µm betragen.

[0123] Anstatt die Zellen in Vertiefungen einzubringen kann auch eine aus der Bodenplatte herausragende Struktur erzeugt werden, beispielsweise durch Tiefziehen oder Hot-Embossing einer Kunststofffolie. Das Strukturelement kann einer rechteckigen Barriere entsprechen, deren Längsrichtung senkrecht auf der Verbindungslinie der beiden Reservoire steht. Die Breite der Barriere kann etwa dem maximal von einer Zelle zurückgelegten Weg während des Beobachtungszeitraums entsprechen. Typische Beobachtungszeiträume sind beispielsweise 12 oder 24 Stunden. In 12 Stunden legen beispielsweise humane Endothelzellen wie beispielsweise HUVEC im Mittel 200 µm in Richtung eines gut ausgeprägten Gradienten zurück, bzw. 400 µm in 24 Stunden. Auf einer Länge von ca. 200 µm bis 400 µm ist die Migration von vielen Zelltypen von Säugetieren bezüglich Chemotaxis zu analysieren und zu beurteilen. Daher kann eine Barrierebreite zwischen 50 µm und 1000 µm gewählt werden.

[0124] Das Experiment kann derart durchgeführt werden, dass Zellen in den Beobachtungskanal eingebracht und durch Kippen des Probenträgers von dem barriereförmigen Strukturelement entfernt werden. Mit Hilfe einer Magnetvorrichtung können Zellen in einem Teilbereich positioniert oder von einem Teilbereich entfernt werden, der an das barriereförmige Strukturelement angrenzt. Die Beobachtung der Migration der Zellen kann mittels Videomikroskopie erfolgen. Dadurch kann bestimmt werden, ob signifikant mehr Zellen in Richtung der steigenden oder sinkenden Konzentration der chemischen Substanz wandern. Die Barrierebreite kann dabei auch kleiner als 50 µm sein. Insbesondere kann das Strukturelement keinen flachen sondern beispielsweise nur einen gekrümmten Bereich umfassen. Sind die Zellen beispielsweise durch ein GFP-Konstrukt (Green Fluorescent Protein - Konstrukt) fluoreszierend, kann man die barriereüberschreitenden Zellen durch geeignetes Fokussieren sichtbar machen, wenn sie in der Nähe des höchsten Bereichs des Strukturelements sind. Alternativ kann man beispielsweise am Ende der Beobachtungszeit ein einziges Bild erzeugen und die Zellverteilung auf dem Strukturelement auswerten. Dazu können mittels Bildverarbeitung Streifen von der Breite eines Zelldurchmessers dem Bereich des Strukturelements überlagert werden, wobei die Streifen in Längsrichtung der Barriere verlaufen. Pro Streifen können die Zellen gezählt werden und die Anzahl der Zellen gegenüber dem jeweiligen Abstand des Streifens von einem Ende der Barriere aufgetragen werden. Wählt man den Beobachtungszeitraum so, dass die Zellen maximal bis zur Mitte des Strukturelements laufen können, ist beispielsweise eine höhere Zelldichte auf der Barriereseite, welche in Richtung des sinkenden Gradienten zeigt, ein Hinweis auf chemotaktische Aktivität.

[0125] Es versteht sich, dass die in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannten Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind. Insbesondere können unterschiedliche Probenträger mit unterschiedlichen Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe kombiniert werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers, wobei eine Magnetvorrichtung bereitgestellt wird, umfassend die Schritte:

Verbinden der Probe mit einem oder mehreren magnetischen, insbesondere paramagnetischen, Partikeln;

Anordnen der Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger, sodass in einem vorherbestimmten Bereich des Probenträgers eine gewünschte Magnetfeldanordnung bereitgestellt wird;

Einbringen der Probe in den Probenträger; und

Anordnen der Probe in dem gewünschten Oberflächenbereich mit Hilfe der Magnetvorrichtung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anordnen der Probe ein Ausrichten der Probe in der gewünschten Magnetfeldanordnung umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anordnen der Probe ein Bewegen der Magnetvorrichtung relativ zum Probenträger umfasst.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der vorherbestimmte Bereich des Probenträgers den gewünschten Oberflächenbereich umfasst.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die gewünschte Magnetfeldanordnung eine magnetische Feldstärke, einen magnetischen Kraftfluss und/oder eine Magnetfeldlinienverteilung aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der vorherbestimmte Bereich des Probenträgers einen Oberflächenbereich des Probenträgers umfasst und wobei der Betrag der magnetischen Feldstärke im vorherbestimmten Bereich, insbesondere im Oberflächenbereich, mindestens ein lokales Extremum, insbesondere ein lokales Maximum, und/oder mindestens einen Sattelpunkt aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verbinden der Probe mit einem oder mehreren magnetischen, insbesondere paramagnetischen, Partikeln ein Anhaften eines Partikels auf der Oberfläche der Probe und/oder ein Aufnehmen oder Einbringen eines Partikels in die Probe umfasst.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Magnetvorrichtung einen Dauermagneten und/oder einen Elektromagneten umfasst.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Magnetvorrichtung wenigstens eine Spitze umfasst, insbesondere wobei die Spitze ein magnetisches, insbesondere ferromagnetisches, Material umfasst.

10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die gewünschte Magnetfeldanordnung derart ausgebildet ist, dass auf die eingebrachte Probe, insbesondere auf die mit der Probe verbundenen Partikel, eine magnetische Kraft wirkt, sodass die Probe in der gewünschten Magnetfeldanordnung durch magnetische Kraftwirkung bewegt werden kann.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die magnetische Kraft größer ist als eine Reibungskraft zwischen der Probe und einer Oberfläche des Probenträgers und/oder wobei eine Flüssigkeit im Probenträger angeordnet ist und wobei, wenn die Probe sich in der Flüssigkeit befindet, die magnetische Kraft größer ist als eine viskose Reibungskraft zwischen der Probe und der Flüssigkeit.

12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Schritt des Anordnens der Probe ein Bewegen des Probenträgers umfasst, insbesondere sodass, wenn die Probe mit einer Oberfläche des Probenträgers Kontakt hat, die Probe sich von der Oberfläche löst.

13. Verfahren, insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe in einem gewünschten Oberflächenbereich eines Probenträgers, wobei der Probenträger einen Hohlraum umfasst, wobei ein Durchgangsloch in den Hohlraum führt und wobei im Betrieb des Probenträgers das Durchgangsloch von oben in den Hohlraum führt, umfassend die Schritte:

Befüllen des Hohlraums mit einer ersten Flüssigkeit;

Einbringen einer zweiten Flüssigkeit in das Durchgangsloch, wobei die zweite Flüssigkeit eine hydrophobe Flüssigkeit ist; und

Einbringen der Probe in die zweite Flüssigkeit.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die zweite Flüssigkeit eine höhere Viskosität, eine geringere Dichte und/oder eine stärkere Hydrophobie als die erste Flüssigkeit aufweist.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die erste Flüssigkeit Wasser und/oder die zweite Flüssigkeit ein Öl, insbesondere ein Mineralöl oder ein Silikonöl, umfassen.

Zeichnung