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DE102015011970B4 - Dispenser and dispensing method - Google Patents

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DE102015011970B4
DE102015011970B4 DE102015011970.2A DE102015011970A DE102015011970B4 DE 102015011970 B4 DE102015011970 B4 DE 102015011970B4 DE 102015011970 A DE102015011970 A DE 102015011970A DE 102015011970 B4 DE102015011970 B4 DE 102015011970B4
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dispensiergerät zum Dispensieren von Mikrotropfen (1), mit einem Mikrodispenser (2) mit einer Austrittsdüse (10) zum Dispensieren der flüssigen Mikrotropfen (1), wobei die flüssigen Mikrotropfen (1) jeweils eine Probe in einer wässrigen Lösung (8) enthalten, und mit einer Probenaufnahme (3, 4) zur Aufnahme der von dem Mikrodispenser (2) dispensierten Mikrotropfen (1), insbesondere als Aufnahmenapf (3) in einer Mikrotiterplatte (4). Die Erfindung sieht vor, dass die Probenaufnahme (3, 4) flüssiges Öl (14) enthält, so dass der Mikrodispenser (2) die Mikrotropfen (1) in das flüssige Öl (14) einspritzt. Weiterhin umfasst die Erfindung ein entsprechendes Dispensierverfahren.The invention relates to a dispensing device for dispensing microdrops (1) with a microdispenser (2) having an outlet nozzle (10) for dispensing the liquid microdroplets (1), wherein the liquid microdroplets (1) each comprise a sample in an aqueous solution (8 ), and with a sample holder (3, 4) for receiving the microdispensers (1) dispensed by the microdispenser (2), in particular as a receiving cup (3) in a microtiter plate (4). The invention provides that the sample receiver (3, 4) contains liquid oil (14), so that the microdispenser (2) injects the microdroplets (1) into the liquid oil (14). Furthermore, the invention comprises a corresponding dispensing method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dispensiergerät bzw. ein Dispensierverfahren zum Dispensieren von Mikrotropfen.The invention relates to a dispensing device or a dispensing method for dispensing microdrops.

Für DNA-Sequenzierungen (DNA: Deoxyribonucleic acid) wird oft eine spezielle Form der PCR (PCR: Polymerase chain reaction) verwendet, nämlich die sogenannte Emulsions-PCR. Diese Emulsion wird aus PCR-Mix, DANN und Öl erzeugt, denen in aller Regel noch Sequenzierbeads zugefügt werden. Idealerweise erhält man dann pro Reaktionsvolumen genau einen DNA-Strang und genau einen Sequenzierbead. In der folgenden PCR wird der DNA-Strang amplifiziert und an dem Sequenzierbead immobilisiert. Einige Next-Generation-Sequencing-Plattformen nutzen nun diese DNA-beladenen Beads, um sie in kleinen Kavitäten (Wells) eines Sequenzierchips abzulegen. Pro Well wird maximal ein Bead abgelegt und damit pro Well eine DNA-Sequenz ermittelt. Ein Sequenzierchip kann dabei Millionen von Wells enthalten und die Sequenzierung kompletter Genome ermöglichen.For DNA sequencing (DNA: deoxyribonucleic acid), a special form of PCR (PCR: polymerase chain reaction) is often used, namely the so-called emulsion PCR. This emulsion is generated from PCR mix, THEN and oil, to which usually sequencing beads are added. Ideally, you will get exactly one DNA strand per reaction volume and exactly one sequencing bead. In the following PCR, the DNA strand is amplified and immobilized on the sequencing bead. Some next-generation sequencing platforms now use these DNA-loaded beads to place them in small wells of a sequencing chip. A maximum of one bead is deposited per well and thus one DNA sequence per well is determined. A sequencing chip can contain millions of wells and enable the sequencing of complete genomes.

Aus dem Stand der Technik (z. B. WO 2006/128662 A1 ) sind Mikrodispenser bekannt, die Mikrotropfen einer flüssigen Probe auf planare Substrate (z. B. ein Well einer Mikrotiterplatte) dispensieren können. Die dispensierten Mikrotropfen landen dann beispielsweise auf dem Boden der einzelnen Wells der Mikrotiterplatte und können anschließend analysiert werden. Die Amplifizierung von DNA-Sequenzen von solchen auf Substraten aufgebrachten Sonden oder Proben ist aus der Literatur bekannt (MITTERER, G., SCHMIDT, WM.: ”Microarray-based detection of bacteria by on-chip PCR”, Methods Mol Biol. 2006; 345: 37–51). Weiterhin bekannt sind verschiedene Typen von PCR an Festphasen mit gedruckten oder zufällig angeordneten DNA Sequenzen ( WO 98/44151 A1 , WO 98/44152 A1 ). Die Verwendung von erfindungsgemäßen Dispensern in der Probenvorbereitung von Next-Generation-Sequenzierung in Form von Emulsions-PCR ist jedoch bislang nicht beschrieben.From the prior art (eg WO 2006/128662 A1 Microdispensers are known which can dispense microdrops of a liquid sample onto planar substrates (eg a well of a microtiter plate). The dispensed microdrops then land, for example, on the bottom of the individual wells of the microtiter plate and can then be analyzed. The amplification of DNA sequences from such probes or samples applied to substrates is known from the literature (MITTERER, G., SCHMIDT, WM .: "Microarray-based detection of bacteria by on-chip PCR", Methods Mol Biol. 2006; 345: 37-51). Also known are various types of PCR on solid phases with printed or randomly arranged DNA sequences ( WO 98/44151 A1 . WO 98/44152 A1 ). The use of dispensers according to the invention in the sample preparation of next-generation sequencing in the form of emulsion PCR, however, has not been described hitherto.

Ferner ist aus NAKANO, Michihiko [et al.]: „Single-molecule PCR using water-in-oil emulsion”, Journal of Biotechnology, Vol. 102, 2003, No. 2, S. 117–124, ein Emulgierungsverfahren bekannt, bei dem Tropfen in flüssiges Öl eingespritzt werden. Hierbei erfolgt die Emulgierung jedoch durch anschließendes Rühren mittels eines Magnetrührers.Further, NAKANO, Michihiko [et al.]: "Single-molecule PCR using water-in-oil emulsion", Journal of Biotechnology, Vol. 102, 2003, no. 2, pp 117-124, an emulsification method is known in which drops are injected into liquid oil. In this case, however, the emulsification is carried out by subsequent stirring by means of a magnetic stirrer.

Schließlich ist zum allgemeinen technischen Hintergrund der Erfindung noch hinzuweisen auf US 2014/0 106 467 A1 .Finally, it should be noted on the general technical background of the invention US 2014/0 106 467 A1 ,

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bekannten Dispensiergeräte bzw. Dispensierverfahren entsprechend zu verbessern, insbesondere zur Bereitstellung von Proben für eine Polymerase-Kettenreaktion, insbesondere für Verfahren, die eine digitale PCR oder eine Emulsions-PCR verwenden.The invention is therefore based on the object of correspondingly improving the known dispensing devices or dispensing methods, in particular for providing samples for a polymerase chain reaction, in particular for methods which use a digital PCR or an emulsion PCR.

Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Dispensiergerät bzw. ein erfindungsgemäßes Dispensierverfahren gemäß den Nebenansprüchen gelöst.This object is achieved by an inventive dispensing device or a dispensing method according to the invention in accordance with the subsidiary claims.

Das erfindungsgemäße Dispensiergerät stimmt teilweise mit den bekannten Dispensiergeräten überein. So weist das erfindungsgemäße Dispensiergerät einen Mikrodispenser mit einer Austrittsdüse auf, um flüssige Mikrotropfen zu dispensieren, wo bei die flüssigen Mikrotropfen jeweils eine Probe in einer wässrigen Lösung enthalten.The dispensing device according to the invention partially coincides with the known dispensing devices. Thus, the dispensing device according to the invention has a microdispenser with an outlet nozzle in order to dispense liquid microdroplets, where the liquid microdroplets each contain a sample in an aqueous solution.

Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Dispensiergerät eine Probenaufnahme auf, um die von dem Mikrodispenser dispensierten Mikrotropfen aufzunehmen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dieser Probenaufnahme um einen einzelnen Aufnahmenapf in Form eines handelsüblichen Einmalgefäßes für den Laborbedarf (”Tube”) oder um einen Aufnahmenapf (”Well”) in einer Mikrotiterplatte. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der Probenaufnahme nicht auf einzelne Aufnahmenäpfe beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen konstruktiven Gestaltungen von Probenaufnahmen realisierbar.In addition, the dispensing device according to the invention has a sample receptacle to receive the microdispills dispensed by the microdispenser. In a preferred embodiment of the invention, this sample receptacle is a single receptacle in the form of a commercially available disposable receptacle for laboratory use ("tube") or a receptacle ("well") in a microtiter plate. However, the invention is not limited to individual receiving cups with respect to the sample recording, but in principle can be realized with other constructive designs of sample recordings.

Bei den eingangs beschriebenen bekannten Dispensiergeräten ist die Probenaufnahme (z. B. ”Tube” oder ”Well”) vor dem Dispensieren der Mikrotropfen leer, so dass die dispensierten Mikrotropfen üblicherweise auf dem Boden der Probenaufnahme landen. Die Erfindung unterscheidet sich nun von diesem Stand der Technik dadurch, dass die Probenaufnahme vor dem Dispensieren der einzelnen Mikrotropfen mit einem flüssigen Öl gefüllt ist, so dass der Mikrodispenser die Mikrotropfen in das flüssige Öl einspritzt.In the case of the known dispensing devices described at the outset, the sample receptacle (eg "tube" or "well") is empty before the dispensing of the microdroplets, so that the dispensed microdrops usually land on the bottom of the sample receptacle. The invention now differs from this prior art in that the sample receptacle is filled with a liquid oil prior to dispensing the individual microdroplets, so that the microdispenser injects the microdroplets into the liquid oil.

In dem flüssigen Öl bilden die dispensierten Mikrotropfen dann eine Emulsion, wobei die wässrige Lösung der Mikrotropfen eine innere Phase der Emulsion bildet, während das flüssige Öl eine äußere Phase der Emulsion bildet. Die emulgierten Mikrotropfen können dann anschließend einer Polymerase-Kettenreaktion unterzogen werden, wie nachfolgend noch beschrieben wird.In the liquid oil, the dispensed microdrops then form an emulsion, the aqueous solution of the microdrops forming an internal phase of the emulsion while the liquid oil forms an external phase of the emulsion. The emulsified microdroplets can then subsequently be subjected to a polymerase chain reaction, as will be described below.

In einer Variante der Erfindung wird der Mikrodispenser zum Dispensieren in das flüssige Öl in der Probenaufnahme eingetaucht, so dass die Mikrotropfen aus der Austrittsdüse direkt in das flüssige Öl eintreten. Bei dieser Erfindungsvariante befindet sich die Austrittsdüse des Mikrodispensers also beim Dispensieren innerhalb des flüssigen Öls. Die Mikrotropfen durchlaufen bei dieser Variante der Erfindung also zwischen dem Verlassen der Austrittsdüse des Mikrodispensers und dem Auftreffen auf die Probenaufnahme keine Luftstrecke. Das Eintauchen des Mikrodispensers in das flüssige Öl in der Probenaufnahme kann beispielsweise durch einen Manipulator maschinell erfolgen, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.In a variant of the invention, the microdispenser is submerged in the sample receptacle for dispensing into the liquid oil so that the microdroplets from the outlet nozzle enter directly into the liquid oil. In this variant of the invention, the outlet nozzle of the microdispenser is thus at Dispensing within the liquid oil. In this variant of the invention, therefore, the microdroplets do not pass through an air gap between leaving the exit nozzle of the microdispenser and striking the sample receiver. Immersion of the microdispenser in the liquid oil in the sample holder can be done, for example, by a manipulator by machine, which is known per se from the prior art.

In einer anderen Variante der Erfindung wird der Mikrodispenser dagegen zum Dispensieren der Mikrotropfen nicht in das flüssige Öl in der Probenaufnahme eingetaucht, sondern in einem bestimmten Abstand über dem flüssigen Öl platziert, so dass die dispensierten Mikrotropfen nach dem Austreten aus der Austrittsdüse des Mikrodispensers zunächst eine Luftstrecke überwinden und erst dann in das flüssige Öl eintauchen.In another variant of the invention, on the other hand, the microdispenser is not immersed into the liquid oil in the sample receptacle for dispensing the microdroplets, but placed at a specific distance above the liquid oil, so that the dispensed microdroplets first emerge from the exit nozzle of the microdispenser Overcome air gap and only then immerse in the liquid oil.

Die beiden vorstehend genannten Varianten der Erfindung sind jedoch beide geeignet, um eine Emulsion der aus der Probenlösung bestehenden Mikrotropfen in dem flüssigen Öl zu erzeugen.However, the two aforementioned variants of the invention are both suitable for producing an emulsion of the microdroplets consisting of the sample solution in the liquid oil.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Austrittsdüse des Mikrodispensers eine hydrophobe Beschichtung auf. Hierbei besteht die Austrittsdüse vorzugsweise mindestens teilweise aus Glas, wobei die hydrophobe Beschichtung auf das Glas aufgebracht ist.In the preferred embodiment of the invention, the outlet nozzle of the microdispenser has a hydrophobic coating. Here, the outlet nozzle is preferably at least partially made of glass, wherein the hydrophobic coating is applied to the glass.

Die vorstehend erwähnte Beschichtung kann im Rahmen der Erfindung auf die Innenfläche der Austrittsdüse (d. h. die Wände des Fluidkanals), auf die Stirnfläche der Austrittsdüse und/oder auf die Außenfläche der Austrittsdüse aufgebracht werden, um das Dispensierverhalten zu verbessern.In the context of the invention, the abovementioned coating can be applied to the inner surface of the outlet nozzle (that is to say the walls of the fluid channel), to the end face of the outlet nozzle and / or to the outer surface of the outlet nozzle in order to improve the dispensing behavior.

Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die Beschichtung auf der Innenfläche der Austrittsdüse einerseits aus einem anderen Material besteht als die Beschichtung auf der Stirnfläche bzw. der Außenfläche der Austrittsdüse andererseits.There is the possibility that the coating on the inner surface of the outlet nozzle on the one hand from a different material than the coating on the end face or the outer surface of the outlet nozzle on the other.

Hinsichtlich des Materials der Beschichtung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann es sich hierbei um ein Material mit Alkylgruppen handeln, insbesondere mit einer Kettenlänge C3, C8 oder C12. Darüber hinaus kommen als Material für die Beschichtung auch fluorsubstituierte Gruppen infrage. Weitere mögliche Materialien für die Beschichtung sind (Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)trichlorosilane, Trimetoxy(propyl)silane, Trimetoxy(octyl)silane und Trimetoxy(octyl)silane.There are various possibilities with regard to the material of the coating. For example, this may be a material having alkyl groups, in particular having a chain length of C3, C8 or C12. In addition, come as a material for the coating and fluorine-substituted groups in question. Other possible materials for coating are (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilanes, trimethoxy (propyl) silanes, trimethoxy (octyl) silanes and trimethoxy (octyl) silanes.

Zu der Beschichtung ist weiterhin zu erwähnen, dass die Schichtdicke vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 100 nm liegt. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung grundsätzlich auch die Möglichkeit, dass die Schichtdicke im Bereich von 5 nm bis 500 nm oder im Bereich von 1 nm bis 1 μm liegt.It should also be mentioned with regard to the coating that the layer thickness is preferably in the range from 10 nm to 100 nm. In the context of the invention, however, it is fundamentally also possible for the layer thickness to be in the range from 5 nm to 500 nm or in the range from 1 nm to 1 μm.

Ferner ist zu erwähnen, dass die einzelnen Mikrotropfen jeweils ein Volumen aufweisen, das im Bereich von 1 pl bis 1 nl liegt.It should also be mentioned that the individual microdroplets each have a volume that is in the range from 1 μl to 1 μl.

Das Ausstoßen der einzelnen Mikrotropfen aus dem Mikrodispenser erfolgt vorzugsweise durch einen elektrisch betriebenen Aktor, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Beispielsweise kann es sich bei diesem elektrisch betriebenen Aktor um einen Piezoaktor handeln, wie es bereits in der eingangs erwähnten Patentanmeldung WO 2006/128662 A1 beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Patentanmeldung der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.The ejection of the individual microdroplets from the microdispenser is preferably carried out by an electrically operated actuator, which is known per se from the prior art. For example, this electrically operated actuator may be a piezoactuator, as already described in the patent application mentioned above WO 2006/128662 A1 is described, so that the content of this patent application is fully attributable to the present description.

Der elektrisch betriebene Aktor (z. B. Piezoaktor) wird hierbei von einer Steuereinrichtung mit einem elektrischen Steuersignal angesteuert, um das Ausstoßen der einzelnen Mikrotropfen aus dem Mikrodispenser zu bewirken. Dieses elektrische Steuersignal umfasst vorzugsweise Pulse mit einer Pulsspannung im Bereich von 10 V bis 500 V, 20 V bis 250 V, 50 V bis 150 V oder 80 V bis 110 V. Die einzelnen Pulse des Steuersignals werden vorzugsweise mit einer Pulsfrequenz im Bereich von 1 Hz bis 10 kHz, 5 Hz bis 5 kHz, 50 Hz bis 2 kHz, 200 Hz bis 1 kHz oder 400 Hz bis 700 Hz abgegeben. Darüber hinaus ist zu dem Steuersignal zu erwähnen, dass die einzelnen Pulse vorzugsweise eine Pulsdauer haben, die im Bereich von 1 μs bis 500 μs, 2 μs bis 250 μs, 5 μs bis 100 μs oder 10 μs bis 50 μs liegt.In this case, the electrically operated actuator (eg piezoactuator) is actuated by a control device with an electrical control signal in order to bring about the ejection of the individual microdroplets from the microdispenser. This electrical control signal preferably comprises pulses with a pulse voltage in the range of 10 V to 500 V, 20 V to 250 V, 50 V to 150 V or 80 V to 110 V. The individual pulses of the control signal are preferably at a pulse frequency in the range of 1 Hz to 10 kHz, 5 Hz to 5 kHz, 50 Hz to 2 kHz, 200 Hz to 1 kHz or 400 Hz to 700 Hz. In addition, to the control signal to mention that the individual pulses preferably have a pulse duration, which is in the range of 1 microseconds to 500 microseconds, 2 microseconds to 250 microseconds, 5 microseconds to 100 microseconds or 10 microseconds to 50 microseconds.

Hinsichtlich der Befüllung des Mikrodispensers mit der wässrigen Probenlösung bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten. Eine Möglichkeit der Befüllung des Mikrodispensers besteht darin, dass der Mikrodispenser über eine Nachfüllleitung mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden ist, so dass die Befüllung über die Nachfüllleitung erfolgt. Eine andere Möglichkeit der Befüllung des Mikrodispensers besteht darin, dass der Mikrodispenser dazu ausgelegt ist, die wässrige Lösung mit der Probe durch die Austrittsdüse anzusaugen, um die angesaugte Probenlösung dann anschließend in Form von Mikrotropfen dispensieren zu können.With regard to the filling of the microdispenser with the aqueous sample solution, various possibilities exist within the scope of the invention. One way of filling the microdispenser is that the microdispenser is connected via a refill line with a liquid source, so that the filling takes place via the refill line. Another possibility of filling the microdispenser is that the microdispenser is designed to aspirate the aqueous solution with the sample through the outlet nozzle, in order then to be able to dispense the aspirated sample solution in the form of microdroplets.

Bei der vorstehend beschriebenen ersten Variante zur Befüllung des Mikrodispensers über eine Nachfüllleitung kann die Nachfüllleitung mit einem Luftvolumen gefüllt werden, um eine Materialtrennung zwischen dem Fluid stromaufwärts vor dem Luftvolumen einerseits und dem Fluid stromabwärts hinter dem Luftvolumen zu erreichen. Dieses Luftvolumen kann beispielsweise ein Volumen im Bereich von 1 μl bis 100 μl, 2 μl bis 50 μl, 3 μl bis 20 μl oder 4 μl bis 10 μl umfassen.In the first variant described above for filling the microdispenser via a refill line, the refill line can be filled with an air volume in order to achieve material separation between the fluid upstream of the air volume on the one hand and the fluid downstream downstream of the air volume. This volume of air may, for example, comprise a volume in the range from 1 μl to 100 μl, 2 μl to 50 μl, 3 μl to 20 μl or 4 μl to 10 μl.

Hinsichtlich der Befüllung des Mikrodispensers über die Nachfüllleitung ist auch zu erwähnen, dass diese Befüllung vorzugsweise mit einem Überdruck erfolgt, was sich als vorteilhaft erwiesen hat. Dieser Überdruck bei der Befüllung entspricht vorzugsweise einer Wassersäule von 1 cm bis 30 cm, 2 cm bis 20 cm, 3 cm bis 10 cm oder 5 cm bis 7 cm. With regard to the filling of the microdispenser via the refill line is also to be mentioned that this filling is preferably carried out with an overpressure, which has proven to be advantageous. This overpressure during filling preferably corresponds to a water column of 1 cm to 30 cm, 2 cm to 20 cm, 3 cm to 10 cm or 5 cm to 7 cm.

Es wurde bereits eingangs kurz erwähnt, dass die in dem flüssigen Öl emulgierten Mikrotropfen der Probenflüssigkeit anschließend einer Polymerase-Kettenreaktion unterzogen werden können. Hierzu wird die Probenaufnahme mit den emulgierten Mikrotropfen vorzugsweise in einen Thermocycler eingeführt, der dann die Polymerase-Kettenreaktion durchführt. Derartige Thermocycler sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb nicht näher beschrieben werden.It has already been briefly mentioned at the outset that the microdroplets of the sample liquid emulsified in the liquid oil can subsequently be subjected to a polymerase chain reaction. For this purpose, the sample receiver with the emulsified microdroplets is preferably introduced into a thermocycler, which then carries out the polymerase chain reaction. Such thermal cyclers are known per se from the prior art and therefore need not be described in detail.

Die Einführung der Probenaufnahme (z. B. ”Tube” oder Mikrotiterplatte) in den Thermocycler kann beispielsweise durch einen zweiten Manipulator maschinell und automatisiert erfolgen. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Probenaufnahme (z. B. Mikrotiterplatte) manuell in den Thermocycler eingeführt wird.The introduction of the sample holder (eg "tube" or microtiter plate) into the thermocycler can, for example, be carried out mechanically and automatically by a second manipulator. Alternatively, however, it is also possible that the sample holder (eg microtiter plate) is manually introduced into the thermal cycler.

Die hier geschilderte Vorrichtung bietet dabei für das Verfahren die Möglichkeit, die bei der Tropfenabgabe abgegebenen Tropfen zu vermessen. Dabei können Parameter wie Tropfengröße und Tropfengeschwindigkeit leicht und wie aus dem Stand der Technik bekannt exakt bestimmt werden, z. B. mit optischen oder akustischen Verfahren. Durch die Messung dieser Größen können die Parameter durch Änderung der angelegten Spannung oder der Pulsform oder der Pulsbreite auf gewünschte Tropfenvolumina im Bereich von weniger als 100 Pikoliter, typischerweise 10 Pikoliter oder auch 1 Pikoliter eingestellt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei der Verwendung von verschiedenen Rezepturen für die Emulsions-PCR, die leichte Viskositätsänderungen nach sich ziehen (z. B. Denaturierungsreagenzien oder Emulgatoren oder Trennmittel), weil mit dieser Einstellmöglichkeit konstant in einem identischen Volumenbereich gearbeitet werden kann.The device described here offers the possibility for the method to measure the drops delivered during the drop delivery. In this case, parameters such as drop size and drop speed can be determined easily and exactly as known from the prior art, for. B. with optical or acoustic methods. By measuring these quantities, the parameters can be adjusted by changing the applied voltage or pulse shape or pulse width to desired drop volumes in the range of less than 100 picoliters, typically 10 picoliters or even 1 picolitre. This is particularly advantageous when using different formulations for the emulsion PCR, which entail slight viscosity changes (eg denaturing reagents or emulsifiers or separating agents), because this adjustment possibility can be used constantly in an identical volume range.

In diesem Zusammenhang ist auch zu erwähnen, dass die einzelnen Mikrotropfen vorzugsweise ein Master-Mix für die Polymerase-Kettenreaktion enthalten, was an sich aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt ist. Dieses Master-Mix enthält vorzugsweise Taq-DNA-Polymerase, Desoxyribonukleosidtriphosphate (dNTPs), Magnesiumchlorid (MgCl2) und Reaktionspuffer in Konzentrationen, die eine Vervielfältigung von DNA-Templates durch eine Polymerase-Kettenreaktion ermöglichen. Darüber hinaus enthalten die einzelnen Mikrotropfen vorzugsweise DNA, insbesondere ein einzelnes DNA-Molekül. Darüber hinaus können die einzelnen Mikrotropfen auch einen Primer für die Polymerase-Kettenreaktion enthalten, wobei die vorstehend erwähnten Materialien im Rahmen der Polymerase-Kettenreaktion an sich bekannt sind und deshalb nicht näher beschrieben werden müssen.It should also be mentioned in this connection that the individual microdroplets preferably contain a master mix for the polymerase chain reaction, which is also known per se from the prior art. This master mix preferably contains Taq DNA polymerase, deoxyribonucleoside triphosphates (dNTPs), magnesium chloride (MgCl 2 ) and reaction buffer in concentrations that allow DNA templates to be amplified by a polymerase chain reaction. In addition, the individual microdroplets preferably contain DNA, in particular a single DNA molecule. In addition, the individual microdroplets may also contain a polymerase chain reaction primer, the above-mentioned materials being known per se in the polymerase chain reaction and therefore need not be described further.

Ferner ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für das vorstehend allgemein beschriebene erfindungsgemäße Dispensiergerät. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für ein entsprechendes Dispensierverfahren, wie es sich bereits aus der vorstehenden Beschreibung ergibt.It should also be mentioned that the invention not only claims protection for the dispenser according to the invention, which is generally described above. Rather, the invention also claims protection for a corresponding Dispensierverfahren, as is apparent from the foregoing description.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are explained in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dispensiergeräts, 1 a schematic representation of a Dispensiergeräts invention,

2 eine schematische Längsschnittansicht durch eine Austrittsdüse eines erfindungsgemäßen Mikrodispensers, 2 a schematic longitudinal sectional view through an outlet nozzle of a microdispenser according to the invention,

3 eine Abwandlung von 2, 3 a modification of 2 .

4 eine weitere Abwandlung von 2 sowie 4 another variation of 2 such as

5 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Dispensierverfahrens. 5 a flowchart to illustrate the Dispensierverfahrens invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Dispensiergeräts zum Dispensieren von Mikrotropfen 1. Die einzelnen Mikrotropfen 1 werden hierbei von einem Mikrodispenser 2 in eine Probenaufnahme 3 dispensiert, wobei es sich um einen Aufnahmenapf (”Well”) einer Mikrotiterplatte 4 handelt. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a dispensing device according to the invention for dispensing microdrops 1 , The single microdrops 1 be here by a microdispenser 2 in a sample holder 3 dispensed, which is a receiving well ("Well") of a microtiter plate 4 is.

Der Mikrodispenser 2 kann hierbei von einem Manipulator 5 in mehreren räumlichen Freiheitsgraden relativ zu der Mikrotiterplatte 4 bewegt werden, wie in der Zeichnung durch die Doppelpfeile angedeutet ist. Auf diese Weise kann der Manipulator 5 den Mikrodispenser 2 nacheinander so positionieren, dass die Mikrotropfen 1 in die einzelnen Aufnahmenäpfe (”Well”) der Mikrotiterplatte 4 abgegeben werden.The microdispenser 2 This can be done by a manipulator 5 in several spatial degrees of freedom relative to the microtiter plate 4 be moved, as indicated in the drawing by the double arrows. In this way, the manipulator 5 the microdispenser 2 position one after the other so that the microdrops 1 into the individual wells of the microtiter plate 4 be delivered.

Die Befüllung des Mikrodispensers 2 erfolgt hierbei über eine Nachfüllleitung 6 aus einer Flüssigkeitsquelle 7, die hier nur schematisch dargestellt ist. Die Flüssigkeitsquelle 7 enthält jedoch eine wässrige Probenlösung 8, in der die zu analysierenden Proben gelöst sind. Die Probenlösung 8 wird dann über die Nachfüllleitung 6 in den Mikrodispenser 2 geleitet, wobei die Befüllung mit einem leichten Überdruck erfolgt, der einer Wassersäule mit einer Höhe Δh ≈ 6 cm entspricht.The filling of the microdispenser 2 takes place via a refill line 6 from a liquid source 7 , which is shown here only schematically. The fluid source 7 contains however an aqueous sample solution 8th in which the samples to be analyzed are dissolved. The sample solution 8th will then over the refill line 6 in the microdispenser 2 The filling is carried out with a slight overpressure, which corresponds to a water column with a height Δh ≈ 6 cm.

In der Nachfüllleitung 6 kann hierbei ein Luftvolumen 9 verschiedene Probenflüssigkeiten voneinander trennen, um eine Kontamination zu vermeiden.In the refill line 6 this can be an air volume 9 Separate different sample liquids to avoid contamination.

Der Mikrodispenser 2 weist zum Ausstoßen der einzelnen Mikrotropfen 1 eine Austrittsdüse 10 auf, die aus Glas besteht und noch detailliert beschrieben wird.The microdispenser 2 indicates the ejection of the individual microdroplets 1 an outlet nozzle 10 on, which consists of glass and will be described in detail.

Darüber hinaus weist der Mikrodispenser 2 einen Piezoaktor 11 auf, der über eine Steuerleitung 12 von einer Steuereinrichtung 13 mit geeigneten elektrischen Pulsen angesteuert wird, um die einzelnen Mikrotropfen 1 auszustoßen.In addition, the microdispenser points 2 a piezoelectric actuator 11 on, over a control line 12 from a controller 13 is driven with suitable electrical pulses to the individual microdroplets 1 eject.

Die einzelnen elektrischen Pulse zur Ansteuerung des Piezoaktors 11 können beispielsweise eine Spannung von 105 V, eine Pulsdauer von 50 μs, eine Pulsfrequenz von 500 Hz haben, was zu einem Tropfenvolumen der einzelnen Mikrotropfen 1 von 239 pl führt.The individual electrical pulses for controlling the piezoelectric actuator 11 For example, a voltage of 105 V, a pulse duration of 50 μs, a pulse frequency of 500 Hz, resulting in a drop volume of the individual microdroplets 1 of 239 pl leads.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die einzelnen Pulse zur Ansteuerung des Piezoaktors eine Spannung von 89 V, eine Pulsdauer von 23 μs, eine Pulsfrequenz von 500 Hz haben, was zu einem Tropfenvolumen der einzelnen Mikrotropfen von 75 pl führt.Alternatively, there is also the possibility that the individual pulses for controlling the piezoelectric actuator have a voltage of 89 V, a pulse duration of 23 μs, a pulse frequency of 500 Hz, resulting in a drop volume of the individual microdrops of 75 pl.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Probenaufnahme 3 (z. B. ein ”Tube” oder ein Aufnahmenapf der Mikrotiterplatte 4) mit einem flüssigen Öl 14 gefüllt ist. Bei einem Dispensiervorgang wird der Mikrodispenser 2 von dem Manipulator 5 so weit in die Probenaufnahme 3 eingeführt, dass die Austrittsdüse 10 des Mikrodispensers 2 in das Öl 14 eintaucht. Die einzelnen Mikrotropfen 1 werden dann also von der Austrittsdüse 10 direkt in das Öl 14 injiziert. Bei einem solchen Dispensiervorgang bildet sich dann in der Probenaufnahme 3 eine Emulsion, wobei die Mikrotropfen 1 mit der Probenlösung 8 die innere Phase bilden, während das Öl 14 die äußere Phase der Emulsion bildet.It should also be mentioned that the sample intake 3 (For example, a "tube" or a receiving cup of the microtiter plate 4 ) with a liquid oil 14 is filled. In a Dispensiervorgang the microdispenser 2 from the manipulator 5 so far into the sample holder 3 introduced that the outlet nozzle 10 of the microdispenser 2 in the oil 14 dips. The single microdrops 1 So then be from the outlet nozzle 10 directly into the oil 14 injected. In such a Dispensiervorgang then forms in the sample holder 3 an emulsion, the microdrops 1 with the sample solution 8th form the inner phase while the oil 14 forms the outer phase of the emulsion.

Wenn nun sämtliche Aufnahmenäpfe (”Wells”) der Mikrotiterplatte 4 auf diese Weise befüllt sind und somit eine Emulsion enthalten, wird die Mikrotiterplatte 4 in einen Thermocycler 15 eingeführt, wobei der Thermocycler 15 dann eine Polymerase-Kettenreaktion durchführt, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.Now if all the receptacles ("Wells") of the microtiter plate 4 filled in this way and thus contain an emulsion, the microtiter plate 4 in a thermocycler 15 introduced, the thermocycler 15 then performs a polymerase chain reaction, which is known per se from the prior art.

2 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Austrittsdüse 10 des Mikrodispensers 2. 2 shows an enlarged schematic representation of an embodiment of the outlet nozzle 10 of the microdispenser 2 ,

Daraus ist ersichtlich, dass auf die Innenwand, die Außenfläche und die Stirnfläche hydrophobe Beschichtungen 16, 17, 18 aufgebracht sind, die beispielsweise aus Trimetoxy(propyl)silane bestehen können.It can be seen that on the inner wall, the outer surface and the end face hydrophobic coatings 16 . 17 . 18 are applied, which may for example consist of trimethoxy (propyl) silanes.

3 zeigt eine Abwandlung von 2. 3 shows a modification of 2 ,

Eine Besonderheit dieser Abwandlung besteht darin, dass auf die Innenwand der Austrittsdüse hierbei keine Beschichtung aufgebracht ist.A special feature of this modification is that in this case no coating is applied to the inner wall of the outlet nozzle.

4 zeigt eine andere Anwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 2. 4 shows another modification of the embodiment according to 2 ,

Eine Besonderheit besteht hierbei darin, dass die Beschichtung 16 der Innenfläche der Austrittsdüse 10 aus einem anderen Material besteht als die Beschichtungen 17, 18 auf der Stirnfläche bzw. auf der Außenfläche der Austrittsdüse 10.A special feature here is that the coating 16 the inner surface of the outlet nozzle 10 made of a different material than the coatings 17 . 18 on the end face or on the outer surface of the outlet nozzle 10 ,

Schließlich zeigt 5 ein Flussdiagramm zur Illustration des erfindungsgemäßen Dispensierverfahrens.Finally shows 5 a flow chart for illustrating the dispensing method according to the invention.

In einem ersten Schritt S1 wird zunächst der Mikrodispenser 2 mit der wässrigen Probenlösung 8 befüllt.In a first step S1, first the microdispenser 2 with the aqueous sample solution 8th filled.

In einem weiteren Schritt S2 werden dann die einzelnen Aufnahmenäpfe (”Wells”) der Mikrotiterplatte 4 mit dem Öl 14 befällt.In a further step S2 then the individual receiving wells ("wells") of the microtiter plate 4 with the oil 14 attacks.

In einem weiteren Schritt S3 wird dann der Mikrodispenser 2 in das Öl 14 in den einzelnen Wells der Mikrotiterplatte 4 eingetaucht.In a further step S3 then becomes the microdispenser 2 in the oil 14 in the individual wells of the microtiter plate 4 immersed.

Im eingetauchten Zustand des Mikrodispensers 2 gibt der Mikrodispenser 2 dann in einem Schritt S4 die Mikrotropfen 1 in das Öl 14 ab, wodurch sich eine Emulsion in den einzelnen Wells der Mikrotiterplatte 4 bildet.In the immersed state of the microdispenser 2 gives the microdispenser 2 then in a step S4 the microdroplets 1 in the oil 14 resulting in an emulsion in the individual wells of the microtiter plate 4 forms.

In einem weiteren Schritt S5 wird die auf diese Weise befüllte Mikrotiterplatte 4 dann in den Thermocycler 15 eingeführt.In a further step S5, the microtiter plate filled in this way becomes 4 then in the thermocycler 15 introduced.

Schließlich führt der Thermocycler 15 dann in einem Schritt S6 eine Polymerase-Kettenreaktion an den emulgierten Mikrotropfen 1 durch, um die Probenlösung 6 zu untersuchen.Finally, the thermal cycler leads 15 then in a step S6, a polymerase chain reaction on the emulsified microdrops 1 through to the sample solution 6 to investigate.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs.The invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, a variety of variants and modifications is possible, which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope. In particular, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims in each case referred to and in particular without the features of the main claim.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Mikrotropfenmicrodroplets
22
Mikrodispensermicrodispenser
33
Probenaufnahmespecimen collection
44
Mikrotiterplattemicrotiter plate
55
Manipulatormanipulator
66
Nachfüllleitungrefill
77
Flüssigkeitsquelleliquid source
88th
Probenlösungsample solution
99
Luftvolumenair volume
1010
Austrittsdüseexhaust nozzle
1111
Piezoaktorpiezo actuator
1212
Steuerleitungcontrol line
1313
Steuereinrichtungcontrol device
1414
Öloil
1515
Thermocycler für PCRThermocycler for PCR
1616
Beschichtung der Innenfläche der AustrittsdüseCoating the inner surface of the outlet nozzle
1717
Beschichtung der Stirnfläche der AustrittsdüseCoating of the end face of the outlet nozzle
1818
Beschichtung der Außenfläche der AustrittsdüseCoating the outer surface of the outlet nozzle
Δh.delta.h
Wassersäule entsprechend ÜberdruckWater column according to overpressure

Claims (15)

Dispensiergerät zum Dispensieren von Mikrotropfen (1), mit a) einem Mikrodispenser (2) mit einer Austrittsdüse (10) zum Dispensieren der flüssigen Mikrotropfen (1), wobei die flüssigen Mikrotropfen (1) jeweils eine Probe in einer wässrigen Lösung (8) enthalten, und b) einer Probenaufnahme (3, 4) zur Aufnahme der von dem Mikrodispenser (2) dispensierten Mikrotropfen (1), insbesondere als Aufnahmenapf (3) in einer Mikrotiterplatte (4), c) wobei die Probenaufnahme (3, 4) flüssiges Öl (14) enthält, so dass der Mikrodispenser (2) die Mikrotropfen (1) in das flüssige Öl (14) einspritzt, dadurch gekennzeichnet, d) dass die einzelnen Mikrotropfen (1) jeweils ein Volumen im Bereich 1 pl–1 nl aufweisen.Dispensing device for dispensing microdrops ( 1 ), with a) a microdispenser ( 2 ) with an outlet nozzle ( 10 ) for dispensing the liquid microdroplets ( 1 ), wherein the liquid microdrops ( 1 ) in each case one sample in an aqueous solution ( 8th ), and b) a sample receiver ( 3 . 4 ) for receiving the microdispenser ( 2 ) dispensed microdrops ( 1 ), in particular as a receiving cup ( 3 ) in a microtiter plate ( 4 ), c) wherein the sample receiver ( 3 . 4 ) liquid oil ( 14 ), so that the microdispenser ( 2 ) the microdrops ( 1 ) into the liquid oil ( 14 ), characterized in that d) that the individual microdrops ( 1 ) each have a volume in the range 1 pl-1 nl. Dispensiergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Manipulator (5) zum beweglichen Positionieren des Mikrodispensers (2), insbesondere zum Eintauchen des Mikrodispensers (2) in das flüssige Öl (14) in der Probenaufnahme (3, 4), so dass die Mikrotropfen (1) aus der Austrittsdüse (10) direkt in das flüssige Öl (14) eintreten.Dispenser according to claim 1, characterized by a first manipulator ( 5 ) for movably positioning the microdispenser ( 2 ), in particular for immersing the microdispenser ( 2 ) into the liquid oil ( 14 ) in the sample receiver ( 3 . 4 ), so the microdrops ( 1 ) from the outlet nozzle ( 10 ) directly into the liquid oil ( 14 ) enter. Dispensiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dispensierten Mikrotropfen (1) in dem flüssigen Öl (14) eine Emulsion bilden, wobei die wässrige Lösung (8) der Mikrotropfen (1) eine innere Phase der Emulsion bildet, während das flüssige Öl (14) eine äußere Phase der Emulsion bildet.Dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that the dispensed microdrops ( 1 ) in the liquid oil ( 14 ) form an emulsion, the aqueous solution ( 8th ) of the microdrops ( 1 ) forms an inner phase of the emulsion while the liquid oil ( 14 ) forms an outer phase of the emulsion. Dispensiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Austrittsdüse (10) des Mikrodispensers (2) eine hydrophobe Beschichtung (16, 17, 18) aufweist, und/oder b) dass die Austrittsdüse (10) mindestens teilweise aus Glas besteht.Dispensiergerät according to any one of the preceding claims, characterized in that a) that the outlet nozzle ( 10 ) of the microdispenser ( 2 ) a hydrophobic coating ( 16 . 17 . 18 ), and / or b) that the outlet nozzle ( 10 ) consists at least partially of glass. Dispensiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Beschichtung (16) auf die Innenfläche der Austrittsdüse (10) aufgebracht ist, und/oder b) dass die Beschichtung (17) auf die Stirnfläche der Austrittsdüse (10) aufgebracht ist, und/oder c) dass die Beschichtung (18) auf die Außenfläche der Austrittsdüse (10) aufgebracht ist.Dispensiergerät according to claim 4, characterized in that a) that the coating ( 16 ) on the inner surface of the outlet nozzle ( 10 ), and / or b) that the coating ( 17 ) on the end face of the outlet nozzle ( 10 ), and / or c) that the coating ( 18 ) on the outer surface of the outlet nozzle ( 10 ) is applied. Dispensiergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Beschichtung (16) auf der Innenfläche der Austrittsdüse (10) aus einem anderen Material besteht als die Beschichtung (17) auf der Stirnfläche und die Beschichtung (18) auf der Außenfläche der Austrittsdüse (10), und/oder b) dass die Beschichtung (16, 17, 18) mindestens teilweise aus einem der folgenden Materialien besteht: b1) ein Material mit Alkylgruppen, insbesondere mit einer Kettenlänge C3, C8 oder C12, b2) fluorsubstituierten Gruppen, b3) (Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilane, b4) Trimetoxy(propyl)silane, b5) Trimetoxy(octyl)silane, b6) Trimetoxy(octyl)silane, und/oder c) dass die Beschichtung (16, 17, 18) eine Schichtdicke von mindestens 1 nm, 5 nm oder 10 nm und/oder höchstens 1 μm, 500 nm, 200 nm oder 100 nm aufweist.Dispenser according to claim 5, characterized in that a) that the coating ( 16 ) on the inner surface of the outlet nozzle ( 10 ) consists of a different material than the coating ( 17 ) on the face and the coating ( 18 ) on the outer surface of the outlet nozzle ( 10 ), and / or b) that the coating ( 16 . 17 . 18 ) consists at least in part of one of the following materials: b1) a material having alkyl groups, in particular having a chain length C3, C8 or C12, b2) fluorine-substituted groups, b3) (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilanes, b4 ) Trimethoxy (propyl) silanes, b5) trimethoxy (octyl) silanes, b6) trimethoxy (octyl) silanes, and / or c) that the coating ( 16 . 17 . 18 ) has a layer thickness of at least 1 nm, 5 nm or 10 nm and / or at most 1 .mu.m, 500 nm, 200 nm or 100 nm. Dispensiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch a) einen elektrisch betriebenen Aktor (11), insbesondere einen Piezoaktor (11), zum Ausstoßen der Mikrotropfen (1) aus dem Mikrodispenser (2), und b) eine Steuereinrichtung (13) zum Ansteuern des Aktors (11) mit einem elektrischen Steuersignal.Dispenser according to one of the preceding claims, characterized by a) an electrically operated actuator ( 11 ), in particular a piezoelectric actuator ( 11 ), to eject the microdrops ( 1 ) from the microdispenser ( 2 ), and b) a control device ( 13 ) for driving the actuator ( 11 ) with an electrical control signal. Dispensiergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Steuersignal Pulse mit einer Pulsspannung im Bereich 10 V–500 V, 20 V–250 V, 50 V–150 V oder 80 V–110 V aufweist, und/oder b) dass das Steuersignal Pulse mit einer Pulsfrequenz im Bereich 1 Hz–10 kHz, 5 Hz–5 kHz, 50 Hz–2 kHz, 200 Hz–1 kHz, 400 Hz–700 Hz aufweist, und/oder c) dass das Steuersignal Pulse mit einer Pulsdauer im Bereich 1 μs–500 μs, 2 μs–250 μs, 5 μs–100 μs oder 10 μs–5 μs aufweist.Dispensiergerät according to claim 7, characterized in that a) that the control signal pulses having a pulse voltage in the range 10 V-500 V, 20 V-250 V, 50 V-150 V or 80 V-110 V, and / or b) that the control signal pulses with a pulse frequency in the range 1 Hz-10 kHz, 5 Hz-5 kHz, 50 Hz 2 kHz, 200 Hz-1 kHz, 400 Hz-700 Hz, and / or c) that the control signal Pulse with a pulse duration in the range 1 μs-500 μs, 2 μs-250 μs, 5 μs-100 μs or 10 μs Has -5 μs. Dispensiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Mikrodispenser (2) zur Befüllung mit der wässrigen Lösung (8) über eine Nachfüllleitung (6) mit einer Flüssigkeitsquelle (7) verbunden ist, oder b) dass der Mikrodispenser (2) dazu ausgelegt ist, die wässrige Lösung (8) mit der Probe durch die Austrittsdüse (10) anzusaugen.Dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that a) that the microdispenser ( 2 ) for filling with the aqueous solution ( 8th ) via a refill line ( 6 ) with a liquid source ( 7 ) or b) that the microdispenser ( 2 ) is adapted to the aqueous solution ( 8th ) with the sample through the outlet nozzle ( 10 ). Dispensiergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Nachfüllleitung (6) zwischen aufeinander folgenden Befüllvorgängen mit einem Luftvolumen (9) gefüllt ist, um eine Mischung der Flüssigkeiten in dem Mikrodispenser (2) einerseits und in der Probenquelle andererseits zu vermeiden, b) dass das Luftvolumen (9) vorzugsweise im Bereich 1 μl–100 μl, 2 μl–50 μl, 3 μl–20 μl und 4 μl–10 μl liegt.Dispensiergerät according to claim 9, characterized in that a) that the refill line ( 6 ) between successive filling operations with an air volume ( 9 ) is filled to a mixture of liquids in the microdispenser ( 2 on the one hand and in the sample source on the other hand, b) that the air volume ( 9 ) is preferably in the range of 1 μl-100 μl, 2 μl-50 μl, 3 μl-20 μl and 4 μl-10 μl. Dispensiergerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass a) dass die Flüssigkeitsquelle (7) den Mikrodispenser (2) über die Nachfüllleitung (6) mit einem Überdruck befüllt, b) dass der Überdruck bei der Befüllung vorzugswiese einer Flüssigkeitssäule (Δh) von 1 cm–30 cm, 2 cm–20 cm, 3 cm–10 cm oder 5 cm–7 cm entspricht.Dispensiergerät according to claim 9 or 10, characterized in that a) that the liquid source ( 7 ) the microdispenser ( 2 ) via the refill line ( 6 ) filled with an overpressure, b) that the overpressure during the filling preferably a liquid column (Δh) of 1 cm-30 cm, 2 cm-20 cm, 3 cm-10 cm or 5 cm-7 cm corresponds. Dispensiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch a) einen Thermocycler (15), der die einzelnen Mikrotropfen (1) im emulgierten Zustand in dem Öl (14) einer Polymerase-Kettenreaktion unterzieht, und/oder b) einen zweiten Manipulator zur Überführung der befüllten Probenaufnahme (3, 4) mit den in dem Öl (14) emulgierten Mikrotropfen (1) in den Thermocycler (15) zur Durchführung einer Polymerase-Kettenreaktion.Dispenser according to one of the preceding claims, characterized by a) a thermal cycler ( 15 ), the individual microdrops ( 1 ) in the emulsified state in the oil ( 14 ) undergoes a polymerase chain reaction, and / or b) a second manipulator for transferring the filled sample receptacle ( 3 . 4 ) with those in the oil ( 14 ) emulsified microdrops ( 1 ) in the thermal cycler ( 15 ) for carrying out a polymerase chain reaction. Dispensiergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Mikrotropfen (1) jeweils folgendes enthalten: a) ein Master-Mix, insbesondere mit Taq-DNA-Polymerase, Desoxyribonukleosidtriphosphate, Magnesiumchlorid und Reaktionspuffern in Konzentrationen, die eine Vervielfältigung von DNA-Templates durch eine Polymerase-Kettenreaktion ermöglichen, und/oder b) DNA, insbesondere ein einzelnes DNA-Molekül, und/oder c) einen Primer für die Polymerase-Kettenreaktion.Dispensiergerät according to claim 12, characterized in that the individual microdrops ( 1 ) each contain the following: a) a master mix, in particular with Taq DNA polymerase, deoxyribonucleoside triphosphates, magnesium chloride and reaction buffers in concentrations which enable a duplication of DNA templates by a polymerase chain reaction, and / or b) DNA, in particular a single DNA molecule, and / or c) a polymerase chain reaction primer. Dispensierverfahren zum Dispensieren von Mikrotropfen (1), insbesondere mit einem Dispensiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten: a) Befüllen eines Mikrodispensers (2) mit einer Probe in einer wässrigen Lösung (8), b) Bereitstellen einer Probenaufnahme (3, 4) zur Aufnahme von Mikrotropfen (1) aus dem Mikrodispenser (2), c) Dispensieren der Mikrotropfen (1) aus dem Mikrodispenser (2) in die Probenaufnahme (3, 4), d) Befüllen der Probenaufnahme (3, 4) mit flüssigem Öl (14) vor dem Dispensieren der Mikrotropfen (1), so dass die dispensierten Mikrotropfen (1) in das flüssige Öl (14) eingespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, e) dass die einzelnen Mikrotropfen (1) jeweils ein Volumen im Bereich 1 pl–1 nl aufweisen.Dispensing method for dispensing microdrops ( 1 ), in particular with a dispenser according to one of the preceding claims, comprising the following steps: a) filling a microdispenser ( 2 ) with a sample in an aqueous solution ( 8th ), b) providing a sample receptacle ( 3 . 4 ) for receiving microdrops ( 1 ) from the microdispenser ( 2 ), c) dispensing the microdrops ( 1 ) from the microdispenser ( 2 ) in the sample receiver ( 3 . 4 ), d) filling the sample receiver ( 3 . 4 ) with liquid oil ( 14 ) before dispensing the microdrops ( 1 ), so that the dispensed microdrops ( 1 ) into the liquid oil ( 14 ), characterized in that e) that the individual microdrops ( 1 ) each have a volume in the range 1 pl-1 nl. Dispensierverfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Eintauchen des Mikrodispensers (2) in das flüssige Öl (14) in der Probenaufnahme (3, 4) vor dem Beginn des Dispensierens, so dass die Mikrotropfen (1) aus dem Mikrodispenser (2) direkt in das flüssige Öl (14) eintreten, und/oder b) Ansteuerung eines elektrisch betriebenen Aktors (11) des Mikrodispensers (2) mit einem elektrischen Steuersignal, um die Mikrotropfen (1) durch eine Austrittsdüse (10) auszustoßen, und/oder c) Einführen der befüllten Probenaufnahme (3, 4) mit den in dem Öl (14) emulgierten Mikrotropfen (1) in einen Thermocycler (15), und/oder d) Durchführung einer Polymerase-Kettenreaktion an den Mikrotropfen (1), die in dem flüssigen Öl (14) in der Probenaufnahme (3, 4) emulgiert sind.Dispensierverfahren according to claim 14, characterized by the following steps: a) immersion of the microdispenser ( 2 ) into the liquid oil ( 14 ) in the sample receiver ( 3 . 4 ) before starting dispensing so that the microdrops ( 1 ) from the microdispenser ( 2 ) directly into the liquid oil ( 14 ), and / or b) control of an electrically operated actuator ( 11 ) of the microdispenser ( 2 ) with an electrical control signal to the microdrops ( 1 ) through an outlet nozzle ( 10 ), and / or c) inserting the filled sample receptacle ( 3 . 4 ) with those in the oil ( 14 ) emulsified microdrops ( 1 ) in a thermocycler ( 15 ), and / or d) carrying out a polymerase chain reaction on the microdroplets ( 1 ) contained in the liquid oil ( 14 ) in the sample receiver ( 3 . 4 ) are emulsified.
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