Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, zur gleichzeitigen Durchführung einer Vielzahl molekularbiologischer Reaktionen, z. B. der Polymerasen-Kettenreaktion (PCR), eine 96-Napf Mi- krotiterplatte zu verwenden. Nach dem Befüllen der Näpfe der Mikrotiterplatte mit der Reaktionslösung werden diese mit ei- ner Folie abgedeckt. Die Folie wird während der Durchführung der PCR mit einem beheizbaren Deckel gegen die Mikrotiter- platte gedrückt.-Das bekannte Verfahren ist relativ zeit- aufwendig, weil relativ große Mengen an Reaktionslösung gleichzeitig einer genau einzuhaltenden Temperaturbehandlung unterzogen werden müssen.

Aus der US 5,455,175 ist ein sogenannter Thermocycler be- kannt, mit dem eine Mehrzahl von flüssigen biologischen Pro- ben zur Durchführung der PCR wiederkehrend einem vorgegebenen Temperaturprofil ausgesetzt werden kann. Um die erforderliche Zeit für die Temperaturbehandlung zu verkürzen, ist hier je- weils ein kleines Volumen an biologischen Proben in einer dünnwandigen Glaskapillare aufgenommen. Dazu muß jede Probe einzeln in die Kapillare abgefüllt und anschließend einge- schweißt werden. Die Probenvorbereitung ist zeitaufwendig.

In der gattungsbildenden DE-OS 44 12 281 A1 ist ein System zur kontaminationsfreien Bearbeitung von Reaktionsablaufen bekannt. Das System umfaßt Reaktionsgefäße, Einzelverschlüsse

für die Reaktionsgefäße und eine Vorrichtung zum automati- schen Öffnen der Einzelverschlüsse. Im geschlossenen Zustand springt der Deckel in den vom Reaktionsgefäß umgebenen Raum vor. Das ermöglicht einen Eingriff der Vorrichtung und damit ein automatisches Öffnen der Einzelverschlüsse.

Die US 4,599,314 offenbart einen Träger, in den eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen einsetzbar ist. Die zum Verschluß der Reaktionsgefäße vorgesehenen Deckel können mittels einer ein Klebeband aufweisenden Platte gemeinsam von den Reaktionsge- fäßen abgehoben werden. Der Zeitaufwand zur Durchführung der Reaktionen wird dadurch nicht wesentlich verringert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll eine Vorrichtung angegeben werden, mit der mit geringem Zeitauf- wand gleichzeitig eine Vielzahl biochemischer oder mikrobio- logischer Reaktionen durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 21.

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, daß eine dem Reak- tionsgefäß zugewandte Innenseite des Verschlußmittels mit ei- nem Molekül beschichtet ist, an das ein nachzuweisendes Mole- kül bind-oder anlagerbar ist, wobei das Molekül eine Nu- kleinsäure, eine Aminosäure oder eine synthetisches Derivat einer Nuklein-oder Aminosäure enthält.

Bei dem Molekül kann es sich beispielsweise um eine Nuklein- säuresonde, ein Gen, ein Peptid, Protein, PNA (= Peptid- nucleinsäure), PTO (Phosphorothioate) oder dgl. handeln. Die Bind-bzw. Anlagerbarkeit des nachzuweisenden Moleküls be-

steht im Falle der Verwendung einer Nukleinsäuresonde in ei- ner Hybridisierung mit einer zur Nukleinsäuresonde komplemen- tären Nukleinsäure. Im Falle der Benutzung eines Peptids oder Proteins als Molekül kann sich eine Antigen/Antikörperbindung mit dem nachzuweisenden Molekül ausbilden. Das Molekül hat die Eigenschaft, spezifisch an das nachzuweisende Molekül zu binden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine besonders rasche und effiziente Durchführung mikrobiologischer Reaktio- nen. Da das Verschlußmittel in den vom Reaktionsgefäß um- schlossenen Raum vorspringt, werden nur kleine Probenvolumina benötigt. Ein darin ggf. enthaltenes nachzuweisendes Molekül kann hier schnell und effizient z. B. mittels PCR amplifiziert werden.

Das Verschlußmittel ist vorzugsweise ein aus Kunststoff her- gestellter, vorzugsweise transparenter, Deckel. Ein solcher Deckel ist preiswert. Er kann als Einmalartikel ausgeführt sein.

Die Einrichtung zum Andrücken kann einen zur Form der Kavität korrespondierenden Vorsprung aufweisen. So wird auf einfache Weise ein dichtes Verschließen der Kavität erreicht.

Das Verschlußmittel kann auch eine, vorzugsweise transparen- te, flexible aus Kunststoff hergestellte Folie sein. Die Fo- lie dient der weiteren Abdichtung einer mit einem Vorsprung verschlossenen Kavität.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal weist die Einrich- tung zum Andrücken eine Aufnahmeeinrichtung für den/die Dek-

kel auf. So kann ein automatisiertes Aufsetzen des/der Deckel erreicht werden.

Die Aufnahmeeinrichtung kann zweckmäßigerweise zur reib- schlüssigen Aufnahme eines separaten Deckels als Rohr oder Stab ausgebildet sein. Es kann aber auch sein, daß in der Nä- he des freien Endes des Rohrs oder Stabs eine Einrichtung zur lösbaren Befestigung des Deckels vorgesehen ist. Dabei kann es sich um ein radial nach außen vorspringendes U-Profil han- deln, dessen einer Schenkel mit dem Rohr verbunden und dessen anderer Schenkel kürzer als der eine Schenkel ausgebildet ist. Eine solche Einrichtung ermöglicht auf einfache Weise die Aufnahme eines Deckels. Dazu ist zweckmäßigerweise ein am Deckel vorgesehener nach außen vorspringender Rand korrespon- dierend zum U-Profil ausgebildet. Der Rand und das dazu kor- respondierende U-Profil erstrecken sich vorteilhafterweise über zwei Umfangsabschnitte von etwa 90°. Das Aufnahmeelement kann um etwa 90° drehbar sein. Durch eine solche Drehbewegung kann unter Verwendung der vorbeschriebenen Ausgestaltung des Rands und des dazu korrespondierenden U-Profils eine einfache Aufnahme des Deckels erreicht werden.

Jedes Aufnahmeelement kann außerdem axial bewegbar sein. Das ermöglicht ein separates Andrücken und Abziehen bestimmter Deckel.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann ein das Aufnahmeele- ment koaxial umgebendes und relativ zum Aufnahmeelement be- wegbares Abwurfelement vorgesehen sein. Das ermöglicht ein Abwerfen von z. B. reibschlüssig am Aufnahmeelement gehaltenen Deckeln.

Selbstverständlich können die Deckel nicht nur reibschlüssig, sondern auch mittels einer lösbaren Schnappverbindung an der Aufnahmeeinrichtung gehalten werden. Dazu kann am Außenumfang einer als Stab oder Rohr ausgebildeten Aufnahmeeinrichtung ein radial umlaufender Wulst vorgesehen sein, der mit einer dazu korrespondierenden Nut an der Innenwand des Deckels zu- sammenwirkt.

Vorteilhafterweise ist zwischen einer Mehrzahl an Aufnahme- elementen mindestens ein relativ zu den Aufnahmeelementen be- wegbarer Stempel vorgesehen. Das erleichtert das gleichzeiti- ge Lösen mehrerer Deckel.

Als besonders vorteilhaft wird angesehen, daß der Vorsprung, das Rohr oder der Stab Lichtleitfasern zum Einleiten von Licht in die bzw. zur Beobachtung von in der Kavität gebilde- tem Licht aufweist. Die Lichtleitfasern können mit einer Lichtquelle und/oder einer Einrichtung zur Detektion von Fluoreszenz verbunden sein. Das ermöglicht eine besonders schnelle und effiziente Verfahrensführung.

Vorteilhafterweise ist eine Mehrzahl von Reaktionsgefäßen vorgesehen und die Reaktionsgefäße sind Bestandteil einer Mi- krotiterplatte. Solchermaßen ausgestaltete Reaktionsgefäße können beispielsweise in herkömmliche Thermocycler zur Durch- führung der PCR eingesetzt werden. Bei einer solchen Ausbil- dung der Reaktionsgefäße kann eine Mehrzahl von Deckeln Be- standteil einer Deckelplatte sein. Das erleichtert das Ver- schließen und das Öffnen.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, daß der Deckel zumindest im Bereich der Beschichtung aus einem elektrisch leitfähigem Kunststoff, vorzugsweise einem elektrisch leitfä-

higem Polycarbonat, hergestellt ist. Ein solches elektrisch leitfähiges Polycarbonat kann beispielsweise durch Zusatz von Graphit bzw. Graphitfasern hergestellt werden. Es können aber auch intrinsisch leitfähige Kunststoffe, wie Polyanelin oder Polyacetylen verwendet werden. Der elektrisch leitfähige Be- reich kann kontaktiert sein. Damit ist es möglich, z. B. ein Potential über der Probenlösung anzulegen und in der Probe enthaltene geladene nachzuweisende Moleküle dadurch in Rich- tung der Beschichtung zu bewegen. Es ist aber auch möglich, die Bindung bzw. Anlagerung von nachzuweisenden Molekülen an das Molekül der Beschichtung mittels voltametrischer Methoden nachzuweisen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen : Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels in einer ersten Stellung, Fig. 2 die Querschnittsansicht gemäß Fig. 1 in einer zwei- ten Stellung, Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels in einer ersten Stellung, Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht gemäß Fig. 3 in einer zweiten Stellung, Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels, Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Deckel nach dem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 eine schematische Querschnittsansicht eines vierten Ausführungsbeispiels in einer ersten Stellung und Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht gemäß Fig. 7 in einer zweiten Stellung.

In den Fig. 1 und 2 ist eine vorzugsweise aus Polycarbonat hergestellte transparente Mikrotiterplatte 1 in einem Träger 2 aufgenommen. Konisch ausgebildete Reaktionsgefäße bzw. Ka- vitäten 3 der Mikrotiterplatte 1 greifen in korrespondierende Aussparungen 4 im Träger 2 ein. Eine Andruckeinrichtung 5 weist gegenüberliegend zu den Kavitäten 3 korrespondierend ausgebildete konische Vorsprünge 6 auf. Das eine Ende einer ersten Lichtleitfaser 7 befindet sich an der der Kavität 3 gegenüberliegenden Vorsprungsfläche 8. Das eine Ende einer zweiten Lichtleitfaser 9 befindet sich in einer Bodenfläche 10 der Ausnehmung 4. Eine aus einem transparenten flexiblen Kunststoff hergestellte Folie 11 überdeckt die Kavitäten 3.

Eine in den Kavitäten 3 aufgenommene Reaktionslösung ist mit R bezeichnet. Die Folie 11 kann an der der Reaktionslösung R zugewandten Seite mit einer Nukleinsäuresonde (hier nicht ge- zeigt) beschichtet sein.

Fig. 2 zeigt den Verschlußzustand. Die Folie 11 ist in Kon- takt mit der Reaktionslösung R und die Vorsprungsfläche 8 liegt unmittelbar an der Folie 11 an. Das Verschlußmittel, hier die Folie 11, springt in die Kavität 3 vor. Eine Höhe H beträgt etwa 0,5 bis 1,5 mm. Das schafft die Möglichkeit, das Reaktionsvolumen nach Art eines Kapillarspalts klein zu hal- ten und die Reaktionslösung R mittels einer im Träger 2 und in der Andruckeinrichtung 5 (hier nicht dargestellt) Heiz- und Kühleinrichtung aufzuheizen bzw. abzukühlen.

In den Fig. 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel ge- zeigt, bei dem die Kavität 3 zylindrisch ausgebildet ist. Als Verschlußmittel ist hier für jede Kavität 3 ein separater Deckel 12 vorgesehen. An der der Kavität gegenüberliegenden Deckelunterseite 13 befindet sich eine Nukleinsäuresonde 14.

Der Deckel 12 ist auf einem als Rohr 15 ausgebildeten Aufnah- meelement aufgenommen. Ein am Rohr 15 vorgesehener umlaufen- der Wulst 16 greift in eine Ringnut 17 an einer Innenwand des Deckels 12 ein. Im Rohr 15 ist die erste Lichtleitfaser 7 aufgenommen. Das Rohr 15 ist von einem weiteren Rohr 18 koa- xial umgeben. Das weitere Rohr 18 ist axial bewegbar.

In Fig. 4 ist der Verschlußzustand gezeigt. Die Deckelunter- seite 13 ist in Kontakt mit der Reaktionslösung R.

Bei dem in Fig. 5 und 6 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 12 wiederum im wesentlichen zylindrisch ausge- bildet und mit einer Nukleinsäuresonde an der Deckeluntersei- te 13 versehen.

Der Deckel weist zwei ringsegmentartig ausgebildete radiale Randvorsprünge 19 auf, an deren einem Ende jeweils ein axial verlaufender Anschlag 20 angespritzt ist. Am Ende des Rohrs 15 sind zwei abschnittsweise umlaufende U-Profile 21 zum Ein- griff in die Randvorsprünge 19 vorgesehen.

In den Fig. 7 und 8 ist ein viertes Ausführungsbeispiel ge- zeigt. Dabei ist der Deckel 12 abschnittsweise aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff ausgebildet. Die leitfähi- gen Bereiche B1, B2 sind in Form von Rohrabschnitten ausge- bildet, die einen transparenten zwischen dem Ende der ersten Lichtleitfaser und der Nukleinsäuresonde 14 befindlichen Be- reich mantelförmig umgeben. Der elektrisch leitfähige erste

Bereich B1 ist mit einem am Ende einer im Rohr 15 eingearbei- teten ersten Leitung 22 mit einem Kontakt (hier nicht ge- zeigt) versehen. Der Kontakt wird beim Aufstecken des Deckels 12 auf das Rohr 15 gegen den ersten elektrisch leitfähigen Bereich B1 gedrückt. Desgleichen ist auch im Boden der Kavi- tät 3 der Mikrotiterplatte 1 ein rohrartig ausgeführter zwei- ter elektrisch leitfähiger Bereich B2 vorgesehen, der mit ei- nem transparenten Kunststoff ausgefüllt ist. Der zweite elek- trisch leitfähige Bereich B2 ist mit einer zweiten Leitung 23 elektrisch leitend verbunden.

Die Funktion der Vorrichtungen ist folgende : Es wird zunächst eine vorgegebene Menge an Reaktionslösung R in die Kavitäten 3 pipettiert.

Nach dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Kavitäten 3 mit der Folie 11 überdeckt, die an ihrer der Reaktionslösung zugewandten Seite mit einer Nukleinsäuresonde (hier nicht ge- zeigt) beschichtet ist. Anschließend werden die Vorsprünge 6 gegen die Kavitäten 3 bewegt, bis die Folie 11 in die Kavität 3 vorspringt und die Beschichtung in unmittelbarem Kontakt mit der Reaktionslösung R ist. Um eine ausreichende Dichtig- keit zu gewährleisten werden die Vorsprünge 6 während der Re- aktion gegen die Mikrotiterplatte 1 gedrückt.

Beim zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel ist ei- ne Nukleinsäuresonde 14 an der der Reaktionslösung zugewand- ten Unterseite des Deckels 12 vorgesehen. Die Nukleinsäure- sonde 14 wird mit der Reaktionslösung R in Kontakt gebracht.

Der aus einem zumindest abschnittsweise transparenten Kunst- stoff hergestellte Deckel 12 kann auf einem axial bewegbaren

Rohr 15 mittels einer Rastverbindung 16,17 oder einer reib- schlüssigen Verbindung gehalten sein. Der Deckel 12 wird durch eine Axialbewegung des Rohrs 15 in die in den Fig. 4 und 8 gezeigte Verschlußstellung gebracht. Zum Öffnen der Ka- vität 3 wird der Deckel 12 durch eine entgegengesetzte Axial- bewegung des Rohrs 15 abgehoben. Er kann anschließend durch eine Axialbewegung des weiteren Rohrs 18 abgeworfen werden.

Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten dritten Ausfüh- rungsform fährt das Rohr 15 axial mit den daran endständig vorgesehenen U-Profilen 21 in die zwischen den Randvorsprün- gen 19 gebildeten Lücken des Deckels 12. Durch eine Drehung um etwa 90° werden die U-Profile 21 in eine die Randvorsprün- ge 19 umgreifende Stellung gebracht. Die Anschläge 20 gewähr- leisten einen ordnungsgemäßen Sitz des Deckels 12 relativ zum Rohr 15. Das Lösen des Deckels 12 erfolgt umgekehrt.

Der Träger kann Bestandteil eines Thermocyclers zur Durchfüh- rung der PCR sein. Zur Durchführung einer biochemischen Nach- weisreaktion wird eine das nachzuweisende Molekül enthaltende Reaktionslösung R in jede Kavität 3 einer Mikrotiterplatte pipettiert. Jede der Kavitäten 3 wird mittels eines Deckels 12 verschlossen. Die Deckel 12 sind vorteilhafterweise Be- standteil einer einstückig hergestellten Deckelplatte. Jeder der Deckel 12 ist an der der Reaktionslösung R zugewandten Innenseite mit einer anderen Nukleinsäuresonde beschichtet.

Die mit der Deckelplatte verschlossene Mikrotiterplatte wird sodann in den Träger 2 eingesetzt. Der Träger 2 wird zyklisch aufgeheizt und abgekühlt. Dadurch erfolgt eine PCR, durch die ein in der Reaktionslösung R enthaltenes nachzuweisendes Mo- lekül amplifiziert wird.

Das Molekül bindet an die dazu korrespondierende Nukleinsäu- resonde 14. Im Fall der Bindung an die Nukleinsäuresonde 14, kann diese entweder mittels Fluoreszenz nachgewiesen werden.

Dazu wird die ggf. auftretende Fluoreszenzstrahlung mittels der ersten 7 und/oder zweiten Lichtleitfaser 9 an einen De- tektor übertragen und ausgewertet.

Beim vierten Ausführungsbeispiel kann zur Beschleunigung der Anreicherung des nachzuweisenden Moleküls an der Nukleinsäu- resonde 14 durch Anlegen eine Spannung über den im Deckel 12 und im Boden der Kavität vorgesehenen elektrisch leitfähigen Bereichen zusätzlich ein Potential über der Reaktionslösung R angelegt werden. Dadurch können z. B. negativ geladene Nu- kleinsäuremoleküle in Richtung der Nukleinsäuresonde 14 be- wegt und dort angereichert werden.

Es ist aber auch möglich mittels der elektrisch leitfähigen Bereiche bzw. Elektroden z. B. mittels voltammetrischer Ver- fahren eine Bindung von nachzuweisenden Nukleinsäuren bzw.

Molekülen an die Nukleinsäuresonde 14 bzw. molekulare Be- schichtung zu detektieren.

Es kann auch sein, daß die Deckel 12 nur im ersten Bereich B1 der molekularen Beschichtung aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff hergestellt ist oder in diesem Bereich eine aus Metall, vorzugweise aus Gold, hergestellte Elektrode eingear- beitet ist. Der elektrisch leitfähige Bereich B1, B2 kann von einem aus isolierendem Kunststoff hergestellten Bereich umge- ben sein. In diesem Fall bildet der elektrisch leitfähige Be- reich B1, B2 eine mit der molekularen Beschichtung in Kontakt stehende Elektrode. Falls eine Vielzahl von Deckeln 12 in Form einer Deckelplatte vorgesehen sind, weist in diesem Fall jeder Deckel 12 eine separate Elektrode auf. Mittels der

Elektroden ist es möglich, gleichzeitig eine Potentialände- rung an jedem Deckel 12 zu messen.

Die Lichtleitfasern 7,9 ermöglichen alternativ die Einstrah- lung z. B. von UV-Licht und/oder die Detektion einer in der Reaktionslösung R auftretenden Fluoreszenz. Auch damit kann das Vorliegen des nachzuweisenden Moleküls in der Reaktions- lösung R nachgewiesen werden.

Zwischen den Rohren 15 können (hier nicht dargestellte) Stem- pel vorgesehen sein. Die Stempel können während des Abziehens der Deckel 12 gegen die Mikrotiterplatte 1 bewegt werden und diese in ihrer Position auf dem Träger 2 halten.

Bezugszeichenliste 1 Mikrotiterplatte 2 Träger<BR> 3 Kavität 4 Ausnehmung 5 Andrückeinrichtung 6 Vorsprung 7 erste Lichtleitfaser 8 Vorsprungsflache 9 zweite Lichtleitfaser 10 Bodenflache 11 Folie 12 Deckel 13 Deckelunterseite 14 Nukleinsauresonde 15 Rohr 16 Wulst 17 Ringnut 18 weiteres Rohr 19 Randvorsprünge 20 Anschlag 21 U-Profil R Reaktionslösung H Höhe B1 erster Bereich B2 zweiter Bereich