[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
[0002] Gattungsgemäße Vorrichtungen kommen zum Einsatz bei der parallelen Aufarbeitung mehrerer
flüssiger Proben mittels Vakuum-Filtration in Filtereinrichtungen, die mehrere in
einem flächigen Verbund gemeinsam ausgebildete Reaktionsgefäße aufweisen. Typische
Vertreter solcher Filtereinrichtungen sind z.B. Mikrotiterfilterplatten, die wie herkömmliche
Mikrotiterplatten beispielsweise 96 oder 384 Reaktionsgefäße, auch als Kavitäten bezeichnet,
aufweisen können. Im Gegensatz zu Mikrotiterplatten weisen die in Mikrotiterfilterplatten
vorgesehenen Reaktionsgefäße eine obere und eine untere Öffnung sowie einen zwischen
den Öffnungen angeordneten Filter auf.
[0003] Bei einer üblichen Aufarbeitung wird zunächst Probeflüssigkeit in die Reaktionsgefäße
der Filtereinrichtung pipettiert. Die unteren Öffnungen werden dann mit Vakuum beaufschlagt
und die Probeflüssigkeit durch die Filter gesogen. In der Regel ist unterhalb der
Filtereinrichtung eine Auffangeinrichtung für die Flüssigkeit vorgesehen. Bei Aufarbeitungen
mit Mikrotiterfilterplatten kann z.B. eine Mikrotiterplatte zum Auffangen der durchgesogenen
Flüssigkeit angeordnet werden.
[0004] Üblicherweise verwendet man zur Erzeugung des Vakuums eine Vakuumkammer, in die die
Filtereinrichtung dergestalt eingesetzt werden kann, daß die oberen Öffnungen im wesentlichen
frei zugänglich sind, während die unteren Öffnungen mit dem in der Kammer erzeugten
Vakuum beaufschlagt werden.
[0005] Probleme stellen sich immer dann ein, wenn nicht alle Reaktionsgefäße der Filtereinrichtung
mit Probeflüssigkeit befüllt sind. Die ungefüllten Reaktionsgefäße können dann einen
Nebenlufteffekt verursachen, der das angelegte Vakuum beeinträchtigt, d.h. der erforderliche
Unterdruck wird nicht erreicht, weil die leeren Gefäße einen geringeren Strömungswiderstand
haben.
[0006] Zur Vermeidung des Nebenlufteffektes ist bekannt, daß die oberen Öffnungen der nicht
befüllten Reaktionsgefäße z.B. abgeklebt werden.
[0007] Alternativ beschreibt die DE 101 42 960 den Einsatz einer elastisch verformbaren
Dichtmatte, die so beschaffen ist, daß sie bei flächiger Anordnung auf der Filtereinrichtung
selektiv nur die nicht befüllten Reaktionsgefäße saugdicht verschließt. Dieser Effekt
kommt im wesentlichen dadurch zustande, daß in den nicht befüllten Reaktionsgefäßen
nach Anlegen des Vakuums zunächst eine höhere Saugwirkung herrscht als in den befüllten
Reaktionsgefäßen. Aufgrund der höheren Saugwirkung wird die Matte selektiv an die
oberen Öffnungen der nicht befüllten Reaktionsgefäße gesogen und versiegelt diese
dann.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere Vorrichtung zur selektiven Abdichtung
von Teilbereichen von Filtereinrichtungen bereitzustellen, die insbesondere ein verbessertes
automatisiertes Handling ermöglicht.
[0009] Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
[0010] Wie im Stand der Technik, so weist auch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine elastisch
verformbare Matte auf.
[0011] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Matte flächig auf der Unterseite einer starren
Platte angeordnet ist, deren Abmessungen der oberen Fläche der Filtereinrichtung angepaßt
sind. Platten mit an die obere Fläche der Filtereinrichtung angepaßten Abmessungen
sind im wesentlichen alle Platten, die sich problemlos auf der Filtereinrichtung anordnen
lassen. Im Hinblick auf das gewünschte automatische Handling handelt es sich vorteilhafterweise
um Platten, deren Abmessungen der oberen Fläche der Filtereinrichtung entsprechen
oder bei kleineren Platten bezüglich der Erstreckung in einer der Flächenachsen mit
der oberen Fläche der Filtereinrichtung übereinstimmen, damit sie sich in einfacher
Weise von z.B der Greifeinrichtung einer Work-Station handhaben lassen.
[0012] Die erfindungsgemäß eingesetzte, an der Platte gehaltene Matte ist so beschaffen,
daß sie bei Anordnung der Platte auf der Filtereinrichtung in dichtenden Eingriff
gelangt dergestalt, daß bei an die unteren Öffnungen angelegtem Vakuum zwischen Matte
und Filtereinrichtung keine Luft zwischen den oberen Öffnungen strömen kann.
[0013] Im einfachsten Fall deckt die erfindungsgemäß eingesetzte Matte zusätzlich die oberen
Öffnungen der Reaktionsgefäße ab und dichtet diese dann direkt ab.
[0014] Im Hinblick auf das Kontaminationsrisiko ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Matte
eine plane Oberfläche aufweist, d. h. nicht oder nur geringfügig in die Reaktionsgefäße
hineinragt. Denkbar ist aber auch, dass die Matte Vorsprünge aufweist, die sich bei
Anordnung der Matte auf der Filtereinrichtung gegen die oberen Innenwandbereiche der
Reaktionsgefäße dichtend anlegen.
[0015] Es versteht sich, dass in der oben beschriebenen Ausgestaltung die Größe der Matte
an die Größe des gewünschten abzudeckenden Teilflächenbereiches der Filtereinrichtung
angepaßt werden muss, bzw. in Bereichen, in denen keine Abdichtung gewünscht ist,
würde die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Platte auf ihrer Unterseite
auch keine Matte tragen, bzw diese Bereiche gemeinsam mit der Matte nicht abdecken.
[0016] Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere dann an, wenn die erfindungsgemäßen
Vorrichtungen für unterschiedliche abzudeckende Teilflächenbereiche vorgefertigt bereitgehalten
werden sollen. Vorstellbar ist z.B., daß man die unterschiedlichen Vorrichtungen in
definierten Aufbewahrungsorten einer Work-Station anordnet und diese dann in Abhängigkeit
von dem Befüllungszustand der abzudeckenden Filtereinrichtung vorprogrammiert automatisch
von der Greifeinrichtung gewählt und prozessiert werden.
[0017] Die oben beschriebenen Ausgestaltungen eignen sich insbesondere für den Massendurchsatz.
[0018] Für andere Anwendungsfälle sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß
die Vorrichtung individuell an die abzudeckenden Teilflächenbereiche der Filtereinrichtung
anpaßbar ist. Bei dieser Ausgestaltung entsprechen Matte und Platte vorteilhafterweise
in ihren Abmessungen der oberen Fläche der abzudekkenden Filtereinrichtung. In der
Matte und in der Platte sind Durchbohrungen vorgesehen, die bei Anordnung der Platte
auf der oberen Fläche der Filtereinrichtung jeweils das Durchtreten eines Luftstroms
von der Oberseite der Platte durch die Matte in ein Reaktionsgefäß erlauben.
[0019] Bei dieser Ausgestaltung ist z.B. denkbar, daß die Platte eine der Anzahl der Reaktionsgefäße
entsprechende Anzahl von Durchbohrungen aufweist, und die mit mit der Platte verbindbare
Matten in den abzudeckenden Teilflächenbereichen der Filtereinrichtung keine Durchbohrungen
aufweist. Auch hier können unterschiedliche Matten für unterschiedliche Teilflächenbereiche
der Filtereinrichtungen vorgesehen werden, die jeweils dem Befüllzustand der Filtereinrichtung
ausgewählt und an der Platte befestigt werden. Es versteht sich, daß in diesem Fall
keine dauerhafte Verbindung zwischen Platte und Matte vorgesehen wird, sondern eine
lösbare.
[0020] Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß sowohl Platte als auch Matte bezüglich
Anzahl und Ausrichtung der Durchbohrungen mit der Anzahl und Ausrichtung der Reaktionsgefäße
in der Filtereinrichtung übereinstimmen. Bei dieser Ausgestaltung ist zusätzlich eine
auf der Oberseite der Platte anordenbare Folie vorgesehen, mit der sich die Durchbohrungen
in der Platte saugdicht abdecken lassen. Selbstverständlich ist auch hier wiederum
vorgesehen, daß aus einem Set unterschiedlich großer Folien wahlweise eine für einen
bestimmten Teilflächenbereich der Filtereinrichtung geeignete Folie ausgewählt und
auf der Oberseite der Platte angeordnet werden kann.
[0021] Diese Ausgestaltung ermöglicht in besonders eleganter Weise eine Anpassung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung an die Größe des abzudichtenden Flächenbereiches. Im Gegensatz zu der
auf einer Unterseite der Platte vorgesehenen Matte kann die gemäß dieser Ausgestaltung
eingesetzte Folie relativ dünn ausgebildet sein. Da sie auf der Oberseite der Platte
angeordnet wird, ist theoretisch überhaupt keine weitere die Folie haltende Einrichtung
erforderlich. Auf jeden Fall reichen Einrichtungen, die ein Verrutschen der Folie
verhindern.
[0022] Es ist davon auszugehen, dass das Haupteinsatzgebiet der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die saugdichte Abdeckung von Teilflächenbereichen von Mikrotiterfilterplatten ist.
Der übliche Anwendungsfall ist, daß die abgedeckten Teilflächenbereiche eine bzw.
mehrere der in solchen Platten üblicherweise in Reihen nebeneinander angeordneten
Reaktionsgefäßen umfassen. Denkbar ist natürlich auch eine weitere individuellere
Abdeckung. Nicht auszuschließen ist, daß mehrere nicht zusammenhängende Teilflächenbereiche
abgedeckt werden können.
[0023] Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das Format der Mikrotiterfilterplatten
beschränkt. Es sind zumindest theoretisch auch andere Filtereinrichtungen denkbar,
in denen mehrere Reaktionsgefäße ausgebildet sind. Auch diese Filtereinrichtungen
sollen erfaßt werden.
[0024] Der im Rahmen der Beschreibung verwendete Begriff "Platte" ist nicht limitierend.
Umfaßt werden sollen damit auch z.B. deckelähnliche Einrichtungen.
[0025] Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäß eingesetzte Platte ein Gewicht auf,
das ausreicht, die daran angeordnete Matte nach Anordnung auf der Filtereinrichtung
ausreichend fest anzudrücken, damit der gewünschte Dichteffekt nach Anlegen des Vakuums
eintreten kann. In wesentlichen sollte die Platte so schwere sein, dass ein Verrutschen
durch eventuelle Vibrationen der Vakuumpumpe verhindert wird. Die Platte kann z.B.
aus Stahl, Aluminium oder Messing bestehen, um nur einige Beispiele zu nennen.
[0026] Denkbar ist selbstverständlich aber auch, z.B. leichtere Platten ggf. auch aus anderen
Materialien einzusetzen, die von sich aus die Matte nicht fest genug andrücken, um
den gewünschten Dichteffekt zu gewährleisten, und diese Platten manuell bzw. durch
die in Work-Stations eingesetzte Greifeinrichtung so lange anzudrücken, bis der Dichteffekt
eingetreten ist.
[0027] Die Platte kann, muß aber nicht, Einrichtungen aufweisen, die sie auf der Filtereinrichtung
justieren. Insbesondere beim automatischen Handling in Work-Stations sind solche Einrichtungen
nicht zwingend erforderlich.
[0028] Die erfindungsgemäß eingesetzte Matte kann z.B. aus Silikon oder Gummi bestehen.
Grundsätzlich sind Mattenmaterial und Dicke der Matte so zu wählen, dass bei Anordnung
der Matte auf der Filtereinrichtung und angelegtem Vakuum entweder die Öffnungen der
abgedeckten Reaktionsgefäße direkt abgedichtet werden, oder aber nur ein durch eine
Durchbohrung in der Matte gerichteter Luftstrom in jeweils eine Öffnung möglich ist.
Optimal ist, wenn die Matte bereits nach Anlegen des Vakuums dichtend anliegt. Geeignet
sind aber auch Matten, die für die Herstellung der Dichtwirkung zusätzlich zu dem
angelegten Vakuum einen leichten Andruck benötigen, der z.B. durch das Gewicht der
auf der Matte liegenden Platte oder aber auch manuell bzw. durch eine Greifeinrichtung
einer Workstation ausgeübt werden kann. Geeignet sind alle gängigen Elastomere, wie
z.B. Gummi oder Silikon, um nur zwei Beispiele zu nennen, mit insbesondere Shore-A
Härten zwischen 40-60. Geeignete Dicken liegen z.B. im Bereich zwischen 0,5 mm und
1mm. Selbstverständlich können aber auch andere Härten bzw. Dicken gewählt werden.
[0029] Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden.
Dabei zeigt: -
- Fig. 1
- ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- Fig. 2
- ein weiteres Ausführungsbeispiel und
- Fig. 3a-c
- Aufsichten auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 jeweils angepaßt an die Abdichtung
unterschiedlicher Teilbereiche.
[0030] Fig. 1 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in auf eine
Filtereinrichtung (im gezeigten Fall eine Mikrotiterfilterplatte 11), aufgesetztem
Zustand.
[0031] Die Mikrotiterfilterplatte 11 weist mehrere Reaktionsgefäße 12 a - f auf, von denen
aus Übersichtlichkeitsgründen nur die Gefäße 12 a, c und f bezeichnet sind. Die Reaktionsgefäße
12 a - f weisen jeweils eine obere Öffnung 13 und eine untere Öffnung 14 auf. Weiterhin
ist im Bereich der unteren Öffnung in den Reaktionsgefäßen 12 a - f ein Filter 15
vorgesehen.
[0032] Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 weist eine Platte 16 auf, die im gezeigten Fall
als auf die Mikrotiterfilterplatte 11 aufsetzbarer Deckel ausgebildet ist. Die Platte
16 kann dabei eine Durchbohrung 22 aufweisen, durch die nach Anlegen eines Vakuums
Luft nachströmen kann. Denkbar ist aber auch z.B. Platten zu verwenden, die nicht
vollständig abgedichtet auf der Mikrotiterfilterplatte aufliegen. Auf ihrer Unterseite
17 ist an der Platte 16 eine elastisch verformbare Matte 18 angeordnet, die sich in
einem Teilflächenbereich 19 der Filterplatte 11 saugdicht an Bereiche 19 anlegt, die
die Öffnungen 13 der nicht befüllten Reaktionsgefäße 12 a - 12 c umgeben und diese
abdichtet.
[0033] Die mit Flüssigkeit 20 befüllten Reaktionsgefäße 12 d - f werden von der Matte 18
nicht abgedeckt.
[0034] Die Mikrotiterfilterplatte 31 ist in eine nur angedeutet dargestellte Vakuumkammer
50 eingesetzt, in der zusätzlich eine unterhalb der Mikrotiterfilterplatte 11 angeordnete
Mikrotiterplatte 60 zum Auffangen der filtrierten Flüssigkeit vorgesehen ist. Es wurde
auf eine detaillierte Darstellung der Vakuumkammer verzichtet, da solche Kammern im
Markt erhältlich und dem Fachmann geläufig sind.
[0035] Legt man nun ein Vakuum an die unteren Öffnungen 14 der Reaktionsgefäße 12 a - f
an, so erfolgt eine Luftströmung nur durch die Gefäße 12 d - f. Auf diese Weise ließe
sich der Nebenlufteffekt, der durch nicht verschlossene Reaktionsgefäßen 12 a - c
eintreten würde, besonders einfach vermeiden.
[0036] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 2. Man erkennt hier eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 30, wiederum in auf einer Mikrotiterfilterplatte
31 angeordnetem Zustand.
[0037] Die Mikrotiterfilterplatte 31 ist wiederum in die nur angedeutet dargestellte Vakuumkammer
50 eingesetzt.
[0038] Die Mikrotiterfilterplatte 31 weist Reaktionsgefäße 32 a - g auf, von denen die Gefäße
32 e - 32 g mit Flüssigkeit 40 gefüllt sind. Die Gefäße 32 a - g weisen obere Öffnungen
33 und untere Öffnungen 34 auf, wobei im Bereich der unteren Öffnung 34 ein Filter
35 vorgesehen ist.
[0039] Die erfindungsgemäße Vorrichtung 30 weist eine Matte 48 auf, die an der Unterseite
einer Platte 46 angeordnet ist. In der Matte 48 und der Platte 46 sind jeweils mit
den oberen Öffnungen 33 der Reaktionsgefäße 32 a - g fluchtende Durchbohrungen 49
und 50 vorgesehen, die im Bereich der Reaktionsgefäße 32 e - 32 g den Durchtritt eines
Luftstroms von der Oberseite der Platte 46 in die Reaktionsgefäße ermöglichen.
[0040] Im Bereich der Reaktionsgefäße 32 a - 32 d sind die Durchbohrungen 50 in der Platte
46 durch eine auf der Oberseite der Platte 46 angeordnete Folie 51 saugdicht abgedeckt.
Der Durchtritt von Luft in diese Reaktionsgefäße ist also nicht möglich, wobei wiederum
nach Anlegen eines Vakuums der unerwünschte Nebenlufteffekt in einfacher Weise vermieden
werden kann. Die Folie 51 kann theoretisch ohne Befestigungsmittel auf der Platte
46 angeordnet werden. Im gezeigten Fall erkennt man einen von mehreren Dornen 52,
die ein seitliches Verrutschen der Folie 51 verhindern sollen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
liegt die Matte sowohl an der Oberfläche der Filtereinrichtung in die Öffnungen umgebenden
Bereichen 59 als auch an der Unterseite der Platte dichtend an.
[0041] Es versteht sich, daß die Folie 51 in besonders einfacher Weise gegen andere Folien
mit anderen Abmessungen ausgetauscht werden kann. Dies ist in den Figuren 3a-c dargestellt,
die jeweils eine Platte 56 mit darauf angeordneten, an Domen 72 gehaltenen, unterschiedlichen
Folien 61a-d zeigt. Im Gegensatz zu den Darstellungen in Fig. 1 und Fig. 2, die einen
prinzipiellen Aufbau zeigen, weisen die in Figs. 3a-c gezeigten Platten Durchbohrungen
70 auf, die in Anzahl und Anordnung einem üblichen 96er-Mikrotiterfilterplattenformat
entsprechen.
[0042] Man erkennt, dass sich bereits mit den gezeigten 4 unterschiedlich grossen Folien
61 a-d eine Vielzahl unterschiedlicher Teilflächenbereiche abdecken lässt.
1. Vorrichtung zur saugdichten Abdeckung einer Filtereinrichtung, die in einem flächigen
Verbund gemeinsam ausgebildete Reaktionsgefäße aufweist, die jeweils eine obere und
eine untere Öffnung aufweisen, wobei die oberen Öffnungen im wesentlichen in einer
oberen Fläche der Filtereinrichtung liegen, mit einer auf der Filtereinrichtung flächig
anordenbaren elastisch verformbaren Matte, wobei bei Anordnung der Matte auf der oberen
Fläche der Filtereinrichtung nur in einem Teilflächenbereich der Filtereinrichtung
befindliche Reaktionsgefäße saugdicht abgedeckt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte (18, 48) flächig auf der Unterseite (17, 47) einer starren Platte (16,
46, 56) angeordnet ist, deren Abmessungen der oberen Fläche der Filtereinrichtung
(11, 31) angepasst sind, und die Matte (18, 48) so beschaffen ist, dass bei Anordnung
der Platte (16, 46, 56) auf der oberen Fläche der Filtereinrichtung (11, 31) die Matte
(18, 48) in dichtenden Eingriff mit jeweils oberen Wandbereichen der oberen Öffnungen
(13, 33) und/oder die oberen Öffnungen umgebenden Bereichen (19, 59) der Filtereinrichtung
(11, 31) dergestalt gelangt, dass bei an die unteren Öffnungen (14, 34) angelegtem
Vakuum zwischen Matte (18, 48) und Filtereinrichtung (11, 31) keine Luft zwischen
den Öffnungen (13, 33) strömen kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (16, 46, 56) in ihren Abmessungen der oberen Fläche der Filtereinrichtung
(11, 31) entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte (48) in ihren Abmessungen der oberen Fläche der Filtereinrichtung (31)
entspricht, wobei in der Matte (48) und der Platte (46, 56) Durchbohrungen (49, 50,
70) vorgesehen sind, die bei Anordnung der Platte (46, 56) auf der oberen Fläche der
Filtereinrichtung (31) jeweils das Durchtreten eines Luftstroms von der Oberseite
der Platte (46, 56) durch die Matte (48) in ein Reaktionsgefäß (32e-g) erlauben.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Anzahl und Anordnung der Durchbohrungen (49, 50) in der Matte (48) und der Platte
(46) der Anzahl und Anordnung der oberen Öffnungen (33) der Reaktionsgefäße (32a-32g)
in der Filtereinrichtung (31) entsprechen, wobei zusätzlich eine auf der Oberseite
der Platte (46, 56) anordenbare Folie (51, 61a-d) vorgesehen ist, mit der sich die
Durchbohrungen (50, 70) in der Platte (46, 56) saugdicht abdecken lassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Set unterschiedlicher großer Folien (61a-d) vorgesehen ist, die sich wahlweise
auf der Oberseite der Platte (56) anordnen lassen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (11, 31) eine Mikrotiterfilterplatte ist.