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Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für Proben, bestehend aus einem Proben- kammerelement, mit einer Oberseite und einer dieser gegenüberliegenden Unterseite, wobei die über die Oberseite verteilt Öffnungen von mehreren Probenkammern, deren Seitenwände sich von der Oberseite in Richtung auf die Unterseite bis zu einer Zentrifugationsfläche erstrecken, und den Öffnungen gegenüberliegend in der Zentrifugationsfläche offene oder geschlossene Beobachtungsfelder angeordnet sind, eine Haltevorrichtung zur Anwendung einer derartigen Vorrichtung mit einem Rahmen, dessen Seitenwände einen inneren Querschnitt umgeben, einen Einsatz für eine Haltevorrichtung zur Anwendung für die Aufnahmevorrichtung, mit einer ersten Oberfläche und einer dieser gegenüberliegend angeordneten zweiten, gekrümmten Oberfläche,
wobei die erste Oberfläche zur Anlage an eine Oberfläche einer Haltevorrichtung ausgebildet ist, ein Rotorgehänge für eine Zentrifuge zur Anwendung für die Aufnahmevorrichtung, mit einem Rotationskörper mit einer Mantelfläche sowie ein daraus gebildetes Zentrifugationssystem.
Zur Untersuchung von Proben ist es sehr oft notwendig, einzelne Bestandteile daraus abzutrennen. Für flüssige Proben, deren Bestandteile eine unterschiedliche Dichte aufweisen, ist die Zentrifugation eine häufig verwendete Methode. In einer speziellen Anwendung der Zentrifugation der sogenannten Zytozentrifugation - werden aus Proben biologischen Ursprungs Zellen oder deren Bestandteile auf ein Beobachtungsfeld zum Zweck einer nachfolgenden, mikroskopischen Betrachtung aufzentrifugiert, wobei dieses Beobachtungsfeld üblicherweise durch einen Glasobjektträger gebildet ist. Auf dem den Boden bildenden Objektträger ist in herkömmlichen Zytokammern ein zylinderförmiges Gefäss angeordnet.
Eine derartige Zentrifugationskammer ist z. B. aus der DE 91 07 153 U1 bekannt. Die darin geoffenbarte Zentrifugationskammer weist zumindest am Aussenumfang des Gefässes einen Saugkörper auf, der auf einem Unterteil, welcher den Objektträger haltert, aufliegt. Durch diesen Saugkörper soll überstehende Flüssigkeit aufgesogen werden, sodass die auf den Objektträger aufzentrifugierten Zellen nach der Zentrifugation zumindest annähernd trocken für die weitere Bearbeitung vorliegen. Das Unterteil nach dieser DE-U1 ist mittels einer Spannvorrichtung auf das Oberteil festspannbar. Diese Spannvorrichtung kann aus einem Aussengewinde am Oberteil und einem diesem zugeordneten Gewinde am Unterteil bzw. durch einen Bajonettverschluss gebildet sein.
Dadurch wird ermöglicht, den Objektträger nach der Zentrifugation aus der Zentrifugationskammer zu entfernen, wodurch die Handhabbarkeit für die anschliessende Mikroskopie erleichtert wird.
Neben dem in dieser DE-U1 geoffenbarten Saugkörper finden auch sogenannte Filterkarten, wie sie z. B. aus der DE 33 19 678 A1 oder der WO 93/0 88 95 A1 bekannt sind, Verwendung.
Diese Filter weisen im Bereich des zukünftigenen mikroskopischen Beobachtungsfeldes eine Durchtrittsöffnung zum Aufzentrifugieren der Zellen auf. Aus letztgenannter WO-A 1 ist zudem eine Zytozentrifugationsvorrichtung bekannt, bei welcher am Rotor eine Mehrzahl an Flüssigkeitskammern angeordnet ist, mit denen eine gleichmässigere Verteilung der Zellen auf dem Objektträger für eine bessere Haftung der Zellen auf demselben erreicht werden soll.
Nachteilig bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ist, dass eine Steigerung des Probendurchsatzes nur unzureichend möglich ist bzw. dass mit diesen nur wenige Zellsedimente bzw. Sedimente von Zellbestandteilen gleichzeitig hergestellt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung anzugeben, mit der sowohl durch manuelle als auch durch automatisierte Verfahren die Herstellung von Zellsedimenten bzw. von Sedimenten aus Zellbestandteilen mit Hilfe der Zytozentrifugation beschleunigt und somit der Probendurchsatz erhöht werden kann.
Diese Aufgabe der Erfindung wird jeweils eigenständig durch eine eingangs genannte Aufnahmevorrichtung gelöst, bei der die Zentrifugationsfläche zumindest annähernd konkav verbiegbar und/oder verbogen ist, wobei ein Radius einer Krümmung der Zentrifugationsfläche zumindest im Bereich der Beobachtungsfelder zumindest für entlang der Krümmung der Zentrifugationsfläche nebeneinander angeordnete Probenkammern zumindest annähernd gleich gross ist, bzw. durch eine eingangs genannte Haltevorrichtung, einen Einsatz für eine Haltevorrichtung und ein Rotorgehänge, welche es ermöglichen, die genannte Krümmung der Aufnahmevorrichtung während der Zentrifugation aufrecht zu erhalten sowie durch ein Zentrifugationssystem, welches die Aufnahmevorrichtung und die Haltevorrichtung bzw. den Einsatz bzw. das Rotorgehänge umfasst.
Von Vorteil ist dabei, dass eine derart ausgestaltete Aufnahmevorrichtung nicht nur einen höheren Probendurchsatz erlaubt, indem gleichzeitig mehrere Proben mit nur einer Aufnahmevorrichtung zentrifu-
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giert werden können, sondern auch, dass die Zell- bzw. Zellbestandteilssedimente gleichmässig verteilt auf die gesamte Fläche der Beobachtungsfelder aufzentrifugiert werden. Dies wird vor allem durch die konkave Krümmung erreicht, wobei die Krümmung an den Zentrifugenquerschnitt angepasst ist.
Damit wird erreicht, dass im Vergleich zu ebenflächigen starren Aufnahmevorrichtungen die Probe nicht an den Randbereich der Probenkammern verdrängt wird, wodurch aufgrund einer randständigen Anreicherung des Sedimentationsmaterials allgemein eine unerwünschte Überlagerung von Zellen bzw. Zellbestandteilen entsteht, die eine mikroskopische Auswertung erschwert bzw. gegebenenfalls unmöglich macht. Die Gleichverteilung der Zellen bzw. Zellbestandteile über die gesamte Fläche des Beobachtungsfeldes wird mit Hilfe der Erfindung erreicht, da die Zellen bzw. Zellbestandteile gleichmässig und senkrecht auf die Beobachtungsfelder aufzentrifugiert werden.
Senkrecht bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die in Draufsicht betrachtet vom Rotationsmittelpunkt der Zentrifuge in Richtung auf die Aufnahmekammern weisende Rotorachse nicht nur innerhalb eines Beobachtungsfeldes zumindest annähernd senkrecht auf jeden Punkt des Beobachtungsfeldes steht, sondern vielmehr diese Bedingung auch für entlang der Krümmung nebeneinander liegende Probenkammern gilt. Somit herrschen in sämtlichen Probenkammern zumindest annähernd die gleichen Kräfteverhältnisse vor. Von Vorteil bei der verbiegbaren Variante ist, dass die Befüllung der Probenkammern bzw. die Handhabung der Aufnahmevorrichtung ausserhalb der Zentrifuge vergleichbar zu jener mit einer herkömmlichen ebenen Aufnahmevorrichtung, z.
B. einer Mikrotiterplatte ist, indem die erfindungsgemässe verbiegbare Aufnahmevorrichtung im entlasteten Zustand ebenflächig ist. Durch die Haltevorrichtung bzw. den Einsatz bzw. das Rotorgehänge wird eine einfache Handhabbarkeit der Aufnahmevorrichtung sowie ein sicherer Halt der konkav gekrümmten Stellung der Aufnahmevorrichtung ermöglicht. Zudem kann damit die Aufnahmevorrichtung bereits ausserhalb der Zentrifuge in die für die Zentrifugation bestimmte Form gebracht werden, wodurch ein umständliches Hantieren innerhalb der Zentrifuge entfällt. Weiters wird damit der Aufnahmevorrichtung während der Zentrifugation ein entsprechender Halt gegeben, sodass diese nicht aufgrund der nachlassenden Zentrifugalkraft beim Abbremsen der Zentrifugenmotors wieder in die ursprüngliche Form übergeht.
Des weiteren können damit herkömmliche Tischzentrifugen einfach für die erfindungsgemässe Aufnahmevorrichtung umgerüstet werden, sodass teuere Investitionen für neue Zentrifugen entfallen. Durch entsprechende Variation können diese auch an unterschiedliche Grössen von Aufnahmevorrichtungen einerseits und Zentrifugengrössen andererseits schnell und einfach adaptiert werden.
Gemäss einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Probenkammern der Aufnahmevorrichtung zylinderförmig ausgebildet sind, wodurch eine hohe Dichte an Probenkammern auf dem Probenkammerelement ermöglicht wird und zudem ein ausreichendes Probenvolumen, insbesondere für Proben mit geringem Zellanteil bzw. Anteil an Zellbestandteilen, zur Verfügung gestellt werden kann.
Das Probenkammerelement der Aufnahmevorrichtung kann plattenförmig ausgebildet sein, wodurch die Handhabbarkeit desselben verbessert ist und damit auch die Automatisierbarkeit, insbesondere durch Robotersysteme durch die bessere Greifbarkeit von plattenförmigen Elementen erhöht werden kann, insbesondere auch auf gängige Laborroboter zurückgegriffen werden kann, die bereits, z. B. bei der Verwendung von Mikrotiterplatten, zum Einsatz kommen.
Dabei können die Probenkammern der Aufnahmevorrichtung als Vertiefungen in dem Proben- kammerelement ausgebildet sein, sodass kein zusätzliches Hantieren, insbesondere durch Anbringung von Objektträgern zur Ausbildung des Bodens der Aufnahmevorrichtung erforderlich ist und wodurch sich insbesondere auch die Automatisierbarkeit weiter erhöhen lässt, da derart ausgestaltete Aufnahmevorrichtungen auch in Pipettierautomaten zur automatischen Probenzufuhr verwendet werden können. Selbstverständlich können diese Vertiefungen wiederum zylinderförmig ausgebildet sein.
Möglich ist auch, dass die Probenkammern der Aufnahmevorrichtung in Schnittpunkten eines orthogonalen Rasters angeordnet sind und Reihen und senkrecht dazu Spalten bilden. Es ist damit einerseits möglich, auf bereits vorhandene Werkzeuge aus der Spritzgusstechnik, welche insbesondere aus der Mikrotiterplattenfertigung zur Verfügung stehen, zurückzugreifen und andererseits, insbesondere wenn ein normierter orthogonaler Raster verwendet wird, auf bereits bestehende Softwareroutinen von Laborautomanten, insbesondere von Pipettierautomaten zum Auffinden von bestimmten Probenkammern zurückzugreifen, sodass also eine derartig ausgebildete
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Aufnahmevorrichtung ohne jeglichen Aufwand sofort in einem Labor mit hohem Automatisierungsgrad einsetzbar ist.
Die Beobachtungsfelder der Aufnahmevorrichtung, d. h. deren Böden, können durch Objektträger gebildet sein. Bei dieser Ausführungsvariante fällt also die Zentrifugationsfläche mit der Unterseite des Probenkammerelementes zusammen, sodass also im wesentlichen das erfindungsgemä- sse Probenkammerelement nach dieser Ausführungsvariante zwei gegenüberliegende Öffnungen der Probenkammer aufweist. Derartige Aufnahmevorrichtungen können insbesondere in Kleinlabors mit herkömmlicher Ausrüstung verwendet werden, wobei die Beobachtungsfelder an den Bedarf bzw. die Wünsche des Anwenders der Aufnahmevorrichtung angepasst werden kann, indem unterschiedlichste Objektträger, z. B. glasklare, gefärbte, im Beobachtungsfeld mattierte, etc., verwendet werden können.
Selbstverständlich ist diese Ausführungsvariante auch für einen Einsatz im Routinebetrieb eines Grosslabors mit Laborautomatisierung möglich.
In einer Weiterentwicklung der eben genannten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das plattenförmige Probenkammerelement in Richtung auf die Unterseite unterhalb der Probenkammern und zumindest annähernd parallel zur Unterseite nutförmige Ausnehmungen für die Aufnahme der Objektträger aufweist, wobei sich diese Ausnehmungen - im Querschnitt betrachtet - jeweils von einer Seitenwand einer Probenkammer in Richtung auf die benachbarte Probenkammer erstrecken. Dadurch wird eine einfache Montage der Objektträger durch Einschieben in die nutförmigen Ausnehmungen unterhalb der Probenkammern möglich, sodass ein aufwendiges Hantieren diesbezüglich entfällt. Die Vermischung des Präparates beim Entfernen des Objektträgers kann auch durch Schnappverbindungen, wie z. B. durch einclipsen, verhindert werden.
Von Vorteil ist dabei weiters, wenn die Objektträger beabstandet zu den Seitenwänden der Probenkammern, d. h. deren Stirnflächen, in den nutförmigen Ausnehmungen angeordnet sind, da damit einerseits das Einlegen eines Filtermaterials, beispielsweise eines Filterkartons, und andererseits das Einlegen bzw. das Anordnen eines Dichtungsmittels, wie z. B. eines Dichtrings, zwischen der Seitenwand der Probenkammer und dem Objektträger möglich ist.
Der Objektträger kann andererseits aber auch dichtend mit der Seitenwand der Probenkammer verbunden, insbesondere verklebt sein, wodurch ein fester Zusammenhalt gegeben ist.
Möglich ist weiters, dass die Objektträger die Böden von mehreren Probenkammern einer Spalte bilden, wodurch sich nicht nur der Montageaufwand verringern lässt, sondern zudem auch mehrere Proben, z. B. Zell- bzw. Zellbestandteilssedimente auf einem Objektträger für eine nachträgliche Bearbeitung und Beobachtung der Zellen bzw. Zellbestandteile aufzentrifugiert werden können, beispielsweise zur Durchführung einer Anaylsenreihe aus ein und der selben Urprobe.
Nach einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Seitenwände der Probenkammern der Aufnahmevorrichtung nur über Stege miteinander verbunden sind. Damit ist nicht nur eine Materialeinsparung bei der Herstellung der Aufnahmevorrichtung zu erzielen, sondern es kann durch diese rahmenartige Ausbildung der Aufnahmevorrichtung auch eine höhere Flexibilität zur Erreichung der konkaven Krümmung ermöglicht werden, sodass also auch Werkstoffe mit prinzipiell höherer Festigkeit verwendet werden können und dadurch wiederum die Hantierbarkeit ausserhalb der Zentrifuge durch diese höhere Festigkeit verbessert ist, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung der Aufnahmevorrichtung mit Laborrobotern.
Zudem ist auch ein Eingreifen von Greifern eines Laborroboters in die freibleibenden Zwischenräume zwischen den Probenkammern möglich, wodurch einfache Greifersysteme von Automatisierungsvorrichtungen einsetzbar sind, und damit auch die Transportierbarkeit der Aufnahmevorrichtungen mit derartigen Automatisierungseinrichtungen verbessert ist.
Insbesondere bei plattenförmigen Ausbildung des Probenkammerelementes, d. h. dass diese Aufnahmevorrichtungen mit Ausnahme der Öffnungen der Probenkammern keinerlei Zwischenräume aufweisen, ist es von Vorteil, wenn Bereiche zwischen nebeneinander angeordneten Probenkammern mit einer Verjüngung versehen sind, die sich von der Oberseite bzw. Unterseite in Richtung auf die Unterseite bzw. Oberseite des Probenkammerelementes erstrecken. Damit lässt sich die Biegbarkeit der Aufnahmevorrichtung erhöhen.
Dabei ist von Vorteil, wenn je zwei Verjüngungen einander gegenüberliegend angeordnet sind bzw. wenn entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante die Verjüngungen keilförmig ausgebildet sind, sodass die erforderliche Konkavität ohne grösseren Kraftaufwand und ohne Zerstörung der Aufnahmekammer erreicht wird.
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Aufnahmevorrichtung gegen die konkav gekrümmte Oberfläche spannbar ist, auf. Damit wird zum einen die Montage der Aufnahmevorrichtung im Einsatz erleichtert und zum anderen ist es damit auch möglich, mehrere Aufnahmevorrichtungen übereinander auf dem Einsatz anzuordnen und dieser sandwichartigen Anordnungen einen entsprechenden Halt zu geben.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Fig. näher erläutert.
Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung :
Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Aufnahmevorrichtung in ihrer gekrümmten Stellung und angeordnet auf einem erfindungsgemässen Einsatz ;
Fig. 2 die Aufnahmevorrichtung in ihrer Ausgestaltung als plattenförmiges Probenkammer- element ;
Fig. 3 die rahmenartige Ausführungsvariante der Aufnahmevorrichtung mit über Stege ver- bundenen Probenkammern ;
Fig. 4 einen Querschnitt von erfindungsgemässen Aufnahmevorrichtungen mit in Nuten (linker Teil) bzw.
Clipsen (rechter Teil) geführten Objektträgern ;
Fig. 5 die Anordnung mehrerer Aufnahmevorrichtungen übereinander auf einem erfin- dungsgemässen Einsatz ;
Fig. 6 eine Ausführungsvariante der Aufnahmevorrichtung nach Fig. 5, in Seitenansicht ;
Fig. 7 eine erfindungsgemässe Haltevorrichtung in Draufsicht mit eingesetzter Aufnahme- vorrichtung ;
Fig. 8 eine plattenförmige Ausführungsvariante der Aufnahmevorrichtung mit bereits werk-
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Fig. 10 ein erfindungsgemässes Rotorgehänge mit aufgesetzten Aufnahmevorrichtungen.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemässe Lösungen darstellen.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Aufnahmevorrichtung 1 für Proben, insbesondere Flüssigkeiten. Diese Aufnahmevorrichtung 1 ist insbesondere für die Verwendung in Zentrifugen zur Abtrennung von einzelnen Probenbestandteilen aus den Proben bestimmt, vorzugsweise für die Zytozentrifugation, wobei bekanntlich Zellen bzw. Zell bestandteile aus einer biologischen Probe, beispielsweise Gehirn-, Rückenmarksflüssigkeit, Knochenmarksproben, Blut, Urin bzw. generell Körperflüssigkeiten oder aber aus in flüssigen Nährlösungen kultivierte Primär- und Zelllinienzellen bzw. deren Bestandteile, abgetrennt werden.
Als Beispiele werden hier stellvertretend genannt die Verwendung der Aufnahmevorrichtung zur Anreicherung und zum Nachweis von Tumorzellen aus Körperflüssigkeiten oder aber in flüssigen Nährlösugnen primärund Zellinie, Zellen bzw. deren Bestandteile, zur Untersuchung von Gefässschäden, wie Blutungen
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flüsse, wie z. B. Bleivergiftungen, nachzuweisen.
Die Aufnahmevorrichtung 1 gegenständlicher Ausführungsvariante besteht aus einem Proben- kammerelement 2 mit einer Oberseite 3 und einer dieser gegenüberliegenden Unterseite 4. Im Probenkammerelement 2 sind mehrere Probenkammern 5 angeordnet, deren Seitenwände 6 sich von einer Öffnung 7 in der Oberseite 3 des Probenkammerelementes 2 in Richtung auf die Unterseite 4 bis zu einer Zentrifugationsfläche 8 erstrecken.
Diese Zentrifugationsfläche 8 - in Fig. 1 strichliert dargestellt - stellt eine imaginäre Räche dar, welche bei der Ausführung nach Fig. 1 innerhalb des Probenkammerelementes 2, d. h. also zwischen der Oberseite 3 und der Unterseite 4 angeordnet ist. Die Zentrifugationsfläche 8 liegt dabei in der Höhe von Böden 9 von mehreren Probenkammern 5, wenn das Probenkammerelement 2
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ebenflächig vorliegt. Anders ausgedrückt sind die Böden 9, die gleichzeitig Beobachtungsfelder 10 bilden, in der Zentrifugationsfläche 8 angeordnet.
Die Beobachtungsfelder 10, also die Böden 9 der Probenkammern 5, sind jene Bereiche innerhalb der Probenkammern 5, auf welche zu untersuchende Probenbestandteile, wie Zellen bzw. deren Bestandteile, aufzentrifugiert werden sollen.
Gegebenenfalls sind mehrere Zentrifugationsflächen 8 innerhalb des Probenkammerelementes 2 angeordnet, wenn nämlich die Probenkammern 5 eine unterschiedliche Höhe 11, d. h. die Seitenwände 6 eine unterschiedliche Länge, aufweisen, sodass deren Beobachtungsfelder in dem Probenkammerelement 2 in einem unterschiedlichen Abstand zur Unterseite 4 angeordnet sind.
Für jede Zentrifugationsfläche 8 muss jedoch die Bedingung erfüllt sein, dass diese zumindest annähernd konkav verbiegbar und/oder verbogen ist, wobei ein Radius 12 einer Krümmung der Zentri- fugationsfläche (n) 8 zumindest im Bereich der Beobachtungsfelder 10 für entlang der Krümmung der Zentrifugationsfläche (n) 8 nebeneinander angeordnete Probenkammern 5 zumindest annähernd gleich gross ist.,, Annähernd gleich gross" ist in diesem Zusammenhang derart auszulegen, dass die Radien 12 für Punkte innerhalb einer und in benachbarten Probenkammern 5, d.
h. für sämtliche Probenkammern 5, deren Beobachtungsfelder 10 in einer gemeinsamen Zentrifugationsfläche 8 liegen, nicht mehr als 20 %, vorzugsweise nicht mehr als 15 %, insbesondere nicht mehr als 10 %, voneinander abweichen. Als untere Grenze ist für die angegebenen Werte der Idealfall mit 0 % Abweichung, wie dies in Fig. 1 anhand dieser ersten Ausführungsvariante der Aufnahmevorrichtung 1 dargestellt ist.
Geringe Abweichungen sind innerhalb der angegebenen Bereiche zulässig. Wie dies in den weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung noch verdeutlicht wird, ist dies bedingt durch einen nicht gekrümmten sondern vielmehr ebenen Boden 9 der Probenkammern 5. Diese geringen Abweichungen haben aber keine Auswirkungen auf das Zentrifugationsergebnis, d. h. dass keine Überlagerungen von Zellen bzw.
Zellbestandteilen auf den Beobachtungsfeldern 10 auftreten, selbstverständlich unter der Voraussetzung, dass die Zellkonzentration bzw. die Konzentration der Zell bestandteile entsprechend gewählt ist, da mit "keine Überlagerungen" im Sinne der Erfindung gemeint ist, dass sich die abzuzentrifugierenden Probenbestandteile nicht in einem Randbereich der Probenkammern 5 auf den Beobachtungsfeldern 10, also im Übergangsbereich vom Beobachtungsfeld 10 auf die Seitenwand 6 einer Probenkammer 5, ansammeln, wie dies bei ebenflächigen Aufnahmevorrichtungen mit mehreren Probenkammern bei deren Verwendung in Zentrifugen eintreten würde. Würde nämlich z.
B. eine herkömmliche Mikrotiterplatte, welche bekanntlich ebenfalls mehrere Probenkammern aufweist, in ein Rotorgehänge einer Tischzentrifuge eingesetzt und zentrifugiert, so trifft die Rotorachse, welche in Fig. 1 durch den Radiusstrahl symbolisiert ist und nicht auf die wahren geometrischen Gegebenheiten des Rotors, d. h. eine tatsächliche Rotorachse, bezug nimmt, nicht auf allen Punkten der Zentrifugationsfläche 8, insbesondere der Beobachtungsfelder 10, zumindest annähernd senkrecht auf. Dies führt dazu, dass die Probenbestandteile, also beispielsweise die Zellen bzw. Zellbestandteile in einem schrägen Winkel und ungleichmässig auf die Zentrifugationsfläche 8 aufzentrifugiert werden. Durch die daraus entstehende Überlagerung von Zellen bzw.
Zellbestandteilen ist eine mikroskopische Auswertung der Sedimente erschwert bzw. gegebenenfalls unmöglich.
Um dies zu verhindern, wird erfindungsgemäss, wie bereits ausgeführt, das Probenkammerelement 2 derart konkav verbogen, dass sämtliche Punkte auf der Zentrifugationsfläche 8, insbesondere innerhalb der Beobachtungsfelder 10, auf einer Kreisbahn liegen, die von der Zentrifugationsfläche 8 während der Zentrifugation beschrieben wird (in Draufsicht gesehen entsprechend Fig. 1, da selbstverständlich aufgrund der flächigen Ausbildung der Aufnahmevorrichtung 1 nicht eine Kreisbahn beschrieben wird, sondern vielmehr die Zentrifugationsfläche 8 die Mantelfläche eines rotationssymmetrischen Zylinders während der Zentrifugation definiert).
Das Probenkammerelement 2 nach Fig. 1 ist plattenförmig ausgebildet. Plattenförmig bedeutet hierbei, dass das Probenkammerelement 2 eine durchgehende Schicht mit entsprechenden Aussparungen für die Probenkammern 5 bildet. Vorzugsweise ist das Probenkammerelement 2 in den Dimensionen einer Mikrotiterplatte gemäss den Empfehlungen der SBS gefertigt, jedoch sind auch davon abweichende Dimensionen, welche an die individuellen Bedürfnisse des Anwenders der erfindungsgemässen Aufnahmevorrichtung 1 angepasst sein können, möglich. Insbesondere kann das Probenkammerelement 2 neben einem rechteckförmigen Querschnitt (in Draufsicht gesehen)
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auch andere Querschnittsformen, z. B. quadratisch, polygonal, etc., aufweisen.
Die Probenkammern 5 sind in einer bevorzugten Ausführung in Schnittpunkten 13 eines orthoganalen Rasters 14 in Spalten 15 und Reihen 16, wie dies in Fig. 2 strichliert dargestellt ist, angeordnet. Auch hier ist wiederum eine andere Anordnung der Probenkammern 5 möglich, beispielsweise um eine höhere Dichte zu erreichen eine hexagonale Anordnung in Art einer Schicht einer dichtest möglichen Kugelpackung.
Das Probenkammerelement 2 kann weiterhin als 12-Kammer-oder bevorzugt 24-Kammerplatte ausgebildet sein, wobei sich die Probenkammern 5 z. B. auf vier Spalten 15 und drei Reihen 16 bzw. vier Spalten 15 und sechs Reihen 16 verteilen können. Es ist jedoch auch eine andere Anzahl an Probenkammern 5 pro Probenkammernelement 2 möglich, beispielsweise kann deren Anzahl durch die Formel 3x2" bzw. 2" bestimmt sein, wobei n eine natürliche Zahl ist, also z. B. 48, 96,128, 384 Probenkammern 5 angeordnet sein, vorzugsweise wiederum innerhalb eines orthoganalen Rasters entsprechend der Anordnung auf einer Mikrotiterplatte nach SBS-Standard ist vorzugsweise als Mikrotiterplatte mit Abmessungen gemäss den Empfehlungen der SBS ausgebildet.
Die Probenkammern 5 sind als Vertiefungen in dem Probenkammerelement 2 ausgebildet, insbesondere hohlzylinderförmig und mit Kreisquerschnitt, wobei deren Öffnungen 7, wie bereits erwähnt, in der Oberseite 3 des Probenkammerelementes 2 geordnet sind. Andere Querschnittsformen sind auch hierbei wiederum möglich, wie z. B. quadratische, hexagonale, rautenförmige, dodekaederförmige bzw. allgemeine polygonale. Des weiteren können die Seitenwände 6 der Probenkammern 5 einen konisch, sich in Richtung auf die Böden 9 verjüngenden Verlauf aufweisen.
Das Probenkammerelement 2 nach Fig. 1 stellt den Idealfall dar, d. h. dass sämtliche Punkte auf der Zentrifugationsfläche 8 den gleichen Radius 12 der konkaven Krümmung aufweisen. Der Radius 12 wird dabei, ausgehend von einem Rotationsmittelpunkt 17 einer Zentrifuge (in Fig. 1 nicht dargestellt) bemessen. Dieser Idealfall wird dadurch erreicht, dass das Probenkammerelement 2 aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Polymer, wie z. B. Polypropylen, gefertigt ist, sodass also die exakte konkave Anpassung der Zentrifugationsfläche 8 an die bereits erwähnte Kreisbahn, welche diese während der Zentrifugation beschreibt, möglich ist. Im Ausgangszustand, also insbesondere während der Befüllung der Probenkammer 5 mit den Proben, ist das Probenkammerelement 2 ebenflächig.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird die Aufnahmevorrichtung 1 von einem Einsatz 18 für eine Haltevorrichtung 19, insbesondere während der Zentrifugation, gehaltert. Dazu weist dieser Einsatz 18 eine erste Oberfläche 20, die zur Anlage an die Haltevorrichtung 19, beispielsweise ebenflächig, ausgebildet ist, und eine dieser gegenüberliegenden zweite gekrümmte Oberfläche 21 auf, wobei diese zweite Oberfläche 21 derart konkav gekrümmt ist, dass die Zentrifugationsfläche 8 der Aufnahmevorrichtung 1 eine zumindest annähernd konkave Krümmung aufweist, wobei ein Radius der Krümmung der Zentrifugationsfläche 8 zumindest im Bereich der Beobachtungsfelder 10 für entlang der Krümmung der Zentrifugationsfläche 8 nebeneinander angeordnete Probenkammern 5 zumindest annähernd gleich gross ist, also dem Idealfall nach Fig.
1 dieser Radius in jedem Punkt auf der Zentrifugationsfläche 8 gleich gross ist.
Die erste Oberfläche 20 muss nicht ebenflächig ausgebildet sein, sondern kann sich diese an die entsprechende Gestaltung der an der ersten Oberfläche 20 anliegenden Oberfläche der Haltevorrichtung 19 orientieren.
Der Einsatz 18 ist entsprechend Fig. 1 über Verbindungselemente 22, z. B. Schrauben mit der Haltevorrichtung 19, fest verbunden. Denkbar sind aber auch beispielsweise Nut-Feder-Verbindungen zwischen dem Einsatz 18 und der Haltevorrichtung 19. Jedenfalls sollte ein entsprechender
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Die Haltevorrichtung 19 kann dabei als Rotorgehänge für eine Zentrifuge ausgebildet sein und z. B. über entsprechende, aus dem Stand der Technik für Rotorgehänge für Zentrifugen bekannte Gelenkanordnungen an einem Rotorarm der Zentrifuge befestigt werden, sodass ein Ausschwingen des Rotationsgehänges während der Zentrifugation aufgrund der Zentrifugalkraft ermöglicht wird. Dadurch ist es möglich, diese Rotationsgehänge, insbesondere die darauf angeordnete Aufnahmevorrichtung 1, mit nach oben weisenden Öffnungen der Probenkammern in die Zentrifuge einzusetzen, sodass auf zusätzliche Einrichtungen zur Abdeckung der Öffnungen 7 der Probenkammern
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5, um ein Ausfliessen der Proben aus den Probenkammern 5 zu vermeiden, verzichtet werden kann.
Um die Aufnahmevorrichtung 1, d. h. die Zentrifugationsfläche 8, da selbstverständlich nur diese die entsprechende Krümmung aufweisen muss, und somit, wie noch dargestellt wird, die Aufnahmevorrichtung 1, d. h. das Probenkammerelement 2, prinzipiell auch andersartig ausgebildet sein kann, in der konkav gekrümmten Arbeitsstellung zu halten bzw. in diese zu verbringen, sind an dem Einsatz 18 Spannelemente 23 angeordnet. Diese Spannelemente 23 können z. B. als Bügel bzw. Clipse ausgebildet und mit einer entsprechenden Gelenkverbindung seitlich an dem Einsatz 18, wie in Fig. 1 dargestellt, angelenkt sein, wobei eine entsprechende Vorspannung, z. B. über Federelemente, möglich ist, um die Unterseite 4 gegen die Oberfläche 21 des Einsatzes 18 zu pressen.
Die Spannelemente 23 können dabei grossflächig ausgebildet sein und sich z. B. über eine Breite 24 des Probenkammerelementes 2 (in Fig. 2 dargestellt) erstrecken bzw. können diese Spannelemente 23 als mehr oder weniger dünne Bügel ausgebildet sein. Dabei ist es möglich, dass über die Breite 24 mehrere Spannelemente 23 angeordnet sind und kann zudem, wie in Fig. 1 strichliert dargestellt, in einem Scheitelbereich 25 des Probenkammerelementes 2 ein weiteres Spannelement 23 angeordnet sein, wodurch auch der Scheitelbereich gegen den Einsatz vorgespannt wird und damit die Sicherheit der Aufrechterhaltung der konkaven Krümmung erhöht wird.
Dies ist jedoch aufgrund der Elastizität des Werkstoffes für das Probenkammerelement 2 nach Fig. 1 nicht zwingend erforderlich, da aufgrund der herrschenden Zentrifugalkräfte während der Zentrifugation das Probenkammerelement 2 automatisch gegen die Oberfläche 21 des Einsatzes 18 gepresst werden kann. Für weniger elastische Werkstoffe erweist sich jedoch die Anordnung des weiteren Spannelementes 23 im Scheitelbereich 25 als vorteilhaft.
Andere Halterungen der Aufnahmevorrichtung im Einsatz bzw. am Einsatz 18 sind ebenfalls möglich. So kann das Probenkammerelement 2 im Bereich der Unterseite 4 seitliche, insbesondere im Bereich der Breite 24 bzw. deren gesamte Länge, federartige Vorsprünge aufweisen, die in entsprechende nutförmige Ausnehmungen des Einsatzes im Bereich unterhalb der Oberfläche 21 eingreifen können, sodass nach dem konkaven Verbiegen des Probenkammerelementes 2 dieses in die Nuten eingeschoben werden kann und damit entsprechend fixiert ist. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn diese Stege als Winkelprofil, beispielsweise mit rechtwinkeligem Querschnitt mit gleichen Schenkellängen oder als L-Profil zumindest bereichsweise umlau- fend, z.
B. in den Eckbereichen des Probekammerelementes 2, angeordnet sind, wobei ein Schenkel im Verlauf der Unterseite 4 und der dazu zumindest annähernd rechtwinkelige Schenkel von dieser Unterseite 4 abstehend ausgebildet ist, sodass also die Unterseite 4 um diese Schenkellänge sowohl in der Länge als auch in der Breite vergrössert ist und damit ein Überlappen von aufeinander angeordneten Probenkammerelement 2 im Bereich der rechtwinkelig von der Unterseite 4 abstehenden Schenkel mit den Seitenwänden des Probenkammerelementes 2 und damit die Stapelbarkeit ermöglicht wird.
Durch Variation der Konkavität der zweiten Oberfläche 21 des Einsatzes 18, wie gegebenenfalls Variation der Dimensionierung des Einsatzes 18 ist es möglich, diesen individuell an unterschiedliche Grössen von Zentrifugen anzupassen, sodass eine entsprechend obigen Ausführungen ausgebildete Aufnahmevorrichtung ebenfalls für unterschiedlichste Zentrifugengrössen verwendbar ist. Diese insbesondere deswegen, da die Flexibilität des Werkstoffes für das Probenkammerelement 2 so gewählt werden kann, dass dieses beliebig, aufgrund der Elastizität des Werkstoffes vorgebbaren Grenzen an unterschiedliche Radien 12 der Krümmung der Zentrifugationsfläche 8 über den Einsatz 18 angepasst werden kann.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsvariante der Aufnahmevorrichtung 1 dargestellt. Diese ist wiederum in Form eines plattenförmigen Probenkammerelementes 2 mit darin ausgebildeten, vorzugsweise zylinderförmigen, Probenkammern 5 gebildet.
Die Probenkammern 5 sind, wie bereits beschrieben, in einem orthoganalen Raster 14 in Spalten 15 und Reihen 16 angeordnet. Die Bereiche 26, zwischen den Spalten 15, sind mit Verjüngungen 27 versehen. Entsprechend der Ausführung nach Fig. 2, sind jeweils zwei Verjüngungen 27 einander gegenüberliegend angeordnet, und zwar eine von der Oberseite 3 des Probenkammerelementes 2 in Richtung auf die Unterseite 4 verlaufend und eine von der Unterseite 4 in Richtung auf die Oberseite 3 verlaufend. Die Verjüngungen 27 sind in einer bevorzugten Ausführungsvariante keilförmig ausgebildet und verlaufen über die gesamte Breite 24 des Probenkammerelementes
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2. Andere Formen, beispielsweise mit rechteckigem Querschnitt, mit rundem Querschnitt bzw. gerundetem Querschnitt etc., sind selbstverständlich möglich.
Mit Hilfe dieser Verjüngungen 27 ist es möglich, die Zentrifugationsfläche 8 in beschriebener Weise zumindest annähernd konkav zu krümmen. Durch eine geringere Wandstärke 28 des Probenkammerelementes 2 im Bereich zwischen zwei einander gegenüber liegenden Verjüngungen 27 ist der dafür erforderliche Kraftaufwand entsprechend geringer bzw. wird es dadurch möglich, andere Werkstoffe, insbesondere Kunststoffe, vorzugsweise einem thermoplastischen Polymer, wie z. B. Polystyrol, für das Probenkammerelement 2 zu verwenden, besonders solche mit geringeren elastischen Eigenschaften, wie dies zu Fig. 1 beschrieben worden ist. Dies insbesondere deswegen, da im Bereich der Verjüngungen keine Materialverdrängung im Bereich der Unterseite 4 bzw. Materialdehnung im Bereich der Oberseite 3, erfolgen muss.
Der Querschnitt der Verjüngungen 27, insbesondere jener im Bereich der Unterseite 4 des Probenkammerelementes 2 kann dabei so bemessen sein, dass Verjüngungsseitenflächen 29 in der endgültigen konkaven Stellung aneinander anliegen. Die Bemessung richtet sich dabei insbesondere nach dem einzustellenden Radius 12 (Fig. 1). Dadurch lässt sich der Vorteil erreichen, dass die erfindungsgemässe Aufnahmevorrichtung 1 speziell an einen Zentrifugentyp angepasst werden kann und somit keine Verwechslungsgefahr für den Anwender besteht, sofern dieser mehrere Zentrifugen mit unterschiedlichen Durchmesser betreibt, da derart ausgebildet Aufnahmevorrichtungen 1 nicht in eine entsprechende Halteeinrichtung 19 bzw. an einen Einsatz 18 für eine bestimmte Zentrifuge angepasst werden können.
Die Verjüngungen können dabei als Sollbruchstellen ausgebildet sein, womit z. B. eine Trennung der Spalten 15 nach der Zentrifugation und somit eine spaltenweise Vereinzelung der Proben und in der Folge ein entsprechendes einfacheres Hantieren während der Mikroskopie ermöglicht werden kann.
Der Boden 9 des Probenkammerelementes 2 wird bei dieser Ausführungsvariante durch Objektträger 30 gebildet. Verwendbar sind herkömmliche, aus der Mikroskopie bekannte Objektträger 30, beispielsweise auch Napfobjektträger, aus Glas oder Kunststoff. Der Objektträger 30 sollte durchsichtig sein, um die Mikroskopie zu ermöglichen. Des weiteren ist es möglich, einerseits den Objektträger 30 wiederum aus einem elastischen Werkstoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Polymer oder Elastomer, wie z. B. Polystyrol, eine durchsichtige Silikonmembran, etc. zu fertigen, sodass die Anpassung an die erforderliche Konkavität ermöglicht wird.
Andererseits ist es
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aus Glas, da die Abweichung von der erforderlichen bzw. gewünschten Konkavität im oben angeführten Toleranzbereich liegt und somit auch bei dieser Ausführungsvariante, die von der Idealausführung abweicht, mit keiner Überlagerungen von Zellen bzw. Zellbestandteile zu rechnen ist.
Bei dieser Ausführungsvariante fällt weiters die Zentrifugationsfläche 8 mit der Unterseite 4 des Probenkammerelementes 2 zusammen und werden die Beobachtungsfelder 10 in diesem Fall bei Auslieferung des Probenkammerelementes 2 durch weitere Öffnungen 31, welche den Öffnungen 7 gegenüberliegend angeordnet sind, gebildet. Der Boden 9 für eine Probenkammer 5 kann z. B. vom Verwender angebracht werden bzw. kann dies selbstverständlich auch bereits serienmässig vom Hersteller vorgesehen sein. Die Anbringung der Objektträger 30 kann dabei durch eine dichtende Verbindung erfolgen, z. B. eine Verklebung der Seitenwände 6, d. h. deren im Bereich der Unterseite 4 liegende Stirnflächen mit dem Objektträger 30.
Selbstverständlich kann eine grösserflächige Verklebung durchgeführt werden, wobei jedoch auf zu achten ist, dass die Beobachtungsfelder 10 frei bleiben.
Des weiteren ist es möglich, dass zwischen den Objektträgern 30 und der Unterseite 4 des Probenkammerelementes 2 Saugkörper, wie beispielsweise Filterkarten, angeordnet werden (in Fig. 2 nicht dargestellt) bzw. können diese Saugkörper auch innerhalb der Probenkammern 5 angeordnet werden.
Vorzugsweise werden durch einen Objektträger 30 die Böden 9 von mehreren, insbesondere sämtlichen, innerhalb einer Spalte 15 liegenden Probenkammer 5 gebildet.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Aufnahmevorrichtung 1.
Es sei an dieser Stelle bemerkt, dass einzelne Bestandteile der einzelnen Ausführungsvarianten
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auf die jeweils anderen Ausführungsvarianten übertragbar sind, z. B. die Anordnung von Objektträgern 30 am Probenkammerelement 2, sodass diese Beschreibungsteile entsprechend übertragbar sind, selbst wenn in den einzelnen Ausführungsbeispielen hierzu nicht explizit bezug darauf genommen wird.
Das Probenkammerelement 2 nach der Ausführungsvariante entsprechend Fig. 3 ist rahmenförmig ausgebildet, d. h. dass die Seitenwände 6 der einzelnen Probenkammern 5 lediglich über Stege 32 mit den Seitenwänden 6 der unmittelbar benachbarten Probenkammer 5 verbunden sind.
Damit lässt sich nicht nur eine Materialeinsparung während der Herstellung erzielen, sondern ist es wiederum möglich, für dieses rahmenartige Probenkammerelement 2 festere Werkstoffe mit geringer Elastizität zu verwenden, um eine grössere Stabilität im ebenen Zustand des Probenkammerelementes 2 zu erreichen. Durch die geringe Wandstärke der Stege 32 ist trotzdem die konkave Krümmung im Sinne der Erfindung möglich. Zumindest die Stege 32 zwischen benachbarten Probenkammern 5 können aber auch aus einem Elastomer gefertigt sein, wodurch die Erreichung der Konkavität während der Zentrifugation erleichtert wird.
Auch bei dieser Ausführungsvariante werden die Böden 9, d. h. die Beobachtungsfelder 10, der insbesondere zylinderförmigen Probenkammern 5 von Objektträgern 30 gebildet, wobei ein Objektträger 30 mehreren Probenkammern einer Spalte 15 zugeordnet ist, insbesondere mit den Stirnflächen der Seitenwände 6 der Probenkammern 5 dichtend verbunden ist.
Ein Abstand 33 zwischen benachbarten Objektträgern 30 kann dabei so gewählt sein, dass einander gegenüberliegende Seitenkanten 34 von benachbarten Objektträgern in der gekrümmten Stellung des Probenkammerelementes 2 sich zumindest annähernd berühren.
Weiters ist aus Fig. 3 ersichtlich, dass die Objektträger 30 einen Datenträger 35, z. B. einen einbzw. zweidimensionalen Barcode bzw. einen Chip, insbesondere in Transpondertechnologie, aufweisen können, wodurch wiederum ein höherer Automatisierungsgrad bei der Verwendung der erfindungsgemässen Aufnahmevorrichtung 1 ermöglicht wird, indem auf diesem Datenträger probenspezifische Daten hinterlegt sind. Diese Daten können dabei weiters z. B. die Koordinaten der jeweiligen Probenkammer 5 umfassen, in der eine bestimmte Probe vorgelegt ist, sodass insbesondere bei automatischer Befüllung der Probenkammern 5 mit einem Pipettierautomaten die einzelnen Probenkammern 5 spezifisch angefahren werden können. Auch kann damit z.
B. softwaremässig hinterlegt ein entsprechendes Analyseprotokoll abgearbeitet werden, indem spezifische Reagenzien in vorbestimmbaren Probenkammern 5 entsprechend der darin vorgelegten Probe vorgelegt werden.
In einer Ausführungsvariante hierzu kann vorgesehen sein, dass die jeweils äusseren Probenkammern 5 von einem Rahmen 36 umgeben sind, der wiederum über Stege 32 mit den entsprechenden Seitenwänden 6 der Probenkammern 5 verbunden ist, wie dies in Fig. 3 strichliert dargestellt ist. Durch diesen Rahmen 36 wird eine weitere Festigkeitssteigerung des rahmenförmigen Probenkammerelementes 2 erreicht, was insbesondere in Hinblick auf die Verwendung des Probenkammerelementes 2 mit Laborroboter von Vorteil ist. Anstelle der Verbindung des Rahmens 36 über Stege 32 mit den Seitenwänden 6 der Probenkammern 5 kann diese auch vollflächig folgen.
Von Vorteil ist es dabei, wenn der Rahmen 36 wieder zur Stapelbarkeit der Aufnahmevorrichtungen 1 ausgebildet ist, also beispielsweise mit im Querschnitt betrachtet rechtwinkeligen Profil, wie dies bereits voranstehend beschrieben wurde, sodass also ein Eingriff bzw. eine Überlappung des entsprechenden Schenkels des Rahmens 36 einer Aufnahmevorrichtung 1 mit dem Rahmen, der selbstverständlich eine gewisse Höhe aufweist, insbesondere der Höhe der Aufnahmevorrichtung insgesamt entspricht bzw. infolge des von der Unterseite 4 (Fig. 1) abstehenden Schenkels des Rahmens um diese Schenkellänge länger ist, d. h. der Seitenwand einer darunter liegenden Aufnahmevorrichtung 1 überlappend ausgebildet ist.
Im Falle der Anordnung des Rahmens 36 ist es weiterhin möglich, dass die Spalten 15 generell getrennt vorliegen und über entsprechende Einrichtungen im Rahmen gehaltert werden, beispielsweise über Schnappverbindungen bzw. Reibschluss, wie dies bereits aus dem Stand der Technik für Mikrotiterplatten bekannt ist. Auf diese Weise können unterschiedlichst ausgestaltete Spalten miteinander in einem Rahmen gemeinsam zentrifugiert werden, wodurch sich die Universalität der Erfindung erhöhen lässt.
Die in Seitenansicht geschnittene Darstellung einer weiteren Variante der Aufnahmevorrichtung 1 in Fig. 4 zeigt ein plattenförmiges Probenkammerelement 2 mit spalten-und reihenweise
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angeordneten Probenkammern 5.
Auch bei dieser Ausführungsvariante werden die Böden 9, d. h. die Beobachtungsfelder 10 der Probenkammern 5, durch Objektträger 30 gebildet. Diese sind bei dieser Ausführungsvariante in einer nutförmigen Ausnehmung 37 gehaltert und geführt (linker Teil der Fig. 4). Anstelle dieser nutförmigen Führungen ist es auch möglich Rastverbindungen vorzusehen, z. B. in Art einer Clipverbindung (rechter Teil der Fig. 4). Die nutförmige Ausnehmung 37 kann unterhalb der Probenkammern 5 auf der Höhe der Zentrifugationsfläche 8 angeordnet, mit einer Erstreckung von der Zentrifugationsfläche 8 in Richtung auf die Unterseite 4 des Probenkammerelementes 2.
Eine Ausnehmungshöhe 38 in Richtung der Seitenwände 6 der Probenkammern kann dabei einer Objektträgerstärke 39 entsprechen, wodurch sich die Objektträger 30 dichtend in diese nutförmigen Ausnehmungen 37 einschieben lassen. Eine seitliche Ausdehnung in Richtung senkrecht auf die Seitenwände 6 der Probenkammern 5 kann weiters einer Objektträgerbreite 40 entsprechen.
Andererseits ist es möglich, dass diese seitliche Ausdehnung grösser ist als die Objektträgerbreite 40, wodurch sich die Objektträger 30 einfacher einschieben lassen. Bei der Clipsvariante ist es weiterhin möglich einen Bereich des Rahmens in der Nähe der Objektträger 30 aus einem elasti-
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Des weiteren ist es möglich, dass die Objektträger 30 beabstandet zu den diesen zugeordneten Stirnflächen der Seitenwände 6 der Probenkammern 5 angeordnet sind, dass also die Ausnehmungshöhe 38 grösser ist als die Objektträgerstärke 39, wodurch zwischen dem Objektträger 30 und der Stirnfläche der Seitenwand 6 beispielsweise ein Dichtungselement oder aber auch ein Filterelement, z. B. eine Filterkarte, eingeschoben werden kann.
Um das Probenkammerelement 2 bei dieser Ausführungsvariante in die konkave Krümmung verbringen zu können, ist das Probenkammerelement 2 aus zumindest zwei unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt, wobei darauf hingewiesen sei, dass wahlweise eine derartige Ausbildung auch bei den anderen Ausführungsvarianten der Erfindung möglich ist bzw. die entsprechenden Werkstoffe der anderen Ausführungsvarianten entsprechend übertragbar sind. Anstelle der Fertigung des Probenkammerelementes 2 aus verschiedenen Werkstoffen ist es auch möglich, rein konstruktive Vorkehrungen, wie z. B. Verjüngungen bzw. Stege, vorzusehen, um eine konkave Verformung des Probenkammerelementes 2 während der Zentrifugation zu erreichen.
Das Probenkammerelement 2 ist dazu zonenweise aufgeteilt, wobei sich diese Zonen entlang der Spalten 15 (z. B. Fig. 3) erstrecken. Dabei sind Bereich 41 zwischen benachbarten Probenkammerspalten aus einem elastischen Werkstoff, z. B. entsprechend obigen Ausführungen, gefertigt, wodurch die Konkavität annähernd erreicht wird. Die unmittelbar im Bereich der Objektträger 30 liegenden Bereiche des Probenkammerelementes 2 können aus einem dazu unterschiedlichen, z. B. einem steiferen Werkstoff, bestehen, wodurch den Probenkammern 5 eine entsprechende Stabilität verliehen werden kann.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird also die Idealkonkavität nur zumindest annähernd erreicht, jedoch erwachsen daraus aus oben genannten Gründen, insbesondere da die Objektträger 30 bzw. die Probenkammer 5 entsprechend gering dimensioniert sein können, dem Anwender keine Nachteile daraus, da dadurch keine Überlagerung von Zellen zu erwarten ist, insbesondere da der Radius 12 (Fig. 1) nur um wenige Zehntel-Grad vom rechten Winkel des Lots von der Rotorachse zur Mitte des Beobachtungsfeldes 10 abweichend auf die einzelnen Punkte im Seitenbereich der Probenkammern 5, d. h. des Beobachtungsfeldes 10, auftrifft.
Fig. 5 zeigt eine sandwichartige Anordnung mehrerer erfindungsgemässer Aufnahmevorrichtungen 1 übereinander, wobei die einzelnen Aufnahmevorrichtungen 1 stapelbar, entsprechend obigen Ausführungen, ausgebildet sein können, sodass ein entsprechender Zusammenhalt des Sandwichaufbaues erreicht wird.
Die Aufnahmevorrichtungen 1 sind dabei über bereits erwähntes Spannelement 23 (nach Ausführungsvariante Fig. 1) gegen eine entsprechend der Erfindung konkav ausgebildete Haltevorrichtungsoberfläche 42 der Haltevorrichtung 19 gespannt, sodass bei dieser Ausführungsvariante auf den Einsatz entsprechend Fig. 1 verzichtet werden kann. Die Haltevorrichtung 19 kann dabei insbesondere wieder als Rotorgehänge für eine Zentrifuge ausgebildet sein, sodass dieses direkt in
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verbunden, sodass ein Ausschwenken der Spannelemente 23 möglich ist, und kann optional hierzu wiederum ein Spannelement 23 im Scheitelbereich 25 der Aufnahmevorrichtungen 1 vorgesehen werden, welches ebenfalls gelenkig mit der Haltevorrichtung 19 verbunden sein kann.
Die am weitesten von der Haltevorrichtung 19 entfernte Aufnahmevorrichtung 1 kann dabei zusätzlich von einem entsprechend ausgebildeten Abdeckelement, z. B. einem Deckel, abgedeckt werden bzw. kann dieses Abdeckelement durch eine insbesonders leere Aufnahmevorrichtung 1 gebildet sein. Damit kann z. B. eine Aerosolbildung in der Zentrifugenkammer vermieden werden, was insbesondere in Hinblick auf infektiöse Proben von Vorteil ist.
Die Stapelbarkeit der Aufnahmevorrichtungen 1 kann auch dadurch erreicht werden, dass die Seitenwände 6 der Probenkammern 5 über die Oberseite 3 des Probenkammerelementes 2 hinausragen und gegenüber der Unterseite 4 vertieft am Probenkammerelement 2 angeordnet sind, sodass also bei gleichartig ausgebildeten Probenkammerelementen 2 der überstehende Teil der Seitenwände 6 einer Aufnahmevorrichtung 1 in die entsprechende Vertiefung an der Unterseite im Bereich der Seitenwände 6 einer anderen Aufnahmevorrichtung 1 in Eingriff gelangen kann.
Mit Fig. 6, weiche wiederum eine sandwichartige Anordnung mehrerer Aufnahmevorrichtungen 1 übereinander in Seitenansicht darstellt, soll zum einen nochmals verdeutlicht werden, dass es möglich ist, diese Aufnahmevorrichtungen 1 lediglich über Spannelemente 23 die im Scheitelbereich 25 (z. B. Fig. 1) der Aufnahmevorrichtungen 1 angreifen und die an der Haltevorrichtung 19 insbesondere gelenkig geordnet sind, entsprechend konkav vorzuspannen und das somit auf seitliche Spannelemente 23, wie dies z. B. in Fig. 1 bzw. Fig. 5 dargestellt ist, verzichtet werden kann. Zum anderen soll mit Fig. 6 verdeutlicht werden, dass Aufnahmvorrichtungen unterschiedlicher Grösse diesen sandwichartigen Aufbau bilden können.
Es soll damit die universelle Einsatzbarkeit der Haltevorrichtung 19 einerseits und andererseits der Aufnahmevorrichtungen 1 und der damit erreichte grössere Probendurchsatz mit einmaliger Zentrifugation verdeutlicht werden.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Haltevorrichtung 19, die durch einen Haltevorrichtungsrahmen 43 gebildet wird. Auch diese Haltevorrichtung 19 kann als Rotorgehänge ausgebildet und somit direkt in eine Zentrifuge an den entsprechenden Rotor eingesetzt werden. Dazu kann beispielsweise in äusseren Seitenwänden 44 eine entsprechende Aussparung 45, z. B. nutförmig, vorgesehen sein, in welcher ein Halteelement des Rotors drehbar eingreifen kann.
Der Haltevorrichtungsrahmen 43 ist insbesondere bezüglich eines inneren Querschnittes 46 derart bemessen, dass die Längenabmessungen der inneren Flächen der Seitenwände 44 des Haltevorrichtungsrahmens 43 kleiner sind, als die entsprechenden Längenabmessungen des Querschnittes der Aufnahmevorrichtung 1, sodass diese Aufnahmevorrichtung 1 nur im konkav gekrümmten Zustand eingesetzt werden kann und somit diese konkave Krümmung durch die bereichsweise Abstützung der Aufnahmevorrichtung 1 an den inneren Oberflächen der Seitenwände 44 des Haltevorrichtungsrahmens 43 beibehalten wird. Insbesondere sind die Abmessungen des Haltevorrichtungsrahmens 43 derart bemessen, dass der Radius der Krümmung (Fig. 1) der Aufnahmevorrichtung 1 dem Radius bereits beschriebener Kreisbahn im Sinne der Erfindung zumindest annähernd entspricht.
Um die Haltevorrichtung 19 variabel zu gestalten, im Hinblick auf unterschiedliche Grössen von Aufnahmevorrichtungen 1, können in den Rahmen Haltevorrichtungseinsätze 47 eingesetzt werden, insbesondere in den inneren Seitenbereichen, wie dies in Fig. 7 strichpunktiert dargestellt ist.
Damit lässt sich der innere Querschnitt 46 des Haltevorrichtungsrahmens 43 entsprechend variabel gestalten. Diese Haltevorrichtungseinsätze 47 können z. B. über Reibschluss im Rahmen gehaltert sein bzw. sind auch entsprechende Führungs- und Halteelemente an diesen bzw. in inneren Seitenwänden des Haltevorrichtungsrahmens 43, z. B. Nut-Feder-Verbindungen, möglich angeordnet sein.
Weiters können diese Haltevorrichtungseinsätze 47 bzw. der Haltevorrichtungsrahmen 43 selbst an der inneren Oberfläche der Seitenwände 44 entsprechende Aussparungen für die an diesen anliegenden Seitenbereiche der Aufnahmevorrichtung 1 aufweisen, wodurch die Aufnahmevorrichtung 1 besser gehaltert werden kann.
Wie Fig. 7 weiters zeigt, können an bzw. in der bzw. den inneren Oberflächen des Haltevorrichtungsrahmens 43 Spanneinrichtungen 48, wie z. B. Federn, Stege oder dgl., angeordnet sein, insbesondere - im Querschnitt betrachtet-im Bereich der Flanken und/oder im Scheitelbereich 25
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der Aufnahmevorrichtung 1, wobei diese Spanneinrichtungen 48 auch in Führungseinrichtungen, wie in Fig. 7 strichpunktiert dargestellt, geführt sein. Durch diese Spanneinrichtungen 48 wird die Aufnahmevorrichtung 1 gegen die entsprechenden inneren Oberflächen der Seitenwände 44 des Haltevorrichtungsrahmens 43 vorgespannt und in der konkav gekrümmten Stellung gehalten bzw. kann damit auch ein unbeabsichtigtes Entfernen der Aufnahmevorrichtung 1 aus dem Haltevorrichtungsrahmen 43 vermieden werden.
In Fig. 8 ist eine andere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Aufnahmevorrichtung 1 dargestellt. Diese besteht aus einem ebenflächigen Probenkammerelement 2, in dem insbesondere zylinderförmigen Probekammern 5 vorzugsweise in Spalten 15 und Reihen 16 eines orthoganalen Rasters 14 (Fig. 2) geordnet sind. Zum Unterschied zu vorangehenden Ausführungsvarianten sind die Böden 9, d. h. die Beobachtungsfelder 10, bereits werkseitig derartig konkav gekrümmt vorgefertigt, dass die erfindungsgemässen Radiusbedingungen, wie oben ausführt, erfüllt sind.
Dabei können die Beobachtungsfelder 10 selbst die konkave Krümmung aufweisen bzw. können diese auch ebenflächig ausgebildet sein, wie dies z. B. in den Ausführungsvarianten mit angeordneten Objektträgern der Fall ist und insbesondere von Vorteil für die Mikroskopie ist, damit eine ebene Betrachtungsfläche zu Verfügung steht. Es ist also bei dieser Ausführungsvariante nicht mehr erforderlich, die Aufnahmevorrichtung 1 selbst entsprechend konkav zu verbiegen, da, wie bereits erwähnt, die Zentrifugationsfläche 8 die erforderliche Konkavität bereits aufweist. Damit ist es möglich, auch starre Werkstoffe, wie z. B. Kunststoffe, vorzugsweise ein thremoplastisches Polymer, beispielsweise Polystyrol, Polypropylen, für das Probenkammerelement 2 zu verwenden.
In einer Ausführungsvariante hierzu zeigt Fig. 9 eine Aufnahmevorrichtung 1 mit dem Proben- kammerelement 2, bei der die Unterseite 4 mit der Zentrifugationsfläche 8 zusammenfällt, und bereits werkseitig konkav vorgekrümmt ausgebildet ist. Die Oberseite 3 kann bei dieser Ausführungsvariante ebenflächig bzw. auch mit einer Krümmung versehen sein.
Da bei dieser Ausführungsvariante analog zur Ausführungsvariante nach Fig. 3 bzw. 2 die Beobachtungsfelder 10 werkseitig durch die weiteren Öffnungen 31 gebildet sind, ist es mit dieser Ausführungsvariante möglich, Böden 9 der Probenkammern 5 durch Objektträger 30 zu bilden, beispielsweise durch bereits beschrieben Verklebung mit den Stirnflächen der Seitenwände 6.
Um die Befüllbarkeit der Probenkammer 5 mit den Proben bei dieser Ausführungsvariante einfacher zu gestalten ist es möglich, dass an der Unterseite 4 ein in Fig. 9 strichliert dargestellter Halterahmen 49 angeordnet ist bzw. können Stützen 50 insbesondere in den Seitenbereichen des Probenkammerelementes 2 vorgesehen sein, um damit eine ebenflächige Aufstandsfläche der Aufnahmevorrichtung 1 zu ermöglichen.
Weiters ist es möglich, dass auch bei dieser bzw. bei der Ausführungsvariante nach Fig. 8 selbstverständlich wiederum bereits beschriebene Verjüngungen 27 an der Oberseite 3 und/oder Unterseite 4 ausgebildet sind, wodurch sich erreichen lässt, dass sich die Aufnahmevorrichtung 1 zwar bereits eine gewisse Vorkrümmung aufweisen kann, die endgültige konkave erfindungsgemässe Krümmung aber durch den Anwender selbst, und damit die genaue Anpassungen den erforderlichen Radius (Fig. 1) erfolgt.
Weiters können bei diesen beiden letztgenannten Ausführungsvarianten auch die Spalten 15 voneinander trennbar, z. B. über die bereits beschriebene Sollbruchstellen zwischen nebeneinander angeordneten Spalten 15, ausgebildet sein, um damit wiederum die Mikroskopie zu erleichtern, insbesondere um die Beobachtungsfelder 10 entsprechend parallel der Aufstandsfläche auf dem Mikroskop auszurichten.
Fig. 10 zeigt schliesslich eine Ausführungsvariante eines Rotorgehänges 51 in Form eines rotationssymmetrischen Zylinders mit einem Zylindermantel 52. An diesen Zylindermantel 52 ist aussen schwenkbar die Spanneinrichtung 48 angelenkt bzw. können mehrere dieser Spanneinrichtungen 48 vorhanden sein. Die Grösse dieser Spanneinrichtungen 48 kann dabei so bemessen sein, dass diese zumindest annähernd eine Höhe 53 des Zylindermantel 52 aufweisen und eine Breite 54 zumindest einem Bruchteil des Umfanges des Zylindermantel 52 entspricht.
Auf der äusseren Oberfläche des Zylindermantel 52 ist zumindest eine Aufnahmevorrichtung 1, vorzugsweise mehrere, wie in Fig. 10 dargestellt, angeordnet. Die Befestigung kann dabei zum einen über die Spanneinrichtung 48 erfolgen, die nach Auflegen der Aufnahmevorrichtung 1 auf die Zylindermanteloberfläche die Aufnahmevorrichtung 1 vorspannt und die Konkavität herstellt. Dazu wird die Spanneinrichtung 48 in Richtung auf die Zylindermantelfläche entsprechend Pfeil 55
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verschwenkt und über aus dem Stand der Technik bekannte Verschlusseinrichtungen 56 am Zylin- dermantel 52 befestigt.
Unterstützend kann hierbei in der Oberfläche des Zylindermantel 52 zumindest eine Aussparung zumindest in der Grösse der Aufnahmevorrichtungen 1 vorgesehen sein, sodass diese bereits bei Einlegen in die Aussparung zumindest geringfügig fixiert sind.
Da bei dieser Ausführungsvariante die Aufnahmevorrichtungen 1 stehend in das Rotorgehänge 51 eingesetzt werden, ist es von Vorteil, wenn die Probenkammer 5 eine entsprechende Abdeckung aufweist, sodass die Probenflüssigkeiten nicht aus den Probenkammern 5 austreten können.
Aus den vorab beschriebenen, erfindungsgemässen Vorrichtungen, insbesondere der Aufnahmevorrichtung 1, der Haltevorrichtung 19, dem Einsatz 18, dem Rotorgehänge 51 kann also dem Anwender ein entsprechendes Zentrifugationssystem zur Verfügung gestellt werden.
Es ist im Rahmen dieser Beschreibung nicht möglich, sämtliche denkbare Ausführungsvarianten der Erfindung darzustellen und zu beschreiben und sind weitere Ausführungsvarianten der Aufnahmevorrichtung 1, weiche die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gegenständlicher Erfindung aufweisen, selbstverständlich vom Schutzumfang mitumfasst. So ist es insbesondere auch möglich, die Wandstärken der Aufnahmevorrichtungen 1 derart zu dimensionieren, dass die konkave Krümmung auch für Werkstoffe mit höheren Festigkeiten ermöglicht wird.
Des weiteren sei an dieser Stelle bemerkt, dass selbstverständlich bei jenen Ausführungsvarianten, bei welchen die Beobachtungsfelder 10 durch Objektträger 30 gebildet werden, diese Objektträger 30 nach der Zentrifugation vom Probenkammerelement 2 zur Begutachtung unter dem Mikroskop vom Probenkammerelement 2 entfernt werden können.
Nach erfolgter Zentrifugation können die auf die Beobachtungsfelder 10 aufzentrifugierten Zeilen weiteren Bearbeitungsschritten, wie z. B. einer Fixierung und Färbung, zugeführt werden.
Durch die Ausbildung der Aufnahmevorrichtung 1 als Mikrotiterplatte wird, wie bereits beschrieben, ein höherer Automatisierungsgrad ermöglicht. Des weiteren ist durch die erfindungsgemässe Aufnahmevorrichtung 1 das gesamte Spektrum der gängigen Diagnostik, wie z. B. mikroskopische, immunzytologische/immunzytochemische, biochemische und/oder molekularbiologische Untersuchungen auf Mikrotiterplattenebene möglich. Diese Mikrotiterplatten erlauben dem Fachmann die ihm aus der Zytologie bekannten gleichen Manipulationen mit dem Unterschied, dass mehrere Proben gleichzeitig, unter standardisierten Bedienungen und in schnelleren Zeiträumen verarbeitet werden können.
Besonders bevorzugt werden Mikrotiterplatten, die anstelle eines Kunststoffbodens einen Glasboden haben, da sich Glas für verschiedene Anwendungen besser als Kunststoff eignet, beispielsweise zur Fixierung der Zellen. Anstelle von Glas können aber auch beschichtete Kunststoffe verwendet werden, wobei die Beschichtung z. B. funktionsgleich zu Glas ausgeführt sein kann. Generell sind aber auch andere funktionelle Beschichtungen möglich.
Selbstverständlich ist mit der erfindungsgemässen Aufnahmevorrichtung 1 auch eine computerunterstützte Bildanalyse möglich.
Des weiteren sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemässe Aufnahmevorrichtung nicht nur das Aufzentrifugieren von Probenbestandteilen auf die Beobachtungsfelder 10 ermöglichen, sondern damit auch die bereits aus dem Stand der Technik bekannte Verfahrensweise der Trocknungszentrifugation, d. h. also das Trocknen der Bestandteile, möglich ist.
Analog zu den Verfahren im Bereich der Immunzytologie/lmmunzytochemie können die molekularbiologischen Diagnoseverfahren ebenfalls auf Mikrotiterplatten durchgeführt werden mit dem Unterschied, dass nach dem Auftrennen der Zellen bzw. Zellbestandteile wesentlich kleinere Volumina verarbeitet werden und somit Mikrotiterplatten bis hin zu HTS- (High Throughput System) Mikrotiterplatten bzw. Systeme nach Nanotechnologie verwendet werden und die Manipulation durch Roboter bzw. eigens konzipierte Maschinen unter standardisierten Bedienungen in minimalen Volumina durchgeführt werden können.
Somit erlaubt die vorliegende Erfindung eine Verfahrensweise zum Send- oder vollautomatischen Nachweis, beispielsweise von Tumorzellen, in einer Flüssigkeit, wobei die Tumorzellen, wie voran beschrieben, aus der Körperflüssigkeit angereichert wurden.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Aufnahmevorrichtung 1, der Haltevorrichtung 19, des Einsatzes 18 und des Rotor-
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gehänges 51 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
1 Aufnahmevorrichtung
2 Probenkammerelement
3 Oberseite
4 Unterseite
5 Probenkammer
6 Seitenwand
7 Öffnung
8 Zentrifugationsfläche
9 Boden 10 Beobachtungsfeld 11 Höhe 12 Radius 13 Schnittpunkt 14 Raster 15 Spalte 16 Reihe 17 Rotationsmittelpunkt 18 Einsatz 19 Haltevorrichtung 20 Oberfläche 21 Oberfläche 22 Verbindungselement 23 Spannelement 24 Breite 25 Scheitelbereich 26 Bereich 27 Verjüngung 28 Wandstärke 29 Verjüngungsseitenfläche 30 Objektträger 31 Öffnung 32 Steg 33 Abstand 34 Seitenkante 35 Datenträger 36 Rahmen 37 Ausnehmung 38 Ausnehmungshöhe 39 Objektträgerstärke 40 Objektträgerbreite 41 Bereich 42 Halterungsvorrichtungsoberfläche 43 Haltevorrichtungsrahmen 44 Seitenwand 45 Aussparung 46 Querschnitt 47 Haltevorrichtungseinsatz 48 Spanneinrichtung 49 Halterahmen 50 Stütze 51 Rotorgehänge 52 Zylindermantel 53 Höhe 54 Breite 55
Pfeil 56 Verschlusseinrichtung