CN110832063A - 用于处理液体样本的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于处理位于容器中的液体样本的方法,其中,将附接装置固定在所述容器上,使得至少一个流体管路伸入到所述液体样本中,并且通过所述流体管路将流体直接分配到所述液体样本中,和/或把一部分所述液体样本吸入到所述流体管路中。

Description

用于处理液体样本的方法
本发明涉及一种用于处理位于容器中的液体样本的方法。
此外,本发明涉及一种附接装置和一种具有根据本发明的附接装置和用于容纳液体样本的容器的装置。
由现有技术中已知,活性物质例如单克隆抗体和其它蛋白质借助所谓的单克隆细胞系产生。这些是全部来自于单个亲本细胞的细胞种群。产生单克隆细胞系是必要的,因为只有这样才能确保种群中的所有细胞都具有近似相同的基因组,以便产生活性物质。
为了产生单克隆细胞系,将细胞各自转移到微量滴定板的容器中。通过在基因上改变宿主细胞系并分离这些改变的细胞来制备转移的细胞。各个细胞沉积到微量滴定板中是通过例如自由喷射印刷法或移液来完成的。
此后,生长于一个细胞的细胞群落在微量滴定板的容器中静态地即无需运动地培育,直到这些细胞群落几乎覆盖了微量滴定板的容器的整个底部。随后,将细胞培养物逐步转移到更大的器皿中。特别地,将细胞培养物转移到不同大小的微量滴定板中,然后转移到摇瓶中,最后转移到生物反应器中。通常,在摇瓶的情况下,从静态培养变为动态培养,也就是说,连续地摇动摇瓶,以便混合细胞培养物。最后,从一系列数百种到数千种这样的细胞培养物中,把可以最稳定地且最大量地在生物反应器中产生活性成分的那种细胞培养物投入生产。
在生物反应器中,通常使细胞培养物保持运动,调节pH-值、氧气含量和营养价值含量和温度,以便为细胞提供最佳生长条件。此外,在具有漂浮细胞的运动的培养基中,每单位体积可以繁殖更多的细胞。这与静止的细胞培养物相比,在体积恒定的情况下,显着提高了产量。
微量滴定板中的静态培养对于细胞而言不是理想的,因为这些细胞在摇动或搅动的环境中繁殖理想。在细胞转移到静态条件下时,可能会出现并非所愿的培养情况,例如代谢活性降低,最坏的情况是细胞死亡。但是,细胞起初无法在生物反应器中繁殖,因为细胞培养物不会在低浓度下生长。因此,单细胞不会大量繁殖。通常,这导致细胞死亡。因此,需要逐步地增大细胞所位于的体积。
不断增加的活群落数量及由此得到的产物对于该行业至关重要。它们决定了细胞生产批次可以产生的周转率。
从现有技术中已知一些具有振动器的装置,这些振动器摇动微量滴定板并因此防止微量滴定板中的静态条件。然而,已知设计的缺点在于,对于具有小体积的容器,实际上不再可能摇动微量滴定板。
本发明的目的在于,提出一种方法,通过该方法,不管容器的容积如何,都可以避免前述缺点。
本发明的目的通过一种用于处理位于容器中的液体样本的方法来实现,其中,将附接装置固定在容器上,使得至少一个流体管路伸入到液体样本中,并且通过该流体管路将流体直接分配到液体样本中,和/或把一部分液体样本吸入到流体管路中。
本发明的目的还在于,提出一种装置,其中,不管容器的容积如何,都可以避免前述缺点。
该目的通过一种实施根据本发明的方法的附接装置来实现。另外,该目的通过一种带有至少一条流体管路的附接装置来实现,该附接装置可再松开地固定在用于容纳液体样本的容器上,该附接装置被设计和指定用于使流体管路伸入到液体样本中,并且通过该流体管路可将流体直接分配到液体样本中,和/或可把一部分液体样本吸入到流体管路中。
根据本发明的方法和装置具有如下优点:在生产过程中很早就已经实现了细胞生长的最佳生产条件。特别地,在根据本发明的方法和根据本发明的装置中,可以实现液体样本的移动和/或混合,和/或可以调节液体样本中的气体含量和/或液体样本的营养物含量和/或液体样本的细胞浓度。这是可能的,因为流体管路插入到液体样本中,并且借助于流体管路可以实现把一部分液体样本吸入到或者把流体直接分配到液体样本中。
液体样本可以是液体的生物或化学的样本。特别地,液体样本可以具有漂浮在液体中的细胞。不属于附接装置的容器可以是微生物反应器。在微生物反应器中,在一定的条件下可以发生某些化学的和/或生物的反应,以便处理样本,其中,尤其可通过添加和/或排出流体来控制或调控反应。特别地,可以在微生物反应器中培养例如细胞。
流体管路可以刚性地设计。特别地,流体管路可以是套管。流体可以是气体或液体,尤其是液体样本,并且是可移动的,因此可以通过泵、阀门、流体管路等予以引导和运输。因此可以借助于附接装置分配气体或液体。当流体可以从一个构件流入到另一构件中时,两个构件之间存在流体连接。液体样本的混合是指这样一种过程,在该过程中,液体样本的成分彼此相对移动,从而产生新的排列方式。
在一种特殊设计中,分配的流体可以是液体样本的先前吸入的部分。此外,如下详述,分配的流体可以是先前吸入的气体。
更特别有利的是,吸入和分配多次相继地进行,以便混合液体样本,和/或交替地进行吸入和分配,以便混合液体样本。附接装置可以具有控制装置或者与控制装置连接。控制装置可以被设计用来相继地且交替地进行多次吸入和分配,以便混合液体样本。
特别地,控制装置可以通过相应地控制泵来实现相继地和/或交替地进行多次吸入和分配。交替的吸入和分配可以通过往复泵来实现。特别地,用于混合液体样本的泵元件可以往复地运动。替代地或附加地,控制装置可以被设计成实现使得分配的流体就是液体样本的先前吸入的部分,或者是先前吸入的气体。
通过混合液体样本,确保在容器中不产生静态条件。这意味着,从一开始就可以实现理想的生产条件,从而可以实现例如细胞的快速生长。此外,可更好地预测生产力。另外,与在静态条件下培育细胞培养物的设计相比,实现了细胞培养物的更好的稳定性和更高的细胞密度。
在此,吸入的液体样本的量可以在液体样本的总量的5%和30%之间。此外,吸入和吸出的过程可以尤其是对于预定的时间段连续地重复至少3次。由此可以实现细胞生长的更特别有利的条件。
在一种特殊的设计中,分配到液体样本中的流体可以是气体。在这种情况下,分配的气体可以是预先从液体样本中吸入的气体。吸入的气体可以是预先特别是从储气罐或外界使用泵并且借助于流体管路分配到液体样本中的气体。替代地,吸入的气体可以是来自下述气泡的气体。
特别地,流体可以是氧气或二氧化碳。氧气对于细胞生长很重要,二氧化碳可以用来调节pH值。当将气体供应到液体样本中时,液体样本中的气泡就会上升。由于液体样本的吸入和分配过程,气体供应可以在液体样本的混合完成之后进行。
在一种更特别有利的设计中,产生气泡,其中,气泡直径增大和减小,以便混合液体样本。特别地,可以在流体管路的出口处产生气泡。气泡直径的增大可以通过分配来自流体管路的先前吸入的气体来实现。气体直径的减小可以通过将来自气泡的一部分气体或来自气泡的全部气体吸入到流体管路中来实现。气泡直径的增大和减小可以相继地和/或交替地进行多次。由此可以改善液体样本的混合。特别地,吸入的气体的量可以在气泡的气体总量的50%至100%之间,和/或吸入和分配的过程可以尤其是对于预定的时间段连续地重复至少3次。
结果,借助于附接装置,可以一方面通过交替地从流体管路分配液体样本并把一部分液体样本吸入到流体管路中,另一方面通过增大和减小气泡直径,来实现液体样本的混合。对于具有多个流体管路的附接装置,两种过程可以同时进行。替代地,这些过程可以在时间上错开地进行。
液体样本中的气体含量可以通过尤其是受控地将气体供应到液体样本中来调节。由此可以提高细胞培养物的生长性。气体可以存储在装置的与流体管路流体地连接的储气罐中。另外,该装置可以具有调节机构如储气罐阀,通过该调节机构可以调节供应到流体管路中的气体。
在此,在特别是受控地把气体供应到液体样本中时,可以通过在分配到液体样本中的气体与液体样本之间的扩散性交换来调节液体样本的气体含量。当容器具有小体积时,该设计是特别有利的。在此,可以将气体供应到液体样本中,使得气体在液体样本中上升。替代地,可以在流体管路的出口处产生气泡。气泡可以具有大的直径,因而具有大的接触面积。由于大的接触面积,气体和液体样本之间的扩散性交换可以更特别好地进行。
替代地或附加地,可以通过在位于流体管路中的气体和液体样本之间的扩散性交换来调节气体含量。在该设计中,通过流体管路的特殊设计来防止气体上升。为此,多个指状件特别是恰好三个指状件可以从流体管路的一个壁沿流体管路的纵向延伸。各个指状件可以在流体管路的圆周方向上彼此间隔地布置。
替代地或附加地,可以通过在位于流体管路的一个区段中的气体和吸入到流体管路中的液体样本之间的扩散性交换来调节液体样本的气体含量。在该设计中,流体管路的如下设计是有利的:流体管路的壁具有多个特别是环形的突起,这些突起在流体管路的纵向方向上彼此间隔开地布置。指状件可以横向于特别是垂直于流体管路的纵向方向延伸。
在一个非常特别的设计中,可以借助于附接装置,有选择地对液体样本进行混合,或将液体样本吸入到流体管路中,或将流体分配到液体样本中。因此,可以利用附接装置执行不同的处理步骤。
在液体样本的混合中断之后,可以在预定时间段之后将液体样本的一部分吸入到流体管路中。特别是当期望固体沉降在液体样本例如生物质或细胞中并因此仅吸入上清液时,则这是有利的。
替代地,在混合中断之后,可以立即将一部分液体样本吸入到流体管路中。当要获取液体样本的等分试样时,这是有利的。
在吸入一部分液体样本之后,可以将流体管路从液体样本中拉出,并且将附接装置特别是流体管路从容器中移走。这可以由用户手动地进行,或者自动地通过运输装置进行。液体样本固定在流体管路中,而不能自己从流体管路中流出。因此,附接装置可以被运输到实验室设备,位于流体管路中的液体样本被分配到该实验室设备中。
替代地,流体管路可以被运输到另一个容器。位于流体管路中的液体样本可以分配到另一个容器中。如果在另一个容器中含有另一种液体样本,则可以将液体样本的位于流体管路中的部分分配到另一种液体样本中。
当设置具有多个容器的样本载体时,在从样本载体的容器中拉出流体管路之后,可以将附接装置移动到另一位置,从而该流体管路插入到样本载体的另一个容器中,并且把吸入流体管路中的液体样本分配在那里。当然也可行的是,对于具有多个流体管路的附接装置,并行地吸入液体样本或气体,和/或并行地分配液体样本或气体。结果,可以借助于附接装置同时在不同的容器中执行不同的工作步骤。
当然,替代地可行的是,首先把来自不属于该装置或附接装置的外部液体罐的液体吸入到附接装置的流体管路中。然后把附接装置运输到容器,并且将液体特别是为了第一次填充而分配到容器中。
在一种特殊的设计中,附接装置特别是流体管路可以与泵流体地连接。另外,在将泵与附接装置连接之后,流体管路特别是全部的流体管路可以与泵流体地连接。这种设计具有如下优点:可以按简单的方式实现泵和一个流体管路或多个流体管路之间的流体连接,而无需在将泵与附接装置连接之后立即采取另一步骤。
在一个非常特殊的设计中,当检查液体样本时,可以在容器中设置特别是预定的数量的探测机构,特别是微粒和/或传感器点,其中,这些探测机构指定用于使得液体样本的化学物质化合,并且由于化合而改变其光学特性,例如荧光、颜色和/或对比度。随后,可以求取探测机构的光学特性。
随后,可以借助探测机构的所求取的光学特性,确定液体样本的特性作为求取结果,和/或可以借助探测机构的所求取的光学特性,确定液体样本中所含有的物质的存在和/或数量作为求取结果。
该装置可以具有光学的检测机构,通过该检测机构可以检测样本的特性。另外,可以通过光学检测机构来确定液体样本中所含物质的存在和/或数量。光学检测机构与装置的控制装置采用数据技术连接。光学检测机构可以具有光学成像装置,尤其是摄像机,通过该光学成像装置可以生成液体样本的图像。这是可行的,因为容器是部分透明的。
光学检测机构可以布置在容器的背离附接件的一端上。在多个容器的情况下,可以设置多个光学检测机构,其中,每个光学检测机构都指配给一个唯一的容器。因此可以生成每个液体样本的图像。
探测到的物质可能是液体样本中的化学物质,例如溶解气体、生物分子等。传感器点可以是容器中的功能化表面。传感器点可以布置在容器的预定部分上。可以将微粒添加到液体样本中和/或磁性地设计。这提供了如下优点:可以避免在将液体样本吸入流体管路时也吸入微粒。与传感器点相比,微粒具有优势,这些微粒可以化合更多的分子,因为这些微粒可以移动经过整个液体样本。
考虑到求取结果,可以监测液体样本。特别地,可以监测培养条件,例如pH值和/或氧含量。因此,根据求取结果,可以向用户输出警告信号,和/或可以引入进一步的处理步骤。另外,考虑到求取结果,可以调控向液体样本中供应流体或从液体样本中排出流体。因而例如可以借助求取结果来确定出容器具有太少的液体。因此,可以借助于附接装置将新液体引入容器中。替代地,可以借助求取结果来确定液体样本的气体含量太低,从而借助附接装置将气体供应到液体样本中。另外,求取结果可用于选择最有希望的细胞培养物。在这种情况下,产生的生物分子的数量越多,细胞培养就越有希望。
在一种特殊的设计中,可以在流体管路中设置过滤器,该过滤器不可透过液体,却可透过气体。通过设置过滤器来避免液体样本会流入到附接件中。
在此,流体管路可以与附接件一体地或者可再松开地设计。另外,流体管路可以流体地与附接件连接。附接件可以遮盖容器,和/或支撑在容器上。此外,附接件能够可再松开地与容器连接。
另外,该设计可以具有盖子,该盖子可尤其直接地布置在和/或固定在容器上。盖子可以特别地放置在容器上。盖子可以具有缺口,流体管路延伸穿过该开口。
流体管路可以滴管形地设计。替代地,流体管路可以朝向容器特别是容器底部具有恒定的横截面。此外,流体管路可以朝向容器特别是容器底部具有特别是连续地变窄的横截面。流体管路也可以利用其外表面贴靠在容器的内壁上。可以选择流体管路的形状特别是流体管路的直径,使得抽吸的液体样本的流速和流量足够高,以便可以实现样本的混合。另外,流体管路可以经过设计,使得流体管路的外侧面设计成疏水的。由此可以按简单的方式防止液体残留物附着在流体管路上。
附接件或盖子可以密封地封闭容器。特别地,附接件或盖子可以具有密封件,例如O形圈。由此可以防止液体样本从容器中蒸发。
在一个非常特别的设计中,附接装置可以具有至少一个阀,通过该阀可关断流体管路。因此可以通过阀来控制是否将流体特别是气体供应给流体管路。阀可以与控制装置连接,并且阀位置可以由控制装置控制。在设置多个流体管路时,可以给每个流体管路都指配一个阀。这些阀可以分别与控制装置连接,使得控制装置能够控制相应阀的阀位置。
在一个非常特别的设计中,附接装置可以具有至少一个其它的流体管路,该其它的流体管路伸入液体样本中,并且通过该其它的流体管路将另一种流体分配到样本中。这意味着,该其它的流体管路如同所述流体管路那样进入到同一个容器中。所述另一种流体可以与所述流体相同。替代地,分配的流体可以相应于先前吸入的液体样本的一部分,并且所述另一种流体可以是气体。在该设计中,可以通过流体管路吸入一部分液体样本,或者分配所吸入的部分,并且通过其它的流体管路将气体分配到容器中。
附接装置可以具有至少一个另外的流体管路,该至少一个另外的流体管路伸入另一个容器的另一种液体样本中,其中,该流体管路和另外的流体管路流体地连接,并且该液体样本被抽吸到该流体管路中,并且另一种液体样本被抽吸到另外的流体管路中,使得液体样本不与另一种液体样本混合。为此,可以设置控制装置,该控制装置例如控制泵,使得液体样本与另一种液体样本不发生混合。因此可以按特别简单的方式避免液体样本与另一种液体样本的不期望的混合。液体样本和另一种液体样本可以相同。替代地,液体样本和另一种液体样本可以彼此不同。
如下装置是特别有利的:就该装置而言,附接装置与容器固定。附接装置特别是一个流体管路或多个流体管路,可以流体地与泵连接。在这种情况下,泵可以被设计成通过泵元件的往复运动来实现流体的吸入和流体的分配。该泵可以设计为气动泵或蠕动泵或压电微型泵。
该装置也可以具有多个泵。这尤其有利于具有多个流体管路的附接装置,其中,这些流体管路没有彼此流体地连接。因此,至少一条流体管路可以流体地与泵连接,并且至少另一条流体管路可以流体地与另一泵连接。
流体管路可以通过流体通道流体地与泵连接。如果泵不是直接与流体通道流体地连接,而是通过软管与泵流体地连接,则流体通道可以通过软管与泵连接。另一流体管路可以借助于另一流体通道与另一泵流体地连接。如果另一泵不是直接与流体通道流体地连接,而是通过另一软管与泵流体地连接,则另一流体通道可以通过另一软管与另一泵连接。在这种情况下,流体通道和/或另一流体通道可以布置在附接件中。流体通道可以与多个流体管路流体地连接,和/或另一流体通道可以与多个其它流体管路流体地连接。结果,提供了一种构造简单的附接装置。
在一个非常特殊的设计中,样本载体可以具有多个容器。容器可以具有100μl的体积。样本载体可以是微量滴定板。微量滴定板可以是具有6个或24个或96个或384个或3456个容器的板。当然,微量滴定板也可以具有更多的容器。在这种情况下,微量滴定板可以是矩形板和/或由塑料制成。彼此隔离开的容器可以按行和列排列。在各个容器中可以含有不同的液体样本。
样本载体经过设计,从而当移除附接装置时,这些容器不会彼此流体地连接。特别地,在样本载体的壁中不存在流体管路—至少两个容器通过这些流体管路彼此流体地连接。
附接装置可以具有从附接件沿相同方向延伸的多个流体管路。特别地,每个流体管路都可以与上述流体管路相同地设计。另外,每条流体管路都可以伸入到样本载体的容器中。这里当然可以使得多个流体管路伸入到同一容器中。
附接件中的流体通道特别是多个流体通道可以经过构造和设计,从而仅仅气体在流体通道中流动和/或流过流体通道。这意味着,流体通道特别是多个流体通道被设计成使得没有液体流过流体通道。因此,可以按简单的方式避免两个容器之间的液体流动。特别地,流体通道特别是多个流体通道可以经过构造和设计,使得在相同的泵送能力情况下,在输送气体或液体时,仅仅气体可以流过流体通道特别是多个流体通道。
这可以通过如下方式予以实现:所述流体通道特别是多个流体通道经过设计,从而它们具有很高的流体阻力,使得只有气体可以流过流体通道特别是多个流体通道。高的流体阻力例如可以通过流体通道特别是多个流体通道的合适的设计来实现。另外,流体通道特别是多个流体通道的与流体接触的流体表面可以经过设计,使得其抑制润湿,这也形成了液体流动的阻力并最终阻止液体流动。
附接装置可以经过设计,使得借助于各个流体管路进行的处理步骤彼此不同。因此,借助于附接装置的伸入到容器中的流体管路,可以将气体分配到液体样本中。对于伸入到第一其它容器中的第一其它流体管路,可以将一部分其它液体样本吸入和/或分配到其它流体管路中。另外,可以通过伸入到第二其它容器中的第二其它流体管路,来实现通过交替地吸入和分配特别是气体或流体而混合另一液体样本。这是可能的,因为附接装置可以具有至少一个尤其是多个阀,其中,控制装置可以控制阀位置,和/或各个流体管路流体地与不同的流体通道连接。不同的流体通道可以流体地与不同的泵连接。当然可行的是,多个流体管路伸入到该容器、第一其它的容器和/或第二其它的容器中。
在附图中示意性地示出了本发明的主题,其中,相同的或相同作用的构件大多标有相同的附图标记。在此:
图1为具有根据第一实施例的附接装置且具有容器的装置的示意图;
图2为具有根据第一实施例的该附接装置且具有容器的装置的示意图,其中,借助流体管路供应气体;
图3为具有根据第二实施例的附接装置且具有容器的装置的示意图;
图4为具有根据第三实施例的附接装置且具有容器的装置的示意图;
图5为具有根据第四实施例的附接装置且具有容器的装置的示意图;
图6为具有根据第五实施例的附接装置且具有容器的装置的示意图;
图7为具有根据第六实施例的附接装置且具有容器的装置的示意图;
图8为具有根据第七实施例的附接装置且具有容器的装置的示意图;
图9为具有根据第八实施例的附接装置且具有容器的装置的示意图;
图10为具有根据第九实施例的附接装置且具有容器的装置的示意图;
图11为图10中所示的装置的俯视图;
图12为具有根据第十实施例的附接装置且具有微量滴定板的装置的分解图;
图13为图12中所示的具有附接装置和微量滴定板的装置在组装状态下的立体图;
图14为图12中所示的具有附接装置和微量滴定板的装置的侧剖视图。
图1中所示的装置具有根据第一实施例的附接装置且具有容器2,其中,容器2容纳液体样本3。附接装置可再松开地固定在容器2上。在此,附接装置具有流体管路4,该流体管路被设计和指定用于使得它伸入到液体样本3中。
通过流体管路4,可以将流体特别是液体样本的先前吸入的部分直接分配到液体样本3中,和/或可以将一部分液体样本3吸入到流体管路4中。吸入和分配可以交替进行和/或相继地进行几次。因此,流体管路4和容器2内的液体样本3的液位可以变化,这在图1中分别由双箭头表示。作为吸入和分配过程的结果,实现了位于容器2中的液体样本3的混合。
附接装置具有附接件1和盖子5,该附接件与流体管路4流体地连接,该盖子盖住容器2并直接与容器2连接。盖子5具有缺口8,流体管路4延伸穿过该缺口,以便浸入到液体样本3中。流体管路4特别是在竖直方向上支撑在盖子5上,使得附件1间接地通过流体管路4放置在容器2上。流体管路4可再松开地与附件1连接。
在流体管路4内部布置有过滤器6。过滤器6被设计成可透过液体,却不可透过气体。这意味着,液体样本3的被吸入到流体管路4中的部分不能流过过滤器6。但是,气体可以流过过滤器6。过滤器6布置在流体管路4的远离液体样本3的一端中。
附接件1具有流体通道7,该流体通道与流体管路4,特别是与位于流体管路4中的通道流体地连接。此外,流体通道7与附接件1中的开口9流体地连接。附接件1通过开口9与未示出的泵流体地连接。借助于泵,可以改变流体通道7中的压力,进而改变流体管路4中的压力,以便实现将一部分液体样本3吸入到流体管路4中或将液体样本3的吸入部分分配到容器中。
图2中所示的附接装置与图1中所述的附接装置的不同之处仅在于它们的工作方式。因此,对于图2中所示的附接装置,气体通过流体管路4被供应到液体样本3中。气体沿着标出的单箭头的方向,经由开口9流入流体通道7中,并从那里流入到流体管路4和液体样本3中。在此,气体流过过滤器6。因此,按照这种工作方式,没有为了混合液体样本3而进行多次的和/或交替的吸入和分配。这种工作方式的目的因而是,调节液体样本3的气体含量。
下面描述的实施例可以类似于图1和2中所示的实施例以两种先前描述的工作方式来工作。
图3所示为根据第二实施例的附接装置的示意图。该附接装置与图1和2中所示的实施例的区别在于过滤器6的布置。因而第二实施例中的过滤器6不再布置在流体管路4的远离液体样本3的一端上,而是布置在流体管路4的中间区域中。
图4所示为根据第三实施例的附接装置的示意图。该附接装置与图1和2中所示的实施例的区别在于,该附接装置没有盖子5。因而附接件1直接放置到容器2上,并且可再松开地与其连接。此外,附接件1具有密封件12,借助该密封件将容器2密封。
另一区别在于流体管路1的构造。图1和2中所示的流体管路4滴管形地构造,带有朝向液体样本3变窄的尖端,而图4中所示的流体管路4具有恒定的横截面。
图5所示为根据第四实施例的附接装置的示意图。该实施例与图4中所示的实施例的区别在于流体管路4的构造。因而流体管路4朝向液体样本3具有连续地变窄的横截面。
图6所示为根据第五实施例的附接装置的示意图。该实施例与图4中所示的第三实施例的区别在于流体管路4的构造。因而流体管路4经过设计,从而其外侧面11特别是流体管路4的壁外侧面与容器2的内侧面24直接接触。在此,流体管路4具有较大的直径,从而相比于图4中所示的流体管路4,能够把更大量的液体样本3吸入到流体管路4中。流体管路4的横截面是恒定的。
图7所示为根据第六实施例的附接装置的示意图。该附接装置与图2中所示的实施例的区别在于流体管路4的构造及如何将气体供应到液体样本3中的方式。
区别在于,流体管路4具有几乎恒定的横截面。特别地,相比于图2中所示的流体管路4,图7中所示的流体管路4在其出口处具有较大的直径。此外,对于图7中所示的实施例,在流体管路4的出口处产生气泡10。为此,气体沿着所标出的单箭头的方向,经由开口9、流体通道7和流体管路4,被供应至流体管路4的出口。在此,在气泡10与液体样本3之间会出现扩散性的交换,如用双箭头表示。因此,与图2中所示的设计相反,扩散的气体被保持在流体管路4的出口处,并且防止该气体在液体样本3中上升。
按照一种替代的工作方式,附接装置可以如下工作:使得气泡10的直径增大或减小。为了减小,把气泡10的至少一部分气体吸入到流体管路4中。按照这种工作方式,可以通过改变气泡直径来实现液体样本3的混合。
图8中所示的根据第七实施例的附接装置与图4中所示的实施方式的区别在于,不存在密封件。另一区别在于流体管路4的构造。
流体管路4具有多个指状件13,这些指状件从流体管路4的中间件14沿流体管路4的纵向方向延伸。在此,指状件13在流体管路4的圆周方向上相邻地和/或彼此间隔开地布置。这意味着,从圆周方向看,在两个指状件13之间分别存在中间空间。指状件13防止供应到流体管路4中的气体在液体样本3中上升。因此,尤其是通过指状件13之间的中间空间,可以在由指状件13捕获的气体与液体样本3之间发生扩散交换,如由双箭头所表示。从开口9开始,沿标记的单箭头方向将气体供应到液体样本3。
图9中所示的附接装置与图8中所示的附接装置的区别在于流体管路4的构造。因而流体管路4没有指状件13,而是具有多个垂直于流体管路4的纵轴线从流体管路4的壁15突伸出来的环形凸起16。另外,这些凸起16在流体管路4的纵向上相邻地和/或彼此间隔开地布置。
在抽吸一部分液体样本3时,液体样本3进入到流体管路4中。在此,在两个沿流体管路4的纵向相邻的凸起16之间分别形成气体腔17,液体样本3未进入到该气体腔中。因此,可以在进入到流体管路4中的液体样本3与位于气体腔17中的气体之间进行扩散性的交换,如用双箭头表示。为了抽吸部分液体样本3,把位于流体管路4和/或流体通道7中的气体沿单箭头的方向经由开口9抽出。
图10所示为根据第九实施例的附接装置的示意图。图11所示为该附接装置的俯视图。
附接装置具有多个特别是正好两个流体管路4和多个特别是正好两个其它的流体管路40。无论流体管路4还是其它的流体管路40,均突伸到液体样本中。按照附接装置的一种工作方式,可以通过两个其它的流体管路40向液体样本供应气体。对于剩余的两个流体管路4,可以分别交替地吸入一部分液体样本和分配先前吸入的一部分液体样本,以便混合液体样本3。
尽管未在图中示出,但是四个流体管路与位于附接件1中的同一流体通道7流体地连接。特别地,图10中未示出附接件1的背离容器2的部分,该部分向上限定流体通道7。当然,其它工作方式也是可行的,其中,经由少于或多于两个的其它流体管路40来给液体样本3供应气体,和/或通过多于或少于两个的流体管路4来实现借助抽入和分配来混合液体样本3。
替代地,可以通过增大和减小气泡直径来实现利用两个其它的流体管路40混合液体样本3。同时或在时间上错开地,可以借助流体管路4实现通过吸入一部分液体样本3和分配所吸入的一部分液体样本3来混合液体样本3。
除了附接装置和容器2之外,该装置还具有用于检测液体样本3的特性的光学检测机构18。光学检测机构18布置在容器2的背向附接件1的端部,并且可以具有光学成像装置如摄像机。借助于光学成像装置可以产生液体样本3的图像。
在液体样本3内部布置了微粒19。另外,传感器点21位于容器底部20上。光学检测机构18可以借助于由光学成像装置产生的图像尤其检测化学物质的存在和/或检测液体样本的物理性质。该结果可以传输到未示出的控制装置。
图12所示为具有根据第十实施例的附接装置且具有微量滴定板25的装置的分解图。该附接装置与先前的附接装置的不同之处在于,多个流体管路4从附接件1沿微量滴定板25的方向延伸。附件件1和/或流体管路4可以如在图1~11中公开的实施方式中那样设计。此外,图12中所示的实施方式可以类似于图1~11中所述的实施方式来工作。
盖子5是盒形的,并且具有顶侧面22和边缘区段23,顶侧面放置到微量滴定板25上,边缘区段从顶侧面22朝向微量滴定板25延伸。盖子5还具有多个穿口8。特别地,穿口8的数量等于微量滴定板25中的容器3的数量和流体管路4的数量。微量滴定板25具有多个容器2,图中未示出的液体样本例如细胞培养物位于这些容器中。各个容器2没有彼此流体连接。
从图13可以看到,该图示出了处于组装状态的装置,盖子5遮盖住微量滴定板25的全部容器3。特别地,盖子5被设计成使得其直接放置到微量滴定板25上。结果,通过盖子5可以防止当混合在容器3中含有的样本时样本从容器3中流出。
每个流体管路4都延伸穿过通路8,以便插入到容器3中。附接件1布置在盖子5上方,并具有开口9。附接件1可以通过开口9与未示出的泵流体地连接。
如从图14可以看出,开口9与位于附接件1中的流体通道7流体地连接。流体通道7延伸穿过附接件1。每个流体管路4都与流体通道7流体地连接。当然,也可考虑如下设计:不是所有的流体管路都与流体通道7流体地连接,而是与另一未示出的流体通道流体地连接。在此,该另一流体通道与流体通道7不流体连接。在这种情况下,附接件1还具有另一个未示出的开口,该另一个开口与另一个未示出的泵流体地连接。附接装置具有多个在图中未示出的阀。各个阀的阀位置可以由该装置的未示出的控制装置予以控制。借助于控制装置,可以有针对性地控制这些阀,以便实现流向特定流体管路4并因此流向特定容器2的流体流。
各流体管路4分别直接从附接件1延伸,并且与其可再松开地连接。在这种情况下,各流体管路4被指定和相应地设计用于使得它们各自浸入到位于容器中的液体样本3内。液体样本在图14中未示出。
附图标记清单
1 附接件
2 容器
3 液体样本
4 流体管路
5 盖子
6 过滤器
7 流体通道
8 缺口
9 开口
10 气泡
11 外侧面
12 密封件
13 指状件
14 中间件
15 壁
16 凸起
17 气体腔
18 光学检测机构
19 微粒
20 容器底部
21 传感器点
22 顶侧面
23 边缘区段
24 内侧面
25 微量滴定板
40 其它的流体管路

Claims (40)

1.一种用于处理位于容器(2)中的液体样本(3)的方法,其中,将附接装置固定在所述容器(2)上,使得至少一个流体管路(4)伸入到所述液体样本(3)中,并且通过所述流体管路(4)将流体直接分配到所述液体样本(3)中,和/或把一部分所述液体样本(3)吸入到所述流体管路(4)中。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,分配的流体是所述液体样本(3)的先前吸入的部分。
3.如权利要求1或2所述的方法,
a.吸入和分配相继地进行多次,以便混合所述液体样本(3);和/或
b.吸入和分配交替地进行,以便混合所述液体样本(3)。
4.如权利要求2或3所述的方法,其特征在于,吸入的所述液体样本(3)的量在所述液体样本(3)的总量的5%和30%之间,并且,吸入和吸出的过程重复至少3次。
5.如权利要求1~4中任一项所述的方法,其特征在于,分配的流体是气体,特别是氧气或二氧化碳。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,
a.分配的流体是先前从所述液体样本(3)吸入的气体;和/或
b.产生气泡(10),其中,增大和减小气泡直径,以便混合所述液体样本(3)。
7.如权利要求5或6所述的方法,其特征在于,
a.通过把气体供应到所述液体样本(3)中来调节所述液体样本(3)的气体含量;和/或
b.通过在所述液体样本(3)与所述气体之间和/或在位于所述流体管路中的气体与所述液体样本(3)之间的扩散性交换来调节所述液体样本(3)的气体含量;和/或
c.通过在位于所述流体管路(4)的一个区段中的气体与所述液体样本(3)的吸入到所述流体管路(4)中的部分之间的扩散性交换来调节所述液体样本(3)的气体含量。
8.如权利要求1~7中任一项所述的方法,其特征在于,有选择地对所述液体样本(3)进行混合,或者将所述液体样本(3)吸入到所述流体管路(4)中,或者把流体从所述流体管路(4)分配到所述液体样本(3)中。
9.如权利要求1~8中任一项所述的方法,其特征在于,中断所述液体样本(3)的混合,并且
a.在经过预定的时间段之后,把所述液体样本(3)的一部分吸入到所述流体管路(4)中;或者,
b.在混合中断之后,立即把所述液体样本(3)的一部分吸入到所述流体管路(4)中。
10.如权利要求1~9中任一项所述的方法,其特征在于,在吸入一部分所述液体样本(3)之后,将所述流体管路(4)从所述液体样本(3)中拉出,并且从所述容器(2)中移走。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,将所述附接装置特别是所述流体管路(4)输送至另一容器(2),并且将位于所述流体管路(4)中的所述液体样本(3)分配到所述另一容器中。
12.如权利要求1~11中任一项所述的方法,其特征在于,
a.将所述附接装置特别是所述流体管路(4)与泵流体地连接;或者,
b.在所述泵与所述附接装置连接之后,将所述流体管路(4)特别是所述附接装置的全部的流体管路与所述泵流体地连接。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,通过往复泵来实现对所述液体样本(3)的混合。
14.如权利要求1~13中任一项所述的方法,其特征在于,在检查所述液体样本(3)时,
a.在特别是所述液体样本(3)的容器(2)中设置特别是预定数量的探测机构,特别是微粒(15)和/或传感器点(21),其中,所述探测机构指定用于使得所述液体样本(3)的化学物质化合,并且由于化合而改变其光学特性;和
b.求取所述探测机构的光学特性;和
c.借助所述探测机构的所求取的光学特性,确定所述液体样本(3)的特性作为求取结果,和/或借助所述探测机构的所求取的光学特性,确定所述液体样本(3)中所含有的物质的存在和/或数量作为求取结果。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,在考虑到所述求取结果的情况下调控流体供应到所述液体样本(3)中或排出。
16.如权利要求1~15中任一项所述的方法,其特征在于,所述附接装置具有其它的流体管路(40),该其它的流体管路伸入到所述液体样本(3)中,并且另一种流体通过该其它的流体管路分配到所述液体样本(3)中。
17.如权利要求1~16中任一项所述的方法,其特征在于,所述附接装置具有另外的流体管路,该另外的流体管路伸入另一个容器的另一种液体样本中,其中,所述流体管路(4)和所述另外的流体管路流体地连接,其中,所述液体样本(3)的一部分被抽吸到所述流体管路(4)中,并且所述另一种液体样本的一部分被抽吸到所述另外的流体管路中,使得吸入的所述液体样本(3)不与吸入的所述另一种液体样本混合。
18.一种附接装置,用于实施根据权利要求1~17中任一项所述的方法。
19.特别是如权利要求18所述的附接装置,其能可再松开地固定在用于容纳液体样本(3)的容器(2)上,带有至少一个流体管路(4),该流体管路经过设计且指定用于,使得所述流体管路(4)伸入到所述液体样本(3)中,并且,通过所述流体管路(4)可直接将流体分配到所述液体样本(3)中,和/或可将所述液体样本(3)的一部分吸入到所述流体管路(4)中。
20.如权利要求18或19所述的附接装置,其特征在于,分配的流体是
a.先前吸入的气体;或
b.所述液体样本(3)的先前吸入的部分。
21.如权利要求18~20中任一项所述的附接装置,其特征在于,
a.在所述流体管路(4)中设置了过滤器(6),该过滤器不可透过液体,却可透过气体;和/或
b.所述附接装置具有控制装置,其被设计用于多次相继地和交替地引起吸入和分配,以便使得所述液体样本(3)混合;和/或
c.所述附接装置具有控制装置,其被设计用于引起,分配的流体是所述液体样本的先前吸入的部分,和/或分配的流体是先前从所述液体样本吸入的气体。
22.如权利要求18~21中任一项所述的附接装置,其特征在于,所述附接装置具有附接件(1),其中,
a.所述流体管路(4)流体地与所述附接件(1)连接;和/或其中,
b.所述流体管路(4)一体地或者可再松开地与所述附接件(1)连接;和/或其中,
c.所述附接件(1)遮盖所述容器(2);和/或其中,
d.所述附接件(1)能可再松开地与所述容器(2)连接。
23.如权利要求18~22中任一项所述的附接装置,其特征在于,所述附接装置具有盖子(5),该盖子具有缺口(8),所述流体管路(4)延伸穿过该缺口。
24.如权利要求22或23所述的附接装置,其特征在于,所述附接件(1)或所述盖子(5)可直接布置在所述容器(2)上。
25.如权利要求18~24中任一项所述的附接装置,其特征在于,所述流体管路(4)
a.滴管形地设计;或者,
b.所述流体管路(4)朝向所述容器(2)具有恒定的横截面;或者,
c.所述流体管路(4)朝向所述容器(2)具有特别是连续地变窄的横截面;或者,
d.所述流体管路(4)利用其外表面贴靠在所述容器(2)的内壁上。
26.如权利要求18~25中任一项所述的附接装置,其特征在于,
a.所述流体管路(4)的壁具有多个凸起(16),这些凸起沿所述流体管路(4)的纵向上彼此间隔开地布置,并且横向于特别是垂直于所述流体管路(4)的纵向伸展;和/或,
b.多个指状件(13)从所述流体管路(4)的壁沿所述流体管路(4)的纵向伸展,其中,所述指状件(13)在所述流体管路(4)的圆周方向上彼此间隔开地布置;和/或,
c.所述流体管路(4)的外侧面疏水地设计。
27.如权利要求22~26中任一项所述的附接装置,其特征在于,所述附接件(1)或所述盖子(5)具有用于密封所述容器(2)的密封件。
28.如权利要求18~27中任一项所述的附接装置,其特征在于一种阀,借助该阀可封闭所述流体管路(4)。
29.如权利要求18~28中任一项所述的附接装置,其特征在于,所述附接装置具有其它的流体管路(40),该其它的流体管路伸入到所述液体样本(3)中,并且另一种流体可通过该其它的流体管路分配到所述容器(2)中。
30.如权利要求18~29中任一项所述的附接装置,其特征在于,所述附接装置具有另外的流体管路,该另外的流体管路可伸入另一个容器的另一种液体样本中,其中,所述流体管路(4)和所述另外的流体管路流体地相互连接。
31.一种装置,带有根据权利要求18~30中任一项所述的附接装置且带有容器(2),其特征在于,所述附接装置可再松开地固定在所述容器(2)上。
32.如权利要求31所述的装置,其特征在于,所述附接装置特别是所述流体管路与泵流体地连接。
33.如权利要求32所述的装置,其特征在于,
a.可通过泵元件的往复运动来实现流体的吸入和流体的分配;和/或,
b.所述泵是气动泵或蠕动泵或压电微型泵。
34.如权利要求31~33中任一项所述的装置,其特征在于,所述流体管路(4)通过流体通道(7)流体地与所述泵连接,其中,所述流体通道(7)布置在所述附接件(1)中。
35.如权利要求32~34中任一项所述的装置,其特征在于一种与所述泵连接的控制装置,该控制装置控制所述泵,从而:
a.吸入和分配相继地进行多次,以便混合所述液体样本(3);和/或
b.吸入和分配交替地进行,以便混合所述液体样本(3)。
36.如权利要求31~35中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置具有与所述流体管路(4)流体地连接的储气罐。
37.如权利要求36所述的装置,其特征在于,所述装置具有调节装置,借助该调节装置可调节可供应到所述流体管路(4)中的气体。
38.如权利要求31~37中任一项所述的装置,其特征在于一种用于检测所述液体样本(3)的特性的光学的检测装置(18)。
39.如权利要求38所述的装置,其特征在于,所述光学的检测装置(18)布置在所述容器(2)的背离所述附接件(1)的端部上。
40.如权利要求31~39中任一项所述的装置,其特征在于,
a.样本载体特别是微量滴定板具有多个容器(2);和/或,
b.在把所述附接件从所述样本载体拆卸下来时,这些容器(2)并不流体地相互连接;和/或,
c.所述控制装置控制所述泵,从而所述液体样本(3)的一部分被抽吸到所述流体管路(4)中,并且另一种液体样本的一部分被抽吸到所述另外的流体管路中,吸入的所述液体样本(3)不与吸入的另一种液体样本混合;和/或,
d.所述流体通道(4)布置在所述附接件(1)中,并且经过设计,从而仅仅气体流经所述流体通道(7)。
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