DE10038351A1 - Aufsatz für Gefäße zur Verringerung der Verdunstung und/oder dem Eintrag von Gasen - Google Patents

Abstract

Aufsatz für Gefäße zur Verringerung der Verdunstung einer Flüssigkeit aus dem Gefäß und/oder dem Eintrag von Gasen, insbesondere von Kohlendioxid, in eine Flüssigkeit in dem Gefäß, wobei der Aufsatz mindestens eine Ausnehmung besitzt, durch die eine Pipette oder dergleichen in das Gefäßinnere eingeführt werden kann und der Aufsatz ein aktives oder aktivierbares Material beinhaltet, das Feuchtigkeit abgibt und/oder Gas absorbiert oder das geeignet ist, eine Feuchte abgebende oder Gas absorbierende Flüssigkeit aufzunehmen. DOLLAR A System zur Aufbewahrung von Flüssigkeiten mit einem Gefäß sowie einem an dem Gefäß angebrachten Aufsatz wie vorstehend genannt.

Description

Die vorliegende Erfindung fällt in das Gebiet der Bevorratung von Flüssigkeiten, insbesondere von Reagenzflüssigkeiten, wie sie im Gebiet der Diagnostik gebräuchlich sind.

Gegenstand der Erfindung sind Aufsätze für Gefäße zur Verringerung der Verdunstung einer Flüssigkeit aus dem Gefäß und/oder dem Eintrag von Gasen, insbesondere von Kohlendioxid in eine Flüssigkeit, die sich in dem Gefäß befindet. Der Aufsatz besitzt eine Ausnehmung, durch die eine Pipette oder dergleichen in das Gefäßinnere eingeführt werden kann. Weiterhin bein­ haltet der Aufsatz ein Material, das Feuchtigkeit abgibt und/oder Gas absorbiert oder aber das geeignet ist, eine Feuchte abgebende oder Gas absorbierende Flüssigkeit aufzunehmen.

Aus der täglichen Praxis im Bereich der Analytik, insbesondere der automatisierten klinischen Diagnostik ist bekannt, daß eine Verdunstung aus Gefäßen, die Reagenzien, Probematerial oder dergleichen enthalten, zu einer Verfälschung der Analyseergebnisse führen kann. Durch eine Verdunstung findet eine Aufkonzentration der Flüssigkeit an Inhaltsstoffen statt, was insbesondere dann Analysenfehler nach sich zieht, wenn die Konzentration der Inhaltsstoffe direkten Einfluß auf das Analyseergebnis hat, wie beispielsweise bei Titrationsverfahren. Ein weiteres Problem liegt darin, daß geöffnete Gefäße Gase aus der Umgebung aufnehmen können. Insbesondere eine Aufnahme von Kohlendioxid durch alkalische Flüssigkeiten aus der Raumluft kann zu gravierenden Analyseverfälschungen führen. In erster Linie ist dies der Fall, wenn mit der Reagenzflüssigkeit eine Bestimmung von Kohlendioxid in einer Analyseflüssigkeit (Blut, Serum) vorgenommen werden soll.

Im Stand der Technik sind eine Reihe von Maßnahmen bekannt, um eine Verdunstung aus Gefä­ ßen und einen Eintrag von Kohlendioxid zu reduzieren. Eine bekannte Vorgehensweise ist es beispielsweise, Gefäße zur Entnahme von Flüssigkeit zu öffnen und direkt nach der Entnahme zu verschließen. Ein solches Öffnen und Verschließen, wie es beispielsweise in der WO 96/09504 beschrieben ist, verursacht jedoch einen erheblichen geräteseitigen Aufwand. Außerdem ist eine Software notwendig, die eine Koordinierung von Öffnungs- und Schließprozessen sowie Entnahmeprozessen vornimmt.

Eine weitere prinzipielle Vorgehensweise zur Verringerung der Verdunstung und dem Eintrag von Gasen besteht darin, den Wechselwirkungsquerschnitt von Gasraum und Flüssigkeitsober­ fläche zu verringern. Hierzu werden in den Dokumenten US 5,102,631, DE 38 38 278 und WO 97/12677 sogenannte Kamine beschrieben, die in die Öffnung eines Gefäßes eingebracht wer­ den. Durch diese Kamine wird die Wechselwirkung von Flüssigkeit und Gasraum auf den engen Querschnitt des Kamins beschränkt. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, daß das Ziel mit einfachen Mitteln erreicht werden kann und die derartig präparierten Gefäße jederzeit für Pipettiervorgänge zugänglich sind. Nachteilig an einer Verwendung von Kaminen ist es jedoch, daß nach wie vor eine Verdunstung bzw. Aufnahme von Gasen über die im Kamin befindliche Flüssigkeit erfolgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine einfache Vorrichtung vorzuschlagen, mit der eine Verdunstung aus Gefäßen bzw. eine Aufnahme von Gasen in eine in einem Gefäß befindli­ che Flüssigkeit wirksam unterdrückt werden kann. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung soll ins­ besondere kostengünstig sein und keine hardware- oder softwaremäßigen Änderungen seitens eines Analysegerätes notwendig machen.

Die genannten Aufgaben werden durch einen Aufsatz für Gefäße gelöst, der eine Ausnehmung besitzt, durch die eine Pipette in das Gefäßinnere eingeführt werden kann und der Aufsatz Feuchtigkeit abgibt und/oder Gas absorbiert. Erfindungsgemäße Aufsätze können mit einem Gefäß kombiniert werden, um ein System zur Aufbewahrung von Flüssigkeiten zu generieren.

Aufsätze gemäß der vorliegenden Erfindung werden bestimmungsgemäß so an einer Gefäßöff­ nung angebracht, daß der Gefäßinnenraum nur über die Ausnehmung in dem Aufsatz mit dem Außenraum kommuniziert. Durch Diffusion oder Konvektion in das Gefäß eintretendes oder aus dem Gefäß austretendes Gas durchquert somit den Bereich der Ausnehmung. Bei dieser Durch­ querung kann das Gas mit Feuchte angereichert werden oder es können ihm Bestandteile, wie insbesondere Kohlendioxid, entzogen werden. Auch bei im wesentlichen stehenden Luftverhältnissen entfaltet der Aufsatz eine positive Wirkung, indem er Feuchte an die benachbarte Luft abgibt, die ihrerseits in Diffusionsaustausch mit dem Gefäßinnenraum steht.

Die Ausnehmung im erfindungsgemäßen Aufsatz hat die Form eines den Innenraum des Gefäßes mit dem Außenraum verbindenden Kanales. Die Wechselwirkung des Aufsatzes mit dem Gas­ raum erfolgt in erster Linie über die Wandung dieses Kanales, kann aber auch alternativ oder zusätzlich über die dem Gefäßinneren zugewandte Unterseite des Aufsatzes erfolgen. Zur Er­ zielung einer ausreichenden Austauschstrecke sollte der Kanal eine Länge von mehr als 4 mm aufweisen. Vorzugsweise besitzt der Kanal eine Länge von 0,8-2,5 cm. Ist der Kanal sehr eng (≦ 0,4 cm), kann auch eine kürzere Austauschstrecke als 4 mm ausreichend sein. Der Querschnitt des Kanales sollte einerseits möglichst klein sein, um Konvektionsströmungen zu unterbinden und andererseits muß er so groß sein, daß eine Pipette zur Entnahme von Flüssigkeit durch ihn hindurchtreten kann. Als vorteilhaft haben sich Kanaldurchmesser zwischen 0,4 und 1,3 cm erwiesen.

In dem Aufsatz befindet sich ein Material, das Feuchtigkeit abgibt und/oder Gas absorbiert bzw. das geeignet ist, Flüssigkeiten aufzunehmen, die diese Zwecke erfüllen. Im ersten Fall wird das Material als aktiv bezeichnet, muß es hingegen erst mit einer Flüssigkeit versetzt werden, so wird es als aktivierbar bezeichnet. Geeignete Materialien sind poröse Materialien wie Schaum­ stoffe, Kartons, Zellstoff, Mineralien (Kieselgur) und dergleichen. Weiterhin kommen wäßrige Gele in Betracht.

Um einen ungezielten Verbrauch der Kapazität des aktiven Materials zu vermeiden, sollte das Material von einem Isolationsmaterial so umgeben sein, daß ein Austritt von Feuchte in den Au­ ßenraum oder eine Aufnahme von Gasen auf den Bereich der Ausnehmung durch die eine Pipette beschränkt ist, der zu einer Befeuchtung des Gefäßinnenraumes oder einen Entzug von Gas dient. Dies ist in der Regel der durch die Ausnehmung gebildete Kanal durch den Aufsatz. Dementsprechend sollte das Isolationsmaterial die Form eines Gehäuses um das Material bilden, das lediglich die Oberfläche des Kanales und/oder die dem Gefäßinneren zugewandte Oberfläche des Aufsatzes frei läßt. Als Isolationsmaterialien sind prinzipiell Materialien geeignet, die eine Barriere für Feuchte und/oder für Gase, insbesondere für Kohlendioxid, bilden. Solche Materialien sind insbesondere Kunststoffe ausreichender Dicke, Metalle (Metallfolien) usw.

Vorteilhaft bildet das Isolationsmaterial ein Gehäuse, in dem sich das aktive Material befindet. Das Gehäuse kann weiterhin Vorrichtungen zur Anbringung des Aufsatzes an einer Gefäßöff­ nung, wie zum Beispiel ein Gewinde, einen Schnappverschluß und dergleichen aufweisen.

Ein Aufsatz, der in dem für die Anwendung geeigneten Zustand vorliegt, gibt auch bereits Feuchte an die Umgebung ab bzw. nimmt Gase aus der Umgebung auf, wenn er noch nicht be­ stimmungsgemäß an einem Gefäß angebracht ist. Dementsprechend ist es vorteilhaft, Maßnah­ men vorzusehen, die einen Verbrauch der Kapazität des Aufsatzes vor seiner bestimmungsge­ mäßen Verwendung verhindern. Hierzu kann der Aufsatz zum Beispiel bei Auslieferung in ei­ nem geschlossenen Gefäß oder Transportbeutel (zum Beispiel aus Aluminiumlaminat) aufbe­ wahrt werden. Weiterhin ist es möglich, die Ausnehmung so gegenüber einem Austritt von Feuchte und/oder einem Eintritt von Gas zu versiegeln, daß der Benutzer vor Gebrauch des Aufsatzes die Versiegelung einfach entfernen kann. Hierzu können beispielsweise abziehbare Siegelfolien auf die Öffnungen der Ausnehmung aufgebracht werden. Bei einer weiteren vorteil­ haften Ausgestaltung, die insbesondere herstellungstechnisch günstig ist, ist die Ausnehmung gegenüber dem Außenraum mit durchstechbaren Folien abgeschlossen. Vor einer Benutzung kann der Aufsatz durch Durchstechen der Folie aktiviert werden. Ein Durchstechen kann bei­ spielsweise vom Benutzer manuell oder aber in einem Analysegerät durch eine Durchstechungs­ vorrichtung vorgenommen werden. Als eine solche Durchstechungsvorrichtung kann beispiels­ weise auch eine ausreichend starke Pipettiernadel dienen.

Das vorstehend genannte Problem eines ungewollten Verbrauches aktiver Aufsätze kann auch dadurch umgangen werden, daß der Aufsatz für eine Abgabe von Feuchtigkeit und/oder eine Aufnahme von Gas erst präpariert wird, kurz bevor er eingesetzt wird. Dies ist beispielsweise möglich, indem das Material des Aufsatzes geeignet ist, eine Feuchte abgebende oder Gas ab­ sorbierende Flüssigkeit aufzunehmen, diese vor einer Aktivierung jedoch noch nicht enthält. Bei einer derartigen Ausführungsform kann vom Benutzer oder von einem Gerät (vorzugsweise in einem Analysegerät) eine Tränkung des Materials mit einer geeigneten Flüssigkeit erfolgen, um den Aufsatz zu aktivieren. Für eine solche Aktivierung kann der Benutzer einen Aufsatz beispielsweise auch für kurze Zeit in eine Schale mit alkalischer Lösung legen, so daß die Flüssig­ keit über die Ausnehmung in das Material eindringt. Nach dem Herausnehmen des Aufsatzes und einem Entfernen von Flüssigkeitsresten kann der Aufsatz bestimmungsgemäß eingesetzt werden.

Nach dem gleichen Verfahren kann auch eine Reaktivierung durchgeführt werden, wenn das aktive Material verbraucht ist oder abgenommen hat.

Für Anordnungen von mehreren Gefäßen ist es möglich, statt einzelner Aufsätze für einzelne Gefäße, auch einen Aufsatz vorzusehen, der eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, die mit dem Gefäßöffnungen korrespondieren, so daß durch sie auf einzelne Gefäße zugegriffen werden kann.

Die Aufsätze der vorliegenden Erfindung können vorteilhaft weiterhin mit den aus dem Stand der Technik bekannten Kaminen zur Verdunstungsreduktion kombiniert werden. Hierzu kann beispielsweise eine Röhre an der Unterseite des Gehäuses so angebracht werden, daß das Innere der Röhre eine Verlängerung des Kanales im Aufsatz bildet. Durch eine Kombination der Auf­ sätze mit Kaminen kann die Verdunstung bzw. Aufnahme von Gasen auf ein kleineres Volumen im Gefäß beschränkt werden, so daß sich die positiven Effekte ergänzen.

Die vorliegende Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert:

Fig. 1 Querschnittsdarstellung eines Gefäßes mit Aufsatz

In Fig. 1 ist ein System zur Aufbewahrung von Flüssigkeiten dargestellt, das ein Gefäß (10) mit einer darin befindlichen Flüssigkeit (11) aufweist. An der Gefäßöffnung ist ein Aufsatz (20) zur Verringerung einer Verdunstung der Flüssigkeit (11) aus dem Gefäß sowie zur Verringerung der Aufnahme von Kohlendioxid durch die Flüssigkeit (11) angebracht. Die Gefäßöffnung befindet sich im Gefäßhals (12), der ein Außengewinde (nicht dargestellt) aufweist. Der Aufsatz (20) be­ sitzt eine Haltevorrichtung (21) in Form eines sich nach unten erstreckenden Zylinders der ein Innengewinde (nicht dargestellt) trägt. Der Aufsatz besitzt ferner ein Gehäuse (22), das das ak­ tive Material (23) so gegenüber dem Außenraum abschließt, daß ein Austritt von Feuchte aus dem aktiven Material (23) oder eine Aufnahme von Gasen lediglich durch den Bereich der Ausnehmung (24) des Aufsatzes möglich ist. Die Ausnehmung (24) weist im dargestellten Fall die Form eines Kanales beziehungsweise einer Bohrung durch den Aufsatz auf. Im dargestellten Beispiel besitzt der Kanal eine Länge von 1 cm und hat einen Querschnitt von 5 mm. Ein Gas­ austausch findet über die freiliegende Oberfläche des Kanales statt. Weiterhin kann auch die Unterseite des Gehäuses (22) ganz oder teilweise offen sein, um einen Gasaustausch des aktiven Materials (23) mit dem Gefäßinnenraum zu ermöglichen. Im dargestellten Fall ist die Unterseite des Gehäuses jedoch bis auf den Durchbruch der Ausnehmung geschlossen, um ein Auspressen des aktiven Materials (23) beim Aufbringen des Aufsatzes auf die Gefäßöffnung zu vermeiden. Der Aufsatz der Fig. 1 kann auf sehr einfache Weise aus zwei konventionellen Schraubkappen gebildet werden, indem eine erste Schraubkappe mit einem saugfähigen Material, welches üblicherweise für Blumengestecke benutzt wird gefüllt wird und die Öffnung der ersten Schraubkappe mit der Oberseite einer zweiten Schraubkappe durch Aufkleben. Aufschmelzen oder dergleichen verschlossen wird. Die gebildete Anordnung kann nunmehr axial durchbohrt werden, um die Ausnehmung zu generieren. Eine Aktivierung des Aufsatzes erfolgt durch kurzzeitiges Einstellen in eine wässrige oder alkalische Lösung.

Fig. 2 Querschnittsdarstellung einer Anordnung von Gefäßen mit einem Aufsatz mit mehreren Ausnehmungen.

Fig. 2 zeigt ein System zur Aufbewahrung von Flüssigkeiten mit drei Gefäßen. Derartige Racks, in denen mehrere Reagenzienbehälter zusammengestellt sind, um eine funktionelle Ein­ heit zu bilden, sind beispielsweise aus der EP B 0 564 970 bekannt. Die drei in Fig. 2 darge­ stellten Gefäße (10, 10', 10") befinden sich in einem Rack (30), das zur Halterung der Gefäße dient. An seiner Oberseite besitzt das Rack Öffnungen, die mit den Gefäßöffnungen korrespon­ dieren. Diese an sich aus der EP B 0 564 970 bekannte Anordnung wird erfindungsgemäß um einen Aufsatz ergänzt, der eine Verdunstung aus den Gefäßen bzw. einen Eintrag von Gasen verringert. Der in Fig. 2 dargestellte Aufsatz (20') besitzt drei Ausnehmungen (24, 24', 24"), die so angeordnet sind, daß über sie mit einer Pipette oder dergleichen auf den Inhalt der Gefäße zugegriffen werden kann. Der in Fig. 2 dargestellte Aufsatz besitzt ferner ein Gehäuse (22'), das eine ungewollte Abgabe von Feuchtigkeit oder Aufnahme von Gasen aus dem Außenraum reduziert. Wie zu erkennen ist, kann der Aufsatz der Fig. 2 durchgängig ausgestaltet sein, so daß keine einzelnen abgegrenzten Aufsätze für die einzelnen Gefäße notwendig sind. Zum Befe­ stigen des Aufsatzes an dem Rack (30) besitzt er ferner Haltevorrichtungen (21'), die Rasthaken aufweisen, welche in korrespondierende Ausnehmungen am Rack eingreifen. Entgegen der schematischen Darstellung in Fig. 2 ist der Aufsatz so an dem Rack angebracht, daß ein Gas­ austausch zwischen dem Rackinneren bzw. den Gefäßinnenräumen und dem Außenraum aus­ schließlich über die Ausnehmungen im Aufsatz möglich ist. Die Haltevorrichtungen am Aufsatz sind daher so ausgestaltet, daß ein Gasaustausch über den Haltebereich wirkungsvoll vermieden wird.

Claims (12)

1. Aufsatz (20, 20') für Gefäße (10) zur Verringerung der Verdunstung einer Flüssigkeit aus dem Gefäß und/oder dem Eintrag von Gasen, insbesondere von Kohlendioxid, in eine Flüssigkeit (11) in dem Gefäß, wobei der Aufsatz mindestens eine Ausnehmung (24) besitzt durch die eine Pipette oder dergleichen in das Gefäßinnere eingeführt werden kann und der Aufsatz ein aktives oder aktivierbares Material (23) beinhaltet, das
Feuchtigkeit abgibt und/oder Gas absorbiert
oder das
geeignet ist, eine Feuchte abgebende oder Gas absorbierende Flüssigkeit aufzunehmen.

2. Aufsatz gemäß Anspruch 1, der ein Befestigungsmittel (21, 21') zum Befestigen des Aufsatzes (20, 20') an einem Gefäß (10) bzw. einem Rack (30) besitzt.

3. Aufsatz gemäß Anspruch 2, bei dem das Befestigungsmittel ein Gewinde zum Auf­ schrauben auf das Gewinde eines Gefäßes ist.

4. Aufsatz gemäß Anspruch 1, bei dem das Material ein saugfähiger Stoff ist, der mit einer wäßrigen Flüssigkeit getränkt ist.

5. Aufsatz gemäß Anspruch 4, bei dem die Flüssigkeit alkalisch ist, um Kohlendioxid zu absorbieren.

6. Aufsatz gemäß Anspruch 1, bei dem das Material von einem Gehäuse (2) so umgeben ist, daß ein Austritt von Feuchtigkeit in den Außenraum oder eine Aufnahme von Gasen aus dem Außenraum im wesentlichen auf den Bereich der Ausnehmung beschränkt ist.

7. Aufsatz gemäß Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Ausnehmung (24, 24', 24") von Inbetriebnahme des Aufsatzes an ihren Enden verschlossen ist.

8. Aufsatz gemäß Anspruch 7, bei dem die Ausnehmung mit einem durchstechbaren Mate­ rial verschlossen ist.

9. Aufsatz gemäß Anspruch 1, bei dem sich an die Ausnehmung eine Röhre anschließt, die in das Gefäß hineinragt, wenn der Aufsatz bestimmungsgemäß an dem Gefäß angebracht ist.

10. System zur Aufbewahrung von Flüssigkeiten mit
einem Gefäß (10. 10', 10") sowie
einem an dem Gefäß angebrachten Aufsatz (20, 20') zur Verringerung der Verdunstung und/oder dem Eintrag von Gasen wobei der Aufsatz mindestens eine Ausnehmung (24, 24', 24") aufweist, durch die eine Pipette oder dergleichen in das Gefäßinnere eingeführt werden kann,
wobei der Aufsatz ein aktives oder aktivierbares Material (23) beinhaltet, das
Feuchtigkeit abgibt und/oder Gas absorbiert oder das
geeignet ist, eine Feuchte abgebende oder Gas absorbierende Flüssigkeit aufzu nehmen.

11. System gemäß Anspruch 10, bei dem das Gefäß eine Reagenzflüssigkeit enthält.

12. System gemäß Anspruch 10, das ein Rack (30) zur Aufnahme von zwei oder mehr Gefä­ ßen besitzt und bei dem der mindestens eine Aufsatz (20') mit den Gefäßöffnungen korrespondierende Ausnehmungen (24, 24', 24") aufweist.