DE10043345A1 - Vorrichtung zur vollautomatischen Festphasenextraktion - Google Patents
Vorrichtung zur vollautomatischen FestphasenextraktionInfo
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Abstract
Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens mit einer zweidimensionalen Nadelanordnung, die geeignet ist, Substanzen aus unterschiedlichen zweidimensionalen Probengefäßanordnungen zu entnehmen und in eine zweidimensionale Kartuschenanordnung unter Druck abzugeben.
Description
Das Verfahren der Festphasenextraktion (solid phase extraction = SPE) ermöglicht
das Auftrennen von komplexen Stoffgemischen, wie Gemische aus
Mikroorganismen, pflanzlichen und tierischen Proben und Synthesegemische aus
der kombinatorischen und parallelisierten Synthese für die nachfolgende Analytik.
Das Trennverfahren besteht darin, dass das komplexe Stoffgemisch zunächst an
geeigneten Extraktionsphasen adsorbiert, dann durch Elution in einem oder
mehreren Trennschritten mit jeweils einer oder mehreren Trennstufen aufgetrennt
wird und die gewonnenen Fraktionen bei Bedarf durch einen weiteren SPE-Schritt
aufkonzentriert bzw. auf ein gewünschtes Lösungsmittel eingestellt werden.
Die komplexen Arbeitsabläufe bei der Durchführung des Verfahren der
Festphasenextraktion umfassen stets die gleichen Verfahrensschritte wie die
Konditionierung der Extraktionsphasen (auch Sorbens, Harze oder Trennphasen),
das Zuführen der Proben, das Waschen und Eluieren. Gleiche Verfahrensschritte, die
zum Teil mehrfach in unterschiedlicher Folge ablaufen, bieten sich grundsätzlich gut
für eine Automatisierung an.
Da bei vielen Anwendungen der SPE die zugeführten Substanzen (Proben oder
Lösungsmittel) nicht allein aufgrund der Schwerkraft durch die Extraktionsphase
fließen, wird die Substanz durch Erzeugung eines Unterdrucks unterhalb der
Extraktionsphase bzw. eines Überdrucks oberhalb der Extraktionsphase durch diese
hindurch gezwungen. Für beide Prinzipien gibt es inzwischen gerätetechnische
Lösungen. Dabei haben sich Systeme mit einer Unterdruckabsaugtechnik als
nachteilig erwiesen. Der erzeugbare Unterdruck bleibt auf ein Bar begrenzt und der
Druckausgleich findet bei mehreren Kartuschen pro Vakuumkanal durch die am
besten "laufenden" Kartuschen (eine Extraktionsphase beinhaltendes Gefäß) statt,
so dass es bei schlecht "laufenden" Kartuschen oft nicht zu einer vollständigen
Elution kommt. Besonders bei biologischen Proben ist die Viskosität und der
Partikelanteil oft so ungünstig, dass bei der simultanen Durchführung des
Verfahrens in mehreren Kartuschen mit der Unterdruckabsaugtechnik einige
Kartuschen unvollständig eluieren (z. B. Nachr. Chem. Tech. Lab. 44; 1969; Nr. 4;
Seite M18).
Bei bekannten Vorrichtungen, welche mit einem Überdruck die Probe durch die
Extraktionsphase pressen, werden die Kartuschen jeweils einzeln, voneinander
unabhängig abgedichtet. Z. B. bietet die Firma STRATEC Elektronik GmbH einen
Pipettierautomaten VIVACE mit einem Erweiterungsmodul FEX an, der zur
Durchführung des SPE-Verfahrens geeignet ist. Zur Erzeugung eines positiven
Druckes auf die Extraktionsphase wird ein entsprechendes Werkzeug von einem der
beiden Pipettierarme des VIVACE auf das obere Säulenende (Kartuschenende)
gasdicht aufgesetzt und der notwendige Druck mit einem geeigneten Inertgas
aufgebaut. Die beiden Pipettierarme sind jeweils mit einer Pipettiernadel
ausgestattet. Über die lineare Verstellung der Pipettiernadel am Pipettierarm in eine
Koordinatenrichtung und das Verfahren des Pipettierarmes in eine dazu senkrechte
Koordinatenrichtung ist die Pipettiernadel innerhalb einer Ebene frei positionierbar.
Dadurch kann aus nahezu allen gängigen Gefäßen pipettiert werden. Unabhängig
vom Umfang der Gefäße und deren Abständen zueinander wie sie unterhalb des
Pipettierarmes positioniert werden, kann die Pipettenspitze so zu den Gefäßen
verfahren werden, dass sie exakt mittig über den Gefäßen steht.
Der Bedarf der Verwendung von Gefäßen mit einem unterschiedlichen Umfang
ergibt sich aus den unterschiedlichen Volumina, die z. B. abhängig sind von deren
Konzentration, die über die Pipettiernadel aufgenommen und abgegeben werden
sollen. Zur sparsamen Verwendung von Substanzen und reproduzierbaren
Volumenaufnahme muss das aufzunehmende Gesamtvolumen durch vollständige
Entleerung eines Gefäßes aufgenommen werden. Da der dabei erforderliche relative
Hub zwischen der Pipettiernadel und dem Gefäßboden möglichst gering und
konstant sein sollte, unabhängig vom Fassungsvermögen der Gefäße, besteht der
Bedarf, Gefäße gleicher Höhe mit einem unterschiedlichen Umfang zu verwenden,
die ein entsprechend unterschiedliches Fassungsvermögen haben. Hingegen
könnten Gefäße zur Abgabe der Substanz grundsätzlich auch bei unterschiedlichem
Fassungsvermögen den gleichen Umfang, jedoch eine andere Höhe aufweisen, da
zur Abgabe in die Gefäße ein Eintauchen nicht erforderlich ist. Für eine
Automatisierung ist jedoch auch hier ein konstanter Hub vorteilhaft, so dass auch
hier der Bedarf besteht, Gefäße mit unterschiedlichem Umfang verwenden zu
können.
Die Gefäße zur Aufnahme (Probengefäße) und Abgabe (Kartuschen) sind als
Einzelgefäße, auch bereits in einem Magazin (rack) in einer zweidimensionalen
Anordnung mit Rastermaßen (Mittenabständen) a × b erhältlich (a soll das
Rastermaß der in einer Reihe und b das Rastermaß der in einer Spalte angeordneten
Gefäße sein).
Alternativ zur zweidimensionalen Anordnung von Einzelgefäßen gibt es
monolithische Probengefäß- und Kartuschenblöcke, bei denen die eigentlichen
Gefäße durch Kammern mit den Rastermaßen a × b gebildet werden.
Der Querschnitt der Einzelgefäße und Kammern ist üblicherweise rund oder
rechteckig. Auch mehreckige Formen sind bekannt. Bei Anordnungen mit rundem
und quadratischem Querschnitt ist a = b.
Die Rastermaße sind denen handelsüblicher Mikrotitrationsplatten oder anderen
Multigefäßsystemen angepasst.
Für die Automatisierung einer simultanen Probenaufnahme und -abgabe aus und in
Gefäßanordnungen unterschiedlicher Rastermaße stellt sich das besondere Problem
dar eine Nadelanordnung zu schaffen, die geeignet ist, diese Gefäße zu entleeren
und zu befüllen und auch gegenüber solchen abgedichtet werden kann.
Aus dem Stand der Technik ist keine Vorrichtung zur Durchführung des SPE-
Verfahrens bekannt, die geeignet ist, mit einer zweidimensionalen Nadelanordnung
die Substanzen aus zweidimensionalen Anordnungen von Probengefäßen
unterschiedlicher Rastermaße aufzunehmen und unter Druck in eine
zweidimensionale Kartuschenanordnung abzugeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einer
zweidimensionalen Nadelanordnung zu schaffen, die geeignet ist, Substanzen aus
einer zweidimensionalen Anordnung von Probengefäßen bzw.
Probengefäßkammern zu entnehmen und in eine zweidimensionale Anordnung von
Kartuschen bzw. Kartuschenkammern unter Druck abzugeben. Die Anordnung der
Probengefäße bzw. Probengefäßkammern und der Kartuschen bzw.
Kartuschenkammern soll zweckmäßigerweise aus 96, 48 oder 24 Kartuschen bzw.
Kartuschenkammern bestehen, die zueinander Rastermaße aufweisen, gleich dem
Rastermaß von handelsüblichen 96er Mikrotitrationsplatten, 48er oder 24er
Multigefäßsystemen mit der Grundfläche von Mikrotitrationsplatten. Darüber hinaus
soll die Möglichkeit bestehen, über jede einzelne Nadel oder Nadelgruppen andere
Substanzen aufzunehmen.
Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-
Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 im Wesentlichen dadurch
gelöst, dass eine zweidimensionale Nadelanordnung mit Rastermaßen a × b
vorhanden ist, aus der mittels einer Auswahlmechanik Nadelgruppen gebildet
werden, mit Rastermaßen gleich a und b oder einem Vielfachen von a und b, so
dass diese mit einem Vertikalantrieb verkoppelt wahlweise zur Substanzaufnahme
abgesenkt werden können. Die Rastermaße können in Spalten- und Zeilenrichtung
sowohl das gleiche als auch ein ungleiches vielfaches von a sein, was sich aus der
Verwendung von Probengefäßen bzw. Probengefäßkammern mit einem
rechteckigem Querschnitt ergibt. Um die aufgenommene Substanz unter Druck in
die Kartuschen zu füllen, ist eine Kartuschendichtung vorhanden, welche die oberen
Öffnungen der Kartuschen bzw. Kartuschenkammern auch mit unterschiedlichem
Querschnitt mit einer planaren Dichtung und einer radialen Dichtung zum Umfang
der Nadeln hin abdichtet.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
Dazu zeigen
Fig. 1 drei verschiedene Positionen der Registerschienen einer Auswahlmechanik
zu den Nadeln der Nadelanordnung,
Fig. 2 ein Ausschnitt aus einer Vorrichtung im Zusammenspiel mit einem
Kartuschenblock mit den Rastermaßen a × a,
Fig. 3 ein Ausschnitt aus einer Vorrichtung im Zusammenspiel mit einem
Kartuschenblock mit den Rastermaßen 2a.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-
Verfahrens ist eine Vorrichtung, die sich anhand der unterschiedlichen Funktionen
als Kombination mehrerer unterschiedlicher Module gut beschreiben lässt. Zu den
erfindungswesentlichen Modulen: Auswahlmechanik und Kartuschendichtung
kommen Module hinzu, wie sie aus dem Stand der Technik abgeleitet fachmännisch
für eine erfindungsgemäße Vorrichtung optimiert wurden. Dies betrifft den
kompletten Nadelkopf mit einem Nadelvertikalantrieb, eine Aushebe- und
Transporteinrichtung für Gefäße wie Vorrats- und Abfallbehälter, Magazine mit
Probengefäßen oder Kartuschen, sowie Mikrotitrationsplatten und andere
Multigefäßsysteme im Mikrotitrationsplattenformat, wie Probengefäß- oder
Kartuschenblöcke, sowie Speichereinheiten wie Stacker, Stackerkarussels oder
sogenannte Hotels für die genannten Gefäße.
Funktionell wesentlich am Nadelkopf ist eine zweidimensionale, mittels eines
Nadelvertikalantriebs vertikal bewegliche Nadelanordnung, mit vorzugsweise 96
Nadeln, die in einem Raster von 8 × 12 mit den Rastermaßen a × a angeordnet
gleich dem Raster und den Rastermaßen einer 96er Mikrotitrationsplatte
entsprechen. Jede einzelne Nadel bildet mit je einem Schlauchsystem, je einem
Vorratsbehälter und je einer Pumpenspritze verbunden ein Spritzensystem. Es
können mehrere Spritzensysteme mit einem Antrieb oder auch jedes Spritzensystem
mit einem eigenen Antrieb verbunden sein. Entsprechend kann sowohl eine
simultane Volumenaufnahme in alle Spritzensysteme, als auch eine gruppenweise
Aufnahme oder Aufnahme in nur einzelne Spritzensysteme erfolgen. Zur
Überwachung des Drucks verfügt jedes Spritzensystem über einen Drucksensor und
ein Ventil, welches das System gegenüber Normaldruck der Umgebung öffnen
kann. Die Druckspritze selbst verdrängt Luft oder ein Gas. Der Vorratsbehälter ist
gegenüber der Druckspritze mit einem Spritzschutz und einem Aerosolfilter
geschützt.
Der Nadelvertikalantrieb ist über eine Auswahlmechanik mit den Nadeln verkoppelt.
Je nach Position der Auswahlmechanik sind verschiedene Nadelgruppen mit dem
Nadelvertikalantrieb verkoppelt bzw. entkoppelt.
Im konkreten Ausführungsbeispiel wird eine erste Nadelgruppe von allen Nadeln
(8 × 12) gebildet, d. h. die Nadelgruppe hat die Rastermaße a × a (a ist gleich dem
Rastermaß einer 96er Mikrotitrationsplatte) die zweite bis fünfte Nadelgruppe wird
gebildet von jeweils 24 Nadeln (4 × 6). Diese 24er Nadelgruppen haben Rastermaße
von 2a × 2a, was dadurch erreicht wird, dass nur jede zweite Nadel in jeder
Richtung der Nadelanordnung verkoppelt wird. Das höhere Rastermaß ermöglicht
die Aufnahme und auch Abgabe in Gefäße mit einem größeren Querschnitt.
Die Auswahlmechanik kann in anderen Ausführungsformen auch so ausgelegt sein,
dass 6er Nadelgruppen mit einem Rastermaß von 4a × 4a, 12er Nadelgruppen mit
dem Rastermaß von 2a × 4a usw. gebildet werden.
Eine vorteilhafte Ausführung für eine Auswahlmechanik soll nachfolgend näher
beschrieben werden. Zwischen den von zwölf Nadeln 4 gebildeten Spalten ist
jeweils ein Stapel von drei übereinander liegenden in Spaltenrichtung
verschiebbaren Registerschienen eingefügt. Jeder Stapel besteht aus einer ersten
Registerschiene 1, an der über ihre Länge beidseitig jeweils gegenüberliegend zwölf
Mitnehmernasen 11 mit einer Breite kleiner a/2 und im Rastermaß a zueinander
ausgebildet sind, sowie einer zweiten und dritten Rasterschiene 2; 3 mit auf einer
Seite ausgebildeten vier Mitnehmernasen 11 gleicher Breite, wie die der ersten
Rasterschiene 1 und im Rastermaß von 2a zueinander ausgebildet. Die ersten
Registerschienen 1 sind mit einem ersten, die zweiten 2 mit einem zweiten und die
dritten 3 mit einem dritten Antrieb verbunden. Die Registerschienen 1; 2; 3 sind
zueinander so positioniert, dass über die wahlweise Ansteuerung der drei Antriebe,
welche jeweils aus einer Nullstellung heraus einen Schritt der Länge a/2 in eine
Richtung im entgegengesetzten Richtungssinn bewirken, jeweils eine der fünf
Nadelgruppen verkoppelt ist. Die Verkopplung entsteht jeweils durch die Anlage
zweier Mitnehmernasen 11 an einem an je einer der Nadeln 4 zu diesem Zwecke
ausgebildeten Bund 5.
In den Fig. 1.1 bis 1.3 sind die möglichen Positionen der einzelnen Registerschienen
dargestellt. Fig. 1 zeigt die erste Registerebene, in der die ersten Registerschienen 1
in einer Nullstellung und in einer um das halbe Rastermaß a/2 verschoben
positioniert sind. Während die Mitnehmernasen 11 in der Nullstellung mit keiner
Nadel 4 in Kontakt stehen, liegen in der um a/2 verschobenen Position alle
Mitnehmernasen 11 auf einem Bund 5 einer Nadel 4 an, so dass alle Nadeln 4 über
zwei Mitnehmernasen 11 verkoppelt sind. Gleichzeitig befinden sich die zweiten
und dritten Registerschienen 2, 3 in ihrer Nullstellung. Zum Absenken einer der 24er
Nadelgruppen müssen die ersten Registerschienen 1 in ihre Nullstellung zurück
bewegt werden und die zweiten und dritten Registerschienen 2, 3 in Eingriff mit
den Nadeln 4 gebracht werden. Durch die jeweils spiegelsymmetrische
Positionierung der Registerschienen 2, 3 in der zweiten und dritten Registerebene,
wie sie in den Fig. 1.2 und 1.3 aufgezeigt sind, ist nach Verschiebung der
Registerschienen 2, 3 aus der Nullstellung um a/2 oder -a/2 jeweils jede zweite
Nadel 4 jeder zweiten Spalte verkoppelt. D. h. wenn die zweiten Registerschienen 2
um a/2 verschoben sind und sich die anderen Registerschienen 1, 3 in ihrer
Nullstellung befinden, sind die Nadeln 4 mit den Koordinaten B : d; D : d; B : f; D : f
usw. verkoppelt. Bei Verschiebung um -a/2 ist entsprechend die Nadelgruppe mit
den Nadeln 4 der Koordinaten A : d; C : d; A : f; C : f usw. verkoppelt. Analog wird eine
Verkopplung der Nadeln 4 der Spalten c und e mit der Positionierung der dritten
Registerschienen 3 bewirkt. Anstelle der drei genannten Antriebe können auch ein
oder zwei Antriebe vorgesehen sein, die wahlweise die Registerschienen antreiben.
Die beschriebene Auswahlmechanik ist eine vorteilhafte robuste Ausführung und
ermöglicht eine schnelle und sichere Nadelgruppenbildung. In Fig. 2 ist die
Positionierung der Auswahlmechanik zu den Nadeln 4 und die Ausbildung der
Bunde 5 an den Nadeln 4 in Seitenansicht dargestellt.
Unterhalb der Nadelanordnung befindet sich die Kartuschenabdichtung (Fig. 2),
welche die Aufgabe hat einen darunter positionierten Kartuschenblock 7
gegenüber dem Umfang der Nadeln 4 der Nadelanordnung abzudichten. Sie
besteht aus zwei funktionell unabhängigen Dichtungen, einer planaren und einer
radialen Dichtung. Die planare Dichtung wird von einer Dichtplatte 6 gebildet,
deren Außenabmessungen auf die Außenmaße eines Kartuschenblocks 7
abgestimmt sind und die mit einer Lochanordnung von 96 Löchern, mit den
Rastermaßen a × a zueinander angeordnet, versehen ist. Die Dichtplatte 6, z. B.
bestehend aus einem Elastomer, ist fest mit einer ersten Druckplatte 8 verbunden,
die ebenso wie eine zweite, darüber angeordnete Druckplatte 9, eine gleiche
Lochanordnung aufweist wie die Dichtplatte 6.
Die Löcher weisen einen Durchmesser größer dem Nadeldurchmesser auf, damit die
Nadeln 4 ungehemmt durch die Platten geführt werden können.
Die gesamte Kartuschenabdichtung ist vertikal beweglich, um sie vom
Kartuschenblock 7 abzuheben bzw. auf diesem aufzusetzen. Darüber hinaus ist die
zweite Druckplatte 9 zur ersten hin verschiebbar, um zwischen den beiden
Druckplatten 8; 9 befindliche, jeweils eine Nadel 4 umschließende O-Ringe 10 zu
deformieren. Der Innendurchmesser der O-Ringe 10 wird mit geringer werdendem
Abstand der Druckplatten durch den zunehmenden Druck kleiner und dichtet so die
Nadeln 4 an ihrem Umfang ab.
Zur Vertikalbewegung der gesamten Kartuschenabdichtung und der zweiten
Druckplatte 9 innerhalb der Kartuschenabdichtung können ein oder auch zwei
Antriebe vorgesehen sein.
In einer zweiten in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsform einer
Kartuschenabdichtung wird die radiale Dichtung, die im vorher beschriebenen
Ausführungsbeispiel durch mechanischen Druck erzeugt wird, durch pneumatischen
Druck erzeugt. Ansonsten analog im Aufbau zum beschriebenen
Ausführungsbeispiel ist hier die zweite Druckplatte 9 zur ersten Druckplatte 8 in
einem festen Abstand zu dieser angeordnet. Zwischen den beiden Druckplatten 8, 9
befindet sich eine Druckkammer, in der über eine Pressluftsteuerung ein Überdruck
erzeugt wird. Durch diese Kammer hindurch verlaufen 96 Schläuche, durch welche
die Nadeln 4 geführt sind. Mit zunehmendem Überdruck in der Kammer werden die
Schläuche eng um die Nadeln 4 angelegt und dichten die Nadeln 4 am Umfang ab.
Zum Lösen der vertikalen Dichtung wird die Druckkammer geöffnet oder ein
Unterdruck angelegt.
Nach Abdichtung des Kartuschenblocks wird mittels Überdruck die zuvor über die
Nadeln 4 aufgenommene Substanz durch die in den Kartuschen befindlichen
Extraktionsphasen gedrückt.
Die noch nicht näher erläuterten Module der Gesamtvorrichtung wie Aushebe- und
Transporteinrichtung und zur Ablage und Speicherung der verschiedensten Gefäße
vorhandenen Speichereinheiten sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt
und werden lediglich fachmännisch für eine erfindungsgemäße Vorrichtung
optimiert.
Alle Gefäße, aus denen Substanzen aufgenommen werden bzw. in die Substanzen
abgegeben werden, müssen, sofern sie nicht eine Öffnung größer der von der
Nadelanordnung gebildeten Fläche aufweisen, in den Rastermaßen a × a oder
einem Vielfachen von a zueinander angeordnet sein, damit eine definierte
Aufnahme und/oder Abgabe der Substanz jeweils mit einer Nadelgruppe erfolgen
kann.
Vorteilhafterweise sind diese Gefäße Probengefäß- oder Kartuschenkammern von
Probengefäß- oder Kartuschenblöcken. Die Blöcke können Spritzgussteile sein,
deren Grundfläche in den Außenmaßen denen einer Mikrotitrationsplatte
entsprechen und deren ausgebildete Kammern einen runden oder rechteckigen
Querschnitt aufweisen.
Derartige Blöcke sind besonders geeignet, da die oberen Öffnungen der Gefäße
zwangsläufig in einer Ebene liegen und somit eine gleichmäßige planare
Abdichtung ohne weitere Maßnahmen möglich ist.
Weniger geeignet, aber prinzipiell möglich ist, dass die Gefäßanordnung durch
Einzelgefäße gebildet wird, die über die Anordnung in einem Magazin zueinander
im Rastermaß a × b oder einem Vielfachen von a und b zueinander positioniert
werden. Dabei können die Gefäße zur Aufnahme sowohl einen rechteckigen als
auch runden Querschnitt aufweisen, da pro Gefäß mittels der Auswahlmechanik
nur eine Nadel mittig abgesenkt wird.
Bei der Abgabe unter Druck in Kartuschen bzw. Kartuschenkammern könnte
hingegen ein runder Querschnitt zumindest bei Anordnung in den Rastermaßen
ungleich a × b problematisch sein. Es muss dann über die Dimensionierung des
Durchmessers abgesichert sein, dass bei Auflage der Kartuschendichtung auf den
oberen Öffnungen der Kartuschen, an denen grundsätzlich ein Bund ausgebildet ist,
alle Löcher der Dichtplatte im Innenquerschnitt der Kartuschen liegen, um eine
sichere Abdichtung zu gewährleisten.
Bei der Verwendung eines Kartuschenblocks mit den Rastermaßen a × a ist aus Fig.
2 deutlich zu erkennen, dass jeweils eine der Nadeln 4 durch die
Kartuschendichtung hindurch in je eine Kartuschenkammer ragt. Sind die
Rastermaße des Kartuschenblocks gleich 2a × 2a wie in Fig. 3 dargestellt, ragen
jeweils vier Nadeln 4 in je eine Kartuschenkammer. Die Kartuschenkammern können
unter Druck sowohl über jeweils alle vier Nadeln 4 befüllt werden oder über
weniger, auch nur eine Nadel 4, da die einzelnen Nadeln 4 mit ihrem jeweils
zugehörigem Spritzensystem für sich ein druckdichtes geschlossenes Gebilde
darstellen.
a Rastermaß der in einer Reihe angeordneten Nadeln
b Rastermaß der in einer Spalte angeordneten Nadeln
b Rastermaß der in einer Spalte angeordneten Nadeln
1
erste Registerschiene
2
zweite Registerscheine
3
dritte Registerschiene
4
Nadel
5
Bund
6
Dichtplatte
7
Kartuschenblock
8
erste Druckplatte
9
zweite Druckplatte
8
O-Ring
9
Mitnehmernasen
Claims (10)
1. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens, die mit
einem Vertikalantrieb verbundene Nadeln aufweist, mittels denen aus
Probengefäßen Substanzen aufgenommen und in Kartuschen abgegeben
werden, dadurch gekennzeichnet,
dass die Nadeln (4) in einer zweidimensionalen Anordnung mit den Rastermaßen a × b an einem Nadelkopf angeordnet sind,
dass die Probengefäße und Kartuschen in einer zweidimensionalen Anordnung zueinander mit den Rastermaßen a × b oder einem Vielfachen von a und b unterhalb des Nadelkopfes positionierbar sind,
dass eine Auswahlmechanik vorhanden ist, mittels der wahlweise unterschiedliche Nadelgruppen mit dem Vertikalantrieb verkoppelt sind,
dass die unterschiedlichen Nadelgruppen durch Nadeln (4) mit den Rastermaßen a × b und wenigstens einem Vielfachen von a und b gebildet sind,
dass eine Kartuschendichtung vorhanden ist, welche die Kartuschen mit einer planaren Dichtung und einer radialen Dichtung zum Umfang der Nadeln (4) hin abdichtet.
dass die Nadeln (4) in einer zweidimensionalen Anordnung mit den Rastermaßen a × b an einem Nadelkopf angeordnet sind,
dass die Probengefäße und Kartuschen in einer zweidimensionalen Anordnung zueinander mit den Rastermaßen a × b oder einem Vielfachen von a und b unterhalb des Nadelkopfes positionierbar sind,
dass eine Auswahlmechanik vorhanden ist, mittels der wahlweise unterschiedliche Nadelgruppen mit dem Vertikalantrieb verkoppelt sind,
dass die unterschiedlichen Nadelgruppen durch Nadeln (4) mit den Rastermaßen a × b und wenigstens einem Vielfachen von a und b gebildet sind,
dass eine Kartuschendichtung vorhanden ist, welche die Kartuschen mit einer planaren Dichtung und einer radialen Dichtung zum Umfang der Nadeln (4) hin abdichtet.
2. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rastermaße a × b den Rastermaßen handelsüblicher
Multigefäßsysteme insbesondere einer Mikrotitrationsplatte entsprechen.
3. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens nach
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rastermaße einer 96er Mikrotitrationsplatte entsprechen.
4. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Probengefäße die Probengefäßkammern eines Probengefäßblockes
sind, dessen Grundfläche in den Außenmaßen denen einer
Mikrotitrationsplatte entspricht und die Probenkammern die Rastermaße
a × b oder einem ganzzahligen Vielfachen von a und b aufweisen.
5. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kartuschen von einem Kartuschenblock (7) gebildet werden, deren
Grundfläche in den Außenmaßen denen einer Mikrotitrationsplatte
entspricht und die durch zu den die Grundfläche begrenzenden Kanten
nahezu parallele Innenwände in rechteckige Kartuschenkammern mit den
Rastermaßen a × b oder einem ganzzahligen Vielfachen von a und b
unterteilt sind.
6. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswahlmechanik Registerschienenblöcke gleich der Anzahl der in
einer Richtung angeordneten Nadeln (4) aufweist, die jeweils in dieser
Richtung in gleicher Ebene zwischen und neben den Nadeln (4) angeordnet
sind und die jeweils aus mindestens drei Registerschienen bestehen, an
denen Mitnehmernasen (11) in einem Rastermaß gleich dem der in dieser
Richtung angeordneten Nadeln (4) oder einem Vielfachen davon zueinander
ausgebildet sind, welche durch Verschiebung der Registerschienen wahlweise
jeweils an einem Bund (5) einer Nadel (4) zur Anlage kommen und somit die
jeweilige Nadel (4) mit dem Vertikalantrieb verknüpfen.
7. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens nach
Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Registerschienenblock aus einer ersten (1) einer zweiten (2) und
einer dritten Registerschiene (3) besteht, wobei die Mitnehmernasen (11) der
jeweils ersten Registerschiene (1) im Rastermaß a gleich dem der in dieser
Richtung angeordneten Nadeln (4) und die der jeweils zweiten (2) und
dritten Registerschiene (3) im Rastermaß 2a zueinander ausgebildet sind und
alle ersten Registerschienen (1) mit einem ersten, alle zweiten mit einem
zweiten und alle dritten mit einem dritten Antrieb verbunden sind, der die
Registerschienen wahlweise jeweils um einen Schritt der Länge a/2 aus einer
Nullstellung mit wechselndem Richtungssinn verschiebt.
8. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die planare Dichtung aus einer Dichtplatte (6) größer der von den oberen Öffnungen der Kartuschenanordnung gebildeten Fläche besteht, die mit einer Lochanordnung von Löchern gleicher Anzahl und im gleichen Raster zueinander angeordnet wie die Nadeln versehen und mit einer ersten Druckplatte (8) verbunden ist, die ebenso wie eine zweite, darüber angeordnete Druckplatte (9), eine gleiche Lochanordnung aufweist, wie die Dichtplatte (5),
dass die Löcher einen Durchmesser größer dem Nadeldurchmesser aufweisen, damit die Nadeln (4) ungehemmt durch die Druckplatten (8), (9) geführt werden können,
dass die zweite Druckplatte (9) zur ersten hin verschiebbar ist, um zwischen den beiden Druckplatten (8); (9) befindliche jeweils eine Nadel (4) umschließende O-Ringe (10) zu deformieren, um so die Nadeln (4) an ihrem Umfang abzudichten.
dass die planare Dichtung aus einer Dichtplatte (6) größer der von den oberen Öffnungen der Kartuschenanordnung gebildeten Fläche besteht, die mit einer Lochanordnung von Löchern gleicher Anzahl und im gleichen Raster zueinander angeordnet wie die Nadeln versehen und mit einer ersten Druckplatte (8) verbunden ist, die ebenso wie eine zweite, darüber angeordnete Druckplatte (9), eine gleiche Lochanordnung aufweist, wie die Dichtplatte (5),
dass die Löcher einen Durchmesser größer dem Nadeldurchmesser aufweisen, damit die Nadeln (4) ungehemmt durch die Druckplatten (8), (9) geführt werden können,
dass die zweite Druckplatte (9) zur ersten hin verschiebbar ist, um zwischen den beiden Druckplatten (8); (9) befindliche jeweils eine Nadel (4) umschließende O-Ringe (10) zu deformieren, um so die Nadeln (4) an ihrem Umfang abzudichten.
9. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die planare Dichtung aus einer Dichtplatte (6) größer der von den oberen Öffnungen der Kartuschenanordnung gebildeten Fläche besteht, die mit einer Lochanordnung von Löchern gleicher Anzahl und im gleichen Raster zueinander angeordnet wie die Nadeln und mit einer ersten Druckplatte (8) verbunden ist ebenso wie eine zweite, darüber angeordnete Druckplatte (9), eine gleiche Lochanordnung aufweist, wie die Dichtplatte (6),
dass die Löcher einen Durchmesser größer dem Nadeldurchmesser aufweisen, damit die Nadeln (4) ungehemmt durch die Druckplatten (8), (9) geführt werden können,
dass die zweite Druckplatte (9) mit der ersten in einem Abstand zueinander fest angeordnet ist und zwischen der ersten (8) und der zweiten Druckplatte (9) eine Druckkammer vorhanden ist, durch welche Schläuche verlaufen, in denen die Nadeln (4) geführt werden, die sich bei Erzeugung eines Überdrucks in der Druckkammer eng an die Nadeln (4) anlegen und diese am Umfang abdichten.
dass die planare Dichtung aus einer Dichtplatte (6) größer der von den oberen Öffnungen der Kartuschenanordnung gebildeten Fläche besteht, die mit einer Lochanordnung von Löchern gleicher Anzahl und im gleichen Raster zueinander angeordnet wie die Nadeln und mit einer ersten Druckplatte (8) verbunden ist ebenso wie eine zweite, darüber angeordnete Druckplatte (9), eine gleiche Lochanordnung aufweist, wie die Dichtplatte (6),
dass die Löcher einen Durchmesser größer dem Nadeldurchmesser aufweisen, damit die Nadeln (4) ungehemmt durch die Druckplatten (8), (9) geführt werden können,
dass die zweite Druckplatte (9) mit der ersten in einem Abstand zueinander fest angeordnet ist und zwischen der ersten (8) und der zweiten Druckplatte (9) eine Druckkammer vorhanden ist, durch welche Schläuche verlaufen, in denen die Nadeln (4) geführt werden, die sich bei Erzeugung eines Überdrucks in der Druckkammer eng an die Nadeln (4) anlegen und diese am Umfang abdichten.
10. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des SPE-Verfahrens nach den
Ansprüchen 5 und 8 oder 5 und 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Außenabmessungen der Dichtplatte (6) auf die Außenmaße eines
Kartuschenblocks (7) abgestimmt sind.
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