DE10056758A1

DE10056758A1 - Einrichtung zur Bereitstellung flüssiger und/oder gasförmiger Medien

Info

Publication number: DE10056758A1
Application number: DE2000156758
Authority: DE
Inventors: Bernhard Hukelmann
Original assignee: Evotec OAI AG
Current assignee: Evotec OAI AG
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-06-06

Abstract

Eine Einrichtung zur Bereitstellung flüssiger und/oder gasförmiger Medien, insbesondere von Kleinstmengen, in biologischen oder chemischen Prozessen weist ein Medium-Reservoir (10) auf, das mittels einer Heiz-/Kühlvorrichtung (12) temperierbar ist. Das Medium-Reservoir (10) ist mittels einem Schlauch (18) mit einer Abgabeeinrichtung (20) verbunden. Um während des Transports des Mediums von dem Reservoir (10) zu der Abgabeeinrichtung (20) eine Temperaturänderung des Mediums zu vermeiden, ist der Schlauch (18) mit einer Schlauchhülle (22) aus temperaturleitfähigem Material umgeben. Die Schlauchhülle (22) ist temperaturleitend mit dem Medium-Reservoir (10) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bereitstellung flüssiger und/oder gasförmiger Medien, insbesondere die Bereitstellung von Kleinstmengen, in biologischen und/oder chemischen Prozessen.

Bei biologischen und/oder chemischen Prozessen, wie beispielsweise Screening-Verfahren, werden kleine Proben beispielsweise in Titerplatten bereitgestellt und mit Hilfe von speziellen Mikroskopen untersucht. Es handelt sich hierbei je Probe um Mengen, die im Nano- oder Mikroliterbereich liegen. Die Probe oder ein Reagenz werden von einem Medium-Reservoir mit Hilfe einer Abgabevorrichtung, wie beispielsweise einer speziell ausgebildeten Pipette oder einem Dispenser, dem Probenbehälter zugeführt. Das Medium-Reservoir ist mit der Abgabevorrichtung über einen rohrförmigen Schlauchkörper verbunden.

Das Medium-Reservoir ist temperierbar. Insbesondere bei der Abgabe von Kleinstmengen durch die Abgabeeinrichtung befindet sich das Medium lange Zeit in dem Schlauchkörper. Hierbei erwärmt sich das im Allgemeinen in dem Reservoir gekühlte Medium. Die Erwärmung kann zum Zerfall, zur Blasenbildung sowie zur Auskristallisierung des Mediums führen. Das dem Probenaufnahmebehälter zugeführte Medium unterscheidet sich somit von dem in dem Medium-Reservoir bereitgestellten Medium. Dies führt zur Verfälschung von Meßergebnissen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei derartigen Vorrichtungen die Qualität des bereitgestellten Mediums zu verbessern.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zur Bereitstellung flüssiger und/oder gasförmiger Medien gemäß Patentanspruch 1 sowie durch einen Schlauch zur Bereitstellung von flüssigen und/oder gasförmigen Medien gemäß Patentanspruch 7.

Erfindungsgemäß ist der Schlauchkörper zumindest teilweise mit einer Schlauchhülle aus temperaturleitfähigem Material umgeben. Die Schlauchhülle ist temperaturleitend mit dem Medium- Reservoir verbunden. Hierdurch findet eine Temperaturkopplung zwischen der Schlauchhülle und dem temperierbaren Medium- Reservoir statt. Die Schlauchhülle weist somit im Wesentlichen dieselbe Temperatur wie das Reservoir bzw. das Medium in dem Reservoir auf. Durch das temperaturleitfähige Material wird auch der Schlauchkörper im Wesentlichen auf der Temperatur des Medium-Reservoirs gehalten. Es ist lediglich erforderlich, dass die Schlauchhülle mit einem Teil des Reservoirs verbunden ist, der die Temperatur des in dem Reservoir befindlichen Mediums aufweist. Gegebenenfalls kann hierzu der Schlauchkörper zusammen mit der Schlauchhülle einfach in das Medium hineinragen. Da der Schlauchkörper erfindungsgemäß somit auf ein und derselben Temperatur wie das Medium in dem Medium- Reservoir gehalten ist, findet annähernd keine Temperaturänderung des Mediums beim Transport von dem Reservoir zu der Abgabeeinrichtung statt. Hierdurch sind negative Auswirkungen einer. Temperaturänderung auf das Medium, wie Zerfall der. Flüssigkeit, Blasenbildung oder Auskristallisierung, vermieden.

Um die Temperatur in dem Schlauchkörper möglichst während des gesamten Transports von dem Medium-Reservoir zu der Abgabevorrichtung konstant zu halten, ist der Schlauchkörper vorzugsweise vollständig umfangsmäßig von der Schlauchhülle umgeben.

Die Schlauchhülle ist vorzugsweise als Geflecht, beispielsweise als Metallgeflecht, ausgebildet. Ebenso kann es sich bei der Schlauchhülle um eine dünne Metallfolie, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium oder ein temperaturleitfähiges Polyme, handeln. Die Dicke der Schlauchhülle ist so gewählt, dass die Flexibilität des Schlauchkörpers nicht beeinflußt wird. Dies ist z. B. bei Metallfolien mit einer Dicke von weniger als 100 µm der Fall. Vorzugsweise wird die Folie spiralförmig um den Schlauchkörper gewickelt. Hierbei ist die Dicke der Folien abhängig von der Art der Wicklung und dem Grad der Überlappung benachbarter Folienbahnen. Da die Flexibilität erfindungsgemäß nicht oder nur geringfügig beeinflußt wird, entstehen durch die Umhüllung des Schlauchs keine Nachteile gegenüber bestehenden Einrichtungen.

Bei herkömmlichen Schlauchkörpern nach dem Stand der Technik besteht ferner der Nachteil, dass der Schlauchkörper durch die im Allgemeinen gekühlte Flüssigkeit ebenfalls abgekühlt wird. Hierdurch kann sich an dem Schlauchkörper Kondenswasser bilden. Dies kann zu Beschädigungen der Abgabeeinrichtung, beispielsweise durch Korrosion, führen, da das Kondenswasser an dem Schlauchkörper entlang zu der Abgabeeinrichtung fließt. Ferner kann das Kondenswasser an Übergängen, wie beispielsweise dem Übergang des Schlauchkörpers in die Abgabeeinrichtung, in den Mediumkanal eindringen und das Medium verflüssigen. Es ist ferner möglich, dass das Kondenswasser von dem Schlauchkörper in die Probenbehälter tropft. Hierdurch ist das Untersuchungsergebnis möglicherweise vollständig zerstört.

Erfindungsgemäß ist die den Schlauchkörper umgebende Schlauchhülle vorzugsweise mit einer Isolierhülle umgeben. Die Isolierhülle bewirkt, dass die äußere Schicht des Schlauchs im Wesentlichen auf Umgebungstemperatur bleibt. Die Bildung von Kondensat an dem Schlauch ist daher nicht möglich.

Die Schlauchhülle kann zusätzlich mit einer oder mehreren separaten externen Temperiervorrichtungen verbunden sein. Es ist somit möglich, den Schlauch zusätzlich zu der Temperierung über das Medium-Reservoir zu temperieren. Insbesondere bei langen Schläuchen ist hierdurch vermieden, dass von der Schlauchhülle Wärme an die Umgebung abgegeben wird und hierdurch ein Abkühlen des in dem Schlauch befindlichen Mediums stattfindet. Mit derartigen Temperiervorrichtungen ist es ferner möglich, unterschiedliche Teilabschnitte des Schlauchs unterschiedlich zu temperieren. Als Temperiervorrichtung können beispielsweise Peltierelemente und/oder Kälte-/Wärmeaggregate eingesetzt werden.

Es ist ferner möglich, eine oder mehrere Temperiervorrichtungen anstatt der Temperierung durch das Medium-Reservoir vorzusehen. Hiermit ist eine Temperierung des Schlauchs unabhängig von der Temperatur des Medium-Reservoirs möglich. Es kann hierdurch beispielsweise realisiert werden, dass das Medium in dem Medium-Reservoir, beispielsweise aus Haltbarkeitsgründen, stark gekühlt ist und in der Abgabeeinrichtung eine vorgegebene höhere Temperatur aufweisen soll, um beispielsweise eine chemische Reaktion anzuregen. Mit einer zusätzlichen oder einer ausschließlichen externen Temperiervorrichtung ist es möglich, die Temperatur an der Abgabeeinrichtung unabhängig von der Temperatur in dem Medium-Reservoir einzustellen.

Bei der Abgabeeinrichtung handelt es sich insbesondere um eine oder mehrere Pipetten oder Dispenser. Es kann sich bei der Abgabeeinrichtung jedoch auch um ein zweites Reservoir handeln, das eine Flüssigkeit beispielsweise über eine weitere Einrichtung abgibt. Die Erfindung umfasst somit auch über einen Schlauch verbundene Reservoirs, wobei mindestens eines der Reservoirs temperierbar ist und der zwischen den Reservoirs . angeordnete rohrförmige Schlauchkörper über eine Schlauchhülle aus temperierfähigem Material temperierbar ist.

Die Erfindung betrifft ferner einen Schlauch selbst, der zur Bereitstellung von flüssigen oder gasförmigen Medien, insbesondere von Kleinstmengen, in biologischen und/oder chemischen Prozessen geeignet ist. Der Schlauch weist einen Schlauchkörper auf, durch den das Medium transportierbar ist. Der Schlauchkörper ist, wie vorstehend beschrieben, zumindest teilweise von einer Schlauchhülle aus temperaturleitfähigem Material umgeben.

Der Schlauch kann die vorstehend aufgeführten vorteilhaften Weiterbildungen aufweisen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Bereitstellung flüssiger und/der gasförmiger Medien,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2.

Ein Medium-Reservoir 10 ist zum Wärmen oder Kühlen eines in dem Medium-Reservoir 10 befindlichen Mediums von einer Heiz-/Kühlvorrichtung 12 umgeben. Am Boden 14 des Reservoirs ist mit einer Überwurfmutter 16 ein Schlauch 18 befestigt. Das andere Ende des Schlauches 18 führt zu einer Abgabeeinrichtung 19, bei der es sich beispielsweise um eine automatisch angesteuerte Pipette oder einen Dispenser handeln kann.

Der Schlauch 18 weist einen innenliegenden rohrförmigen Schlauchkörper 20 auf, der von einer Schlauchhülle 22 aus temperaturleitfähigem Material umgeben ist. Die Schlauchhülle 22 ist mit dem Medium-Reservoir 10 wärmeleitend verbunden. Hierzu weist die Schlauchhülle 22 an ihrem Ende einen im Wesentlichen rechtwinklig nach außen verlaufenden Flansch 24 auf. Eine Außenseite 26 des Flansches 24 liegt an einem Rohrstutzen 28 des Medium-Reservoirs 10 an. Der thermische Kontakt findet somit zwischen dem Rohrstutzen 28 und der Außenfläche 26 des Flansches 24 statt. Zur Realisierung eines sicheren Temperaturübergangs ist der Schlauch 18 mit einer Überwurfmutter 16 an dem Rohrstutzen 28, der ein Außengewinde aufweist, befestigt.

Zusätzlich zu dem Schlauchkörper 20 und der Schlauchhülle 22 weist der Schlauch 18 beispielsweise eine Isolierhülle 30 auf, die den Schlauch umfangsmäßig vollständig umgibt. Die Isolierhülle 30 verhindert, dass die Temperatur der Schlauchhülle 22 durch die Außentemperatur beeinflußt wird. Dies ist insbesondere bei langen Schläuchen 18 vorteilhaft. Ferner ist durch die Isolierhülle 30 verhindert, dass sich an dem Schlauch Kondenswasser bildet. Dies wäre der Fall, wenn durch den Schlauch 18 ein gekühltes Medium transportiert wird und somit die Außenseite des Schlauchs kühler als die Umgebung ist. Durch das Vorsehen der Isolierung ist somit verhindert, dass sich Kondenswasser bildet und in die Probe tropfen kann.

Claims

1. Einrichtung zur Bereitstellung flüssiger und/oder gasförmiger Medien, insbesondere von Kleinstmengen in biologischen und/oder chemischen Prozessen, mit
einem temperierbaren Medium-Reservoir (10),
einer Abgabeeinrichtung (19) zur Abgabe des Mediums und
einem das Medium-Reservoir (10) mit der Abgabeeinrichtung (19) verbindenden rohrförmigen Schlauchkörper,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schlauchkörper (20) zumindest teilweise mit einer Schlauchhülle (22) aus temperaturleitfähigem Material umgeben ist und
dass die Schlauchhülle (22) temperaturleitend mit dem Medium-Reservoir (10) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchkörper (20) umfangsmäßig vollständig von der Schlauchhülle (22) umgeben ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchhülle (22) ein Geflecht ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchhülle (22) Metall, insbesondere Kupfer oder Aluminium oder ein temperaturleitfähiges Polymer, aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchhülle (22) eine die Flexibilität des Schlauchkörpers (20) nicht beeinflussende Dicke, vorzugsweise eine Dicke von weniger als 100 µm, aufweist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchhülle (22) mit einer Isolierhülle (30) aus isolierendem Material umgeben ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchhülle (22) mit einer externen Temperiervorrichtung verbunden ist.

8. Schlauch zur Bereitstellung von flüssigen und/oder gasförmigen Medien, insbesondere von Kleinstmengen in biologischen und/oder chemischen Prozessen, mit
einem rohrförmigen Schlauchkörper (20), durch den das Medium transportierbar ist, und
einer den Schlauchkörper (20) zumindest teilweise umgebenden Schlauchhülle (22) aus temperaturleitfähigem Material.

9. Schlauch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchkörper vollständig mit der Schlauchhülle (22) umgeben ist.

10. Schlauch nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchhülle (22) ein Geflecht ist.

11. Schlauch nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchhülle (22) Metall, insbesondere Kupfer oder Aluminium oder ein temperaturleitfähiges Polymer, aufweist.

12. Schlauch nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchhülle (22) eine die Flexibilität des Schlauchkörpers (20) nicht beeinflussende Dicke, vorzugsweise eine Dicke von weniger als 100 µm, aufweist.

13. Schlauch nach einem der Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchhülle (22) mit einer Isolierhülle (30) aus isolierendem Material umgeben ist.