DE10142960A1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums in mehreren in einer Mikrotiterfilterplatte vorgesehenen Kavitäten sowie ein entsprechendes Verfahren - Google Patents

Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums in mehreren in einer Mikrotiterfilterplatte vorgesehenen Kavitäten sowie ein entsprechendes Verfahren

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Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums in mehreren in einer Mikrotiterfilterplatte angeordneten Kavitäten, die jeweils eine obere Öffnung zum Einfüllen von Probeflüssigkeit und eine untere Öffnung mit einem, den Öffnungsquerschnitt abdeckenden Filter aufweisen, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums, die mit den unteren Öffnungen so verbindbar ist, daß bei Verbindungen ein Vakuum an die Kavitäten anlegbar ist und bei angelegtem Vakuum in den Kavitäten befindliche Probeflüssigkeit durch die Filter gesogen wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Seite der oberen Öffnungen der Kavitäten auf der Mikrotiterfilterplatte im flächigen Kontakt anordenbare flexible Platte vorgesehen ist, die so beschaffen ist, daß sie bei Anordnung auf der Mikrotiterfilterplatte und bei angelegtem Vakuum die oberen Öffnungen von nicht befüllten Kavitäten saugdicht verschließt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 9.
  • Gattungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren kommen zum Einsatz bei der parallelen Aufarbeitung mehrerer flüssiger Proben mittels Vakuumfiltration in Mikrotiterfilterplatten. Wie herkömmliche Mikrotiterplatten so weisen auch Mikrotiterfilterplatten z. B. 96 oder 384 Kavitäten auf, wobei im Gegensatz zu Mikrotiterplatten im Bodenbereich der Kavitäten eine untere Öffnung vorgesehen ist mit einem Filter, der den Querschnitt der Öffnung abdeckt.
  • Der Begriff Mikrotiterfilterplatten soll im folgenden nicht nur die üblichen Formate (96, 384) sondern jede in ähnlicher Weise zu verwendende flächige Testeinheit mit mehreren Kavitäten abdecken.
  • Bei einer üblichen Aufarbeitung werden die Proben zunächst in die Kavitäten der Mikrotiterfilterplatte pipetiert. Die unteren Öffnungen der Kavitäten werden dann mit Vakuum beaufschlagt, wodurch die Probeflüssigkeit durch die Filter gesogen wird. Unterhalb der Mikrotiterfilterplatte wird meistens eine Mikrotiterplatte angeordnet, in deren Kavitäten die Filtrate aufgefangen werden.
  • Üblicherweise verwendet man zur oben beschriebenen Vakuumfiltration eine Vorrichtung mit einer Kammer, in der ein Vakuum erzeugt werden kann. In diese Kammer wird zunächst die zum Auffangen der Probeflüssigkeit verwendete Mikrotiterplatte eingesetzt. Darüber wird dann die Mikrotiterfilterplatte in bzw. auf der Vakuumkammer angeordnet, wobei entsprechende Dichtungen zwischen dem Rand der Mikrotiterfilterplatte und der Vakuumkammer für eine Abdichtung sorgen. Das üblicherweise angelegte Vakuum bewegt sich zwischen 100 hPa und 900 hPa.
  • Im Testbetrieb sind also die oberen Öffnungen der Mikrotiterfilterplatte außerhalb der Vorrichtung frei zugänglich, während die unteren Öffnungen mit dem in der Vakuumkammer erzeugten Vakuum beaufschlagt werden.
  • Ein Problem stellt sich allerdings dann, wenn nicht alle Kavitäten der Mikrotiterfilterplatte mit Probeflüssigkeit befüllt sind. Diese ungefüllten Kavitäten verursachen einen Nebenlufteffekt, der ein angelegtes Vakuum beeinträchtigen kann.
  • Um diesen Nebenlufteffekt zu vermeiden, werden üblicherweise die oberen Öffnungen von nicht befüllten Kavitäten vor der Vakuumfiltration abgeklebt. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, nicht befüllte Kavitäten mit z. B. Wasser zu füllen. Beide Maßnahmen verringern bzw. vermeiden zwar den Nebenlufteffekt.
  • Sie sind jedoch relativ zeitaufwendig und lassen sich in aller Regel nicht automatisieren.
  • Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die eine einfachere Durchführung der Vakuumfiltration von Mikrotiterfilterplatten oder ähnlichen mehrere Kavitäten aufweisenden Testeinheiten ermöglichen.
  • Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 aufweist sowie durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 9.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist demgemäß eine flexible Platte auf, die sich auf der Seite der oberen Öffnungen der Kavitäten im flächigen Kontakt auf der Mikrotiterfilterplatte anordnen läßt. Die Eigenschaften der flexiblen Platte sind so gewählt, daß sie in der Lage ist, nach Anordnung auf der Mikrotiterfilterplatte bei angelegtem Vakuum die oberen Öffnungen von nicht befüllten Kavitäten saugdicht zu verschließen.
  • Geeignete flexible Platten sind in aller Regel so beschaffen, daß sie bei angelegtem Vakuum etwas in die oberen Öffnungen der nicht befüllten Kavitäten hineingesogen werden und sich dann abdichtend an den oberen Rand der Öffnungen legen.
  • Der im Rahmen der Anmeldung verwendete Begriff Platte soll alle geeigneten Zuschnitte also insbesondere auch Matten oder Folien etc. abdecken.
  • Unter den Begriff flexible Platten können weiterhin auch solche Platten fallen, die einen starren flächigen Grundkörper aufweisen, der auf seiner in Eingriff mit der Mikrotiterfilterplatte gelangenden Seite mit einer geeigneten flexiblen Beschichtung, z. B. einer aufgeklebten Silikonmatte, versehen ist.
  • Vorzugsweise werden durch die flexible Platte nur die oberen Öffnungen der nicht befüllten Kavitäten verschlossen und nicht die Öffnungen der befüllten Kavitäten, da hier die Saugwirkung an der oberen Öffnung deutlich niedriger ist als bei nicht befüllten Kavitäten.
  • Es ist allerdings im Rahmen der Erfindung ebenso möglich, daß die flexible Platte auch die befüllten Kavitäten saugdicht abdeckt. In diesem Fall, der insbesondere bei Mikrotiterfilterplatten mit einer höheren Kavitätenanzahl auftritt, muß lediglich während der Vakuumfiltration die Platte einmal oder mehrfach von der Mikrotiterfilterplatte abgehoben und nach Belüftung der Kavitäten wieder abgesenkt werden.
  • Bei beiden Varianten läßt sich auf besonders einfache Weise die durch nicht gefüllte Kavitäten mögliche Nebenluft während der Vakuumfiltration vermeiden.
  • Die erfindungsgemäß eingesetzte flexible Platte muß, wie oben gesagt, in der Lage sein, bei flächigem Kontakt mit einer Mikrotiterfilterplatte und angelegtem Vakuum die Öffnungen nicht befüllter Kavitäten zu verschließen.
  • Als besonders geeignet haben sich hierzu flexible Platten aus vorzugsweise elastischem Kunststoffmaterial erwiesen. Besonders geeignet ist z. B. eine Silikon- Matte mit einer Dicke zwischen 1,5 und 3 Millimeter und einer Shore-Härte zwischen 30-40. Denkbar sind aber auch andere Materialien. Neben Kunststoffmaterialien kann selbstverständlich auch Gummi oder dergleichen verwendet werden.
  • Ein wesentlicher Vorteil in Verbindung mit der erfindungsgemäß eingesetzten flexiblen Platte besteht darin, daß man nun vor einer Vakuumfiltration nicht mehr prüfen muß, ob und wo in einer Mikrotiterfilterplatte gegebenenfalls nicht gefüllte Kavitäten vorhanden sind, die dann abgeklebt bzw. separat befüllt werden müßten.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene flexible Platte wird über allen Kavitäten der Mikrotiterfilterplatte angeordnet und verschließt dann, je nach Beschaffenheit der Platte sowie der Kavitätendichte, entweder selektiv nur die nicht befüllten oder alle oberen Öffnungen der Kavitäten saugdicht. Im letzteren Falle muß während der Vakuumfiltration durch kurzes Abheben und wieder Absenken der Platte ein oder mehrfach belüftet werden, was jedoch immer noch im Vergleich zum Stand der Technik eine deutliche Arbeitserleichterung darstellt.
  • Erfindungsgemäß ist damit in einfacher Weise eine Automatisierung möglich, d. h. die erfindungsgemäße flexible Platte kann mit einer verfahrbaren Stelleinrichtung bzw. einem entsprechenden mit der Vorrichtung kooperierenden Greifwerkzeug über eine geeignete Steuerung auf die Mikrotiterfilterplatte abgesenkt bzw. wieder abgehoben werden. In diesem Zusammenhang kann zur Verbesserung des Handling die Platte in einem Halterahmen oder dergleichen aufgenommen sein.
  • Denkbar ist z. B. in diesem Zusammenhang, die Steuerung so vorzusehen, daß die flexible Platte automatisch bei Anlegen eines Vakuums in flächigen Kontakt mit der Mikrotiterfilterplatte gebracht wird.
  • Die Steuerung kann dann weiterhin so programmiert werden, daß während der Vakuumphase die Platte mehrfach von der Mikrotiterfilterplatte abgehoben und wieder abgesenkt wird.
  • Genauso gut ist es aber auch möglich, die erfindungsgemäße Platte als handbetätigbares Zubehörteil mit der Vorrichtung vorzusehen.
  • Die Erfindung betrifft nicht nur eine Vorrichtung, sondern auch eine entsprechendes Verfahren, bei dem zur Vermeidung von Nebenluft während der Vakuumfiltration, die oben beschriebene flexible Platte in flächigen Kontakt mit der oberen Seite z. B. einer Mikrotiterfilterplatte gebracht werden kann und eine Verwendung einer solchen Platte zu diesem Zweck.
  • Wie oben angesprochen, war bislang nur bekannt, die oberen Öffnungen nicht befüllter Kavitäten selektiv abzukleben, um unerwünschte Nebenluft zu vermeiden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dem gegenüber deutlich einfacher zu verwirklichen. Es reicht aus, lediglich eine flexible Platte mit den oben beschriebenen Eigenschaften auf der Mikrotiterfilterplatte so anzuordnen, daß alle Kavitäten abgedeckt sind.
  • Wird dann das für Vakuumfiltrationen übliche Vakuum angelegt, üblicherweise im einem Bereich zwischen 100 hPa und 900 hPa, so legt sich die flexible Platte abdichtend an den oberen Rand von nicht befüllten Kavitäten aufgrund der dort auftretenden Saugwirkung an. In befüllten Kavitäten ist die Saugwirkung demgegenüber deutlich niedriger, so daß hier in aller Regel keine Abdichtung eintritt und ausreichend Luft in die Kavitäten während des Durchsaugens der Probeflüssigkeit durch den Filter nachströmen kann.
  • Ist allerdings zu erwarten, daß auch einige der befüllten Kavitäten saugdicht verschlossen werden, dann reicht es aus, die Platte während der Vakuumfiltration ein bzw. mehrere Male von der Mikrotiterfilterplatte abzuheben und die Kavitäten auf diese Weise zu belüften.
  • Die flexible Platte kann dabei z. B. in einem Halterahmen aufgenommen sein, um die Handhabung zu erleichtern. Denkbar ist aber auch die Platte direkt in ihrer zugeschnittenen Form in dem erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzen.
  • Schließlich soll die Erfindung auch noch eine entsprechende Verwendung flexibler Platten zur Verhinderung von Nebenluft bei der Vakuumfiltration von Mikrotiterfilterplatten abdecken.
  • Im folgenden soll die Erfindung an Hand einer Figur, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert werden.
  • In der Figur ist im Schnitt und schematisch eine Vorrichtung 10 zur Erzeugung eines Vakuums dargestellt.
  • Die Vorrichtung 10 weist ein Gehäuse 11 auf, das eine Kammer 12 definiert, die über eine Bohrung 13 und entsprechende Leitung 14 mit einer Vorrichtung 15 zur Erzeugung eines Vakuums verbunden ist.
  • Auf dem Gehäuse 11 ist ein entfernbarer Rahmen 16 aufgesetzt. Zur Abdichtung zwischen Rahmen 16 und Gehäuse 11 ist ein umlaufender Dichtring 17 vorgesehen.
  • In dem Rahmen 16 ist über eine umlaufende Dichtlippe 18 abgedichtet eine Mikrotiterfilterplatte 19 angeordnet ist, die mehrere Kavitäten 20, 21, 22 und 23 aufweist, von denen die einen Kavitäten 21 und 23 nicht gefüllt und die anderen 20, 22 mit Probeflüssigkeit 24 gefüllt sind.
  • Die Kavitäten weisen eine obere Öffnung 25 und eine untere Öffnung 26 auf. Im Bereich der unteren Öffnung 26 ist ein den Querschnitt dieser Öffnung abdeckender Filter 27 angeordnet, durch den im Zuge der Vakuumfiltration die Probeflüssigkeit 24 gesaugt werden soll.
  • Zum Auffangen der Probeflüssigkeit 24 bzw. der jeweiligen Filtrate ist in die Vakuumkammer 12 eine von einem inneren umlaufenden Vorsprung 28 gehaltene Mikrotiterplatte 29 eingesetzt, die Kavitäten 30 aufweist, die den Kavitäten 20 bis 23 der Mikrotiterfilterplatte 19 zugeordnet sind.
  • Im Testbetrieb wird üblicherweise der gezeigte Aufbau hergestellt. Dann wird über die Einrichtung 15 ein Vakuum in der Kammer 12 erzeugt und die Flüssigkeit 24 durch die Filter 27 in die jeweilig zugeordneten Kavitäten 30 der Mikrotiterplatte 29 gesogen.
  • Nach der Filtration wird der Rahmen 16 mit der Mikrotiterfilterplatte 19 von dem Gehäuse 11 abgenommen und die Mikrotiterplatte 29 kann dann aus der Vorrichtung 10 zur Weiterverarbeitung entnommen werden.
  • Wie oben angesprochen, besteht ein Problem darin, daß bei herkömmlichen Vorrichtungen im Bereich von nicht gefüllten Kavitäten 21, 23 Nebenluft auftreten kann, die dem Aufbau eines ausreichenden Vakuums entgegenwirkt.
  • Erfindungsgemäß ist daher für diesen Fall eine in einem Halterahmen 31 aufgenommene flexible Platte 32 vorgesehen, die manuell oder mittels entsprechender Stelleinrichtungen in flächigem Kontakt mit der oberen Fläche der Mikrotiterfilterplatte 19 bringbar ist.
  • Die Eigenschaften der Platte 32 sind so, daß sie bei einem auf nicht befüllte Kavitäten 21, 23 wirkenden Vakuum etwas in diese hineingesogen wird und die obere Öffnung 25 dieser Kavitäten abdichtend verschließt. Die im Bereich der oberen Öffnung 25 befüllter Kavitäten 20 und 22 auftretende Saugwirkung reicht dagegen im bevorzugtem Fall nicht aus, um eine saugdichte Abdichtung herzustellen. In diese befüllten Kavitäten kann also im bevorzugtem Fall eine für die Filtration ausreichende Menge von Luft nachströmen.
  • Im Zweifelsfall ist es aber ohne weiteres möglich, die flexible Platte 32 während der Vakuumfiltration ein oder mehrere Male von der Mikrotiterfilterplatte 19 abzuheben, wodurch alle Kavitäten belüftet werden und dann eine Fortsetzung der Filtration auch möglich ist, wenn die Platte 32 in Kontaktposition die befüllten Kavitäten abdichtend verschließen sollte. Hierzu kann es insbesondere bei Formaten mit höherer Anzahl an Kavitäten kommen. Denkbar ist z. B. bei 384-Mikrotiterfilterplatten, daß eine befüllte Kavität von nicht befüllten Kavitäten umgeben ist, und dann die Platte so dicht auf die Oberfläche der Mikrotiterfilterplatte gesogen wird, daß auch in die befüllte Kavität keine Luft nach strömen kann.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums in mehreren in einer Mikrotiterfilterplatte angeordneten Kavitäten, die jeweils eine obere Öffnung zum Einfüllen von Probeflüssigkeit und eine untere Öffnung mit einem, den Öffnungsquerschnitt abdeckenden Filter aufweisen, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums, die mit den unteren Öffnungen so verbindbar ist, daß bei Verbindung ein Vakuum an die Kavitäten anlegbar ist und bei angelegtem Vakuum in den Kavitäten befindliche Probeflüssigkeit durch die Filter gesogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine auf der Seite der oberen Öffnungen (25) der Kavitäten (20, 21, 22, 23) auf der Mikrotiterfilterplatte (19) im flächigen Kontakt anordenbare flexible Platte (32) vorgesehen ist, die so beschaffen ist, daß sie bei Anordnung auf der Mikrotiterfilterplatte (19) und bei angelegtem Vakuum die oberen Öffnungen (25) von nicht befüllten Kavitäten (21, 23) saugdicht verschließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (32) bei Anordnung auf der Mikrotiterfilterplatte (19) nur die oberen Öffnungen (25) von nicht befüllten Kavitäten (21, 23) saugdicht verschließt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (32) aus elastisch verformbaren Kunststoff oder Gummi besteht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (32) eine Silikon-Folie oder -Matte ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (32) in einem Halterahmen (31) aufgenommen ist, der zwischen einer auf der Mikrotiterfilterplatte (19) abgesenkten Position und einer abgehobenen Position verfahrbar in der Vorrichtung (10) aufgenommen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung vorgesehen ist, die bei Anlegen eines Vakuums die flexible Platte (32) automatisch in flächigen Kontakt mit der Mikrotiterfilterplatte (19) bringt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung während des angelegten Vakuums die Platte min. einmal von der Mikrotiterfilterplatte abhebt und wieder absenkt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Platte als Zubehörteil für die Vorrichtung (10) ausgebildet ist.
9. Verfahren zur Erzeugung eines Vakuums in mehreren in einer Mikrotiterfilterplatte angeordneten Kavitäten, die jeweils eine obere Öffnung zum Einfüllen von Probeflüssigkeit und eine untere Öffnung mit einem, den Öffnungsquerschnitt abdeckenden Filter aufweisen, bei dem an mehrere untere Öffnungen gleichzeitig ein Vakuum angelegt wird und die in den Kavitäten befindliche Probeflüssigkeit durch die Filter gesogen wird, und bei dem nicht befüllte Kavitäten im Bereich ihrer oberen Öffnungen saugdicht verschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine flexible Platte (32) auf der Seite der oberen Öffnungen (25) der Kavitäten (20, 21, 22, 23) auf der Mikrotiterfilterplatte (19) im flächigen Kontakt so angeordnet wird, daß auch befüllte Kavitäten abgedeckt sind, wobei die Platte (32) so beschaffen ist, daß sie bei Anordnung auf der Mikrotiterfilterplatte (19) und bei angelegtem Vakuum die oberen Öffnungen (25) von nicht befüllten Kavitäten (21, 23) saugdicht verschließt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (32) während der Dauer des angelegten Vakuums mindestens einmal zur Belüftung der Kavitäten (20, 21, 22, 23) von der Mikrotiterfilterplatte (19) abgehoben und dann wieder abgesenkt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (32) eine Silikon-Folie oder -Matte ist.
12. Verwendung einer flexiblen Platte Abdeckung der oberen Seite von Mikrotiterfilterplatten während der Vakuumfiltration, zur Vermeidung von Nebenluft aufgrund von eventuellen nicht befüllten Kavitäten.
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