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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Bereitstellung
gekühlter Probenflüssigkeit zur Aufnahme durch einen
Multipipettierautomaten.
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Längst ist in den Laboren der manuelle Test dem automatisierten
Wirkstoffscreening gewichen. Begonnen hat die Automatisierung mit der
Entwicklung von Pipettierautomaten, die heute bereits mit 384 simultan
arbeitenden Pipettenspitzen Probenflüssigkeit aufnehmen und abgeben
können. Inzwischen werden mit derartigen Pipettierautomaten
Mikrotitrationsplatten (MTP) mit 1536 Vertiefungen (Wells) befüllt. Auf diese
Weise lassen sich täglich mehrere hunderttausend Experimente
durchführen. Das sich über die Entwicklung der Pipettierautomaten
schnell steigernde Arbeitstempo zog eine beschleunigte Entwicklung fast
der gesamten Labortechnik nach sich. Handlingsysteme und
Peripheriegeräte, wie Spitzenwechsler für den Pipettierautomaten,
Plattenhotels, Inkubatoren und Messeinrichtungen, wurden zusehendst
automatisiert, so dass heute die Laborprozesse nahezu vollautomatisch
ablaufen können.
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Was in der Regel bis heute nicht vollautomatisch abläuft, ist das Befüllen
der Vorratswanne, aus der der Pipettierautomat über seine am
Pipettierkopf angebrachte Pipettenspitzenanordnung Probenflüssigkeit
aufnehmen kann. Nach wie vor wird zum Befüllen der Vorratswanne der
mit der Probenflüssigkeit befüllte Behälter, meist eine Flasche, aus einem
Kühlschrank entnommen, durch einen Labormitarbeiter zur Vorratswanne
gebracht, dort manuell geöffnet und die Probenflüssigkeit in die
Vorratswanne gegeben. Damit es bis zur Aufnahme der Probenflüssigkeit
aus der Vorratswanne zu keiner übermäßigen Erwärmung kommt, werden
nur kleine Mengen in die Vorratswanne gegeben, wodurch ein häufigeres
Nachfüllen erforderlich ist. Nachteilig ist auch, dass die Zugabe der
Probenflüssigkeit in die Vorratswanne nur schwer exakt dosierbar ist.
Außerdem ist es von Nachteil, dass es während der Lagerung der
gefüllten Flaschen zu Ablagerungen von Schwebeteilchen am
Flaschenboden kommen kann. Damit sich diese wieder homogen in der
Probenflüssigkeit verteilen, wird die Flasche im noch geschlossenen
Zustand gut geschüttelt. Nicht nur das Auffüllen der Vorratswanne,
sondern auch die Kontrolle des Füllstandes der Vorratswanne wird bei
dem beschriebenen Ablauf von einem Laborarbeiter wahrgenommen.
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Aus der Praxis ist es auch bekannt, ein Kühlgerät unterhalb des
Labortisches anzuordnen, in dem der mit einer Probenflüssigkeit gefüllte
Behälter stehend gekühlt wird und die Probenflüssigkeit bei Bedarf aus
dem Behälter über einen Schlauch in eine Vorratswanne gepumpt wird.
Zwar ist hiermit eine gewisse Automatisierung des Befüllens der
Vorratswanne möglich, jedoch ist die Qualität der Probenflüssigkeit, wenn
sie in die Vorratswanne gegeben wird, weitaus undefinierter als bei
vorgenannter Verfahrensweise. Ablagerungen von Substanzen können
weder vermieden werden noch sind sie reversibel. Außerdem kommt es
zur Erwärmung des in dem relativ langen Schlauch verbleibenden
Flüssigkeitsvolumen, was dazu führt, dass die Temperatur der in die
Vorratswanne eingefüllten Probenflüssigkeit unerwünscht und unbestimmt
erhöht ist.
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Neben den vorgenannten Möglichkeiten zur Kühlung von Flüssigkeit sind
eine Vielzahl anderer Behälter im weitesten Sinne bekannt, die mit
geeigneten Mitteln einer sich im Behälter befindenden Flüssigkeit Wärme
entziehen, um sie zu kühlen oder/und die Flüssigkeit durch geeignete
Mittel zur Vermeidung eines Wärmeeintrages nahezu temperaturstabil zu
halten.
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Die meisten dieser Lösungen dienen dem Kalthalten oder Kühlen von
Getränken. Beispielsweise soll hier die US 5,572,872 genannt werden. Hier
wird in einem Behälter ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Gefäß gekühlt. Zur
Entnahme gekühlter Flüssigkeit muss der Behälter geöffnet und das Gefäß
entnommen werden. Der Behälter weist im Inneren eine zylinderförmige
Kühlwand auf, an der das ebenfalls zylinderförmige Gefäß, durch eine
Blattfeder gedrückt, teilweise zur Anlage kommt. Die Kühlwand dient als
Wärmeleiter zu einem aktiven Kühlelement, für dessen Ausführungen
unterschiedliche Vorschläge erbracht werden, von einfachen Eiswürfeln
bis hin zu einem thermoelektrischen Modul.
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Vorrichtungen, die nicht nur eine Flüssigkeit kühlen, sondern eine dosierte
Entnahme ermöglichen, sind im Stand der Technik in großer Vielfalt
bekannt.
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Beispielsweise werden in den U.S. Patentschriften US 778,012; US 996,127
und US 1,319,376 verschiedene Variationen von sogenannten
Wasserspendern gezeigt. Sie haben die Gemeinsamkeit, dass das Wasser
in einer Flasche aufbewahrt ist, die umgekehrt, d. h. die durch einen
Flaschenhals umschlossene Öffnung befindet sich unterhalb des
Flaschenbodens, oberhalb eines Behälters gehalten wird. Das Wasser
gelangt aus der Flasche in den Behälter, wird dort gekühlt oder erwärmt
und von dort durch Öffnen eines Wasserhahns oder eines Ventils
entnommen.
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Um den hohen Reinigungsaufwand für derartige Vorrichtungen zu senken,
wird in der Europäischen Patentschrift EP 0 581 491 vorgeschlagen, den
Behälter und sämtliche Verbindungsteile zur Flasche austauschbar zu
gestalten bzw. in den Behälter einen zweiten formflexiblen Behälter
einzubringen, der einfach auszutauschen ist.
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Ein anderes Prinzip für eine Vorrichtung, mit der eine Flüssigkeit nicht nur
gekühlt, sondern auch dosiert abgegeben wird, ist in der EP 1118582
offenbart. Diese Vorrichtung ist insbesondere als Getränkespender
vorgesehen und besteht im Wesentlichen aus zwei druckdicht
verschlossenen, miteinander verbundenen Gefäßen, wobei in das zweite
Gefäß ein Ende eines Steigrohres ragt, dessen anderes Ende einen
verschließbaren Auslass bildet. Durch Erzeugung eines Überdrucks im
ersten Gefäß wird die darin befindliche Flüssigkeit über das zweite Gefäß
und das Steigrohr zum Auslass transportiert. Die sich im zweiten Gefäß
befindende Flüssigkeit wird durch ein thermoelektrisches Kühlelement,
welches über einen wärmeleitenden Halter mit der Mantelfläche des
zweiten Gefäßes mittelbar in Verbindung steht, gekühlt. Die wesentlichen
Nachteile, die eine solche Prinziplösung für eine bestimmungsgemäße
Verwendung im Laborbetrieb mit sich bringt, bestehen darin, dass erstens
für eine Verwendung der Vorrichtung mit einer anderen Flüssigkeit ein sehr
hoher Reinigungsaufwand betrieben werden muss und zweitens Flüssigkeit
verloren geht, da keine vollständige Entleerung des zweiten Gefäßes
möglich ist.
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Die vorgenannten Vorrichtungen zur Kühlung und Entnahme einer
Flüssigkeit haben gemeinsam, dass die Flüssigkeit nicht im eigentlichen
Vorratsbehälter selbst gekühlt und aus diesem entnommen wird, sondern
erst in einen zweiten Behälter transportiert wird, in dem die Kühlung und
die Entnahme erfolgt. Das bedeutet in jedem Fall, dass dieser zweite
Behälter gereinigt werden muss, wenn die Vorrichtung für andere
Flüssigkeiten verwendet werden soll. Eine regelmäßige Reinigung wird
auch durch die Ablagerung von Substanzen und Partikeln an den
Innenwänden, insbesondere des zweiten Behälter notwendig. Außerdem
entsteht hier auch immer ein Flüssigkeitsverlust durch verbleibende Reste
im Behälter.
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Alle vorgenannten Vorrichtungen dienen der Kühlung einer Flüssigkeit
eines Volumens größer 100 ml. Die Kühlung der Flüssigkeit wird mit der
Entnahme oder Abgabe der Flüssigkeit aus der Vorrichtung beendet.
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Zur Kühlung einer Vielzahl wesentlich kleinerer Volumina, verteilt in den
Vertiefungen (Wells) einer Mikrotitrationsplatte, bietet die Firma V&P-
Scientific Inc. auf ihrer web-Seite www.vp-scientific.com einen
Kühlblockbausatz (Cooling Block Kit) an. Zu diesem gehört ein
wärmeisolierender Rahmen, dessen Innenmaße zwecks Einlage einer
handelsüblichen Mikrotitrationsplatte an deren Außenmaße angepasst
sind, ein Kühlblock zur Einlage in den Rahmen unter die
Mikrotitrationsplatte und Wasserbeutel verschiedener Größe. Bevor die
Mikrotitrationsplatte in den Rahmen eingelegt wird, in dem sich bereits der
Kühlblock befindet, wird auf den Kühlblock ein Wasserbeutel gelegt, der
in seiner Größe abhängig von der Form und Größe der Bodenfläche der
Mikrotitrationsplatte gewählt ist und einem guten Wärmeübergang
zwischen der Mikrotitrationsplatte und dem Kühlblock dient. Zum
Kühlblocksatz gehörig bietet der Hersteller die Lieferung eines zweiten
Kühlblockes an, damit der Kunde die Kühlblöcke wechselweise zum
Kühlen in einen Kühlschrank legen kann.
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Ein solcher Kühlblockbausatz, in seinen Einzelteilen einfach und billig
herstellbar und ohne eigene Energiequelle konzipiert, mag für viele
Laboranwendungen, insbesondere in kleineren Labors geeignet sein. Er ist
nicht geeignet, um ihn in vollautomatische Laborabläufe einzubinden, da
das Auswechseln des Kühlkörpers immer wieder das Eingreifen eines
Labormitarbeiters erforderlich macht.
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Ebenfalls für den Laborbedarf sind peltiergekühlte Metallplatten erhältlich,
auf die eine Vorratswanne zur Kühlung gestellt werden kann. Es ist dem
Fachmann klar, dass der entstehende Flächenkontakt zwischen der
Oberfläche der Metallplatte und der jeweilig aufliegenden Vorratswanne
unterschiedlich ausfällt und damit die Wärmeleitung nicht reproduzierbar
ist.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine
Probenflüssigkeit abgefüllt in einer Flasche, automatisch für einen
Multipipettierautomaten so bereitgestellt wird, dass dieser die
Probenflüssigkeit über seine zweidimensionale Pipettenspitzenanordnung
aufnehmen kann und die Probenflüssigkeit sowohl in der Flasche als auch
während des Transports zum Multipipettierautomaten bis hin zur Aufnahme
durch die Pipettenspitzenanordnung reproduzierbar und effektiv gekühlt
wird.
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Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit
der vorteilhafterweise die Substanzen innerhalb der Probenflüssigkeit
homogen verteilt werden können, um dem Multipipettierautomaten eine
reproduzierbare gleiche Qualität der Probenflüssigkeit zuzuführen.
Darüber hinaus soll die Vorrichtung zu einem sparsamen Verbrauch der
Probenflüssigkeit unter Vermeidung von Verlusten beitragen.
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Die Vorrichtung soll mit einem geringen Reinigungsaufwand für eine
andere Probenflüssigkeit sofort verwendbar sein.
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Um die Vorrichtung auch in bereits laufenden Laboranlagen nachrüsten
zu können, gehört es zur Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung möglichst
platzsparend zu konzipieren und so zu gestalten, dass eine bereits
existierende Transporteinrichtung integrierbar ist.
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Diese Aufgaben werden für eine Vorrichtung zur automatischen
Bereitstellung gekühlter Probenflüssigkeit zur Aufnahme durch einen
Multipipettierautomaten gemäß dem Oberbrgriff des Anspruches 1 im
Wesentlichen dadurch gelöst,
dass die Einrichtung zum Kühlen und dosierten Abgeben einer
Probenflüssigkeit aus einer Flaschenkühleinrichtung (1), einer
Dosiereinrichtung (2) einer Vorratswanne (3) und einer
Transporteinrichtung 22 besteht, mit der die Vorratswanne (3) zwischen
einer ersten Position unterhalb der Flaschenkühleirichtung (1) zum Befüllen
mit Probenflüssigkeit und einer zweiten Position unterhalb einer
Pipettenspitzenanordnung des Multipipettierautomaten (26) zum Entleeren
automatisch hin und her transportiert wird und dass die Vorratswanne (3)
Kühlelemente (10) aufweist.
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Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüche beschrieben.
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Die Erfindung soll nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen anhand
von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierzu zeigen:
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Fig. 1 Prinzipskizze der Vorrichtung in einer Laboranlage integriert
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Fig. 2 Explosivdarstellung der ersten Ausführung einer
Flaschenkühleinrichtung
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Fig. 3 Schnittdarstellung einer Flaschenkühleinrichtung gemäß Fig. 2
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Fig. 4a-b perspektivische Ansichten einer ersten Montagestufe einer
Flaschenkühleinrichtung gemäß Fig. 2
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Fig. 5a-b perspektivische Ansichten einer zweiten Montagestufe einer
Flaschenkühleinrichtung gemäß Fig. 2
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Fig. 6a-b perspektivische Ansichten einer dritten Montagestufe einer
Flaschenkühleinrichtung gemäß Fig. 2
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Fig. 7 eine erste Ausführung für ein Rührelement
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Fig. 8 eine zweite Ausführung für ein Rührelement
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Fig. 9 Explosivdarstellung einer Vorratswanne
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In Fig. 1 ist eine Prinzipskizze für eine Vorrichtung zur automatischen
Bereitstellung gekühlter Probenflüssigkeit in einer Laboranlage integriert
dargestellt. Die Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer an einem
Ständer 4 angebrachten Flaschenkühleinrichtung 1, einer
Dosiereinrichtung 2, einer Vorratswanne 3, einer Halterung 25 für einen
Füllstandssensor und integriert die vorhandene Transporteinrichtung 22, die
ansonsten den Multipipettierautomaten 26 mit anderen zur Laboranlage
gehörenden Vorrichtungen, wie z. B. einen hier dargestellten Stacker 30,
verbindet Die Vorrichtung ist unmittelbar neben dem
Multipipettierautomaten 26 angeordnet, um den Transportweg für die
Vorratswanne 3 zwischen einer ersten Position unterhalb der
Flaschenkühleinrichtung 1 zum Befüllen und einer zweiten Position
unterhalb des Pipettierkopfes des Multipipettierautomaten 26 zur
Entnahme möglichst kurz zu halten Die Anordnung der einzelnen
Einrichtungen zueinander sowie deren funktionelles Zusammenwirken soll
im Anschluss an die Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise der
einzelnen erfindungswesentlichen Einrichtungen näher beschrieben
werden.
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Kernstück der Vorrichtung ist die Flaschenkühleinrichtung 1, die als
Explosivdarstellung in Fig. 2 und als Schnittdarstellung in Fig. 3 gezeigt ist.
Unterbaugruppen der Flaschenkühleinrichtung 1 sind in den Fig. 4-8
gezeigt.
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Der Aufbau der Flaschenkühleinrichtung 1 soll in der Reihenfolge der
Montage erfolgen.
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Ein Kühlrohr 6 dient der Aufnahme einer Flasche 5 und der
Wärmeabführung von der Flasche 5. Es besteht daher aus einem gut
wärmeleitenden Material, wie es der Fachmann üblicherweise für diese
Zwecke verwendet und ist in seinem Innendurchmesser und seiner Länge
den Abmessungen der Flasche 5 angepasst. Die Flasche 5 hat jedoch im
Kühlrohr 6 hinreichend Spiel, damit sie ohne Kraftaufwand in das Kühlrohr
6 eingesetzt und wieder entnommen werden kann. Außerdem sollen hier
handelsübliche Flaschen auch mit einem größeren Toleranzbereich der
Abmessungen verwendet werden können. Ein sicherer Flächenkontakt
zwischen der Flasche 5 und dem Kühlrohr 6 besteht daher nicht, so dass
die Wärmeabgabe im Wesentlichen durch Wärmestrahlung erfolgt.
Darüberhinaus gibt die Flasche 5 ihre Wärme durch Wärmeleitung über
einen Kühlrohradapter 7 ab, an dem die Flasche 5 mit ihrer
Flaschenschulter 23 (Verjüngung zwischen Flaschenkörper (größter
Durchmesser) und Flaschenhals (kleinster Durchmesser)) anliegt. Im
aufgezeigten Ausführungsbeispiel weist die Flasche 5 eine konische
Flaschenschulter 23 auf. Entsprechend ist der Kühlrohradapter 7 als
Gegenstück trichterförmig ausgebildet, so dass die Flasche 5 durch ihr
Eigengewicht im Schulterbereich flächig dicht am Kühlrohradapter 7
anliegt. Durch Austausch des Kühlrohradapters 7 kann die
Flaschenkühlvorrichtung 1 an unterschiedliche Formen einer
Flaschenschulter 23 angepasst werden. Dabei ist der Kühlrohradapter 7
immer so gestaltet, dass die Flasche 5 an Ihrer Umfangsfläche im Bereich
der Flaschenschulter 23 mit dem Kühlrohradapter 7 in Flächenkontakt
steht. Dadurch wird eine effiziente Kühlung der Probenflüssigkeit auch bei
geringem Füllstand bewirkt. Das Kühlrohr 6 und der Kühlrohradapter 7
können aus dem gleichen Material bestehen. Für eine gute Wärmeleitung
vom Kühlrohradapter 7 zum Kühlrohr 6 ist der Kühlrohradapter 7 spielfrei in
das Kühlrohr 6 eingepasst. An der äußeren Umfangsfläche des Kühlrohres
6 (Fig. 4a und 4b) sind jeweils spiegelsymmetrisch Planflächen zum
Befestigen einer vorderen und einer hinteren Montageplatte 8.1 und 8.2
sowie Aussparungen 9 für Kühlelemente 10, z. B. Peltierelemente,
vorhanden.
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In den Fig. 5a und 5b ist das Kühlrohr 6 mit den daran befestigten
Montageplatten 8.1, 8.2 gezeigt. Die Montageplatten 8.1, 8.2 dienen der
Befestigung von Kühlrippenplatten 11, von Isolierplatten 12 und der
mittelbaren Befestigung am Ständer 4. Wie in Fig. 2 ersichtlich, stehen die
einerseits in der äußeren Umfangsfläche des Kühlrohres 6 eingelegten
Kühlelemente 10 andererseits mit einer Kühlrippen platte 11 in Verbindung.
Die Kühlelemente 10 entziehen über das Kühlrohr 6 und den
Kühlrohradapter 7 der Flasche 1 und damit der darin befindlichen
Probenflüssigkeit die Wärme und geben sie an die Kühlrippenplatten 11
ab, welche die Wärme über Wärmeleitung an ein diese durchströmendes
Kühlmedium und Wärmestrahlung über die rippenförmig vergrößerte
Oberfläche an die Umgebung abgibt.
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Zur Vermeidung eines Wärmeeintrages aus der Umgebung in die Flasche
5 sind die freien Oberflächen der Montageplatten 8.1, 8.2 weitgehend
durch Isolierplatten 12 und Verkleidungsteile 13 abgedeckt. In den Fig. 6a
und 6b sind die Montageplatten 8.1, 8.2 mit montierten Verkleidungsteilen
13 gezeigt. Außerdem sind in der hier dargestellten Montagestufe auch
eine untere Abdeckung 14.1 und eine obere Abdeckung 14.2 montiert.
Durch untere Abdeckung 14.1 wird die Flaschenkühleinrichtung 1 auf der
in dem am Ständer 4 montierten Zustand unten befindlichen Seite
verschlossen. In der unteren Abdeckung 14.1 befindet sich eine Öffnung,
durch welche die Schlauchdurchführungen 16 ragen. Die
Schlauchdurchführungen 16 dienen der Durchführung jeweils eines
Schlauches 17 in das Innere der Flasche 5. Um bei der Kühlung im Inneren
der Flaschenkühleinrichtung 1 entstehendes Kondensat abführen zu
können, sind in der unteren Abdeckung 14.1 zwei Öffnungen vorhanden,
die hier konkret als Schlauchanschlussstücke 18 ausgebildet sind, um
zwecks Wegleitung des Kondensates ein Schlauchstück anschließen zu
können.
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Mit der oberen Abdeckung 14.2 und dem Deckel 15 wird die
Flaschenkühleinrichtung 1 auf der in dem am Ständer 4 montierten
Zustand sich oben befindenden Seite verschlossen. In dem beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiel für eine Flaschenkühleinrichtung 1 bildet die
Flasche 5 einen geschlossenen Raum. Nur über die beiden Schläuche 17
kann ein Medienaustausch zwischen dem Flascheninneren und der
Umgebung erfolgen. Indem die Flaschenkühleinrichtung 1 kopfüber am
Ständer 4 angebracht ist, entweicht die Flüssigkeit aus der Flasche 5 durch
ihre eigene Schwerkraft, sobald beide Schläuche Durchlass gewähren,
durch einen der beiden Schläuche 17, während der andere Schlauch 17
zur Entlüftung dient. Wird einer der Schläuche 17 geschlossen, indem er
mittels der Dosiereinrichtung 2 geklemmt wird, wird der Flüssigkeitsabfluss
gestoppt, da das schwindende Volumen nicht mehr durch einströmende
Luft ersetzt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, über eine
mechanisch einfach eingestellte Dosiereinrichtung 2 die
Flüssigkeitsabgabe zu dosieren.
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In einem zweiten besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel für eine
Flaschenkühleinrichtung 1 (Fig. 7) soll die Flasche 5 als offener Raum
ausgebildet sein. Dies wird durch die Ausführung der Flasche ohne Boden
einfach realisiert. Diese Flasche 5 benötigt zwingend nur einen Schlauch
17. Der entscheidende Vorteil dieser Ausführung besteht in der
Möglichkeit, durch die Öffnung in der Flasche 5 die darin befindliche
Probenflüssigkeit zu verwirbeln, um ein Absetzen von Substanzen an den
Flaschenwänden zu verhindern. Zu diesem Zweck dient der Deckel 15 als
Träger für ein Rührwerk, bestehend aus einem Motor 20 und einem
Rührelement 19, welches in die bodenlose Flasche 5 hineinragt. Das
Rührelement 19 kann unterschiedliche Geometrien aufweisen.
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Zwei Ausführungsformen sind in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Während mit
dem in Fig. 7 dargestellten Rührelement 19, bestehend aus einer
Rührstange, an deren freiem Ende ein Propeller angebracht ist, die
Probenflüssigkeit nur im Bereich des Propellers aktiv verwirbelt wird, bewirkt
das in Fig. 8 aufgezeigte Rührelement 19 eine aktive Verwirbelung im
gesamten Eintauchbereich auch mit bereits geringen
Drehgeschwindigkeiten. Das hier gezeigte Rührelement 19 wird durch zwei
flachenhaft ausgebildete Rührblätter gebildet, die zur Drehachse des
Motors 20 spiegelsymetrisch angeordnet sind. Sie können auch zueinander
versetzt oder einen Winkel einschließend angeordnet sein. Die Außenform,
sowie die Form und die Größe der über die Rührblätter verteilt
eingebrachten Durchbrüche, kann ebenfalls vorteilhafterweise
unterschiedlich gewählt werden, in Abhängigkeit von der Konsistenz der
Probenflüssigkeit. Bei dem in Fig. 8 dargestellten Rührelement wurden
mehrere kreisförmige Durchbrüche für günstig erachtet. Gute
Verwirbelungseffekte sind auch mit einem oder mehreren Langlöchern,
parallel oder schräg zur Außenkontur der Rührblätter verlaufend zu
erwarten. Die Durchbrüche können auch in so hoher Anzahl und Größe
eingebracht werden, dass die Rührblätter eine Gitterstruktur erhalten. In
einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sollen mehrere Rührblätter
zueinander sternfömig um die Drehachse angeordnet sein.
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Das Rührwerk kann ständig, periodisch oder auch nicht in Betrieb sein, je
nachdem, wie hoch die Anforderungen an die homogene Kühlung und
die homogene Substanzverteilung innerhalb der Probenflüssigkeit sind.
Besonders günstig ist der periodische Betrieb eines Rührelementes 19
gemäß Fig. 8 mit einer langsamen Drehzahl. Die Probenflüssigkeit wird
über das Gesamtvolumen homogen gemischt, ohne dass es zu einer
Schaumbildung kommt. Die Ansteuerung des Motors 20 kann manuell
oder automatisiert erfolgen.
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Um die Flaschenkühleinrichtung 1 stufenlos höhenverstellbar am Ständer 4
anbringen zu können, ist an der hinteren Montageplatte 8.2 eine
Verbindungsplatte 21 angebracht, an der eine Führungsleiste und eine
Klemmleiste montiert sind.
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Unterhalb der am Ständer 4 montierten Flaschenkühleinrichtung 1 (s.
Fig. 1), ist die Dosiereinrichtung 2 befestigt, unterhalb der die
Transporteinrichtung 22 angeordnet ist, mittels der die Vorratswanne 3
zwischen der Flaschenkühleinrichtung 1 und dem Multipipettierautomaten
26 hin und her transportiert werden kann.
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Die Vorratswanne 3 ist in ihren Außenformen und Außenmaßen im
Wesentlichen gleich einer Mikrotitrationsplatte, damit sie mit den gleichen
Handlingseinrichtungen, wie z. B. der Transporteinrichtung 22 gleich einer
Mikrotitrationsplatte in die Laborprozesse integriert werden kann. Die
innere Form der Vorratswanne 3 entspricht im Wesentlichen der
Umfangsform der Pipettenspitzenanordnung mit geringfügig größeren
Abmessungen, damit die Pipettenspitzenanordnung vollständig in die
Flüssigkeitswanne eintauchen kann.
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Gegenüber herkömmlichen Flüssigkeitswannen unterscheidet sich die
Vorratswanne 3 dadurch, dass in ihr aktive Kühlelemente 10 integriert
sind, mittels denen die Probenflüssigkeit weiterhin reproduzierbar kühl
gehalten wird. Damit wird eine stetige Kühlung der Probenflüssigkeit
sowohl während der Aufbewahrung in der Flasche 5 als auch während
des Transportes bis hin zur Aufnahme über die Pipettenspitzenanordnung
gewährleistet.
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In Fig. 10 ist eine Vorratswanne 3 in Explosivdarstellung gezeigt. Sie besteht
im Wesentlichen aus einem Rahmen 27 aus einem gut isolierenden
Material, um eine Ausbildung von Kondensat an der Rahmenoberfläche
zu vermeiden, der eigentlichen Wanne 28, Kühlelementen 10 und einem
Kühlkörper 29. Der Kühlkörper 29 besteht aus einem Bodenteil mit einer
Kanalstruktur und einer diese Kanalstruktur umschließenden Abdeckplatte,
die im montierten Zustand mit den Kühlelementen 10, z. B.
Peltierelementen, in direktem Flächenkontakt steht, die Kanalstruktur
verbindet eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung, über die ein
Kühlmedium durch die Kanalstruktur fließt.
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Die Wanne 28 ist auf ihrer inneren Bodenfläche als Rasterstruktur von
Vertiefungen ausgebildet. Flüssigkeitsreste sammeln sich in den
Vertiefungen, die in ihrer Anordnung der Anordnung der Pipettenspitzen
entsprechen und können so nahezu vollständig aufgenommen werden.
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Zum Befüllen einer Vorratswanne 3 wird diese mittels der
Transporteinrichtung 22 in eine erste Position unterhalb der
Flaschenkühleinrichtung 1 gefahren. Die Dosiervorrichtung 2 öffnet den
Schlauch 17 und die Vorratswanne 3 wird befüllt. Ein an der Halterung 25
angebrachter Füllstandssensor leitet ein Signal an die Dosiervorrichtung 2,
sobald er die gewünschte Füllhöhe detektiert und löst das Schließen des
Schlauches 17 aus. Die gefüllte Vorratswanne 3 wird anschließend von der
Transporteinrichtung 22 zum Multipipettierautomaten 26 transportiert und
dort unterhalb des Pipettenspitzenanordnung in eine zweite Position
angehalten. Nach Entleerung der Vorratswanne 3 wird diese zurück in ihre
erste Position gebracht und kann neu befüllt werden.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Flaschenkühleinrichtung
2 Dosiereinrichtung
3 Vorratswanne
4 Ständer
5 Flasche
6 Kühlrohr
7 Kühlrohradapter
8.1 Vordere Montageplatte
8.2 hintere Montageplatte
9 Aussparung
10 Kühlelemente
11 Kühlrippenplatten
12 Isolierplatten
13 Verkleidungsteil
14.1 untere Abdeckung
14.2 obere Abdeckung
15 Deckel
16 Schlauchdurchführung
17 Schlauch
18 Schlauchanschlussstück
19 Rührelement
20 Motor
21 Verbindungsplatte
22 Transporteinrichtung
23 Flaschenschulter
24 Flaschenhals
25 Halterung
26 Multipipettierautomat
27 Rahmen
29 Wanne
29 Kühlkörper
30 Stacker