DE102006062714B4

DE102006062714B4 - Vorrichtung zum Mischen von Laborgefäß-Inhalten

Info

Publication number: DE102006062714B4
Application number: DE102006062714A
Authority: DE
Inventors: Peter Schmidt; Manfred Ebers
Original assignee: Eppendorf SE
Current assignee: EPPENDORF SE, DE
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2013-02-21
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: JP2007237173A; EP1832336A1; US8550696B2; JP5114076B2; DE102006062714A1; CN101053794A; US20070212265A1; EP1832336B1

Abstract

Vorrichtung (2) zum Mischen von Laborgefäß-Inhalten mit – einem Aufnahme-Adapter (4) mit Halterungsstrukturen (6, 8) zum Aufnehmen von Laborgefäßen in Wechselblöcken, und – einem Antrieb, durch den sich der Aufnahme-Adapter (4) in eine Mischbewegung versetzen lässt, die im wesentlichen in einer, insbesondere horizontalen, Ebene kreisförmig translatorisch oszillierend verläuft, – wobei die Halterungsstrukturen (6, 8) mindestens eine Federeinspannung (8) aufweisen, die einen aufgenommenen Wechselblock kraft- und reibschlüssig halten, wobei der Aufnahme-Adapter (4) rahmenförmig ist und als Halterungsstrukturen (6, 8) einerseits drei auf den Kopf gestellt U-förmige Federspangen (8) trägt, von denen zwei am Aufnahme-Adapter-Rahmen (4) mittensymmetrisch entlang einer Längs-Innenflanke und eine an einer Quer-Innenflanke so angeordnet sind, dass von jeder der Federspangen (8) ein federnder Schenkel in den Innenraum des Rahmens (4) weist, und wobei der Aufnahme-Adapter (4) andererseits jeweils gegenüberliegend an seinen anderen beiden Innenflanken drei elastische Gegenlager (6) jeweils in Gestalt eines Elastomer-Zylinders trägt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Laborgefäß-Inhalten mit einem Aufnahmeadapter mit einer Halterung zum Aufnehmen von Laborgefäßen in Wechselblöcken und einem Antrieb, durch den sich der Aufnahmeadapter in eine Mischbewegung versetzen lässt, die im wesentlichen in einer, insbesondere horizontalen, Ebene kreisförmig translatorisch oszillierend verläuft.
Mischvorrichtungen, in denen Gefäßinhalte vermengt werden, sind hinlänglich bekannt. Insbesondere für Labore gibt es Mischer, die auch kleine Flüssigkeitsmengen dadurch mischen können, dass kleine Behälter in geeigneten Haltern, so genannten „Wechselblöcken” (Vorrichtungen zur Aufnahme von Gefäßen, die auch zur Temperierung verwendet werden können) auch in sehr großen Gruppen zwei-, drei- oder sogar vierstelliger Anzahl zusammengefasst sind. Solche Wechselblöcke und auch die Reaktionsgefäße können genormt sein. So gibt es zum Beispiel Reaktionsgefäße mit 0,2 ml, 0,5 ml, 1,5 ml und 2,0 mm Inhalt – sowie jeweils geeignete Wechselblöcke standarisiert dazu. Ferner gibt es zum Beispiel Wechselblöcke für Cryo-Gefäße, für Falcon-Gefäße (1,5 ml und 50 ml), für Glasgefäße und Bechergläser, für Microtiterplatten (MTP), für Deep Well Platten (DWP), für Slides und für PCR-Platten mit 96 wells. Diese Aufzählung ist nicht abschließend, deutet aber an, in welcher großen Vielfalt Laborgefäße existieren, für die die Mischer geeignet sein sollten. Zu diesem Zweck gibt es Standards und Normen der so genannten „Foot Prints” – nämlich der Sockelstruktur von Wechselblöcken. Beispielhaft sei hier die ANSI SBS-1, SBS-2, SBS-3 oder SBS-4 (Stand 2004) genannt.
Ein Schüttelgerät für Probengefäße, insbesondere Mikrotiterplatten, ist aus der EP 1 201 297 A1 bekannt. Bei diesem Schüttelgerät werden die Mikrotiterplatten auf dem Schüttelgerät mittels Haltewinkeln, die ein elastisches Element aufweisen, gehalten, wobei jeder Haltewinkel ein elastisches Element aufweist, das den Rand der Mikrotiterplatte erfasst und festhält.
Weil diese Wechselblöcke prinzipiell so aufgebaut sind, dass die Einzelgefäße von oben dort hinein gesteckt werden, hat sich für die bekannten Mischer eine kreisförmig translatorisch oszillierende Mischbewegung etabliert, die im wesentlichen in einer horizontalen Ebene abläuft. Zu diesem Zweck ist bei den bekannten Mischern in aller Regel ein elektromotorischer Umwuchtantrieb dafür zuständig, einen „Tisch” in diese kreisförmige Bewegung zu versetzen. Letzterer ist dazu in bekanntlich unterschiedlicher Weise gelagert: Bekannt ist zum Beispiel eine Lagerung in Linear-Wälzlagern (so genannten Kugelbüchsen) in den beiden horizontalen Richtungen, bekannt ist aber auch eine Filmscharnierlagerung. Alternativ gibt es auch elektromagnetische Lagerung oder Lagerung mit Piezo-Elementen, die jeweils auch gleich als Antrieb dienen können.
Üblicherweise werden solche Mischer mit einer Drehfrequenz von 200 U/min bis 1.500 U/min angetrieben. Die Frequenz ist in aller Regel einstellbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Handhabung verbessert ist.
Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung zum Mischen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Mischvorrichtung für Laborgefäß-Inhalte mit einem Aufnahme-Adapter und einem Antrieb versehen. Der Aufnahme-Adapter weist eine Halterungsstrukturen auf, die geeignet sind, Laborgefäße in Wechselblöcken aufzunehmen. Die Halterungsstrukturen weisen mindestens eine Federspannung auf die einen aufgenommenen Wechselblock kraft und reibschlüssig halten. Der Aufnahme-Adapter ist rahmenförmig und trägt als Halterungsstrukturen einerseits drei auf den Kopf gestellt U-förmige Federspangen, von denen zwei am Aufnahme-Adapter-Rahmen mittensymmetrisch entlang einer Längs-Innenflanke und eine an einer Quer-Innenflanke so angeordnet sind, dass von jeder der Federspangen ein federnder Schenkel in den Innenraum des Rahmens weist, und wobei der Aufnahme-Adapter andererseits jeweils gegenüberliegend an seinen anderen beiden Innenflanken drei elastische Gegenlager jeweils in Gestalt eines Elastomer-Zylinders trägt.
Für Laborgefäße in Wechselblöcken genügt die Halterung des Aufnahme-Adapters bestimmten Standards.
Der Antrieb der Mischvorrichtung ist in der Lage, den Aufnahmeadapter in eine Mischbewegung zu versetzen, die im wesentlichen kreisförmig translatorisch oszillierend in einer Ebene verläuft. Mit anderen Worten kann eine solche Mischbewegung dadurch beschrieben werden, dass zwei (gedachte) Punkte des Aufnahme-Adapters eine Kreisbewegung mit im wesentlichen gleicher Winkelposition, gleicher Winkelgeschwindigkeit und gleichem Radius ausführen. Vorzugsweise verläuft die Mischbewegung in einer horizontalen Ebene – so dass ein darin aufgenommener Wechselblock mit seinen senkrecht stehenden Reaktionsgefäßen gemischt wird.
Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung mindestens eine Federeinspannung aufweist, die einen aufgenommenen Wechselblock, kraft- und reibschlüssig hält. Dabei ist die Halterung nicht eigentlich formschlüssig und weist keine zusätzliche Raste und keinen zusätzlichen Riegel als mechanische Formschluss-Elemente auf. Dies eignet die erfindungsgemäße Halterung besonders für Automaten – aber nicht zuletzt auch für das tägliche manuelle Einführen, wo trotz vielleicht gelegentlich nachlassender Konzentration beim Positionieren ein Wechselblock mit den zu mischenden Gefäß-Inhalten letztlich sicher und genau positioniert in die Mischvorrichtung eingesetzt sein muss. Laborautomaten ermöglichen bekannterweise zum Beispiel zügige und reproduzierbare Pipettier- und Dispensiervorgänge. Dabei werden sonst manuell durchgeführte Beschickungsabläufe zum Beispiel durch einen motorisch angetriebenen Arm mit entsprechenden Dosierwerkzeugen durchgeführt. Der Arm kann in alle drei Raumachsen beweglich sein. Für eine genaue Dosierung ist eine besonders genaue Positionierung der Platten und Gefäße sehr vorteilhaft. Dies gilt auch für Zusatzgeräte, die mit solchen Automaten zusammen eingesetzt werden sollen – also zum Beispiel auch für Mischer der erfindungsgemäßen Art – der sich von einem derartigen Laborautomaten selbsttätig mit Gefäßen und Wechselblöcken bestücken lässt.
Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung werden mit Bezug auf die beigefügte Figur, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, beschrieben.
Die Figur zeigt eine räumliche Ansicht der Mischvorrichtung.
In der Figur ist eine Mischvorrichtung 2 erkennbar mit einem oberseitigen, rahmenförmigen Aufnahme-Adapter 4, der eine Halterung 6, 8 zum Aufnehmen von Wechselblöcken aufweist.
Der Aufnahme-Adapter 4 hält die Halterungsstrukturen 6 und 8 rahmenförmig um einen im wesentlichen rechteckigen Innenraum 10 herum, welcher dem „Foot Print” eines Wechselblocks (nicht dargestellt) entspricht. Dieser rechteckige Bereich 10 ist von einer rechteckigen Matte 10 überdeckt, welche in ihrer Mitte eine Mulde 12 mit einer wallartigen Randerhöhung aufweist. Die Matte 10 ist zum Reinigen herausnehmbar und ist aus EPDM oder Silikongummi spritzgegossen.
Als Halterungsstrukturen 6, 8 trägt der rahmenförmige Aufnahme-Adapter 4 einerseits drei auf den Kopf gestellt U-förmige Federspangen 8, von denen zwei am Aufnahme-Adapter-Rahmen 4 mittensymmetrisch entlang einer Längs-Innenflanke und eine an einer Quer-Innenflanke so angeordnet sind, dass von jeder der Federspangen 8 ein federnder Schenkel in den Innenraum des Rahmes 4 weist. Andererseits trägt der Aufnahme-Adapter 4 jeweils gegenüberliegend an seinen anderen beiden Innenflanken drei elastische Gegenlager 6 jeweils in Gestalt eines Elastomer-Zylinders.
Wenn nun ein Wechselblock (nicht dargestellt) von oben in die Halterung 6, 8 des Aufnahmeadapters 4 eingeführt wird, leitet die Form der Innenflanken der Federspangen 8 und der elastischen Gegenlager 6 den Wechselblock passiv in die Halterung bis gegen einen Anschlag 14 hinein. Dort ist ein eingeführter Wechselblock dann im wesentlichen nur kraft- und reibschlüssig und insbesondere nicht auch formschlüssig, also vorzugsweise ohne zusätzliche Raste oder zusätzlichen Riegel gehalten.
Dies eignet die erfindungsgemäße Halterung besonders für Automaten – aber nicht zuletzt auch für das tägliche manuelle Einführen, wo trotz vielleicht gelegentlich nachlassender Konzentration beim Positionieren ein Wechselblock mit den zu mischenden Gefäß-Inhalten letztlich sicher und genau positioniert in die Mischvorrichtung eingesetzt sein muss.
Bei der abgebildeten Halterung 6, 8 bewirkt die Federeinspannung 8 auf einen aufgenommen Wechselblock (nicht dargestellt) eine seitliche Haltekraft, die diesen mit seinem unteren Rand elastisch in die elastischen Gegenlager 6 hineindrückt. So sind zwar die Federeinspannungen 8 nicht eigentlich formschlüssig, denn sie weisen zum Beispiel keine Rastvertiefung auf, in die zum Beispiel ein unterer Rand eines Wechselblocks formschlüssig eingreifen könnte. Aber durch das Hineindrücken des unteren Randes eines eingesetzten Wechselblocks in das elastische Gegenlager entsteht zusätzlich eine gewissermaßen formschlüssige Verbindung.

Claims

Vorrichtung (2) zum Mischen von Laborgefäß-Inhalten mit – einem Aufnahme-Adapter (4) mit Halterungsstrukturen (6, 8) zum Aufnehmen von Laborgefäßen in Wechselblöcken, und – einem Antrieb, durch den sich der Aufnahme-Adapter (4) in eine Mischbewegung versetzen lässt, die im wesentlichen in einer, insbesondere horizontalen, Ebene kreisförmig translatorisch oszillierend verläuft, – wobei die Halterungsstrukturen (6, 8) mindestens eine Federeinspannung (8) aufweisen, die einen aufgenommenen Wechselblock kraft- und reibschlüssig halten, wobei der Aufnahme-Adapter (4) rahmenförmig ist und als Halterungsstrukturen (6, 8) einerseits drei auf den Kopf gestellt U-förmige Federspangen (8) trägt, von denen zwei am Aufnahme-Adapter-Rahmen (4) mittensymmetrisch entlang einer Längs-Innenflanke und eine an einer Quer-Innenflanke so angeordnet sind, dass von jeder der Federspangen (8) ein federnder Schenkel in den Innenraum des Rahmens (4) weist, und wobei der Aufnahme-Adapter (4) andererseits jeweils gegenüberliegend an seinen anderen beiden Innenflanken drei elastische Gegenlager (6) jeweils in Gestalt eines Elastomer-Zylinders trägt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Halterung nicht formschlüssig ist, insbesondere ohne zusätzliche Raste und zusätzlichen Riegel.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Führung den aufzunehmenden Wechselblock vertikal von oben in die Halterung bis gegen einen Anschlag einführt.