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Die Erfindung betrifft einen Pipettenkopf, der zur Aufnahme von Suspension durch Saugen mindestens einen mit einer Saugeinrichtung verbindbaren und in eine Pipettenöffnung mündenden Saugkanal aufweist.
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Ferner betrifft die Erfindung eine automatisierte Pipettiervorrichtung mit mindestens einem beweglichen Pipettenkopf.
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Stand der Technik
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Auf dem technischen Gebiet des sogenannten Tissue Engineering und insbesondere im Zusammenhang mit der regenerativen Medizin besteht der Bedarf, biologische Laborprozesse unter Reinraumbedingungen GPM – konform zu automatisieren. Dadurch soll eine höhere Ausbeute, eine höhere Prozesssicherheit sowie eine standardisierbare Prozessoptimierung und Prozesskontrolle erreicht werden.
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Eine Schwierigkeit besteht vor allem darin, die Vielzahl an unterschiedlichen vorbekannten manuellen Schritten und Handhabungsabläufen der Zellisolation und Zellkultivierung in zweckmäßig automatisierte Handhabungen umzusetzen. Eine besondere Herausforderung an die Automatisierung stellt dabei das Problem der Trennung von Einzelzellen aus einer in der Regel flüssigen, verschiedene Bestandteile aufweisenden Suspension dar, um diese Zellen anschließend kultivieren zu können. Bei manuellen Prozessen ist es bekannt, die Zellen durch Zentrifugieren der Suspension in Zentrifugenröhrchen aus der Suspension zu lösen. Für die Abtrennung von störenden oder gewünschten Geweberesten aus der Zellsuspension ist es bekannt, Zellsiebe mit unterschiedlichen Porendichten, von beispielsweise 40 m, 70 m oder 100 m zu verwenden, welche auf die Zentrifugenröhrchen aufgesetzt werden. Diese Vorgänge sind jedoch schwer handhabbar und bergen eine hohe Kontaminationsgefahr. Die Suspension wird mit einer Pipette aufgesogen und durch das Sieb in das Zentrifugenröhrchen pipettiert. Störende oder gewünschte Gewebereste aus der Suspension bleiben dabei im Sieb zurück (Retention). Dabei könnten jedoch Verluste bei der Gewebegewinnung entstehen, wenn das Gewebematerial an der Pipette haftet. Dies erhöht auch das Risiko einer Verstopfung der Pipette.
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Zur Automatisierung dieses Vorgangs ist es weiterhin bekannt, Pipettiervorrichtungen zu verwenden, die zumindest einen beweglichen Pipettenkopf aufweisen. Ein derartiger Pipettenkopf weist einen Saugkanal auf, dessen eines Ende mit einer Saugeinrichtung verbunden ist und dessen anderes Ende in eine Pipettenöffnung der Pipette mündet. Mittels der Saugeinrichtung kann ein Unterdruck in dem Saugkanal erzeugt werden, und dadurch die Suspension durch die Pipettenöffnung in den Pipettenkopf beziehungsweise in den Saugkanal eingesaugt beziehungsweise gefördert werden. Der Pipettenkopf wird dabei automatisch bewegt, sodass mehrere Pipettiervorgänge in kurzer Zeit durchgeführt werden können. Die bekannten Pipettenköpfe haben jedoch mehrere Nachteile in Bezug auf Kontaminationen. Wie bei manuell durchgeführten Laborprozessen werden eine große Zahl von Einweggefäßen und Einweginstrumenten verwendet, um das Kontaminationsrisiko zu vermindern, wodurch jedoch die Prozesskosten erhöht, die Prozesssicherheit vermindert und letztendlich ein Kontaminationsrisiko dennoch nicht ausgeschlossen werden kann.
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Weitere durchzuführende Schritte bei der Gewebeaufbereitung beziehungsweise Suspensionsaufbereitung bestehen darin, Einzellzellensuspensionen herzustellen, Zellen aus Gewebe zu lösen, Flüssigkeiten zu dosieren, Zellen zu resuspendieren, Zellen zu transportieren sowie Zellkonzentrationen (Zellzahl pro Volumenanteil) in Suspensionen einzustellen, um Zellen in definierter Zahl für die Kultivierung auszusäen.
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Filtersysteme, die für medizinische Zwecke eingesetzt werden, sind beispielsweise aus der
US-Patentschrift 3,938,513 oder auch aus der
europäischen Patentschrift 0471721 B1 bekannt, und weisen in einem Spritzenzylinder angeordnete Filterelemente auf, welche je nach Betätigungsrichtung eines in dem Spritzenzylinder verlagerbaren Kolbens von einem Fluid durch- oder umströmt werden.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2007 003 926 A1 ist außerdem eine Filteranlage bekannt, welche ein Filtermodul mit einem Filterelement aufweist, wobei das Filterelement bei der Filtration von zu reinigendem Fluid durchströmt wird und mittels einer Rückspülvorrichtung mit einer Rückspülung entgegen der Filtrationsrichtung durchströmbar ist.
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Aufgabenstellung
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Pipettenkopf zu schaffen, der auf einfache Art und Weise zur Durchführung der oben genannten Schritte einsetzbar ist und das Kontaminationsrisiko vermindert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch einen Pipettenkopf, wie er in Anspruch 1 dargestellt ist, vollständig gelöst. Erfindungsgemäß weist der Pipettenkopf zur Aufnahme von Suspension durch Saugen mindestens einen mit einer Saugeinrichtung verbindbaren und in eine Pipettenöffnung mündenden Saugkanal auf, wobei in Saugströmungsrichtung vor der Pipettenöffnung mindestens ein zumindest die Pipettenöffnung mit seiner Stirnseite überdeckendes Filtermodul lösbar derart gehalten ist, dass die Suspension beim Saugen durch mindestens ein Filterelement des Filtermoduls geleitet wird, und wobei der Pipettenkopf mindestens einen mit wenigstens einer Spüleinrichtung verbindbaren Spülkanal aufweist, dessen freies Ende der Stirnseite des Filtermoduls derart zugeordnet ist, dass mittels der Spüleinrichtung durch den Spülkanal gefördertes flüssiges und/oder gasförmiges Spülmedium das Filterelement entgegen der Saugströmungsrichtung durchströmt. Der Pipettenkopf weist also zunächst ein Filtermodul auf, das in Saugströmungsrichtung vor der Pipettenöffnung angeordnet ist und mit seiner Stirnseite zumindest die Pipettenöffnung überdeckt. Das Filtermodul weist weiterhin ein Filterelement auf, welches derart an dem Filtermodul ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass, wenn das Filtermodul in der oben beschriebenen Stellung vor der Pipettenöffnung liegt, die durch den Pipettenkopf aufzunehmende Suspension durch das Filterelement geleitet wird beziehungsweise strömt. Mit anderen Worten wird die Suspension beim Aufnehmen beziehungsweise Saugen durch das Filterelement des Filtermoduls gesaugt. Damit wird die Suspension bereits beim Saugen beziehungsweise Aufnehmen gefiltert, sodass bestimmte Bestandteile der Suspension durch das Filterelement zurückgehalten werden (Retention). Da sich das Filtermodul noch vor der Pipettenöffnung befindet, stellt das Filtermodul den vordersten Teil des Pipettenkopfs dar. Durch eine entsprechende Ausbildung des Pipettenkopfs und/oder des Filtermoduls ist es dabei möglich, dass allein das Filtermodul in die Suspension eingetaucht wird, sodass eine Kontaminierung des Pipettenkopfs beim Ansaugen der Suspension verhindert wird. Wird der Pipettenkopf mit dem Filtermodul aus der Suspension herausbewegt und der Unterdruck in dem Saugkanal aufrechterhalten, so bleiben die zurückgehaltenen Bestandteile der Suspension an dem Filterelement des Filtermoduls gehalten und können durch Bewegen des Pipettenkopfes transportiert werden. Neben dem Saugkanal weist der Pipettenkopf mindestens einen mit einer Spüleinrichtung verbindbaren Spülkanal auf, wobei die Spüleinrichtung dazu geeignet ist, flüssiges und/oder gasförmiges Spülmedium durch den Spülkanal zu fördern. Ein Ende des Spülkanals ist dazu mit der Spüleinrichtung verbindbar und das andere, freie Ende des Spülkanals ist der Stirnseite, mit der das Filtermodul die Pipettenöffnung überdeckt, zugeordnet. Und zwar ist das freie Ende des Spülkanals dem Filtermodul derart zugeordnet, dass das mittels der Spüleinrichtung geförderte Spülmedium das Filterelement entgegen der Saugströmungsrichtung durchströmt. Durch Aktivieren der Spüleinrichtung beziehungsweise durch Fördern von Spülmedium kann somit das Filterelement und gegebenenfalls auch das Filtermodul entgegen der Saugrichtung durchspült, also rückgespült, werden. Wobei dadurch, dass das Filterelement entgegen der Saugströmungsrichtung durchströmt wird, zum einen die darin befindlichen durch das Filterelement zurückgehaltenen Bestandteile der Suspension von dem Filterelement gelöst und dosiert abgegeben werden können, und zum anderen eine einer Kontamination vorbeugende Säuberung des Pipettenkopfs erfolgen kann.
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Mittels des Pipettenkopfes ist es somit möglich, Suspension aufzunehmen, darin enthaltene Bestandteile zurückzuhalten, diese durch Bewegen des Pipettenkopfes zu transportieren, und anschließend an gewünschter Stelle durch Ausspülen dosiert abzugeben. Im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Prozessen, bei denen die durch die Pipette aufgenommene Suspension in einen Filteraufsatz eines Zentrifugenröhrchens (Falcontube) getropft und darin mittels Schwerkraft oder Zentrifugation filtriert wird, wird vorliegend die Suspension durch den Unterdruck beziehungsweise durch das Saugen filtriert und kann gleichzeitig durch dasselbe Gerät (den Pipettenkopf) transportiert und auch resuspendiert werden. Dies bietet eine besonders einfache und effiziente Möglichkeit der Automatisierung des durchzuführenden, oben beschriebenen Verfahrens.
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Vorteilhafterweise ist der Spülkanal koaxial zu dem Saugkanal ausgebildet. Die koaxiale Ausbildung führt dazu, dass die Austrittsöffnung des Spülkanals koaxial zu der Eintrittsöffnung des Saugkanals liegt und insbesondere diese vollumfänglich umgibt. Dadurch wird gewährleistet, dass das Filterelement an der Stelle, an der Bestandteile der Suspension beim Ansaugen gehalten werden, besonderes effizient gespült wird. Durch die koaxiale Ausbildung ist insbesondere eine gleichmäßige Durchströmung des Spülmediums durch das Filterelement gewährleistet. Besonders bevorzugt sind zwischen dem Filter und dem freien Ende des Spülkanals Mittel zum Homogenisieren der Durchströmung über das Filterelement vorgesehen, sodass das Spülmedium das Filterelement über seinen gesamten Querschnitt gesehen möglichst gleichmäßig durchströmt. Hierdurch wird gewährleistet, dass sämtliche zurückgehaltenen Bestandteile von dem Filterelement gelöst werden. Das Filterelement kann somit durchspült/gesäubert und anschließend neu verwendet werden, wobei durch den Spülvorgang auch eine Desinfizierung des Filterelements durchgeführt werden kann.
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Zweckmäßigerweise umgibt der Spülkanal den Saugkanal mantelförmig. Hierunter ist eine derartige Ausbildung des Spülkanals zu verstehen, dass die Außenseite des Saugkanals die Innenseite des Spülkanals bildet. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Konstruktion des Pipettenkopfes.
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Bevorzugt ist der Spülkanal durch eine Bohrung in dem Pipettenkopf und ein in die Bohrung eingesetztes, den Saugkanal bildendes Rohrelement gebildet. Der mantelförmige, koaxial ausgebildete Spülkanal wird dann entsprechend durch die Außenseite des Rohrelements und die Innenseite der Bohrung gebildet. Durch eine entsprechende Wahl des Abstands von der Innenwand der Bohrung zu der Außenwand des Rohrelements, also vorzugsweise durch eine entsprechende Wahl der jeweiligen Durchmesser kann das in dem Spülkanal enthaltene beziehungsweise haltbare (Tod-)Volumen des Spülmediums minimiert werden. Vorteilhafterweise wird das Volumen durch entsprechende Gestaltung klein gewählt, sodass der Verbrauch des Spülmediums gering gehalten werden kann.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Saugkanal beabstandet zu der Stirnseite des Filtermoduls endet. Das dem Filtermodul beziehungsweise dem Filterelement zugewandte Ende des Saugkanals liegt somit nicht an dem Filterelement oder an dem Filtermodul an, sondern liegt (axial) beabstandet dazu. Dies ermöglicht, dass das Spülmedium sich über den gesamten Querschnitt des Filterelements verteilen kann. Während des Spülvorgangs wird zweckmäßigerweise die Saugeinrichtung deaktiviert, sodass das dem Filterelement zugeführt Spülmedium nicht durch den Saugkanal entweicht, anstatt das Filterelement zu durchströmen.
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Ferner weist der Pipettenkopf vorteilhafterweise mindestens ein dem Spülkanal zugeordnetes schaltbares Dosierventil auf. Mittels des Dosierventils wird die Menge des Spülmediums dosiert, sodass die an dem Filterelement zurückgehaltenen Bestandteile der Suspension dosiert wieder abgeben werden können. Durch das Vorsehen der Dosierventile an dem Pipettenkopf werden Todvolumina in den Zuführleitungen der Spüleinrichtung verringert.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Pipettenkopf mindestens eine, bevorzugt mehrere in den Spülkanal mündende Zuführleitungen der Spüleinrichtung auf, die jeweils mindestens ein schaltbares Dosierventil aufweisen. Die unterschiedlichen Zuführleitungen dienen zur Führung unterschiedlicher Spülmedien der Spüleinrichtung. Vorteilhafterweise wird durch eine der Zuführleitungen eine Pufferlösung, durch eine andere Zuführleitung einer Sterilisationslösung und durch eine weitere Zuführleitung Luft gefördert. Die unterschiedlichen Spülmedien können auf einfache Art und Weise mittels der jeweiligen Dosierventile dosiert werden. So wird nach einem Ansaugvorgang beispielsweise zunächst die Pufferlösung dosiert, um die zurückgehaltenen Bestandteile der Suspension an dem Filterelement zu lösen, so dass diese Bestandteile weiterverarbeitet werden können, und anschließend mittels eines geeigneten Spülmediums das Filterelement beziehungsweise Filtermodul zu spülen beziehungsweise zu säubern, um Kreuzkontaminationen vorzubeugen. Bevorzugt sind die Zuführleitungen derart miteinander verschaltbar, dass die Sterilisationslösung durch sämtliche Zuführleitungen gefördert werden kann.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Filtermodul kraft- und/oder formschlüssig an dem Pipettenkopf gehalten ist. Insbesondere die kraftschlüssige Verbindung erlaubt ein einfaches Anbringen und Entfernen des Filtermoduls an beziehungsweise von dem Pipettenkopf. Dadurch wird es weiterhin ermöglicht, das Filtermodul bei geringem Kontaminationsrisiko auf einfache Art und Weise zu wechseln, um beispielsweise unterschiedlich geartete Filterelemente verwenden zu können. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Filtermodul auf den Pipettenkopf aufgesetzt werden. Dazu ist es vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass es den Pipettenkopf an seinem Frontbereich vollumfänglich umfasst, sodass beim Eintauchen des Pipettenkopfes in die Suspension lediglich das Filtermodul mit der Suspension in Kontakt kommt.
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Nach einer bevorzugten Ausbildung ist jedoch vorgesehen, dass die Pipettenöffnung in eine Filtermodulaufnahme mündet. Die Filtermodulaufnahme ist bevorzugt als Bohrung koaxial zu dem Saugkanal beziehungsweise dem Spülkanal ausgebildet und schließt sich an diesen an. In die Filtermodulaufnahme kann das Filtermodul eingesetzt werden, wozu letzteres vorteilhafterweise als Filtereinsatz ausgebildet ist. Durch die Ausbildung der Filtermodulaufnahme und des Filtereinsatzes ist ein Ausrichten und/oder Positionieren des Filtermoduls an dem Pipettenkopf einfach und sicher.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass der Filtereinsatz topfförmig ausgebildet ist. Der Filtereinsatz weist somit eine Bodenfläche auf, von der eine sich über den gesamten Umfang erstreckende Seitenwand senkrecht absteht. Zweckmäßigerweise ist das Filterelement in einem Durchbruch im Boden des topfförmigen Filtereinsatzes angeordnet, wobei die Unterseite des Bodens die dem Spülkanal und dem Saugkanal zugeordnete Stirnseite des Filtermoduls bildet. Bevorzugt liegt der Filtereinsatz mit seiner Seitenwand dichtend in der Filtermodulaufnahme ein. Da die Suspension durch das Filtermodul in den Pipettenkopf gesaugt wird, wird durch das dichtende Anliegen eine Kontaminierung der Filtermodulaufnahme durch die Suspension verhindert. Natürlich kann auch eine schräge Seitenwand vorgesehen sein, wobei dann zweckmäßigerweise auch die Filtermodulaufnahme entsprechend schräg ausgebildete Seitenwände aufweist.
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Besonders bevorzugt steht die Seitenwand des topfförmigen Filtereinsatzes von dem Pipettenkopf vor, um eine in die Suspension einzutauchende Pipettenspitze zu bilden. Der Filtereinsatz bildet somit mit seiner Seitenwand die Spitze des Pipettenkopfes, die in die Suspension einzutauchen ist.
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Zweckmäßigerweise ist das Filterelement zum Zurückhalten von biologischem Material ausgebildet. Vorteilhafterweise ist das Filterelement als Grobfilter für Gewebebestandteile oder als Feinfilter für Einzelzellen ausgebildet.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass in Saugströmungsrichtung vor dem Filtereinsatz ein weiteres Filtermodul, das wie das oben beschriebene Filtermodul ausgebildet sein kann, lösbar gehalten ist. Dadurch sind zwei Filtermodule vorgesehen, die in Reihe beziehungsweise seriell geschaltet sind. Zum einen kann dadurch die Filterwirkung insgesamt erhöht werden. Zum anderen ist es möglich, unterschiedliche Filterelemente vorzusehen, um ein gestuftes Filtern beziehungsweise eine gestufte Filtration durchzuführen.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Filterelement des in Saugströmungsrichtung vorne liegenden Filtermoduls als Grobfilter, insbesondere für Gewebebestandteile, und das Filterelement des in Saugströmungsrichtung dahinter liegenden Filtereinsatzes als Feinfilter, insbesondere für Einzelzellen, ausgebildet ist. So können in einem einzigen Arbeitsschritt, nämlich dem Ansaugen der Suspension mittels des erfindungsgemäßen Pipettenkopfs aus der Suspension Gewebebestandteile und anschließend beziehungsweise gleichzeitig Einzelzellen gefiltert werden. Anschließend ist es denkbar, zunächst das Filtermodul mit dem Gewebefilter, also das in Saugströmungsrichtung vorne liegende Filtermodul, abzunehmen, und anschließend mittels der Spüleinrichtung und den Dosierventilen die an dem Feinfilter gehaltenen Einzelzellen dosiert rückzuspülen oder zu resuspendieren.
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Vorteilhafterweise ist die Filtermodulaufnahme stufenförmig ausgebildet, wobei in jeweils einer Stufe ein topfförmiger Filtereinsatz zumindest bereichsweise einliegt. Wobei dann der vorne liegende Filtereinsatz mit seinen Seitenwänden von dem Pipettenkopf vorsteht, während der innen liegende Filtereinsatz mit der Stirnseite seiner Seitenwände an dem anderen Filtereinsatz anliegt. Alternativ ist es denkbar, dass das in Saugströmungsrichtung vorne liegende Filtermodul nicht an dem Grundkörper des Pipettenkopfs, sondern an dem in der Filtermodulaufnahme angeordneten Filtereinsatz kraft- und/oder formschlüssig lösbar gehalten ist. So kann beispielsweise das in Saugrichtung vorne liegende Filtermodul auf den hinten liegenden Filtereinsatz aufgesteckt werden. In beiden Fällen wird eine Kontamination des Pipettenkopfes selbst wirksam verhindert. Zweckmäßigerweise liegen die Filtermodule in Strömungsrichtung dichtend aneinander an, sodass die Filtermodulaufnahme insgesamt nicht mit der Suspension in Kontakt kommen kann.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass eine Pipettierspitze in der Filtermodulaufnahme und/oder an dem in Saugströmungsrichtung dahinter liegenden Filtereinsatz lösbar gehalten ist. Die Pipettierspitze kennzeichnet sich durch eine Pipettieröffnung aus, die so dimensioniert ist, dass eine sich in der Pipettierspitze befindliche Suspension im drucklosen Zustand entgegen der Schwerkraft gehalten wird. Ein tropfenförmiges Dispensieren erfolgt bevorzugt erst nach Beaufschlagung mittels eines dosierten Drucks im Inneren des Pipettenkopfs durch ein Spülmedium der Spüleinrichtung. So kann beispielsweise nach Abwerfen des Grobfilters der Pipettiereinsatz, der alternativ natürlich auch als Pipettieraufsatz ausgebildet sein kann, an dem Pipettenkopf entsprechend kraft- und/oder formschlüssig befestigt werden, um anschließend die gefilterte Suspension beziehungsweise die an dem Feinfilter zurückgehaltenen Einzelzellen/Bestandteile der Suspension dosiert und gezielt abgeben zu können.
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Die erfindungsgemäße automatisierte Pipettiervorrichtung zeichnet sich durch die Ausbildung des Pipettenkopfes aus, wie er oben beschrieben wurde. Mittels einer derartigen Pipettiervorrichtung ist es auf einfache Art und Weise möglich, die oben beschriebenen Prozessschritte teil- und/oder vollautomatisch effizient und ohne Kontamination des Pipettenkopfs durchzuführen. Zweckmäßigerweise weist die Pipettiervorrichtung Mittel zum Austauschen der Filtermodule und/oder der Pipettierspitze auf. Bevorzugt sind die Filtermodule und/oder die Pipettierspitze als Einwegbauteile beziehungsweise als Wechselbauteile ausgebildet. Sind der oder die Filtermodule und/oder das Pipettiermodul kraftschlüssig an dem Pipettenkopf und/oder an einem der Filtermodule lösbar gehalten, bevorzugt mittels Klemmung, ist ein Wechseln und Austauschen beziehungsweise Abwerfen auf besonders einfache Art und Weise durchführbar. Natürlich ist auch denkbar, die Pipettiervorrichtung mit mehreren derartiger Pipettenköpfe zu versehen, um eine höhere Ausbeute und Produktivität zu erreichen. Vorteilhafterweise weist die Pipettiervorrichtung weiterhin eine mit dem Saugkanal direkt oder indirekt verbundene Saugeinrichtung und eine mit dem Spülkanal direkt oder indirekt verbundene Spüleinrichtung auf.
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Schließlich wird der erfindungsgemäße Pipettenkopf vorteilhafterweise zum Isolieren von in einer Suspension suspendierten Bestandteilen der Suspension, zum Transportieren der isolierten Bestandteile und/oder zum dosierten Abgeben der isolierten Bestandteile verwendet.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dazu zeigen
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1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Pipettenkopf,
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2 den Pipettenkopf in einer Draufsicht,
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3 den Pipettenkopf in einer Längsschnittdarstellung mit einer Pipettierspitze,
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4 den Pipettenkopf in einer Längsschnittdarstellung mit einer alternativen Ausführungsform der Pipettierspitze und
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5A bis I eine schematische Darstellung von mittels des Pipettenkopfs durchführbaren Prozessschritten.
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Die 1 zeigt in einer Draufsicht einen beweglichen Pipettenkopf 1 einer hier nicht näher dargestellten automatisierten Pipettiervorrichtung 2. Der Pipettenkopf 1 weist einen Saugkanal 3 auf, der vorliegend durch ein in eine Bohrung 4 eingesetztes Rohrelement 5 gebildet wird. An seinem einen Ende weist das Rohrelement einen eine Aufnahme 6 bildenden, verbreiterten Querschnitt auf, der zur Aufnahme eines Anschlussstutzens einer hier nicht naher dargestellten Saugeinrichtung dient. Sein anderes Ende mündet in eine Pipettenöffnung 7, durch welche eine insbesondere flüssige Suspension durch Saugen mittels der Saugeinrichtung in den Saugkanal gefördert werden kann, sofern der Pipettenkopf 1 mit seinem die Pipettenöffnung 7 aufweisenden Ende in die Suspension zumindest bereichsweise eingetaucht ist.
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Die Pipettenöffnung 7 wiederum mündet in eine Filtermodulaufnahme 8. Die Filtermodulaufnahme 8 ist stufenförmig ausgebildet, wobei die zwei vorliegend vorgesehenen Stufen 9 und 10 unterschiedlich große Querschnitte aufweisen. Dabei schließt sich die Stufe 9 an die Pipettenöffnung 7 an und weist einen größeren Durchmesser als die Bohrung 4 auf. Die Stufe 10, die sich an die Stufe 9 anschließt, weist einen größeren Durchmesser als die Stufe 9 auf. Insgesamt ist die Filtermodulaufnahme 8 beziehungsweise sind die Stufen 9 und 10 koaxial zur Verlängerung der Bohrachse der Bohrung 4 angeordnet/ausgebildet. Vorteilhafterweise ist die Filtermodulaufnahme 8 als Stufenbohrung ausgebildet.
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Beabstandet zu der Pipettenöffnung 7 weist das Rohrelement 5 an seiner Außenseite einen sich über den gesamten Umfang erstreckenden Radialvorsprung 11 auf, in dem eine Ringdichtung 12, die insbesondere als O-Ring ausgebildet ist, einliegt, sodass sie zwischen dem Rohrelement 5 und der Innenseite der Bohrung 4 dichtend verspannt ist. Im Übrigen ist der Außendurchmesser des Rohrelements 5 derart kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 4 ausgebildet, dass zwischen der Ringrichtung 12 und dem der Pipettenöffnung 7 zugeordneten Ende des Rohrelements 5 ein mantelförmiger Freiraum 13 gebildet ist. Der Freiraum 13 bildet einen Spülkanal 14, der ebenfalls in die Pipettenöffnung 7 mündet. Der Spülkanal 14 ist somit koaxial zu dem Saugkanal 3 ausgebildet. In den Spülkanal 14 mündet unterhalb der Ringdichtung 12 des Rohrelements 5 eine Zuführleitung 15, die sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Spülkanal 14 und dem Saugkanal 3 erstreckt. Der Zuführleitung 15 ist ein schaltbares Dosierventil 16 zugeordnet, mit welchem der Querschnitt der Zuführleitung 15 vollständig oder teilweise freigegeben oder verschlossen werden kann. In die Zuführleitung 15 mündet eine weitere Zuführleitung 17, der ein weiteres Dosierventil 18 zugeordnet ist. Die Zuführleitung 17 mündet über die Zuführleitung 15 ebenfalls in den Spülkanal 14.
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Wie aus der 2 ersichtlich, die eine Draufsicht auf den Pipettenkopf 1 darstellt, weist der Pipettenkopf 1 weitere Dosierventile 19, 20 und 21 auf, die jeweils einer in den Spülkanal mündenden Zuführleitung zugeordnet sind. Die jeweiligen Zuführleitungen sind mit ihren freien Enden mit einer hier nicht näher dargestellten Spüleinrichtung verbunden, welche unterschiedliche flüssige und/oder gasförmige Spülmedien durch die Zuführleitungen fördert. Mittels der an dem Pipettenkopf 1 angeordneten Dosierventile 16, 18–21 können die Spülmedien dosiert in den Spülkanal 14 und aus der Pipettenöffnung 7 hinausgeleitet werden. Als Spülmedien sind insbesondere zumindest Sterilisationsflüssigkeit, Pufferlösung und (Sterilisations-)Luft vorgesehen. Durch das Vorsehen der Dosierventile an dem Pipettenkopf 1 beziehungsweise an dessen Grundkörper werden insbesondere Todvolumina verringert, sodass der Verbrauch an Spülmedium gering gehalten werden kann.
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In die Stufe 9 der Filtermodulaufnahme 8 ist gemäß 1 weiterhin ein als Filtereinsatz 22 ausgebildetes Filtermodul 23 eingesetzt. Der Filtereinsatz 22 ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und weist dazu einen Boden 24 sowie eine von dem Boden im Wesentlichen senkrecht vorstehende, sich über den gesamten Umfang erstreckende Seitenwand 25 auf. Der Boden 24 weist dabei einen Durchbruch auf, in welchem ein Filterelement 26 bündig einliegt. Das Filterelement 26 ist zweckmäßigerweise zum Zurückhalten von biologischem Material ausgebildet. Der Boden 24 bildet mit seiner freien (Unter-)Seite eine Stirnseite 27 des Filtermoduls 23. Das Filtermodul 23 beziehungsweise der Filtereinsatz 22 ist derart in der Filtermodulaufnahme 8 angeordnet, dass die Stirnseite 27 der Pipettenöffnung 7 zugeordnet ist und diese überdeckt. Mit seiner Seitenwand 25 und seinem Boden 24 liegt der Filtereinsatz 22 beziehungsweise das Filtermodul 23 dichtend in der Filtermodulaufnahme 8 ein, sodass Suspension nicht auf die Innenseite der Stufe 9 zwischen der Filtermodulaufnahme 8 und dem Filtereinsatz 22 gelangen kann.
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In die Stufe 10 der Filtermodulaufnahme 8 ist ein weiteres als Filtereinsatz 28 ausgebildetes Filtermodul 29 eingesetzt. Der Filtereinsatz 28 ist ebenfalls topfförmig ausgebildet und weist dazu einen Boden 30 sowie eine entsprechende Seitenwand 31 auf. In einem Durchbruch im Boden 30 ist ebenso ein Filterelement 32, zum Zurückhalten von biologischem Material angeordnet. Während der Durchmesser des Filterelements 26 im Wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 4 entspricht, entspricht der Durchmesser des Filterelements 32 im Wesentlichen dem Innendurchmesser des topfförmigen Filtereinsatzes 22. Das Filterelement 26 ist dabei fluchtend zu der Pipettenöffnung 7 und das Filterelement 32 fluchtend zu dem Filtereinsatz 22 ausgerichtet/angeordnet. Die Filtereinsätze 22 und 28 liegen in Strömungsrichtung (axial) dichtend aneinander an. Dazu ragt die Seitenwand 25 des Filtereinsatzes 22 vorteilhafterweise ein Stück weit in die Stufe 10 der Filtermodulaufnahme 8 hinein, sodass der Filtereinsatz 28 mit seiner Stirnseite 33 dichtend an der Stirnfläche der Seitenwand 25 anliegen kann. Mit seiner Seitenwand 31 liegt der Filtereinsatz 28 ebenfalls dichtend in der Filtermodulaufnahme 8 ein. Die Seitenwand 31 steht dabei deutlich von der Filtermodulaufnahme 8 beziehungsweise von dem Pipettenkopf 1 hervor und bildet somit eine Pipettenspitze 34 des Pipettenkopfs 1, die zum Eintauchen in die Suspension dient. Durch gezielte Steuerung der Eintauchtiefe in die Suspension können außerdem schwimmende Gewebeschichten und Zellen von abgesunkenen getrennt werden.
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Im Zusammenhang mit der Kultivierung und Präparation von biologischen Zellen weist das in Saugströmungsrichtung vorne liegende Filterelement 32 zum Zurückhalten von Zellagglomeraten und Gewebebestandteilen eine Porengröße von 20 μm und mehr, bevorzugt von 20 μm bis 100 μm auf. Besonders bevorzugt beträgt für die Filtration von Zellaggregaten die Porengröße 20 bis 60 μm, bevorzugt 20 bis 40 μm und alternativ bevorzugt 40 bis 60 μm. Bevorzugt wird für die Filtration von Gewebebestandteilen eine Porengröße von 80 bis 100 μm, bevorzugt von etwa 80 μm, und alternativ bevorzugt von etwa 100 μm.
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Bevorzugt beträgt für die Filtration von aus der Suspension zu isolierenden einzelnen Zellen/Partikel das in Saugströmungsrichtung hinten liegende Filterelement 26 des Filtermoduls 23 eine Porengröße von 10 μm oder weniger, bevorzugt 8 μm oder weniger, besonders bevorzugt von 6 μm oder weniger oder 4 μm oder weniger, auf. Bevorzugt beträgt die Porengröße des Filterelements 26 2 bis 8 μm, besonders bevorzugt 2 bis 6 μm oder 2 bis 4 μm, alternativ bevorzugt 4 bis 8 μm. Die Filterelemente 26 und 32 sind in an sich bekannter Weise ausgebildet. Bevorzugt sind Filternetze oder Filtergewebe oder -geflechte als Filterelemente 26, 32 vorgesehen. Bevorzugte Materialien sind dabei PTFE, PET, Glas, Keramik, Cellulose, Polyethylen, Polypropylen, Polystyren, Polyurethane, Polyamid oder Komposite davon. Besonders bevorzugt sind PET- und/oder PTFE-Membrane. Denkbar sind auch Kombinationen von Porengrößen und/oder Materialien.
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Das der Stirnseite 27 des Filtermoduls 23 zugeordnete Ende des Rohrelements 5 endet beabstandet zu der Stirnseite 27, sodass der Saugkanal 3 ebenfalls beabstandet zu der Stirnseite 27 beziehungsweise zu dem Filtermodul 23 endet. Dadurch wird ein (kleiner) Zwischenraum zwischen dem Boden 24 beziehungsweise dem Filterelement 26 des Filtermoduls 23 und dem Rohrelement 5 geschaffen, in welchem sich sowohl angesaugte und mittels der Filtermodule 23 und 29 filtrierte Suspension als auch mittels der Spüleinrichtung in den Spülkanal 14 gefördertes Spülmedium befinden kann.
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Durch die Ausbildung des vorteilhaften Pipettenkopfs 1 wird bei einem Saugvorgang die Suspension zunächst durch das Filtermodul 29 und anschließend durch das Filtermodul 23 in den Saugkanal 3 gefördert gesaugt, wie durch einen die Saugströmungsrichtung anzeigenden Pfeil 35 angedeutet. Die Saugeinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass die angesaugte, mittels der Filterelemente 32 und 26 filtrierte Suspension endgültig entfernt beziehungsweise verworfen wird. Weiterhin ist die Saugeinrichtung der Pipettiervorrichtung 2 derart ausgebildet, dass an den Filterelementen 32 und 26 zurückgehaltene Bestandteile der Suspension auch ohne die Flüssigkeit der Suspension an den Filterelementen 26 beziehungsweise 32 gehalten werden können. Die zurückgehaltenen Bestandteile können somit mittels des Pipettenkopfs 1 transportiert werden.
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Die Filtermodulaufnahme 8 beziehungsweise die Stufen 9 und 10 und die Filtereinsätze 22 und 28 sind vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass die Filtereinsätze 22 und 28 kraftschlüssig in der Filtermodulaufnahme 8 gehalten sind. Dadurch ist ein einfaches Lösen beziehungsweise Wechseln der Filtereinsätze 22, 28 möglich. Die Pipettiervorrichtung 2 weist dazu vorteilhafterweise eine Art Magazin auf (hier nicht dargestellt), in welchem unterschiedliche Filtereinsätze vorrätig gelagert sind. Zweckmäßigerweise wird zum Wechseln der Filtereinsätze der Pipettenkopf 1 zu dem Magazin bewegt, wo der Wechselvorgang automatisiert stattfinden kann.
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Neben Filtermodulen beziehungsweise Filtereinsätzen können auch Pipettierspitzen in Form von Pipettiereinsätzen vorgesehen sein, die beispielsweise anstelle des Filtermoduls 28 verwendbar sind. Die 3 zeigt hierzu den Pipettenkopf 1 der Pipettiervorrichtung 2 der im Wesentlichen dem Pipettenkopf 1 aus der 1 entspricht, wobei gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind und insofern auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen wird. Anstelle des Filtermoduls 29 beziehungsweise des Filtereinsatzes 28 ist jedoch in der Stufe 10 der Filtermodulaufnahme 8 eine Pipettierspitze 36 in Form eines Pipettiereinsatzes 37 vorgesehen. Der Pipettiereinsatz 37 ist im Wesentlichen trichterförmig beziehungsweise Y-förmig ausgebildet und weist eine nach unten beziehungsweise von dem Pipettenkopf 1 wegweisende Spitze 38 mit einer Pipettieröffnung 39 auf. Die Spitze 38 steht dabei von dem Pipettenkopf 1 vor und bildet somit die Pipettenspitze 34 des Pipettenkopfs 1. Die Pipettieröffnung 39 ist derart dimensioniert, dass die in der Pipettierspitze 36 befindliche Suspension im drucklosen Zustand entgegen der Schwerkraft in der Pipettierspitze 36 gehalten wird. An seiner dem Pipettenkopf 1 zugewandten Seite weist der Pipettiereinsatz 37 einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Filtereinsatzes 22 entspricht. Darüber hinaus weist der Pipettiereinsatz 37 an der dem Pipettenkopf 1 beziehungsweise der Filtermodulaufnahme 8 zugewandten Seite einen Kragen 40 auf, der den Abstand der trichterförmigen Pipettierspitze 36 zu der Innenseite der Stufe 10 der Filtermodulaufnahme 8 überbrückt, sodass der Pipettiereinsatz 37 wie vorher der Filtereinsatz 28 kraftschlüssig und dichtend in der Filtermodulaufnahme 8 beziehungsweise der Stufe 10 sowie an der Stirnseite der Seitenwand 25 des Filtereinsatzes 22 anliegt. Der Kragen 40 ist dabei derart ausgebildet, dass sein freies Ende bündig mit dem Pipettenkopf 1 abschließt. Durch das Vorsehen des Kragens kann die Pipettierspitze 36 beziehungsweise der Pipettiereinsatz 37 mit einer gleichmäßigen Wandstärke, wie dargestellt, gefertigt werden. Dadurch ergeben sich Vorteile, insbesondere in Bezug auf die Fertigung der Pipettierspitze 36.
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Die 4 zeigt eine weitere denkbare Ausführungsform des Pipettenkopfs 1 und insbesondere der Pipettierspitze 36. Der in der 4 dargestellte Pipettenkopf 1 entspricht dem aus der 1 bekannten Pipettenkopf 1, sodass gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit der als Pipettiereinsatz 37 ausgebildeten Pipettierspitze 36 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel der 4 die Pipettierspitze 36 als Pipettieraufsatz 41 ausgebildet. Dazu weist die Pipettierspitze 36 an ihrer dem Pipettenkopf 1 zugewandten Seite eine Aufnahme 42 zur Aufnahme des von dem Pipettenkopf 1 vorstehenden Filtereinsatzes 28 auf. Die Aufnahme 42 weist dazu einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Seitenwand 31 des Filtereinsatzes 28 entspricht und insbesondere geringfügig kleiner ausgebildet ist, sodass zum einen die Pipettierspitze 36 dichtend an dem Filtereinsatz 28 anliegt, und zum anderen kraftschlüssig lösbar daran gehalten ist. Gegebenenfalls kann die Aufnahme 42 und/oder der Filtereinsatz 28 derart gestaltet sein, dass die Seitenwand 31 mit ihrer freien Stirnseite ebenfalls an der Pipettierspitze 36 dichtend anliegt.
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Natürlich ist es auch denkbar, den Pipettieraufsatz 41 derart zu gestalten, dass er zusätzlich oder alternativ auf den Pipettenkopf 1 aufgeschoben beziehungsweise aufgesetzt werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel könnte dadurch das Vorsehen des Filtereinsatzes 28 entfallen. Natürlich können auch die Filtermodule 23 und/oder 29 als Filteraufsätze ausgebildet sein. In jedem Fall gewährleistet die Ausbildung des Pipettenkopfs 1, dass bei der Aufnahme von Suspension durch Saugen die Suspension nicht mit dem Pipettenkopf zumindest im Bereich der Filtermodulaufnahme 8 in Berührung kommt, sodass eine Kontamination des Pipettenkopfs 1 und insbesondere eine Kreuzkontamination verhindert wird.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung soll im Folgenden die Funktionsweise der Pipettiervorrichtung 2 anhand der in den 5A bis 5I dargestellten Prozessschritte näher erläutert werden. Die 5A bis 5I zeigen dazu in einer stark vereinfachten Darstellung die Pipettiervorrichtung 2, mit dem Pipettenkopf 1, sowie mit einer mit dem Saugkanal verbundenen Saugeinrichtung 43 und einer mit den Dosierventilen 16, 18–21 (hier nicht dargestellt) verbundenen Spüleinrichtung 44. Von den Filtereinsätzen 22 und 28 sind lediglich die Filterelemente 26 und 32 dargestellt.
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5A: In Schritt 1 wird mittels der Saugeinrichtung 43 in dem Saugkanal 3 ein Unterdruck erzeugt, wodurch eine sich in einer Vorlage 45 befindliche Suspension 46, die zu isolierende Partikel 47, wie zum Beispiel Einzelzellen, sowie weitere, größere Bestandteile, wie zum Beispiel Gewebebestandteile 48, aufweist, in den Saugkanal 3 gesogen wird. Dazu ist der Pipettenkopf 1 mit dem vorstehenden Abschnitt des Filtereinsatzes 28, also mit der Pipettenspitze 34, in die Suspension 46 getaucht. Während des Saugvorgangs durchströmt die Suspension 46 zunächst das Filterelement 32 und anschließend das stromabwärts gelegene Filterelement 26, wobei die Suspendierflüssigkeit der Suspension 46 durch beide Filterelemente 32, 26 filtriert und gegebenenfalls bevorzugt über den Saugkanal 3 verworfen wird. An dem groben Filterelement 32 werden die Gewebeteile 48 zurückgehalten und die Partikel 47 durchgelassen. An dem Filterelement 26 werden hingegen die Partikel 47 zurückgehalten.
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5B: In Schritt 2 wird der Unterdruck weiterhin beibehalten und der Pipettenkopf aus der Vorlage 45 entfernt. Durch den Unterdruck werden die Partikel 47 an dem Filterelement 26 und die Gewebeteile 48 an dem Filterelement 32 weiterhin gehalten. Der Pipettenkopf 1 entspricht hierbei dem in der 1 dargestellten Pipettenkopf 1, sodass während des Saugvorgangs die Suspension nur mit den Filtermodulen 23 und 29 sowie mit dem Inneren des Saugkanals 3 in Kontakt kommt. Wird wie in Schritt 2 angedeutet das Filtermodul 29 beziehungsweise der Filtereinsatz 28 von dem Pipettenkopf 1 automatisiert entfernt, liegt die Stufe 10 der Filtermodulaufnahme 8 zwar frei, ist jedoch aufgrund der vorteilhaften Ausbildung nicht durch die Suspension kontaminiert worden. Anschließend kann, wie weiter in der 5B angedeutet, die Pipettierspitze 36, sei es als Pipettiereinsatz 37 oder als Pipettieraufsatz 41 an dem Pipettenkopf 1, wie oben beschrieben, befestigt werden.
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5C: Anschließend wird in Schritt 3 mittels der Spüleinrichtung 44 ein Druck im Inneren des Pipettenkopfs 1 aufgebaut, bevorzugt durch Betätigen des Dosierventils, das den Strömungsquerschnitt einer Zuführleitung für eine Pufferlösung oder für eine zweite Suspendierflüssigkeit freigibt, aufgebaut. Dadurch können die isoliert von den übrigen Bestandteilen der Suspension an dem Filterelement 26 zurückgehaltenen Partikel 47 rückgespült beziehungsweise gelöst werden, sodass die Partikel 47 in der zweiten Suspension 49 resuspendiert werden. Die zweite Suspension 49 befindet sich anschließend in dem von der Pipettierspitze 36 umschlossenen Volumen.
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5D: In einem vorteilhaften weiteren Schritt 4 wird durch Anlegen eines Überdrucks mittels der Spüleinrichtung 44, insbesondere durch Betätigen des Dosierventils für Luft, ein Überdruck erzeugt, wodurch ein bestimmtes Teilvolumen der zweiten Suspension 49 in eine Zähleinheit 50 überführt wird. In der Zähleinheit 50 wird die Zahl der im Teilvolumen enthaltenen Partikel 47 bestimmt.
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5E: In einem vorteilhaften weiteren Schritt 6 wird die zweite Suspension 49 durch Erzeugen eines Unterdrucks mittels der Saugeinrichtung 43 durch das Filterelement 26 gesogen und über den Saugkanal 3 abgeführt. Die Partikel 47 werden dabei an dem Filterelement 26 erneut zurückgehalten.
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5F: In dem bevorzugt zusätzlich ausgeführten Schritt 7 werden die am Filterelement 26 zurückgehaltenen Partikel 47 durch Zudosieren einer dritten Suspendierflüssigkeit über den Spülkanal 14 mittels der Spüleinrichtung 44 und den hier nicht dargestellten Dosierventilen rückgespült beziehungsweise resuspendiert. Die so erhaltene dritte Suspension 51 befindet sich anschließend in dem von der Pipettierspitze 36 umschlossenen Volumen. Die Menge der zudosierten Lösung wird erfindungsgemäß so gewählt, dass eine vorbestimmte Zellkonzentration anhand der zuvor gezählten Zellzahl in der zweiten Suspension 49 erreicht wird.
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5G: In einem weiteren vorteilhaften Schritt wird die Dritte Suspension 51 mit definierter Zellkonzentration, welche sich in der Pipettierspitze 36 befindet, durch Rückspülen gemäß 5H mittels der Spüleinrichtung 44 und des Spülkanals 14 in ein Vorlagengefäß 52 dispensiert und anschließend gemäß 5I durch Erzeugen eines Unterdrucks mittels der Saugeinrichtung 43 wieder in die Pipettierspitze 36 aufgenommen. Das Durchströmen der Pipettieröffnung 39 erzeugt dabei Verwirbelungen, wodurch sich nach ein- oder mehrmaligem Wiederholen des Dispensierens und Wiederaufnehmens in die Pipettierspitze 36 eine homogene Suspension der Zellen einstellt.
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Durch die vorteilhafte Ausbildung des Pipettenkopfs kommt die Suspension ausschließlich mit den sterilisierbaren Filtereinsätzen 22, 28, und nicht mit dem Körper/der Wandung der Filtermodulaufnahme 8 in Berührung, sodass Kreuzkontaminationen beziehungsweise Kontaminationen frischer Medien oder Zellen innerhalb der Filtermodulaufnahme 8 des Pipettenkopfs 1 verhindert werden. Bevorzugt weist die Pipettiervorrichtung 2 mindestens eine Recheneinheit auf, die zur Berechnung der definierten zu dosierenden Volumina, sowie gegebenenfalls zur Berechnung der Zahl der Partikel 47 mithilfe der Zähleinrichtung auf. Mittels der Dosierventile 16, 18, 19, 20, 21 kann auf einfache Art und Weise entweder ein erwünschter Überdruck oder ein gewünschtes Volumen eines Spülmediums erzeugt beziehungsweise freigegeben werden.
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Durch die im Wesentlichen getrennte Ausbildung des Saugkanals 3 von dem Spülkanal 14 ist auch eine Kontamination innerhalb des Pipettenkopfs 1 jenseits der Filtermodulaufnahme 8 verhindert. Entweder wird die darin befindliche Suspension durch den Saugkanal 3 verworfen oder mittels des Spülmediums aus dem Spülkanal 14 ausgespült beziehungsweise rückgespült. Um eine besonders gleichmäßige Durchströmung der Filterelemente 26 und 32 zu gewährleisten, weisen die Filtermodule 23 und 29 vorteilhafterweise entsprechende Mittel, wie beispielsweise Führungsrippen und/oder -Stege, zum Homogenisieren der Durchströmung auf. Auch wenn bisher von im Wesentlichen kreiszylindrischen Formen bezüglich der Filtermodulaufnahme 8, der Filtermodule 23 und 29, des Saugkanals 3 sowie des Spülkanals 14 ausgegangen wurde, ist es offensichtlich, dass auch jede andere Querschnittsform möglich ist. Gegebenenfalls können zusätzlich in dem Pipettenkopf 1 Auswurfmittel als Mittel zum Wechseln vorgesehen sein, die zum Auswerten eines oder mehrerer der Filtermodule 23, 29 dienen. So können beispielsweise mechanische, pneumatische und/oder hydraulische Mittel vorgesehen sein, die automatisch einen der Filtereinsätze 22 oder 28 ausschieben, indem sie eine Kraft auf die entsprechende Stirnseite 27 und/oder 33 ausüben.
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Der Pipettenkopf 1 ist zweckmäßigerweise mehrteilig ausgebildet. Das Rohrelement 5 weist darüber hinaus zwischen der Aufnahme 6 und dem Radialvorsprung 11 einen weiteren, nach außen weisenden Radialvorsprung 52 auf, der in einer Aussparung 53, die als koaxiale Bohrung zu der Bohrung 4 im mehrteiligen Grundkörper des Pipettenkopfs 1 ausgebildet ist, einliegt. Unterhalb des Radialvorsprungs 52 ist dabei ein elastisch verformbares Ausgleichselement 54 angeordnet. Bei der Montage des Rohrelements 5 wird letzteres zunächst entgegen der Saugströmungsrichtung in den Pipettenkopf 1 beziehungsweise in die Bohrung 4 eingeführt, bis das Ausgleichselement 54 auf der Stirnfläche der Aussparung 53 aufliegt. Anschließend wird auf das freie Ende des Rohrelements 5 eine Halteplatte 55 aufgeschoben, die eine Bohrung 56 aufweist, deren Durchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Rohrelements 5 entspricht, sodass letzteres durch die Bohrung 56 geschoben werden kann. Die Haltplatte 55 kann bis zu dem Radialvorsprung 52 geschoben werden. Mittels einer Verschraubung wird die Haltplatte 55 an dem Pipettenkopf 1 gehalten, wobei das Ausgleichselement 54, das gleichzeitig auch als Dichtelement wirkt, verspannt beziehungsweise elastisch verformt wird, bis die Haltplatte 55 auf dem Pipettenkopf 1 aufliegt. Dadurch wird das Rohrelement 5 in der Bohrung 4 ausgerichtet und gehalten. Zur weiteren Ausrichtung und zum Gewährleisten des Freiraums 13 dient darüber hinaus der Radialvorsprung 11 sowie die darin angeordnete, ebenfalls elastische verformbare Ringdichtung 12.
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Mittels des vorteilhaften Pipettenkopfs 1 beziehungsweise der Pipettiervorrichtung 2 ist es auf einfache Art und Weise möglich, eine Filtrierung, einen Transport des bei der Filtrierung zurückgehaltenen Materials sowie eine Rückspülung des zurückgehaltenen Materials an einer gewünschten Stelle durchzuführen. Die Multifunktionspipette beziehungsweise der Pipettenkopf 1 ist GPM-konform und verringert das Risiko der Kontamination oder des Sterilitätsverlustes bei der Aufbereitung von Zelllösungen beziehungsweise Suspensionen. Darüber hinaus wird die Verwendung von Einwegelementen, insbesondere von Einwegfilterelementen auf ein Minimum reduziert, ohne dass das Kontaminationsrisiko erhöht wird. Vorteilhafterweise sind die Oberflächen im Inneren des Pipettenkopfs, also sämtliche mit der Suspension in Berührung gekommenen Oberflächen, hydrophob. Dies verhindert die mögliche Adhäsion von Gewebeschichten und ermöglicht die vollständige Überführung von separierten Bestandteilen der Suspension in das Vorlagengefäß.
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Zur Wahrung beziehungsweise Wiedererlangen der Sterilität der Pipettiervorrichtung 2 beziehungsweise des Pipettenkopfs 1 nach einer eventuellen Kontamination wird mittels der Spüleinrichtung und dem entsprechenden Dosierventil eine Sterilisationslösung durch alle Zuführleitungen innerhalb des Pipettenkopfs 1 sowie durch die Filtermodulaufnahme 8 gefördert und über letztere in einem hierfür geeigneten Auffanggefäß entsorgt. Eine Spülung des Pipettenkopfes 1 zur vollständigen Beseitigung von Rückständen und Sterilisationslösungen kann auf zwei Arten erfolgen. Zum einen durch Fördern von steriler Spüllösung oder durch Fördern von steriler Luft mittels der Spüleinrichtung 44 durch alle Zuführleitungen und die Filtermodulaufnahme 8. Durch die Förderung steriler Spüllösung werden Rückstände aus den Zuführleitungen und der Filtermodulaufnahme gespült. Die Förderung von steriler Luft ermöglicht die anschließende Trocknung der Zuführleitungen und Entfernung eventuell verbliebener Spülllösung.
