DE102010036216B4 - Vorrichtung zum Transfer von mittels Probennehmer gesammelter Proben in fluidische Plattformen - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Transfer von mittels Probennehmer gesammelter Proben in fluidische Plattformen, enthaltend:eine Probennehmereinheit (1), die sich aus einem Probennehmerstab (3) mit daran befestigtem Probenaufnahmepad (4) und auf dem Probennehmerstab (3) aufsitzendem Dichtstopfen (2) besteht,wobei der Dichtstopfen (2) eine Aussparung enthält, in die durch Herunterdrücken des Dichtstopfens (2) oder durch Hochziehen des Probennehmerstabes (3) das Probeaufnahmepad (4) hereingedrückt werden kann, so dass eine sich am oder im Probeaufnahmepad (4) befindliche Probe hinausgepresst wird,sowie ein Transfergefäß (7) mit einer oberen Öffnung, in die die Probenehmereinheit (1) aufgesetzt werden kann, sowie einer unteren Öffnung, die mit einem fluidischen System (21) verbindbar ist,wobei die Probe durch ein Abdichten des Dichtstopfens (2) auf dem Transfergefäßboden vollständig in ein an der unteren Öffnung des Transfergefäßes (7) befindlichen Öffnung angeschlossenes fluidisches System (21) überführbar ist.
Description
- Stand der Technik
- In der Analytik werden häufig Proben wie Abstriche von Oberflächen, Böden, Schleimhautabstriche aus Mund, Nase etc. mittels spezieller Probenneluner getätigt. Diese Probennehmer ermöglichen die Aufnahme von Feststoffpartikeln, z. B. bei Hautabstrichen, Oberflächenproben, oder die Aufnahme von Flüssigkeiten wie Speichel oder zähflüssigen Proben. Dabei ist die Ausgestaltung der Probennehmer an die unterschiedlichen Anforderungen angepasst, teilweise werden Wattestäbchen, teilweise Schwämmchen, teilweise verschiedene Gewebe, die jeweils an entsprechende Handhabungshilfen wie Stäbe befestigt sind, genutzt, um die Probe optimal aufzunehmen. Die nächste Aufgabe besteht im Herauslösen der Proben, was i. d. R. durch ein Schütteln in flüssigkeitsgefüllten Gefäßen erfolgt. Die so losgelöste und gemischte Probe wird z. B. mittels einer Pipette in Gefäße für weitere analytische Aufgaben transferiert.
- Ein alternatives Verfahren ist beispielsweise das Aufsetzen des Probennehmers auf eine Halterung, die einen direkten Kontakt zu einer saugfähigen Membran darstellt, die in diesem Falle flüssige Proben aus dem Probennehmer in die Membran selbst saugt. Eine nachfolgende Analytik erfolgt dann auf der Membran selbst oder durch den Transfer über diese Membran in andere Reaktionsabschnitte. Eine Probenverdünnung auch im Hinblick auf eine bessere Handhabung viskoser Flüssigkeiten ist mittels dieses Verfahrens nicht möglich.
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US 2007 / 0 128 070 A1 -
WO 2008/ 122 908 A1 -
US 5 352 410 A beschreibt eine Vorrichtung zum Sammeln und Testen einer Flüssigkeitsprobe, die sich insbesondere zum Sammeln und Testen menschlicher Urinproben und dann eingesetzt wird, wenn eine potenziell gefährliche Flüssigkeit gesammelt und getestet werden soll und eine Isolierung der Probe vom Testpersonal gewünscht wird. Die Vorrichtung hält die Probe während des Transports und der Prüfung eingeschlossen und versiegelt, um eine sichere Handhabung der Probe zu erleichtern. -
US 7 713 475 B2 beschreibt eine Lateral-Flow-Immunoassay-Testvorrichtung, die ein Gehäuse mit einem länglichen Schlitz zum Halten eines Testprobensammlers umfasst; ein längliches Halteelement zum Befestigen mindestens eines Immunoassay-Teststreifens darin; eine erste Kammer zum Lagern eines ersten Vorbehandlungsreagenzes; und eine zweite Kammer zum Aufbewahren eines zweiten Reagenzes. -
WO 95/ 02 996 A1 -
US 2005 / 0 136 553 A1 -
WO 2007/ 106 552 A2 -
US 6 489 172 B1 beschreibt ein Auspressbecher, ein absorbierender Schaumstofftupfer, der eine Flüssigkeitsprobe aufnehmen kann, und ein flexibles Band, das am Schaumstofftupfer befestigt ist. - Aufgabe dieser Erfindung ist es nun, eine optimale Probennahme sowohl flüssiger als auch fester Proben mittels Probennehmer zu nehmen, die mit einem aufnahmefähigen Kompartiment am Ende eines länglichen Elements aufgenommen werden, diese in ein Transfergefäß zu überführen, das ggf. mit Flüssigkeit gefüllt ist, und dann in ein fluidisches System zu überführen.
- Die Aufgabe wird durch Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Dabei werden mit Hilfe dieser Erfindung mehrere Probleme gelöst:
- Erstens kann sowohl eine feste Probe wie z. B. Puder als auch eine viskose Flüssigkeit direkt in ein mit Flüssigkeit gefülltes Transfergefäß überführt werden, ohne dass zusätzliche Hilfsmittel notwendig sind.
- Zweitens kann die Probe direkt gelöst und/oder verdünnt werden.
- Drittens kann das Gefäß z. B. durch händisches Schütteln direkt zum Mischen von Probe und vorgelegter Flüssigkeit genutzt werden.
- Viertens ist ein deutlich optimiertes Ablösen der Proben aus dem Probennehmer mit einer deutlich verbesserten Ausbeute möglich.
- Fünftens ist das Ablösen der Proben aus dem Probennehmer ohne weitere Hilfsmittel neben den erfindungsmäßigen Komponenten möglich.
- Sechstens ist durch die technische Ausgestaltung der Erfindung eine Kontamination des Nutzers durch die Probe bei sachgemäßer Nutzung ausgeschlossen.
- Siebtens ist durch die technische Ausgestaltung der Erfindung eine Kontamination der Probe durch den Nutzer bei sachgemäßer Nutzung auszuschließen.
- Achtens erlaubt die Erfindung einen vollständigen Transfer flüssiger Proben bzw. verdünnter oder gelöster fester Proben aus dem Transfergefäß in fluidische Systeme ohne weitere Hilfsmittel neben den erfindungsgemäßen Komponenten.
- Die vorliegende Erfindung besteht aus einer Probennehmereinheit (1), die in
1a seitlich und in1b als Aufsicht dargestellt ist. Dabei besteht die Probennehmereinheit aus einem Probennehmerstab (3), an dessen Ende ein Probenaufnahmepad (4) befestigt ist. Dieses Probenaufnahmepad kann aus Watte, Schwamm, Geweben oder sonstigen probenaufnahmefähigen Materialien bestehen. Ein Dichtungsstopfen (2), vorzugsweise aus gut dichtendem Material wie PE, PP, gummiartigen Materialien oder einfach als zum Transfergefäß (5) und Probennehmerstab (3) gut dichtendes Gegenstück, ist auf den Probennehmerstab aufgesteckt. Dabei enthält der Dichtungsstopfen eine Aussparung, in die bei Herunterdrücken des Dichtungsstopfens das Probenaufnahmepad (4) hereingedrückt und damit die Flüssigkeit aus diesem herausgedrückt wird. - Die Transfergefäßeinheit,
2 , besteht aus dem eigentlichen Transfergefäß (7), einem oberen Verschluss (6) für die obere Öffnung auf die die Probennehmereinheit aufgesetzt wird sowie einem unteren Verschluss (8), der die Öffnung verschließt, die mit dem fluidischen System verbunden wird. -
3 a-c stellen das Transfergefäß mit Verschluss dar.3a zeigt das Transfergefäß mit einem Gewindeverschluss, d. h. einem mit dem Transfergefäß mit Gewinde (10) zu verschraubendem Deckel (9). Der Deckel kann dabei ein separates Teil sein oder direkt mit dem Transfergefäß verbunden sein. - Die
3b stellt eine Ausführungsform des Transfergefäßes dar, bei dem eine Pressverbindung zum Abdichten des Transfergefäßes genutzt wird, die über eine gute Passung einer im Deckel liegenden Dichtlippe (11) zum Transfergefäß erreicht wird.3c gibt die Aufsicht auf diesen Deckel mit Dichtlippe an. -
3d zeigt ein Transfergefäß mit Deckel mit Dichtlippe in geschlossenem Zustand. -
4a-c zeigen verschiedene Ausführungsformen des unteren Verschlusses der unteren Öffnung des Transfergefäßes. Hierbei kann eine dünne Membran (12) im Transfergefäß integriert sein, s.4a , eine Kugel ähnlich Tintenpatronendichtungen (13) wie in4b zum Dichten genutzt werden oder eine dünne Folie, Membran oder Ähnliches (14) wie in4c eingesetzt werden. - Die Verbindung von Transfergefäß und fluidischem System erfolgt vorzugsweise über einen Konus des fluidischen Systems (15), der in das Transfergefäß eingeführt wird und dort flüssigkeitsdicht abschließt, wie dies im Querschnitt schematisch in
5a dargestellt ist. Diese Anordnung erlaubt durch das Verbinden von fluidischem System und Transfergefäß gleichzeitig ein Öffnen der unteren Öffnung des Transfergefäß entweder durch ein Durchstechen einer außen angebrachten Membran oder Folie, wie schematisch in4c dargestellt, einer innen liegenden dünnen Folie die direkter Bestandteil des Transfergefäßes sein kann oder durch ein Wegdrücken einer als Dichtung dienenden zunächst mit dem Transfergefäß verbundenen Kugel (siehe4b) . - Eine alternative Anordnung, s.
5b , ist eine außen dichtende Erhöhung des fluidischen Systems und ein innen eingeführtes Transfergefäß. Das Dichtprinzip ist für beide Varianten analog über eine Pressdichtung. - Die Ausgestaltung der Verbindung Transfergefäß zu dem fluidischen System kann beispielsweise in Anlehnung an Luer Verschlüsse erfolgen, die im medizinischen Bereich verbreitet sind. Kürzere oder verkleinerte Varianten dieser Luer Verschlüsse sind hier einsetzbar, wobei der weibliche oder männliche Teil auf dem fluidischen System und der der entsprechende Gegenpart am Transfergefäß sein kann. Die Variante männlicher Anschluss auf dem fluidischen System ermöglicht ein direktes Öffnen des Transfergefäßes.
- Dabei sieht der Gebrauch der Erfindung bei der Aufnahme fester oder zu verdünnender flüssiger Proben folgendermaßen aus:
- Zunächst erfolgt die Probenahme mittels eines Probennehmers (1). Das Transfergefäß wird an der oberen Öffnung geöffnet. Der Probennehmer wird so aufgesetzt, dass das Probennaufnahmepad im Transfergefäß ist und der Dichtungsstopfen (2) das Transfergefäß flüssigkeitsdicht abschließt ohne einen Druck aufzubauen. Anschließend erfolgt ein Ablösen und ein Verdünnen der Probe durch händisches Schütteln des Transfergefäßes. Dann wird das Gefäß flüssigkeitsdicht auf ein fluidisches System aufgesetzt, das über ein zum Transfergefäß passendes Gegenstück verfügt, das den unteren Verschluss, z. B. eine Alufolie, Dichtungsfolie, Opfermembran in Transfergefäß, Kugel, etc. durchstößt bzw. zur Seite drängt und damit das Gefäß von unten öffnet. Dann erfolgt ein Herunterdrücken des Dichtungsstopfens, was sowohl händisch als auch durch einen geeigneten maschinellen Aufbau automatisiert erfolgen kann. Dies führt nicht nur zum vollständigen Transfer der Flüssigkeit aus dem Transfergefäß, sondern auf durch ein Auspressen des Probenaufnahmepads, z. B. Wattepad, Schwämmchen, durch eine minimale Öffnung im Dichtungsstopfen zur Aufnahme des Probeaufnahmepads.
- Der Gebrauch der Erfindung bei der Aufnahme flüssiger Proben, die nicht verdünnt werden sollen, sieht folgendermaßen aus:
- Zunächst erfolgt die Probennahme mittels eines Probennehmers. Das Transfergefäß wird an der oberen Öffnung geöffnet. Der Probennehmer wird so aufgesetzt, dass das Probennaufnahmepad im Transfergefäß ist und der Dichtungsstopfen das Transfergefäß flüssigkeitsdicht abschließt ohne einen Druck aufzubauen. Sollen ggf. im Transfergefäß vorgelegt feste Stoffe wie getrocknete Antikörper, Puffer, organische oder anorganische Stoffe, Partikel etc. aufgenommen werden, wird das Probenaufnalunepad händisch derart geführt, das Wand und oder Boden des Transfergefäßes gewischt werden. Dann wird das Gefäß flüssigkeitsdicht auf ein fluidisches System aufgesetzt, das über ein zum Transfergefäß passendes Gegenstück verfügt, das den unteren Verschluss, z. B. eine Alufolie, Dichtungsfolie, Opfermembran in Transfergefäß, Kugel, etc. durchstößt bzw. zur Seite drängt und damit das Gefäß von unten öffnet. Dann erfolgt ein Herunterdrücken des Dichtungsstopfens, was sowohl händisch als auch durch einen geeigneten maschinellen Aufbau automatisiert erfolgen kann. Dies führt nicht nur zum vollständigen Transfer der Flüssigkeit aus dem Transfergefäß, sondern auf durch ein Auspressen des Probenaufnahmepads, z. B. Wattepad, Schwämmchen, durch eine minimale Öffnung im Dichtungsstopfen zur Aufnahme des Probeaufnahmepads.
- In
6 a-b ist der Einsatz mit vorgelegter Flüssigkeit im Transfergefäß dargestellt. Als wichtiges Element ist hier eine Aussparung im Dichtungsstopfen (2) zu erkennen, in die das Probenaufnahmepad anschließend durch Herunterdrücken des Dichtungsstopfens oder Heraufziehens des Probennahmestiels hineingedrückt und so ausgedrückt wird. Wichtig ist zudem, dass durch flüssigkeitsdichtes Abschließen des Dichtungsstopfens und bündiges Abschließen mit dem Grund des Transfergefäßes ein vollständiges Übertragen der Flüssigkeit in ein verbundenes fluidisches System (21) gewährleistet ist. - Eine Variante der Nutzung der vorliegenden Erfindung ist das Aufsetzen des Transfergefäßes auf ein fluidisches System. Die Dichtung von Transfergefäß zu fluidischem System (21) erfolgt über einen Anschluss als Gegenstück zum Transfergefäß (26). Anschließend erfolgt der Transfer in ein Kanalsystem (gestrichelt in
7 ), das beispielsweise Verteilerfunktionen (22), Kavitäten für Reaktionen (23) oder Abfallbehälter (24) sowie Entlüftungsöffnungen enthalten kann. Das fluidische System im Querschnitt besteht beispielsweise aus einer Platte (18) mit einem oder mehreren Gegenstücken zum Verbinden mit dem Transfergefäß. Hier können fluidische Strukturen wie Kanalsysteme oder Reservoire integriert sein (19), die von einem Deckel (20) flüssigkeitsdicht verschlossen werden und über eine Möglichkeit der Entlüftung verfügen können. - Das Transfergefäß kann flüssigkeitsgefüllt sein, leer oder ggf. getrocknete Reagenzien enthalten.
- Die Zeichnungen stellen folgende Komponenten dar:
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Probennehmereinheit
- 2
- Dichtungsstopfen mit Aussparung zum Auswringen des Probenaufnahmepads (4)
- 3
- Probennehmerstab
- 4
- Probenaufnahmepad
- 5
- Transfergefäßeinheit
- 6
- Flüssigkeitsdichter oberer Verschluss des Transfergefäßes
- 7
- Transfergefäß
- 8
- Flüssigkeitsdichter unterer Verschluss des Transfergefäßes
- 9
- Mittels Gewinde abdichtender oberer Verschluss des Transfergefäßes
- 10
- Transfergefäß mit Gewinde
- 11
- Transfergefäß mit direkt integriertem flüssigkeitsdichtendem Deckel
- 12
- Transfergefäß mit im Gefäß integrierter dünner durchstoßbarer Membran
- 13
- Transfergefäß mit Kugeldichtung
- 14
- Transfergefäß mit Foliendichtung
- 15
- Gegenstück zum Transfergefäß zur flüssigkeitsdichtenden Verbindung von Transfergefäß und fluidischem System: Version Gegenstück innen dichtend
- 16
- Gegenstück zum Transfergefäß zur flüssigkeitsdichtenden Verbindung von Transfergefäß und fluidischem System: Version Gegenstück innen dichtend
- 17
- Flüssigkeit im Transfergefäß
- 18
- Oberseite eines fluidischen Systems
- 19
- Kanalsystem des fluidischen Systems
- 20
- Unterseite eines fluidischen Systems
- 21
- Beispielhaftes fluidisches System
- 22
- Fluidkanäle als Verteilerfunktion
- 23
- Kavitäten für Reaktionen
- 24
- Kavitäten als Abfallbehälter
- 25
- Durchgangslöcher zur Belüftung oder zum Saugen
- 26
- Gegenstück zum Transfergefäß
Claims (18)
- Vorrichtung zum Transfer von mittels Probennehmer gesammelter Proben in fluidische Plattformen, enthaltend: eine Probennehmereinheit (1), die sich aus einem Probennehmerstab (3) mit daran befestigtem Probenaufnahmepad (4) und auf dem Probennehmerstab (3) aufsitzendem Dichtstopfen (2) besteht, wobei der Dichtstopfen (2) eine Aussparung enthält, in die durch Herunterdrücken des Dichtstopfens (2) oder durch Hochziehen des Probennehmerstabes (3) das Probeaufnahmepad (4) hereingedrückt werden kann, so dass eine sich am oder im Probeaufnahmepad (4) befindliche Probe hinausgepresst wird, sowie ein Transfergefäß (7) mit einer oberen Öffnung, in die die Probenehmereinheit (1) aufgesetzt werden kann, sowie einer unteren Öffnung, die mit einem fluidischen System (21) verbindbar ist, wobei die Probe durch ein Abdichten des Dichtstopfens (2) auf dem Transfergefäßboden vollständig in ein an der unteren Öffnung des Transfergefäßes (7) befindlichen Öffnung angeschlossenes fluidisches System (21) überführbar ist.
- Vorrichtung gemäß
Anspruch 1 , wobei das Transfergefäß (7) einen oberen (6) und/ oder unteren Verschluss (8) umfasst. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 1 , wobei das Transfergefäß (7) mit Flüssigkeit vorbefüllt ist, um die Probe in Lösung zu bringen und/oder zu verdünnen. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 1 oder2 , wobei im Transfergefäß (7) Antikörper, Puffer, Reagenzien, Metalle, Partikel, Beads oder sonstige organische oder anorganische Stoffe trocken, feucht oder in Gelmatrices eingebunden vorgelagert sind. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 2 , wobei der untere Verschluss (8) an der unteren Öffnung des Transfergefäßes (7) vorhanden ist und die obere Öffnung des Transfergefäßes (7) flüssigkeitsdicht mit einer Folie, Membran, Alufolie, oder Kunststoffkappe verschlossen ist. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 2 , wobei das Transfergefäß (7) einen unteren Verschluss (8) an der unteren Öffnung und einen Deckel (9) zum Abdichten der oberen Öffnung des Transfergefäßes (7) mit Pressdichtung aufweist. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 6 , wobei der Deckel (9) und das Transfergefäß (7) jeweils ein zueinander passendes Gewinde (10) aufweisen. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 6 oder7 , wobei der Deckel (9) direkt mit dem Transfergefäß (7) verbunden oder ein separates Bauteil ist. - Vorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 1 bis8 , wobei die untere Öffnung des Transfergefäßes (7) dicht durch eine Folie, Membran, Alufolie, Kunststoffkappe verschlossen ist, wobei diese aufgeklebt, heiß- oder ultraschallgesiegelt oder direkt mittels Spritzguss in ein gespritztes Transfergefäß (7) integriert ist. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 1 , wobei die untere Öffnung des Transfergefäßes (7) dicht mit einer Kugel analog einem Tintenpatronenverschluss verschlossen ist. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 1 , wobei die untere Öffnung des Transfergefäßes (7) durch eine im Transfergefäß (7) stehende dünne Membran verschlossen ist. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 1 , wobei das Transfergefäß (7) eine Schnittstelle zu einem fluidischen System aufweist, die derart gestaltet ist, dass das Transfergefäß (7) von außen über eine Pressdichtung mit einem innen liegenden Gegenstück des fluidischen Systems (21) abdichtet. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 12 , wobei die Ausgestaltung der Schnittstelle zu einem fluidischen System (21) einem Luer, miniaturisierten, gekürzten oder verlängerten Luer oder miniaturisiertem Luer Anschluss entspricht, wobei die weibliche Ausgestaltung des Anschlusses am Transfergefäß (7) liegt. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 1 , wobei das Transfergefäß (7) eine Schnittstelle zu einem fluidischen System (21) aufweist, die derart gestaltet ist, dass das Transfergefäß (7) von innen über eine Pressdichtung mit einem von außen abdichtenden Gegenstück des fluidischen Systems (21) abdichtet. - Vorrichtung gemäß
Anspruch 14 , wobei, wobei die Ausgestaltung der Schnittstelle zum fluidischen System (21) einem Luer, miniaturisierten, gekürzten oder verlängerten Luer oder miniaturisiertem Luer Anschluss entspricht, wobei die männlich Ausgestaltung des Anschlusses am Transfergefäß (7) liegt. - Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einzelkomponenten aus Kunststoffen und im Falle des Probeaufnalunepads (4) aus Kunststoff und/oder Geweben, Stoffen, Watte oder einem Kunststoff mit durch Strukturierung vergrößerter Oberfläche bestehen.
- Vorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 1 bis15 , wobei die Einzelkomponenten aus einer Kombination unterschiedlicher Werkstoffe bestehen. - Verfahren zum Transfer von Proben in fluidische Plattformen mittels einer Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend: Nehmen einer Probe mittels der Probennehmereinheit (1), so dass die Probe sich am oder im Probenaufnahmepad (4) befindet; Aufsetzen der Probennehmereinheit (1) auf das Transfergefäß (7), anschließend Herunterdrücken des Dichtstopfens (2), entweder durch direktes Herunterdrücken des Dichtstopfens (2) oder durch Hochziehen des Probennehmerstabes (3), wobei das Probennehmerpad (4) in die Aussparung des Dichtstopfens (2) hineingedrückt wird, so dass die Probe aus dem Probennehmerpad (4) hinausgepresst wird und durch ein Abdichten des Dichtstopfens (2) auf dem Transfergefäßboden vollständig in ein an der unteren Öffnung des Transfergefäßes (7) befindlichen Öffnung angeschlossenes fluidisches System (21) überführt wird.
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