-
Die Erfindung betrifft ein Reaktionsgefäß zur Analyse einer Substanz.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Reaktionsgefäßanordnung zur Analyse einer Substanz, umfassend mehrere miteinander verbundene Reaktionsgefäße.
-
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Analyse einer innerhalb eines Reaktionsgefäßes befindlichen Substanz.
-
Aus dem Stand der Technik sind allgemein Untersuchungsmethoden in der Analytik, insbesondere der Bioanalytik, bekannt, bei welchen zur Kontrolle von Zwischenergebnissen oder zur Erfassung eines Endergebnisses eine optische Messung von in Reaktionsgefäßen befindlichen Reagenzienlösungen, Probenlösung oder Mischungen dieser durchgeführt wird. Mittels dieser optischen Messungen werden unter anderem Absorptions- und Fluoreszenzeffekte erfasst und ausgewertet. Zur Durchführung der Untersuchungsmethoden werden die in den Reaktionsgefäßen befindlichen Reagenzienlösungen, Probenlösungen oder Mischungen dieser manipuliert. Es existieren je nach Anwendungsfall unterschiedliche Typen von Reaktionsgefäßen, welche im Allgemeinen, insbesondere in der Bioanalytik, für einen einmaligen Gebrauch je Untersuchungsvorgang ausgelegt sind. Ein Bearbeiten einer hohen Anzahl von Untersuchungsproben erfolgt im Allgemeinen automatisiert, wobei die Reaktionsgefäße zu diesem Zweck entsprechend ausgebildet sind. Auch erfolgt häufig eine temporäre Lagerung der Zwischen- oder Endergebnissen oder von Lösungen dieser, wobei die Reaktionsgefäße hierzu ebenfalls entsprechend ausgebildet sind.
-
Ein Großteil der optischen Messungen in Flüssigkeiten wird in Küvetten durchgeführt, welche als so genannte Standardküvetten oder Küvetten mit speziellen Formen und optischen Schichtdicken für die zu untersuchenden Flüssigkeiten ausgebildet sind. Standardküvetten zeichnen sich dabei meist durch eine Schichtdicke von 10 mm aus und weisen jeweils zwei Paar von planparallel zueinander angeordneten Seitenwänden auf. Unter der Schichtdicke wird vorliegend ein Abstand zwischen Innenseiten der planparallel zueinander angeordneten Seitenwände jeweils eines Paares verstanden.
-
Eine derartige Küvette für eine optische Analyse kleiner Volumina beschreibt die
WO 2008/2008128534 A1 . Die Küvette ist aus einem strukturierten Trägersubstrat und einem Kanal gebildet, wobei das Trägersubstrat planar und optisch durchlässig ausgebildet ist und der Kanal zwei Messkammern mit unterschiedlichen Kanaltiefen aufweist. Eine Seite des Trägersubstrats ist mit einer dünnen, optisch durchlässigen Folie verschlossen, welche über zwei fluidische Schnittstellen verfügt, die mit dem Kanal flüssigkeitsleitend verbunden sind. Die verbleibende andere Seite des Trägersubstrats ist ebenfalls mit einer dünnen, optisch durchlässigen Folie verschlossen.
-
Weiterhin offenbart die
DE 198 26 470 A1 eine Küvette für eine Messung einer Absorption von Strahlung in flüssigen Proben, welche im Bereich von Fenstern aus einem durchlässigen Kunststoff gebildet ist. Die Küvette umfasst einen Innenraum, der in einem kastenförmigen Oberteil mit einer oberen Öffnung zum Einfüllen und Entnehmen von Probenflüssigkeit und in einem sich über einen Übergang anschließenden kleineren kastenförmigen Unterteil für das Messvolumen ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Küvette zwei Paare einander gegenüberliegender, planparalleler Fenster im Unterteil, wobei der Abstand der Fenster des einen Paares verschieden von dem Abstand der Fenster des anderen Paares ist, um unterschiedliche Schichtdicken der Probenflüssigkeit für die Messung zur Verfügung zu stellen. Ferner sind vier in den Ecken des Oberteils fluchtende Füße vorgesehen, die sich vom Oberteil weg bis zum Niveau eines Bodens des Unterteils erstrecken.
-
Die
US 4,263,256 beschreibt Küvetten für die Verwendung in einer Vorrichtung zur automatischen Prüfung von flüssigen Proben. Die Küvetten sind dabei in einem kontinuierlichen integralen Streifen angeordnet, wobei der Streifen zwischen benachbarten Küvetten flexibel ausgebildet ist, so dass eine relative Winkelbewegung von benachbarten Küvetten in einer horizontalen und vertikalen Ebene möglich ist. Die Küvetten weisen dabei einen rechteckigen Querschnitt auf.
-
Eine weitere Anordnung mehrerer Küvetten in einem solchen Streifen beschreibt die
US 5,048,957. Hierbei weisen die Küvetten einen kreisrunden Querschnitt auf.
-
Aus der
DE 196 52 784 A1 ist eine Küvette zur Aufnahme, zum Transport und zur Speicherung von Flüssigkeiten und zur Durchführung optischer Messungen in einem Analysegerät bekannt. Die Küvette ist aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff zur Einstrahlung und Messung von Licht gebildet und weist eine Form auf, die die Speicherung von Flüssigkeit während der Reaktion gewährleistet. An ihrer Unterseite ist eine Vorrichtung zur Aufnahme der erforderlichen Flüssigkeitsvolumina und an ihrer Oberseite ein Anschlusskonus zur Aufnahme an eine Wechselspitzeneinrichtung ausgebildet.
-
Die
DE 695 19 783 T2 beschreibt ein Verfahren für einen Verfolgung einer Bildung eines Nukleinsäure-Amplifizierungsreaktionsprodukts in Echtzeit. Hierbei wird in einem ersten Verfahrensschritt eine geschlossene Reaktionskammer bereitgestellt, welche eine Reaktionsmischung enthält. Die Reaktionsmischung umfasst ein Nukleinsäuremolekül sowie einen ersten Fluoreszenzindikator für jedes Nukleinsäuremolekül, wobei der erste Fluoreszenzindikator ein erstes Fluoreszenzsignal abgibt, wenn er durch elektromagnetische Erregerstrahlung bestrahlt wird. Eine Intensität des ersten Signals ist proportional zur Menge des Amplifizierungsprodukts im Volumen der Reaktionsmischung, welche mit der elektromagnetischen Erregerstrahlung bestrahlt wird. Das erste Signal ist spektral auflösbar, wobei die geschlossene Reaktionskammer einen Wandteil für die optische Transmission und einen Hohlraum zwischen dem Wandteil und einer Oberfläche der Reaktionsmischung umfasst. Weiterhin wird in einem zweiten Verfahrensschritt eine Amplifizierung des Nukleinsäuremoleküls durchgeführt. In einem sich wiederholenden dritten Verfahrensschritt wird ein Strahl elektromagnetischer Erregerstrahlung in die Reaktionsmischung gerichtet und die Intensität des ersten Signals erfasst, wobei der Strahl und das erfasste Signal über den Wandteil übertragen wird. Die Reaktionsmischung umfasst zusätzlich einen zweiten Fluororeszenzindikator, der homogen durch die gesamte Reaktionsmischung verteilt ist und ein zweites Fluoreszenzsignal abgibt, wenn er mit elektromagnetischer Erregerstrahlung bestrahlt wird. Eine Intensität des zweiten Signals ist proportional zum Volumen der Reaktionsmischung, welche mit dem Strahl elektromagnetischer Erregerstrahlung bestrahlt wird, wobei das zweite Signal dem ersten Signal gegenüber spektral auflösbar ist und der Strahl in die Reaktionsmischung fokussiert wird. Im dritten Verfahrensschritt wird die Intensität des zweiten Signals erfasst und das Verhältnis der Intensität des ersten Signals und des zweiten Signals wird berechnet, wobei das Verhältnis zur Menge des amplifizierten Produkts proportional ist.
-
Weiterhin ist aus der
DE 32 46 592 C2 eine Küvette zur Mischung und für optische Untersuchungen von Flüssigkeiten bei kleinem Aufnahmevolumen und großer Füllhöhe im Bereich eines Messbereichs mit gegenüberliegenden parallelen, schmalen Wandabschnitten wenigstens zur Eingabe einer Strahlung und zwischen diesen angeordneten Seitenwänden bekannt. Im Querschnitt, senkrecht zur Mittelachse der Küvette, ist ein Übergang zwischen den parallelen schmalen Wandabschnitten und den Seitenwänden bogenförmig ausgeführt. Die Seitenwände weisen im Messbereich eine bogenförmige Wölbung auf. Diese Wölbung ist in Bezug zu den bogenförmigen Übergängen so weit nach innen gezogen, dass im Querschnitt eine mittlere Tangente die Wandabschnitte jeweils am Rande ihres planparallelen Bereichs oder derart weit innen schneidet, dass auch bei doppelkegligem Messlicht eine tangentiale Annäherung der Wölbung an eine Einschnürung des Messlichts erfolgt.
-
Die
DE 11 2010 002 641 T5 beschreibt eine Küvette zum Messen von Absorption oder Streuung infolge Bestrahlung von Flüssigkeitssonden, wobei die Küvette einen konischen oberen Körper mit einem Innenraum zum Aufnehmen einer Probeflüssigkeitssonde umfasst, wobei ein Innenraum in dem oberen Körper gebildet ist und der obere Körper eine Öffnung zum Einfüllen und Entnehmen von Probefluid aufweist. Weiterhin umfasst die Küvette einen kleineren kastenförmigen unteren Körper für ein Messvolumen, der über einen Übergang mit dem oberen Körper verbunden ist. In dem unteren Körper sind zwei Paare von planparallelen Fenstern angeordnet, die einander gegenüber liegen, wobei ein Abstand der Fenster eines Paars von einem Abstand der Fenster eines anderen Paars verschieden ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Reaktionsgefäß zur Analyse einer Substanz, eine verbesserte Reaktionsgefäßanordnung zur Analyse einer Substanz und ein verbessertes Verfahren zur Analyse einer innerhalb eines Reaktionsgefäßes befindlichen Substanz anzugeben.
-
Hinsichtlich des Reaktionsgefäßes wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, hinsichtlich der Reaktionsgefäßanordnung durch die in Anspruch 11 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 14 angegebenen Merkmale gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Das erfindungsgemäße Reaktionsgefäß zur Analyse einer Substanz umfasst eine Vorratskammer mit einem kreisförmigen Querschnitt und zumindest eine Messkammer, wobei die Vorratskammer und die Messkammer in einem Übergangsbereich miteinander verbunden und zur Aufnahme der Substanz vorgesehen sind, wobei die Messkammer mehrere, in Axialrichtung des Reaktionsgefäßes aufeinander folgend angeordnete Paare und/oder quer zu dieser Axialrichtung aufeinander folgend in planparallelen Ebenen angeordnete Paare von jeweils zwei sich gegenüberliegenden, planparallelen und aus einem lichtdurchlässigen Material gebildeten Messfenstern aufweist, wobei ein Abstand zwischen den zu einem Paar gehörigen Messfenstern verschieden zu einem Abstand zwischen den zu den verbleibenden Paaren gehörigen Messfenstern ist.
-
Unter der Analyse werden dabei vorliegend alle Verfahrenschritte zur Bearbeitung der Substanz, beispielsweise eine Durchmischung, Zentrifugierverfahren, ein Hinzufügen weiterer Substanzen und optische, chemische und mechanische Verfahren zur Untersuchung der Substanz verstanden.
-
Unter der Messkammer wird dabei ein Raum verstanden, in welchem ein definiertes Volumen der Substanz aufnehmbar ist. Die Messkammer kann dabei an einer dem Übergangsbereich abgewandten Seite mit einem Bodenelement verschlossen sein. Alternativ ist die Messkammer an dieser Seite unverschlossen ausgebildet, wobei die Substanz zum Zweck der Analyse durch die Messkammer fließt oder beispielsweise durch einen mittels einer Flüssigkeitssäule der Substanz erzeugten Unterdruck innerhalb der Messkammer gehalten wird.
-
Das erfindungsgemäße Reaktionsgefäß ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine wirtschaftliche Durchführung der Analyse der zu analysierenden Substanz, insbesondere einer Flüssigkeit oder eines Gases, da sowohl eine Bearbeitung, d. h. Manipulation der Substanz, und ein optischer Messvorgang, für welchen zur Erzielung von zuverlässigen Ergebnissen zwingend zumindest zwei planparallele Messfenster erforderlich sind, in ein und demselben Gefäß durchführbar sind. Hierbei ist im Ablauf der Nachweismethode effektiv ohne oder zumindest mit geringem Zusatzaufwand das optische Messverfahren durchführbar. Dabei ist kein aufwändiges Umfüllen der zu analysierenden Substanz zwischen den einzelnen Analyseschritten und dem optischen Messverfahren erforderlich.
-
Demgegenüber zeichnen sich aus dem Stand der Technik bekannte Reaktionsbehälter mit ausschließlich kreisrundem Querschnitt dadurch aus, dass dieses zwar zur Bearbeitung der zu analysierenden Substanz verwendbar sind, nicht jedoch zur präzisen optischen Untersuchung derselben, da die kreisrunde Form dazu führt, dass sich an keiner größer als unendlich kleinen Stelle des Reaktionsgefäßes zwei Gefäßwände parallel gegenüber stehen. Eine Ausbildung eines Messfensters mit auf eine Größe definierten Schichtdicke mit einer lateralen Ausdehnung von größer als unendlich klein ist somit bei solchen Reaktionsgefäßen nach dem Stand der Technik nicht gegeben, so dass die Voraussetzung für eine präzise optische Vermessung des Inhaltes in den Gefäßen durch deren Gefäßwandung nicht vorhanden ist.
-
Die erfindungsgemäß ausgebildeten Messkammern, welche insbesondere aus einer mit einem sich verändernden Radius gekrümmten kreisrunden Form der Gefäßwand in einem Übergangsbereich der Vorratskammer hervorgehen, bilden dagegen einen begrenzten aber größer als unendlich kleinen Bereich des Reaktionsgefäßes, in dem sich die gegenüberliegenden Gefäßwandungen parallel gegenüberstehen und die Messfenster bilden. Diese parallel gegenüberliegenden Messfenster lassen eine präzise optische Vermessung der zu analysierenden Substanz zu.
-
Aufgrund der Verbindung zwischen Vorratskammer und Messkammer im Übergangsbereich befindet sich der Inhalt des Reaktionsgefäßes sowohl in der Vorratskammer als auch gleichzeitig in der Messkammer. Somit können Substanzen, wie beispielsweise Flüssigkeiten oder Gase, jeweils in das Reaktionsgefäß eingefüllt werden und es erfolgt damit gleichzeitig die Befüllung der Messkammer. Bei der Entleerung des Reaktionsgefäßes gilt Entsprechendes.
-
Weiterhin sind von 10 mm abweichende Schichtdicken, welche durch den Abstand der planparallelen Messfenster bestimmt werden, realisierbar. Auch ist aufgrund der Ausbildung des erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes eine einfache Handhabung desselben in einem automatisierten Analyseverfahren der zu analysierenden Substanz möglich, wobei das Reaktionsgefäß die manuelle oder automatische Bearbeitung, eine Lagerung und optische Untersuchung der Substanz unter optimalen Bedingungen erlaubt.
-
Weiterhin ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Ausbildung in überraschender Weise gegenüber dem Stand der Technik, bei welchem davon ausgegangen wird, dass ein ausschließlich runder Querschnitt und ein ausschließlich eckiger Querschnitt des Reaktionsgefäßes nachteilig zur Durchmischung der zu analysierenden Substanz ist, aufgrund der unterschiedlichen Querschnitte des Vorrats- und Messkammer und der darin ausgebildeten Messfenstern eine besonders gute Durchmischung.
-
Dabei ermöglicht der kreisrunde Querschnitt gegenüber einem eckigen Querschnitt eine einfache Fassbarkeit, Anordnung, Ausrichtung und Positionierung in einer Vorrichtung zur automatisierten Analyse, eine einfachere Verschließbarkeit mit einem Deckelelement sowie einen geringeren Material- und Kostenaufwand bei der Herstellung des Reaktionsgefäßes bei gleichbleibenden oder höherem Fassungsvermögen an zu analysierender Substanz sowie gleichbleibender oder höherer mechanischer Stabilität.
-
Aus der Ausbildung, dass die Messkammer mehrere Paare von jeweils zwei sich gegenüberliegenden und planparallelen Messfenstern aufweist, ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise, dass gleichzeitig oder nacheinander unterschiedliche optische Messverfahren durchführbar sind. Dadurch, dass ein Abstand zwischen den zu einem Paar gehörigen Messfenstern verschieden zu einem Abstand zwischen den zu den verbleibenden Paaren gehörigen Messfenstern ist, sind mittels der Messkammer des einen Reaktionsgefäßes unterschiedliche Schichtdicken realisierbar, welche wiederum die Durchführung unterschiedlicher optischer Messverfahren mittels ein und desselben Reaktionsgefäßes ermöglichen. Hierbei ermöglicht die in Axialrichtung des Reaktionsgefäßes und/oder quer zu dieser Axialrichtung aufeinander folgende Anordnung der Paare von Messfenstern und ein daraus resultierender paralleler Verlauf von optischen Achsen der Messfenster unterschiedlicher Paare in besonders gewinnbringender Weise, dass lediglich eine relative lineare Bewegung der Messkammer zu einer Analyseeinheit in axialer Richtung oder quer zu dieser erforderlich ist. Hierbei ist eine Bewegung des Reaktionsgefäßes und/oder der Analyseeinheit möglich. Diese lineare Bewegung ist im Gegensatz zu nichtlinearen, insbesondere kreisförmigen, Bewegungen mit signifikant verringertem Aufwand bei sehr großer Genauigkeit durchführbar. Insbesondere ist nach der relativen Bewegung keine erneute Ausrichtung des Reaktionsgefäßes bezüglich seines Umfangs erforderlich, woraus sich neben der Beibehaltung der Exaktheit auch eine signifikante Zeitersparnis bei der Durchführung der Analyse.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist es mittels des Reaktionsgefäßes, bei welchem die Messfenster insbesondere ausschließlich in vier planparallel zueinander angeordneten Ebenen angeordnet sind, möglich, auch gleichzeitig mittels einer entsprechend ausgebildeten Analyseeinheit in einem einzigen optischen Messvorgang durch mehrere Messfensterpaare gleichzeitig verschiedene Schichtdicken zu erfassen und die Substanz in den verschiedenen Schichtdicken zu analysieren.
-
Dabei ist das Reaktionsgefäß beispielsweise als Küvette ausgebildet. Auch ist eine Ausbildung als so genannte Durchflussküvette möglich. Hierbei ist eine Analyse der Substanz während eines Durchflusses innerhalb der Messkammer möglich. Alternativ kann der Durchfluss zumindest temporär auch gestoppt werden, so dass die Analyse der Substanz auch bei nicht fließender Substanz innerhalb der Messkammer möglich.
-
In einer alternativen Ausgestaltung ist das Reaktionsgefäß als Pipette ausgebildet, wobei die Messkammer an der dem Übergangsbereich abgewandten Seite offen ausgebildet ist. Zu einer Analyse der Substanz wird diese insbesondere durch den mittels der Flüssigkeitssäule der Substanz erzeugten Unterdruck innerhalb der Messkammer gehalten. Somit ist die Analyse der Substanz in besonders vorteilhafter Weise unmittelbar ohne ein Umfüllen in der Pipette in verschiedenen Schichtdicken durchführbar.
-
In einer Weiterbildung weist die Vorratskammer an einem oberen Ende eine kreisrunde Öffnung auf, welche randseitig von einer Mantelfläche der Vorratskammer begrenzt ist, wobei im Bereich der Öffnung ein die Mantelfläche endseitig und außenseitig vollständig umlaufender und im Wesentlichen senkrecht zur Mantelfläche verlaufender Steg ausgebildet ist. Die an der Oberseite angeordnete Öffnung ermöglicht dabei in besonders vorteilhafter Weise eine einfache manuelle oder automatisierte Befüllung des Reaktionsbehälters. Der umlaufende Steg dient dabei einerseits zur Stabilisierung der Vorratskammer und andererseits in besonders vorteilhafter Weise zur sicheren Arretierung und Positionierung des Reaktionsbehälters in einer Trägervorrichtung, beispielsweise in einer Vorrichtung zur automatisierten Analyse der Substanz.
-
Um eine einfache und sichere Einführung des Reaktionsbehälters in eine dazu korrespondierende Öffnung einer solchen Trägervorrichtung zu ermöglichen, verringert sich der Radius des kreisförmigen Querschnitts der Vorratskammer gemäß einer möglichen Weiterbildung von einem oberen Ende zu einem unteren Ende der Vorratskammer.
-
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung weisen Wandbereiche der Messkammer zwischen den zu einem Paar gehörigen Messfenstern einen gekrümmten Querschnitt auf. Insbesondere verringert sich hierbei der Radius der Vorratskammer im Übergangsbereich und behält in den Abschnitten, in welchen die Messfenster nicht ausgebildet sind, einen Querschnitt bei, welcher beispielsweise einem Kreisausschnitt entspricht oder parabelförmig ausgebildet ist. Die gekrümmte Form des Querschnitts ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine weitere Vereinfachung des Einführens des Reaktionsbehälters in die dazu korrespondierende Öffnung der Trägervorrichtung.
-
Um weiterhin auch eine definierte Winkelausrichtung des Reaktionsbehälters in der dazu korrespondierenden Öffnung der Trägervorrichtung und somit eine optimale Ausrichtung des Reaktionsbehälters bei der optischen Untersuchung zu ermöglichen, ist gemäß einer möglichen Ausgestaltung an einer Außenseite der Vorratskammer zumindest ein im Wesentlichen senkrecht zu einer kreisrunden oberen Öffnung der Vorratskammer verlaufendes Stegelement ausgebildet, welches insbesondere in einer dazu korrespondierenden Aussparung in einer die Öffnung der Trägervorrichtung begrenzenden Wandung anordbar ist.
-
Um eine weiter verbesserte Positionierung und Arretierung des Reaktionsgefäßes in der Trägervorrichtung zu realisieren, ist in einer möglichen Ausführung an einer Außenseite an einem unteren Ende des Reaktionsgefäßes zumindest ein im Wesentlichen senkrecht zu einem am unteren Ende ausgebildeten Bodenelement angeordnetes stegförmiges Arretierungselement ausgebildet, welches wiederum derart in mechanischen Kontakt mit einer an der Trägervorrichtung ausgebildeten korrespondierenden Struktur bringbar ist, dass das Reaktionsgefäß auch im unteren Bereich sicher gehalten ist.
-
Ein weiterer zu berücksichtigender Aspekt ist das zu Verfügung stehende Volumen der Substanz für die Messung. Bei vielen Anwendungen steht lediglich ein geringes Volumen an Substanz zur Verfügung. Das notwendige Messvolumen ist deshalb bei Füllung einer Messkammer so weit wie möglich zu reduzieren. Messungen mit geringen, aber auch mit höheren Volumen sollten in gleicher Weise möglich sein, ohne speziell ein kleines Volumen auf Grund einer begrenzten Messkammer abtrennen zu müssen. Aus diesem Grund ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung ein Volumen der Vorratskammer mindestens um das 10-fache größer als ein Volumen der Messkammer. Dabei ist zusätzlich auch bei sehr kleinen Volumen für die optische Messung ein einfaches Handling der Substanz im Reaktionsgefäß sichergestellt.
-
In einer möglichen Ausführungsform ist das gesamte Reaktionsgefäß einstückig aus einem Material mit hoher Transparenz, beispielsweise einem Kunststoff oder Glas gebildet. Bei dem Kunststoff handelt es sich beispielsweise um ein technisches Polymer, welches insbesondere aus der Gruppe der so genannten Cyclo-Olefin-Copolymere, kurz auch mit "COC" bezeichnet, stammt.
-
In einer Weiterbildung des Reaktionsgefäßes sind nur Teile des Reaktionsgefäßes aus dem transparenten Material gebildet. Beispielsweise ist ausschließlich die Messkammer oder es sind ausschließlich die Messfenster der Messkammer aus dem transparenten Material gebildet. Außerhalb der Messkammer bzw. der Messfenster ist das Reaktionsgefäß beispielsweise aus einem für eine optische Messung ungünstigen, jedoch für eine Verwendung des Reaktionsgefäßes vorteilhaften Material gebildet. In einer möglichen Ausführung ist das Reaktionsgefäß an der oberen Öffnung der Vorratskammer aus einem mechanisch flexiblen Material gebildet, so dass ein fluiddichter Verschluss der Öffnung mittels eines Deckels oder eine fluiddichte Verbindung mit anderen Gegenständen einfach und zuverlässig realisierbar ist. Bei dem mechanisch flexiblen Material handelt es sich beispielsweise um Polypropylen oder ein thermoplastisches Polymer. Eine Herstellung des Reaktionsgefäßes kann dabei beispielsweise in einem Spritzgussverfahren erfolgen, in welchem das gesamte Reaktionsgefäß aus den unterschiedlichen Materialen gespritzt wird. Hierbei ist es möglich, dass der Spritzprozess der unterschiedlichen Abschnitte des Reaktionsgefäßes mit den unterschiedlichen Materialien in einer gemeinsamen Spritzgussform erfolgt oder Fertigteile in die Spritzgussform eingelegt werden, an welche andere Materialien zur Erzeugung einer fluiddichten Verbindung zwischen den Abschnitten angespritzt werden.
-
In einer möglichen Weiterbildung ist auch eine Erzeugung des Reaktionsgefäßes aus Kunststoffen und Nicht-Kunststoffen möglich. Somit können Eigenschaften jedes Abschnitts des Reaktionsgefäßes in einfacher Weise an Funktionen des Abschnittes angepasst werden.
-
Die erfindungsgemäße Reaktionsgefäßanordnung zur Analyse einer Substanz umfasst mehrere miteinander verbundene erfindungsgemäße Reaktionsgefäße oder mögliche Ausgestaltungen oder Weiterbildungen dieser. Die somit gebildete Reaktionsgefäßanordnung vereint alle bereits beschriebenen Vorteile des Reaktionsgefäßes und zeichnet sich somit besonders durch Vorteile im Handling, bei der Verwendung in automatisierten Analyseverfahren und bei der Lagerung der Substanz verbunden mit der Eigenschaft der Durchführbarkeit von manuellen oder automatischen optischen Messungen unter optimalen Bedingungen aus. Dabei ist die erfindungsgemäße Reaktionsgefäßanordnung von einer überwiegenden Zahl an Automaten aber auch von manuellem Equipment in Laboren bedienbar und zur optischen Analyse der Substanz, beispielsweise mittels Photolumineszenz- oder Chemilumineszenzverfahren, geeignet. Auch sind die Reaktionsgefäße der Reaktionsgefäßanordnung für einen breiten Einsatz als optische Messküvette, vor allem für Absorptionsmessungen, geeignet, da diese sich durch eine feste, exakt definierte Schichtdicke auszeichnen. Dabei besteht ein günstiges Verhältnis zwischen Füllvolumen und Messvolumen der Substanz.
-
In einer möglichen Weiterbildung sind die Reaktionsgefäße linear oder bogenförmig derart nebeneinander angeordnet, dass Normalenrichtungen der an dem oberen Ende der Vorratskammern ausgebildeten kreisrunden Öffnungen jeweils parallel zueinander verlaufen. Somit sind eine einfache Befüllung dieser mit der zu analysierenden Substanz sowie eine einfache Handhabung und Anordnung der Reaktionsgefäßanordnung in der zur Analyse vorgesehen Vorrichtung realisierbar.
-
Um eine einfache und gleichzeitig effizient durchführbare Verschließbarkeit der einzelnen der Reaktionsgefäße zu ermöglichen, ist gemäß einer möglichen Weiterbildung an jedem Reaktionsgefäß mittels eines mechanisch flexiblen Verbindungselements ein Deckelelement zum Verschluss einer Öffnung des Reaktionsgefäßes angeordnet oder an einem oder mehreren der Reaktionsgefäße ist mittels eines mechanisch flexiblen Verbindungselements ein Verbund mehrerer Deckelelemente angeordnet, wobei ein Abstand zwischen den im Verbund befindlichen Deckelelementen einem Abstand der Reaktionsgefäße im Bereich der zu verschließenden Öffnung entspricht.
-
Im dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Analyse einer innerhalb eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes oder möglicher Ausgestaltungen oder Weiterbildungen dieses befindlichen Substanz wird die Substanz innerhalb desselben Reaktionsgefäßes bearbeitet und optisch untersucht. Somit ist kein aufwändiges Umfüllen der zu analysierenden Substanz zwischen den einzelnen Analyseschritten und dem optischen Messverfahren erforderlich, woraus sich neben der Vermeidung von Verlust der Substanz aufgrund eines Verbleibs von Restmengen in einem Reaktionsgefäß gleichzeitig eine signifikante Zeitverringerung bei der Durchführung der Analyse der Substanz ergibt. Dabei ist das Verfahren insbesondere aufgrund der in Axialrichtung des Reaktionsgefäßes aufeinander folgenden Anordnung der Paare von Messfenstern sehr exakt und mit besonders geringem Aufwand durchführbar, da lediglich eine relative lineare Bewegung der Messkammer zu einer Analyseeinheit in axialer Richtung erforderlich ist.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
-
1 schematisch eine erste Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes,
-
2 schematisch eine zweite Seitenansicht des Reaktionsgefäßes gemäß 1,
-
3 schematisch eine Draufsicht auf ein Bodenelement des Reaktionsgefäßes gemäß 1,
-
4 schematisch eine perspektivische Ansicht auf einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes,
-
5 schematisch eine erste Seitenansicht des Reaktionsgefäßes gemäß 4,
-
6 schematisch eine perspektivische Ansicht auf eine Schnittdarstellung des Reaktionsgefäßes gemäß 4,
-
7 schematisch eine zweite Seitenansicht des Reaktionsgefäßes gemäß 4,
-
8 schematisch eine perspektivische Ansicht auf einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes,
-
9 schematisch eine erste Seitenansicht des Reaktionsgefäßes gemäß 8,
-
10 schematisch eine perspektivische Ansicht auf eine Schnittdarstellung des Reaktionsgefäßes gemäß 8,
-
11 schematisch eine zweite Seitensicht des Reaktionsgefäßes gemäß 8,
-
12 schematisch eine perspektivische Ansicht auf einen Ausschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes,
-
13 schematisch eine erste Seitenansicht des Reaktionsgefäßes gemäß 12,
-
14 schematisch eine perspektivische Ansicht auf eine Schnittdarstellung des Reaktionsgefäßes gemäß 12,
-
15 schematisch eine zweite Seitensicht des Reaktionsgefäßes gemäß 12,
-
16 schematisch eine perspektivische Ansicht auf einen Ausschnitt eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes,
-
17 schematisch eine erste Seitenansicht des Reaktionsgefäßes gemäß 16,
-
18 schematisch eine perspektivische Ansicht auf eine Schnittdarstellung des Reaktionsgefäßes gemäß 16,
-
19 schematisch eine zweite Seitensicht des Reaktionsgefäßes gemäß 16,
-
20 schematisch eine perspektivische Ansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes,
-
21 schematisch eine erste Seitenansicht des Reaktionsgefäßes gemäß 20,
-
22 schematisch eine zweite Seitenansicht des Reaktionsgefäßes gemäß 20,
-
23 schematisch eine Draufsicht auf ein Bodenelement des Reaktionsgefäßes gemäß 20,
-
24 schematisch eine perspektivische Ansicht eines siebten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes,
-
25 schematisch eine erste Seitenansicht eines achten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes,
-
26 schematisch eine zweite Seitenansicht des Reaktionsgefäßes gemäß 25,
-
27 schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßanordnung,
-
28 schematisch eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßanordnung,
-
29 schematisch eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßanordnung,
-
30 schematisch eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßanordnung, und
-
31 schematisch eine Seitenansicht eines neunten Ausführungsbeispiels eines als Pipettenspitze ausgebildeten erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In den 1 bis 3 ist in verschiedenen Ansichten ein mögliches erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes 1 zur Analyse einer nicht gezeigten Substanz, insbesondere einer Flüssigkeit oder eines Gases, dargestellt. Derartige Analysen werden beispielsweise bei der Untersuchung von Nukleinsäuren, d. h. bei so genannten DNA-Untersuchungen, durchgeführt, wobei hierzu zunächst die Nukleinsäure aus der Substanz extrahiert wird und anschließend mittels eines optischen Messverfahrens, beispielsweise eines spektroskopischen Verfahrens, optisch vermessen wird.
-
Das Reaktionsgefäß 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Küvette ausgebildet und umfasst eine Vorratskammer 2 und eine Messkammer 3, wobei die Vorratskammer 2 und die Messkammer 3 in einem Übergangsbereich UB miteinander verbunden und zur Aufnahme der Substanz vorgesehen sind. Das Reaktionsgefäß 1 ist dabei aus einem transparenten Material, insbesondere einem transparenten Kunststoff, gebildet und wird beispielsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Bei dem Kunststoff handelt es sich beispielsweise um ein technisches Polymer, welches insbesondere aus der Gruppe der so genannten Cyclo-Olefin-Copolymere, kurz auch mit "COC" bezeichnet, stammt.
-
In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass nur Teile des Reaktionsgefäßes 1 aus dem transparenten Material gebildet sind. Beispielsweise ist ausschließlich die Messkammer 3 oder es sind ausschließlich Messfenster F1 bis F4 der Messkammer 3 aus dem transparenten Material gebildet. Außerhalb der Messkammer 3 bzw. der Messfenster F1 bis F4 ist das Reaktionsgefäß 1 beispielsweise aus einem für eine optische Messung ungünstigen, jedoch für eine Verwendung des Reaktionsgefäßes 1 vorteilhaften Material gebildet. In einer möglichen Ausführung ist das Reaktionsgefäß 1 an einer oberen Öffnung O der Vorratskammer 2 aus einem mechanisch flexiblen Material gebildet, so dass ein Verschluss der Öffnung O mittels eines in den 29 und 30 gezeigten Deckels 14 fluiddicht und einfach realisierbar ausführbar ist. Bei dem mechanisch flexiblen Material handelt es sich beispielsweise um Polypropylen oder ein thermoplastisches Polymer.
-
Dabei weist die Vorratskammer 2 einen kreisförmigen Querschnitt an einem oberen Ende eine kreisrunde Öffnung O auf, welche randseitig von einer Mantelfläche der Vorratskammer 2 begrenzt ist. Im Bereich der Öffnung O ist ein die Mantelfläche endseitig und außenseitig vollständig umlaufender und im Wesentlichen senkrecht zur Mantelfläche verlaufender Steg 4 ausgebildet, welcher insbesondere zur Arretierung und Positionierung des Reaktionsgefäßes 1 in einer nicht gezeigten Vorrichtung zur automatischen und/oder manuellen Analyse der Substanz dient.
-
Weiterhin sind an einer Außenseite der Vorratskammer 2 zwei sich gegenüberliegende und im Wesentlichen senkrecht zur kreisrunden oberen Öffnung O verlaufendes Stegelemente 5, 6, welche zur Arretierung des Reaktionsgefäßes 1 in einer nicht gezeigten dazu korrespondierenden Aussparung in einer eine Öffnung der Vorrichtung begrenzenden Wandung vorgesehen sind.
-
Um eine einfache Positionierung des Reaktionsgefäßes 1 in einer solchen Vorrichtung zu ermöglichen, verringert sich der Radius des kreisförmigen Querschnitts der Vorratskammer 2 von dessen oberen Ende zu einem unteren Ende der Vorratskammer 2.
-
In dem Übergangsbereich UB verringert sich der Radius weiter und der Querschnitt geht von der kreisrunden Form derart allmählich in eine rechteckige Form über, so dass sich die Messkammer 3 mit zwei in Axialrichtung des Reaktionsgefäßes 1 aufeinander folgend angeordneten Paaren von jeweils zwei sich gegenüberliegenden und planparallelen Messfenstern F1, F2; F3, F4 ausbildet, wobei die Messfenster F1, F2; F3, F4 ausschließlich in vier planparallel zueinander angeordneten Ebenen angeordnet sind. Dabei ist ein Abstand A1 zwischen den zu einem Paar gehörigen Messfenstern F1, F2; F3, F4 verschieden zu einem Abstand A2 zwischen den zu dem verbleibenden Paar gehörigen Messfenstern F1, F2; F3, F4, wobei sich der Abstand A1 an zwei sich gegenüberliegenden Mantelflächen in einem Übergangsbereich allmählich auf den Abstand A2 verringert. Beispielsweise unterscheiden sich die Abstände A1, A2 um 1 mm. Somit können bei der Analyse der Substanz unterschiedliche Schichtdicken erreicht werden.
-
Somit sind im Bereich der Messkammer 3 optische Untersuchungen der Substanz, insbesondere Vermessungen der Substanz in spektroskopischen Verfahren möglich. Hierzu weist der Kunststoff des Reaktionsgefäßes 1 insbesondere hohe Transparenz im sichtbaren, infraroten aber auch im ultravioletten Wellenlängenbereich von insbesondere 200 nm bis 300 nm auf. Die optische Vermessung der Substanz mit Licht im ultravioletten Wellenlängenbereich erfolgt insbesondere bei Reinheitsmessungen.
-
Mittels dieser optischen Messungen werden unter anderem Absorptions- und Fluoreszenzeffekte der jeweiligen Substanz erfasst und ausgewertet. Aufgrund der senkrechten Anordnung der zu unterschiedlichen Paaren gehörenden Messfenster F1, F2; F3, F4 ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, durch die Fluoreszenz erzeugtes Licht an einem im Winkel von 90° zu eingestrahltem Licht angeordneten Messfenster F1, F2; F3, F4 zu erfassen und somit den Einfluss des eingestrahlten Lichts und eine daraus folgende Blendung bei der Messung zu minimieren.
-
Ein Volumen der Vorratskammer 2 ist dabei mindestens um das 10-fache größer als ein Volumen der Messkammer 3. Beispielsweise weist die Vorratskammer 2 ein Volumen von mehr als 100 µl, beispielsweise 200 µl bis 2000 µl auf. Somit ist es möglich, das Messkammervolumen mit kleinen in das Reaktionsgefäß 1 eingefüllten Volumen bereits ausgefüllt ist und unabhängig von der Gesamtfüllmenge im Reaktionsgefäß 1 eine optische Messung der Substanz immer unter den gleichen Bedingungen erreicht werden kann.
-
Das Reaktionsgefäß 1 ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei zur Analyse der innerhalb des Reaktionsgefäßes 1 befindlichen Substanz diese Substanz innerhalb desselben Reaktionsgefäßes 1 bearbeitet und optisch untersucht werden kann. Das heißt beim Beispiel bei der Untersuchung von Nukleinsäuren, dass zunächst die Nukleinsäure in einer entsprechenden aus der in dem Reaktionsgefäß 1 befindlichen Substanz extrahiert wird und anschließend im gleichen Reaktionsgefäß mittels des spektroskopischen Verfahrens optisch vermessen wird.
-
In den 4 bis 7 ist in verschiedenen Ansichten ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes 1 dargestellt, wobei sich im Unterschied zu dem in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel in dem Übergangsbereich UB der Radius weiter verringert und der Querschnitt im Wesentlichen die kreisrunde Form beibehält. Lediglich im Bereich der zwei in Axialrichtung des Reaktionsgefäßes 1 aufeinander folgend angeordneten Paaren von jeweils zwei sich gegenüberliegenden und planparallelen Messfenstern F1, F2; F3, F4 ist der Querschnitt abgeflacht ausgebildet, so dass die Messfenster F1, F2; F3, F4 planparallel zueinander angeordnet sind. Somit weisen Wandbereiche der Messkammern 3 zwischen den zu einem Paar gehörigen Messfenstern F1, F2; F3, F4 einen gekrümmten Querschnitt auf.
-
Die 8 bis 19 zeigen in verschiedenen Ansichten ein drittes, viertes und fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes 1, welche sich durch abweichende Verläufe der Wandbereiche des Reaktionsgefäßes 1 Übergangsbereich UB vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden.
-
Die 20 bis 23 zeigen in verschiedenen Ansichten ein mögliches sechstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes 1. Im Unterschied zu dem in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, sind an einer Außenseite an einem unteren Ende des Reaktionsgefäßes vier im Wesentlichen senkrecht zu einem am unteren Ende ausgebildeten Bodenelement angeordnete stegförmige Arretierungselemente 7 bis 10 ausgebildet, welche zur Fixierung, Justage und Arretierung des Reaktionsgefäßes 1 in der Vorrichtung zur Durchführung der Analyse dienen.
-
Die Arretierungselemente 7 bis 10 schließen dabei eine kreuzförmige Struktur ein, welche sich als besonders vorteilhaft bei der Arretierung herausgestellt hat.
-
Die Arretierungselemente 7 bis 10 sind auch an allen anderen erdenklichen, unter den erfindungsgemäßen Gegenstand und nicht unter den erfindungsgemäßen Gegenstand fallenden Reaktionsgefäßen 1 im Bereich eines Bodenelements zur Arretierung des jeweiligen Reaktionsgefäßes 1 in einer Vorrichtung anordbar.
-
Für alle dargestellten Ausführungsbeispiele des Reaktionsgefäßes 1 gilt, dass die Messkammer 3 abweichend von der Darstellung am Bodenbereich alternativ auch im Mantelbereich des Reaktionsgefäßes 1 ausgebildet sein kann. Auch können in nicht näher dargestellter Weise mehrere Messkammern 3 am Bodenbereich und/oder im Mantelbereich ausgebildet sein.
-
In 24 ist ein mögliches siebtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes 1 dargestellt. Mittels des dargestellten Ausführungsbeispiels soll verdeutlicht werden, dass die Anzahl der Paare von Messfenstern F1, F2, F3, F4, F5, F6 beliebig ist, jedoch mehr als ein Paar beträgt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Messkammer drei Paare von Messfenstern F1, F2, F3, F4, F5, F6, wobei zwischen den jeweiligen Messfenstern F1, F2; F3, F4; F5, F6 der Paare unterschiedliche Abstände A1 bis A3 ausgebildet sind.
-
Die 25 und 26 zeigen in einer Seitenansicht ein mögliches achtes Ausführungsbeispiel des Reaktionsgefäßes 1, welches sich von dem in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zu den zwei in Axialrichtung des Reaktionsgefäßes 1 aufeinander folgend angeordneten Paaren von jeweils zwei sich gegenüberliegenden und planparallelen Messfenstern F1, F2; F3, F4 quer zur Axialrichtung neben den Messfenstern F1, F2; F3, F4 zwei weitere in Axialrichtung des Reaktionsgefäßes 1 aufeinander folgend angeordnete Paare von Messfenstern F1, F2; F3, F4; F5, F6; F7, F8 angeordnet sind. Dabei ist ein Abstand A3 zwischen den zu einem Paar gehörigen Messfenstern F5, F6 verschieden zu einem Abstand A4 zwischen den zu dem verbleibenden Paar gehörigen Messfenstern F7, F8, wobei sich der Abstand A3 an zwei sich gegenüberliegenden Mantelflächen in einem Übergangsbereich allmählich auf den Abstand A4 verringert.
-
Hierbei ist eine beliebige Anordnung und Anzahl der Paare von Messfenstern F1, F2; F3, F4; F5, F6; F7, F8 mit der Maßgabe möglich, dass die Paare in Axialrichtung des Reaktionsgefäßes 1 und quer zu dieser Axialrichtung aufeinander folgend und ausschließlich in vier planparallel zueinander angeordneten Ebenen angeordnet sind.
-
Abweichend zum dargestellten Ausführungsbeispiel können auch bei einer derartigen Anordnung der Messfenster F1, F2; F3, F4; F5, F6; F7, F8 zusätzlich Arretierungselemente 7 bis 10 vorgesehen sein und der Übergangsbereich UB, ein Verlauf der Übergänge zwischen den Messfenstern F1, F2; F3, F4; F5, F6; F7, F8 sowie die Wandbereiche der Messkammer 3 zwischen den zu einem Paar gehörigen Messfenstern F1, F2; F3, F4; F5, F6, F7, F8 können entsprechend der in den 4 bis 24 dargestellten Ausführungsbeispielen ausgebildet sein.
-
In 27 ist ein mögliches erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßanordnung 11 dargestellt, wobei sich die Reaktionsgefäßanordnung 11 dadurch auszeichnet, dass diese mehrere miteinander, mittels mechanisch flexibler stegförmiger Elemente 12 verbundene Reaktionsgefäße 1 gemäß des in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels umfasst. In nicht näher dargestellten Weiterbildungen sind auch andere Ausführungen der Reaktionsgefäße 1, beispielsweise die in den 4 bis 25 dargestellten, zu einer derartigen Reaktionsgefäßanordnung 11 verbindbar.
-
Dabei sind im dargestellten Ausführungsbeispiel acht der Reaktionsgefäße 1 linear derart nebeneinander angeordnet, dass die Normalenrichtungen der an dem oberen Ende der Vorratskammern 2 ausgebildeten kreisrunden Öffnungen O jeweils parallel zueinander verlaufen. Das heißt, auch die Messkammern 3 der einzelnen Reaktionsgefäße 1 sind parallel zueinander angeordnet. Die Anzahl der aneinandergereihten Reaktionsgefäße 1 kann jedoch auch beliebig gewählt werden. Aufgrund dieser linearen Anordnung der Messkammer 3 und der Messfenster F1 bis F4 der nebeneinander angeordneten Reaktionsgefäße 1 ist lediglich eine lineare Bewegung einer Analyseeinheit entlang der Messkammern 3 erforderlich, wobei in besonders vorteilhafter Weise in einem Messvorgang gleichzeitig die Substanz in mehreren Schichtdicken aufgrund der Anordnung der Messfenster F1 bis F4 optisch analysierbar ist.
-
Diese Anzahl von acht zu der Reaktionsgefäßanordnung 11 zusammengefassten Reaktionsgefäßen 1 findet häufig in der Praxis Anwendung, insbesondere in Automatensystemen für so genanntes "liquid handling", aber auch in manuellen Analyseverfahren. Auch die Anzahl von zwölf zu einer Reaktionsgefäßanordnung 11 zusammengefassten Reaktionsgefäßen 1 findet häufig Anwendung, so dass auch diese Anzahl eine bevorzugte darstellt.
-
Ein Abstand der Reaktionsgefäße 1 von einem Mittelpunkt einer jeweiligen Öffnung O zu einem Mittelpunkt O einer Öffnung eines benachbarten Reaktionsgefäßes 1 beträgt beispielsweise 9 mm.
-
Die mechanisch flexiblen und stegförmigen Elemente 12 sind insbesondere derart ausgebildet, dass einzelne oder mehrere Reaktionsgefäße 1 von der restlichen Reaktionsgefäßanordnung 11 getrennt werden können. Hierzu können in nicht näher dargestellter Weise in den stegförmigen Elemente 12 oder zwischen diesen und den jeweiligen Reaktionsgefäßen 1 Sollbruchstellen vorgesehen sein.
-
In 28 ist ein mögliches zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßanordnung 11 dargestellt, wobei sich das zweite Ausführungsbeispiel dadurch vom in 15 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel unterschiedet, dass dieses mehrere miteinander, mittels mechanisch flexibler stegförmiger Elemente 12 verbundene Reaktionsgefäße 1 gemäß des in den 20 bis 23 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiels umfasst.
-
29 zeigt ein mögliches drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßanordnung 11 in einer Draufsicht. Im Unterschied zu dem in 15 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist an jedem Reaktionsgefäß 1 mittels eines mechanisch flexiblen, insbesondere laschenförmig ausgebildeten, Verbindungselements 13 ein Deckelelement 14 zum Verschluss der Öffnung O des Reaktionsgefäßes 1 angeordnet. Somit ist jedes Reaktionsgefäß 1 der Reaktionsgefäßanordnung 11 separat mittels eines Deckelelements 14 verschließbar. Dieser Verschluss ist aufgrund der kreisrunden Ausführung der Vorratskammer 2 und daraus folgend der Öffnung O und des Deckelelements 14 besonders einfach und sicher durchführbar.
-
In 30 ist ein mögliches viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßanordnung 11 in einer Draufsicht dargestellt. Im Unterschied zu dem in 16 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist an den zwei äußeren Reaktionsgefäßen 1 der Reaktionsgefäßanordnung jeweils ein, mittels eines mechanisch flexiblen, insbesondere laschenförmig ausgebildeten, Verbindungselements 13 mit dem jeweiligen Reaktionsgefäß 1 verbundener Verbund 15 von jeweils vier Deckelelementen 14 angeordnet. Dabei sind zwischen den einzelnen Deckelementen 14 angeordnete stegförmige Elemente 16 jeweils derart ausgebildet, dass ein Abstand zwischen den im Verbund befindlichen Deckelelementen 14 dem Abstand der Reaktionsgefäße 1 im Bereich der zu verschließenden Öffnung O, d. h. beispielsweise 9 mm, entspricht. Somit sind die Öffnungen O besonders einfach verschließbar.
-
Die stegförmigen Elemente 16 sind weiterhin insbesondere analog zu den zwischen den Reaktionsgefäßen 1 angeordneten stegförmigen Elementen 12 ausgebildet, so dass einzelne oder mehrere Deckelelemente 14 vom restlichen Verbund 15 getrennt werden können. Hierzu sind in nicht näher dargestellter Weise in den stegförmigen Elemente 16 oder zwischen diesen und den jeweiligen Deckelelementen 14 insbesondere Sollbruchstellen vorgesehen.
-
In nicht näher dargestellter Weise können die Deckelelement 14 einzeln oder als Verbund 15 von Deckelelementen 14 getrennt von der Reaktionsgefäßanordnung 11 vorliegen.
-
In 31 ist in einer Seitenansicht ein mögliches neuntes Ausführungsbeispiel des Reaktionsgefäßes 1 dargestellt. Im Unterschied zum dem in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Reaktionsgefäßes 1 ist dieses als Pipettenspitze mit einer nach unten offenen Messkammer 3 ausgebildet, innerhalb welcher die Substanz durch einen mittels einer Flüssigkeitssäule der Substanz erzeugten Unterdruck gehalten wird.
-
Auch das als Pipettenspitze ausgebildete Reaktionsgefäß 1 ist insbesondere zur Anordnung in einer nicht gezeigten Vorrichtung zur automatisierten Analyse einer Substanz vorgesehen. Insbesondere ist die Pipettenspitze hierbei in nicht dargestellter Weise mit ihrem proximalen Ende im Bereich der oberen Öffnung O fluiddicht auf einem Schaft, auch als Konus bezeichnet, einer Pipette, insbesondere einer so genannten Air-Displacement-Pipette, angeordnet.
-
An einer dem proximalen Ende in axialer Richtung des Reaktionsgefäßes 1 gegenüberliegenden Seite ist das distale Ende der Pipettenspitze mit einer unteren Öffnung O' ausgebildet, durch welche die zu analysierende Substanz aufgenommen und wieder abgegeben wird. Das distale Ende zeichnet sich dabei insbesondere durch einen besonders geringen Innendurchmesser von beispielsweise 0,4 mm bis 0,6 mm und einen besonders geringen Außendurchmesser von beispielsweise 0,8 bis 1 mm aus.
-
Die dargestellte Pipette bzw. Pipettenspitze ermöglicht die Analyse der Substanz in mehreren Schichtdicken unmittelbar in der Pipette, ohne dass ein vorheriges Umfüllen derselben in ein anderes Gefäß erforderlich ist.
-
Dabei können die Messkammer 3 mit den Messfenstern F1 bis F8, der Übergangsbereich UB sowie die Übergänge zwischen den einzelnen Messfenstern F1 bis F8 beliebig gemäß den in den 1 bis 27 dargestellten Ausführungsbeispielen des Reaktionsgefäßes 1 ausgebildet sein.
-
Auch bei der Ausbildung des Reaktionsgefäßes 1 als Pipettenspitze ist es möglich, dass das gesamte Reaktionsgefäß 1 oder nur Teile desselben aus dem transparenten Material gebildet sind. Insbesondere ist das proximale Ende der Pipettenspitze aus einem mechanisch flexiblen Material gebildet, so dass die fluiddichte Verbindung mit dem Schaft der Pipette einfach und zuverlässig realisierbar ist. Bei dem mechanisch flexiblen Material handelt es sich beispielsweise um Polypropylen oder ein thermoplastisches Polymer. Zusätzlich ist es auch möglich, dass das Reaktionsgefäß 1 zumindest im Bereich der unteren Öffnung O' aus einem nicht transparenten weiteren Kunststoff- oder Nichtkunststoffmaterial gebildet ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Reaktionsgefäß
- 2
- Vorratskammer
- 3
- Messkammer
- 4
- Steg
- 5
- Stegelement
- 6
- Stegelement
- 7
- Arretierungselement
- 8
- Arretierungselement
- 9
- Arretierungselement
- 10
- Arretierungselement
- 11
- Reaktionsgefäßanordnung
- 12
- Element
- 13
- Verbindungselement
- 14
- Deckelelement
- 15
- Verbund
- 16
- Element
- A1
- Abstand
- A2
- Abstand
- A3
- Abstand
- A4
- Abstand
- F1
- Messfenster
- F2
- Messfenster
- F3
- Messfenster
- F4
- Messfenster
- F5
- Messfenster
- F6
- Messfenster
- F7
- Messfenster
- F8
- Messfenster
- O
- Öffnung
- O'
- Öffnung
- UB
- Übergangsbereich
