DE102015203779A1

DE102015203779A1 - Vorrichtung zur automatisierten Prozessierung von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE102015203779A1
Application number: DE102015203779.7A
Authority: DE
Inventors: Melanie Hoehl; Franz Laermer; Juergen Steigert; Karsten Seidl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2016-09-08

Abstract

Bei einer Vorrichtung (100) zur automatisierten Prozessierung von Flüssigkeiten umfasst die Vorrichtung wenigstens zwei Körper (111, 112, 113), die innerhalb einer umgebenden Hülsenstruktur axial übereinander angeordnet sind und die in Abhängigkeit von einer Zentrifugalkraft oder einer gleichwirkenden Kraft gegeneinander verdrehbar sind. In den Körpern sind wenigstens ein Probenaufgabegefäß und wenigstens ein Auffanggefäß (120) für eine prozessierte Flüssigkeit vorgesehen. Erfindungsgemäß sind das Probenaufgabegefäß und/oder das Auffanggefäß (120) mit jeweils wenigstens einem reversiblen Absperrmittel (121) ausgestattet und/oder dem Probenaufgabegefäß und/oder dem Auffanggefäß ist wenigstens ein reversibles Absperrmittel zugeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatisierten Prozessierung von Flüssigkeiten, wobei die Vorrichtung wenigstens zwei Körper umfasst und die Körper innerhalb einer umgebenden Hülsenstruktur axial übereinander angeordnet sind. Die Körper sind in Abhängigkeit von einer Zentrifugalkraft oder einer gleichwirkenden Kraft gegeneinander verdrehbar.
Stand der Technik
Die Durchführung von biochemischen Prozessen, beispielsweise im Zusammenhang mit der Aufreinigung bestimmter Moleküle und/oder mit der Analyse und Charakterisierung bestimmter Moleküle, basiert im Wesentlichen auf der Handhabung von Flüssigkeiten. Für viele Prozesse und Reaktionen sind bereits Automatisierungen verfügbar. Beispielsweise sind Kartuschen-basierte Systeme bekannt, wobei die Flüssigkeiten typischerweise in einem Spezialgerät, insbesondere in einer Zentrifuge, innerhalb einer Kartusche prozessiert werden. So beschreibt die Offenlegungsschrift DE 10 2010 003 223 A1 ein System mit einer Vorrichtung, die zum Einsetzen in einen Zentrifugationsrotor vorgesehen ist. Hierbei sind zwei oder mehr revolverartige Körper axial übereinander innerhalb der Vorrichtung (Zentrifugationseinheit) angeordnet. Diese Körper (Revolver) beinhalten ein oder mehrere Kavitäten, insbesondere Reaktionskammern, Kanäle und gegebenenfalls weitere Strukturen, für die Durchführung von Prozessen, insbesondere von fluidischen Einheitsoperationen. Für die Prozesssierung eines solchen Kartuschen-basierten Systems werden Ausschwingrotoren verwendet, wobei die im Zuge der Zentrifugation auftretenden Kraftvektoren entlang der Längsachse der Zentrifugationseinheit verlaufen. Infolge der wirkenden Zentrifugalkraft bewegen sich die Körper radial nach außen, wobei die Körpers mittels einer Verzahnung und einem integrierten Rückstellmittel nach Art einer Kugelschreibermechanik bei einem Lastwechsel gegeneinander verdreht werden. Einzelne Kavitäten können hierdurch miteinander fluidisch verschaltet werden. Darüber hinaus ist ein orientierungsabhängiges Öffnen von einzelnen Kavitäten in den Körpern möglich, wobei eine Seite der Kavität beispielsweise mit einer durchstechbaren Folie versehen ist. Mittels eines Dorns auf einem benachbarten Körper kann die Folie durchstoßen oder aufgerissen werden. Auf diese Weise wird eine kontrollierte Fluidführung in der Vorrichtung erreicht. Dieses System kann beispielsweise für eine Standard-DNA-Aufreinigung verwendet werden.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zur automatisierten Prozessierung von Flüssigkeiten bereit, wobei die Vorrichtung wenigstens zwei Körper umfasst, die innerhalb einer umgebenden Hülsenstruktur axial übereinander angeordnet sind und die in Abhängigkeit von einer Zentrifugalkraft oder einer gleichwirkenden Kraft gegeneinander verdrehbar sind. Die Körper enthalten Kavitäten, die im Zuge der Prozessierung miteinander fluidisch koppelbar sind, so dass diese Vorrichtung für eine automatisierte Durchführung von Prozessierungsprotokollen beispielsweise zur Aufreinigung von Nukleinsäuren oder anderen biologischen Molekülen geeignet ist. Insbesondere handelt es sich hierbei um ein automatisiert betreibbare Zentrifugationseinheit, bei dem mittels einer integrierten Kugelschreibermechanik eine vorbestimmte Fluidführung in der Vorrichtung realisiert werden kann. Vorzugsweise handelt es sich um ein mikrofluidisches System, wie es beispielsweise im Prinzip aus der bereits erwähnten deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 003 223 A1 bekannt ist. In den Körpern dieser Vorrichtung sind wenigstens ein Probenaufgabegefäß und wenigstens ein Auffanggefäß für eine prozessierte Flüssigkeit vorgesehen. Erfindungsgemäß sind das Probenaufgabegefäß und/oder das Auffanggefäß jeweils mit wenigstens einem reversiblen Absperrmittel ausgestattet und/oder dem Probenaufgabegefäß und/oder dem Auffanggefäß ist wenigstens ein reversibles Absperrmittel zugeordnet. Der Ausdruck „reversibel“ meint hierbei, dass das Öffnen und Schließen des Absperrmittels gesteuert werden kann, wobei das Absperrmittel im Prinzip mehrfach geöffnet und geschlossen werden kann. Hiervon ist auch umfasst, dass das Absperrmittel einmal betätigt wird und erst erneuert werden muss, bevor es wieder betätigt werden kann. Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen reversiblen Absperrmittel für das Probenaufgabegefäß und/oder das Auffanggefäß lassen sich die Prozessierungsmöglichkeiten einer solchen Vorrichtung erweitern.
Bisher bekannte Zentrifugationseinheiten der beschriebenen Art können ausschließlich mit Ausschwingrotoren in einer Zentrifuge verwendet werden. Dem liegt zugrunde, dass bei einer Verwendung von Festwinkelrotoren das Problem auftreten würde, dass es beim Auftreten von Kraftvektoren, welche nicht parallel zur Längsachse der Zentrifugationseinheit verlaufen, zu Kontaminationen innerhalb der Vorrichtung kommen kann, da bei einem Transfer von Flüssigkeiten aus einer Kavität eines Körpers der Vorrichtung in eine Kavität eines nachfolgenden Körpers die Flüssigkeit abgelenkt werden kann, wodurch nicht mehr die vorgesehene Fluidführung sichergestellt werden kann. Wenn eine herkömmliche Zentrifugationseinheit der beschriebenen Art in einem Festwinkelrotor betrieben werden würde, sind also Leckagen oder Kontaminationen von Flüssigkeiten zu befürchten, da die auftretenden Kraftvektoren während der Prozessierung nicht parallel zur Längserstreckung der Zentrifugationseinheit verlaufen. Auftretende Corioliseffekte können dieses Problem noch verstärken. Durch den Einsatz der erfindungsgemäß verwendeten reversiblen Absperrmittel in einer Zentrifugationseinheit der beschriebenen Art können derartige Leckagen und Kontaminationen vermieden werden.
Anders als bei der Verwendung eines Ausschwingrotors befindet sich die Vorrichtung (Zentrifugationseinheit) bei der Verwendung eines Festwinkelrotors vor, während und nach der Prozessierung in einem bestimmten Winkel zur Vertikalen. Dieser Winkel ist von dem Festwinkelrotor vorgegeben. Diese mehr oder weniger horizontale Lage der Vorrichtung (Zentrifugationseinheit), bei der vor und nach der Prozessierung keine Zentrifugalkräfte wirken, könnte dazu führen, dass unter Umständen Flüssigkeit aus einem Probenaufnahmegefäß und/oder aus einem Auffanggefäß der Vorrichtung ausläuft. Dieses Problem wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst, indem das Probenaufgabegefäß und/oder ein Auffanggefäß für prozessierte Flüssigkeiten jeweils wenigstens ein reversibles Absperrmittel aufweisen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung (Zentrifugationseinheit) kann damit sowohl in Ausschwingrotoren, vergleichbar mit herkömmlichen Zentrifugationseinheiten, als auch in Festwinkelrotoren, die im Prinzip einen Winkel zwischen 0 und 90° von der Vertikalen haben können, betrieben werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erweitert damit die Prozessierungsmöglichkeiten, so dass in einem Labor auf die jeweils vorhandenen Zentrifugen zurückgegriffen werden kann und nicht unter Umständen extra eine Zentrifuge beziehungsweise ein Ansteuergerät für die Prozessierung der Vorrichtung angeschafft werden muss. Zudem erhöht die Möglichkeit der Prozessierung in einem Festwinkelrotor die maximale Anzahl der gleichzeitig zu prozessierenden Vorrichtungen (Zentrifugationseinheiten), da im Allgemeinen in einem Festwinkelrotor mehr Proben parallel prozessiert werden können als in einem Ausschwingrotor. Die Verwendungsmöglichkeiten von Festwinkelrotoren haben weiterhin den Vorteil, dass bei Festwinkelrotoren die maximale Zentrifugalkraft im Allgemeinen höher liegt als bei Ausschwingrotoren, die in dieser Hinsicht limitiert sind. Im Allgemeinen ist auch der Anschaffungspreis für eine Zentrifuge mit Festwinkelrotoren niedriger als für eine Zentrifuge mit Ausschwingrotor.
Unter den Begriffen „Probenaufgabegefäß“ und „Auffanggefäß“ können auch Kavitäten in den Körpern der Vorrichtung verstanden werden, in die ein Probenaufgabegefäß oder ein Auffanggefäß, beispielsweise ein übliches Eppendorf-Reaktionsgefäß, einzusetzen ist.
In besonders bevorzugter Weise sind sowohl das Probenaufgabegefäß als auch ein oder mehrere Auffanggefäße für prozessierte Flüssigkeiten jeweils mit wenigstens einem reversiblen Absperrmittel ausgestattet. Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen reversiblen Absperrmittel wird dabei vermieden, dass Flüssigkeiten aus dem Probenaufgabegefäß und/oder dem Auffanggefäß austreten können. Dies kommt insbesondere bei der Lagerung der Vorrichtung vor und nach der Prozessierung in einem Festwinkelrotor zum Tragen. Die reversiblen Absperrmittel gemäß der Erfindung bieten darüberhinaus aber auch allgemein bei der Handhabung der Vorrichtung Vorteile, da die Handhabung vereinfacht wird. Beispielsweise ist ein Umstoßen oder ein Umfallen der bereits befüllten erfindungsgemäßen Vorrichtung unkritisch, da ein unbeabsichtigter Flüssigkeitsaustritt aus der Vorrichtung verhindert wird. Auch ein „Zittern“ der handhabenden Person ist weniger kritisch als bei einer herkömmlichen Vorrichtung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich bei der oder den reversiblen Absperrmittel(n) um ein Ventil, insbesondere um ein wiederverschließbares Ventil. Der Einsatz eines Ventils als reversibles Absperrmittel ist insbesondere für das Probenaufgabegefäß geeignet. Vorzugsweise ist das Ventil einseitig offen, so dass das Einbringen der Probe in das Probenaufgabegefäß von außen ohne Weiteres möglich ist. Ein Austreten (Rücklauf) von Flüssigkeit aus dem Probenaufgabegefäß heraus wird jedoch verhindert. Als wiederverschließbares Ventil ist beispielsweise ein Ventil gemäß dem F1-Typ oder ein sogenanntes Duckbill-Ventil oder ein sogenanntes Umbrella-Ventil oder ein sogenanntes X-Ventil oder ein sogenanntes Mini-Ventil geeignet. Allgemein eignen sich hierfür Ventile, die einen Rückfluss von Flüssigkeit verhindern.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird/werden das/die reversiblen Absperrmittel von einer Membran gebildet. Eine Membran als reversibles Absperrmittel ist sowohl für das Probenaufgabegefäß als auch für das Auffanggefäß in besonderer Weise geeignet. Bei der Membran kann es sich beispielsweise um eine mikroporöse Membran handeln.
Beispielsweise kann als reversibles Absperrmittel eine Membran verwendet werden, die mit einer Spritze, Pipette oder Ähnlichem durchstechbar ist und die sich nach dem Entfernen der Spritze an der Einspritzstelle wieder schließt oder zusammenzieht, so dass ein Flüssigkeitsaustritt auch bei einer horizontalen Lagerung verhindert wird. Diese Ausgestaltung einer Membran ist insbesondere als reversibles Absperrmittel für ein Probenaufgabegefäß geeignet. Die Membran bildet hierbei gewissermaßen eine Septum.
Die Membran kann beispielsweise auf der Basis von Polytetrafluorethylen (Teflon^®), gebildet sein, insbesondere unter Verwendung von expandiertem Polytetrafluorethylen. Die Membran kann dabei beispielsweise aus Polytetrafluorethylen gebildet sein oder mit Polytetrafluorethylen beschichtet sein.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Membran so ausgestaltet, dass die Membran erst oberhalb einer vorgebbaren Zentrifugalbeschleunigung für Flüssigkeiten durchlässig wird, sodass ein von der Zentrifugalbeschleunigung abhängiger Flüssigkeitsdurchtritt möglich ist. Beispielsweise kann das reversible Absperrmittel so eingerichtet sein, dass die Membran ab einer Zentrifugalbeschleunigung von 2000 × g für Flüssigkeiten durchlässig wird. Eine derartige Membran ist insbesondere als reversibles Absperrmittel für das oder die Auffanggefäß(e) geeignet. Im Zuge der Prozessierung der Vorrichtung in einer Zentrifuge wird die für die Durchlässigkeit erforderliche Zentrifugalbeschleunigung erreicht, so dass prozessierte Flüssigkeiten die Membran durchdringen können und in das Probenauffanggefäß gelangen. Nach Beendigung der Zentrifugation ist die Membran nicht mehr für Flüssigkeiten durchlässig, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Weiteres auch in einer mehr oder weniger horizontalen Position gelagert werden kann, ohne dass Flüssigkeit austreten kann.
In dieser Ausgestaltung der Erfindung kann die Flüssigkeit die Membran erst oberhalb einer bestimmten Zentrigugalbeschleunigung entlang der Beschleunigungsrichtung passieren. Diese bestimmte Zentrigugalbeschleunigung wirkt als Schwelle, da unterhalb dieser Zentrigugalbeschleunigung die Flüssigkeit nicht passieren kann. Hierfür geeignete Membranen sind in der Regel flüssigkeitsabweisend und können damit als „Schaltschwelle“ eingesetzt werden. Besonders geeignet sind hierfür Teflon^®-Membranen. Ein besonderer Vorteil der Verwendung von derartigen Membranen für die erfindungsgemäßen Zwecke ist, dass beispielsweise keine beweglichen Ventilteile erforderlich sind. Der Aufbau ist sehr einfach, wodurch eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung kostengünstig herstellbar und robust in der Verwendung ist.
In einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist als reversibles Absperrmittel ein Luer-Lock-Verschluss insbesondere für das Probenaufnahmegefäß vorgesehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das reversible Absperrmittel so ausgestaltet, dass es einen Deckel für das Probenaufnahmegefäß oder das Auffanggefäß bildet, der in Abhängigkeit von einer Zentrifugalkraft oder einer gleichwirkenden Kraft betätigt bzw. geschlossen wird. Diese Ausgestaltung des reversiblen Absperrmittels ist insbesondere für das Auffanggefäß für eine prozessierte Flüssigkeit geeignet, wobei der Mechanismus des Deckels so ausgestaltet sein kann, dass dieser Mechanismus am Ende des Prozessierungsprotokolls ausgelöst wird, so dass zunächst die prozessierte Flüssigkeit im Zuge der Prozessierung in das Auffanggefäß geleitet wird und anschließend, gewissermaßen als letzter Schritt, der Deckel geschlossen wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Probenaufnahmegefäß und/oder ein oder mehrere Auffanggefäß(e) für eine prozessierte Flüssigkeit mit einem verbreiterten und/oder verstärkten Rand als reversibles Absperrmittel ausgestaltet. Der Durchtrittsraum (Durchtrittskanal) für Flüssigkeiten wird hierdurch derart verengt, dass er nur bei entsprechend wirkenden Zentrifugalkräften für Flüssigkeiten in relevantem Maß durchlässig ist. Auch in dieser Ausgestaltung der Erfindung wird vermieden, dass Flüssigkeit in unbeabsichtigter Weise austritt. Die Breite des Randes wird hierbei je nach zu erwartendem Flüssigkeitsvolumen in dem Gefäß so gewählt, dass ein unbeabsichtigtes Austreten von Flüssigkeit nicht zu befürchten ist. In besonders bevorzugter Weise ist hierbei der Randbereich so ausgestaltet, dass sich das Gefäß in diesem Bereich nach innen verengt, so dass gewissermaßen nur ein schmaler Kanalbereich (Verengung des Innenraums) für einen Flüssigkeitsdurchtritt freibleibt. Dies kann durch eine Verstärkung des Randes bzw. der Wandstärke erreicht werden. Auch auf diese Weise kann ein unbeabsichtigter Rückfluss von Flüssigkeit verhindert werden.
Weiterhin kann die Vorrichtung so ausgestaltet sein, dass das Probenaufnahmegefäß und/oder das oder die Auffanggefäß(e) in einem Winkel zwischen 0° und 90°, insbesondere zwischen 45° und 55°, im Verhältnis zur Längserstreckung der Vorrichtung innerhalb der Vorrichtung angeordnet sind. Durch diese abgewinkelte Anordnung des Probenaufnahmegefäßes und/oder des Auffanggefäßes wird vermieden, dass Flüssigkeit bei einer horizontalen Lagerung der Vorrichtung austreten kann, sodass auch diese Ausgestaltung der Erfindung als reversibles Absperrmittel zu bezeichnen ist, wobei sich die Reversibilität auf die Orientierung des Probenaufnahmegefäßes und/oder des Auffanggefäßes in Bezug zur Schwerkraft und/oder zu den wirkenden Zentrifugalkräften bezieht.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Filterfritte, die im Sinne einer Membran als reversibles Absperrmittel verwendet wird. Die Filterfritte bindet zweckmäßigerweise die aufzureinigenden Zielmoleküle, beispielsweise DNA, nicht. Zweckmäßigerweise ist eine geeignete Filterfritte daher nicht hydrophil, sondern lipophil, sodass in der Ruhe- oder Ausgangslage bei der Prozessierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Kontakt von Flüssigkeiten mit der Filterfritte keine Moleküle in die Filterfritte gezogen werden.
Die beschriebenen reversiblen Absperrmittel können jeweils separat oder in Kombination miteinander vorgesehen sein, wobei für das Probenaufgabegefäß und für das oder die Auffanggefäß(e) für prozessierte Flüssigkeiten gegebenenfalls jeweils das gleiche reversible Absperrmittel oder unterschiedliche reversible Absperrmittel vorgesehen sein können. Beispielsweise kann das Probenaufgabegefäß mit einem einseitig offenen Ventil oder einem Septum ausgestattet sein. Das Auffanggefäß kann beispielsweise mit einer Membran, beispielsweise einer Teflon^®-Membran, ausgestattet sein, die bei einer vorgebbaren Zentrifugalbeschleunigung für Flüssigkeiten durchlässig und unterhalb dieser Zentrifugalbeschleunigung nicht durchlässig ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und insbesondere das oder die reversiblen Absperrmittel können weiterhin ein flüssigkeitsabsorbierendes Material umfassen oder durch ein solches ergänzt werden. Beispielsweise ist ein Material hierfür geeignet, das auf einem Copolymer aus Acrylsäure und Natriumacrylat basiert, insbesondere ein sogenanntes Superabsorber-Material. Derartige Materialien sind in der Lage, ein Vielfaches ihres Eigengewichts an polaren Flüssigkeiten aufzusaugen, wobei ein Superabsorber-Material durch die Aufnahme der Flüssigkeit in der Regel aufquillt und ein Hydrogel bildet. Ein solches Material ist insbesondere für das Auffanggefäß für zu verwerfende Flüssigkeit (Waste) geeignet. In der Regel ist in einer Vorrichtung der beschriebenen Art für das Auffangen von zu verwerfender Flüssigkeit ein separates Behältnis vorgesehen. Auch ein solches Behältnis ist im Sinne der Erfindung als Auffanggefäß für prozessierte Flüssigkeit zu verstehen. Zur Verhinderung des Auslaufens der zu verwerfenden Flüssigkeit insbesondere nach der Beendigung der Prozessierung ist ein flüssigkeitsabsorbierendes Material im Auffanggefäß besonders vorteilhaft. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zumindest zwei Auffanggefäße für prozessierte Flüssigkeiten vorgesehen, und zwar ein Auffanggefäß für die Zielflüssigkeit, beispielsweise für das Eluat aus einem Aufreinigungsprozess, und ein Auffanggefäß für „Abfallflüssigkeiten“. Das Auffanggefäß für die „Zielflüssigkeit“ ist in bevorzugter Weise mit einer Membran verschlossen, die in der oben beschriebenen Weise erst ab einer vorgebbaren Zentrifugalbeschleunigung durchlässig ist. Das Auffanggefäß für „Abfallflüssigkeiten“ ist vorzugsweise mit einem Superabsorber-Material als Auslaufschutzeinrichtung ausgestattet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Zeichnungen zeigen:
1 schematische Darstellung einer zentrifugierbaren Vorrichtung im Längsschnitt mit mehreren zueinander verdrehbaren Körpern (Revolvern) aus dem Stand der Technik;
2 Schnittdarstellung eines wiederverschließbaren Ventils als Beispiel für ein reversibles Absperrmittel gemäß der Erfindung;
3A/B Schnittdarstellungen eines Duckbill-Ventils als Beispiel für ein reversibles Absperrmittel gemäß der Erfindung;
4A/B Schnittdarstellungen eines Umbrella-Ventils als Beispiel für ein reversibles Absperrmittel gemäß der Erfindung;
5A/B Schnittdarstellungen eines X-Ventils als Beispiel für ein reversibles Absperrmittel gemäß der Erfindung;
6A/B Schnittdarstellungen eines Mini-Ventils als Beispiel für ein reversibles Absperrmittel gemäß der Erfindung;
7 schematische Darstellung eines Körpers (Revolvers) als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Septum als Beispiel für ein reversibles Absperrmittel gemäß der Erfindung;
8 schematische Darstellung eines Körpers (Revolvers) als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Luer-Lock-Verschluss als Beispiel für ein reversibles Absperrmittel gemäß der Erfindung;
9 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Zentrifugationseinheit) zur Verdeutlichung eines reversiblen Absperrmittels gemäß der Erfindung;
10 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Zentrifugationseinheit) mit verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten eines Auffanggefäßes gemäß der Erfindung;
11 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Zentrifugationseinheit) mit Anordnung eines Auffanggefäßes gemäß der Erfindung und
12–15 schematische Darstellung von Möglichkeiten eines reversiblen Absperrmittels, das über Zentrifugalkräfte betätigt wird.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Anhand der 1 wird die Funktionsweise einer zentrifugierbaren Vorrichtung 10 zur automatisierten Prozessierung von Flüssigkeiten und insbesondere zur Durchführung von biochemischen Prozessen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, erläutert. Die Vorrichtung 10 ist beispielsweise im Format eines 50 ml-Zentrifugenröhrchens realisiert. Die Vorrichtung 10 umfasst drei axial übereinander angeordnete Körper (Revolver) 11, 12, 13. Die Körper 11, 12, 13 sind gegeneinander verdrehbar. Hierfür sind verschiedene Führungsstrukturen (nicht dargestellt) auf dem oberen Körper 11 und dem mittleren Körper 12 sowie auf der Innenseite der die Körper 11, 12, 13 umgebenden Hülse 14 vorgesehen. Die Strukturen hindern den obersten Körper 11 an einer Rotation um die Längsachse der Vorrichtung 10, so dass sich der Körper 11 nur auf und ab bewegen kann. Der mittlere Körper 12 kann sich hingegen auf und ab bewegen und zusätzlich drehen. Auf der Oberseite des Körpers 12 sind Dorne 15, 16 angeordnet, die Kavitäten 17, 18, 19 des oberen Körpers 11 von unten her aufreißen oder anstechen können. Die Unterseite der Kavitäten 17, 18, 19 des oberen Körpers 11 ist zu diesem Zweck mit Siegelfolien versehen. Die Körper 11, 12, 13 sind auf einer Feder 20 gelagert. Bei einer Beschleunigung der Zentrifuge werden die Körper 11, 12, 13 entgegen der Rückstellkraft der Feder 20 radial nach außen gedrückt, in dieser Darstellung also nach unten. Bei einer Entschleunigung bewirkt die Feder 20 eine Rückbewegung der Revolver 11, 12, 13, wobei es zu einer Verdrehung des Körpers 12 im Verhältnis zum Körper 11 entlang der hier nicht dargestellten Führungsstrukturen kommt. Durch diesen integrierten Verdrehmechanismus (Kugelschreibermechanik) im Zusammenspiel mit den Dornen 15, 16 erfolgt eine gezielte Fluidführung innerhalb der Vorrichtung 10, die für die automatisierte Durchführung beispielsweise von biochemischen Prozessierungsprotokollen genutzt werden kann.
Beispielsweise kann das System für eine Beads-basierte Aufreinigung von Nukleinsäuren oder Proteinen genutzt werden. In der in 1 illustrierten Ausgestaltung der Vorrichtung 10 sind die hierfür erforderlichen Beads 21 in einer Kavität 22 des mittleren Körpers 12 vorgesehen. Eine der Kavitäten im oberen Körper 11, beispielsweise die Kavität 17, dient zum Auftragen der Probe, hierbei handelt es sich also um das Probenauftragsgefäß. Die anderen Kavitäten 18 und 19 des oberen Körpers 11 sind zur Vorlagerung von Reagenzien und Pufferlösungen vorgesehen. Der mittlere Körper 12 dient als Reaktionsstufe für die vorgesehenen Fest- oder Flüssigphasenreaktionen. Der Transport von Probe und Reagenzien vom oberen Körper 11 bis zum unteren Körper 13 erfolgt durch die von einer Standard-Laborzentrifuge bewirkten Zentrifugalkraft. Mittels der integrierten bereits beschriebenen Kugelschreibermechanik können die Körper 11, 12, 13 bezüglich ihrer Absolutpositionen und relativ zueinander rotiert werden, wobei sich die Kavitäten der Vorrichtung 10 sukzessive zueinander schalten lassen. Die Aktuation erfolgt über die Zentrifugalkraft, welche die Kugelschreibermechanik aktuiert. Die Flüssigkeiten werden dabei entlang des Kraftvektors der Zentrifugalkraft von radial innenliegenden Punkten zu radial außenliegenden Punkten transportiert. In dem hier gezeigten Beispiel sind im unteren Körper 13 zwei Kavitäten 23 und 24 vorgesehen, die zum Auffangen von prozessierten Flüssigkeiten dienen. Hierbei ist die Kavität 23 für Abfall (Waste) vorgesehen, beispielsweise werden in der Kavität 23 Puffer aus verschiedenen Waschschritten der Beads-basierten Aufreinigung aufgefangen. Die Kavität 24 ist zum Auffangen der Ziellflüssigkeit, beispielsweise der aufgereinigten DNA oder des aufgereinigten Proteins in entsprechender Pufferlösung vorgesehen. Hierfür kann in die Kavität 24 beispielsweise ein übliches Eppendorf-Reaktionsgefäß eingesetzt werden, das nach Beendigung der Prozessierung das Zielprotein oder allgemein Zielmolekül enthält und aus der Vorrichtung entnommen und weiter verwendet werden kann.
Erfindungsgemäß ist das Probenauftragsgefäß, beispielsweise die Kavität 17, und das oder die Auffanggefäße für prozessierte Flüssigkeiten, beispielsweise die Kavitäten 23 und 24, mit wenigstens einem reversiblen Absperrmittel ausgestattet. Hierdurch ist es möglich, eine derartige Vorrichtung auch in einem Festwinkelrotor zu prozessieren. Bisher konnten solche Vorrichtungen nur in Ausschwingrotoren prozessiert werden, da ansonsten bei einer mehr oder weniger horizontalen Lagerung der Vorrichtung ein Auslaufen von Flüssigkeiten und/oder eine Kontamination oder Durchmischung von Flüssigkeiten innerhalb der Vorrichtung zu befürchten war.
2 zeigt ein Beispiel für ein wiederverschließbares Ventil (F1-Typ) 30, das beispielsweise als reversibles Absperrmittel für ein Probenaufgabegefäß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden kann. Das Ventil 30 ist mit einem Deckel 31 nach außen verschließbar, wobei das Innere des Ventils 30 das Probenaufnahmegefäß 32 bildet bzw. einen Teil des Probenaufnahmegefäßes darstellt. Die Probe wird eingefüllt und das Ventil 30 durch Schließen des Deckels 31 geschlossen, sodass ein Auslaufen der Probe auch bei einer horizontalen Lagerung der Vorrichtung verhindert wird. In dieser Darstellung auf der rechten Seite schließt sich der oberste Körper der erfindungsgemäßen Vorrichtung an. In dieser Richtung ist das Auffanggefäß 32 beispielsweise mittels einer Siegelfolie verschlossen, die im Zuge der Prozessierung geöffnet wird, wie es anhand von 1 beispielhaft erläutert wurde.
3A/B zeigt in Längsschnittdarstellungen ein weiteres Beispiel für ein reversibles Absperrmittel in Form eines sogenannten Duckbill-Ventils 40. Das Duckbill-Ventil 40 ist insbesondere als reversibles Absperrmittel für ein Probenaufgabegefäß geeignet. Der Probenauftrag erfolgt in dieser Darstellung von unten. Das eigentliche Probenaufgabegefäß schließt sich dann im oberen Teil der Abbildung an und ist hier nicht näher gezeigt. Das Duckbill-Ventil 40 umfasst einen elastischen Einsatz 41 in Form eines ringförmigen, konzentrisch zulaufenden „Entenschnabels“. Im Ausgangszustand (3A) ist das Ventil 40 durch den elastischen Einsatz 41 geschlossen. Wenn von unten her eine Probe unter Druck eingebracht wird (3B) gibt der Einsatz 41 nach und die Probe kann in das Probenaufgabegefäß (in Pfeilrichtung) gelangen. Nach dem Probenauftrag zieht sich der Einsatz 41 wieder zusammen, und ein Rückfluss der Probe aus dem Probenaufgabegefäß heraus ist nicht mehr möglich (3A).
4A/B zeigt in Längsschnittdarstellungen ein weiteres Beispiel für ein reversibles Absperrmittel, das insbesondere für ein Probenaufgabegefäß geeignet ist. Das hier gezeigte sogenannte Umbrella-Ventil 50 als reversibles Absperrmittel verschließt ein Probenaufgabegefäß, das sich im oberen Teil der Abbildung anschließt (hier nicht gezeigt). Das Ventil 50 umfasst einem ringförmigen, für Flüssigkeiten im Prinzip durchlässigen Ausschnitt 51 in einer Wandung. Dieser ringförmige Ausschnitt 51 wird von einem „Schirm“ eines aus einem flexiblen Material gefertigten Einsatzes 52 verschlossen (4A). Der Probenauftrag erfolgt in dieser Darstellung von unten (4B). Die Probe wird aufgetragen und der dadurch bewirkte Druck öffnet den Schirm des Einsatzes 52 bzw. lässt den Schirm umklappen, so dass die Probe in das darüber liegende Probenaufgabegefäß (nicht dargestellt) gelangen kann. Anschließend legt sich der Schirm des Einsatzes 52 wieder über die ringförmige Öffnung 51 und ein Rückfluss der Probe wird verhindert (4A).
5A/B zeigt in Längsschnittdarstellungen ein weiteres Beispiel für ein reversibles Absperrmittel in Form eines sogenannten X-Ventils 60. Das X-Ventil 60 ist insbesondere als reversibles Absperrmittel für ein Probenaufgabegefäß geeignet. Der Probenauftrag erfolgt in dieser Darstellung von oben. Das eigentliche Probenaufgabegefäß schließt sich dann im unteren Teil der Abbildung an und ist hier nicht näher gezeigt. Das X-Ventil 60 umfasst einen Einsatz 61, der auf einem ähnlichen Prinzip wie eine Herzklappe basiert. Im Ausgangszustand (5A) ist das Ventil 60 durch die Strukturen des Einsatzes 61 geschlossen. Wenn von oben her eine Probe unter Druck eingebracht wird (5B) öffnen sich die Strukturen des Einsatzes 61 und die Probe kann in das Probenaufgabegefäß (in Pfeilrichtung) gelangen. Nach dem Probenauftrag, also bei nachlassendem Druck, bewegen sich die Strukturen des Einsatzes 61 wieder in ihre Ausgangsposition zurück, und ein Rückfluss der Probe aus dem Probenaufgabegefäß heraus ist nicht mehr möglich (5A).
6A/B zeigt in Längsschnittdarstellungen ein weiteres Beispiel für ein reversibles Absperrmittel in Form eines sogenannten Mini-Ventils 70, das insbesondere als reversibles Absperrmittel für ein Probenaufgabegefäß geeignet ist. Das Mini-Ventil 70 verschließt ein Probenaufgabegefäß, das sich im oberen Teil der Abbildung anschließt (hier nicht gezeigt). Das Mini-Ventil 70 umfasst ein kugelförmiges Element 71, das beweglich innerhalb eines Ventilraums 72 gelagert ist. Die Wandung des Ventilraums 72 ist so gestaltet, dass in der Ausgangsstellung (6A) das Ventil 70 für Flüssigkeiten, die in Pfeilrichtung auf das Ventil 70 stoßen, nicht durchlässig ist. Der Probenauftrag erfolgt von unten her (6B). Durch das Einbringen von Flüssigkeit in Pfeilrichtung verschiebt sich das kugelförmige Element 71 nach oben und setzt hierbei eine Öffnung für einen Flüssigkeitsdurchtritt frei. Nach Beendigung des Probenauftrags legt sich das kugelförmige Element 71 wieder im unteren Teil des Ventilraums 72 an und verschließt das Ventil, so dass ein Rückfluss verhindert wird (6A).
7 zeigt eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei hier in schematischer Weise der obere Körper 81 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt ist. Das Probenaufgabegefäß innerhalb des Körpers 81 ist mit einem Septum 80, also einer Membran, verschlossen. Das Septum 80 stellt das reversible Absperrmittel gemäß der Erfindung dar. Das Septum 80 kann mittels einer Spritze oder Pipette 82 durchstoßen werden, so dass die Probe in das Probenaufgabegefäß eingebracht werden kann. Nach dem Herausziehen der Spritze oder Pipette 82 verschließt sich das Septum 80 wieder, so dass ein Entweichen der Probe aus dem Probenaufgabegefäß des Körpers 81 verhindert wird.
8 zeigt ein weiteres bevorzugtes Beispiel für die Ausgestaltung eines oberen Körpers 91 für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die mit einem reversiblen Absperrmittel für das Probenaufgabegefäß ausgestattet ist. Der Körper 91 weist eine Deckelung 93 auf. Im Bereich des Probenaufgabegefäßes ist die Deckelung 93 mit einer sogenannten Luer-Lock-Einrichtung 90 ausgestattet. Hierbei handelt es sich um ein genormtes Verbindungssystem für Schlauchsysteme. Durch Verbinden mit einer Spritze 92 oder vergleichbarem, die mit dem entsprechenden Gegenstück für den Luer-Lock-Verschluss 90 ausgestattet ist, kann der Probenauftrag über die Spritze 92 in das Probenaufgabegefäß erfolgen. Anschließend wird die Spritze 92 wieder abgetrennt und der Luer-Lock-Verschluss 90 ist verschlossen, sodass ein Auslaufen der Probe aus dem Körper 91 verhindert wird.
Die 9, 10 und 11 zeigen jeweils in schematischer Weise eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der ein Auffanggefäß für prozessierte Flüssigkeiten schematisch dargestellt ist, wobei dieses Auffanggefäß erfindungsgemäß mit einem reversiblen Absperrmittel ausgestattet ist. Ein Probenaufgabegefäß ist in diesen Darstellungen nicht dargestellt. Das Probenaufgabegefäß ist jedoch vorzugsweise ebenfalls mit einem reversiblen Absperrmittel ausgestattet, wie es beispielsweise anhand der 2 bis 8 illustriert wurde.
9 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 mit einem oberen Körper 111, einem mittleren Körper 112 und einem unteren Körper 113. Der Probenauftrag erfolgt in ein Probenaufgabegefäß innerhalb des oberen Körpers 111 und ist in dieser Darstellung nicht näher illustriert. Im unteren Körper 113 ist ein Auffanggefäß 120 für prozessierte Flüssigkeiten vorgesehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein übliches PCR-Reaktionsgefäß oder Eppendorf-Reaktionsgefäß handeln, das in eine entsprechende Kavität des unteren Körpers 113 eingesetzt wird und nach der abgeschlossenen Prozessierung wieder entnommen werden kann. Die Öffnung des Auffanggefäßes 120 ist mit einem hier schematisch dargestellten reversiblen Absperrmittel 121 versehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Ventil handeln, wie es anhand der 2 bis 6 in beispielhafter Weise erläutert wurde und das nur eine Flussrichtung erlaubt, oder um eine Membran, die erst ab einer bestimmten Zentrifugalbeschleunigung für Flüssigkeiten durchlässig ist. In einer anderen Ausgestaltung handelt es sich bei dem reversiblen Absperrmittel 121 beispielsweise um eine Deckelmechanik, die mittels der Kugelschreibermechanik der Vorrichtung 100 betätigt wird, wobei am Ende des Prozessierungsprotokolls die Mechanik für den Deckel aktuiert wird, so dass nach dem Auffangen der Zielflüssigkeit in dem Auffanggefäß 120 der Deckel geschlossen wird. Auf diese Weise wird ein Auslaufen der Flüssigkeit aus dem Auffanggefäß 120 beispielsweise bei der Entnahme der Vorrichtung 100 aus der Zentrifuge sicher vermieden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das reversible Absperrmittel 121 in Form einer Membran realisiert, die erst ab einer bestimmten Zentrifugalkraft für Flüssigkeiten durchlässig ist. Diese erforderliche Mindestzentrifugalkraft wird während der Prozessierung erreicht, so dass die Zielflüssigkeit in das Auffanggefäß 120 laufen kann. Nach Abschluss der Zentrifugation ist die Membran nicht mehr für Flüssigkeiten durchlässig, so dass ein Entweichen der Flüssigkeit aus dem Auffanggefäß 120 verhindert wird.
10 zeigt ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 200 mit einem ersten Körper 211, einem mittleren Körper 212 und einem unteren Körper 213. Im unteren Körper 213 ist ein Auffanggefäß 220 für prozessierte Flüssigkeit vorgesehen. Ein Entweichen der Flüssigkeit aus dem Auffanggefäß 220 wird in dieser Ausgestaltung durch einen verbreiterten Rand 221 des Auffanggefäßes 220 realisiert. Der Rand 221 ist so ausgestaltet ist, dass ein Rückfluss verhindert wird. Hierbei wird der verbreiterte Rand 221 mit einer Verdickung der Wände kombiniert, so dass der Kanal für einen Flüssigkeitsfluss verengt wird. Die beispielhaft dargestellten, weiteren Ausgestaltungen 230, 240, 250 eines Auffanggefäßes zeigen unterschiedliche Formen der Ausgestaltung der Randverdickung 231 (dreieckig), 241 (rechteckig) und 251 (oval).
11 zeigt ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 300 mit einem oberen Körper 311, einem mittleren Körper 312 und einem unteren Körper 313. Im unteren Körper 313 ist ein Auffanggefäß 320 für prozessierte Flüssigkeiten angeordnet. Das Auffanggefäß 320 hat die Form eines üblichen PCR-Reaktionsgefäßes oder eines Eppendorf-Reaktionsgefäßes. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Auffanggefäß 320 in einem Winkel α zwischen 0 und 90°, insbesondere zwischen 45° und 55°, im Verhältnis zur Längserstreckung (gestrichelte Linie) der Vorrichtung 300 angeordnet. Durch diese abgewinkelte Positionierung des Auffanggefäßes 320 innerhalb der Vorrichtung wird ein Auslaufen von Flüssigkeit aus dem Auffanggefäß 320 bei einer mehr oder weniger horizontalen Lagerung der Vorrichtung 300 verhindert.
Die 12 bis 15 illustrieren in schematischer Weise Ausgestaltungsmöglichkeiten eines reversiblen Absperrmittels, das über Zentrifugalkräfte betätigt wird. 12 zeigt den mittleren Körper 412 und den unteren Körper 413 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 400. Im unteren Körper 413 ist ein Auffanggefäß 420, beispielsweise in Form eines üblichen Eppendorf-Reaktionsgefäßes, vorgesehen. Im unteren Bereich des mittleren Körpers 412 ist ein Deckel 421 für das Auffanggefäß 420 angeordnet. Die Strukturen für den Verdrehmechanismus der Vorrichtung 400 können so ausgestaltet sein, dass sich der mittlere Körper 412 in Abhängigkeit von den wirkenden Zentrifugalkräften um seine Längsachse drehen kann. Der untere Körper 413 ist drehfest. Durch die Verdrehung des mittleren Körpers 412 im Zuge der zentrifugalkraftgesteuerten Prozessierung der Vorrichtung 400 kann beispielsweise im letzten Prozessierungsschritt der mittlere Körper in die Position gebracht werden, in der der Deckel 421 das Auffanggefäß 420 verschließt. In entsprechender Weise kann der mittlere Körper 412 drehfest und der untere Körper 413 drehbar gestaltet sein, sodass der Mechanismus andersherum funktioniert. 13 zeigt ein vergleichbares Beispiel für eine Vorrichtung 500 mit einem mittleren Körper 512, einem unteren Körper 513 und einem zusätzlichen, dazwischen liegenden Körper 515, der mit einem Deckel 521 ausgestattet ist. Im unteren Körper 513 ist ein Auffanggefäß 520 vorgesehen. Die Vorrichtung 500 kann so ausgestaltet sein, dass sich der mittlere Körper 512 und der untere Körper 513 um ihre Längsachse drehen können, während der zusätzliche Körper 515 drehfest ist. Durch entsprechende Bestätigung der Verdrehmechanik kann die Position der Körper 515 und 513 so zueinander ausgerichtet werden, dass das Auffanggefäß 520 mit dem Deckel 521 verschlossen wird. In entsprechender Weise können der mittlere Körper 512 und der untere Körper 513 drehfest und der zusätzliche Körper 515 drehbar gestaltet sein, sodass der Mechanismus andersherum funktioniert.
In einer Weiterbildung der in 12 gezeigten Ausgestaltung kann der Deckel 421 mit einer Feder (nicht dargestellt) vorgespannt sein. Auf dem unteren Körper 413 liegt auf der Seite, die dem Körper 412 zugewandt ist, ein Gitter (nicht dargestellt) oder Vergleichbares auf, das eine Aussparung in der Größe der Öffnung des Auffanggefäßes 420 aufweist. Das Gitter hält damit den Deckel 421 in der vorgespannten Position. Wenn durch relative Verdrehung der Körper 412 und 413 zueinander der Deckel 421 auf den offenen Bereich des Gitters stößt, entspannt sich die Feder, der Deckel 421 „schnappt“ nach unten und verschließt das Auffanggefäß 420.
In einer weiteren Ausgestaltung 600 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in 14 illustriert ist, steht das Auffanggefäß 620 im unteren Körper 613 unter einer Vorspannung durch eine vorgespannte Feder 617. Der Deckel 621 für das Auffanggefäß 620 befindet sich am mittleren Körper 612. Zwischen dem mittleren und dem unteren Körper befindet sich ein Körper 615 mit einem Gitter, das in einem Bereich eine Aussparung 616 in Form der Öffnung der Auffanggefäßes 620 bzw. des Deckels 621 aufweist, wobei die Aussparung im Durchmesser etwas vergrößert sein kann. Beispielsweise ist der mittlere Körper 612 und der untere Körper 613 drehfest, und der dazwischen liegende Körper 615 mit dem Gitter ist drehbar. Wenn durch die Verdrehung des Körpers 615 die Aussparung 616 des Gitters sich in der Position der Öffnung des Auffanggefäßes befindet (wie in 14 dargestellt), entspannt sich die Feder 617, sodass das Auffanggefäß nach oben „schnappt“ und es zu einem Verschluss mit dem Deckel 621 kommt. Dieser Mechanismus kann in entsprechender Weise auch so ausgestaltet sein, dass der mittlere Körper 612 und der unterer Körper 613 drehbar und der Körper 615 mit dem Gitter drehfest sind.
In einer weiteren Ausgestaltung 700 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in 15A/B dargestellt ist, wird ein Deckel 721, der in dem zusätzlichen Körper 715 vorgesehen ist, mit Hilfe einer Stanze 718, die in den mittleren Körper 712 integriert ist, bei entsprechender Position der Körper 712, 715 und 713 zueinander herausgestanzt. Hierfür ist die Stanze 718, die nicht zwingend scharf sein muss, zunächst durch die Feder 717 vorgespannt (15A). Der Körper 715 hält diese Vorspannung solange, bis sich der herausstanzbare Deckel 721 direkt unterhalb der Stanze 718 befindet (15B). Mit Hilfe der Federspannung drückt die Stanze 718 dann den Deckel 721 nach unten, sodass der Deckel 721 das darunter positionierte Auffanggefäß 720 im unteren Körper 713 verschließen kann. In der hier illustrierten Ausgestaltung ist der mittlere Körper 712 und der untere Körper 713 drehbar und der dazwischen liegende Körper 715 ortsfest. In entsprechender Weise können der mittlere Körper 712 und der untere Körper 713 ortsfest und der dazwischen liegende Körper 715 drehbar sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010003223 A1 [0002, 0003]

Claims

Vorrichtung (100; 200; 300) zur automatisierten Prozessierung von Flüssigkeiten, wobei die Vorrichtung wenigstens zwei Körper (81; 91; 111, 112, 113; 211, 212, 213; 311, 312, 313) aufweist, wobei die Körper innerhalb einer umgebenden Hülsenstruktur axial übereinander angeordnet sind und in Abhängigkeit von einer Zentrifugalkraft oder einer gleichwirkenden Kraft gegeneinander verdrehbar sind, wobei in den Körpern wenigstens ein Probenaufgabegefäß und wenigstens ein Auffanggefäß (120; 220; 320) für eine prozessierte Flüssigkeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenaufgabegefäß und/oder das Auffanggefäß (120; 220; 320) jeweils wenigstens ein reversibles Absperrmittel (30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 121; 221; 231; 241; 251) aufweisen und/oder dass das wenigstens eine reversible Absperrmittel (421; 521; 621; 721) dem Probenaufgabegefäß und/oder dem Auffanggefäß (420; 520; 620; 720) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das reversible Absperrmittel ein Ventil (30; 40; 50; 60; 70), insbesondere ein wiederverschließbares Ventil, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das reversible Absperrmittel ein einseitig offenes Ventil (30; 40; 50; 60; 70) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das reversible Absperrmittel eine Membran (80), insbesondere eine mikroporöse Membran, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (80) eine Membran auf der Basis von Polytetrafluorethylen, insbesondere von expandiertem Polytetrafluorethylen, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (80) eine beschichtete Membran ist, wobei vorzugsweise die Membran mit Polytetrafluorethylen beschichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran nur oberhalb einer vorgebbaren Zentrifugalbeschleunigung für Flüssigkeiten durchlässig ist.
Vorrichtung (100; 400; 500; 600; 700) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reversible Absperrmittel von einem Deckel (121; 421; 521; 621; 721) für das Probenaufnahmegefäß oder das Auffanggefäß (120; 420; 520; 620; 720) gebildet wird, der in Abhängigkeit von einer Zentrifugalkraft oder einer gleichwirkenden Kraft geschlossen wird.
Vorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reversible Absperrmittel (221; 231; 241; 251) für das Probenaufnahmegefäß und/oder das Auffanggefäß (220; 230; 240; 250) von einem verbreiterten und/oder verstärkten Rand des Probenaufnahmegefäßes und/oder des Auffanggefäßes gebildet wird.
Vorrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenaufnahmegefäß und/oder das Auffanggefäß (320) in einem Winkel zwischen 0° und 90°, insbesondere zwischen 45° und 55°, im Verhältnis zur Längserstreckung der Vorrichtung innerhalb der Vorrichtung angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reversible Absperrmittel eine Filterfritte umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reversible Absperrmittel ein flüssigkeitsabsorbierendes Material umfasst, wobei das flüssigkeitsabsorbierende Material vorzugsweise auf einem Copolymer aus Acrylsäure und Natriumacrylat basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssigkeitsabsorbierende Material das reversible Absperrmittel für ein Auffanggefäß für eine zu verwerfende Flüssigkeit vorgesehen ist.