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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Multiwellplatte mit einer Mehrzahl von Wells, die jeweils über einen (einen Hohlraum umgebenden) Hohlkörper verfügen mit einer (unteren) endseitigen Öffnung an einem freien Ende desselben, die durch eine durchlässige Barriere überdeckt ist, einen Einsatz mit einer solchen Barriere für einen Well einer Multiwellplatte sowie einen Hohlkörper mit einer derartigen Barriere, insbesondere als Teil einer Multiwellplatte oder als Teil eines Einsatzes für eine Multiwellplatte.
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Multiwellplatten mit Membranen als durchlässige Barrieren sind bekannt. Sie dienen zur Untersuchung bzw. zur Analyse unterschiedlichster Stoffe (flüssig, gasförmig etc.) bzw. Proben, wie etwa biologischer Zellproben.
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Solche Multiwellplatten sind häufig Teil einer Multiwell-Testvorrichtung, die unter anderem eine Zuführschale umfasst, in der (ggf. in einzelnen eigenen Wells) eine Flüssigkeit vorhanden ist, in der vor der Durchführung der entsprechenden Analysen die die Barriere aufweisenden Endbereiche der Wells der Multiwellplatte eingetaucht werden. Beim Einführen der Wells in die Flüssigkeit werden nicht selten unmittelbar unterhalb der Barriere Luftblasen in der Flüssigkeit eingeschlossen, die die Analyseergebnisse verfälschen können. Nicht zuletzt, da sie durch die Barriere hindurch erfolgende Diffusionsvorgänge zwischen der Flüssigkeit in der Zuführschale und einer Flüssigkeit in dem Well der Multiwellplatte (und umgekehrt) behindern können.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Multiwellplatte, einen Einsatz für eine solche Multiwellplatte sowie einen Hohlkörper der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen diesem Problem begegnet werden kann.
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Diese Aufgabe wird zum einen gelöst durch eine Multiwellplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Danach ist vorgesehen, dass die durchlässige Barriere derart an dem Hohlkörper des jeweiligen Wells der Multiwellplatte angeordnet ist, dass sie im Bereich der endseitigen Öffnung des Hohlkörpers relativ zu der zentralen Längsmittelachse des Hohlkörpers nicht rechtwinklig , sondern geneigt bzw. schräg verläuft. Mit anderen Worten ist sie gegenüber dem Well bzw. dem Hohlkörper schräg gestellt. Als Längsmittelachse wird dabei eine Achse angesehen, die zentral im Inneren des Hohlkörpers (im Wesentlichen parallel zu der Hohlkörper- bzw. Wellwandung) verläuft. Dabei muss der Hohlkörper nicht rotationssymmetrisch zu dieser Achse sein, kann es aber in verschiedenen Abschnitten sein.
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Erfindungsgemäß wird hierdurch unter anderem erreicht, dass etwaige Luftblasen, die sich im Öffnungsbereich des Hohlkörpers unterhalb der Barriere einstellen könnten, auftriebsbedingt entlang der schräggestellten Barriere nach oben und dabei nach außen bis in den Bereich, der die endseitige Öffnung umgebenen Hohlkörperwandung wandern würden, sodass sie sich in der Regel - anders als dies im Stand der Technik möglich ist - nur noch teilweise oder gegebenenfalls gar nicht mehr im durch die Barriere überdeckten Öffnungsbereich des Hohlkörpers befinden würden. Im Außenbereich der Hohlkörperwandung bzw. des Wells, eventuell vollständig außerhalb des Öffnungsbereichs, stören solche Blasen die ablaufenden Diffusionsvorgänge regelmäßig deutlich weniger als im Öffnungsbereich des Hohlkörpers.
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In Abstraktion des vorgenannten erfinderischen Gedankens ist entsprechend Anspruch 15 vorgesehen, ganz allgemein bei einem Hohlkörper mit einer Zuführöffnung zum Zuführen eines flüssigen Stoffes an einem Ende und einer endseitigen Öffnung am anderen Ende - beispielsweise wie oben angedeutet bei einem Hohlkörper, der Teil einer Multiwellplatte ist -, eine durchlässige Barriere derart an dem Hohlkörper anzuordnen, dass sie im Bereich der endseitigen Öffnung relativ zu der zentralen Längsmittelachse des Hohlkörpers geneigt bzw. schräg verläuft.
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Ein solcher Hohlkörper kann Teil einer Multiwellplatte sein, wie oben angedeutet ist, aber auch Teil anderer entsprechender Geräte/Einrichtungen zur (Diffusions-)Analytik von Stoffen.
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Eine besondere eigenständige Anwendung des erfindungsgemäßen Grundgedankens ist in Anspruch 8 enthalten. Danach ist ein lösbarer Einsatz zum Einführen in einen Well einer Multiwellplatte vorgesehen, der einen entsprechenden Hohlkörper mit schräg gestellter durchlässiger Barriere aufweist. Ein solcher Einsatz kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn eine bestehende Multiwellplatte ohne Barrieren nur temporär zur Diffusionsanalytik mit Barriere verwendet werden soll. In diesem Fall können temporär ein oder mehrere Wells der Multiwellplatte mit einem bzw. jeweils einem Einsatz mit erfindungsgemäß schräggestellter Barriere ausgerüstet werden.
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Bevorzugt ist die Außenkontur des Hohlkörpers des Einsatzes direkt an dem Well der Multiwellplatte angepasst, dass der Hohlkörper in den Well bzw. einen Hohlkörper des Wells eintauchen kann.
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Unabhängig davon, ob der Hohlkörper Teil eines Wells einer Multiwellplatte, eines Einsatzes für einen Well einer Multiwellplatte oder anderer Bauteile zur Analyse von Stoffen ist, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Barriere um mehr als 5°, bevorzugt mehr als 10° von einem relativ zu der Längsmittelachse rechtwinkligen Verlauf abweicht.
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Vorzugsweise kann die Barriere an einer umlaufenden Boden- oder Stirnseite am freien Ende des Hohlkörpers befestigt sein, die im Wesentlichen in oder entlang einer Ebene verläuft, die zur Längsmittelachse geneigt ist.
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Die Bodenseite verfügt vorzugsweise über keine ebene Oberfläche, sondern weist Bereiche mit sich unterscheidender Topographie auf bzw. mehrere verschiedene umlaufende Bodenseitenflächen, ggf. auch mit unterschiedlicher Neigung bzw. mit unterschiedlicher Ausrichtung zur Längsmittelachse des Hohlkörpers.
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In weiterer Konkretisierung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Bodenseite eine umlaufende, insbesondere in derselben Neigung wie die Barriere verlaufende Bodenseitenfläche aufweist, an der die Barriere randseitig anliegt und befestigt ist, insbesondere mittels Klebstoff.
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Die umlaufende Bodenseitenfläche kann des Weiteren radial außen von einem umlaufenden Bodenrand der Bodenseite begrenzt sein, der die Barriere radial außen bzw. seitlich umgibt, wobei die Bodenseitenfläche gegenüber dem Bodenrand in Axialrichtung zurückspringt, insbesondere mindestens um die Dicke der Barriere.
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Insbesondere, wenn der umlaufende Bodenrand die Barriere nach unten hin axial überragt, kann dieser Rand einen Schutz für die Barriere bilden, wenn die Multiwellplatte im Gebrauch auf ebenen Abstellflächen oder dergleichen abgestellt werden sollte. Dann ist sichergestellt, dass nicht die Barrieren mit dieser Abstellfläche in Kontakt kommen, sondern der Bodenrand.
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Vorzugsweise überragt der umlaufende Bodenrand zudem sämtliche restlichen Bereiche der Bodenseite nach unten hin bzw. axial mindestens um die Dicke der Barriere. Dann kann sich die Barriere problemlos entlang dieser Bereiche zwischen dem umlaufenden Bodenrand erstrecken und den Bodenrand im Extremfall sogar kontaktieren.
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Was die Barriere selbst betrifft, so ist sie vorzugsweise permeabel oder semipermeabel für flüssige und/oder gasförmige Stoffe.
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Sie kann insbesondere als Membran ausgebildet sein.
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Weiter kann sie ein- oder mehrere Schichten bzw. Lagen aufweisen.
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Was den Hohlkörper betrifft, so ist er vorzugsweise, wie dies bei Wells häufig der Fall ist, mindestens abschnittsweise oder vollständig hohlzylindrisch ausgebildet. Aber auch andere Formen sind grundsätzlich denkbar.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigt:
- 1 eine Multiwell-Analyseeinrichtung in Schrägansicht,
- 2a) - 2c) die einzelnen Bestandteile der Analyseeinrichtung aus 1 in Schrägansicht,
- 2d) das Einzelteil aus 2b), nämlich eine Multiwellplatte, um 180° gedreht,
- 3 eine Schnittdarstellung eines Hohlkörpers eines Wells der Multiwellplatte mit unterhalb der Barriere (außen) angeordneter Luftblase,
- 4a)-4c) einen Einsatz für eine Multiwellplatte in Schrägansicht.
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Die Erfindung wird zunächst anhand einer Multiwell-Testvorrichtung 10 beschrieben, vgl. 1 - 3. Diese umfasst vorliegend eine Multiwellplatte 14, ein Unterteil bzw. eine Zuführschale 12 sowie ein Deckelteil 16.
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Die Multiwellplatte 14 sowie die anderen Einzelteile 12, 16 sind vorliegend (im Wesentlichen) als Kunststoff-Spritzgussteile ausgebildet.
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Die drei Einzelteile 12, 14, 16 der Multiwell-Testvorrichtung 10 können - wie in 1 angedeutet - übereinander gestapelt bzw. aufeinander gesetzt werden.
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Die Zuführschale 12 dient zur Aufnahme einer (ersten) Lösung oder Flüssigkeit oder dergleichen, in die die Wells 18 der Multiwellplatte 14 eintauchen können.
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Der in seiner äußeren Form auf die Multiwellplatte 14 abgestimmte Deckel 16 sorgt für einen oberen, im Wesentlichen flüssigkeitsdichten Abschluss der Multiwell-Testvorrichtung 10.
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Die Multiwellplatte 14 verfügt über eine Vielzahl von Wells 18, die jeweils einen einen (zylindrischen) Hohlraum seitlich einschließenden (zylindrischen) Hohlkörper 20 aufweisen. Jeder Well 18 bzw. jeder Hohlkörper erstreckt sich von einer Basisplatte der Multiwellplatte 14 nach unten und verfügt jeweils über eine Befüllöffnung 26 an seinem der Basisplatte 15 zugeordneten Ende. Die einzelnen Wells 18 bzw. Hohlkörper 20 verlaufen dabei parallel mit Abstand zueinander.
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Wenn die Multiwellplatte 14 auf die Zuführschale bzw. das Unterteil 12 gesetzt wird, tauchen die Hohlkörper 20 jeweils mit ihrem der Befüllöffnung 26 jeweils entgegengesetzten Ende in jeweils einen sich nach oben erstreckenden Well 22 der Zuführschale 12 ein. Die Wells 22 sind dazu in passender Weise matrixförmig an der Zuführschale 12 angeordnet bzw. Teil derselben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Wells 22 der Zuführschale 12 zur Aufnahme der Hohlkörper 20 jeweils als nach oben offener, allerdings ansonsten geschlossener Hohlkörper ausgebildet.
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Die Zuführschale 12 muss nicht zwingend über eine Vielzahl einzelner Wells 22 verfügen. Alternativ ist vielmehr auch denkbar, dass alle Wells 18 der Multiwellplatte 14 in einen gemeinsamen Well bzw. ein gemeinsames Behältnis der Zuführschale 12 eintauchen.
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Zur Befüllung der Wells 22 der Zuführschale 12 bei auf der Zuführschale 12 platzierter Multiwellplatte 14 verfügt die Basisplatte 15 der Multiwellplatte 14 jeweils direkt neben jedem Well 18 zusätzlich über eine Zuführöffnung 24, über die beispielsweise mit einer Pipette oder dergleichen Flüssigkeit in das darunter angeordnete Well 22 der Zuführschale 12 eingebracht werden kann.
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Jeder Well 18 verfügt neben der (oberen) Befüllöffnung 26 an einem (oberen) Ende über eine (untere) Bodenöffnung 28 am entgegengesetzten (unteren) Ende.
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Die Befüllöffnung 26 ist frei zugänglich, sodass in den Well 18 von oben Flüssigkeit eingebracht werden kann. Die Bodenöffnung 28 dagegen ist vollständig überdeckt von einer für gas- und/oder flüssige Stoffe durchlässigen Barriere 30, vgl. 3.
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Wenn die Multiwellplatte 14 auf der Zuführschale 12 sitzt, müssen demnach Stoffe, um von dem Well 22 in den Well 18 fließen zu können, zunächst die Barriere 30 durchdringen. Gleiches gilt für den umgekehrten Weg.
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Im Rahmen einer messtechnischen Verwendung der Multiwell-Testvorrichtung 10 kann dabei in an sich bekannter Weise in die Wells 18 eine (zweite) Lösung eingebracht werden. Die oben bereits erwähnte (erste) Lösung in den Wells 22 (bzw. darin gelöste Stoffe) und/oder die zweite Lösung in den Wells 18 (bzw. in dieser gelöste Stoffe) können anschließend durch die Barriere 30 in die jeweils andere Lösung diffundieren. Diese Diffusionsvorgänge werden messtechnisch erfasst und daraus Erkenntnisse über die Lösung bzw. die darin gelösten Stoffe gewonnen.
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Besonders wichtig ist die Anordnung bzw. Ausrichtung der Barriere 30. Diese ist gegenüber der Axialen des Hohlkörpers 20 bzw. dessen Längsmittelachse schräg angeordnet.
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Hierdurch wird erreicht, dass Luftblasen, die sich bei nicht schräger bzw. rechtwinkliger Ausrichtung zur Mittelachse im Öffnungsbereich des Hohlkörpers 20 bzw. im Bereich der Bodenöffnung 28 unmittelbar (mittig) unterhalb der Barriere 30 einstellen könnten, auftriebsbedingt entlang der schräggestellten Barriere nach oben und dabei nach außen bis in den Bereich der Hohlkörperwandung wandern würden, sodass sie sich in der Regel - anders als dies im Stand der Technik möglich ist - nur noch teilweise oder sogar überhaupt nicht mehr im Bereich der durch die Barriere 30 überdeckten Bodenöffnung 28 befinden würden, vgl. 3.
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Im Außenbereich des Wells 18 bzw. des Hohlkörpers 20, eventuell vollständig außerhalb des Bereichs der Bodenöffnung 28, stören solche Blasen 31 die ablaufenden Diffusionsvorgänge regelmäßig deutlich weniger als unmittelbar im Bereich der Bodenöffnung 28.
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Die Barriere 20 weicht vorzugsweise um mehr als 5°, bevorzugt mehr als 10° von einem relativ zu der Längsmittelachse rechtwinkligen Verlauf ab. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel um mehr als 20°.
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Vorliegend ist die Boden- oder Stirnseite 32 des Hohlkörpers 20, an der die Barriere 30 befestigt ist, im Ganzen in oder entlang einer zur Längsmittelachse des Hohlkörpers 20 geneigten Ebene ausgerichtet, deren Neigung der Neigung der Barriere 30 entspricht.
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In einer Querschnittsansicht entlang der Mittelebene, vgl. 3, erstreckt sich hierdurch jeweils einer von zwei entsprechenden, sich gegenüberliegenden Wandungsabschnitten 20a, 20b des Hohlkörpers 20, vorliegend der Wandungsabschnitt 20a, weniger weit nach unten als der gegenüberliegende Wandungsabschnitt, vorliegend der Wandungsabschnitt 20b (bzw. er springt axial zurück).
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Die nach unten zeigende(n) Bodenseitenfläche(n) der entlang der schräg verlaufenden Ebene ausgerichteten Bodenseite 32 muss/müssen dabei nicht zwingend ebenfalls schräg bzw. geneigt verlaufen. Vorliegend sind Bodenseitenflächen mit sich unterscheidender Topographie erkennbar bzw. mit unterschiedlicher Neigung bzw. unterschiedlicher Ausrichtung.
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So liegt die Barriere 30 konkret an einer umlaufenden (ringförmigen), mit derselben Neigung wie die Barriere 30 (gegenüber der Längsmittelachse des Hohlkörpers 20 bzw. der Axialen) verlaufenden Bodenseitenfläche der Bodenseite 32 an, nämlich einer Befestigungsfläche 34, und ist an dieser vorliegend mit Klebstoff befestigt.
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Die umlaufende Befestigungsfläche 34 ist radial außen bzw. seitlich von einem umlaufenden Bodenrand 36 der Bodenseite 32 begrenzt, der die Barriere 30 radial außen bzw. seitlich umgibt.
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Der Bodenrand 36 umfasst dabei als Bodenseitenfläche eine umlaufende (ringförmige) Bodenrandfläche 36a, die, anders als die Befestigungsfläche 34, nicht geneigt bzw. schräg zur Längsmittelachse verläuft, sondern rechtwinklig zu dieser.
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Die Befestigungsfläche 34 springt gegenüber der Bodenrandfläche 36a in Axialrichtung zurück, insbesondere mindestens um die Dicke der Barriere 30.
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Mit anderen Worten überragt der umlaufende Bodenrand 36 bzw. die Bodenrandfläche 36a die Barriere 30 nach unten hin axial und bildet auf diese Weise einen Schutz für die Barriere 30, wenn die Multiwellplatte 14 im Gebrauch auf ebenen Abstellflächen oder dergleichen abgestellt werden sollte. Dann ist sichergestellt, dass nicht die jeweilige Barriere 30 mit dieser Abstellfläche in Kontakt kommt, sondern der Bodenrand 36 bzw. dessen Bodenrandfläche 36a.
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Eine in der oben dargestellten Weise schräggestellte Barriere 30 kann aber nicht nur im Zusammenhang mit einem fest an einer Multiwellplatte 14 verbundenen Hohlkörper 20 vorteilhaft eingesetzt werden.
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Eine besondere eigenständige Anwendung kann beispielsweise ein Einsatz 38 sein, vgl. 4a)-4c), der zum lösbaren Einführen in einen Well einer Multiwellplatte gedacht ist.
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Als solcher weist auch er einen entsprechenden (vorliegend hohlzylindrischen) Hohlkörper 37 mit Befüllöffnung 40 auf, mit Bodenöffnung 42, mit diese überdeckender, schräg gestellter durchlässiger Barriere (nicht gezeigt), mit Bodenseite 44 etc.
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Ein solcher Einsatz 38 kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn eine bestehende Multiwellplatte ohne Barrieren nur temporär zur Diffusionsanalytik verwendet werden soll. In diesem Fall können temporär ein oder mehrere Wells der Multiwellplatte mit einem bzw. jeweils einem Einsatz mit erfindungsgemäß schräggestellter Barriere ausgerüstet werden. Beispielsweise ein oder mehrere Wells 18 der Multiwellplatte 14, insofern diese selbst über keine Barrieren 30 verfügen.
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Ein solcher Einsatz 38 kann dabei nach dem Einführen in einen solchen zugeordneten Well 18 der Multiwellplatte 14 kraft- und/oder formschlüssig in diesem sitzen.
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Im Rahmen der Verwendung der Multiwell-Testvorrichtung würde dann entsprechend über die Befüllöffnung 40 in den Einsatz 38 bzw. den Hohlkörper 37 des Einsatzes 38 die oben erwähnte (zweite) Lösung eingebracht werden. Die (erste) Lösung in der Zuführschale 12 bzw. in dem zugeordneten Well 22 der Zuführschale (bzw. darin gelöste Stoffe) und/oder die zweite Lösung in dem Einsatz 38 (bzw. in dieser gelöste Stoffe) können anschließend durch die Barriere des Hohlkörpers 37 bzw. Einsatzes 38 in die jeweils andere Lösung diffundieren.
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Vorliegend sind an der Außenseite des Hohlkörpers 37 des Weiteren Längsrippen 46 erkennbar, die jeweils nach dem Einführen des Einsatzes 38 in den Well 18 der Multiwellplatte 14 an dessen Hohlkörper 20 (innen) anliegen bzw. insbesondere kraftschlüssig mit dem Well 18/dem Hohlkörper 20 (temporär) verbunden sind.
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Die Längsrippen 46 sorgen für eine Zentrierung des Einsatzes 38 bzw. des Hohlkörpers 37 in dem Hohlkörper 20 des Wells 18 der Multiwellplatte 14.
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Der lösbare Einsatz 38 verfügt schließlich noch über einen dessen Befüllöffnung 40 umgebenden Auflagerand 48, der in dem eingeführten Zustand des Hohlkörpers 37 in den Well 18 an einem die Befüllöffnung 26 des Hohlkörpers 20 des Wells 18 umgebenden Befüllöffnungsrand anliegt und ein hierdurch weiteres Eintauchen des Hohlkörpers 37 des Einsatzes 38 in den Hohlkörper 20 des Wells 18 verhindert.
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Auch der Einsatz 38 ist im Übrigen bevorzugt (im Wesentlichen) als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Multiwell-Testvorrichtung
- 12
- Zuführschale
- 14
- Multiwellplatte
- 15
- Basisplatte
- 16
- Deckelteil
- 18
- Well
- 20
- Hohlkörper
- 20a
- Wandungsabschnitt
- 20b
- Wandungsabschnitt
- 22
- Well
- 24
- Zuführöffnung
- 26
- Befüllöffnung
- 28
- Bodenöffnung
- 30
- Barriere
- 31
- Blasen
- 32
- Bodenseite
- 34
- Befestigungsfläche
- 36
- Bodenrand
- 36a
- Bodenrandfläche
- 37
- Hohlkörper
- 38
- Einsatz
- 40
- Befüllöffnung
- 42
- Bodenöffnung
- 44
- Bodenseite
- 46
- Längsrippen
- 48
- Auflagerand
