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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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Um die Messergebnisse nicht zu verfälschen, muss bei der Verwendung von Barrieren sichergestellt sein, dass die zu analysierenden Stoffe den Well im Bereich seiner endseitigen Öffnung nur durch die Barriere hindurch verlassen können bzw. umgekehrt nur durch die Barriere hindurch in den Well eindringen können. Nicht gewünscht ist in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die Stoffe die Barriere seitlich im Befestigungsbereich zwischen Well und Barriere umgehen können. Insbesondere bei mehrschichtigen Barrieren mit zwei Außenlagen und mindestens einer zwischen diesen angeordneten Zwischenlage sollte zudem vermieden werden, dass, insofern die Ränder der Barriere nicht versiegelt sind, die Stoffe ungewollt seitlich in die Barriere bzw. insbesondere in die Zwischenlage eindringen 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, die diesen Anforderungen gerecht werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Multiwellplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Danach verfügt die durchlässige Barriere der Multiwellplatte über mindestens zwei Außenlagen (eine Außenlage ist dem von dem Hohlkörper umgebenen Hohlraum zugewandt, die andere von diesem abgewandt) und mindestens eine, zwischen diesen angeordnete, bevorzugt (zäh-)flüssige Zwischenlage. Jede der beiden Außenlagen der Barriere ist jeweils (einzeln) dauerhaft mit dem Hohlkörper des jeweiligen Wells verbunden mittels einerseits an dem Hohlkörper, andererseits an der jeweiligen Außenlage, insbesondere in deren jeweiligem Randbereich, anhaftendem Klebstoff.
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Indem jede der beiden Außenlagen der Barriere mittels des Klebstoffs eigenständig mit dem Hohlkörper verbunden ist, ist die Möglichkeit eröffnet, durch geeignete Platzierung des Klebstoffs an dem Hohlkörper eine Abdichtung zu schaffen, die verhindert, dass die zu analysierenden Stoffe die Barriere seitlich im Befestigungsbereich zwischen Well und Barriere umgehen können. Zudem kann durch eine solche Abdichtung verhindert werden, dass die Stoffe die Ränder der Barriere seitlich entweder von oben oder unten erreichen können.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird in Abstraktion des vorgenannten erfinderischen Gedankens des Weiteren durch Anspruch 18 gelöst. Danach ist 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 solche durchlässige Barriere mit den beiden Außenlagen und der mindestens einen Zwischenlage in der oben beschriebenen Weise an dem Hohlkörper zu befestigen.
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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 zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist in Anspruch 11 enthalten. Danach ist ein lösbarer Einsatz zum Einführen in einen Well einer Multiwellplatte vorgesehen, der einen entsprechenden Hohlkörper mit einer solchen Barriere aufweist, die auf die genannte Art an dem Hohlkörper befestigt ist. 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 ausgebildeter und befestigter 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 gemäß einer ersten bevorzugten Konkretisierung des Grundgedankens der Erfindung vorgesehen, dass die Randbereiche der beiden Außenlagen der Barriere mittels des Klebstoffs jeweils derart mit dem Hohlkörper verbunden sind, dass der Klebstoff jeweils eine Dichtung zwischen dem jeweiligen Außenlagerand und dem Hohlkörper bildet, wobei die (Klebstoff-)Dichtungen verhindern, dass Flüssigkeit zwischen dem jeweiligen Außenlagerand und dem Hohlkörper hindurchtreten kann, und/oder dass Flüssigkeit zur Schmalseite der Barriere dringen kann.
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In weiterer Konkretisierung des Erfindungsgedanken kann vorgesehen sein, dass der den Hohlkörper und die jeweilige Außenlage verbindende Klebstoff jeweils im Bereich des freien Endes des Hohlkörpers an diesem anhaftet, insbesondere an einer umlaufenden Bodenseite (bzw. Unterseite des Hohlkörpers) des Hohlkörpers bzw. am freien Ende desselben.
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Dabei verfügt die Bodenseite vorzugsweise über keine ebene Oberfläche, sondern weist Bereiche mit sich unterscheidender Topographie auf; nicht zuletzt, um die Klebeverbindung zu optimieren.
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So kann die Bodenseite über eine umlaufende Vertiefung verfügen, in der eine Teilmenge des Klebstoffs oder der gesamte Klebstoff angeordnet ist, der die dem Hohlraum des Hohlkörpers zugewandte Außenlage mit der Bodenseite verbindet.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung verfügt die Bodenseite über einen umlaufenden Bodenrand, im Vergleich zu dem die anderen Bereiche der Bodenseite axial zurückspringen, und der die Barriere radial außen bzw. seitlich umgibt. Bevorzugt wird die umlaufende Vertiefung der Bodenseite radial außen durch den umlaufenden Bodenrand begrenzt.
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Der Klebstoff, der die von dem Hohlraum des Hohlkörpers abgewandte Außenlage der Barriere mit dem Hohlkörper verbindet, haftet vorzugsweise mindestens teilweise an dem umlaufenden Bodenrand an.
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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 die restlichen Bereiche der Bodenseite nach unten hin 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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Weiter vorzugsweise ist die umlaufende Vertiefung der Bodenseite radial innen begrenzt durch einen umlaufenden Stützrand, der gegenüber dem umlaufenden Bodenrand axial zurückspringt und auf der die dem Hohlraum zugeordnete Außenlage der Barriere aufliegt. Dabei haftet der Klebstoff, der die dem Hohlraum des Hohlkörpers zugewandte Außenlage der Barriere mit dem Hohlkörper verbindet, mindestens teilweise an dem umlaufenden Stützrand an.
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Was die Barriere selbst betrifft, so kann sie als Membran ausgebildet sein.
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Sie kann permeabel oder semipermeabel sein für flüssige und/oder gasförmige Stoffe.
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Wichtig ist, wie oben bereits betont, dass die Barriere über zwei (separate) Außenlagen, verfügt sowie ein oder mehrere (separate) Zwischenlagen. Insbesondere können alle oder mehrere der Lagen, insbesondere die beiden Außenlagen, als Folien ausgebildet sein.
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Vorzugsweise sind die beiden Außenlagen aus demselben Material hergestellt (beispielsweise Zellglas), die Zwischenlage aus einem anderen Material (beispielsweise aus Lipiden).
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Vorteilhafterweise ist die Barriere im Übrigen derart an dem Hohlkörper angebracht, dass sie schräg zur Axialen verläuft bzw. zur Axialen geneigt ist.
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Zweckmäßigerweise verläuft in diesem Fall auch das die Bodenseite umfassende freie Ende des Hohlkörpers, in dessen Bereich die Barriere bevorzugt angebracht ist, schräg zur Axialen bzw. zur Axialen geneigt.
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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 anderer Formen sind grundsätzlich denkbar.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels 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 Einzelheit der Multiwellplatte der 2b), 2d) in vergrößerter Schnittdarstellung,
- 4 eine Einzelheit der 3 in nochmals vergrößerter Darstellung,
- 5a)- 5c) 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 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 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 mehrlagigen, für gas- und/oder flüssige Stoffe durchlässigen Barriere 30.
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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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Die Barriere 30 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel gegenüber der Axialen des Hohlkörpers 20 bzw. dessen Längsmittelachse schräg angeordnet. Dies muss aber nicht so sein.
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Die Barriere 20 weicht dabei 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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Die Barriere 30 verfügt im vorliegenden Fall über drei Schichten bzw. Lagen, nämlich zwei Außenlagen 34a, 34b sowie eine zwischen diesen befindliche Zwischenlage bzw. Innenlage 36. Die Barriere 30 kann aber auch mehr als drei Schichten aufweisen.
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Besonders wichtig ist nun die Befestigung der Barriere 30 an dem Well 18.
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Zu diesem Zweck ist eine (umlaufende) Klebstoffportion 38a vorgesehen, die die Bodenseite 32 des Hohlkörpers 20 mit der dem Hohlraum des Hohlkörpers 20 zugewandten Außenlage 34a der Barriere 30 dauerhaft verbindet. Die Klebstoffportion 38a liegt dabei im Randbereich der Außenlage 34a haftend bzw. klebend an der Außenlage 34a an.
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Eine weitere (umlaufende) Klebstoffportion 38b dient zur Verklebung der anderen Außenlage 34b mit der Bodenseite 32.
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Wie insbesondere in 4 gut zu erkennen ist, ist in der Bodenseite 32 des Hohlkörpers 20 eine umlaufende Vertiefung 40 vorgesehen, in der die Klebstoffportion 38a sitzt. Die Vertiefung 40 ist vorliegend im Querschnitt bereichsweise kreisförmig bzw. gekrümmt ausgebildet, was im Vergleich zu einer ebenen Klebefläche zu einer relativ größeren Klebefläche führt.
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Die umlaufende Vertiefung 40 der Bodenseite 32 ist radial innen begrenzt durch einen umlaufenden Stützrand 44, der gegenüber dem umlaufenden Bodenrand 42 mindestens um die Dicke der Barriere 30 axial zurückspringt und auf dem die dem Hohlraum des Hohlkörpers zugeordnete Außenlage 34a der Barriere 30 aufliegt. Die Klebstoffportion 38b, die die dem Hohlraum des Hohlkörpers 20 zugewandte Außenlage 34a der Barriere 30 mit dem Hohlkörper 20 verbindet, haftet mindestens teilweise an dem umlaufenden Stützrand 44 an.
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Wie weiter zu erkennen ist, wird die Barriere 30 seitlich von einem umlaufenden Bodenrand 42 der Bodenseite 32 des Hohlkörpers 20 eingefasst, der die Barriere 30 radial außen bzw. seitlich umgibt, und der sich im Vergleich zu dem übrigen Bereich der Bodenseite 32 des Hohlkörpers 20 axial weiter nach unten erstreckt (im Querschnitt). Die Klebstoffportion 38b, die die Außenlage 34b mit dem Hohlkörper 20 verbindet, haftet dabei vorliegend innen an dem Bodenrand 42 an.
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Die beiden Randbereiche der beiden Außenlagen 34a, 34b sind mittels der Klebstoffportion 38a, 38b jeweils derart mit dem Hohlkörper 20 verbunden, dass die Klebstoffportionen 34a, 34b jeweils eine Dichtung bilden, die eine (recht-)winklig zu den beiden Außenlagen 34a, 34b verlaufende Schmalseite 44 der Barriere 30 flüssigkeitsundurchlässig nach außen abdichten.
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Hierdurch wird zum einen erreicht, dass Flüssigkeit aus den Wells 18 bzw. 22 nicht ungewollt in die Zwischenlage 36 eindringen kann. Zum anderen wird verhindert, dass Flüssigkeit seitlich durch einen Spalt 46 zwischen dem Hohlkörper 20, insbesondere dem Bodenrand 42, und dem Außenrand der Barriere 30 fließen kann und so unter Umgehung der Barriere 30 von dem Well 22 in den Well 18 gelangen kann (bzw. umgekehrt). Mit anderen Worten ist sichergestellt, dass Flüssigkeit immer die Barriere 30 vollständig durchdringen muss, wenn sie von dem Well 18 in den Well 22 fließen möchte (oder umgekehrt).
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Eine in der oben dargestellten Weise an dem Well 18 bzw. dem Hohlkörper 20 befestigte 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 54 sein, vgl. 5a)-5c), 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 48 mit Befüllöffnung 50 auf, mit Bodenöffnung 52, mit diese überdeckender, bevorzugt aber nicht zwingend schräg gestellter durchlässiger Barriere wie in den 3 und 4 (nicht gezeigt), mit Bodenseite 60 etc.
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Ein solcher Einsatz 54 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 54 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 50 in den Einsatz 54 bzw. den Hohlkörper 48 des Einsatzes 54 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 54 (bzw. in dieser gelöste Stoffe) können anschließend durch die Barriere des Hohlkörpers 48 bzw. Einsatzes 54 in die jeweils andere Lösung diffundieren.
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Vorliegend sind an der Außenseite des Hohlkörpers 48 des Weiteren (Längs-)Rippen 56 erkennbar, die jeweils nach dem Einführen des Einsatzes 54 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 56 sorgen für eine Zentrierung des Einsatzes 54 bzw. des Hohlkörpers 48 in dem Hohlkörper 20 des Wells 18 der Multiwellplatte 14.
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Der lösbare Einsatz 54 verfügt schließlich noch über einen dessen Befüllöffnung 50 umgebenden Auflagerand 58, der in dem eingeführten Zustand des Hohlkörpers 48 in den Well 18 an einem die Befüllöffnung 26 des Hohlkörpers 20 des Wells 18 umgebenden Befüllöffnungsrand anliegt und hierdurch ein weiteres Eintauchen des Hohlkörpers 48 des Einsatzes 54 in den Hohlkörper 20 des Wells 18 verhindert.
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Auch der Einsatz 54 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
- 22
- Well
- 24
- Zuführöffnung
- 26
- Befüllöffnung
- 28
- Bodenöffnung
- 30
- Barriere
- 32
- Bodenseite
- 34a
- Außenlage
- 34b
- Außenlage
- 36
- Zwischenlage
- 38a
- Klebstoffportion
- 38b
- Klebstoffportion
- 40
- Vertiefung
- 42
- Bodenrand
- 44
- Stützrand
- 46
- Spalt
- 48
- Hohlkörper
- 50
- Befüllöffnung
- 52
- Bodenöffnung
- 54
- Einsatz
- 56
- Rippen
- 58
- Auflagerand
- 60
- Bodenseite
