DE102016219053A1

DE102016219053A1 - Magnetische Trennvorrichtung mit unkörperlicher Kopplung zwischen Magnetanordnung und deren Bewegungsantrieb

Info

Publication number: DE102016219053A1
Application number: DE102016219053.9A
Authority: DE
Inventors: Ingo Schwaiger; Hanspeter Romer
Original assignee: Hamilton Bonaduz AG
Current assignee: Hamilton Bonaduz AG
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2018-04-05
Also published as: CN109789427A; EP3519101B1; EP3519101A1; JP2019530573A; CN109789427B; JP7217228B2; US11413625B2; WO2018060137A1; US20200139379A1

Abstract

Eine magnetische Trennvorrichtung (10) zur Trennung magnetischer Partikel (66) aus einer Suspension weist: – einen Eintauchabschnitt (30), welcher zum zeitlich vorübergehenden Eintauchen in die Suspension ausgebildet ist, – eine sich längs einer Führungsbahn (F) erstreckende Führungsvorrichtung (16), – eine Magnetanordnung (18), welche durch die Führungsvorrichtung (16) zwischen einer näher beim Eintauchabschnitt (30) gelegenen Aktivposition und einer längs der Führungsbahn (F) weiter vom Eintauchabschnitt (30) entfernt gelegenen Inaktivposition verlagerbar geführt ist, so dass durch Verlagerung der Magnetanordnung (18) zwischen der Aktiv- und der Inaktivposition ein Magnetfeld im Bereich des Eintauchabschnitts (30) veränderbar ist, und – eine Antriebsvorrichtung (22, 50), durch welche die Magnetanordnung (18) zur Bewegung wenigstens in einer Richtung zwischen der Aktiv- und der Inaktivposition antreibbar ist, auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (22, 50) unkörperlich durch ein Kraftfeld oder/und ein Fluid Antriebskraft übertragend mit der Magnetanordnung (18) gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetische Trennvorrichtung zur Trennung magnetischer Partikel aus einer Suspension, wobei die Trennvorrichtung aufweist:

– einen Eintauchabschnitt, welcher zum zeitlich vorübergehenden Eintauchen in die Suspension ausgebildet ist,
– eine sich längs einer Führungsbahn erstreckende Führungsvorrichtung,
– eine Magnetanordnung, welche durch die Führungsvorrichtung zwischen einer näher beim Eintauchabschnitt gelegenen Aktivposition und einer längs der Führungsbahn weiter vom Eintauchabschnitt entfernt gelegenen Inaktivposition verlagerbar geführt ist, so dass durch Verlagerung der Magnetanordnung zwischen der Aktiv- und der Inaktivposition ein Magnetfeld im Bereich des Eintauchabschnitts veränderbar ist, und
– eine Antriebsvorrichtung, durch welche die Magnetanordnung zur Bewegung wenigstens in einer Richtung zwischen der Aktiv- und der Inaktivposition antreibbar ist.

Eine gattungsgemäße magnetische Trennvorrichtung ist aus der US 2011/0205835 A1 bekannt. Eine weitere magnetische Trennvorrichtung mit allen Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist aus der US 2006/0118494 A1 bekannt.
Derartige Trennvorrichtungen werden beispielsweise in chemischen, biochemischen oder/und pharmazeutischen Laboren verwendet, um in einer Suspension enthaltene magnetische Partikel aus der Suspension zu entfernen.
Derartige Suspensionen mit magnetischen Partikeln können beispielsweise zur Reinigung von DNA verwendet werden. Die magnetischen Partikel dienen dabei lediglich als Transportmittel und sind üblicherweise derart beschichtet, dass sich an die vom Partikel wegweisende Außenfläche der Beschichtung nur ein bestimmter Bestandteil der Suspension anlagern kann und wird, welcher dann mit dem Partikel zusammen aus der Suspension entfernt werden kann. Die magnetischen Partikel sind somit in der Regel nur zwecks der geplanten Entnahme von chemischem oder biologischem Material aus der Suspensionsflüssigkeit magnetisch.
Mit "magnetisch" ist ein Material bezeichnet, welches entweder magnetisierbar ist oder magnetisiert ist. In den meisten Anwendungsfällen der vorliegend diskutierten magnetischen Trennvorrichtung werden die magnetischen Partikel ferromagnetisches Material umfassen oder aus ferromagnetischem Material bestehen.
Eine weitere magnetische Trennvorrichtung ist aus der US 7799281 B2 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine magnetische Trennvorrichtung mit einer weichmagnetischen Spitze, die an ihrem vom Eintauchabschnitt entfernt gelegenen Längsende starr mit einem Führungsrohr der Führungsvorrichtung gekoppelt ist. In dem Führungsrohr ist ein Permanentmagnet als Magnetanordnung längs der Rohrachse bis zum Berührkontakt an die weichmagnetische Spitze annäherbar und von dieser entfernbar ist.
Der bewegliche Permanentmagnet ist längs der Führungsbahn polarisiert, sodass einer seiner Magnetpole in Berührkontakt mit der weichmagnetischen Spitze bringbar ist. Für die Dauer des Berührkontakts ist die weichmagnetische Spitze magnetisiert, während sie dann, wenn der Permanentmagnet mit Abstand von der weichmagnetischen Spitze angeordnet ist, im Wesentlichen unmagnetisiert ist. Diese bekannte magnetische Trennvorrichtung kommt somit im Bereich ihrer weichmagnetischen Spitze ohne elektrisch bestromte Bauteile aus, insbesondere ohne einen Elektromagneten, der häufig eine unerwünschte Wärmequelle in magnetischen Trennvorrichtungen darstellt.
Die mit der Achse des Führungsrohrs zusammenfallende Führungsbahn ist kollinear mit der Spitzenachse, um eine radial bezogen auf die Spitzenachse möglichst schlanke magnetische Trennvorrichtung bereitzustellen.
Aus der US 5 647 994 A ist eine magnetische Trennvorrichtung bekannt, bei welcher eine ringförmige Permanentmagnetanordnung eine Pipettierspitze radial außen umgibt und in Längsrichtung der Pipettierspitze durch ein mechanisches Gestänge manuell verlagerbar ist, um unterschiedliche Zonen der Pipettierspitze mit ihrem Magnetfeld zu beaufschlagen.
Die Magnetanordnungen aller oben genannten Druckschriften des Standes der Technik weisen einen Permanentmagneten auf. Die Magnetanordnungen sind mit ihrer jeweiligen Antriebsvorrichtung über eine im Führungsrohr aufgenommene und sich koaxial mit dem Führungsrohr erstreckende Stange oder im Falle der US 7799281 B2 alternativ über ein im Führungsrohr aufgenommenes und koaxial mit dem Führungsrohr verlaufendes Seil gekoppelt und somit zur Bewegung innerhalb des Führungsrohrs antreibbar. Die Trennvorrichtungen sind daher wenigstens in längs der Führungsbahn Bauraum fordernd. Ihre Magnetanordnungen zusammen mit der Kopplung an den jeweiligen Bewegungsantrieb – sofern überhaupt vorhanden – weisen außerdem eine verhältnismäßig große bewegte Masse auf, was die Magnetanordnungen träge beweglich macht.
Der vorliegenden Anmeldung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die gattungsgemäße magnetische Trennvorrichtung derart weiterzubilden, dass sie ohne übermäßig Bauraum zu benötigen eine schnelle Verlagerung der Magnetanordnung zwischen der Aktivposition und der Inaktivposition ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine gattungsgemäße magnetische Trennvorrichtung, deren Antriebsvorrichtung unkörperlich durch ein Kraftfeld oder/und ein Fluid Antriebskraft übertragend mit der Magnetanordnung gekoppelt ist.
Durch die unkörperliche Kopplung der Magnetanordnung mit der Antriebsvorrichtung über ein Kraftfeld oder/und ein Fluid kann die erfindungsgemäße magnetische Trennvorrichtung kompakt ohne großen Bauraumaufwand oder wenigstens mit geringerem Bauraumaufwand als im Stand der Technik realisiert werden. Die aus dem oben zitierten Stand der Technik bekannten Antriebskraft übertragenden mechanischen Mittel, wie Stange oder Seil, können entfallen, für diese muss somit kein Bauraum bereitgestellt werden. Die bewegte Masse ist somit bei unverändertem Magnetfeld der Magnetanordnung geringer.
Da die Magnetanordnung selbst wenigstens einen Magneten umfasst, sodass von ihr ein Magnetfeld ausgeht, ist als Antriebskraft übertragendes Kraftfeld ein Magnetfeld vorteilhaft. Das alternativ oder zusätzlich Antriebskraft übertragende Fluid kann grundsätzlich ein Gas oder eine Flüssigkeit sein. Flüssigkeit hat den Vorteil der Inkompressibilität, sodass mit einer Flüssigkeit spielfrei über beliebige, insbesondere beliebig geformte Fluidkanäle Antriebskraft von der Antriebsvorrichtung zur Magnetanordnung übertragen werden kann.
Als Fluid ist dennoch Gas bevorzugt, da dann eine Pipettiervorrichtung als Antriebsvorrichtung der magnetischen Trennvorrichtung genutzt werden kann. Pipettiervorrichtungen, wie sie für übliche Laborausstattungen ausgebildet sind, weisen nicht nur eine Druckveränderungsvorrichtung zur Veränderung des Drucks eines eigentlich zur Aspiration und Dispensation von Dosierflüssigkeiten bestimmten Arbeitsfluids auf, sondern weisen überdies Bewegungsantriebe zur Bewegung des Pipettierkanals längs der Pipettierkanalachse, längs welcher sich der Pipettierkanal erstreckt, sowie längs zweier sowohl zueinander als auch jeweils zur Pipettierkanalachse orthogonaler Bewegungsachsen auf. Somit kann die Pipettiervorrichtung nicht nur als fluidisch gekoppelte Antriebsvorrichtung der magnetischen Trennvorrichtung, sondern allgemein als Träger- und Bewegungsvorrichtung der magnetischen Trennvorrichtung dienen. Die Pipettiervorrichtung ist somit nutzbar, um die Trennvorrichtung im Bewegungsraum der Pipettiervorrichtung zu bewegen und so ein Eintauchen in die oben genannte Suspension, ein Ausfahren aus dieser und eine Bewegung parallel zu einer Labortischoberfläche zu realisieren, etwa um magnetisch aus der Suspension entfernte und am Eintauchabschnitt anhaftende Partikel an anderer Stelle wieder abzugeben. Bevorzugt ist hierfür die Pipettierkanalachse orthogonal zur Labortischoberfläche orientiert. Der Labortisch und seine Oberfläche können integraler Bestandteil der Pipettiervorrichtung sein.
Die Träger- und Bewegungsfunktion der Pipettiervorrichtung ist auch dann nutzbar, wenn die Antriebsvorrichtung nur durch das Kraftfeld mit der Magnetanordnung gekoppelt ist und somit eine fluidische Antriebskraftkopplung nicht besteht.
Durch die unkörperliche Kopplung der Antriebsvorrichtung mit der Magnetanordnung kann außerdem die Antriebsvorrichtung räumlich freier, d. h. unter Beachtung weniger Randbedingungen, als bei den aus dem Stand der Technik bekannten mechanischen Kopplungen der Antriebsvorrichtung mit der Magnetanordnung angeordnet werden.
Mit "Antriebsvorrichtung" ist dabei jene Vorrichtung der Trennvorrichtung bezeichnet, die die zur Verlagerung der Magnetanordnung zwischen der Aktivposition und der Inaktivposition benötigte Energie in der für die Verlagerung verwendeten Form bereitstellt. Dies kann im Falle einer Kraftfeld-Kopplung ein ein Magnetfeld als das Kraftfeld erzeugender Elektromagnet oder ein das Kraftfeld erzeugender verlagerbarer Permanentmagnet sein. Dies kann im Falle der fluidischen Kopplung eine beliebige Druckveränderungsvorrichtung sein, also etwa eine Pumpe, oder ein über ein Ventil zur Einwirkung auf die Magnetanordnung zu- und abschaltbarer Druckspeicher, wobei die Pumpe wiederum eine kontinuierlich arbeitende Pumpe oder eine Kolben-Zylinder-Anordnung sein kann. Im Falle einer kontinuierlich arbeitenden Pumpe kann deren Pumpwirkung wiederum unter Zwischenanordnung eines schaltbaren Ventils zu- und abschaltbar sein oder die Wirkung der Pumpe kann durch einfaches Ein- und Ausschalten der Pumpe zu- oder abschaltbar sein.
Wenn oben ausgesagt ist, dass eine Pipettiervorrichtung im Falle einer fluidischen Kopplung Antriebsvorrichtung der magnetischen Trennvorrichtung sein kann, so ist dies auf grobem Abstraktionsniveau richtig. Bei detaillierterer Betrachtung der Pipettiervorrichtung ist deren Druckveränderungsvorrichtung die Antriebsvorrichtung der magnetischen Trennvorrichtung, da diese die für die Verlagerung der Magnetanordnung notwendige Veränderung eines Fluiddrucks bereitstellt.
Um einen Laborbetrieb auf hohem hygienischen Niveau bereitstellen zu können, kann vorgesehen sein, dass die magnetische Trennvorrichtung eine die Magnetanordnung wenigstens in der Aktivposition orthogonal zur Führungsbahn nach radial außen und längs der Führungsbahn auf der der Inaktivposition abgewandten Seite umgebende Hülle aufweist. Somit kann eine Benetzung der Magnetanordnung durch die Suspension, in die der Eintauchabschnitt der Trennvorrichtung eintaucht, verhindert werden. Dies soll jedoch nicht bedeuten, dass eine derartige Benetzung verhindert werden muss. Ebenso kann beispielsweise daran gedacht sein, dass eine Benetzung der Magnetanordnung durch die Suspension zulässig ist und etwaig an der Magnetanordnung anhaftende Suspension oder aus der Suspension magnetisch herausgelöste Partikel bei einer Verlagerung der Magnetanordnung von der Aktivposition zur Inaktivposition hin von dieser weg abgestreift werden. Hierzu kann beispielsweise die Führungsvorrichtung eine Abstreiflippe aufweisen, welche derart vorgesehen ist, dass die Magnetanordnung bei einer Verlagerung von der Aktivposition in die Inaktivposition an ihr entlang streift.
Die Verwendung der Hülle als Schutzhülle und somit gleichsam als Benetzungsschutzschirm für die Magnetanordnung bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Trennvorrichtung ist gegenüber der zuvor beschriebenen Abstreiflösung jedoch wegen des höheren Hygienegrads bevorzugt. In diesem Falle kann ein der Aktivposition der Magnetanordnung näher gelegenes Längsende der Hülle als Eintauch-Längsende der Hülle den Eintauchabschnitt der Trennvorrichtung bilden. Es soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass der Eintauchabschnitt der Trennvorrichtung durch eine weichmagnetische Spitze gebildet ist, an welche die Magnetanordnung in der Aktivposition stärker angenähert ist als in der Inaktivposition, bevorzugt bis zum Berührkontakt angenähert ist.
Die Hülle kann dauerhaft an der Trennvorrichtung vorgesehen sein. In diesem Falle kann die Hülle nach einem Eintauchvorgang in eine Reinigungsstation verbracht, beispielsweise in eine Reinigungslösung eingetaucht, und dort von eventuell vorhandenen Suspensionsresten, zu denen auch in der Suspension aufgenommene Festkörperpartikel zählen, gereinigt werden.
Bevorzugt, weil hygienischer, ist dagegen die Hülle bestimmungsgemäß lösbar an der Trennvorrichtung vorgesehen. In diesem Falle ist die Hülle als Wegwerf- oder Einmal-Hülle für einen Eintauchvorgang an der Trennvorrichtung aufgenommen und wird nach Abschluss des den Eintauchvorgang umfassenden Arbeitsvorgangs von der Trennvorrichtung gelöst und für einen folgenden Arbeitsvorgang durch eine neue, saubere und bisher unbenutzte Hülle ersetzt.
Zur einfachen, aber genauen Handhabung der magnetischen Trennvorrichtung in einem Labor kann die Trennvorrichtung eine Kopplungsanordnung aufweisen, welche an einer ersten Kopplungsstelle als Führungs-Kopplungsstelle mit der Führungsvorrichtung gekoppelt ist und welche an einer von der ersten Kopplungsstelle verschiedenen zweiten Kopplungsstelle als Vorrichtungs-Kopplungsstelle zur lösbaren Kopplung mit einem Pipettierkanal einer Pipettiervorrichtung ausgebildet ist.
Wie oben bereits beschrieben wurde, kann die Pipettiervorrichtung wenigstens dazu verwendet werden, die magnetische Trennvorrichtung im an den Pipettierkanal angekoppelten Zustand dreidimensional im Bewegungsraum der Pipettiervorrichtung zu bewegen. Es wird dann keine gesonderte Manipulationsvorrichtung für die Trennvorrichtung benötigt, wenn das die Trennvorrichtung verwendende Labor bereits eine Pipettiervorrichtung besitzt.
Die gezielte Bewegung der Trennvorrichtung im Bewegungsraum der Pipettiervorrichtung ist sowohl für die Kraftfeld-Kopplung als auch für die Fluid-Kopplung zwischen Antriebsvorrichtung und Magnetvorrichtung von Vorteil. Darüber hinaus kann die Pipettiervorrichtung bzw. ihr Pipettierkanal bei entsprechender Ausbildung der Kopplungsanordnung bei einer fluidischen Kopplung zwischen Antriebsvorrichtung und Magnetanordnung auch als Antriebsvorrichtung der Trennvorrichtung genutzt werden. Dies ist unten ausführlicher ausgeführt.
Die Hülle, insbesondere ein näher bei der Inaktivposition gelegenes Längsende der Hülle, kann zur Verbindung mit der Trennvorrichtung an der Führungsvorrichtung oder/und an der Kopplungsanordnung festgelegt sein, aus den oben genannten Gründen vorzugsweise lösbar.
Bevorzugt ist die Hülle an der Kopplungsanordnung festgelegt, sodass die Hülle nicht nur die Magnetanordnung in deren Aktivposition, sondern die gesamte Führungsvorrichtung umgeben und somit vor einem Kontakt mit Suspension schützen kann. Daher befindet sich bevorzugt bei an der Trennvorrichtung vorgesehener Hülle die Führungsvorrichtung längs der Führungsbahn vollständig im Bereich der Hülle und ist von dieser bezogen auf die Führungsbahn wenigstens nach radial außen und axial in Eintauchrichtung von der Hülle umgeben.
Die Führungsvorrichtung kann einen Führungsschlauch oder ein Führungsrohr oder eine Führungsstange aufweisen, welcher bzw. welches bzw. welche die Magnetanordnung zur Verlagerung zwischen der Aktiv- und der Inaktivposition führt. Der Vorteil eines Führungsschlauches liegt in der nahezu beliebigen dreidimensionalen Gestalt, die dieser einnehmen kann, was allerdings Einschränkungen in der konstruktiven Gestaltung der Magnetanordnung bedeutet, da diese auch sicher durch gekrümmte Schlauchverläufe bewegt werden können muss.
Ein Führungsrohr ist als geradliniges Führungsrohr bevorzugt, da es bei größtmöglicher Führungssicherheit ein Minimum an Gewicht bzw. Masse aufweist und darin eine vergleichsweise große, etwa in Richtung der Führungsbahn lange Magnetanordnung geführt sein kann. Eine Führungsstange oder ein Führungsrohr kann die Magnetanordnung zentral durchsetzen, sodass die Magnetanordnung dann mit einer Durchgangsöffnung ausgebildet sein kann. Jedoch ist diese von der Führungsvorrichtung durchsetzte Konfiguration der Magnetanordnung weniger bevorzugt, da aufgrund der Durchgangsöffnung der Magnetanordnung deren Magnetfeld im Vergleich zu einer massiven Magnetanordnung mit gleichen Außenabmessungen erheblich geschwächt ist.
Die Magnetanordnung weist vorzugsweise einen Permanentmagneten auf, sodass das Magnetfeld der Magnetanordnung ohne äußere Energiezufuhr dauerhaft bereitsteht. Vorzugsweise ist das von der Magnetanordnung ausgehende Magnetfeld ausschließlich durch wenigstens einen Permanentmagneten bewirkt, sodass ausgeschlossen ist, dass die Magnetanordnung als Wärmequelle wirkt, wie dies bei Verwendung eines Elektromagneten der Fall sein könnte.
Zur Bereitstellung eines möglichst starken Magnetfelds durch eine möglichst kleine Magnetanordnung ist es somit bevorzugt, wenn das Führungsrohr die Magnetanordnung bezogen auf eine mit der Führungsbahn zusammenfallende Rohrachse radial außen umgibt. Überdies kann dann auch das Führungsrohr zum Schutz der Magnetanordnung beitragen, zusätzlich zur oben genannten Hülle.
Insbesondere für eine effektive fluidische Kopplung zwischen Antriebsvorrichtung und Magnetanordnung ist es bevorzugt, wenn die Magnetanordnung eine Dichtungsanordnung aufweist, welche gegen die Innenwandung des Führungsrohrs dichtet und welche das vom Führungsrohr umschlossene Volumen in ein der Inaktivposition näheres Betätigungsvolumen und ein der Aktivposition näheres Verdrängungsvolumen unterteilt. Dann kann ein Druckunterschied zwischen dem im Betätigungsvolumen und dem im Verdrängungsvolumen vorgesehenen Fluid dauerhaft erhalten bleiben und dauerhaft auf die Magnetanordnung kraftübertragend einwirken.
Das Betätigungsvolumen, das ist jenes Volumen, das unmittelbar mit der fluidisch gekoppelten Antriebsvorrichtung kommuniziert, und das Verdrängungsvolumen, das ist jenes Volumen, das durch die Magnetanordnung, insbesondere durch die Dichtungsanordnung vom Betätigungsvolumen abgetrennt ist, sind veränderlich, wobei die Summe der beiden Volumina konstant ist.
Anstelle der Verwendung einer Dichtungsanordnung kann jedoch auch daran gedacht sein, die Magnetanordnung mit geringer radialer Ringspaltweite in dem Führungsrohr aufzunehmen. Dann kann die zwischen der Magnetanordnung und dem Führungsrohr auftretende körperliche Reibung gering sein. Darüber hinaus kann der Ringspalt zwischen Magnetanordnung, die in dieser Ausführungsform bevorzugt selbst als Kolben wirkt, und Führungsrohr so gering bemessen sein, dass eine Veränderung des Fluiddrucks im Betätigungsvolumen gegenüber dem Fluiddruck im Verdrängungsvolumen zwar grundsätzlich durch ein Überströmen durch den Ringspalt an der Magnetanordnung vorbei ausgeglichen werden kann, dieses Überströmen aufgrund der geringen Abmessung des Ringspalts und des dadurch bewirkten hohen Strömungswiderstands jedoch so lange dauert, dass die Magnetanordnung ihre Zielposition: Inaktivposition oder Aktivposition, erreicht, bevor der durch die Antriebsvorrichtung erzeugte Druckunterschied zwischen dem Fluid im Betätigungsvolumen und dem Fluid im Verdrängungsvolumen zu stark abgebaut ist oder gar ausgeglichen ist.
Grundsätzlich unterteilt die im Führungsrohr geführte Magnetanordnung das Führungsrohr in zwei Abschnitte bzw. zwei Seiten. Das ist einerseits die Betätigungsseite mit dem von dem Führungsrohr und der Magnetanordnung und gegebenenfalls von der Kopplungsanordnung begrenzten Betätigungsvolumen und das ist andererseits die Verdrängungsseite mit dem vom Führungsrohr und der Magnetanordnung und gegebenenfalls von der Hülle begrenzten Verdrängungsvolumen. Die Betätigungsseite ist dabei jene Seite, an welche die Antriebsvorrichtung angeschlossen ist, sodass eine von ihr bewirkte Änderung des Fluiddrucks sich unmittelbar auf das Fluid im Betätigungsvolumen auswirkt. Durch die Kraftwirkung des Fluiddrucks auf die Magnetanordnung wird diese im Führungsrohr verlagert und durch diese Verlagerung wird mittelbar der Druck des im Verdrängungsvolumen aufgenommenen Fluids verändert, wobei gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei Verkleinerung des Verdrängungsvolumens Fluid aus diesem ausgeschoben und damit verdrängt wird und wobei bei Vergrößerung des Verdrängungsvolumens Fluid in das Verdrängungsvolumen bevorzugt nachströmt, um zu verhindern, dass sich durch die Bewegung der Magnetanordnung der Druck im Verdrängungsvolumen so stark verändert und damit der Druckunterschied zwischen dem Fluid im Verdrängungsvolumen und dem Fluid im Betätigungsvolumen so stark verringert wird, dass die Bewegung der Magnetanordnung unerwünschterweise verfrüht zum Stillstand kommt. Durch die Möglichkeit eines Ausschiebens von Fluid aus dem Verdrängungsvolumen bzw. eines Nachströmens von Fluid in das Verdrängungsvolumen können auch große Verlagerungswege sicher durch die unkörperliche Kopplung zwischen Antriebsvorrichtung und Magnetanordnung bewirkt werden.
Eine solche Möglichkeit, Fluid aus dem Verdrängungsvolumen auszuschieben bzw. in dieses nachströmen zu lassen, kann konstruktiv dadurch ohne nennenswerte Bauraumbeanspruchung realisiert sein, dass die Hülle das Führungsrohr radial außen umgibt, wobei radial zwischen dem Führungsrohr und gegebenenfalls zwischen der Kopplungsanordnung und der Hülle ein Gasleitungskanal ausgebildet ist, welcher in das Verdrängungsvolumen des Führungsrohrs mündet. Der Gasleitungskanal kann beispielsweise gebildet sein durch eine oder mehrere Nuten in der zur Hülle hinweisenden radial äußeren Seite des Führungsrohrs oder/und durch eine oder mehrere Nuten auf der zum Führungsrohr hinweisenden radial inneren Seite der Hülle.
Eine möglichst große Querschnittsfläche des Gasleitungskanals kann durch in radialer Richtung vorstehende Rippen an der zur Hülle hinweisenden radial äußeren Seite des Führungsrohrs oder/und an der zum Führungsrohr hinweisenden radial inneren Seite der Hülle gebildet sein. Die Rippen sind dann bevorzugt abstandsbestimmend für den radialen Abstand zwischen Führungsrohr und Hülle. Dabei müssen sich diese Rippen axial längs der Führungsbahn nicht über die gesamte Länge erstrecken, längs welcher sich Hülle und Führungsrohr gemeinsam erstrecken. Es reicht aus, wenn axial, d. h. längs der Führungsbahn, voneinander beabstandet Rippen an dem einen oder/und an dem anderen Bauteil ausgebildet sind, sodass ein Verkippen von Hülle und Führungsrohr relativ zueinander um eine zur Führungsbahn orthogonale Kippachse ausgeschlossen ist.
Zur Klarstellung sei angemerkt, dass eine Nut dann vorliegt, wenn eine die Nut bildende Ausnehmung in Umfangsrichtung eine geringere Abmessung aufweist als die die Ausnehmung in Umfangsrichtung begrenzenden Bauteilabschnitte, und dass eine Rippe dann vorliegt, wenn ein die Rippe bildender Bauteilabschnitt in Umfangsrichtung eine geringere Abmessung aufweist als die den Bauteilabschnitt in Umfangsrichtung begrenzenden Ausnehmungen.
Somit kann ein gegebenenfalls von einer Mehrzahl von Rippen in Umfangsrichtung unterbrochener Ringspalt radial zwischen Führungsrohr und Hülle den Gasleitungskanal bilden. Der Gasleitungskanal ist an seinem einen Endbereich mit dem Verdrängungsvolumen verbunden und ist an seinem entgegengesetzten Endbereich mit einem Fluidreservoir von im Wesentlichen konstantem Druck, vorzugsweise mit der Umgebungsatmosphäre, verbunden, um ein konstantes Druckniveau im Verdrängungsvolumen bereitstellen zu können.
Wie oben beschrieben wurde, liegt die effektivste Möglichkeit, die beiden Volumina: Betätigungsvolumen und Verdrängungsvolumen, voneinander zu trennen, in der Verwendung einer Dichtungsanordnung. Grundsätzlich kann diese Dichtungsanordnung unmittelbar an der Magnetanordnung vorgesehen sein, beispielsweise durch Ankleben oder durch Anordnen an einer an der Magnetanordnung ausgebildeten Formschlussformation, wie etwa in einem Aufnahmeringspalt. Jedoch sind gerade bevorzugte Permanentmagnete mit starkem Magnetfeld bezogen auf ihr Gewicht oder Volumen häufig aus Seltenen Erden hergestellt, welche äußerst schwierig zu bearbeiten sind. Bevorzugt kann daher die Dichtungsanordnung von einem gesondert von der Magnetanordnung ausgebildeten Kolben getragen sein, welcher zur gemeinsamen Bewegung mit der Magnetanordnung verbunden ist. Der Kolben kann längs der Führungsbahn beliebig kurz, etwa kürzer als die Magnetanordnung selbst, ausgebildet sein, sodass seine einzigen Aufgaben darin bestehen, die Dichtungsanordnung zu tragen und eine dauerhafte Verbindung mit der Magnetanordnung bereitzustellen. Der Kolben kann dabei aus einem Material gebildet sein, welches einfacher als das Material der Dichtungsanordnung mit der Magnetanordnung adhäsiv oder durch Formschluss verbindbar ist.
Um dauerhaft ein wenigstens minimales Verdrängungsvolumen bereitzustellen, das mit dem oben bezeichneten Fluidreservoir konstanten Drucks, insbesondere der Umgebungsatmosphäre, verbunden ist, ist die Magnetanordnung bevorzugt auf einer zum Verdrängungsvolumen hinweisenden Seite oder an einem im Verdrängungsvolumen gelegenen Bereich des Kolbens mit diesem verbunden. In diesem Falle ist nämlich sichergestellt, dass selbst dann, wenn der Kolben eine Endposition erreicht, zwischen der Dichtungsanordnung und dem Längsende der Führungsanordnung ein Abstand besteht, welcher von der Abmessung der Magnetanordnung abhängig ist. Aufgrund dieses Abstands ist stets ein minimales Rest-Verdrängungsvolumen bereitgestellt, das mit dem Konstantdruck-Fluidreservoir kommuniziert.
Zur Verminderung von Reibung zwischen Magnetanordnung und Führungsvorrichtung kann der Permanentmagnet der Magnetanordnung durch eine Umhüllung umgeben sein. Diese Umhüllung kann eine Kunststoffhülle sein, etwa PTFE oder Polyethylen, um nur zwei Möglichkeiten zu nennen. Es kann jedoch auch der Permanentmagnet unbeschichtet und unverhüllt die Magnetanordnung bilden.
Falls es die räumlichen Verhältnisse der Suspensionsbehälter oder andere räumliche Randbedingungen es erfordern, kann zwischen dem Kolben und der Magnetanordnung eine Kolbenstange angeordnet sein, welche den Kolben und die Magnetanordnung zur gemeinsamen Bewegung verbindet. Somit kann selbst bei nur kurzem Verlagerungsweg des Kolbens und der Magnetanordnung die Magnetanordnung in der Aktivposition erheblich mehr als nur den Verlagerungsweg entfernt von der Kopplungsanordnung vorgesehen sein.
Die Führungsvorrichtung muss dann nicht in unmittelbarem Führungseingriff mit der Magnetanordnung stehen. Sie kann vielmehr die Magnetanordnung mittelbar zur Bewegung längs der Führungsbahn führen. Hierzu kann die Führungsvorrichtung unmittelbar den Kolben und gegebenenfalls auch die Kolbenstange zur Bewegung längs der Führungsbahn führen. Die Führungsvorrichtung kann dadurch erheblich kürzer ausgebildet werden, als wenn sie mit dem Kolben und der Magnetanordnung in Führungseingriff stünde. Dann kann sich die Magnetanordnung in jeder Betriebsposition: Inaktivposition, Aktivposition und jede zwischen diesen liegende Zwischenposition, bezogen auf die Rohrachse des Führungsrohrs axial außerhalb des Führungsrohrs befinden. Ein Abstand zwischen der Magnetanordnung in der Aktivposition und der Suspension kann dadurch verkürzt werden.
Durch Verwendung der oben genannten Hülle kann die Magnetanordnung vor äußeren Einflüssen geschützt sein.
Das Führungsrohr der Führungsvorrichtung kann an seinem der Aktivposition näheren Längsende ein das Führungsrohr verschließendes bzw. verengendes und von der Kolbenstange durchsetztes Führungsbauteil aufweisen, das die Kolbenstange führt, während der Kolben im Führungsrohr selbst geführt ist.
Um gewährleisten zu können, dass der zwischen Führungsrohr und Hülle gebildete Gasleitungskanal mit dem Verdrängungsvolumen kommunizierend in Verbindung steht, kann vorgesehen sein, dass das Führungsrohr in seinem der Aktivposition näher gelegenen Endbereich, insbesondere an seinem der Aktivposition näher gelegenen Längsende, das Führungsrohr radial durchsetzende Öffnungen aufweist.
Alternativ hierzu kann das Führungsrohr an seinem der Aktivposition der Magnetanordnung näher gelegenen Längsende nicht bis zu einem Boden oder einer Schulterformation der das Führungsrohr umgebenden Hülle reichen, sodass in diesem Bereich ein vollständig umlaufender Ringspalt zwischen Führungsrohr und Hülle bestehen kann.
In dem oben angedeuteten Fall eines die Magnetanordnung durchsetzenden Führungsrohrs kann der Gasleitungskanal in dem Führungsrohr ausgebildet sein, sodass durch das Führungsrohr hindurch das Verdrängungsvolumen mit einem Fluidreservoir konstanten Drucks, insbesondere mit der Umgebungsatmosphäre, in kommunizierender Verbindung steht. In diesem Fall ist die Magnetanordnung entweder von einem weiteren Rohr radial außen umgeben, um definierte Betätigungs- und Verdrängungsvolumina bereitzustellen, oder die Volumina werden durch die die Magnetanordnung radial außen umgebende Hülle definiert. In letzterem Falle sollte bevorzugt eine Dichtungsanordnung vorgesehen sein, welche dann gegen die Hülle abdichtet. Zwar ist auch dann noch die Möglichkeit denkbar, dass ohne Dichtungsanordnung zwischen Hülle und Magnetanordnung ein so gering bemessener Ringspalt besteht, dass ein Druckausgleich zwischen Betätigungs- und Verdrängungsvolumen über den Ringspalt hinweg mehr Zeit benötigt als die Verlagerungsbewegung der Magnetanordnung. Jedoch erschwert ein derart geringer Ringspalt zwischen Magnetanordnung und Hülle das Auswechseln der Hülle nach einem Gebrauch durch eine unverbrauchte saubere Hülle.
Damit die mit einem Pipettierkanal koppelbare Kopplungsanordnung auch eine vom Pipettierkanal bewirkte Druckänderung des Arbeitsfluids des Pipettierkanals in das der Vorrichtungs-Kopplungsstelle nähergelegene Betätigungsvolumen übertragen kann, kann die Kopplungsanordnung einen Verbindungskanal aufweisen, welcher die Vorrichtungs-Kopplungsstelle mit dem vom Führungsrohr umschlossenen Volumen verbindet. Dabei ist das verbundene Volumen aus den oben genannten Gründen bevorzugt das Betätigungsvolumen. Die Verbindung gestattet die Übertragung von Fluid und Fluiddruck zwischen dem mit Arbeitsfluid gefüllten Pipettierkanal und dem vom Führungsrohr umschlossenen Volumen, insbesondere Betätigungsvolumen, und dem darin enthaltenen Fluid.
Da diese Trennvorichtung mit fluidisch mit einer Antriebsvorrichtung zur Übertragung von Antriebskraft koppelbaren Magnetvorrichtung losgelöst von einer Pipettiervorrichtung als Antriebsvorrichtung handelbar ist, betrifft die vorliegende Anmeldung grundsätzlich auch eine magnetische Trennvorrichtung zur Trennung magnetischer Partikel aus einer Suspension, wobei die Trennvorrichtung aufweist:

– einen Eintauchabschnitt, welcher zum zeitlich vorübergehenden Eintauchen in die Suspension ausgebildet ist,
– eine sich längs einer Führungsbahn erstreckende Führungsvorrichtung,
– eine Magnetanordnung, welche durch die Führungsvorrichtung zwischen einer näher beim Eintauchabschnitt gelegenen Aktivposition und einer längs der Führungsbahn weiter vom Eintauchabschnitt entfernt gelegenen Inaktivposition verlagerbar geführt ist, so dass durch Verlagerung der Magnetanordnung zwischen der Aktiv- und der Inaktivposition ein Magnetfeld im Bereich des Eintauchabschnitts veränderbar ist, und
– eine Kopplungsanordnung, welche an einer ersten Kopplungsstelle als Führungs-Kopplungsstelle mit der Führungsvorrichtung gekoppelt ist und welche an einer von der ersten Kopplungsstelle verschiedenen zweiten Kopplungsstelle als Vorrichtungs-Kopplungsstelle zur lösbaren Kopplung mit einem Pipettierkanal einer Pipettiervorrichtung ausgebildet ist, wobei die Kopplungsanordnung einen Verbindungskanal aufweist, welcher die Vorrichtungs-Kopplungsstelle mit einem vom Führungsrohr umschlossenen Volumen Fluid und Druck übertragend verbindet,

Vorteilhafterweise kann im Bereich der Inaktivposition eine Haltevorrichtung vorgesehen sein, welche die Magnetvorrichtung in der Inaktivposition hält, sodass eine dauerhafte Ausübung und Übertragung von Halte- bzw. Antriebskraft durch die Antriebsvorrichtung entfallen kann, um die Magnetanordnung in der Inaktivposition zu halten. Die Haltevorrichtung kann in einfacher aber wirkungsvoller Ausnutzung des Magnetfelds der Magnetanordnung einen Haltemagneten umfassen, zur Vermeidung unnötiger Energieversorgung bevorzugt einen Halte-Permanentmagneten. Ebenso kann es ausreichen, wenigstens einen der Inaktivposition der Magnetanordnung zugewandten Endbereich der Kopplungsanordnung mit einem weichmagnetischen Material zu versehen oder auszubilden, etwa mit einem nicht dauerhaft magnetisierten, aber magnetisierbaren ferro- oder ferrimagnetischen Material.
Das oben genannte die Kolbenstange führende Führungsbauteil kann als dauermagnetisches oder als weichmagnetisches Bauteil Haltebauteil der Haltevorrichtung sein.
Da üblicherweise die Aktivposition geodätisch unter der Inaktivposition liegt, kann die Magnetanordnung in der Aktivposition einfach durch einen Boden der Führungsvorrichtung oder/und der Hülle gehalten sein. Auch hierzu bedarf es dann keiner Kraftwirkung durch die Antriebsvorrichtung.
Im Übrigen reicht es zur Verwirklichung der Vorteile der vorliegenden Erfindung in einer sehr einfachen Ausführungsform aus, wenn die Magnetanordnung durch die Antriebsvorrichtung nur von der Aktivposition in die Inaktivposition verlagerbar ist und die Magnetanordnung in umgekehrte Richtung durch die Schwerkraft von der Inaktivposition in die Aktivposition verlagert werden kann. Bevorzugt ist die Antriebsvorrichtung jedoch zum Antrieb der Magnetanordnung in beide entgegengesetzten Verlagerungsrichtungen ausgebildet.
Zur Antriebskraft übertragenden Kopplung zwischen Antriebsvorrichtung und Magnetanordnung mittels eines Kraftfeldes kann die Trennvorrichtung eine Steuermagnetanordnung aufweisen, deren Magnetfeld als das Kraftfeld im Bereich der Führungsbahn veränderbar ist. Die Steuermagnetanordnung kann in einem weniger bevorzugten Fall eine räumlich verlagerbare Permanentmagnetanordnung sein, umfasst jedoch bevorzugt einen schaltbaren Elektromagneten, der in Abhängigkeit des Stromflusses durch seine Spulen ein Magnetfeld erzeugt. Der Elektromagnet kann dann vorteilhaft ortsunveränderlich an der Trennvorrichtung vorgesehen sein.
Ganz grundsätzlich kann die Trennvorrichtung einen Basiskörper aufweisen, welcher mit der Führungsvorrichtung gekoppelt ist und welcher somit die Führungsvorrichtung trägt. Der Basiskörper kann die oben genannte Kopplungsanordnung sein, sodass die Trennvorrichtung mit der Pipettiervorrichtung koppelbar ist. Der Basiskörper kann jedoch auch zum Handangriff ausgebildet sein, um die Trennvorrichtung manuell zwischen unterschiedlichen Behältern zu bewegen.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Steuermagnetanordnung am Basiskörper vorgesehen sein. Dies hat den Vorteil, dass die Trennvorrichtung mit beliebigen Behältern und Behälterträgern eingesetzt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die Trennvorrichtung einen zur Aufnahme der Suspension ausgebildeten Behälter oder/und einen zur Aufnahme des Behälters ausgebildeten Behälterträger aufweisen, wobei die Steuermagnetanordnung am Behälter oder/und am Behälterträger vorgesehen ist. Dann kann der Basiskörper, der dann nicht notwendigerweise eine Steuermagnetanordnung tragen muss, klein, d. h. mit geringer Bauraumanforderung ausgebildet sein. Dann kann die Trennvorrichtung bezogen auf die Führungsbahn so schlank ausgebildet sein, dass an einem Pipettierkopf mit einer Mehrzahl von Pipettierkanälen eine Mehrzahl von Pipettierkanälen oder sogar alle Pipettierkanäle gleichzeitig mit einer magnetischen Trennvorrichtung der vorliegenden Anmeldung gekoppelt sein. Dies gilt ebenso für eine nur fluidisch mit der Pipettiervorrichtung als Antriebsvorrichtung gekoppelte magnetische Trennvorrichtung.
Bevorzugt ist in diesem Falle die Steuermagnetanordnung am Behälterträger vorgesehen, da dieser einfacher als der Behälter mit der notwendigen Energieversorgung zur Bestromung der vorteilhafterweise einen Elektromagneten aufweisenden Steuermagnetanordnung versehen sein kann, denn der Behälterträger wird im Labor üblicherweise weniger häufig bewegt als der von ihm aufgenommene Behälter.
Der Behälterträger weist dann bevorzugt eine Aufnahmeausnehmung auf, beispielsweise eine Vertiefung, welche zur Aufnahme eines Behälterabschnitts ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Aufnahmeausnehmung komplementär zu dem in ihm aufzunehmenden Behälterabschnitt ausgebildet.
Die Steuermagnetanordnung kann dann die Aufnahmeausnehmung umgebend oder/und unter einer Aufstellfläche, auf welcher der am Behälterträger aufgenommene Behälter auf dem Behälterträger bestimmungsgemäß aufsteht, am Behälterträger vorgesehen sein.
Der von der Steuermagnetanordnung vorzugsweise umfasste Elektromagnet kann dazu ausgebildet sein, ausgehend von seinem Anordnungsort im Behälterträger ein ausreichend starkes Magnetfeld zu entwickeln, um die Magnetanordnung von der Inaktivposition in die Aktivposition und zurück zu verlagern.
Am Behälterträger oder am Behälter kann gemäß einer alternativen stromlos funktionierenden Ausführungsform die Steuermagnetanordnung lediglich einen Permanentmagneten umfassen, welcher jedoch stark genug ist, um gegen die Wirkung der bevorzugt vorgesehenen Haltevorrichtung bei ausreichender Annäherung der Führungsanordnung und der darin geführten Magnetanordnung an die Steuermagnetanordnung die Haltekraft der Haltevorrichtung zu überwinden und die Magnetanordnung in die näher beim Eintauchabschnitt und damit bei bestimmungsgemäßer Annäherung an den Behälterträger in die näher bei der Steuermagnetanordnung gelegene Aktivposition zu verlagern.
Die Magnetanordnung wird dann bei Annäherung an die zu bearbeitende Suspension oder während eines Eintauchens in diese in die Aktivposition verlagert, ohne dass hierfür ein gesonderter Schaltvorgang oder gar eine Energiezufuhr notwendig wäre.
Nach Zurückziehen der Trennvorrichtung aus der Suspension verbleibt die Magnetanordnung schwerkraftgetrieben in der Aktivposition und wird mit den an ihrem Eintauchabschnitt anhaftenden, der Suspension entzogenen magnetischen Partikeln zu einem Abgabegefäß verbracht, welches eine weitere Steuermagnetanordnung aufweist, jedoch mit entgegengesetzter Polung zu jener des Behälters oder Behälterträgers. Bei Annäherung an diese weitere Steuermagnetanordnung wird die Magnetanordnung durch das Magnetfeld der weiteren Steuermagnetanordnung in die Inaktivposition verstellt, wiederum ohne gesonderten Schaltvorgang oder Energiezufuhr, und die außen am Eintauchabschnitt gelegenen Partikel können vom Eintauchabschnitt abfallen bzw. abströmen.
Die Haltevorrichtung hält dann die Magnetanordnung bis zur erneuten Annäherung an die Steuermagnetanordnung des die Suspension aufnehmenden Behälters oder des ihn tragenden Behälterträgers in der Inaktivposition.
Wenngleich diese Ausführungsform technisch möglich ist, ist sie nicht bevorzugt, da bei dieser Ausführungsform dauerhaft ein Magnetfeld auf die Suspension und auf das Abgabegefäß einwirkt.
Die Verwendung eines Elektromagneten gestattet dagegen, ein Magnetfeld nur so lange für die Verlagerung der Magnetanordnung herzustellen und aufrechtzuerhalten, wie es für die Verlagerung der Magnetanordnung zwischen Aktivposition und Inaktivposition tatsächlich notwendig ist. Nach Abschluss der Verlagerungsbewegung kann das Magnetfeld der Steuermagnetanordnung abgeschaltet werden, da die Magnetanordnung vorzugsweise entweder durch die Haltevorrichtung oder durch die Schwerkraft in der einen oder anderen Position aus Inaktivposition und Aktivposition gehalten ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
1 eine Längsschnittansicht durch eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer magnetischen Trennvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit der Magnetanordnung in der Inaktivposition und einem noch nicht in eine bereitgestellte Suspension eingetauchten Eintauchabschnitt der Trennvorrichtung,
2 die erste Ausführungsform von 1 mit in die Aktivposition verlagerter Magnetanordnung,
3 die erste Ausführungsform von 2, mit in die Suspension eingetauchtem Eintauchabschnitt,
4 eine vergrößerte Darstellung der Trennvorrichtung von 3, jedoch ohne Pipettiervorrichtung,
5 die erste Ausführungsform von 3 mit am Eintauchabschnitt anhaftenden magnetischen Festkörperpartikeln der Suspension,
6 die erste Ausführungsform von 5, aus der Suspension und dem sie aufnehmenden Behälter ausgefahren,
7 die erste Ausführungsform von 6, abgesenkt in ein Abgabegefäß, mit der Magnetanordnung in der Inaktivposition zur Abgabe der zuvor der Suspension magnetisch entzogenen Festkörper-Partikel,
8 eine der Darstellung von 4 entsprechende Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ohne Pipettiervorrichtung als Antriebsvorrichtung, und
9 die Trennvorrichtung von 8, ohne Pipettiervorrichtung und ohne Behälter, mit der Magnetanordnung in der Inaktivposition.
In den 1 bis 7 ist eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der magnetischen Trennvorrichtung der vorliegenden Anmeldung allgemein mit 10 bezeichnet. Die magnetische Trennvorrichtung 10 umfasst eine Kopplungsanordnung 12, an welcher einenends eine Führungs-Kopplungsstelle 14 und anderenends eine Vorrichtungs-Kopplungsstelle 15 ausgebildet ist. An der Führungs-Kopplungsstelle 14 ist ein Führungsrohr 16 festgelegt, in welchem eine Magnetanordnung 18 zwischen der in 1 gezeigten Inaktivposition und der in 2 gezeigten Aktivposition längs einer in 2 dargestellten Führungsbahn F verlagerbar geführt ist. Das Führungsrohr 16 erstreckt sich längs einer Rohrachse R, die mit der Führungsbahn F kollinear ist.
Die Vorrichtungs-Kopplungsstelle 15 weist eine Kopplungsformation auf, welche zur lösbaren Kopplung mit einem Pipettierkanal 20 einer Pipettiervorrichtung 22 ausgebildet ist. Die Kopplungsformation der Vorrichtungs-Kopplungsstelle 15 entspricht der Kopplungsformation einer an den Pipettierkanal 20 lösbar ankoppelbaren Pipettierspitze.
Im Pipettierkanal 20, welcher sich längs einer Pipettierkanalachse P erstreckt, ist in an sich bekannter Weise ein Pipettierkolben 24 beweglich aufgenommen, um den Druck eines Arbeitsfluids im Pipettierkanal 20 durch Bewegung des Pipettierkolbens 24 verändern zu können und dadurch etwa bei Ankopplung einer Pipettierspitze an den Pipettierkanal 20 einen Aspirations- oder/und einen Dispensationsvorgang durchführen zu können.
Die Pipettiervorrichtung 22 bildet im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Antriebsvorrichtung der magnetischen Trennvorrichtung 10. Die Magnetanordnung 18 ist daher zumindest auch fluidisch mit der Pipettiervorrichtung 22 als der Antriebsvorrichtung gekoppelt. Hierzu weist die Kopplungsanordnung 12 einen sie zentral durchsetzenden Verbindungskanal 26 auf, welcher die Kopplungsanordnung von der Vorrichtungs-Kopplungsstelle 15 zur Führungs-Kopplungsstelle 14 vollständig durchsetzt, sodass Druck des Arbeitsfluids im Pipettierkanal 20 unmittelbar auf die Magnetanordnung 18 einwirken kann.
Der Verbindungskanal 26 ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet. Seine Zylinderachse ist kollinear mit der Pipettierkanalachse P und ebenso kollinear mit der Führungsbahn F (siehe 2). Die Trennvorrichtung 10 weist außerdem eine grobschematisch becherartige Hülle 28 auf, welche lösbar, nämlich längs der Führungsbahn F abstreifbar, an der Kopplungsanordnung 12 und am Führungsrohr 16 angeordnet ist. Die Hülle 28 wird zur Erzielung eines hohen Hygienestandards nach jedem einen Eintauchvorgang umfassenden Arbeitsvorgang der Trennvorrichtung 10 ausgetauscht. Die Hülle 28 ist somit eine Einweg- oder Wegwerf-Hülle 28.
Die Hülle 28 umgibt das Führungsrohr 16 längs seiner gesamten bezogen auf seine Rohrachse axialen Erstreckung radial außen und bildet einen Eintauchabschnitt 30 an seinem von der Kopplungsanordnung 12 fernliegenden Längsende. Dieser Kopplungsabschnitt 30 ist dazu ausgebildet, in eine Suspension eingetaucht zu werden, um daraus aufgrund der Wirkung des von der Magnetanordnung 18 ausgehenden Magnetfelds magnetische Partikel zu entfernen.
Der Eintauchabschnitt 30 der Hülle 18 und damit der Trennvorrichtung 10 ist mit geringerem Durchmesser als der übrige Abschnitt der Hülle 28 ausgebildet. Der Durchmesser des Eintauchabschnitts 30 der Hülle 28 ist gerade groß genug, um die zylindrische Magnetanordnung 18 darin aufzunehmen.
Die Magnetanordnung 18 ist als massiver zylindrischer Permanentmagnet ausgebildet, dessen Zylinderachse mit der Führungsbahn F (siehe 2) kollinear ist und der bevorzugt längs der Zylinderachse polarisiert ist, also an seinem einen Ende einen Nord- oder Südpol und an seinem anderen Ende den jeweils anderen Pol: Süd- oder Nordpol, aufweist.
Die Magnetanordnung 18 ist an ihrem der Kopplungsanordnung 12 zugewandten Längsende mit einem Kolben 32 zur gemeinsamen Bewegung verbunden, beispielsweise durch Verklebung. Der Kolben 32, welcher in Richtung der Führungsbahn F wesentlich kürzer als die Magnetanordnung 18 ausgebildet ist, beispielhaft weniger als ein Drittel der Länge der Magnetanordnung 18 aufweist, trägt eine Dichtungsanordnung 34, welche gemeinsam mit dem Kolben 32 längs der Führungsbahn F beweglich ist, und welche gegen die Innenseite des Führungsrohrs 16 abdichtet.
Die Dichtungsanordnung 34 unterteilt das vom Führungsrohr 16 umschlossene Volumen längs der Führungsbahn F in ein auf der von der Kopplungsanordnung 12 abgewandten Seite der Dichtungsanordnung 34 gelegenes Verdrängungsvolumen 36 und in ein auf der der Kopplungsanordnung 12 zugewandten Seite der Dichtungsanordnung 34 gelegenen Betätigungsvolumen 38.
In der in 1 gezeigten Inaktivposition der Magnetanordnung 18 ist das Betätigungsvolumen 38 minimal und ist das Verdrängungsvolumen 36 maximal.
In der in 2 gezeigten Aktivposition der Magnetanordnung 18 ist dagegen das Betätigungsvolumen 38 maximal und das Verdrängungsvolumen 36 minimal, jedoch nicht 0.
Das Betätigungsvolumen 38 und das Verdrängungsvolumen 36 sind abhängig von der Relativposition der Magnetanordnung 18 und der damit zur gemeinsamen Bewegung verbundenen Dichtungsanordnung 34 veränderlich, wobei die Summe aus Betätigungsvolumen 38 und Verdrängungsvolumen 36 aufgrund der unveränderlichen Gestalt des Führungsrohrs 16 im Wesentlichen konstant ist.
Das Führungsrohr 16 und die Hülle 28 sind aus unmagnetischem und nichtmagnetisierbarem Material hergestellt.
Die Kopplungsanordnung 12 ist wenigstens an ihrem Führungs-Längsende 14 mit ferromagnetischem Material versehen, sodass die Magnetanordnung 18 in der in 1 gezeigten Inaktivstellung aufgrund ihres Magnetfelds in der Inaktivposition durch Kraftwirkung mit der Kopplungsanordnung 12 gehalten ist. Somit könnte die Kopplungsanordnung 12 vom Pipettierkanal 20 abgekoppelt werden, ohne dass die Magnetanordnung 18 in die Aktivposition gelangt.
In 1 ist weiter dargestellt ein Behälter 40, in welchem eine nicht näher dargestellte Suspension aus einer Flüssigkeit und darin aufgenommenen magnetischen Partikeln aufgenommen ist. Der radial außen im Wesentlichen zylindrische Behälter 40 ist in einem Behälterträger 42 aufgenommen, welcher ebenfalls Teil der Trennvorrichtung 10 sein kann. Der Behälterträger 42 weist eine im dargestellten Ausführungsbeispiel zylindrische Schulter 44 auf, in deren umfasste Ausnehmung 46 ein Bodenabschnitt des Behälters 40 aufgenommen ist.
Die Schulter 44 mit der Aufnahmeausnehmung 46 ist radial außen von einer Spule 48 eines Elektromagneten 50 umgeben. Der Elektromagnet 50 bildet eine Steuermagnetanordnung im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Alternativ oder zusätzlich könnte auch in der Kopplungsanordnung 12, beispielsweise den Verbindungskanal 26 umgebend, eine Spule einer elektromagnetischen Steuermagnetanordnung aufgenommen sein. Der Elektromagnet 50 ist mit einer der Übersichtlichkeit halber nur in 1 dargestellten Steuereinrichtung 52 verbunden, welche den Betrieb des Elektromagneten 50 steuert. Die Steuereinrichtung 52 kann eine Steuereinrichtung der Pipettiervorrichtung 22 sein, die auch deren Betrieb steuert. Die Steuereinrichtung 52 ist daher durch eine signal- oder/und energieübertragende Leitung 54 mit dem Elektromagneten 50 verbunden und kann durch eine wegen der Optionalität lediglich strichliniert dargestellte Leitung 56 signal- oder/und energieübertragend auch mit der Pipettiervorrichtung 52 verbunden sein.
In 2 ist die Vorrichtung von 1 mit in die Aktivposition verstellter Magnetanordnung 18 dargestellt.
Zur Verstellung der Magnetanordnung 18 in die Aktivposition wurde der Pipettierkolben 24 in die in 2 gezeigte untere Stellung bewegt, wodurch der Druck von Arbeitsfluid im Pipettierkanal 20 so stark erhöht wurde, dass die Magnetanordnung 18 von ihrer durch Verwendung von ferromagnetischem Material wenigstens an der Führungs-Kopplungsstelle 14 auch als Haltevorrichtung ausgebildeten Kopplungsanordnung 12 gelöst und unter Einwirkung des erhöhten Arbeitsfluiddrucks gemeinsam mit der längs der Führungsbahn F wirkenden Schwerkraft in die in 2 gezeigte Aktivposition verstellt wurde.
In 3 ist die Vorrichtung von 2 mit in die nicht dargestellte Suspension eingetauchtem Eintauchabschnitt 30 dargestellt. Das von der Magnetanordnung 18 ausgehende permanente Magnetfeld wirkt damit auf die Suspension ein.
Durch die verlagerbare permanentmagnetische Magnetanordnung 18 ist das im Bereich des Eintauchabschnitts 30 der Trennvorrichtung 10 wirkende Magnetfeld zeitlich veränderlich.
In 4 sind der Bereich von der Kopplungsanordnung 12 bis zum Eintauchabschnitt 30 mit dem Suspensionsbehälter 40 vergrößert dargestellt um weitere Details an der Vorrichtung in der vergrößerten Darstellung erläutern zu können.
Wie in 4 zu erkennen ist, besteht zwischen der Kopplungsanordnung 12 und dem Führungsrohr 16 einerseits und dem die Kopplungsanordnung 12 und das Führungsrohr 16 radial außen umgebenden Abschnitt der Hülle 28 andererseits ein Ringspalt 58, welcher zur Vorrichtungs-Kopplungsstelle 15 hin über die Einführschräge 60 der Hülle 28 mit der Außenumgebung U und damit mit der Atmosphäre verbunden ist. Die Außenumgebung U weist bis auf die üblichen und vorliegend vernachlässigbaren meteorologischen Druckschwankungen ein im Wesentlichen konstantes Druckniveau auf.
An seinem von der Kopplungsanordnung 12 entfernt gelegenen Längsende weist das Führungsrohr 16 das Führungsrohr 16 in radialer Richtung durchsetzende Durchgangsöffnungen 62 auf, durch welche hindurch der Ringspalt 58 mit dem stets vorhandenen unterhalb der Dichtungsanordnung 34 gelegenen Verdrängungsvolumen 36 kommuniziert.
Das der Aktivposition näher gelegene und von der Kopplungsanordnung 12 weiter entfernt gelegene Längsende des Führungsrohrs 16 kann somit beispielsweise kronenartig ausgebildet sein, sodass dessen Zinnen einen Endanschlag für die sich in radialer Richtung erstreckende Schulter 64 der Hülle 28 bilden können und die Zwischenräume zwischen den Zinnen als Durchgangsöffnungen 62 die Kommunikation des Verdrängungsvolumens 36 mit der Außenumgebung U sicherstellen.
Dadurch ist es möglich, während einer Verlagerung der Magnetanordnung 18 von der Inaktivposition in die Aktivposition Fluid, insbesondere Gas, besonders bevorzugt Luft, aus dem Verdrängungsvolumen 36 in die Außenumgebung U auszuschieben und bei Verlagerung der Magnetanordnung 18 in die entgegengesetzte Richtung, also hin zur Inaktivposition, Luft aus der Außenumgebung U in das sich dann vergrößernde Verdrängungsvolumen 36 anzusaugen, um eine fluidisch oder/und magnetisch getriebene Verlagerung der Magnetanordnung 18 auch über große Strecken gewährleisten zu können, ohne dass ein durch die Bewegung der Magnetanordnung 18 bedingter Druckdifferenzabbau zwischen den Fluiddrücken im Betätigungsvolumen 38 und im Verdrängungsvolumen 36 zu befürchten ist.
Im Bereich des Eintauchabschnitts 30 ist die Hülle 38 nahe an die Magnetanordnung 18 herangeführt, um einen unnötigen Luftspalt zu vermeiden und eine möglichst effektive Wirkung des von der Magnetanordnung 18 ausgehenden Magnetfelds auf die dann diesen Abschnitt 30 umgebende Suspension zu erzielen. Der Eintauchabschnitt 30 ist mit dem das Führungsrohr 16 und die Kopplungsanordnung 12 umgebenden Abschnitt der Hülle 28 durch die zuvor genannte Schulter 64 verbunden.
An der Kopplungsanordnung 12, an der Hülle 28 oder/und am Führungsrohr 16, insbesondere im Bereich des der Aktivposition näheren Längsendes des Führungsrohrs 16, können Rippen ausgebildet sein, welche die Kopplungsanordnung 12 und das Führungsrohr 16 einerseits und die Hülle 28 andererseits radial so zueinander positionieren, dass der Ringspalt 58 sicher besteht. Die Rippen stehen im Falle einer Ausbildung an der Kopplungsanordnung 12 und dem Führungsrohr 16 von diesen radial nach außen vor und stehen im Falle von deren Ausbildung an der Hülle 28 von dieser nach radial innen vor.
Es sei darauf hingewiesen, dass in 4 eine alternative Ausführungsform eines Kolbens 32' dargestellt ist, welcher sich von dem Kolben 32 der 1 bis 3 und 5 bis 7 unterscheidet. Bei der Ausführungsform des Kolbens 32' von 4 ist dieser doppel-T-förmig ausgebildet mit einer umlaufenden Nut, in welcher die Dichtungsanordnung 34' mit davon abstehender Dichtlippe angeordnet ist. Der Kolben 32' umfasst an seinem Befestigungslängsende ein ihm zugewandtes Längsende der zylindrischen Magnetanordnung 18 umlaufend, was die Befestigung der Magnetanordnung 18 am Kolben 32' erleichtert. Diese umfassende Ausbildung des Kolbens kann auch am Kolben 32 realisiert sein.
Der Vorteil der fluidischen Betätigung der Magnetanordnung 18 zur Verlagerung derselben zwischen Inaktiv- und Aktivposition liegt darin, dass die Magnetanordnung 18 unabhängig von einer Annäherung an die Steuermagnetanordnung 50 verlagert werden kann. Somit ist es möglich, die Magnetanordnung 18 in die Aktivposition zu verbringen, bevor der Eintauchabschnitt 30 überhaupt in die Nähe der Suspension gelangt, in die er eintauchen soll.
Vergleichbares könnte allerdings auch durch Vorsehen einer Steuermagnetanordnung in der Kopplungsanordnung 12 erreicht werden.
Die Kopplungsanordnung könnte dann durch thermoplastischen Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt sein, wobei die Spulen der Steuermagnetanordnung den Verbindungskanal 26 umgebend in das Material der Kopplungsanordnung 12 eingegossen sein können. Sofern die Magnetanordnung 18 ausschließlich magnetisch verlagert werden soll, kann der Verbindungskanal 26 auch entfallen.
In die spritzgusstechnisch hergestellte Kopplungsanordnung 12 kann im Bereich von deren Führungs-Kopplungsstelle 14 ein ferromagnetischer Zylinder eingegossen sein, welcher als weichmagnetisches Bauteil eine Haltevorrichtung zum Halten der Magnetanordnung 18 in der Inaktivposition bildet.
In 5 ist die Vorrichtung von 3 in unveränderter Konfiguration dargestellt, lediglich hat sich aufgrund der Wirkung des Magnetfelds der Magnetanordnung 18 um den Eintauchabschnitt 30 herum ein Globus 66 ein weichmagnetischen Partikeln aus der Suspension angelagert.
6 zeigt die Trennvorrichtung 10 in der Konfiguration von 2, jedoch mit am Eintauchabschnitt 30 angeordnetem Partikelglobus 66.
7 zeigt die Trennvorrichtung 10 in ein Abgabegefäß 68 eingetaucht mit in die Inaktivposition verstellter Magnetanordnung 18. Die Verstellung ist dabei sowohl durch die fluidische Kopplung mit dem Pipettierkolben 24 als auch durch Wirkung der Steuermagnetanordnung 50 erfolgt. Durch kombinierte Einwirkung von Fluidunterdruck mittels des Pipettierkolbens 24 im Pipettierkanal 20 einerseits und durch abstoßende Magnetfeldwirkung durch die Steuermagnetanordnung 50 kann die Magnetanordnung 18 mit sehr hoher Geschwindigkeit von der Aktivposition in die Inaktivposition verstellt werden, wodurch die am Eintauchabschnitt 30 zunächst anhaftenden weichmagnetischen Partikel in das Abgabegefäß 68 abgegeben werden.
Das Abgabegefäß 68 ist baugleich mit dem Suspensionsgefäß 40.
In den 8 und 9 ist eine zweite Ausführungsform der magnetischen Trennvorrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt, allerdings ohne eine Pipettiervorrichtung als Antriebsvorrichtung.
Gleiche und funktionsgleiche Bauteile und Bauteilabschnitte wie in der ersten Ausführungsform sind in der zweiten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100. Die zweite Ausführungsform wird nachfolgend nur insofern beschrieben werden, als sie sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet, auf deren Beschreibung ansonsten auch zur Erläuterung der zweiten Ausführungsform ausdrücklich verwiesen wird.
In der zweiten Ausführungsform ist der Kolben 132' mittels einer Kolbenstange 170 mit der Magnetanordnung 118 verbunden. Die Kolbenstange 170 ist wenigstens über einen Großteil ihrer Längserstreckung kreiszylindrisch, wobei sich deren Zylinderachse kollinear mit der Rohrachse R des Führungsrohrs 116 orientiert ist.
Im Führungsrohr 116 selbst ist ausschließlich der Kolben 132' zur Bewegung längs der Führungsbahn F geführt. An dem der in 8 gezeigten Aktivposition der Magnetanordnung 118 näher gelegenen Längsende des Führungsrohrs 116 ist ein Führungsbauteil 172 angeordnet, welches von der Kolbenstange 170 mit geringem Radialspalt durchsetzt ist, sodass das Führungsbauteil 172 die Kolbenstange 170 führt. Durch die unmittelbare Führung des Kolbens 132' und der Kolbenstange 170 durch das Führungsrohr 116 bzw. das Führungsbauteil 172 ist mittelbar die Magnetanordnung 118 zur Bewegung längs der Führungsbahn F geführt. Die Magnetanordnung 118 befindet sich vollständig außerhalb des Führungsrohrs 116.
Die Hülle 128 ist wie im ersten Ausführungsbeispiel mit ihrem der Aktivposition (siehe 8) ferneren Längsende an der Kopplungsanordnung 112 festgelegt. In den 8 und 9 sind an der Kopplungsanordnung 112 ausgebildete Nuten 174 dargestellt, welche in Umfangsrichtung äquidistant um die Führungsbahn F verteilt angeordnet sind und welche sich in ihrer Haupterstreckungsrichtung längs der Führungsbahn F erstrecken. Durch diese Nuten 174 ist der Gasleitungskanal 158 zwischen der Hülle 128 und dem Führungsrohr 116 mit der Außenumgebung U verbunden.
Im Bereich des dem Führungsbauteil 172 und damit der Aktivposition näheren Längsende des Führungsrohrs 116 sind wiederum radial das Führungsrohr durchsetzende Durchgangsöffnungen 162 ausgebildet, durch welche hindurch das in 8 minimale Verdrängungsvolumen 136 über den Gasleitungskanal 158 und die Nuten 174 kommunizierend mit der Außenumgebung U in Verbindung steht. Die Durchgangsöffnungen 162 sind in der zweiten Ausführungsform mit Abstand von dem der Aktivposition näheren Längsende des Führungsrohrs vorgesehen, um das Längsende selbst zur Anbringung des Führungsbauteils 172 nutzen zu können.
In 9 ist die Anordnung von 8 dargestellt, wobei lediglich die Magnetanordnung 118 in die Inaktivposition verstellt ist. Um die Magnetanordnung sicher in der Inaktivposition halten zu können, kann das Führungsbauteil 172 als Haltebauteil wirken und hierzu permanentmagnetisch oder weichmagnetisch ausgebildet sein, sodass zwischen dem Führungsbauteil 172 und der Magnetanordnung 118 in der Inaktivposition magnetische Haltekräfte wirken können.
Wie in den 8 und 9 zu erkennen ist, ist die Hülle 128 in axialer Richtung erheblich länger ausgebildet als das Führungsrohr 116. Die Hülle 128 umgibt sowohl einen Großteil des Führungsrohrs 116, jedenfalls einen Großteil seiner von dem der Aktivposition näher gelegenen Längsende ausgehenden Erstreckung und umgibt den vollständigen Verlagerungsweg der Magnetanordnung 118.
Das Führungsbauteil 172 kann das Führungsrohr 116 nach radial außen überragen, um die Hülle 128 radial abzustützen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2011/0205835 A1 [0002]
US 2006/0118494 A1 [0002]
US 7799281 B2 [0006, 0010]
US 5647994 A [0009]

Claims

Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) zur Trennung magnetischer Partikel (66) aus einer Suspension, wobei die Trennvorrichtung (10; 110) aufweist: – einen Eintauchabschnitt (30; 130), welcher zum zeitlich vorübergehenden Eintauchen in die Suspension ausgebildet ist, – eine sich längs einer Führungsbahn (F) erstreckende Führungsvorrichtung (16; 116), – eine Magnetanordnung (18; 118), welche durch die Führungsvorrichtung (16; 116) zwischen einer näher beim Eintauchabschnitt (30; 130) gelegenen Aktivposition und einer längs der Führungsbahn (F) weiter vom Eintauchabschnitt (30; 130) entfernt gelegenen Inaktivposition verlagerbar geführt ist, so dass durch Verlagerung der Magnetanordnung (18; 118) zwischen der Aktiv- und der Inaktivposition ein Magnetfeld im Bereich des Eintauchabschnitts (30; 130) veränderbar ist, und – eine Antriebsvorrichtung (22, 50), durch welche die Magnetanordnung (18; 118) zur Bewegung wenigstens in einer Richtung zwischen der Aktiv- und der Inaktivposition antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (22, 50) unkörperlich durch ein Kraftfeld oder/und ein Fluid Antriebskraft übertragend mit der Magnetanordnung (18; 118) gekoppelt ist.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine die Magnetanordnung (18; 118) wenigstens in der Aktivposition orthogonal zur Führungsbahn (F) nach radial außen und längs der Führungsbahn (F) auf der der Inaktivposition abgewandten Seite umgebende Hülle (28; 128) aufweist.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Aktivposition der Magnetanordnung (18; 118) näher gelegenes Längsende der Hülle (28; 128) als Eintauch-Längsende den Eintauchabschnitt (30; 130) der Trennvorrichtung (10; 110) bildet.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kopplungsanordnung (12; 112) aufweist, welche an einer ersten Kopplungsstelle als Führungs-Kopplungsstelle (14; 114) mit der Führungsvorrichtung (16; 116) gekoppelt ist und welche an einer von der ersten Kopplungsstelle verschiedenen zweiten Kopplungsstelle als Vorrichtungs-Kopplungsstelle (15; 115) zur lösbaren Kopplung mit einem Pipettierkanal (20; 120) einer Pipettiervorrichtung (22; 122) ausgebildet ist.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 4 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, jeweils unter Einbeziehung des Anspruchs 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein näher bei der Inaktivposition gelegenes Längsende der Hülle (28; 128) an der Führungsvorrichtung (16; 116) oder/und an der Kopplungsanordnung (12; 112) festgelegt ist, vorzugsweise lösbar festgelegt ist.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (16; 116) ein Führungsrohr (16; 116) aufweist, welches die Magnetanordnung (18; 118) zur Verlagerung zwischen der Aktiv- und der Inaktivposition führt.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (16; 116) die Magnetanordnung (18; 118) bezogen auf eine mit der Führungsbahn (F) zusammenfallende Rohrachse (R) radial außen umgibt.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (18; 118) eine Dichtungsanordnung (34; 34'; 134) aufweist, welche gegen die Innenwandung des Führungsrohrs (16; 116) dichtet und welche das vom Führungsrohr (16; 116) umschlossene Volumen (36, 38; 136, 138) in ein der Inaktivposition näheres Betätigungsvolumen (38; 138) und ein der Aktivposition näheres Verdrängungsvolumen (36; 136) unterteilt.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zur gemeinsamen Bewegung mit der Magnetanordnung (18; 118) verbundenen Kolben (32; 32'; 132') aufweist, welcher die Dichtungsanordnung (34; 34'; 134) trägt, wobei bevorzugt die Magnetanordnung (18; 118) auf einer zum Verdrängungsvolumen (36; 136) hinweisenden Seite oder an einem im Verdrängungsvolumen (36; 136) gelegenen Bereich des Kolbens (32; 32'; 132') mit diesem verbunden ist.
Magnetische Trennvorrichtung (110) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kolben (132') und der Magnetanordnung (118) eine Kolbenstange (170) angeordnet ist, welche den Kolben (132') und die Magnetanordnung (118) zur gemeinsamen Bewegung verbindet.
Magnetische Trennvorrichtung (110) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (116) unmittelbar den Kolben (132') und die Kolbenstange (170) zur Bewegung längs der Führungsbahn (F) führt.
Magnetische Trennvorrichtung (110) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (116) ein Führungsrohr (116) aufweist, wobei sich die Magnetanordnung (118) in jeder Betriebsposition bezogen auf die Rohrachse des Führungsrohrs (116) axial außerhalb des Führungsrohrs befindet.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, unter Einbeziehung des Anspruchs 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (28; 128) das Führungsrohr (16; 116) radial außen umgibt, wobei radial zwischen dem Führungsrohr (16; 116) der Hülle (28; 128) sowie gegebenenfalls zwischen der Kopplungsanordnung (12; 112) und der Hülle (28; 128) ein Gasleitungskanal (58; 158) ausgebildet ist, welcher in das Verdrängungsvolumen (36; 136) des Führungsrohrs (16; 116) mündet.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (16; 116) in seinem der Aktivposition näher gelegenen Endbereich, insbesondere an seinem der Aktivposition näher gelegenen Längsende (14; 114), das Führungsrohr (16; 116) durchsetzende Öffnungen (62; 162) aufweist.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, unter Einbeziehung des Anspruchs 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsanordnung (12; 112) einen Verbindungskanal (26; 126) aufweist, welcher die Vorrichtungs-Kopplungsstelle (15; 115) mit dem vom Führungsrohr (16; 116) umschlossenen Volumen (36, 38; 136, 138), insbesondere dem Betätigungsvolumen (38; 138), Fluid und Druck übertragend verbindet.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Inaktivposition, insbesondere an der Führungsvorrichtung (16; 116) oder/und an der Kopplungsanordnung (12), eine Haltevorrichtung (172), insbesondere ein Haltemagnet oder ein weichmagnetisches Haltebauteil (172), vorgesehen ist, welche die Magnetanordnung (18; 118) in der Inaktivposition hält.
Magnetische Trennvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuermagnetanordnung (50) aufweist, deren Magnetfeld im Bereich der Führungsbahn (F) veränderbar ist.
Magnetische Trennvorrichtung (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermagnetanordnung (50) einen schaltbaren Elektromagneten (50) umfasst.
Magnetische Trennvorrichtung (10) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Basiskörper (12; 112) aufweist, welcher mit der Führungsvorrichtung (16; 116) gekoppelt ist, wobei der Basiskörper (12; 112) bevorzugt die Kopplungsanordnung (12; 112) gemäß Anspruch 4 ist.
Magnetische Trennvorrichtung (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermagnetanordnung am Basiskörper vorgesehen ist.
Magnetische Trennvorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zur Aufnahme der Suspension ausgebildeten Behälter (40; 140) oder/und einen zur Aufnahme des Behälters (40; 140) ausgebildeten Behälterträger (42) aufweist, wobei die Steuermagnetanordnung (50) am Behälter (40; 140) oder/und am Behälterträger (42) vorgesehen ist.
Magnetische Trennvorrichtung (10) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Behälterträger (42) aufweist, welcher eine Aufnahmeausnehmung (46) zur Aufnahme eines Behälterabschnitts aufweist, wobei die Steuermagnetanordnung (50) die Aufnahmeausnehmung (46) umgebend oder/und unter einer Aufstellfläche, auf welcher der am Behälterträger (42) aufgenommene Behälter (40) auf dem Behälterträger (42) bestimmungsgemäß aufsteht, am Behälterträger (42) vorgesehen ist.
Magnetische Trennvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (22, 50) eine Pipettiervorrichtung (22) umfasst.