DE102019212316A1 - Aufbereitungseinrichtung zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren, Verfahren zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren, Reaktorgehäuse und Verteilergehäuse - Google Patents

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Simon Stahl
Ewald Schneider
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungseinrichtung (1; 101) zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren, mit einer Trägereinrichtung (6), an der ein Reaktorgehäuse (4; 104) und eine Magneteinrichtung (21; 121) aufgenommen sind, wobei in dem Reaktorgehäuse (4; 104) ein Reaktionskanal (28; 128) ausgebildet ist, der sich zwischen einer zentral an einer Oberseite (30) des Reaktorgehäuses (4; 104) angeordneten Eingangsöffnung (29) und einer außenliegend am Reaktorgehäuse (4; 104) angeordneten Ausgangsöffnung (31; 142) erstreckt und der von einer Kanalwand (65, 66, 67) begrenzt wird, und wobei die Magneteinrichtung (21; 121) relativbeweglich an der Trägereinrichtung (6) aufgenommen ist, um in einer ersten Funktionsstellung mit einer Polfläche (24; 124) an der Kanalwand (65, 66, 67) des Reaktionskanals (28; 128) anzuliegen und in einer zweiten Funktionsstellung mit der Polfläche (24; 124) einen vorgebbaren Abstand gegenüber der Kanalwand (65, 66, 67) einzunehmen, sowie mit einem Reaktorgehäuseantrieb (11) zur Einleitung einer Rotationsbewegung auf das Reaktorgehäuse (4; 104).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungseinrichtung zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren, ein Verfahren zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren, ein Reaktorgehäuse und ein Verteilergehäuse.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Aufbereitungseinrichtung zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren, ein Reaktorgehäuse, ein Verteilergehäuse sowie ein Verfahren zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren bereitzustellen, mit denen eine einfache und kostengünstige Aufbereitung einer Zellsuspension ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird für eine Aufbereitungseinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie für ein Verfahren zur Aufbereitung einer Zellsuspension mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
  • Die Zielsetzung für die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren, das in effizienter Weise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden kann, liegt in der hocheffizienten und hochspezifischen Identifizierung und Gewinnung einer bestimmten Zellart aus einer Trägerflüssigkeit mit weit heterogener Zellpopulation.
  • Ferner soll anhand der gewonnenen Zellart eine Identifizierung von geeigneten Substanzen oder Substanzkombinationen, die das Weiterleben dieser Zellen entweder hocheffizient beenden oder aber ermöglichen, durchgeführt werden.
  • Beispielhaft sollen dadurch eine oder mehrere Substanzen aus einer Gruppe von Substanzen und/oder eine oder mehrere Konzentrationen von Substanzen aus einer Gruppe von unterschiedlichen Konzentrationen der jeweiligen Substanzen identifiziert werden, mit denen Krebszellen hocheffizient zerstört sowie gleicherma-ßen Immunzellen hocheffizient verschont bzw. sogar in ihrem Wachstum gefördert werden können. Aus den Ergebnissen der Verfahrensdurchführung können damit die therapeutischen Konsequenzen für den einzelnen Patienten zu einem bestimmten Zeitpunkt berechnet werden.
  • Die Durchführung des Verfahrens soll ohne großen labortechnischen Aufwand erfolgen, hierauf sind die Konstruktion der Aufbereitungseinrichtung und die zur Verfahrensdurchführung notwendigen Verfahrensschritte abgestimmt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Aufbereitungseinrichtung vor der Verfahrensdurchführung mit den notwendigen (Einmal-/Disposable-) Verbrauchsmaterialien wie dem nachstehend näher beschriebenen Reaktorgehäuse und dem nachstehend näher beschriebenen Verteilergehäuse bestückt wird und anschließend eine Befüllung mit der aufzubereitenden Zellsuspension sowie wenigstens einem Reagens und gegebenenfalls einer Nährlösung erfolgt. Insbesondere ist vorgesehen, dass diejenigen Komponenten der Aufbereitungsvorrichtung, die in unmittelbarem Kontakt mit der aufzubereitenden Zellsuspension kommen, steril verpackt zur Verfügung gestellt werden, wobei die Sterilisation dieser Komponenten beispielsweise durch Strahlensterilisation oder Dampfsterilisation oder nasschemische Sterilisation oder Gassterilisation sterilisiert werden.
  • Alle weiteren Verfahrensschritte werden dann automatisiert von der Aufbereitungseinrichtung durchgeführt. Wahlweise kann vorgesehen sein, dass eine Analyse der aufbereiteten Zellsuspension unmittelbar in der Aufbereitungseinrichtung erfolgt und dort auch eine Anzeige der Analyseergebnisse erfolgt oder dass die aufbereitete und in eine Vielzahl von Probebehältern verteilte Zellsuspension an ein separates Analysegerät zur Verfügung gestellt wird, mit dem dann eine Auswertung und Anzeige von Analyseergebnissen vorgenommen wird.
  • Besondere Merkmale der Einrichtung sind dabei die hohe Effizienz zur Gewinnung der betreffenden Zellen sowie die weitere Spezifizierung anhand des ungebremsten explosiven Wachstums der zu untersuchenden Zellart. Vorzugsweise können dann im Rahmen eines individuellen High-Throughput-Verfahrens bis zu 100 oder mehr verschiedene Substanzen hinsichtlich ihrer Chemosensitivität getestet werden. Die Einrichtung verbindet dabei etablierte Methoden der ferrobead-magnetischen Auftrennung, der Lumineszenz sowie der Chemosensitivität auf klinisch erprobte Substanzen auf engem automatisierten Raum mit hoher zeitlicher Effizienz sowie unter minimalem Personalaufwand. Man kann die Methode dem Point-of-Care-Bereich zuordnen.
  • Die Aufbereitungseinrichtung umfasst eine Trägereinrichtung, an der ein Reaktorgehäuse und eine Magneteinrichtung aufgenommen sind, wobei in dem Reaktorgehäuse ein, insbesondere rohrförmiger, Reaktionskanal zur Aufnahme einer Zellsuspension ausgebildet ist, der sich zwischen einer zentral an einer Oberseite des Reaktorgehäuses angeordneten Eingangsöffnung und einer außen liegend am Reaktorgehäuse angeordneten Ausgangsöffnung erstreckt und der von wenigstens einer Kanalwand begrenzt wird, und wobei die Magneteinrichtung relativbeweglich an der Trägereinrichtung aufgenommen ist, um in einer ersten Rotationsstellung mit einer Polfläche an der Kanalwand des Reaktionskanals anzuliegen und in einer zweiten Funktionsstellung mit der Polfläche einen vorgebbaren Abstand gegenüber der Kanalwand einzunehmen, sowie mit einem Reaktorgehäuseantrieb, der zur Einleitung einer Rotationsbewegung auf das Reaktorgehäuse um eine Rotationsachse ausgebildet ist.
  • Eine derartige Aufbereitungseinrichtung ist insbesondere im medizinischen Bereich zur dezentralen Verwendung (POC /Point of Care) vorgesehen, sie ermöglicht eine einfache und kostengünstige Aufbereitung von Zellsuspensionen wie beispielsweise menschlichem Blut, menschlicher Lymphe oder anderer menschlicher Körperflüssigkeiten oder Zellefluaten. Es versteht sich, dass auch andere Flüssigkeiten, wie beispielsweise tierisches Blut, Urin, Gewässerproben und sonstige Zellsuspensionen mit Hilfe der Aufbereitungseinrichtung zur Aufbereitung für ein Analyseverfahren verwendet werden können, um das nachfolgende Analyseverfahren schnell, zuverlässig und effizient durchführen zu können. Bei diesem Analyseverfahren kann es sich um ein biologisches Analyseverfahren, ein chemisches Analyseverfahren, ein optisches Analyseverfahren oder um eine andere Art der Analyse der aufbereiteten Zellsuspension handeln. Der Vorteil der Aufbereitungseinrichtung ist darin zu sehen, dass mehrere zur Aufbereitung der Zellsuspension notwendige Aufbereitungsschritte in einer einzigen Anlage durchgeführt werden können, wodurch die Handhabung der aufzubereitenden Zellsuspension und/oder der bereits aufbereiteten Zellsuspension vereinfacht wird. Ferner entfallen hierdurch Risiken hinsichtlich einer Kontamination der Umgebung durch die Zellsuspension bzw. der Kontamination der Zellsuspension durch Einflüsse aus der Umgebung oder werden zumindest deutlich reduziert.
  • Für die Aufbereitung einer Zellsuspension umfasst die Aufbereitungseinrichtung eine Trägereinrichtung, bei der es sich beispielsweise um einen Bodenteil eines Gehäuses handeln kann, wobei dieses Bodenteil beispielsweise als Bodenplatte aus einem Kunststoff oder einem metallischen Werkstoff hergestellt sein kann. An der Trägereinrichtung sind ein Reaktorgehäuse und eine Magneteinrichtung aufgenommen, wobei das Reaktorgehäuse für eine zeitweilige Aufnahme der aufzubereitenden Zellsuspension ausgebildet ist und wobei die Magneteinrichtung zur Bereitstellung eines magnetischen Flusses an das Reaktorgehäuse ausgebildet ist, um den Aufbereitungsvorgang für die Zellsuspension zu unterstützen. Im Reaktorgehäuse ist ein Reaktionskanal ausgebildet, der zur Aufnahme der aufzubereitenden Zellsuspension ausgebildet ist. Der Reaktionskanal erstreckt sich derart im Reaktorgehäuse, dass bei Einleitung einer Rotationsbewegung auf das Reaktorgehäuse um eine Rotationsachse eine vorgebbare Strömungsrichtung für die im Reaktionskanal aufgenommene Zellsuspension von einer Eingangsöffnung des Reaktionskanals zu einer Ausgangsöffnung des Reaktionskanals sichergestellt ist. Vorzugsweise ist der Reaktionskanal rohrförmig, also allseitig geschlossen, ausgebildet. Der Reaktionskanal verläuft mit einer konstanten oder mit einer variablen Profilierung seines Querschnitts entlang eines Kanalverlaufs, der sich zwischen der zentral an einer Oberseite des Reaktorgehäuses angeordneten Eingangsöffnung und einer außen liegend am Reaktorgehäuse angeordneten Ausgangsöffnung erstreckt. Rein exemplarisch könnte der Reaktionskanal geradlinig zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass der Kanalverlauf zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung gekrümmt verläuft, um eine möglichst große Länge des Reaktionskanals in einem möglichst kompakten Reaktorgehäuse zu verwirklichen. Diese große Länge und die damit verbundene große Oberfläche des Reaktionskanals ist für die gewünschte Reaktion der aufzubereitenden Zellsuspension im Reaktionskanal von Vorteil. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an einer Innenwand des Reaktionskanals ein magnetisches oder magnetisierbares Reaktionsmittel, beispielsweise Antikörper, angehaftet sind, mit denen die aufzubereitende Zellsuspension reagieren soll. Dabei wird die Anhaftung des Reaktionsmittels vorzugsweise durch die Magneteinrichtung bewirkt, die mit wenigstens einer Polfläche an der Kanalwand des Reaktionskanals anliegt oder in unmittelbarer Nähe dazu angeordnet ist. Hiermit soll ein möglichst großer magnetischer Fluss in den Reaktionskanal eingeleitet werden, um damit für eine zuverlässige Anhaftung des Reaktionsmittels an der Innenoberfläche des Reaktionskanals zu sorgen. Um zu einem späteren Zeitpunkt eine möglichst vollständige Entleerung des Reaktionskanals von Antikörper-Bead-Zell-Aggregaten gewährleisten zu können, kann die Magneteinrichtung zwischen der ersten Funktionsstellung, in der ein großer magnetischer Einfluss auf den Reaktionskanal gewährleistet wird, und einer zweiten Funktionsstellung, in der ein deutlich reduzierter, vorzugsweise verschwindender, magnetischer Einfluss auf den Reaktionskanal vorliegt, bewegt werden. Hierzu ist die Magneteinrichtung relativbeweglich an der Trägereinrichtung aufgenommen und kann somit bedarfsgemäß an den Reaktionskanal angenähert oder von diesem entfernt werden. Ferner ist der Trägereinrichtung ein Reaktorgehäuseantrieb zugeordnet, der eine Einleitung einer Rotationsbewegung auf das Reaktorgehäuse um die Rotationsachse ermöglicht und somit eine Förderung der im Reaktionskanal befindlichen Zellsuspension bzw. einer Mischung aus der im Reaktionskanal aufgenommenen Zellsuspension sowie des Reaktionsmittels durch Zentrifugalkräfte hin zur Ausgangsöffnung bewirken kann.
  • Die Rotationsbewegung kann beispielhaft eine gleichmäßige Beschleunigungsphase, eine konstante Rotationsphase und eine gleichmäßige Abbremsphase umfassen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass während der Beschleunigungsphase und/oder während der Abbremsphase rasche Geschwindigkeitsveränderungen vorgesehen werden, um eine vorteilhafte Auftrennung unterschiedlicher Bestandteile der Zellsuspension zu erreichen. Vorzugsweise kann durch eine ständige Rotation bei kleiner Winkelgeschwindigkeit, kleinem Rotationswinkel und ständiger Richtungsänderung einem Anwachsen der Zellen am Untergrund entgegengewirkt werden
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Zweckmäßig ist es, wenn der Reaktionskanal einen ersten Kanalabschnitt, ein radial außenliegendes Sammelbecken und einen zweiten Kanalabschnitt aufweist, wobei der erste Kanalabschnitt von der Eingangsöffnung bis zum Sammelbecken verläuft und bezogen auf eine vorgebbare erste Rotationsrichtung für das Reaktorgehäuse eine rückwärtsgerichtete, insbesondere rückwärtsgekrümmte, Ausrichtung aufweist, wobei das Sammelbecken bezogen auf die erste Rotationsrichtung konkav ausgebildet ist und wobei der zweite Kanalabschnitt vom Sammelbecken bis zur Ausgangsöffnung erstreckt ist und bezogen auf die erste Rotationsrichtung vorwärtsgerichtet, insbesondere vorwärtsgekrümmt, ausgerichtet ist. Durch diese Gestaltung des Reaktionskanals wird erreicht, dass bei einer Rotation des Reaktorgehäuses in der ersten Rotationsrichtung zunächst eine Flüssigkeitsströmung der im Reaktionskanal aufgenommenen, aufzubereitenden Zellsuspension von der Eingangsöffnung in Richtung des Sammelbeckens erfolgt, das radial außenliegend im Reaktorgehäuse angeordnet ist. Vorzugsweise entspricht das Volumen des Sammelbeckens zumindest im Wesentlichen einem Flüssigkeitsvolumen des ersten Kanalabschnitts. Dementsprechend kann bei einer vollständigen Befüllung des ersten Kanalabschnitts nach erfolgter Reaktion der aufzubereitenden Zellsuspension mit dem Reaktionsmittel, insbesondere nach Überführen der Magneteinrichtung aus der ersten Funktionsposition in die zweite Funktionsposition, ein Einströmen der Mischung aus aufzubereitender Zellsuspension und Reaktionsmittel in das Sammelbecken durchgeführt werden. Um ein Abströmen der Zellsuspension aus dem ersten Kanalabschnitt vor der Durchführung der ersten Rotationsbewegung zu verhindern, ist rein exemplarisch vorgesehen, dass der erste Kanalabschnitt bezogen auf die Reaktionsachse niedriger als das Sammelbecken angeordnet ist, so dass die Zellsuspension erst bei Einleitung der ersten Rotationsbewegung auf das Reaktorgehäuse aufgrund der dabei auftretenden Zentrifugalkräfte in das Sammelbecken einströmen kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Bodenbereich des Sammelbecken bei vertikaler Ausrichtung der Rotationsachse unterhalb eines Bodenbereichs des zweiten Kanalabschnitts liegt, so dass erst bei einer Durchführung der zweiten Rotationsbewegung ein Abströmen von Zellsuspension aus dem Sammelbecken in den zweiten Kanalabschnitt erfolgen kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Sammelbecken und dem zweiten Kanalabschnitt eine Erhebung im Bodenbereich des Reaktionskanals ausgebildet ist, um einen Abstrom der Zellsuspension aus dem Sammelbecken bis zu demjenigen Zeitpunkt zu verhindern, zu dem durch Einleitung der zweiten Rotationsbewegung auch wirklich eine Bereitstellung der Zellsuspension an der Ausgangsöffnung gewünscht ist. Ferner ist vorgesehen, dass der erste Kanalabschnitt bezogen auf die vorgebbare erste Rotationsrichtung rückwärtsgerichtet, insbesondere rückwärtsgekrümmt. ausgebildet ist. Die Begriffe rückwärtsgerichtete und rückwärtsgekrümmt sind aus dem Bereich der Schaufeln für Lüfterräder bzw. Ventilatorräder übernommen. Hiermit wird ein Verlauf einer Kontur bezeichnet, die sich ausgehend von einem Bereich nahe der Rotationsachse bis zu einem radial außen liegenden Bereich derart geradlinig, insbesondere spiralförmig, erstreckt, dass der erste Kanalabschnitt ausgehend von der Eingangsöffnung einen der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten Verlauf mit zunehmendem Radialabstand von der Rotationsachse aufweist. Die konkave Ausgestaltung des Sammelbeckens ist ebenfalls auf die erste Rotationsrichtung bezogen und bedeutet, dass bei einer Durchführung der Rotation in der ersten Rotationsrichtung die Zellsuspension aus dem ersten Kanalabschnitt das Sammelbecken wie in einen Behälter einströmt und von dort aus auch bei zunehmender Rotationsgeschwindigkeit und damit vergrößerten Zentrifugalkräften nicht weiterströmen kann. Ferner gewährleistet die Ausgestaltung des zweiten Kanalabschnitts, der bezogen auf die erste Rotationsrichtung vorwärtsgerichtet, insbesondere vorwärtsgekrümmt, ausgebildet ist, dass während einer Rotation in der ersten Rotationsrichtung kein Flüssigkeitsstrom in den genau für eine entgegengesetzte Flüssigkeitsströmung ausgebildeten zweiten Kanalabschnitt stattfindet. Hingegen führt eine Rotation des Reaktorgehäuses in der zweiten Rotationsrichtung zu einem Ausströmen der im Sammelbecken aufgenommenen Zellsuspension in den zweiten Kanalabschnitt und von dort zur Ausgangsöffnung.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Kanalabschnitt bezogen auf die Rotationsachse spiralförmig ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich bei kompakter Bauweise des Reaktorgehäuses eine gro-ße Länge für den Reaktionskanal verwirklichen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer Oberseite des Reaktorgehäuses und/oder an einer Unterseite des Reaktorgehäuses jeweils benachbart zum Reaktionskanal angeordnete, für einen Eingriff der Magnetanordnung ausgebildete Ausnehmungen vorgesehen sind, und dass die Magnetanordnung zumindest bereichsweise eine dem Reaktorgehäuse zugewandte Oberflächenprofilierung mit Vertiefungen und Erhebungen aufweist, wobei die Erhebungen für ein abschnittsweises Eingreifen der Magneteinrichtung in die Ausnehmungen ausgebildet sind.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Länge des Reaktionskanals zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung erheblich größer als eine Breite des Reaktionskanals und eine Höhe des Reaktionskanals gewählt sind, um eine vorteilhaft gro-ße Innenoberfläche für den Reaktionskanal gewährleisten zu können. Rein exemplarisch weist der Reaktionskanal in einer Querschnittsebene, die die Rotationsachse mit umfasst, einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei eine quer zur Rotationsachse ausgerichtete Breite des Reaktionskanals weniger als 10 Prozent einer Höhe des Reaktionskanals beträgt. Beispielhaft beträgt die Höhe des Reaktionskanals weniger als 10 Prozent der Länge des Reaktionskanals. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Reaktionskanal durch paarweise parallel zueinander ausgerichtete Kanalwände begrenzt ist, wobei die Kanalwände eine Wandstärke aufweisen, die kleiner oder gleich einer Breite des Reaktionskanals ist. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass der Reaktionskanal ausgehend von einer ebenen Innenoberfläche des Reaktorgehäuses, die quer zur Rotationsachse ausgerichtet ist und die der Oberseite des Reaktorgehäuses abgewandt ist, kammartig nach unten abragt und spiralförmig verläuft, so dass zwischen benachbarten Abschnitten des Reaktionskanals jeweils Ausnehmungen ausgebildet sind, in die eine entsprechend profilierte Magnetanordnung mit ihren Erhebungen eingreifen kann. Hiermit werden die Erhebungen in unmittelbarer Nachbarschaft zu den seitlichen Kanalwänden des Reaktionskanals angeordnet und ermöglichen die gewünschte Bereitstellung eines magnetischen Flusses in den Reaktionskanal. Rein exemplarisch kann die Magneteinrichtung als kreisrunde Scheibe mit planparallelen in, kreisrunden, axial ausgerichteten Stirnflächen ausgebildet sein, wobei an einer der axial ausgerichteten Stirnfläche eine oder mehrere spiralförmige Vertiefungen vorgesehen sind, die die Oberflächenprofilierung der Magnetanordnung bildet. In diesem Fall verbleibt bzw. verbleiben eine bzw. mehrere jeweils spiralförmige Erhebungen, die in die wenigstens eine Ausnehmung des wenigstens einen Reaktionskanals eingreifen kann bzw. können.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Reaktorgehäuse mehrere, insbesondere in fester Winkelteilung zueinander angeordnete, Reaktionskanäle ausgebildet sind und/oder dass der Magnetanordnung ein Permanentmagnet oder mehrere Permanentmagnete und/oder eine Magnetspule oder mehrere Magnetspulen zugeordnet sind. Durch die Anordnung mehrerer Reaktionskanäle im Reaktorgehäuse lässt sich eine Optimierung der für die Reaktion der Zellsuspension mit dem Reaktionsmittel im jeweiligen Reaktionskanal zur Verfügung stehenden Innenoberfläche des jeweiligen Reaktionskanals bei gleichzeitig kompakter Bauweise für das Reaktorgehäuse verwirklichen. Vorzugsweise sind die Reaktionskanäle bezogen auf die Rotationsachse in fester Winkelteilung zueinander angeordnet, besonders bevorzugt weist jeder der Reaktionskanäle die gleiche Spiralegeometrie auf, so dass bei der Rotation des Reaktorgehäuses um die Rotationsachse möglichst keine Unwuchten auftreten. Ergänzend oder alternativ ist vorgesehen, dass der Magnetanordnung ein Permanentmagnet oder mehrere Permanentmagnete und/oder eine Magnetspule oder mehrere Magnetspulen zugeordnet sind, mit denen eine Bereitstellung eines magnetischen Flusses in den wenigstens einen Reaktionskanal verwirklicht werden kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Magnetanordnung als solche einen oder mehrere Permanentmagnete trägt bzw. mit einer oder mehreren Magnetspulen ausgerüstet ist, um eine unmittelbare Bereitstellung eines magnetischen Flusses an den wenigstens einen Reaktionskanal zu ermöglichen. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Magnetanordnung zumindest teilweise aus einem magnetisierbaren Material hergestellt ist und als Flussleiter für einen magnetischen Fluss genutzt werden kann, der abseits der Magnetanordnung durch einen oder mehrere Permanentmagnete und/oder eine oder mehrere Magnetspulen bereitgestellt wird.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Trägereinrichtung ein Verteilergehäuse angeordnet ist, das von einem, insbesondere mit einer Nährschicht beschichteten, Verteilerkanal durchsetzt ist, der sich von wenigstens einer an die Ausgangsöffnung des Reaktorgehäuses angrenzenden Eintrittsöffnung zu mehreren Austrittsöffnungen erstreckt, wobei die Eintrittsöffnung bezogen auf die Rotationsachse radial innenliegend angeordnet ist und wobei die Austrittsöffnungen bezogen auf die Rotationsachse radial außenliegend angeordnet sind und wobei den Austrittsöffnungen Aufnahmeschächte zugeordnet sind, die zur Aufnahme von Probebehältern ausgebildet sind. Die Aufgabe des Verteilergehäuses besteht darin, das an der wenigstens einen Ausgangsöffnung des Reaktorgehäuses bereitgestellte Fluid in automatisierter Weise auf eine Vielzahl von Probebehältern zu verteilen. Hierzu ist vorgesehen, dass das Verteilergehäuse einen Verteilerkanal aufweist, der sich von einer Eintrittsöffnung, die fluidisch kommunizierend gegenüber der Ausgangsöffnung des Reaktorgehäuses angebracht werden kann, zu mehreren Austrittsöffnungen erstreckt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Verteilerkanal wenigstens einen Kanalabschnitt aufweist, der mit einer Nährschicht versehen ist, um beispielsweise einen Wachstumsprozess für Zellen, die in der aufzubereitenden Zellsuspensionen enthalten sind, zu ermöglichen. Ferner ist vorgesehen, dass der Verteilerkanal zwischen der Eintrittsöffnung und den mehreren Austrittsöffnungen radial nach außen verläuft, so dass bei Einleitung einer Rotationsbewegung auf das Verteilergehäuse aufgrund der hierbei einwirkenden Zentrifugalkräfte ein Flüssigkeitstransport von der wenigstens einen Eintrittsöffnung zu den mehreren Austrittsöffnungen bewirkt werden kann. Zudem ist vorgesehen, dass den Austrittsöffnungen Aufnahmeschächte zugeordnet sind, in die Probebehälter aufgenommen werden können, die zur Aufnahme von Anteilen der aufbereiteten Zellsuspension ausgebildet sind. Beispielsweise sind die Probebehälter als Reagenzgläser, Küvetten oder Näpfe ausgebildet. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass jedem der Aufnahmeschächte mehrere Austrittsöffnungen zugeordnet sind, so dass in den jeweiligen Aufnahmeschacht eine Anordnung mehrerer Probebehälter eingeschoben werden kann, wobei jeder der Probebehälter durch ein jeweils zugeordnete Austrittsöffnung mit aufbereiteter Zellsuspension versorgt werden kann.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Verteilergehäuse bezogen auf die Rotationsachse kreisringförmig ausgebildet ist und dass die Trägereinrichtung einen Verteilergehäuseantrieb umfasst, der zur Einleitung einer Rotationsbewegung auf das Verteilergehäuse um die Rotationsachse ausgebildet ist. Durch die kreisringförmige Gestalt des Verteilergehäuses kann dieses einerseits vorteilhaft am Reaktorgehäuse angeordnet werden und andererseits mit Hilfe des Verteilergehäuseantriebs in eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse versetzt werden, bei der eine möglichst gleichmäßige Verteilung der der an der Eintrittsöffnung bereitgestellten aufbereiteten Zellsuspension hin zu den Austrittsöffnungen und den in den Aufnahmeschächten aufgenommenen Probebehältern gewährleistet ist.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeschächte mit Probebehältern bestückt sind, wobei unterschiedliche Probebehälter mit Analysesubstanzen unterschiedlicher Konzentration und/oder unterschiedlicher Zusammensetzung befüllt sind. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die im Reaktorgehäuse aufbereitete und mit Hilfe des Verteilergehäuses verteilte, aufbereitete Zellsuspension in einfacher Weise eine Vielzahl von Probebehältern zugeführt werden soll, die mit unterschiedlichen Analysesubstanzen befüllt sind, um möglichst rasch und effizient eine Wechselwirkung zwischen der aufbereiteten Zellsuspension und den Analysesubstanzen zu ermöglichen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass sämtliche Probebehälter mit der gleichen Analysesubstanz, jedoch in jeweils unterschiedlicher Konzentration befüllt sind, um beispielsweise unterschiedliche Wechselwirkungen der aufbereiteten Zellsuspension mit den unterschiedlichen Konzentrationen der Analysesubstanzen ermitteln zu können. Alternativ ist vorgesehen, dass die unterschiedlichen Probebehälter mit unterschiedlichen Analysesubstanzen, gegebenenfalls zusätzlich auch in unterschiedlicher Konzentration, befüllt sind, um eine Wechselwirkung des aufbereiteten Fluids mit den unterschiedlichen Analysesubstanzen, die gegebenenfalls auch unterschiedliche Konzentrationen aufweist können, zu ermitteln.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reaktorgehäuse längs der Rotationsachse kreisförmig profiliert ist und in einer Ringausnehmung des Verteilergehäuses aufgenommen ist, wobei die Ausgangsöffnung an einer Außenumfangswand des Reaktorgehäuses ausgebildet ist und wobei die Eintrittsöffnung an einer Innenoberfläche der Ringausnehmung des Verteilergehäuses angeordnet ist. Durch die zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrische Ausgestaltung des Reaktorgehäuses und des Verteilergehäuses lässt sich eine vorteilhafte Rotation der aus dem Reaktorgehäuse und dem Verteilergehäuse gebildeten Baugruppe um die Rotationsachse verwirklichen. Hierbei kann bzw. können je nach Ausgestaltung des Reaktorgehäuses und des Verteilergehäuses eine synchrone Rotationsbewegung der gesamten Baugruppe oder isolierte Rotationsbewegungen des Reaktorgehäuses und/oder des Verteilergehäuses vorgesehen werden. Beispielhaft ist die Eintrittsöffnung an der Innenoberfläche der Ringausnehmung als ringförmig umlaufender Schlitz ausgebildet, so dass es unerheblich ist, welche rotatorische Position das Reaktorgehäuse gegenüber dem Verteilergehäuse einnimmt, da positionsunabhängig stets eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Ausgangsöffnung des Reaktorgehäuses und der Eintrittsöffnung des Verteilergehäuses gewährleistet ist.
  • Zweckmäßig ist es, wenn an der Trägereinrichtung ein Magneteinrichtungsantrieb angeordnet ist, der für eine Einleitung einer Linearbewegung längs der Rotationsachse auf die Magneteinrichtung ausgebildet ist und/oder dass an der Trägereinrichtung eine Temperiereinrichtung angeordnet ist, die für eine Temperierung des Reaktorgehäuses und/oder des Verteilergehäuses auf eine Temperatur, insbesondere 37 Grad Celsius, innerhalb eines vorgebbaren Temperaturintervalls oder auf eine zeitlich veränderliche Temperatur gemäß eines vorgebbaren Temperaturverlaufs ausgebildet ist. Ergänzend oder alternativ kann der Trägereinrichtung eine Begasungseinrichtung zugeordnet ist, die für eine Bereitstellung eines vorgebbaren Gases oder Gasgemischs an das Reaktorgehäuse und/oder an das Verteilergehäuse ausgebildet ist. Rein exemplarisch ist eine Begasung des Reaktorgehäuses und des Verteilergehäuses mit einem Gemisch aus 95 Prozent Sauerstoff und 5 Prozent Kohlendioxid vorgesehen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt durch ein Verfahren gelöst, das zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Aufbereitungseinrichtung vorgesehen ist und das die folgenden Schritte umfasst: Aufnehmen des Reaktorgehäuses an der Trägereinrichtung, wobei die Magneteinrichtung in der ersten Funktionsstellung angeordnet ist oder wird, Bereitstellen eines Reaktionsmittels, das magnetisierte oder magnetisierbare Bestandteile enthält, an der Eingangsöffnung und Befüllen des Reaktionskanals mit dem Reaktionsmittel, Bewegen der Magneteinrichtung aus der ersten Funktionsstellung in die zweite Funktionsstellung nach Ablauf einer vorgebbaren Reaktionszeitspanne, Durchführen einer Rotationsbewegung für das Reaktorgehäuse in einer ersten Rotationsrichtung um die Rotationsachse mit dem Reaktorgehäuseantrieb, um das Reaktionsmittel in Richtung der Ausgangsöffnung zu transportieren.
  • Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Reaktionsmittel vor einem Einfüllen in den Reaktionskanal als Mischung der zu analysierenden Zellsuspension mit einer Reaktionssubstanz, die magnetisierte oder magnetisierbare Bestandteile, insbesondere ferritgebundene Antikörper, enthält, hergestellt wird.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in einem ersten Schritt das Reaktionsmittel, das magnetisierte oder magnetisierbare Bestandteile, insbesondere ferritgebundene Antikörper, enthält, in den Reaktionskanal eingefüllt wird und dass anschließend die zu analysierende Zellsuspension in den Reaktionskanal eingefüllt wird.
  • In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Reaktionskanal mit weiteren metallischen Partikeln oder einer hochviskösen magnetisierbaren Flüssigkeit zur weiteren Verstärkung oder Oberflächenvergrößerung des reaktiven Magnetfeldes bzw. einer Minimierung des Abstandes zwischen Magnetgeber und Antikörper-Bead-Zell-Aggregat bzw. Empfänger vollständig oder auch nur teilweise gefüllt werden, um an Ort und Stelle zu verbleiben oder im Zuge der Rotationen mitbewegt zu werden. Die zugrundeliegende Theorie entspricht den Gesetzen des Quantenmagnetismus zur Optimierung der magnetischen Flussdichte.
  • In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens sind die nachfolgenden Schritte vorgesehen: Bereitstellen eines Verteilergehäuses, das von einem Verteilerkanal durchsetzt ist, der sich von wenigstens einer an die Ausgangsöffnung des Reaktorgehäuses angrenzenden Eintrittsöffnung zu mehreren Austrittsöffnungen erstreckt, wobei die Eintrittsöffnung bezogen auf die Rotationsachse radial innenliegend angeordnet ist und wobei die Austrittsöffnungen bezogen auf die Rotationsachse radial außenliegend angeordnet sind und wobei den Austrittsöffnungen Aufnahmeschächte zugeordnet sind, die zur Aufnahme von Probebehältern ausgebildet sind, Bereitstellen von Probebehältern in den Aufnahmeschächten und Durchführen einer Rotationsbewegung für das Reaktorgehäuse in einer der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten zweiten Rotationsrichtung um die Rotationsachse mit dem Reaktorgehäuseantrieb, um das Reaktionsmittel an der Ausgangsöffnung bereitzustellen.
  • In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Reaktionsmittel bei der Rotationsbewegung des Reaktorgehäuses in der zweiten Rotationsrichtung an der Eintrittsöffnung des Verteilergehäuses bereitgestellt wird und in einen Verteilerkanal des Verteilergehäuses einströmt und dass nach einer vorgebbaren Zeitspanne mit einem Verteilergehäuseantrieb eine Rotationsbewegung auf das Verteilergehäuse eingeleitet wird, um das Reaktionsmittel in radial außenliegend im Verteilerkanal angeordnete Austrittsöffnungen und von dort in die Probebehälter zu leiten.
  • Die praktische Durchführung des Verfahrens kann insbesondere unter Berücksichtigung der nachstehenden Details erfolgen:
    • Der Haupteffektor zur Gewinnung einer bestimmten Zellart aus einer Trägerflüssigkeit mit weit heterogener Zellpopulation ist ein Antikörper, der auf der einen Seite eine epitopspezifische Sequenz sowie auf der anderen Seite einen Ferropartikel bzw. Farbstoff enthält. Dieser Antikörper kann z.B. CD326- oder CD45-spezifisch sein oder andere Spezifitäten beinhalten. Mit Hilfe der Magneteinrichtung, die einen von außen auf das Reaktor einwirkenden magnetischen Fluss bereitstellt, kann eine vorteilhafte, zumindest weitgehend homogene Verteilung derartiger Antikörper in den Reaktionskanälen des Reaktorgehäuses erzielt werden, so dass eine vorteilhafte Wechselwirkung der Antikörper mit der zu gewinnenden Zellart erzielt wird.
  • Im Zuge dieser Wechselwirkung kommt es zu einer Kopplung der zu gewinnenden Zellart mit den magnetisch beeinflussbaren Antikörpern, womit auch eine Zurückhaltung und spätere Freigabe der miteinander gekoppelten Antikörper und Zellen in Abhängigkeit von dem auf die Reaktionskanäle einwirkenden magnetischen Fluss erfolgen kann, wenn beispielsweise eine Massenzentrifugation mit definierten Winkelgeschwindigkeiten vorgenommen wird, um eine Auftrennung der in den Reaktionskanälen des Reaktorgehäuses aufgenommenen Zellsuspension zu erreichen.
  • Zur Vermeidung von Reibungen und Toträumen und Förderung von mikrofluidischen Flüssigkeits- und Zellbewegungen sind beispielsweise die Reaktionskanäle im Reaktorgehäuse spiralabschnittsförmig ausgebildet.
  • Im Verteilergehäuse ist ein Ablaufbehältnis ausgebildet, das eine Aufnahme von Bestandteilen der aufzutrennender Zellsuspension ermöglicht.
  • Die Antikörper und/oder andere Reagenzien können wahlweise vor einer Befüllung der Reaktionskanäle des Reaktorgehäuses mit der aufzutrennenden Zellsuspension eingebracht werden oder zusammen mit der aufzutrennenden Zellsuspension in die Reaktionskanäle eingebracht werden.
  • Beispielhaft können die Reaktionskanäle des Reaktorgehäuses mit einer Zellsuspension wie Blut und darin befindlichen zirkulierenden Tumorzellen oder einer Zellsuspension aus einem soliden Primärtumor- oder Metastaseneffluat befüllt werden.
  • Die im Zuge der Verfahrensdurchführung abgetrennten Tumorzellen oder Immunzellen werden durch Zentrifugation aus dem Reaktorgehäuse in das Verteilergehäuse befördert und dort zunächst in einer ringförmig umlaufend ausgebildeten Wachstumsrinne oder einzelnen, zumindest durch Vorsprünge voneinander getrennte Sammelbuchten befördert.
  • Beispielhaft ist vorgesehen, dass in der Wachstumsrinne oder in den Sammelbuchten 3-D-Kulturträger zum Wachstum von Tumor- oder Immunzellen enthalten sind, die insbesondere kugelförmig ausgebildet sind und beispielhaft eine von Nährlösung durchtränke Agar-Agar-Rinde und einen transparenten zellinerten Plastikkern umfassen. Rein exemplarisch werden die abgetrennten Tumorzellen oder Immunzellen auf diesen Kulturträgern über eine längere Zeitdauer, insbesondere über mehrere Tage, kultiviert und vermehrt. Eine Überwachung des Wachstumsfortschritts der, insbesondere mit eingefärbten Antikörpern gekoppelten, Zellen kann mit Hilfe eines der Aufbereitungseinrichtung zugeordneten Mikroskops vorgenommen werden. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Zellen in einem anschließenden Verfahrensschritt durch Zentrifugation in Probebehälter oder Probekammern überführt werden. Alternativ kann der Wachstumsprozess der Zellen über einen definierten Zeitraum auch schon in den Sammelbecken des Reaktorgehäuses stattfinden und durch Zugabe entsprechender Nährlösungen bzw. sonstiger für ein Zellwachstum vorteilhafter Umgebungsbedingungen begünstigt werden.
  • In den Probebehältern oder Probekammern können beispielsweise Chemotherapeutika oder Supplimentiva in unterschiedlichen Konzentrationen aufgenommen sein, deren zelltoxische Wirkung auf die abgetrennten Zellen ermittelt werden soll. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die zelltoxische Wirkung der Chemotherapeutika oder Supplimentiva mit Hilfe von luminiszenzgetraceten Apoptosereagentien sichtbar gemacht werden kann. Beispielhaft erfolgt eine Lumineszenzmessung zur Ermittlung der jeweiligen Wechselwirkung zwischen den abgetrennten Zellen und den Chemotherapeutika oder Supplimentiva ausserhalb des Verteilergehäuses, indem die im Verteilergehäuse aufgenommenen Probebehälter entnommen insbesondere in ein 96-Well-Gerippe eingerastet werden, das in einen externen Lumineszenzzähler eingebracht werden kann. Alternativ erfolgt die Lumineszenzmessung mit einem der Aufbereitungseinrichtung zugeordneten Lumineszenzzähler, der direkt die in den Probekammern des Verteilergehäuses aufgenommenen Proben analysieren kann.
  • Auf einer der Aufbereitungseinrichtung zugeordneten Anzeigeeinrichtung wie beispielsweise einem Computerbildschirm oder einem Tablet wird die Letaldosierung der jeweiligen Chemotherapeutika bzw. Substanzen angezeigt. Auf Basis dieser Ergebnisse kann eine am Patienten anzuwendende Dosierungen der entsprechenden Substanzen errechnet und angezeigt werden.
  • Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise die Findung von Chemotherapeutika sowie ggf. von Konzentrationen dieser Chemotherapeutika, die hocheffizient den funktionellen Metastasierungsprozess von bösartigen Tumoren hemmen. Das Verfahren ist personalisiert, online angewandt und kann beliebig oft innerhalb der Behandlung eines Patienten wiederholt werden. Dem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Population zirkulierender Tumorzellen nicht in jedem Falle identisch sind mit den Primärtumorzellen und dass die beiden Zelltypen nicht homogen vorliegen. Weiterhin geht das Verfahren davon aus, dass sich Tumorzellen innerhalb eines menschlichen Lebenszyklus bzw. bis zum Tode des Individuums ständig weiter entwickeln, Therapieresistenzen aufbauen und daher einen dynamischen Therapieansatz erfordern, der sich nicht auf die Eigenschaften der in der Regel operativ entfernten Primärtumorzellen, sondern auf die prognostisch relevanten zirkulierenden Tumorzellen konzentrieren sollte.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Reaktorgehäuse zur Durchführung eines Trennverfahrens für eine Zellsuspension gelöst, das insbesondere zur Verwendung mit der Aufbereitungseinrichtung ausgebildet ist. Hierzu umfasst das Reaktorgehäuse wenigstens einen, insbesondere rohrförmig ausgebildeten, Reaktionskanal zur Aufnahme einer Zellsuspension, der sich zwischen einer zentral an einer Oberseite des Reaktorgehäuses angeordneten Eingangsöffnung und einer außenliegend am Reaktorgehäuse angeordneten Ausgangsöffnung erstreckt und der von wenigstens einer Kanalwand begrenzt wird, wobei der Reaktionskanal einen ersten Kanalabschnitt, ein radial außenliegendes Sammelbecken und einen zweiten Kanalabschnitt aufweist, wobei der erste Kanalabschnitt von der Eingangsöffnung bis zum Sammelbecken verläuft und bezogen auf eine vorgebbare erste Rotationsrichtung für das Reaktorgehäuse eine rückwärtsgerichtete, insbesondere rückwärtsgekrümmte, Ausrichtung aufweist, wobei das Sammelbecken bezogen auf die erste Rotationsrichtung konkav ausgebildet ist und wobei der zweite Kanalabschnitt vom Sammelbecken bis zur Ausgangsöffnung erstreckt ist und bezogen auf die erste Rotationsrichtung vorwärtsgerichtet, insbesondere vorwärtsgekrümmt, ausgerichtet ist.
  • Bei einer Weiterbildung des Reaktorgehäuses ist vorgesehen, dass der erste Kanalabschnitt bezogen auf die Rotationsachse spiralförmig ausgebildet ist und/oder dass an einer Oberseite des Reaktorgehäuses und/oder an einer Unterseite des Reaktorgehäuses jeweils benachbart zum Reaktionskanal angeordnete, für einen Eingriff einer Magnetanordnung ausgebildete Ausnehmungen vorgesehen sind.
  • In weiterer Ausgestaltung des Reaktorgehäuses ist vorgesehen, dass im Reaktorgehäuse mehrere, insbesondere in fester Winkelteilung zueinander angeordnete, Reaktionskanäle ausgebildet sind und/oder dass dem wenigstens einen Reaktionskanal ein Permanentmagnet oder mehrere Permanentmagnete und/oder eine Magnetspule oder mehrere Magnetspulen zugeordnet sind. Die Anordnung eines oder mehrerer Permanentmagnete und/oder einer oder mehrerer Magnetspulen direkt am Reaktorgehäuse ermöglicht den Verzicht auf eine separat ausgebildete Magnetanordnung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Vielzahl von Magnetspulen auf eine flexible Leiterplatte aufgebracht sind, die auf eine Außenwand des jeweiligen Reaktionskanals aufgebracht, insbesondere aufgeklebt ist, so dass durch Bereitstellung einer elektrischen Versorgung für diese Magnetspulen eine individuelle oder gemeinsame Bereitstellung eines magnetischen Flusses am jeweiligen Reaktionskanal ermöglicht wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verteilergehäuse zur Verteilung einer Zellsuspension auf eine Vielzahl von Probebehältern oder Probekammern gelöst. Hierzu umfasst das Verteilergehäuse einen ringförmigen Grundkörper, in dem ein, insbesondere mit einer Nährschicht beschichteter, Verteilerkanal ausgebildet ist, der sich von einer Eintrittsöffnung zu mehreren Austrittsöffnungen erstreckt, wobei die Eintrittsöffnung bezogen auf eine Rotationsachse radial innenliegend angeordnet ist und wobei die Austrittsöffnungen bezogen auf die Rotationsachse radial außenliegend angeordnet sind und wobei den Austrittsöffnungen Aufnahmeschächte zugeordnet sind, die zur Aufnahme von Probebehältern ausgebildet sind.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
    • 1 eine perspektivische Übersichtsdarstellung für eine erste Ausführungsform einer Aufbereitungseinrichtung, die ein (teilweise geschnitten dargestelltes) Gerätegehäuse mit einem Bedien-/Anzeigefeld, einem Antrieb, einem Reaktorgehäuse und einem Verteilergehäuse umfasst,
    • 2 eine Explosionsdarstellung der ersten Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung gemäß der 1,
    • 3 eine Schnittdarstellung des Reaktorgehäuses der ersten Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung in einer Schnittebene, die eine Rotationsachse für das Reaktorgehäuse mit umfasst,
    • 4 eine Schnittdarstellung des Reaktorgehäuses der ersten Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung in einer Schnittebene quer zur Rotationsachse,
    • 5 eine Schnittdarstellung des Verteilergehäuses der ersten Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung in einer Schnittebene, die die Rotationsachse mit umfasst,
    • 6 eine Schnittdarstellung des Verteilergehäuses der ersten Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung in einer Schnittebene, die quer zur Rotationsachse ausgerichtet ist, und
    • 7 eine perspektivische Darstellung der Magneteinrichtung der ersten Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung,
    • 8 eine Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Aufbereitungseinrichtung,
    • 9 eine Schnittdarstellung des Reaktorgehäuses der zweiten ersten Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung in einer Schnittebene quer zur Rotationsachse,
    • 10 eine Draufsicht auf die Magneteinrichtung, die einen Permanentmagnetteil und einen Magnetspulenteil umfasst,
    • 11 eine Schnittdarstellung des Verteilergehäuses der zweiten Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung in einer Schnittebene, die die Rotationsachse mit umfasst, und
    • 12 eine Variante des Verteilergehäuses der zweiten Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung in einer Vorderansicht.
  • Eine in den 1 und 2 dargestellte Aufbereitungseinrichtung 1 ist zur Aufbereitung einer Zellsuspension zur Vorbereitung eines Analyseverfahrens ausgebildet, wobei es sich bei der Zellsuspension beispielsweise um eine menschliche Körperflüssigkeit wie Blut, Lymphe, Urin, Zellefluat aus Metastasen oder Primärtumoren, etc. oder um eine andere Flüssigkeit wie beispielsweise eine Wasserprobe aus einem Gewässer oder um ein Reaktionsprodukt eines biologischen oder chemischen Reaktionsprozesses handeln kann.
  • Die Aufbereitungseinrichtung 1 ist rein exemplarisch als Tischgerät zur Verwendung in einem nicht dargestellten Labor ausgebildet und ermöglicht eine schnelle und kosteneffiziente Aufbereitung von Zellsuspensionen für ein nachfolgendes Analyseverfahren. Dieses Analyseverfahren kann rein exemplarisch darauf ausgerichtet sein, eine Überlebensrate von menschlichen Zellen, insbesondere Krebszellen, in einer Analysesubstanz, bei der es sich beispielsweise um ein Chemo-Therapeutikum oder um eine Kombination eines Chemo-Therapeutikums mit Supportiva handeln kann, in unterschiedlichen Konzentrationen der Analysesubstanz zu ermitteln.
  • Beispielhaft umfasst die Aufbereitungseinrichtung 1 ein Gerätegehäuse 2, an dem ein Bedien- und Anzeigefeld 3, ein Reaktorgehäuse 4 und ein Verteilergehäuse 5 angeordnet sind.
  • Beispielhaft umfasst das Gerätegehäuse 2 eine Bodenplatte 6, eine Frontplatte 7, eine Deckplatte 8 sowie nicht dargestellte Seitenwände und eine ebenfalls nicht dargestellte Rückwand. Rein exemplarisch können die Bodenplatte 6, die Frontplatte 7, die Deckplatte 8, die nicht dargestellten Seitenwände und die nicht dargestellte Rückwand als Blechteile ausgebildet sein. An der Frontplatte 7 ist das Bedien- und Anzeigefeld 3 angeordnet, das einen berührungsempfindlichen Bildschirm 9 umfasst, auf dem nicht näher dargestellte graphische Symbole und/oder Schriftzeichen dargestellt werden können, um einem Benutzer eine Bedienung der Aufbereitungseinrichtung 1 zu ermöglichen.
  • In einem Raumvolumen 10, das vom Gerätegehäuse 2 umschlossen wird, sind gemäß der Darstellung der 2 rein exemplarisch ein Reaktorgehäuseantrieb 11, ein Verteilergehäuseantrieb 12 sowie ein Magneteinrichtungsantrieb 15 angeordnet. Dabei ist vorgesehen, dass der Reaktorgehäuseantrieb 11 als nicht näher dargestellter elektrischer Getriebemotor ausgebildet ist, der zur Einleitung einer Rotationsbewegung auf eine Antriebswelle 16 vorgesehen ist, die ihrerseits mit einem Aufnahmeteller 17 gekoppelt ist. Der Magneteinrichtungsantrieb 15 ist ebenfalls mit der Antriebswelle 16 verbunden und ermöglicht eine Einleitung einer Linearbewegung auf den Aufnahmeteller 17. Dabei ist vorgesehen, dass eine Rotation des Aufnahmetellers 17 um eine Rotationsachse 18 stattfinden kann, während eine Linearbewegung des Aufnahmetellers 17 längs der Rotationsachse 18 vorgesehen sein kann. Der Verteilergehäuseantrieb 12 wirkt über ein nicht näher dargestelltes Zahnradgetriebe auf ein oberhalb der Deckplatte 8 angeordnetes Mitnehmerzahnrad 19, auf das das rein exemplarisch ringförmig ausgebildetes Verteilergehäuse 5, dass auch als Außenrotor bezeichnet werden kann, formschlüssig aufgesetzt werden kann. Hierbei ist das Verteilergehäuse 5 für die formschlüssige Aufnahme am Mitnehmerzahnrad 19 mit einer gemäß der Darstellung der 2 dem Mitnehmerzahnrad 19 zugewandten Verzahnung 20 versehen.
  • Das Reaktorgehäuse 4 kann mit Hilfe des Reaktorgehäuseantriebs 11 sowie des Magneteinrichtungsantriebs 15 unabhängig vom Verteilergehäuse 5 in eine Rotationsbewegung versetzt werden und in axialer Richtung längs der Rotationsachse 18 zusammen mit einer auf dem Aufnahmeteller 17 angeordneten Magneteinrichtung 21 verlagert werden. Ferner kann das Verteilergehäuse 5 unabhängig vom Reaktorgehäuse 4 und der Magneteinrichtung 21 mit Hilfe des Verteilergehäuseantriebs 12 in eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 18 versetzt werden.
  • Wie der Darstellung der 2 entnommen werden kann, weist das Verteilergehäuse 5 an einer Außenumfangsfläche 40 mehrere, rein exemplarisch in gleicher Winkelteilung relativ zur Rotationsachse 18 angeordnete, in radialer Richtung erstreckte Aufnahmeschächte 41 auf, wobei in jeden der Aufnahmeschächte 41 eine Probebehälteranordnung 42 eingeschoben werden kann und durch eine nicht näher dargestellte Rasteinrichtung im jeweiligen Aufnahmeschacht 41 verriegelt werden kann. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass jede der Probebehälteranordnungen 42 in gerader Reibung angeordnete Probebehälter 43 aufweist, wobei rein exemplarisch vorgesehen ist, dass jeder der Probebehälter 43 als Reagenzbehälter ausgebildet ist. Wahlweise kann vorgesehen sein, dass die Probebehälter 43 der Probebehälteranordnungen 42 ohne eine Befüllung mit einer Analysesubstanz in den jeweiligen Aufnahmeschacht 41 eingeschoben und dort verriegelt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass zumindest einige, insbesondere alle Probebehälter 43 mit einer Analysesubstanz befüllt sind, wobei unterschiedliche Probebehälter 43 mit Analysesubstanzen unterschiedlicher Konzentration und/oder unterschiedlicher Zusammensetzung befüllt sein können.
  • Aus der Schnittdarstellung der 3, die das Reaktorgehäuse 4 in einer Schnittebene zeigt, die die Rotationsachse 18 mit umfasst, ist erkennbar, dass das Reaktorgehäuse 4 eine Vielzahl von Reaktionskanälen 28 aufweist. Jeder der Reaktionskanäle 28 erstreckt sich von einer Eingangsöffnung 29, die an einer Oberseite 30 des Reaktorgehäuses 4 angeordnet ist, bis zu einer in der Darstellung der 4 sichtbaren Ausgangsöffnung 31. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Eingangsöffnungen 29 an der kreisförmig ausgebildeten Oberseite 30 des Reaktorgehäuses 4 ausmünden und dass die Oberseite 30 von einem Ringbund 32 begrenzt ist, der sich ausgehend von der Oberseite 30 längs der Rotationsachse 18 als Hülsenabschnitt erstreckt und der in der Art eines Einfülltrichters eine Zufuhr von Zellsuspension in die Reaktionskanäle 28 des Reaktorgehäuses 4 erleichtert. Jeder der Reaktionskanäle 28 kann rein exemplarisch innerhalb des beispielhaft durch ein generatives Verfahren wie Kunststofflasersintern, hergestellten Reaktorgehäuses 4 in einem in der 3 erkennbaren Zufuhrabschnitt 33, einen an den Zufuhrabschnitt 33 angrenzenden ersten Kanalabschnitt 34, ein an den ersten Kanalabschnitt 34 angrenzendes Sammelbecken 35 sowie einen mit dem Sammelbecken 35 verbundenen zweiten Kanalabschnitt 36 unterteilt werden.
  • Wie der Darstellung der 4 entnommen werden kann, sind im Reaktorgehäuse 4 rein exemplarisch insgesamt sechs Reaktionskanäle 28 ausgebildet, wobei die ersten Kanalabschnitte 34 jeweils ausgehend von einer koaxial zur Rotationsachse angeordneten Zentralhülse 37 spiralförmig nach außen verlaufen und jeweils in die radial außenliegend angeordneten Sammelbecken 35 einmünden. Beispielhaft ist vorgesehen, dass jedem der Reaktionskanäle 28 jeweils fünf Zufuhrabschnitte 33 zugeordnet sind, so dass für jeden der Reaktionskanäle 28 entlang der spiralförmigen Kanalerstreckung 38 an fünf Orten eine Flüssigkeitszufuhr vorgenommen werden kann.
  • Wie aus den Darstellungen der 3 und 4 entnommen werden kann, weist jeder der Reaktionskanäle 28 in quer zur Kanalerstreckung 38 ausgerichteten, nicht dargestellten Querschnittsebenen einen rechteckigen Querschnitt auf und wird jeweils von einer radial innenliegenden Kanalwand 65 sowie von einer radial außenliegenden Kanalwand 66 und von einem zwischen den beiden Kanalwänden 65, 66 erstreckten Kanalboden 67 sowie durch eine Kanaldecke 68 begrenzt. Hierbei ist die Kanaldecke 68 rein exemplarisch im Wesentlichen glockenförmig ausgebildet und weist eine erheblich größere Wandstärke als die Kanalwänden 65, 66 und der Kanalboden 67 auf. Ferner ist die Kanaldecke 68 von den vorgenannten Zufuhrabschnitten 33 durchsetzt. Die Kanalwände 65 und 66 sowie der Kanalboden 67 weisen jeweils rein exemplarisch eine Wandstärke 69 auf, die rein exemplarisch ungefähr im Bereich einer Breite 70 des Reaktionskanals 28 angesiedelt ist. Eine Höhe 71 des Reaktionskanals 28 beträgt rein exemplarisch zumindest das 10-fache der Breite 70 des Reaktionskanals 28. Eine Länge der Kanalerstreckung 38 beträgt rein exemplarisch ungefähr das 14-fache der Höhe 71 des Reaktionskanals 28. Hierdurch wird ein Reaktionskanal 28 mit einer großen Innenoberfläche 72 geschaffen, wobei zwischen benachbarten Reaktionskanälen 28 jeweils im Wesentlichen spiralförmige Ausnehmungen 73 ausgebildet sind, die für einen Eingriff der nachstehend näher beschriebenen Magneteinrichtung 21 dienen.
  • Die Reaktionskanäle 28 sind bezogen auf eine in der 4 eingetragene erste Rotationsrichtung 74 rückwärts gekrümmt ausgebildet. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei einer Rotation des Reaktorgehäuses 4 in der ersten Rotationsrichtung 74 die im Reaktionskanal 28 aufgenommene Zellsuspension aufgrund der Einwirkung von Zentrifugalkräften längs der Kanalerstreckung 38 in Richtung des Sammelbecken 35 bewegt wird und sich im bezogen auf die erste Rotationsrichtung 74 konkav ausgebildeten Sammelbecken 35 sammeln kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Bodenbereich 47 des Sammelbeckens 35 bezogen auf die Rotationsachse 18 deutlich oberhalb des Kanalbodens 67 liegt und zwischen dem ersten Kanalabschnitt 34 und dem Sammelbecken 35 eine Rampe 76 sowie ein konkav ausgebildeter Krümmungsbereich 77 ausgeformt sind. Hierbei dient die Rampe 76 zur Überwindung des Höhenunterschieds zwischen dem Kanalboden 67 und dem Bodenbereich 75 des Sammelbeckens 35. Der konkav ausgebildete Krümmungsbereich ist dazu vorgesehen, in das Sammelbecken 35 eingetretene Zellsuspension davon abzuhalten, ohne eine Rotationsbewegung des Reaktorgehäuses 4 in einer der ersten Rotationsrichtung 74 entgegengesetzten zweiten Rotationsrichtung 78 aus dem Sammelbecken 35 auszutreten. Bei einer Rotation des Reaktorgehäuses 4 in der zweiten Rotationsrichtung 78 kann die im Sammelbecken 35 aufgenommene Zellsuspension zunächst den Krümmungsbereich 77 überwinden und dann entlang des zweiten Kanalabschnitts 36 bis zur Ausgangsöffnung 31 befördert werden.
  • Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Magneteinrichtung 21 gemäß der Darstellung der 7 mit spiralförmigen Nuten 22 versehen ist, deren Breite geringfügig größer als eine Breitenerstreckung 79 des Reaktionskanals 28 gewählt ist, wobei diese Breitenerstreckung 79 die Breite 70 des Reaktionskanals 28 sowie die Wandstärken 69 der beiden Kanalwänden 65 und 66 mit umschließt. Hierdurch weist die Magneteinrichtung 21 erhaben ausgebildete Spiralbereiche 23 auf, die in die Ausnehmungen 73 im Reaktorgehäuse 4 eingreifen können und somit in unmittelbarer Nähe zu den Kanalwänden 65 und 66 sowie dem Kanalboden 67 des Reaktionskanals 28 angeordnet werden können. Seitenflächen und Stirnflächen der Spiralbereiche 23 dienen als Polflächen 24 der Magneteinrichtung 21. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Magneteinrichtung 21 aus einem Permanentmagnetmaterial hergestellt ist und zur Bereitstellung eines magnetischen Flusses in den Reaktionskanäle 28 eingesetzt wird.
  • Das in den 5 und 6 näher dargestellte Verteilergehäuse 5 ist rein exemplarisch kreisringförmig ausgebildet und kann in funktionaler Hinsicht in mehrere längs der Rotationsachse 18 aufeinander geschichtete Ringscheiben 44, 45, 46, 47 und 48 aufgeteilt werden, die jeweils eine nachstehend näher beschriebene Funktion gewährleisten. Beispielhaft ist das Verteilergehäuse durch Kunststofflasersintern hergestellt.
  • Die untere Ringscheibe 44 ist an einer Unterseite mit der Verzahnung 20 versehen, die für einen formschlüssigen Eingriff mit dem Mitnehmerzahnrad 19 ausgebildet ist, wobei dem Ringteil 44 und dem Aufnahmeteller 17 nicht näher dargestellte Verriegelungsmittel zugeordnet sein können, um zusätzlich zur formschlüssigen Kopplung zwischen dem Mitnehmerzahnrad 19 und der Ringscheibe 44 eine sichere Verbindung der Durchführung der Rotation des Verteilergehäuses 5 zu gewährleisten.
  • Die Ringscheibe 45 ist als Abstandsscheibe ausgebildet und weist hierüber hinaus keine weitere Funktion auf. Die Ringscheibe 46 ist mit den radial erstreckten, nach außen geöffneten, beispielhaft mit quadratischen Querschnitt ausgebildeten Aufnahmeschächten 41 versehen, die bezogen auf die Rotationsachse 18 in gleicher Winkelteilung angeordnet sind. In die Aufnahmeschächte 41 können die in der 2 dargestellten Probebehälteranordnungen 42 aufgenommen werden. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass jede der Probebehälteranordnungen 42 nicht näher dargestellte Rastmittel aufweist, die für eine Verrastung mit ebenfalls nicht näher dargestellten Rastmitteln im jeweiligen Aufnahmeschacht 41 ausgebildet sind, um eine zuverlässige Verriegelung der Probebehälteranordnungen 42 im Verteilergehäuse 5 zur Durchführung der Rotationsbewegung zu gewährleisten.
  • Die Ringscheibe 47 umfasst in einem radial innenliegenden Bereich eine ringförmige Rinne 49, deren radial innenliegender Wandbereich 50 eine Unterkante 51 der in der Ringscheibe 48 ausgebildeten Eintrittsöffnung 52 begrenzt. In einem konkav ausgebildeten Bodenbereich 53 der Rinne 49 ist rein exemplarisch eine Nährsubstanz 54, insbesondere einer 3-D-Kultur, die mit Nährlösung gegossene Agar-Agar-Kügelchen umfasst , eingebracht, die für eine Wechselwirkung mit der aufzubereitenden Zellsuspension dient. Angrenzend an den Bodenbereich 53 erstreckt sich ein radial außenliegender Wandbereich 55 der Rinne 49, der in eine konusabschnittsförmige, in radialer Richtung nach außen ansteigende Transportfläche 56 übergeht, die der Ringscheibe 48 zugehörig ist.
  • Ferner umfasst die Ringscheibe 47 in einem radial außen liegenden Bereich mehrere Austrittskanäle 57 bis 60, die sich ausgehend von einer in der Ringscheibe 48 radial außenliegend ausgebildeten Ringnut 61 bis in den darunter liegenden Aufnahmeschacht 41 erstrecken, deren dem jeweiligen Aufnahmeschacht zugewandte, nicht näher dargestellte Mündungsöffnungen die Austrittsöffnungen des Verteilergehäuses 5 bilden und die für eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Ringnut 61 und dem Aufnahmeschacht 41 ausgebildet sind. Die gestrichelte Darstellung gemäß der 5 zeigt lediglich einen schematischen Verlauf der Austrittskanäle 57 bis 60, der tatsächliche Verlauf der Austrittskanäle 57 bis 60 ist der 6 zu entnehmen. Die Rinne 49, die Transportfläche 56 und die Ringnut 61 bilden dabei einen Verteilerkanal.
  • Die obere Ringscheibe 48 umfasst ein rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 18 ausgebildetes Deckelteil 62, dessen radial innenliegende Umfangsfläche 63 die Oberkante 64 der Eintrittsöffnung 52 begrenzt. Beispielhaft ist vorgesehen, dass sich ausgehend von der Umfangsfläche 63 eine mit einer gekrümmten Profilierung ausgebildete Leitfläche 90 an der Unterseite des Deckelteils 62 erstreckt, deren radial außenliegende Unterkante 91 in etwa oberhalb des Übergangs zwischen dem außen liegenden Wandbereich der 55 der Rinne 49 und der Transportfläche 56 liegt. Hierdurch kann die Leitfläche 90 bei einer Rotationsbewegung des Reaktorgehäuses 4 durch die Ausgangsöffnung an 31 austretende Zellsuspension zuverlässig in die Rinne 49 umlenken.
  • Eine Funktionsweise der Aufbereitungseinrichtung 1 kann rein exemplarisch wie folgt beschrieben werden:
    • Zunächst erfolgt eine Vorbereitung der Aufbereitungseinrichtung 1 für die Durchführung des Aufbereitungsvorgangs, indem der Magneteinrichtungsantrieb eine Linearbewegung auf die Antriebswelle 16 einleitet, so dass der Aufnahmeteller 17 mit der daran aufgenommenen Magneteinrichtung 21 in eine erste Funktionsposition überführt wird, in der die Magneteinrichtung 21 mit ihren Spiralbereichen 23 in die Ausnehmungen 73 des Reaktorgehäuses 4 eingreift. Hierdurch findet eine Bereitstellung eines magnetischen Flusses ausgehend von der Magneteinrichtung 21 an die Kanalwände 65, 66 sowie den Kanalboden 67 des Reaktionskanals 28 statt. In einem nachfolgenden Schritt wird eine Zellsuspension, die ein Reaktionsmittel mit magnetisierten und oder magnetisierbaren Bestandteilen, beispielsweise ferritgebundenen Antikörpern, enthält, an den Eingangsöffnungen 29 des Reaktorgehäuses 4 bereitgestellt und fließt durch die Zufuhrabschnitte 33 in die jeweiligen ersten Kanalabschnitte 34. Aufgrund der magnetisierten oder magnetisierbaren Bestandteile des Reaktionsmittels bildet sich an der Innenoberfläche 72 längs des Reaktionskanals 28 ein zumindest weit gehend homogener Film, der durch die magnetisierten oder magnetisierbaren Bestandteile des Reaktionsmittels gebildet wird, die in magnetischer Wechselwirkung mit der Magneteinrichtung 21 stehen.
  • In einem nachfolgenden Arbeitsschritt erfolgt eine Zufuhr einer aufzubereitenden Zellsuspension, beispielsweise menschlichen Bluts oder menschlicher Lymphe an die Eingangsöffnungen 29. Die aufzubereitende Zellsuspension fließt durch Schwerkrafteinwirkung oder gegebenenfalls aufgrund von Druckbeaufschlagung durch die Zufuhrabschnitte 33 in die jeweiligen ersten Kanalabschnitte 34. Durch die sternförmige Anordnung der Eingangsöffnungen 29 und der zugeordneten Zufuhrabschnitte 33, wie sie insbesondere aus der 2 zu erkennen ist, erfolgt eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung der zu analysierenden Zellsuspension über die gesamten ersten Kanalabschnitte 34 der jeweiligen Reaktionskanäle 28. Mit der Zufuhr der zu analysierenden Zellsuspension in die ersten Kanalabschnitte 34 erfolgt eine Wechselwirkung der aufzubereitenden Zellsuspension mit dem filmartig an der Innenoberfläche 72 des Reaktionskanals 28 anhaften Reaktionsmittel, wobei durch die vorstehend beschriebene Geometrie der Reaktionskanäle 28 eine vorteilhaft große Oberfläche und damit eine vorteilhaft intensive Wechselwirkung zwischen der aufzubereiten Zellsuspension und dem Reaktionsmittel erfolgen kann.
  • In Abhängigkeit von der zu analysierenden Zellsuspension und den Eigenschaften des Reaktionsmittels wird nach Verstreichen einer vorgebbaren Wartezeit eine Rotationsbewegung auf die Baugruppe, die aus dem Reaktorgehäuse 4 und dem Verteilergehäuse 5 gebildet ist, eingeleitet. Im Vorfeld dieser Rotationsbewegung erfolgt zunächst eine Linearbewegung des Magneteinrichtung Antriebs 15, der auf die Antriebswelle 16 wirkt, um eine Absenkung des Aufnahmetellers 17 und der daran aufgenommenen Magneteinrichtung 21 zu bewirken. Durch die gemeinsame Rotation des Reaktorgehäuses 4 und des Verteilergehäuses 5 in der ersten Rotationsrichtung 74 erfolgt aufgrund der rückwärtsgekrümmten Ausrichtung der Reaktionskanäle 28 einen Abströmen der Mischung aus aufzubereitender Zellsuspension und Reaktionsmittel längs des ersten Kanalabschnitts 34 in der Pfeilrichtung, wie sie in der 4 gezeigt ist. Dabei kann in Abhängigkeit von einem Drehzahlverlauf für die Rotationsbewegung des Reaktorgehäuses 4 und des Verteilergehäuses 5 in der ersten Rotationsrichtung 74 das Gemisch aus Zellsuspension und Reaktionsmittel die Rampe 76 überwinden und in das Sammelbecken 35, dessen Bodenbereich 75 auf einem höheren Niveau als der Kanalboden 67 liegt, einströmen.
  • Nach Beendigung der Rotationsbewegung in der ersten Rotationsrichtung 74 kann eine vorgebbare Wartezeit abgewartet werden, bevor eine zweite Rotationsbewegung in der zweiten Rotationsrichtung 78 auf das Reaktorgehäuse 4 und das Verteilergehäuse 5 eingeleitet wird. Mit dieser zweiten Rotationsbewegung in der zweiten Rotationsrichtung 78 kann das in dem Sammelbecken 35 aufgenommene Gemisch aus aufzubereitender Zellsuspension und Reaktionsmittel den Krümmungsbereich 77, der an den Bodenbereich 75 des Sammelbeckens 35 angrenzt, überwinden und längs des zweiten Kanalabschnitts 36 bis zur Ausgangsöffnung 31 gefördert werden. Bei Erreichen der Ausgangsöffnung 31 strömt das Gemisch aus der aufzubereitenden Zellsuspension und dem Reaktionsmittel durch die Eintrittsöffnung 52 in das Verteilergehäuse 5 ein und strömt bei geeigneter Rotationsgeschwindigkeit für das Verteilergehäuse 5 in die Rinne 49.
  • Sobald das Gemisch aus aufzubereitender Zellsuspension und Reaktionsmittel in der Rinne 49 angelangt ist, kann die Rotationsbewegung für die Baugruppe aus Reaktorgehäuse 4 und Verteilergehäuse 5 beendet werden und es folgt eine Wechselwirkungsphase zwischen dem in die Rinne 49 eingebrachten Gemisch und der in der Rinne 49 angeordneten Nährsubstanz 54. Hierbei kann gegebenenfalls auch eine Temperierung zumindest des Verteilergehäuses 5 vorgesehen werden, die mittels einer nicht näher dargestellten Temperiereinrichtung gewährleistet wird. Nach Verstreichen einer vorgebbaren Zeitdauer für den Wechselwirkungsprozess zwischen dem Gemisch aus aufzubereiten der Zellsuspension und Reaktionsmittel und der Nährsubstanz 54 erfolgt eine Rotation zumindest des Verteilergehäuses 5 um die Rotationsachse 18, um die im vorstehend genannten Wechselwirkungsvorgang entstandene aufbereitete Zellsuspension in radialer Richtung nach außen aus der Rinne 49 über die Transportfläche 56 in die Ringnut 61 zu befördern. In der Ringnut 61 erfolgt eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der aufbereiteten Zellsuspension in die Austrittskanäle 57 bis 60, die ihrerseits in den Aufnahmeschacht 41 ausmünden, in dem eine Probebehälteranordnung 42 aufgenommen sein kann.
  • Die Probebehälteranordnung 42 kann entweder leere Probebehälter 43 oder mit einem Analysemittel oder mit unterschiedlichen Analysemitteln gefüllte Probebehälter 43 aufweisen, so dass eine Weiterverarbeitung und/oder Analyse der aufbereiteten Zellsuspension, die sich nach Abschluss der Rotationsbewegung für das Verteilergehäuse 5 in den Probebehälteranordnungen 42 aufgenommen ist, vorgenommen werden kann.
  • Bei einer alternativen Vorgehensweise kann vorgesehen sein, an den Eingangsöffnungen 29 des Reaktorgehäuses 4 eine Mischung aus dem Reaktionsmittel und der aufzubereiten Zellsuspension bereitzustellen, wobei durch den magnetischen Fluss, der von der Magneteinrichtung 21 an die Reaktionskanäle 28 bereitgestellt werden kann, eine möglichst gleichmäßige Verteilung dieses Gemischs an der Innenoberfläche 72 des Reaktionskanals 28 bewirkt werden kann und damit auch bei einer derartigen Vorgehensweise eine homogene Verteilung von Reaktionsmittel und aufzubereitender Zellsuspension während einer Reaktionszeit zwischen diesen Komponenten gewährleistet werden kann.
  • Eine in den 8 bis 11 dargestellte zweite Ausführungsform einer Aufbereitungseinrichtung 101 unterscheidet sich von der Aufbereitungseinrichtung 1 insbesondere im Hinblick auf die Gestaltung des Reaktorgehäuses 104, des Verteilergehäuses 105 und der Magneteinrichtung 121. Ferner ist zur Vereinfachung der Handhabung der zur Nutzung der Aufbereitungsvorrichtung 101 vorgesehenen Reagenzien, insbesondere der aufzubereitenden Zellsuspension, des Reaktionsmittels und weiterer Substanzen wie beispielsweise Spüllösungen und Nährlösungen eine Mischvorrichtung 180 vorgesehen.
  • Nachstehend werden diejenigen Komponenten der Aufbereitungsvorrichtung 101 in der Reihenfolge ihrer Nutzung während der Aufbereitung einer Zellsuspension näher beschrieben, die erhebliche funktionale und/oder strukturelle Unterschiede gegenüber den Komponenten der Aufbereitungsvorrichtung 1 aufweisen, die vorstehend beschrieben wurden.
  • Für die Aufbereitung einer Zellsuspension mit Hilfe der Aufbereitungsvorrichtung 101 werden zunächst rein exemplarisch vier mit unterschiedlichen Flüssigkeiten befüllte Spritzen 181, die beispielhaft stirnseitig mit nicht dargestellten Luer-Lock-Schraubverbindern versehen sind, auf ebenfalls nicht dargestellte, korrespondierende Aufnahmen in der Mischvorrichtung 180 aufgeschraubt. Anschließend wird die Mischvorrichtung 180 mit einem Außengewinde 182 in ein korrespondierendes, an einem ringförmigen Einfüllstutzen 186 ausgebildetes Innengewinde 183 des Reaktorgehäuses 104 eingeschraubt, wodurch die Mischvorrichtung 180 am Reaktorgehäuse 104 festgelegt wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt sind die jeweiligen unterschiedlichen Flüssigkeiten noch in den entsprechenden Spritzen 181 aufgenommen. Anschließend werden die Kolben der Spritzen 181 nach unten gedrückt und die in den Spritzen 181 aufgenommenen Flüssigkeiten werden in einen nicht näher dargestellten, becherförmigen Mischraum, der unterhalb der Spritzen 181 in der Mischvorrichtung 180 angeordnet ist, entleert. Da der Mischraum zu diesem Zeitpunkt noch keine Öffnung auf seiner dem Reaktorgehäuse 104 zugewandten Unterseite aufweist, erfolgt zunächst auch noch keine Zufuhr der Flüssigkeiten in das Reaktorgehäuse 104. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Mischraum ein Magnetrührelement, das auch als Rührfisch bezeichnet wird, aufgenommen ist, der mit Hilfe der Magneteinrichtung 121 und des zugeordneten Magneteinrichtungsantriebs 115 in eine Rotationsbewegung versetzt werden kann.
  • Nach Beendigung des Mischvorgangs kann vorgesehen sein, dass die Mischvorrichtung 180 von einem Benutzer um einen vorgebbaren Winkelbetrag weiter in den Einfüllstutzen 186 des Reaktorgehäuses 104 eingeschraubt wird, wodurch die Unterseite der Mischvorrichtung 180 in Kontakt mit einem dem Reaktorgehäuse 104 zugehörigen Messer 184 gelangt, das die Unterseite der Mischvorrichtung 180 perforiert und somit ein Abfließen des Gemischs aus der Mischvorrichtung 180 in den Einfüllstutzen 186 und von dort über nicht näher dargestellte Eingangsöffnungen in das Reaktorgehäuse 104 ermöglicht. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Messer 184 mit Hilfe des Magneteinrichtungsantriebs 115 in eine Rotationsbewegung versetzt wird, um die Unterseite der Mischvorrichtung 180 zu perforieren.
  • Zum Zeitpunkt des Einströmens des Gemischs aus der Mischvorrichtung 180 in das Reaktorgehäuse 104 ist die Magneteinrichtung 121, die rein exemplarisch einen Permanentmagnetteil 125 und einen Magnetspulenteil 126 umfasst, in die Ausnehmungen 173 des Reaktorgehäuses 104 eingefahren. Hierdurch wird eine magnetische Wechselwirkung zwischen dem Permanentmagnetteil 125 und dem in den Reaktionskanälen 128 des Reaktorgehäuses 104 aufgenommenen Gemisch ermöglicht. Vorzugsweise ist zu diesem Zeitpunkt noch keine Aktivierung des Magnetspulenteils 126 vorgesehen, so dass hier noch keine magnetische Wechselwirkung mit dem Gemisch auftritt.
  • Beispielhaft sind das Permanentmagnetteil 125 und das Magnetspulenteil 126 derart gestaltet, dass das Permanentmagnetteil 125 unabhängig vom Magnetspulenteil 126 durch eine lineare Hub- bzw. Absenkbewegung längs einer Mittelachse 185, die auch als Rotationsachse für Rotationsbewegungen des Reaktorgehäuses 104 und des Verteilergehäuses 105 genutzt wird, verfahren werden kann. Hierdurch kann die magnetische Wechselwirkung des Permanentmagnetteils 125 mit dem Reaktorgehäuse 104 beeinflusst werden. Das Magnetspulenteil 126 ist hinsichtlich seiner Position längs der Mittelachse 185 ortsfest gegenüber dem Reaktorgehäuse 104 angeordnet, eine Beeinflussung der magnetischen Wechselwirkung zwischen dem Magnetspulenteil 126 und dem Reaktorgehäuse 104 erfolgt durch eine zeitweilige Bereitstellung von Spulenströmen, die von einer nicht näher gezeigten Steuereinrichtung bereitgestellt werden können.
  • Beispielhaft ist vorgesehen, dass das in den Reaktionskanälen 128 aufgenommene Gemisch eine aufzubereitende Zellsuspension sowie magnetisch gebundene Reagenzien wie beispielsweise magentisch gebundene Antikörper enthält, so das durch die magnetische Wechselwirkung zwischen den Polflächen 124 des Permanentmagnetteils 125 und den magnetisch gebundenen Reagenzien einer weitgehend homogener Schichtaufbau der magnetisch gebundenen Reagenzien an den Innenoberflächen der Reaktionskanäle 128 erfolgt und damit eine vorteilhafte Austauschfläche für eine biologische und/oder biochemische Reaktion zwischen den magnetisch gebundenen Reagenzien und der Zellsuspension gewährleistet ist.
  • Bei einer nicht näher dargestellten Variante des Reaktionsgehäuses sind in den Reaktionskanälen zumindest abschnittsweise Metalleinsätze, beispielsweise aus einem flexiblen Metallgewebe, insbesondere in der Art von Stahlwolle, vorgesehen. Mit diesen Metalleinsätzen wird die magnetisch wirksame Oberfläche in den Reaktionskanälen vergrößert, so dass auch eine Austauschfläche zwischen den magnetisch gebundenen Reagenzien und der Zellsuspension vergrößert wird.
  • Das in der 9 gezeigte Reaktorgehäuse 104 weist ausgehend von einer Zentralhülse 137, die mit einer nicht bezeichneten, sechskantförmigen Ausnehmung für einen Eingriff der ebenfalls sechskantförmigen Antriebswelle 116 versehen ist, einen spiralförmig in radialer Richtung nach außen verlaufenden Reaktionskanal 128 auf, der an einer Schrägfläche 138 endet. Die rein exemplarisch eben ausgebildete Schrägfläche 138 ist in einem spitzen Winkel bezogen auf eine nicht näher dargestellte, quer zur Mittelachse 185 ausgerichtete, parallel zur Darstellungsebene der 9 ausgerichtete, Horizontalebene ausgerichtet. Dabei ist vorgesehen, dass die Schrägfläche 138 ausgehend von einem Kanalboden 139 des Reaktionskanals 128 eine Steigung bildet, die in Richtung eines Sammelbeckens 135 ansteigt. Angrenzend an die Schrägfläche 138 ist ein Auslasskanal 140 ausgebildet, der bis zu einer Auslassöffnung 142 verläuft, die an einer Außenumfangsfläche 154 des Reaktorgehäuses 104 ausmündet. Ein Boden 141 des Auslasskanals 140 ist beispielhaft auf dem gleichen Niveau wie der Kanalboden 139 des Reaktionskanals 128 angeordnet.
  • Anschließend an die Schrägfläche 138 ist eine Stirnwand 146 des Sammelbeckens 135 ausgebildet, die nahezu einen rechten Winkel mit der Schrägfläche 138 begrenzt. Der beispielhaft auf dem gleichen Niveau wie der Kanalboden 139 des Reaktionskanals 128 angeordnete Beckenboden 155 des Sammelbecken 135 weist an einer radial innenliegenden Innenoberfläche 143 in radialer Richtung nach außen abragende Vorsprünge 144 auf, die zusammen mit Magnetspulen 145 des Magnetspulenteils 126, die an der Rückseite der Innenoberfläche 143 angeordnet werden können, eine selektive Rückhaltung von Bestandteilen des Gemischs ermöglichen.
  • Ein aus Gründen der Übersichtlichkeit nur gestrichelt dargestellter, zwischen dem Sammelbecken 135 und einem Reifebecken 148 verlaufender Verbindungskanal 147 beginnt an der Stirnwand 146 des Sammelbeckens 135 und verläuft von dort bezogen auf die nicht näher dargestellte, quer zur Mittelachse 185 ausgerichtete Horizontalebene ansteigend bis zu einer seitlichen Einmündung in das Reifebecken 148.
  • Ausgehend vom Reifebecken 148 erstreckt sich ein in radialer Richtung nach außen ansteigender Auslasskanal 149, der bis zu einer Auslassöffnung 150 verläuft, die an einer Außenumfangsfläche 154 des Reaktorgehäuses 104 ausmündet.
  • Beispielhaft sind in einem rein exemplarisch eben ausgebildeten Boden 151 des Reifebeckens 148 eine erste kreiszylindrische Bohrung 152 und eine koaxial hierzu angeordnete zweite kreiszylindrische Bohrung 153 vorgesehen, die unterschiedlich tief ausgebildet sind und die beispielsweise zur Sedimentation von Bestandteilen des Gemischs dienen können.
  • In der Darstellung der 10 ist die Magneteinrichtung 121 in einer Draufsicht gezeigt. Abweichend von der Magneteinrichtung 21 umfasst die Magneteinrichtung 121 einen Permanentmagnetteil 125 und einen Magnetspulenteil 126.
  • Beispielhaft ist der Permanentmagnetteil 125 aus vier Magnetsegmenten 130 gebildet, die jeweils eine kreisausschnittartige Grundplatte 131 aufweisen, auf der jeweils spiralabschnittsförmige Magnetabschnitte 132 angeordnet sind. Ferner umfasst die Magneteinrichtung 121 ein Magnetspulenteil 126, das rein exemplarisch vier Magnetspulengruppen 133 umfasst, die in einer 90-Grad-Winkelteilung zueinander angeordnet sind.
  • Beispielhaft sind die Magnetspulengruppen 133 auf einem gemeinsamen Tragrahmen 134 angeordnet. Jede der Magnetspulengruppen 133 umfasst rein exemplarisch insgesamt sechs Magnetspulen 145, die in zwei parallel zueinander ausgerichteten Reihen zu jeweils drei Magnetspulen 145 angeordnet sind. Vorzugsweise kann jede der Magnetspulen 145 innerhalb der jeweiligen Magnetspulengruppe einzeln elektrisch angesteuert werden, um eine frei wählbare Bereitstellung eines magnetischen Flusses am Sammelbecken 135 zu ermöglichen.
  • Durch die Segmentierung des Permanentmagnetteils 125 in die vier Magnetsegmente 130 kann das Permanentmagnetteil 125 durch den Tragrahmen 134 hindurch linear verfahren werden und wahlweise in die Ausnehmungen 173 des Reaktorgehäuses 104 eingefahren oder aus diesen Ausnehmungen 173 entfernt werden. Für diese lineare Bewegung des Permanentmagnetteils 125, die längs der Mittelachse 185 erfolgt, wird die Antriebswelle 116 des Magneteinrichtungsantriebs 115 in geeigneter Weise verlagert.
  • Aus der Schnittdarstellung des Verteilergehäuses 105 gemäß der 11 ist zu erkennen, dass radial innenliegend eine ringförmige Konusmantelfläche, die mit geringem Gefälle nach außen abfällt, als Einlaufbereich 160 ausgebildet ist. Der Einlaufbereich 160 ist derart angeordnet, dass er unterhalb der Auslassöffnungen 150 der im Reaktorgehäuse 104 ausgebildeten Auslasskanäle 149 liegt. Hierdurch wird sichergestellt, dass aus den Auslassöffnungen 150 im Zuge einer Rotationsbewegung austretende Gemischbestandteile zuverlässig auf den ringförmigen Einlaufbereich 160 gelangen und von dort zu radial außenliegend angeordneten Sammelbuchten 161 fließen kann. Die Sammelbuchten 161 sind rein exemplarisch in gleicher Winkelteilung angeordnet und werden beispielhaft durch in radialer Richtung nach innen spitz zulaufende Vorsprünge 162 voneinander getrennt. Die Aufgabe der Vorsprünge 162 besteht insbesondere darin, bei einer Rotationsbewegung des Verteilergehäuses 105, die gemäß der Darstellung der 11 im Uhrzeigersinn vorgenommen werden kann, das in der jeweiligen Sammelbucht 161 aufgenommene Gemisch in einen Spiralkanalabschnitt 163 zu leiten, der ausgehend von der jeweiligen Sammelbucht 161 bis zu einer Abflussöffnung 164 erstreckt ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Abflussöffnung 164 auf einem bezüglich der Mittelachse 185 höheren Niveau als die zugeordnete Sammelbucht 161 liegt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Gemisch nur dann von der jeweiligen Sammelbucht 161 zur Abflussöffnung 164 gelangen kann, wenn das Verteilergehäuse 105 während der Rotationsbewegung um die Mittelachse 185 eine ausreichend hohe Winkelgeschwindigkeit aufweist, um die Steigung des jeweiligen Spiralkanalabschnitts 163 zu überwinden.
  • Rein exemplarisch ist jeweils benachbart zur Abflussöffnung 164 eine Vorratsbohrung 165 angeordnet, in die beispielsweise ein weiteres Reagens dosiert werden kann. Dieses Reagens kann bei einer Rotationsbewegung des Verteilergehäuses 105, die gemäß der Darstellung der 11 gegen den Uhrzeigersinn vorgenommen werden kann, über eine rampenartige Schrägfläche 166 in die Abflussöffnung 164 einströmen.
  • Beispielhaft ist vorgesehen, dass von jeder der Abflussöffnungen 164 eine nicht näher dargestellte Abflussleitung verläuft, die jeweils oberhalb einer Öffnung eines im Verteilergehäuse 105 aufnehmbaren Probebehälters 43 mündet. Damit kann der jeweilige Probebehälter 43 mit dem Gemisch, gegebenenfalls unter Zudosierung des weiteren, in der Vorratsbohrung aufgenommenen Reagens befüllt werden. Anschließend kann vorgesehen sein, dass die Probebehälteranordnung 42 mit den befüllten Probebehältern 43 entnommen wird und in eine Analyseeinrichtung, beispielsweise ein Photometer, eingesetzt wird, um eine Analyse des im jeweiligen Probenbehälter 43 aufgenommenen Gemischs zu ermöglichen.
  • Die in der 12 gezeigte Ausführungsform eines Verteilergehäuses 205 unterscheidet sich von den Verteilergehäusen 5 und 105 dadurch, dass das Verteilergehäuse 205 mit integrierten Probekammern 206 versehen ist, die umlaufend in einem radial außenliegenden, ringförmigen Außenbereich des Verteilergehäuses 205 angeordnet sind. Der übrige Aufbau des Verteilergehäuses 205 kann in gleicher Weise wie der Aufbau des Verteilergehäuses 5 oder des Verteilergehäuses 105 ausgebildet sein. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Probekammern 206 geschlossen ausgebildet sind und lediglich durch eine Abflussleitung 207 , die in gleicher Weise wie beim Verteilergehäuse 105 ausgehend von der Abflussöffnung verläuft, befüllt werden können. Nach der Befüllung der Probekammern 206 kann eine Analyse des in der jeweiligen Probekammer 206 aufgenommenen Gemischs rein exemplarisch von außen mit Hilfe eines optischen Analyseverfahrens, beispielsweise einer Fluoreszenzmessung, vorgenommen werden. hierzu ist das Verteilergehäuse 105 zumindest im Bereich der Probekammern 206 aus einem Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial, hergestellt, das eine Durchführung eines derartigen Analyseverfahrens nicht behindert.
  • Die erfindungsgemäße Aufbereitungseinrichtung, das erfindungsgemäße Analyseverfahren und das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbereitung einer Zellsuspension sind im Rahmen eines integrativen Ansatzes darauf ausgerichtet, beginnend von einer Zellsuspension, z.B. Blut, am Ende und auf einem geeigneten Tablet, das Bestandteil der Vorrichtung ist, genaue Anweisungen und Dosierungen für eine zielgerichtete Therapie des jeweiligen Tumors zu erhalten. Dadurch soll neben der zielgenauen und selektiven Abtötung zirkulierender Tumorzellen im Rahmen eines Low-Dose-Approaches ein optimales Weiterleben der im Organismus enthaltenen Immunzellen ermöglicht werden. Neben der Anwendung zytostatischer Chemotherapeutika können in einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung auch andere Substanzen, z.B. aus dem Bereich der alternativen Medizin, getestet werden.

Claims (19)

  1. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren, mit einer Trägereinrichtung (6), an der ein Reaktorgehäuse (4; 104) und eine Magneteinrichtung (21; 121) aufgenommen sind, wobei in dem Reaktorgehäuse (4; 104) ein, insbesondere rohrförmiger, Reaktionskanal (28; 128) zur Aufnahme einer Zellsuspension ausgebildet ist, der sich zwischen einer zentral an einer Oberseite (30) des Reaktorgehäuses (4; 104) angeordneten Eingangsöffnung (29) und einer außenliegend am Reaktorgehäuse (4; 104) angeordneten Ausgangsöffnung (31; 142) erstreckt und der von wenigstens einer Kanalwand (65, 66, 67) begrenzt wird, und wobei die Magneteinrichtung (21; 121) relativbeweglich an der Trägereinrichtung (6) aufgenommen ist, um in einer ersten Funktionsstellung mit einer Polfläche (24; 124) an der Kanalwand (65, 66, 67) des Reaktionskanals (28; 128) anzuliegen und in einer zweiten Funktionsstellung mit der Polfläche (24; 124) einen vorgebbaren Abstand gegenüber der Kanalwand (65, 66, 67) einzunehmen, sowie mit einem Reaktorgehäuseantrieb (11), der zur Einleitung einer Rotationsbewegung auf das Reaktorgehäuse (4; 104) um eine Rotationsachse (18; 185) ausgebildet ist.
  2. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionskanal (28; 128) einen ersten Kanalabschnitt (34), ein radial außenliegendes Sammelbecken (35; 135) und einen zweiten Kanalabschnitt (36) aufweist, wobei der erste Kanalabschnitt (34) von der Eingangsöffnung (29) bis zum Sammelbecken (35; 135) verläuft und bezogen auf eine vorgebbare erste Rotationsrichtung (74) für das Reaktorgehäuse (4) eine rückwärtsgerichtete, insbesondere rückwärtsgekrümmte, Ausrichtung aufweist, wobei das Sammelbecken (35; 135) bezogen auf die erste Rotationsrichtung (74) konkav ausgebildet ist und wobei der zweite Kanalabschnitt (36) vom Sammelbecken (35; 135) bis zur Ausgangsöffnung (31) erstreckt ist und bezogen auf die erste Rotationsrichtung (74) vorwärtsgerichtet, insbesondere vorwärtsgekrümmt, ausgerichtet ist.
  3. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalabschnitt (34) bezogen auf die Rotationsachse (18) spiralförmig ausgebildet ist.
  4. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberseite (30) des Reaktorgehäuses (4; 104) und/oder an einer Unterseite des Reaktorgehäuses (4; 104) jeweils benachbart zum Reaktionskanal (28) angeordnete, für einen Eingriff der Magnetanordnung (21; 121) ausgebildete Ausnehmungen (73; 173) vorgesehen sind, und dass die Magnetanordnung (21; 121) zumindest bereichsweise eine dem Reaktorgehäuse (4; 104) zugewandte Oberflächenprofilierung mit Vertiefungen (22) und Erhebungen (23) aufweist, wobei die Erhebungen (23) für ein abschnittsweises Eingreifen der Magneteinrichtung (21; 122) in die Ausnehmungen (73; 173) ausgebildet sind.
  5. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktorgehäuse (4; 104) mehrere, insbesondere in fester Winkelteilung zueinander angeordnete, Reaktionskanäle (28; 128) ausgebildet sind und/oder dass der Magnetanordnung (21; 121) ein Permanentmagnet oder mehrere Permanentmagnete und/oder eine Magnetspule (145) oder mehrere Magnetspulen (145) zugeordnet sind.
  6. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trägereinrichtung (6) ein Verteilergehäuse (5; 105; 205) angeordnet ist, das von einem, insbesondere mit einer Nährschicht beschichteten, Verteilerkanal (49, 56, 61) durchsetzt ist, der sich von wenigstens einer an die Ausgangsöffnung (31; 150) des Reaktorgehäuses (4; 104) angrenzenden Eintrittsöffnung (52) zu mehreren Austrittsöffnungen (57 bis 60; 164) erstreckt, wobei die Eintrittsöffnung (52) bezogen auf die Rotationsachse (18; 185) radial innenliegend angeordnet ist und wobei die Austrittsöffnungen (57 bis 60) bezogen auf die Rotationsachse (18; 185) radial außenliegend angeordnet sind und wobei den Austrittsöffnungen (57 bis 60) Aufnahmeschächte (41) zugeordnet sind, die zur Aufnahme von Probebehältern (43) ausgebildet sind.
  7. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergehäuse (5; 105; 205) bezogen auf die Rotationsachse (18; 185) kreisringförmig ausgebildet ist und dass die Trägereinrichtung (6) einen Verteilergehäuseantrieb (12) umfasst, der zur Einleitung einer Rotationsbewegung auf das Verteilergehäuse (5; 105; 205) um die Rotationsachse (18; 185) ausgebildet ist.
  8. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeschächte (41) mit Probebehältern (43) bestückt sind, wobei unterschiedliche Probebehälter (43) mit Analysesubstanzen unterschiedlicher Konzentration und/oder unterschiedlicher Zusammensetzung befüllt sind.
  9. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktorgehäuse (4; 104) längs der Rotationsachse (18; 185) kreisförmig profiliert ist und in einer Ringausnehmung des Verteilergehäuses (5; 105; 205) aufgenommen ist, wobei die Ausgangsöffnung (31; 150) an einer Außenumfangswand des Reaktorgehäuses (4; 104) ausgebildet ist und wobei die Eintrittsöffnung (52) an einer Innenoberfläche der Ringausnehmung des Verteilergehäuses (5; 105: 205) angeordnet ist.
  10. Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trägereinrichtung (6) ein Magneteinrichtungsantrieb (15) angeordnet ist, der für eine Einleitung einer Linearbewegung längs der Rotationsachse (18; 185) auf die Magneteinrichtung (21; 121) ausgebildet ist und/oder dass an der Trägereinrichtung (6) eine Temperiereinrichtung angeordnet ist, die für eine Temperierung des Reaktorgehäuses (4; 104) und/oder des Verteilergehäuses (5; 105; 205) auf eine Temperatur innerhalb eines vorgebbaren Temperaturintervalls oder auf eine zeitlich veränderliche Temperatur gemäß eines vorgebbaren Temperaturverlaufs ausgebildet ist.
  11. Verfahren zur Aufbereitung einer Zellsuspension für ein Analyseverfahren unter Verwendung einer Aufbereitungseinrichtung (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten: Aufnehmen des Reaktorgehäuses (4; 104) an der Trägereinrichtung (6), wobei die Magneteinrichtung (21; 121) in der ersten Funktionsstellung angeordnet ist oder wird, Bereitstellen eines Reaktionsmittels, das magnetisierte oder magnetisierbare Bestandteile enthält, an der Eingangsöffnung und Befüllen des Reaktionskanals (28; 128) mit dem Reaktionsmittel, Bewegen der Magneteinrichtung (21; 121) aus der ersten Funktionsstellung in die zweite Funktionsstellung nach Ablauf einer vorgebbaren Reaktionszeitspanne, Durchführen einer Rotationsbewegung für das Reaktorgehäuse (4; 104) in einer ersten Rotationsrichtung (74) um die Rotationsachse (18; 185) mit dem Reaktorgehäuseantrieb (11), um das Reaktionsmittel in Richtung der Ausgangsöffnung (31) zu transportieren.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmittel vor einem Einfüllen in den Reaktionskanal (28) als Mischung der zu analysierenden Zellsuspension mit einer Reaktionssubstanz, die magnetisierte oder magnetisierbare Bestandteile, insbesondere ferritgebundene Antikörper, enthält, hergestellt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt das Reaktionsmittel, das magnetisierte oder magnetisierbare Bestandteile, insbesondere ferritgebundene Antikörper, enthält, in den Reaktionskanal (28) eingefüllt wird und dass anschließend die zu analysierende Zellsuspension in den Reaktionskanal (28) eingefüllt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, mit den Schritten: Bereitstellen eines Verteilergehäuses (5; 105), das von einem Verteilerkanal (49, 56, 61) durchsetzt ist, der sich von wenigstens einer an die Ausgangsöffnung (31; 150) des Reaktorgehäuses (4; 104) angrenzenden Eintrittsöffnung (52) zu mehreren Austrittsöffnungen (57 bis 60; 164) erstreckt, wobei die Eintrittsöffnung (52) bezogen auf die Rotationsachse (18) radial innenliegend angeordnet ist und wobei die Austrittsöffnungen (57 bis 60; 164) bezogen auf die Rotationsachse (18) radial außenliegend angeordnet sind und wobei den Austrittsöffnungen (57 - 60; 164) Aufnahmeschächte (41) zugeordnet sind, die zur Aufnahme von Probebehältern (43) ausgebildet sind, Bereitstellen von Probebehältern (43) in den Aufnahmeschächten (41) und Durchführen einer Rotationsbewegung für das Reaktorgehäuse (4; 104) in einer der ersten Rotationsrichtung (74) entgegengesetzten zweiten Rotationsrichtung (78) um die Rotationsachse (18; 185) mit dem Reaktorgehäuseantrieb (11), um das Reaktionsmittel an der Ausgangsöffnung (31); 150 bereitzustellen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmittel bei der Rotationsbewegung des Reaktorgehäuses (4; 104) in der zweiten Rotationsrichtung (78) an der Eintrittsöffnung (52) des Verteilergehäuses (5) bereitgestellt wird und in einen Verteilerkanal (49, 56, 61) des Verteilergehäuses (5; 105) einströmt und dass nach einer vorgebbaren Zeitspanne mit einem Verteilergehäuseantrieb (12) eine Rotationsbewegung auf das Verteilergehäuse (5; 105) eingeleitet wird, um das Reaktionsmittel in radial außenliegend im Verteilerkanal (49, 56, 61) angeordnete Austrittsöffnungen (57 bis 60; 164) und von dort in die Probebehälter (43) zu leiten.
  16. Reaktorgehäuse (4; 104) zur Durchführung eines Trennverfahrens für eine Zellsuspension, mit wenigstens einem, insbesondere rohrförmig ausgebildeten, Reaktionskanal (28; 128) zur Aufnahme einer Zellsuspension, der sich zwischen einer zentral an einer Oberseite (30) des Reaktorgehäuses (4; 104) angeordneten Eingangsöffnung (29) und einer außenliegend am Reaktorgehäuse (4; 104) angeordneten Ausgangsöffnung (31; 150) erstreckt und der von wenigstens einer Kanalwand (65, 66, 67) begrenzt wird, wobei der Reaktionskanal (28; 128) einen ersten Kanalabschnitt (34), ein radial außenliegendes Sammelbecken (35; 135) und einen zweiten Kanalabschnitt (36; 147) aufweist, wobei der erste Kanalabschnitt (34) von der Eingangsöffnung (29) bis zum Sammelbecken (35; 135) verläuft und bezogen auf eine vorgebbare erste Rotationsrichtung (74) für das Reaktorgehäuse (4) eine rückwärtsgerichtete, insbesondere rückwärtsgekrümmte, Ausrichtung aufweist, wobei das Sammelbecken (35; 135) bezogen auf die erste Rotationsrichtung (74) konkav ausgebildet ist und wobei der zweite Kanalabschnitt (36; 147) vom Sammelbecken (35; 135) bis zur Ausgangsöffnung (31; 150) erstreckt ist und bezogen auf die erste Rotationsrichtung (74) vorwärtsgerichtet, insbesondere vorwärtsgekrümmt, ausgerichtet ist.
  17. Reaktorgehäuse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalabschnitt (34) bezogen auf die Rotationsachse (18; 185) spiralförmig ausgebildet ist und/oder dass an einer Oberseite (30) des Reaktorgehäuses (4; 185) und/oder an einer Unterseite des Reaktorgehäuses (4; 104) jeweils benachbart zum Reaktionskanal (28; 128) angeordnete, für einen Eingriff einer Magnetanordnung (21; 121) ausgebildete Ausnehmungen (73; 173) vorgesehen sind.
  18. Reaktorgehäuse nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktorgehäuse (4; 104) mehrere, insbesondere in fester Winkelteilung zueinander angeordnete, Reaktionskanäle (28; 128) ausgebildet sind und/oder dass dem wenigstens einen Reaktionskanal (28; 128) ein Permanentmagnet oder mehrere Permanentmagnete und/oder eine Magnetspule oder mehrere Magnetspulen zugeordnet sind.
  19. Verteilergehäuse (5; 105; 205) zur Verteilung einer Zellsuspension auf eine Vielzahl von Probebehältern (43) oder Probekammern (206), mit einem ringförmigen Grundkörper, in dem ein, insbesondere mit einer Nährschicht beschichteter, Verteilerkanal (49, 56, 61) ausgebildet ist, der sich von einer Eintrittsöffnung (52) zu mehreren Austrittsöffnungen (57 bis 60; 164) erstreckt, wobei die Eintrittsöffnung (52) bezogen auf eine Rotationsachse (18) radial innenliegend angeordnet ist und wobei die Austrittsöffnungen (57 bis 60; 164) bezogen auf die Rotationsachse (18) radial außenliegend angeordnet sind und wobei den Austrittsöffnungen (57 bis 60) Aufnahmeschächte (41) zur Aufnahme von Probebehältern (43) oder Probekammern (206) zugeordnet sind.
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