DE10336523A1

DE10336523A1 - Stopfenelement für Reagenzien enthaltende Gefäße

Info

Publication number: DE10336523A1
Application number: DE2003136523
Authority: DE
Inventors: Gottfried Senftner; Heiko Dorn
Original assignee: Roche Diagnostics GmbH
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-02-24

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschlusssystem für Reagenzien enthaltende Gefäße (1). Es ist ein Stopfenelement (8) vorgesehen, welches eine Gefäßöffnung verschließt. Das Stopfenelement (8) wird mittels eines Deckelelementes (5, 13, 15) am Halsbereich (4) des Gefäßes (1) gesichert. Das Stopfenelement (8) weist an seiner von einem Gefäßhals (4) umgebenen Umfangsfläche Ausnehmungen (20, 21) auf, welche ein Entweichen von Wasserdampf aus einem Hohlraum (2) des Gefäßes (1) ermöglichen. Das Stopfenelement (8) weist eine erste stirnseitig angeordnete Öffnung (38) und eine zweite Öffnung (39) auf, die durch ein durchstechbares Membranteil (9) voneinander getrennt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stopfenelement für Reagenzien enthaltende Gefäße, insbesondere auf solche Gefäße, aus welchen durch Pipettiervorrichtungen die in den Gefäßen enthaltenden Reagenzien entnommen werden.
In Gefäßen wie beispielsweise Probenfläschchen und dergleichen werden Reagenzien in gelöster Form aufgenommen. Um einen Wirkungsverlust der in den Gefäßen aufgenommenen Reagenzien zu vermeiden, können diese einem Gefriertrocknungsprozess unterzogen werden, wodurch der Wassergehalt der in den Gefäßen bevorrateten Reagenzien verdampft. Um ein Entweichen des Wasserdampfes zu ermöglichen, werden die die Reagenzien enthaltenden Gefäße mit Stopfenelementen aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, versehen. Die Stopfenelemente weisen an ihrer Umfangsfläche, mit welcher sie im Halsbereich der die Reagenzien enthaltenden Gefäße aufgenommen sind, Ausnehmen auf, über welche im aufgesetzten Zustand der Stopfenelemente die dampfförmige Flüssigkeit entweichen kann. Solche Stopfenelemente sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt und werden in der Regel aus Vollmaterial, d.h. aus einem entsprechend geformten Vollgummi geformt, welcher in eine Form gebracht ist, dass dieser in den Halsbereich eines Gefäßes eingeschoben werden kann und diesen nach dem Einschieben dichtend verschließt.
Zum Verdampfen des Flüssigkeitsanteils der Reagenzien, die in den verschließbaren Gefäßen aufgenommen sind, wechseln Gefriertrocknungsphasen und Erwärmungsphasen einander ab. Eine Gefriertrocknung und eine Wiedererwärmung erfolgen wechselweise so lange, bis im die Reagenzien aufnehmenden Gefäß das Reagenz in Granulatform vorliegt. Dann wird das das Reagenzgranulat aufnehmende Gefäß durch das Stopfenelement verschlossen. Das Stopfenelement kann mittels eines Deckelelementes, welches auf einen Gewindeabschnitt im Halsbereich des Gefäßes aufgeschraubt werden kann, verschlossen werden.
Zur Verlängerung der Aufbewahrungszeit und Erhalten der Wirksamkeit von Reagenzien, die in Flüssigkeiten gelöst sind, werden die Reagenzien in Glasflaschen eingefüllt. Auf die beispielsweise als Glasflaschen ausgebildeten Gefäße wird ein Stopfenelement in einer ersten Position aufgesetzt, welches einen Austritt von Wasserdampf aus dem Hohlraum des Gefäßes ermöglicht. Die die Reagenzien enthaltende Flüssigkeit wird durch einen Gefriertrocknungsprozess (Lyophilisation) in Dampfform aus dem Hohlraum des Gefäßes entzogen.
Bei Gefriertrocknung (Lyophilisation) bleibt die Qualität des Ausgangsproduktes weitestgehend erhalten, dem zu trocknenden Gut wird im gefrorenen Zustand in einem Vakuum das Wasser entzogen. Zunächst wird das Ausgangsprodukt, d.h. die Reagenzien bis auf eine Temperatur von bis zum –70°C tiefgefroren. Anschließend werden den Reagenzien während des Trocknungsprozesses, der in druckfesten Behältern unter Hochvakuum stattfindet, ca. 95 bis 98% des Wassergehalts durch Sublimation entzogen. Das Eis verdampft ohne vorheriges Schmelzen. Die dazu erforderliche Wärmeenergie wird den Reagenzien durch Strahlung oder Wärmeleitung zugeführt. Bei der Gefriertrocknung bleiben Struktur und äußere Form der Reagenzien weitestgehend erhalten. Gefriergetrocknete Reagenzien sind sehr leicht und gut rekonstituierbar, d.h. sie quellen bei Wasserzugabe und nehmen dabei ihre ursprüngliche Form wieder an.
Nachdem die Flüssigkeit aus dem Hohlraum des Gefäßes entwichen ist und die zuvor in der Flüssigkeit enthaltene, gelöste Reagenz vollständig in Granulatform vorliegt, wird das das Gefäß verschließende Stopfenelement vollständig in die Befüllöffnung des Gefäßes eingeschoben. Diese Schließposition des Stopfenelementes, d.h. dessen zweite Position, wird im Allgemeinen automatisiert durch ein plattenförmig ausgebildetes Element erreicht, welches die obere Stirnseite der in einer ersten Aufsetzposition befindlichen Stopfenelemente kontaktiert und die in der ersten, d.h. der Aufsetzposition befindlichen Stopfenelemente in die zweite, d.h. die Schließposition überführt.
In der ersten Position, d.h. der Aufsetzposition kann eine Flüssigkeitsverdampfung über an der Umfangsfläche des Stopfenelementes ausgebildete Ausnehmungen erfolgen.

Bei den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Stopfenelementen handelt es sich um solche, die aus elastischem Vollmaterial, wie zum Beispiel Vollgummi, gefertigt waren.

Diese Stopfenelemente, die zusätzlich mittels eines Deckelelementes im Halsbereich des die in Flüssigkeit gelösten Reagenzien aufnehmenden Gefäßes gesichert werden, weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese aus Vollmaterial beschaffenen Stopfenelemente nur schwierig von Pipettiernadeln von Analysegeräten zur Entnahme von Reagenzien aus Probengefäßen, wie zum Beispiel Glasfläschchen durchstochen werden können. Eine Pipettiernadel, die ein aus Vollgummimaterial beschaffenes Stopfenelement zu durchstoßen hätte, wäre höchsten mechanischen Belastungen ausgesetzt. In heutigen Laborbetrieben beziehungsweise Laborprozessen werden vermehrt Analyseautomaten eingesetzt, welche den die Reagenzien enthaltenden Gefäßen in magazinartigen Kassetten zugeführt werden. Diese Kassetten werden unterhalb einer Pipettiernadel angeordnet, wonach ein Eintauchen der die Reagenzien aus den Gefäßen entnehmenden Pipettiernadel in diese erfolgt. Dazu wird in der Regel ein Deckelelement durchstochen.

Die mittels der herkömmlichen, aus Vollgummimaterial beschaffenen Stopfenelemente verschlossenen und durch aus Kunststoffmaterial gefertigten Deckelelemente verschlossenen, die Reagenzien aufnehmenden Gefäße, sind nur schwierig einer automatisierten Analyseeinrichtung zuzuführen. Sie machen zusätzliche Arbeitsschritte, wie das Entfernen eines für den Transport erforderlichen, das aus Vollgummimaterial beschaffene Stopfenelement sichernden Deckelelementes erforderlich. Ferner vermögen die Pipettiernadeln das aus Vollmaterial hergestellte Stopfenelement nicht vollständig zu durchstoßen, so dass eine Entfernung desselben vor dem Einbringen des Gefäßes in ein magazinartiges Kassettenteil eines automatisierten Analysegerätes erforderlich ist. Dadurch wird die Produktivität der automatisierten Analysegeräte herabgesetzt, da zur Einrichtung des Analysegerätes bei der Verarbeitung einer Vielzahl von Probenfläschchen jeweils die Entnahme von aus Vollgummimaterial gefertigtem Stopfenelement und dem auf dieses aufgeschraubten Deckelelement erforderlich ist. Diese Situation ist insgesamt gesehen äußerst unbefriedigend.

Angesichts des aus vorstehend skizzierten technischen Problems liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verschlusssystem für in Flüssigkeit gelöste Reagenzien bereitzustellen, welches eine automatisierbare Entnahme von Reagenzien aus dem Gefäß ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

In vorteilhafter Weise umfasst das Verschlusssystem für ein in Flüssigkeit gelöste Reagenzien aufnehmendes Gefäß ein Stopfenelement, welche eine dünnwandig ausgeführtes Membranteil umfasst. Das dünnwandige Membranteil des Stopfenelementes gemäß des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems ist sowohl von einer Pipettiernadel eines automatischen Analysegerätes durchstechbar, als auch von einem in einem Deckelelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems angeordneten Durchstechkonus. Neben dem vollständigen Durchstechen des Stopfenelementes des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems kann das Membranteil des Stopfenelementes durch Einführen eines Durchstechkonus', der an der Innenseite eines Deckelementes ausgebildet werden kann, derart ausgelenkt werden, dass das durch einen Durchstechkonus ausgelenkte Membranmaterial des Membranteils nach einer bestimmten Zeit reißt.

In weiterer Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens umfasst das Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems eine stirnseitig angebrachte erste Öffnung, welche eine konische Form aufweist. Die konische Form der ersten Öffnung bildet mit einem Durchstechkonus, der an der Innenseite eines das Stopfenelement sichernden Deckelelementes ausgebildet ist, eine dichtende Anlagefläche. Die Durchmesser der ersten Öffnung im Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems und der Durchmesser einer zweiten Öffnung des Stopfenelementes entsprechen im Wesentlichen einander. Am Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems sind an dessen Umfangsfläche in einem unterhalb des Membranteils liegenden Bereich Ausnehmungen angeordnet. Diese Ausnehmungen, die entweder um 180° versetzt zueinander angeordnet sein können oder in Umfangswinkeln von jeweils 120° zueinander liegend angeordnet werden können, entsprechen in ihrer Länge im Wesentlichen der axialen Länge einer zweiten Öffnung des Stopfenelementes des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems, welcher dem Hohlraum des gläsernen Gefäßes zuweist.

Zum Vermeiden des Aneinanderhaftens der Stopfenelemente des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems weisen die Stopfenelemente an ihrer Stirnseite einzelne, nockenförmig ausgebildete punktförmige Erhebungen auf, so dass die als Schüttgut angelieferten Stopfenelemente nicht aneinander zu haften vermögen.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verschlusssystem umfasst neben dem Stopfenelement Deckelelemente, welche in verschiedenen Ausführungsvarianten ausgebildet werden können. Den innerhalb des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems zum Einsatz kommenden Deckelelementen ist gemeinsam, dass diese allesamt auf der Deckeloberseite durch einen dünnwandig ausgebildeten Folienabschnitt oder ähnliches verschlossen sein können, der bevorzugt als dünnwandige Aluminiumfolie beschaffen ist und von einer Pipettiernadel eines automatisierten Analysegerätes problemlos durchstochen werden kann.

In einer ersten Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems umfasst das Deckelelement einen eine Führung für eine Pipettiernadel bildenden Durchstechkonus, dessen Mantelfläche im auf das Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems aufgeschraubten Zustand an der als Konus ausgebildeten ersten Öffnung des Stopfenelements dichtend anliegt.

In einer weiteren Ausführungsvariante des Deckelelementes des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems ist an der Oberseite des Deckelelementes eine Öffnung ausgebildet, die von dem erwähnten durchstechbaren Folienabschnitt aus Aluminiumfolie überdeckt ist.

In einer dritten Ausführungsvariante des Deckelelementes des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems ist im Deckelelement eine Öffnung ausgebildet, die auf ihrer Oberseite von dem bereits erwähnten Folienabschnitt überdeckt und an ihrer Unterseite von einem deckelelementseitigen, dünnwandig ausgebildeten Membranteil begrenzt ist. Dieses an der Unterseite des Deckelelementes vorgesehene Membranteil kann auch geschlitzt ausgebildet sein, um ein einfacheres, die mechanischen Beanspruchungen einer Pipettiernadel herabsetzendes Durchstechen des Deckelelementes zu ermöglichen.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verschlusssystem, ein Stopfenelement mit Membranteil sowie ein Deckelelement umfassend, welches entweder einen Durchstechkonus und einen Folienabschnitt, oder gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante lediglich einen Folienabschnitt auf der Deckeloberseite oder, in einer dritten vorteilhaften Ausführungsvariante, sowohl einen Folienabschnitt auf der Deckelelementoberseite als auch ein Membranteil an der Deckelelementunterseite umfassend, werden bevorzugt bei Reagenzien in Flüssigkeitsform aufnehmenden Gefäßen eingesetzt. In vorteilhafter Weise lassen sich die mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystem, die Reagenzien enthaltenden gläsernen Gefäße in magazinartig ausgebildete Kassetten vorkonfektionieren. Diese Kassetten werden automatisierten Analysegeräten zugeführt. Durch ein den Kassettenteilhohlraum abdeckendes Deckelelement fahren parallel oder sequentiell Pipettiernadeln auf die einzelnen Gefäße zu und durchstechen die jeweiligen Deckelelemente – je nach Ausführungsvariante – sowie die Gefäße verschließenden Verschlussstopfen an dessen in dünner Materialstärke ausgebildeten Membranteil.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
1 ein Gefäß, in welches ein Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems eingelassen ist, welches ein in einer ersten Ausführungsvariante ausgebildetes Deckelelement aufweist,
2 ein Gefäß, welches durch ein Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems und ein in einer zweiten Ausführungsvariante beschaffenes Deckelelement verschlossen ist,
3 ein Gefäß, welches durch ein Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems und ein in einer dritten Ausführungsvariante ausgebildetes Deckelelement verschlossen ist,
4 das Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems in einer Unteransicht,
5 das Stopfenelement des erfindungsgemäßen Verschlusssystems im Schnitt,
6 eine vergrößerte Darstellung der zweiten Ausführungsvariante eines Deckelelementes des erfindungsgemäßen Verschlusssystems im Halbschnitt,
7 die vergrößerte Darstellung einer dritten Ausführungsvariante des Deckelelementes des erfindungsgemäßen Verschlusssystems im Halbschnitt,
8 ein Stopfenelement des erfindungsgemäßen Verschlusssystems, dessen Membranteil durch einen Durchstechkonus ausgelenkt ist,
9 ein Stopfenelement eines erfindungsgemäßen Verschlusssystems, dessen Membranteil durch einen Deckelkonus durchstochen ist und
10.1, 10.2 und 10.3 eine Darstellung eines magazinartigen Behälters, in welchen die Gefäße gemäß der 1, 2, 3 und 8 beziehungsweise 9 aufnehmbar sind.
Ausführungsvarianten
1 ist ein Gefäß entnehmbar, in welches ein Stopfenelement eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems samt einem Deckelelement in einer ersten Ausführungsvariante aufgenommen ist.
1 ist ein Gefäß 1 entnehmbar, welches einen Hohlraum 2 umschließt. Das Gefäß 1 umfasst in seinem Halsbereich 4 ein Außengewinde 3, auf welchem ein Deckelelement 5 in einer ersten Ausführungsvariante aufgeschraubt wird. Das erste Deckelelement 5 gemäß 1 umfasst einen Durchstechkonus sowie an seiner Außenumfangsfläche angebrachte Griffflächen 7. Das erste Deckelelement 5 umschließt ein Stopfenelement 8, welches vollständig in den Halsbereich 4 des Gefäßes eingeschoben ist. Das Stopfenelement 8, welches bevorzugt aus einem elastischen Material wie beispielsweise Gummi gefertigt ist, umfasst einen Membranteil 9. Der Membranteil 9 ist in einer derartigen Materialstärke ausgebildet, dass das Membranteil 9 von der Spitze des Durchstechkonus 6 durchstochen werden kann. Das Stopfenelement 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems aus Stopfenelement 8 und erstem Deckelelement 5 in einer ersten Ausführungsvariante umfasst eine ringförmige Auflagefläche 10. Im Stopfenelement 8 ist ein Konus 11 ausgebildet. Das erste Deckelelement 5 umfasst auf seiner Deckelaußenseite einen Folienabschnitt 12, mit welchem der Durchstechkonus 6 an der Oberseite des ersten Deckelelementes 5 verschlossen ist. In der Darstellung gemäß 1, welche das durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verschlusssystem verschlossene Gefäß 1 wiedergibt, liegen die Kegelflächen des Durchstechkonus 6 an der konisch verlaufenden Wandung 11 oberhalb des Membranteils 9 des Stopfenelementes 8 an. Das Gefäß 1 kann aus Kunststoff oder auch aus Glas gefertigt sein.
2 ist ein Gefäß entnehmbar, welches durch ein Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems sowie ein Deckelelement verschlossen ist, welches gemäß einer zweiten Ausführungsvariante beschaffen ist.
Im Unterschied zum Deckelelement 5 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems nach 1 umfasst das zweite Deckelelement 13 eine Deckelöffnung 14. Die Deckelöffnung 14 ist durch den Folienabschnitt 12 verschlossen. Als Folienmaterial wird bevorzugt dünnwandige Aluminiumfolie eingesetzt. Mittels des zweiten Deckelelementes 13 gemäß der Darstellung in 2 ist das Stopfenelement 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems, das zweite Deckelelement 13 sowie das Stopfenelement 8 umfassend, am Halsbereich 4 des Gefäßes 1 aufgenommen. Durch das zweite Deckelelement 13 wird die Auflagefläche 10 des Stopfenelementes 8 dichtend an die ringförmig verlaufende Stirnfläche des Halsbereiches 4 des Gefäßes 1 angedrückt, so dass der die in Flüssigkeit gelösten Reagenzien ausnehmende Hohlraum 2 des Gefäßes 1 abgedichtet ist. Unterhalb des Folienabschnittes 2 im zweiten Deckelelement 13 und symmetrisch zu diesem verläuft der Membranteil 9 des Stopfenelementes 8. Sowohl der Folienabschnitt 12 auf der Außenseite des zweiten Deckelelementes 13 als auch der Membranteil 9 des Stopfenelementes 8 sind in einer Materialstärke ausgebildet, die von einer Pipettiernadel eines automatisierten Analysegerätes problemlos durchstochen werden können, so dass aus dem Hohlraum 2 des Gefäßes 1 Reagenzien entnommen werden können. Das zweite Deckelelement 13 weist analog zum ersten Deckelelement 5 gemäß der Darstellung in 1 an seiner Außenumfangsfläche Griffflächen 7 auf und ist an einem Außengewinde 3 im Halsbereich 4 des Gefäßes 1 verschraubt. Unterhalb der Auflagefläche 10 des Stopfenelementes 8 ist im Stopfenelement 8 eine Öffnung ausgebildet, die als Konus 11 ausgeführt ist.
3 zeigt ein Gefäß, welches durch ein Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems und ein Deckelelement in einer dritten Ausführungsvariante verschlossen ist.
Aus der Darstellung gemäß 3 geht hervor, dass das dritte Deckelelement 15 an seiner Außenseite durch einen Folienabschnitt 12 verschlossen ist. Der Folienabschnitt 12 verschließt die Öffnung 14, die im dritten Deckelelement 15 ausgebildet ist. Die Deckelöffnung 14 ist an ihrer dem Stopfenelement 8 des erfindungsgemäßen Verschlusssystems zuweisenden Seite mit einer Deckelmembran 16 verschlossen. Die Deckelöffnung 14 kann geschlitzt ausgebildet sein, um ein leichteres Durchstechen durch eine in 3 nicht dargestellte Pipettiernadel eines automatisierten Analysegerätes zu gewährleisten. Zur Entnahme von im Hohlraum 2 des Gefäßes 1 aufgenommenen, in Flüssigkeit gelösten Reagenzien, durchsticht eine Pipettiernadel den Folienabschnitt 12 an der Außenseite des dritten Deckelelementes 15, die darunterliegende angeordnete, geschlitzt ausführbare Membran 16 sowie den Membranteil 9 des Stopfenelementes 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems, welches in der in 3 dargestellten Ausführungsvariante ein drittes Deckelelement 15 sowie das Stopfenelement 8 umfasst. Das dritte Deckelelement 15 ist am Außengewinde 3 im Halsbereich 4 des Gefäßes 1 dichtend verschraubt.
Aus der Darstellung gemäß 4 geht das Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems, in einer Unteransicht dargestellt, hervor.
Aus der in 4 dargestellten Unteransicht geht hervor, dass das Stopfenelement 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems eine zweite Öffnung 39 umfasst, welche durch die in 4 dargestellte Fläche des Membranteils 9 verschlossen ist. An der in 4 dargestellten Unterseite des Stopfenelementes 8 sind Fasen 23 ausgebildet. Einander gegenüberliegend und symmetrisch zur Symmetrieachse des Stopfenelementes 8 angeordnet, befinden sich an der Umfangsfläche des Stopfenelementes 8 eine erste Ausnehmung 20 sowie eine zweite Ausnehmung 21. Anstelle der in 4 dargestellten, einander gegenüberliegend angeordneten Ausnehmungen 20, 21, die ein Entweichen von Wasserdampf aus dem Hohlraum 2 des Gefäßes 1 in einer ersten Aufsetzstellung ermöglichen, können an der Umfangsfläche des Stopfenelementes 8 auch drei um jeweils 120° zueinander versetzt angeordnete Ausnehmungen vorgesehen sein. In der Darstellung gemäß 4 sind die Ausnehmungen 20 beziehungsweise 21 als Rundungen 22 ausgeführt.
Der Darstellung gemäß 5 ist das Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems im Schnitt zu entnehmen.
Durch das Membranteil 9 des Stopfenelementes 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems sind eine erste Öffnung 38 sowie die zweite Öffnung 39 im Stopfenelement 8 voneinander getrennt. Die Materialstärke, in der das Membranteil 9 ausgebildet ist, ist durch Bezugszeichen 29 gekennzeichnet. Die Materialstärke 29 des Membranteils 9 ist so bemessen, dass das Membranteil 9 sowohl durch den Durchstechkonus 6 am ersten Deckelelement 5 ausgelenkt beziehungsweise vollständig durchstochen werden kann, als auch von einer die Deckelelemente 5, 13 beziehungsweise 15 am Folienabschnitt 12 durchstoßenden Pipettiernadel durchdrungen werden kann. Das Stopfenelement 8 weist eine Stirnfläche 37 auf, welche mit punktförmig ausgebildeten Erhebungen 36 versehen ist. Durch die punktförmig ausgebildeten Erhebungen 36 wird ein Anhaften der vorzugsweise als Schüttgut angelieferten Stopfenelemente 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems aneinander verhindert. Die Begrenzungsfläche der ersten Öffnung 38 des Stopfenelementes 8 ist als konische Fläche 11 ausgebildet, welche mit der Mantelfläche des Durchstechkonus 6 des Deckelelementes 5 gemäß der ersten Ausführungsvariante eine Anlagefläche 35 bildet (vgl. Darstellung gemäß der 8 und 9).
Unterhalb des Membranteils 9 erstreckt sich symmetrisch zur Symmetrieachse 28 des Stopfenelementes 8 die zweite Öffnung 39. Am Stopfenelement 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems sind die Ausnehmungen 20 beziehungsweise 21, von denen im Schnitt gemäß 5 lediglich die erste Ausnehmung 20 dargestellt ist, in einer Höhe 24 und einer Tiefe 25 ausgebildet. Die Höhe 24 der Ausnehmungen 20 beziehungsweise 21 entspricht im Wesentlichen der axialen Länge der zweiten rotationssymmetrisch ausgebildeten Öffnung 39. An der Unterseite des Stopfenelementes 8 ist die Fase 23 zu erkennen; die Stirnfläche 37 des Stopfenelementes 8 ist an der Auflagefläche 10 des Stopfenelementes 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems ausgebildet.
6 zeigt die vergrößerte Darstellung der zweiten Deckelvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems, mit welcher das Stopfenelement gemäß der 4 und 5 an einem Gefäß aufnehmbar ist.
Das zweite Deckelelement 13 ist mit einer Deckelöffnung 14 versehen, die durch den Folienabschnitt 12 verschlossen ist. An der Innenseite des zweiten Deckelelementes 13 ist ein Innengewinde 26 ausgebildet, dessen Gewindegänge im Halbschnitt gemäß 6 nur zur Hälfte dargestellt sind. An der Außenumfangsfläche des zweiten Deckelelementes 13 sind mehrere Griffflächen 7 ausgebildet, die in der Halbschnittdarstellung gemäß 6 in perspektivischer Ansicht angedeutet sind.
Der Darstellung gemäß 7 ist die vergrößerte Darstellung der dritten Ausführungsvariante des Deckelelementes des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems zur Absicherung des Stopfenelementes im Schließzustand zu entnehmen.
Im Unterschied zur Darstellung gemäß 6 umfasst das dritte Deckelelement 15 gemäß der Darstellung in 7 außer dem die Deckelöffnung 14 abschließenden Folienabschnitt 12 ein dünnwandig ausgebildetes Membranteil 16. Das Membranteil 16 an der Unterseite der Deckelöffnung 14 kann geschlitzt oder perforiert ausgebildet werden, um ein leichteres Durchstechen durch eine Pipettiernadel eines automatisierten Analysegerätes zu ermöglichen. Analog zur Darstellung des zweiten Deckelelementes 13 gemäß 6 umfasst das dritte Deckelelement 15 gemäß der Darstellung in 7 an seiner Außenumfangsfläche einzelne Griffflächen 7 sowie ein Innengewinde 26, dessen einzelne Gewindegänge in der Darstellung gemäß 7 nur teilweise dargestellt sind.
8 ist ein Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems entnehmbar, dessen Membranteil durch einen Durchstechkonus des Deckelelementes in einer ersten Ausführungsvariante ausgelenkt ist.
Das erste Deckelelement 5, welches an seiner Deckelaußenseite mit dem Folienabschnitt 12 versehen ist, ist auf das Außengewinde 3 im Halsbereich 4 des Gefäßes 1 aufgeschraubt. Das Stopfenelement 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems ist vollständig im Halsbereich 4 des Gefäßes 1 aufgenommen und durch das erste Deckelelement 5 dichtend in Anlage an die obere Ringfläche des Halsbereiches 4 angelegt. Der an der Innenseite des ersten Deckelelementes 5 ausgebildete Durchstechkonus 6 liegt mit seiner Konusfläche einer Anlagefläche 35 am konischen Bereich 11 der ersten Öffnung 38 (vgl. Darstellung gemäß 5) des Stopfenelementes 8 an. Eine Stechspitze 31 des Durchstechkonus 6 lenkt das Membranteil 9 aus, welches in der Darstellung gemäß 8 in seiner ausgelenkten Lage 30 dargestellt ist. Das Innere des Durchstechkonus 6 bildet eine Führungsfläche 32 zum erleichternden Einführen einer Pipettierspitze oder dergleichen. Gemäß der Darstellung in 8 durchsticht die Pipettierspitze eines nicht dargestellten Analyseautomaten den Folienabschnitt 12 an der Außenseite des ersten Deckelelementes 5 und wird durch den sich in Richtung auf den Hohlraum 2 verjüngenden Durchstechkonus 6 des ersten Deckelelementes 5 im Führungsbereich 32 geführt. Entsprechend der Auslegung der Materialstärke 29 des Membranteils 9 kann der Membranteil 9 eine in 8 dargestellte, extrem ausgelenkte Lage 30 einnehmen und in die zweite Öffnung 39 des Stopfenelementes 8 ausgelenkt werden.
9 zeigt das Stopfenelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems, dessen Membranteil durch den Deckelkonus des Deckelelementes gemäß der ersten Ausführungsvariante durchstochen ist.
Im Unterschied zur in 8 dargestellten ausgelenkten Membran 30 ist das Membranteil 9 des Stopfenelementes 8 im in 9 dargestellten Zustand in zwei Teile Membranteile 34 getrennt. Ferner weist der Durchstechkonus 6 an der Innenseite des ersten Deckelelementes 5 eine geöffnete Konusspitze 33 auf, durch welche ein in 9 nicht dargestelltes Pipettierwerkzeug für beispielsweise eine Pipettiernadel eines automatisierbaren Analysegerätes in den Hohlraum 2 des Gefäßes 1 zur Entnahme von Reagenzien eingetaucht ist.
Das Reißen des Membranteiles 9, d.h. die Ausbildung durchtrennter Membranteile 34 gemäß der Darstellung in 9 kann entweder dadurch erfolgen, dass eine die Stechspitze 31 des Konus 6 durchsetzende Pipettiernadel auch die ausgelenkte Membran 30 gemäß der Darstellung in 8 durchsticht oder dadurch, dass das Membranteil 9 in seiner ausgelenkten Lage 30 nach einer bestimmten Zeit von sich aus reißt. Die Zeit, nach der der ausgelenkte Membranteil 30 reißt, ist abhängig von der Auslegung der Materialstärke 29 des Membranteils 9 des Stopfenelementes 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems. Das erste Deckelelement 5, das Stopfenelement 8 sowie das Gefäß 1 sind symmetrisch zur Symmetrieachse 28 aufgebaut. Auch in der Darstellung gemäß 9 bilden die mit einem Konus 11 begrenzte erste Öffnung 38 mit der Kegelfläche des Durchstechkonus 6 eine Anlagefläche 35. Eine Entnahme von Reagenzien enthaltende Flüssigkeit kann demnach lediglich durch die geöffnete Konusspitze 33, beispielsweise durch eine Pipettiernadel, erfolgen.
Den 10.1, 10.2, 10.3 ist ein magazinartig ausgebildeter Behälter entnehmbar, in welchen die mit Reagenzien enthaltenden Flüssigkeiten befüllten Gefäße 1 gemäß der 1, 2, 3, 8 und 9 beschickbar sind.
Ein in 10.1 dargestelltes Kassettenteil 40 umfasst Halterungs-Rundungen 43 sowie einzelne Halteflächen 42, die entsprechend der Größe und der Geometrie der Gefäße 1 ausgebildet sind.
Aus der Darstellung gemäß 10.2 geht die räumliche Anordnung der an den Seitenflächen des Kassettenteils 40 ausgebildeten Halterungs-Rundungen 43 näher hervor. Mit Hilfe der in 10.1 angedeuteten Halteflächen 42 sowie den Halterungs-Rundungen 43 an der Innenseite des Kassettenteils 40, welches einen Hohlraum 41 begrenzt, kann ein sicherer Transport der Reagenzien enthaltenden Gefäße 1, versehen mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystem, gewährleistet werden. Nach Befüllen des Hohlraums 41 mit mehreren der in 1, 2, 3, 8 beziehungsweise 9 dargestellten Gefäße 1 wird das Kassettenteil 40 durch einen Kassettendeckel verschlossen.
Die Gefäße 1, die die Reagenzien enthaltende Flüssigkeiten aufnehmen, werden innerhalb des Hohlraumes 41 des Kassettenteils 40 derart angeordnet, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssysteme im Bereich der Oberseite des Kassettenteils 40 liegen. Wird das magazinartig ausgebildete Kassettenteil 40, durch das Deckelelement 44 verschlossen, an einem automatisierten Analysegerät eingesetzt, fahren dessen Pipettiernadeln sequentiell oder parallel auf die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssysteme zu. Die Pipettiernadeln durchstechen demnach den an der Deckeloberseite der Deckelelemente 5, 13 beziehungsweise 15 angeordneten Folienabschnitt 12 und durchstechen entweder die Stechspitze 31 des Durchstechkonus 6 am ersten Deckelelement 5 oder den Folienabschnitt 12 und das Membranteil 9 des Stopfenelementes 8 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems oder den Folienabschnitt 12 des dritten Deckelelementes 15 sowie die darunterliegende, die Deckelöffnung 12 begrenzende Membran 16 und anschließend das Membranteil 9 des Stopfenelementes 8.
Demnach können die dichtend verschlossenen, Reagenzien enthaltende Flüssigkeit aufnehmenden Gefäße 1 durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verschlusssystem einerseits einem Gefriertrocknungsprozess in einer Lyophilisationskammer unterzogen werden, so dass eine Flüssigkeitsverdampfung der die Reagenzien aufnehmenden Flüssigkeit erzielbar ist, andererseits für den Transport durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verschlusssystem 8, 5, 13 und 15 dichtend verschlossen werden und schließlich einem magazinartig konfektionierten Kassettenteil 40 zugeführt werden, ohne dass ein Entfernen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems zur Entnahme von Reagenzien aus den Hohlräumen 2 der Gefäße 1 erforderlich ist. Damit lassen sich die Reagenzien, die nach dem Gefriertrocknungsprozess in Granulatform im Hohlraum 2 der Gefäße 1 enthalten sind, einerseits länger aufbewahren und andererseits nach der erneuten Zugabe von Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, nach einer längeren Aufbewahrungszeit wieder verarbeiten. Sie können insbesondere magazinartig ausgebildeten Kassettenteilen 40, 44 zugeführt werden, die in automatisierten Analysegeräten zum Einsatz kommen, ohne dass zusätzliche Arbeitsschritte wie das Entfernen des Stopfenelementes sowie das Abschrauben der Deckelelemente 5, 13 und 15 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschlusssystems erforderlich werden.

1: Gefäß
2: Hohlraum
3: Außengewinde
4: Halsbereich
5: erstes Deckelelement
6: Durchstechkonus
7: Grifffläche
8: Stopfenelement
9: Membranteil
10: Auflagefläche
11: Konusfläche
12: Folienabschnitt
13: zweites Deckelelement
14: Deckelöffnung
15: drittes Deckelelement
16: Deckelmembran (geschlitzt)
20: erste Ausnehmung Stopfenelement 8
21: zweite Ausnehmung Stopfenelement 8
22: Rundung
23: Fase
24: Höhe der Ausnehmungen 20, 21
25: Tiefe der Ausnehmungen 20, 21
26: Gewindeabschnitt
28: Symmetrieachse
29: Membranstärke
30: ausgelenkter Membranteil
31: Spitze Durchstechkonus
32: Führungsbereich für Pipettiernadel
33: geöffnete Konusspitze
34: durchtrenntes Membranteil 9
35: Anlagefläche Durchstechkonus 6 an Stopfenelement 8
36: Abstandsnocken
37: Stirnfläche
38: erste Öffnung
39: zweite Öffnung
40: Kassettenteil
41: Hohlraum
42: Halteflächen
43: Halte-Rundungen für Gefäße 1
44: Kassettenboden
45: Öffnungen

Claims

Verschlusssystem für Reagenzien enthaltende Gefäße (1) mit einem Stopfenelement (8), welches eine Gefäßöffnung verschließt und einem das Stopfenelement (8) sichernden Deckelelement (5, 13, 15), wobei das Stopfenelement (8) an seiner Umfangsfläche ein Entweichen von Wasserdampf aus einem Hohlraum (2) des Gefäßes (1) ermöglichende Ausnehmungen (20, 21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stopfenelement (8) eine erste, stirnseitig angeordnete Öffnung (38) und eine zweite Öffnung (39) aufweist, die durch ein auslenkbares Membranteil (9) voneinander getrennt sind.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitig angeordnete erste Öffnung (38) in Form eines Konus (11) ausgebildet ist.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der ersten Öffnung (38) des Stopfenelementes (8) im Wesentlichen einem Durchmesser der zweiten Öffnung (39) entspricht.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (20, 21) an der Umfangsfläche des Stopfenelementes (8) in einem unterhalb des Membranteils (9) liegenden Bereich angeordnet sind.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (24) der Ausnehmungen (20, 21) im Wesentlichen der axialen Länge der zweiten Öffnung (39) im Stopfenelement (8) entspricht.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite (37) des Stopfenelementes (8) mehrere punktförmige Erhebungen (36) ausgebildet sind.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stopfenelement (8) im Halsbereich (4) des Gefäßes (1) durch ein Deckelelement (5, 13, 15) gesichert ist, welches einen durchstechbaren Folienabschnitt (12) aufweist.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Deckelelement (5) einen eine Führungsfläche (32) für eine Pipettiernadel bildenden Durchstechkonus (6) aufweist, der in Anlage (35) an der als Konus (11) ausgebildeten ersten Öffnung (38) des Stopfenelementes (8) anliegt.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Deckelelement (13) eine Öffnung (14) umfasst, die von dem durchstechbaren Folienabschnitt (12) überdeckt ist.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Deckelelement (15) eine Öffnung (14) enthält, die einerseits von dem durchstechbaren Folienabschnitt (12) verschlossen und andererseits von einem deckelelementseitigen Membranteil (16) begrenzt ist.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das deckelelementseitige Membranteil (16) geschlitzt ausgebildet ist.
Verschlusssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranteil (9) des Stopfenelementes (8) in einer von einer Pipettiernadel eines Analyseautomaten durchstechbaren Materialstärke (29) ausgeführt ist.
Verwendung des Verschlusssystems gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 an einem Reagenzien enthaltenden Gefäß (1), welches in ein magazinartiges Kassettenteil (40) eines Analyseautomaten eingebracht wird, dessen Pipettiernadel das Verschlussystem, aus Stopfenelement (8) und Deckelelement (5, 13, 15) zur Entnahme der Reagenzien aus dem Hohlraum (2) des Gefäßes (1) durchsticht.
Verfahren zur Behandlung von Reagenzien, die in einem Hohlraum (2) eines verschließbaren Gefäßes (1) enthalten sind, mit nachfolgenden Verfahrensschritten: – dem Befüllen von Gefäßen (1) mit Reagenzien enthaltender Flüssigkeit, – dem Aufsetzen von Stopfenelementen (8) auf die Gefäße (1) in einer ein Verdampfen der Flüssigkeit ermöglichenden ersten Aufsetzstellung, – dem Einbringen der Gefäße (1) in eine Lyophilisationskammer, – dem Überführen des Stopfenelementes (8) aus der ersten Stellung in eine zweite, die Gefäße (1) verschließenden Stellung, – dem Aufbringen des Deckelelementes (5, 13, 15) auf die die Gefäße (1) verschließenden Stopfenelemente (8) außerhalb der Lyophilisationskammer.