DE1757794A1 - Zentrifuge - Google Patents

Description

Zentrifuge

Die Erfindung bezieht sich auf die Zonenzentrifugierung, die zum Fraktionieren von Geweben und zum Isolieren von Viren dient, und sie betrifft insbesondere eine Zusatzeinrichtung für eine Zentrifuge oder Schleuder, mittels deren eine Zonenzentrifugierung durchgeführt werden kann.

Bei der Zonenzentrifugierung wird ein Dichtegradient in einem hohlen zylindrischen Läufer aufrechterhalten, der sich um seine Symmetrieaohse dreht} der Dichtegradient wird aufrechterhalten, und die Probe wird in den Läufer eingeführt und diesem wieder entnommen, während sich der Läufer dreht j zu diesem Zweck sind Einrichtungen zum Zuführen und Abführen von Flüssigkeiten vorgesehen, die mit einer eine Drehbewegung zulassenden Abdichtung versehen sind. Die Bestandteile der Probe durchwandern den Gradienten in einer bestimmten Weise, die sich nach den Werten der Diohte rlohtet, so daß die Bestandteile mit Hilfe eines Verfahrene voneinander getrennt werden können, das als Geechwindigkeitezonen-Trennung bezeioh-

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net wird, oder mit Hilfe eines Verfahrens» das als ieopykniache Zonentrennung bezeichnet wird. Der läufer einer solchen Zentrifuge ist normalerweise mit Trennwänden versehen, durch die der Läufer in Segmente unterteilt wird» um das Entstehen von Wirbelbewegungen zu verhindern.

Beim Arbeiten mit sehr hohen Drehzahlen» die ein Mehrfaches von 10 000 U/min betragen, ist es vorteilhaft, einen Läufer zu benutzen, der bei einem relativ kleinen DuAaeseer eine große Höhe besitzt. Zusätzlich zu der bekannten Einrichtung, die am unteren Ende des Läufers vorgesehen ist und dazu dient, den Läufer mit dem Motor der Zentrifuge zu kuppeln, ist der Läufer wegen «einer großen Höhe mit einem oberen Stützlager versehen. Bin Läufer dieser Art ist auf Seite 36 der Januarauegabe (1966) des "Soienoe Journal¹¹ beschrieben.

Bei diesem Läufer besteht ein Nachteil darin, daß er wegen seiner großen Höhe in Verbindung mit einer Zentrifuge einer besonderen Bauart benutzt werden muß. Diese Zentrifuge umfaßt eine auf besondere Welse ausgebildete sohüsselförmige Schutzvorrichtung, die eine größere Höhe hat als die Schutzvorrichtungen der bekannten Zentrifugen· *

Eine Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin* eine Zonenzentrifuge in form eines Zusatzgeräts für eine Zentrifuge bekannter Art zu schaffen.

Gemäß der Erfindung umfaßt dieses Zusatzgerät ein am Ende offenes Gehäuse, das auf der Abdeckung einer Zentrifuge so angeordnet werden kann, daß es gegenüber der Abdeokung naoh oben ragt und eine öffnung verdeokt, die in der Abdeokung aue-

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gebildet ist, damit das Zusatzgerät untergebracht werden kann; hierbei wird der Läufer von dem Gehäuse aus über sein Lager so unterstützt, daß er sich teilweise in dem Gehäuse befindet und durch die öffnung hindurch in die Zentrifuge hineinragt.

Somit ist es möglich, das Zusatzgerät in Verbindung mit einer Zentrifuge bekannter Art zu verwenden, die mit einer auf besondere Weise ausgebildeten Abdeckung versehen ist, oder bei der die ursprüngliche Abdeckung mit einer öffnung zum Aufnehmen des Zusatzgeräts versehen worden ist.

Das Gehäuse besitzt vorzugsweise eine ringförmige Wand, an deren einem Ende eine ringförmige Platte befestigt ist, durch die hindurch sich die Einrichtungen zum Zu- und Abführen der Flüssigkeit erstrecken, die gegenüber· der Platte vakuumdicht abgedichtet sind. Auf diese Weise ist es möglich, die ringförmige Platte leicht von der Wand zu trennen, so daß das Zusatzgerät leicht mit einer Zentrifuge kombiniert werden kann.

Der Läufer der Zentrifuge kann auf bekannte Weise so ausgebildet werden, daß er mit kontinuierlichem Durchfluß arbeitet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse so ausgebildet, daß es zusammen mit der Abdeckung der Zentrifuge eine vakuumdichte Abdichtung bewirkt, bo daß der Läufer in einem evakuierten Raum betrieben werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen.

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Fig. 1 ist eine schematische Sarstellung einer Zentrifuge bekannter Art, bei der die vordere Wand des Gehäuses teilweise weggebrochen ist.

Pig. 2 zeigt sohematisoh die Zentrifuge nach Fig. 1» die ■ mit einem Zusatzgerät nach der Erfindung versehen worden ist.

Fig. 3 zeigt in einem vergrößerten Längsschnitt ein erfindungsgemäßes Zusatzgerät, wobei die Zentrifuge nur teilweise dargestellt ist.

In Fig. 1 erkennt man eine bekannte Zentrifuge, wie sie " von der M.S. E. Holdings Limited (England) hergestellt wird, und die mit einer Drehzahl von 65 000 U/min betrieben werden kann. Die Zentrifuge umfaßt ein Gehäuse 1 mit einer Deokplatte 2, die in die aus Fig. 1 ersiohtlicht Stellung geschoben werden kann, wobei sie mit einem Dichtungsring zusammenarbeitet, um eine vakuumdichte Abdichtung zu bewirken* Der Innenraum des Gehäuses 1 kann über eine nicht dargestellte Rohrleitung evakuiert werden. Das Gehäuse enthält einen Zentrifugenläufer 3 aus Titan, der mit einem Antriebsmotor 4 gekuppelt werden kann, ) dessen Welle einen konischen Abschnitt 5 aufweist, der mit

einer dazu passenden Öffnung auf der Unterseite des Läufers 3 zusammenarbeitet. Um ein Bild von den Gesamtabmessungen zu geben, sei bemerkt, daß der Läufer 3 bei der Zentrifuge naoh Fig. 1 eine axiale Länge von etwa 125 mm und «Inen Durohmesser von etwa 185 mm haben kann. Das Gehäuse 1 umschließt ferner eine Sohüsael bzw. einen Behälter 6, der an dem Motor 4 befestigt ist und von einer Rohrschlange 7 umgeben ist, die einen Bestandteil einer nioht dargestellten Kälteerzeugungseinrichtung

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bildet. Die Sohüaael bzw. der Behälter 6 hat eine axiale Länge von etwa 240 nun und einen Durohmesser von etwa 380 mm.

Mg. 2 zeigt die Zentrifuge nach Fig. 1, die so abgeändert worden ist, daß sie naoh dem Zonenzentrifugierungsverfahren arbeiten kann. Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, zur Durchführung dieses Zentrifugierungsverfahrens einen auf besondere Weise ausgebildeten Läufer zu verwenden, dessen axiale Länge größer ist als sein Durchmesser; hierbei ist der Durchmesser des Läufers kleiner als der Durchmesser eines Läufers bekannter Art, wie er z.B. in Fig. 1 bei 3 dargestellt ist. Damit der Zonenzentrifugierungsläufer 8 nach Fig. 2 untergebracht werden kann, wobei der Läufer in sektorförmige Kammern unterteilt ist, ist die Deckplatte 2 mit einer öffnung 9 versehen, die durch ein nach oben ragendes, am unteren Ende offenes Gehäuse 10 überdeckt und abgeschlossen wird. Der Läufer 8 wird gemäß Fig. 13 an seinem oberen Ende durch ein Stützlager 17 unterstützt, und er ragt von unten her in das Gehäuse 10 hinein, das eine Einrichtung 11 trägt, die es ermöglicht, dem Läufer 8 kontinuierlich Flüssigkeit zuzuführen und kontinuierlich Flüssigkeit aus dem Läufer abzuführen, während sich i der Läufer dreht. Im vorliegenden Fall hat der Läufer 8 einen Durchmesser von etwa 125 nun und eine axiale Länge von etwa 330 mm. Der Läufer ist an seinem unteren Ende mit einer Aussparung zum Aufnehmen des schon vorhandenen Wellenabschnitte 5 des Motors 4 naoh Fig. 2 versehen. Die Einrichtung 11 ist ferner so ausgebildet, daß dem oberen Lager 17 ein Kühlmittel zugeführt werden kann, und außerdem ist die Einrichtung 11 so abgedichtet, daß eioh der Läufer in einem naoh außen abgeschlossenen Baum drehen kann.

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In Fig. 3 ist das Zusatzgerät naoh der Erfindung in einem senkrechten Schnitt dargestellt. Das Gehäuse umfaßt einen Schutzring 12, der in die öffnung 9 der Deckplatte 2 eingelassen ist; ein Dichtungsring 13 ist so angeordnet, daß eine vakuumdichte Abdichtung zwischen der Deckplatte 2 und dem Ring 12 erzielt wird. Eine ringförmige Platte 14 ist durch Schrauben mit dem oberen Ende des Sohutzrings 12 verbunden} die in der ringförmigen Platte 14 vorgesehene öffnung wird durch eine weitere ringförmige Platte 15 abgeschlossen, die mit der Platte 14 durch Schrauben verbunden ist und die Einrichtung 11 zum Zu- und Abfuhren der Flüssigkeit trägt. In Fig. 3 ist ferner der Läufer 8 dargeetellt.

In der Praxis kann man für das Zusatzgerät eine auf besondere Weise ausgebildete, mit einer Öffnung versehene Deokülatte 2 vorsehen, oder man kann die schon vorhandene Deckplatte einer Zentrifuge bekannter Bauart dadurch.verwendbar maohen, daß man sie mit der öffnung 9 versieht, und daß man für die«· öffnung ein· mit Hilf· eines Dichtungsrings abzudiohtend· Deckplatte (nioht dargestellt) für den Fall vorsieht, daß die Zentrifuge auf bekannt« Weise betrieben werden soll, wie ·« in Fig. 1 geaeigt ist. Wenn «ine Zonenaentrifugierung durchgeführt werden «oll» wird der Sohutaring 12 auf dl· Deokplatt« 2 aufgesetzt, und die Deokplatte wird In ihre endgültige Stellung geschoben. Dann wird der Läufer 8 so in di· Zentrifuge eingeführt, daß di· öffnung in «einem unteren End· mit dem Wellenabaohnitt 5 de« Motor« zusammenarbeitet} außerdem wird die di· Einriohtung 11 tragend· Platt· U auf dem Sohut«- ring 12 angeordnet. Sohließlioh werden di· Schrauben 16 ein-

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geschraubt und festgezogen, woraufhin das Aggregat betriebsbereit ist. Wenn in der Zentrifuge ein Unterdrück erzeugt werden soll, wird der Schutzring 12 gegenüber der Deckplatte 2 abgedichtet.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung bzw. das Zusatzgerät wird in der üblichen Weise benutzt, d.h. in dem Läufer wird ein Dichtegradient hervorgerufen, und die Probe wird in den Läufer eingeführt, während der Läufer mit einer niedrigen Drehzahl angetrieben wird; danach wird der Läufer mit der vorgesehenen hohen Drehzahl betrieben, biB eine Gesohwindigkeitszonentrennung oder eine isopyknische Zonentrennung herbeigeführt worden ist. Nunmehr wird die Drehzahl des Läufers herabgesetzt, und der gesamte Inhalt des Läufers wird abgeführt, während sich der Läufer dreht. Es sei bemerkt, daß es bei der Benutzung eines abgeänderten Läuferkerns möglich ist, das Zusatzgerät zu verwenden, um eine Zonentrennung bei kontinuierlichem Durchfluß zu bewirken, wobei das Probenmaterial kontinuierlich in den schnell umlaufenden Läufer eingeleitet wird, und wobei die Lösung, in der die Probe suspendiert ist, kontinuierlich abgeführt wird. Diese Lösung hat eine Dichte, ( die geringer ist als die Dichte des leichtesten Teils des den Dichtegradienten erzeugenden Materials.

Ansprüche;

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Claims (5)

ANSPRÜCHE

1. Zonenzentrifugen-Zusatzgerät für eine Zentrifuge mit einem zylindrischen Zentrifugenläufer, der zur Durchführung einer Zonenzentrifugierung geeignet ist, dessen axiale Länge größer ist als sein Burohmesser, und der an einem Ende so ausgebildet ist, daß er mit dem Motor einer Zentrifuge gekuppelt werden kann, während am anderen Ende des Läufers eine Einrichtung zum Zuführen bzw. Abführen einer Flüssigkeit zu bzw. aus dem Läufer während der Drehbewegung des Läufers vor-

W gesehen ist, sowie mit einem Lager, das an diesem anderen Ende des Läufers vorgesehen ist, um den Läufer abzustützen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzgerät ein an beiden Enden offenes Gehäuse (10) umfaßt, das auf der Abdeckung (2) einer Zentrifuge so angeordnet werden kann, daß es gegenüber der Abdekkung nach oben ragt und eine öffnung (9) verschließt, die in der Abdeckung zum Aufnehmen des Zusatzgeräts ausgebildet ist, und daß der Läufer (8) von dem Gehäuse (10) aus über das Lager unterstützt wird, so daß der Läufer teilweise innerhalb des

Gehäuses unterstützt wird und aus diesem Gehäuse nach unten durch die öffnung (9) in die Zentrifuge ragt.

2. Zusatzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine ringförmige Wand (12) aufweist, an deren einem Ende eine ringförmige Platte (14) befestigt ist, durch die hindurch sioh die Einrichtung (11) zum Zu- und Abführen von Flüssigkeit erstreokt, wobei die Einrichtung (11) gegenüber der ringförmigen Platte vakuumdicht abgedichtet ist.

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3. Zusatzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Platte (H) leicht von der ringförmigen Wand (12) trennen läßt.

4. Zusatzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (8) auf bekannte Weise so ausgebildet ist, daß er bei kontinuierlichem Durchfluß betrieben werden kann.

5. Zusatzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) so ausgebildet ist, daß έ es gegenüber der Abdeckung (2) der Zentrifuge eine vakuumdichte Abdichtung bewirkt.

Der Patentanwalt»

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