DE20305799U1

DE20305799U1 - Temperierblock für Labortemperiergeräte

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Publication number: DE20305799U1
Application number: DE20305799U
Authority: DE
Original assignee: Eppendorf SE
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2013-04-05

Description

Temperierblock für Labortemperiergeräte
Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperierblock für Labortemperiergeräte.

Labortemperiergeräte dienen im chemischen, klinischen oder biologischen Labor der Temperierung von flüssigen Proben auf eine gewünschte Reaktionstemperatur. Bei Temperiergeräten für die PCR (polymerase chain reaction) müssen die Proben zyklisch wiederholt Temperaturen von 94 ⁰C, 40 bis 60 ⁰C und 72 ⁰C durchlaufen. Hierbei kommt es auf eine sehr rasche Änderung der Temperatur und eine präzise Einstellung der jeweiligen Temperatur auf den gewünschten Wert in einem bestimmten Zeitraum an.

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Deutsche B}5k*Aß,Hambutä^Nr?05^SW(BLZ^OQJfO 24)·· Posi&ink üjmburg^f. 2§Jt^ 206 (BLZ 200 100 20)
Dresdner Bank AG Hamburg, Nr. 933 60 35 (BLZ 200 800 00)

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Bekannte Labortemperiergeräte haben einen Temperierblock mit einem Grundkörper aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und darin ausgebildete Aufiiahmen. In die Aufiiahmen sind flüssige Proben enthaltende Behälter einsetzbar, so daß sie großflächig Kontakt mit den Aufnahmen haben, um einen guten Wärmeübergang zwischen Temperierblock und Flüssigkeit zu erreichen. Bekannt sind femer Temperierblöcke mit Aufnahmen in Matrixanordnung, in die eine Mikrotiterplatte mit ihren Aufnahmen einsetzbar ist.

An den Temperierblock ist eine oder mehrere Einrichtungen zum Heizen bzw. Kühlen angeschlossen, um die Temperatur im Temperierblock einzustellen. Als Heiz- bzw. Kühleinrichtungen werden z.B. Peltierelemente eingesetzt. Es ist bekannt, die Temperatur des Temperierblockes mittels eines oder mehrerer damit verbundener Temperatursensoren und einer oder mehrerer Regeleinrichtungen für die Heiz- bzw. Kühleinrichtung zu steuern.

Bei den bekannten Temperierblöcken können in verschiedenen Aufnahmen unterschiedliche Temperaturen auftreten, die die Einhaltung der für die Durchführung von Reaktionen erforderlichen Temperaturen in Frage stellen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Temperierblock für Labortemperiergeräte zur Verfügung zu stellen, der eine gleichmäßigere Temperaturverteilung begünstigt.

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Die Erfindung wird durch einen Temperierblock für Labortemperiergeräte mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Temperierblockes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der erfmdungsgemäße Temperierblock für Labortemperiergeräte hat einen Grundkörper aus einem wärmeleitfähigen Material mit einer Vielzahl Aufnahmen zum Einsetzen von Behältern und Temperieren einer darin befindlichen Flüssigkeit und den Wärmetransport vom Grundkörper zu Aumahmen am Rand des Grundkörpers steigernde und/oder den Wärmeverlust von Aumahmen am Rand des Grundkörpers vermindernde Mittel.

Die ungleichmäßige Temperaturverteilung in herkömmlichen Temperierblöcken beruht zu einem erheblichen Teil auf Wärmeverlusten der Aufnahmen, die außen am Rand bzw. an den Ecken des Temperierblockes angeordnet sind. Durch die den Wärmetransport vom Grundkörper zu den randnahen Aufnahmen steigernden Mittel wird die Wärmeankopplung der randnahen Aufnahmen zum zentralen Bereich des Temperierblockes verbessert und eine gleichmäßigere Temperaturverteilung im Temperierblock erreicht. Durch die den Wärmeverlust der randnahen Aufnahmen vermindernden Mittel werden die Wärmeverluste der randnahen Aufnahmen reduziert und die Temperaturverteilung im Temperierblock vergleichmäßigt. Hierdurch wird die

-A-Einhaltung
der gewünschten Reaktionstemperatur auch in den randnahen Aufnahmen und darin eingesetzten Behältern begünstigt.

Gemäß einer Ausgestaltung weisen die den Wärmeübergang steigernden Mittel Materialanhäufungen zwischen am Rand angeordneten Aufnahmen und weiter vom Rand entfernten Bereichen des Grundkörpers auf. Durch die Materialanhäufungen wird die Wärmeleitung zu den randnahen Aufnahmen verbessert. Gemäß einer Ausgestaltung sind die Materialanhäufungen Bereiche vergrößerter Wandstärke des Grundkörpers. Einbezogen sind Materialanhäufungen, die von mit dem Grundkörper verbundenen zusätzlichen Körpern gebildet sind. Die Materialanhäufungen sind aus demselben oder einem anderen Material als der Grundkörper. Einbezogen sind Materialanhäufungen, die dieselbe oder eine höhere Wärmeleitfähigkeit als der Grundkörper aufweisen.

Gemäß einer Ausgestaltung sind die Materialanhäufungen zwischen zum Rand des Grundkörpers parallelen Reihen der Aumahmen angeordnet. Bei herkömmlichen Temperierblöcken ist zwischen diesen Reihen die Temperaturdifferenz besonders groß. Durch die dazwischen angeordneten Materialanhäufungen wird dies kompensiert.

Gemäß einer Ausgestaltung sind die Materialanhäufungen Aufnahmen an Ecken des Grundkörpers zugeordnet. In den Aufnahmen an den Ecken ist bei herkömmlichen Temperierblöcken die Abweichung von der gewünschten Temperatur am größten.

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Dies wird durch die zugeordneten Materialanhäufungen kompensiert. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind den an Ecken des Grundkörpers angeordneten Aufnahmen größere Materialanhäufungen als den zwischen Ecken des Grundkörpers angeordneten Aufnahmen zugeordnet.

Gemäß einer Ausgestaltung weist der Grundkörper mindestens eine Platte auf, von der hülsenförmige oder konusförmige Bereiche vorstehen, in denen die Aufnahmen angeordnet sind, und sind die Materialanhäufungen zwischen benachbarten hülsenförmigen oder konusförmigen Bereichen angeordnet. Dieser Temperierblock ist z.B. einteilig aus einem wärmeleitfähigen Material herstellbar.

Gemäß einer Ausgestaltung weist die Einrichtung zum Steigern des Wärmetransportes und/oder Vermindern des Wärmeverlustes eine um die am Rand angeordneten Aufnahmen umlaufende Schürze auf. Die Schürze bewirkt eine Steigerung des Wärmetransportes zu den randnahen Aufnahmen. Außerdem vermindert sie die Wärmeverluste der randnahen Aufnahmen. Hierdurch wird die Temperatur in den Aufnahmen am Rand bzw. an den Ecken eines Temperierblockes vergleichmäßigt.

Gemäß einer Ausgestaltung weist der Grundkörper eine Platte auf, von der hülsenförmige oder konische Bereiche vorstehen, in denen die Aufnahmen angeordnet sind, und ist die Schürze mit der Platte verbunden. Durch die Platte wird der Wärmeübergang zwischen der Schürze und den Aufnahmen und damit die Vergleichmäßigung der

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Temperatur gefördert. Die Platte ist z.B. eine einteilig mit den hülsenförmigen oder konischen Bereichen oder ein separat davon hergestelltes Bauteil. Sie ist z.B. mit der Basis oder der Oberseite der hülsenförmigen oder konischen Bereiche des einteiligen Grundkörpers verbunden.

Gemäß einer Ausgestaltung weist der Grundkörper zwei Platten auf, zwischen denen die hülsenförmigen oder konischen Bereiche angeordnet sind, wobei eine oder beide Platten eine Schürze aufweist/aufweisen. Hierdurch wird der Wärmetransport zu den randnahen Aufnahmen weiter gesteigert und werden die Wärmeverluste der randnahen Aufnahmen weiter vermindert.

Gemäß einer Ausgestaltung ist die Schürze von einem abgewinkelten Rand der Platte gebildet.

Gemäß einer Ausgestaltung weist der Grundkörper die Aufnahmen in Matrixanordnung auf. In dieser Ausgestaltung ist der Temperierblock insbesondere für den Einsatz von Mikrotiterplatten geeignet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

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Fig. 1 einen Temperierblock mit Materialanhäufungen an randnahen Aufnahmen in einer Draufsicht;

Fig. 2 denselben Temperierblock entlang der Linie &Pgr;-&Pgr; der Fig. 1 geschnitten;

Fig. 3 einen Temperierblock mit einer Schürze an einer oberen und einer unteren Platte in Draufsicht;

Fig. 4 derselbe Temperierblock in einer Seitenansicht; Fig. 5 derselbe Temperierblock entlang der Linie V-V der Fig. 3 geschnitten; Fig. 6 vergrößerte Einzelheit VI der Fig. 5;

Fig. 7 einen Temperierblock mit einer Schürze an einer oberen Platte in der Draufsicht;

Fig. 8 derselbe Temperierblock in einer Seitenansicht; Fig. 9 derselbe Temperierblock entlang einer Linie IX-IX der Fig. 7 geschnitten; Fig. 10 vergrößerte Einzelheit X der Fig. 9.

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B ei der nachfolgenden Erläuterung verschiedener Ausfuhrungsbeispiele sind übereinstimmende oder im wesentlichen übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugsziffem versehen.

Der Temperierblock 1 von Fig. 1 und 2 hat einen Grundkörper 2 in Form einer rechteckigen Platte, auf dem hülsenförmige Bereiche 3 in einer Matrix angeordnet sind. Die hülsenförmigen Bereiche 3 umgrenzen kreiszylindrische Aufnahmen 4. In die Aufnahmen 4 ist eine Mikrotiterplatte mit ihren Aufnahmen einsetzbar.

Zwischen den beiden nächstliegenden parallelen Reihen der Aufnahmen 4 zu dem über vier Seiten laufenden Rand des Grundkörpers 2 sind Materialanhäufungen 5 angeordnet. Dabei handelt es sich um kreiszylindrische Verdickungen der Wand des Grundkörpers 2.

Jede Materialanhäufung 5 befindet sich zwischen vier benachbarten Aufnahmen 4.

Die den Aufnahmen 4" an den vier Ecken des Grundkörpers 2 zugeordneten Materialanhäufungen 5" sind höher als die Materialanhäufungen 5' dazwischen.

-9-Durch
die Materialanhäufungen 5', 5" wird der Wärmetransport zu den Aufnahmen 4' zwischen den Ecken und besonders zu den ecknahen Aufnahmen 4" des Temperierblockes 1 gefördert.

Gemäß Fig. 3 bis 6 hat ein Temperierblock 11 einen Grundkörper 12 mit einer oberen Platte 13, von der nach unten konische Bereiche 14 vorstehen, in denen Aufnahmen 15 ausgebildet sind. Diese sind von oben durch Öffnungen der oberen Platte 13 zugänglich. Die Aufnahmen 15 sind in Matrixanordnung angeordnet. Die Mikrotiterplatte ist mit ihren Aufnahmen in die Aufnahmen 15 einsetzbar.

Die obere Platte 13 hat eine nach unten abgewinkelte, um die konischen Bereiche 14 umlaufende Schürze 16.

Ferner hat der Grundkörper 12 eine untere Platte 17 mit einer nach oben abgewinkelten, umlaufenden Schürze 18. Die untere Platte 17 ist mit den Unterseiten der konischen Bereiche 14 verbunden. Die Schürze 18 läuft um die konischen Bereiche 14 um und vergrößert die Wärmezufuhr zu den rand- und ecknahen konischen Bereichen 14', 14" bzw. Aufnahmen 15', 15" und verringert deren Wärmeverluste nach außen. Dasselbe gilt für die Schürze 16.

Die Ausführung von Fig. 7 bis 10 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen im wesentlichen dadurch, daß nur die obere Platte 13 eine Schürze 16 aufweist.

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Die Schürze 16 ist stufenförmig und erstreckt sich vom Rand der Platte 13 weit nach unten. Die Schürze 16 steigert die Wärmeübertragung zu den rand- und ecknahen konischen Bereichen 14', 14" der Aufnahmen 15', 15" und vermindert deren Wärmeverluste.

Die vorbeschriebenen Temperierblöcke sind ein- oder mehrteilig herstellbar. Sie sind insbesondere aus Metall (z.B. Aluminium) herstellbar. Sie sind aus Gußteilen und/oder Umformteilen herstellbar. An die Temperierblöcke werden Heiz- bzw. Kühleinrichtungen und gegebenenfalls Temperatursensoren angeschlossen.

Claims

1. Temperierblock für Labortemperiergeräte mit einem Grundkörper (2, 12) aus einem wärmeleitfähigen Material mit einer Vielzahl Aufnahmen (4, 15) zum Einsetzen von Behältern und Temperieren einer darin befindlichen Flüssigkeit und den Wärmetransport vom Grundkörper (2, 12) zu Aufnahmen (4, 15) am Rand des Grundkörpers (2, 12) steigernden und/oder den Wärmeverlust von Aufnahmen (4, 15) am Rand des Grundkörpers (2, 12) vermindernden Mitteln (5, 16, 18).

2. Temperierblock nach Anspruch 1, bei dem die den Wärmeübergang steigernden Mittel (5) Materialanhäufungen zwischen am Rand angeordneten Aufnahmen (4) und weiter vom Rand entfernten Bereichen des Grundkörpers (2) aufweisen.

3. Temperierblock nach Anspruch 2, bei dem die Materialanhäufungen (5) Bereiche vergrößerter Wandstärke des Grundkörpers (2) sind.

4. Temperierblock nach Anspruch 2 oder 3, bei dem Materialanhäufungen (5) zwischen zum Rand des Grundkörpers parallelen Reihen der Aufnahmen (4) angeordnet sind.

5. Temperierblock nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem Materialanhäufungen (5) Aufnahmen (4) an Ecken des Grundkörpers (2) zugeordnet sind.

6. Temperierblock nach Anspruch 5, bei dem an Ecken des Grundkörpers (2) angeordneten Aufnahmen (4) größere Materialanhäufungen (5) als den zwischen Ecken des Grundkörpers (2) angeordneten Aufnahmen (4) zugeordnet sind.

7. Temperierblock nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem der Grundkörper (2) mindestens eine Platte aufweist, von der hülsenförmige oder konusförmige Bereiche (3) vorstehen, in denen die Aufnahmen (4) angeordnet sind, und die Materialanhäufungen (5) zwischen benachbarten hülsenförmigen oder konusförmigen Bereichen (3) angeordnet sind.

8. Temperierblock nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Mittel (16, 18) zum Steigern des Wärmetransportes und/oder Vermindern des Wärmeverlustes eine um die am Rand angeordneten Aufnahmen umlaufende Schürze aufweisen.

9. Temperierblock nach Anspruch 8, bei dem der Grundkörper (12) mindestens eine Platte (13, 17) aufweist, von der hülsenförmige oder konische Bereiche (14) vorstehen, in denen die Aufnahmen (15) angeordnet sind, und die Schürze (16, 18) mit der Platte (13, 17) verbunden ist.

10. Temperierblock nach einem der Ansprüche 8 bis 9, bei dem der Grundkörper (12) zwei Platten (13, 17) aufweist, zwischen denen die hülsenförmigen oder konischen Bereiche (14) angeordnet sind, wobei eine oder beide Platten (13, 17) eine Schürze (16, 18) aufweist/aufweisen.

11. Temperierblock nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Schürze (16, 18) von einem abgewinkelten Rand der Platte (13, 17) gebildet ist.

12. Temperierblock nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Grundkörper (2, 12) die Aufnahmen (14, 15) in Matrixanordnung aufweist.