DE2057516A1

DE2057516A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Gradientzonenzentrifugierung

Info

Publication number: DE2057516A1
Application number: DE19702057516
Authority: DE
Inventors: Wells John R; Phillip Sheeler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-12-19
Filing date: 1970-11-23
Publication date: 1971-09-30
Also published as: GB1337398A; US3708111A; DE2057516C3; CA925838A; DE2057516B2; FR2074047A5

Description

Dipl.-ing. Leinweber
¹ '!-ing. Zimmermann

■imchen 2, Rosental Z
Tel. 2619 89

23. Nov. f370

Phillip SHEELEH, Horthridge, California USA

und John B. WELLS, Los Angeleβ, California USA

Torrichtung und Verfahren zur Gradientzonenzentrifugierung

■■suxcssclssiBuzHsaBBnnaiBSzzncanazMunszsiBiiBzaiiBWl

Sie Erfindung bezieht sich auf Zonenzentrifugenläufer und insbesondere auf einen Gradientzonenrotor «it Heuauerichtung des Spiegele der Lichtegradientflüssigkeit zur Trennung τοη biologischen Zellbestandteilen und dergleichen. Die Vorrichtung wird zur quantitatiTen Trennung von Gewebezellen oder Zellteilchen und dergleichen in Anteilen einer Diohtegradientflüssigkeit benutzt, so daß man gesonderte Traktionen erhält, die dann anschließend zu Förschungssweoken und in klinischen Untersuchungen analysiert werden können.

Zonenzentrifugenläufer benutzt man zur quantitatiren Blehtegradientzentrifugierung beia Fraktionieren biologischer Materialien unterschiedlicher Art in eine· Größenordnung·!)ereich der zu trennenden Teilchen, der sieh τοη den Zellbestandteilen der Gewebe einerseits bis zu den Molekularbestandteilen dieser Gewebe andererseits erstreckt. Mit Hilfe des Läufers oder Rotors können Zellen unterschiedlicher GröBe Toneinander getrennt werden, so zum Beispiel rote Blutkörperchen τοη weißenBlutkörperchen, oder man kann Zellen

Ter sohl eetener

ein

verschiedener Art und Größe voneinander trennen, die sich in einer Kultur von Mikroorganismen finden, wie etwa Bakterien, Algen, Protozoen und dergleichen. Werden die Zellen eines zu untersuchenden Gewebes mechanisch zerstört, so kann der Botor zum Abtrennen und Isolieren der verschiedengearteten Komponententeilchen dieser Zellen dienen, beispielsweise also der Zellkerne, der Mitochondrien, des Chloroplaete, der Membranen und der Ribosome. Auch können die verschiedenen Zellmolekülarten durch Zentrifugieren voneinander getrennt werden, so etwa Nukleinsäuren, Polysaccharide und bestimmte Proteine.

Her für den Erfindungsgegenstand in Betracht kommende Stand der Technik ist in einer kürzlich erschienenen Arbeit abgehandelt, die den Titel hat "The Development of Zonal Centrifuges and Ancillary Systems for Tissue Fractionation and Analysis", Hrg. Dr. Norman G. Anderson, Monographie 21 des National Cancer Institute, Juni 1966, US Department of Health, Education and Weifare, Public Health Service, National Cancer Institute, Bethesda, Maryland, erhältlich durch Superintendent of Documents, TJS Government Printing Office, Washington, D. C.

über Zonenzentrifugen wird dort gesagt, daß deren Rotor eine kreisförmige Kammer mit einer Umlauf dichtung aufweist, so daß Materialien bei umlaufendem Rotor in die Kammer eingebracht und aus dieser wieder entnommen werden können. Die Nachteile der Zonenzentrifugenläufer mit Umlaufdichtung sind unter anderem (a) das Übergehen an der Dichtung, wenn Gradient lösungen von hoher Viskosität in den Rotor gepumpt oder Proben unter starkem Druck eingefüllt werdeaf (b) eine unerwünscht lange Einfüll- und Entnahmedauer, da man mit Fallspei sung arbeiten muß) (c) das während der Entnahme anhaltende Sedimentieren der Teilchen» und (d) die Tatsache, daß Ton der Bedienungsperson ein erhebIiones Maß an Fertigkeit und Übung erwartet werden muß, da die Einfüllung und Entnahme bei umlaufendem Rotor bei einer Drehzahl von 3000 bis 5000 Umdrehungen pro Minute erfolgt und die Dichtungsanordnung während dieser Drehbewegung von Hand abgenommen und hernach wieder eingesetzt werden muß. Auch sind die Zonenläufer mit Umlaufdichtung sehr aufwendig, erfordern Sp e si al zentrifugen oder aber eine Abänderung älterer Modelle und müssen swi- sehen den einseinen Durchlaufen in umständlicher Weise gewartet und

gereinigt

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gereinigt werden. ^

Soweit die nach dem Stand der Technik bekannten Gradientzonenläufer mit Umorientierung oder Neuausrichtung der Gradientzonen einen trichterförmig geneigten Boden mit nur einem Auslaß im Achszentrum aufweisen, sind diese Läufer für gewöhnlich auf eine Schwungscheibe aufmontiert, -die ihrerseits von der Läuferwelle getragen wird. Dies hat zeitraubende betriebliche Schwierigkeiten zur Folge, so auch zusätzlich vorzunehmende Handgriffe, was sich für die Möglichkeit der Erzielung optimaler oder erwünschter Resultate einschränkend auswirkt.

Der durch die Erfindung geschaffene Zonenzentrifugenrotor wird'im Stillstand beschickt. Eine Verteilereinrichtung dient zum gleichzeitigen Einfüllen der Dichtegradientflüssigkeit in eine Vielzahl von sektorförmigen I&chern über eine Eintrittsstelle am Scheitelpunkt einer V-förmigen Eingrinne, die bei einer Ausführungsform der Rotorkammer das Bodenteil bildet, wobei sich diese Ringrinne in konzentrischer Anordnung in einem radialen Abstand um die Rotorachse hemmer streckt. Hierauf läßt man den Rotor anlaufen, so daß die Diohtegradientflüssigkeit eine Umorientierung erfährt, bei der die vertikal angeordneten Schichten in sich gleicher Dichte in die Lage einer konzentrischen Anordnung zur Drehungsachse gebracht werden-

Zum Einfüllen der Materialprobe kann man so vorgehen, daß man diese gleich einleitend auf den Boden der V-förmigen Rinne aufbringt, worauf die Probe beim Einfüllen der Dichtegradientflüssigkeit aufschwebt, um dann zusammen mit der Dichtegradientflüssigkeit beim Beschleunigungsvorgang eine Umorientierung zu erfahren. Erwünsch tenf alls kann die Probe aber auch nach dem Anlaufen des Rotors durch eine öffnung in der oberen Abdeckung des Rotors mittels einer Injektionsspritze oder in ähnlicher Weise auf die bereite umorientierte Dichtegradientflüssigkeit aufgesprüht werden.

Danach wird der Rotor auf die für die Teilchentrennung erforderliche höhere Drehzahl beschleunigt, wobei sich die Partikel in einer Anzahl konzentrischer Zonen um die Drehungsachse verteilen. Ist die Trennung erfolgt, so wird die Geschwindigkeit des Rotors verringert und die getrennten Teilchenzonen unterliegen zusammen

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erne

mit der Dichtegradlentflüssigkeit erneut einer Umorientierung. Kommt der Rotor dann zum Stillstand, so sind die voneinander getrennten Teilchen in der jetzt wieder in eine vertikale Lage gebrachten Dichtegradientflüssigkeit in einer Anzahl scheibenförmiger Schichten verteilt. Schließlich wird die Dichtegradientflüssigkeit zusammen mit den abgetrennten Teilchen aus dem Rotor herausgepumpt, wobei mit dem die größte Dichte aufweisenden Anteil der Gradientflüssigkeit am Fuß der V-förmigen Rinne begonnen wird und das Material in mehreren Fraktionen aufgefangen wird.

Ein kennzeichnendes Merkmal der Erfindung liegt in der Tatsache, daß eine kreisförmig geführte V-förmige Rinne vorgesehen ist, die den Boden der Rotorkammer bildet, in der in auswechselbarer

W Anordnung eine Anzahl von Trenn- oder Scheidewänden in radialer Erstreckung vorgesehen ist. Diese V-förmige Rinne ist eines der wichtigen Merkmale, durch die eich der erfindungsgemäße Rotor von den üblichen Läufern mit Umlaufdichtung und flachem Bodenteil oder von sonstigen Läufern mit Gradientzonenumorientierung in seiner Ausbildung unterscheidet. Die Scheidewände sind in einetückiger Ausbildung an einem zylindrischen Kern vorgesehen, der die in kreisförmiger Erstreckung angeordnete Innenwandung der Rotorkammer umspannt. Der Kern weist eine Vielzahl von Kanälen auf, die sich nach unten und schräg nach außen in die Scheidewände hineinerstreoken, wo sie jeweils an dem Scheitelpunkt der V-Form einer Scheidewand enden, die der Winkelabmessung des V-förmigen Eodenteils des Rotors entspricht.

fc Das Material wird durch diese Kanäle und durch einen abnehmbaren Verteiler, der ebenfalle ein« Vielzahl von Kanälen aufweist, die jeweils mit den betreffenden Kanälen ia Scheidewandkern verbunden werden können, in die Vielzahl von sektorförmigen Fächern des Rotors eingefüllt und wird auf dem gleichen Wege auch wieder daraus entnommen.

Der erfindungsgemäß· Zonenrotor bietet jedoch nicht nur sämtliche Vorteile, die auch der bekannte Zonenrotor ait UaIaufdichtung vermittelt, sondern ist im Aufbau und in der Konstruktion erheblich einfacher, erfordert keine UmIaufdichtung und kann ohne weiteres von jeder Laborhilfskraft bedient werden. Auch weist der durch die Erfindung geschaffene Rotor eine axiale Aussparung auf, so daß

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er mit einer kegelig verjüngten Antriebswelle einer Zentrifuge in Betätigungsverbindung gebracht werden kann, wie sie in der US-Patentschrift 2 827 229 für ein am 18. März 1958 erteiltes Patent beschrieben und in einem handelsüblichen Modell verkörpert ist. Bei dem erfindungsgemäßen Zonenrotor mit Umorientierung der Gradientzonen ist als Bodenteil eine Hingrinne mit V-förmigem Querschnitt vorgesehen, deren ringförmig geführter Scheitel in radialer Richtung gegen die Rotorachse versetzt ist, und dies steht im Gegensatz zur Ausbildung der nach dem Stand der Technik bekannten Zonenläufer mit UmIaufdichtung, die einen ungeteilten, flachen Boden aufweisen. Durch die Auebildung mit einer Ringrinne von V-förmigem Querschnitt unterscheidet sieh der hier beschriebene Rotor auch von demjenigen bekannten Rotor, der ein trichterförmiges Bodenteil mit einer Austrittsöffnung auf der Drehachse aufweist. Diese bekannten trichterförmigen Läufer müssen nämlich auf eine Schwungscheibe oder dergleiohen aufmontiert sein, die dann ihrerseits mit der Antriebswelle der Zentrifuge verbunden ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, das Oberteil der Rotorkammer mit einer duroh zwei ringförmig verlaufende, konvergierende Schrägungen gebildeten Ringrinne mit V-föraigea Querschnitt auszubilden, und nicht das Bodenteil, wobei die Gradientflüesigkeitezonen durch das Oberteil des Rotors entnommen werden. Koch eine weitere Aueführungsfora der Erfindung weist eine Vielzahl von trichterförmigen Vertiefungen in kreisförmiger Aneinanderreihung entweder im Bodenteil oder im Oberteil der Rotorkammer auf, wobei die Gradientflüseigkeitszonen über die Scheitelpunkte dieser Vertiefungen entnommen werden und wobei die vorteilhafte Einengung und Konzentrierung dieser Zonen dadurch erreicht wird, daJ die Wandungen der Vertiefungen in Riohtung der Scheitelpunkte allseitig geneigt verlaufen, also nioht nur eine von in radialer Richtung weiter einwärts und weiter auswärts gelegenen !Teilen ausgehende Neigung aufweisen, wie dies bei den Ringrinnen mit V-förmige» Querschnitt der lall ist·

lier erfindungsgeaäSe Rotor wird in Stillstand mittels einer Verteilereinrichtung besohickt oder entleert, die an eine Sehlauohradpuape oder an ein« ähnliche Vorrichtung angeschlossen

sein

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-S-

sein kann. Bei Benutzung einer Schlauchradpumpe in Verbindung mit einem Zonenrotor mit Umlaufdiohtung kann es zu einem Übergehen kommen. Da die Gradientflüssigkeit bei dem erfindungsgemäßen Rotor im Ruhezustand des Rotors ausgespült wird, tritt hierbei eine weitere Teilchensedimentation is» Unterschied zu Zonenläufern mit Umlaufdichtung nicht auf, bei denen die Partikel auch weiterhin sedimentieren, da der Rotor während des gesamten Entleerungsvorgangs weiterläuft. Her durch die Erfindung geschaffene Rotor mit Umorientierung der Gradientzonen ist also in seiner Betätigungsweise weniger kompliziert als der Zonenrotor mit UmIaufdichtung und kann ohne weiteres auch Ton einem mit der Problematik der Zonenzentrifugierung nicht näher vertrauten Laborgehilfen bedient werden. Schließlich aber hat der erfindungsgemäße Rotor mit Umorientierung der Gradientzonen einen einfachen Aufbau und ist in der Herstellung wie auch im Betrieb weit weniger aufwendig ale der Zonenrotor mit Umlaufdiohtung.

Biese und weitere Merkmale der Erfindung und die daraus herrührenden Torteile sind in der folgenden Beschreibung eingehend erläutert und in den Ansprüchen abgegrenzt.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 ein Vertikal schnitt des Läufers, wobei einige Teile in Aufriß dargestellt, einige Teile weggebrochen und weitere Teile fortgelassen sind|

Figur 2 eine Oberansicht in einem entlang der Linie 2-2 der figur 1 gelegten Schnitt;

Figur 3 eine in einem größeren Haß stab gehaltene Detailansicht in Schnittdarstellung, aus der zu ersehen ist, v.ie die Verteilerkanäle mit den Scheidewandkanälen verbunden sein können}

Figur 4 eine Explosionsaneicht der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung, wobei einig· Teile in Schnittdareteilung wiedergegeben sind, andere im Aufriß, und wobei weitere Teile schematisch dargestellt und andere fortgelassen sind ι

Figur 5 einen Vertikalsohnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei einige Teile weggebrochen und andere fortgelassen sind}

Figur

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./1

Figur 6 eine Ansicht des Oberteils des in Figur 5 dargestellten Rotors, wobei die Deckplatte abgenommen ist und andere Teile fortgelassen sind?

Figur 7 eine stark vergrößerte Teilansioht des oberen mittleren Teils der in Figur 5 dargestellten Vorrichtung;

Figur 8 eine schematisierte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einem zentral in senkrechter Richtung gelegten Schnitt und in auseinandergezogener Anordnung; und

Figur 9 eine Ansicht in einem entlang der Linie 9-9 eier Figur 8 gelegten Schnitt.

Zur Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen in ihren Einzelheiten soll nun auf die Zeichnungen näher eingegangen werden, in denen das obere, bruchstückhaft gezeigte Teil einer kegelförmigen Nabe 21 dargestellt ist, die Tom oberen Ende einer (nicht dargestellten) Zentrifugenwelle getragen wird, welche betätigungsmäßig mit einer geeigneten, die Drehkraft liefernden Antriebswelle verbunden ist, beispielsweise also mit einem Elektromotor oder dergleichen.

Auf die Nabe 21 ist ein allgemein mit der Bezugszahl 22 bezeichneter Zentrifugenrotor aufaontiert, der aus Aluainium oder aus einem ähnlichen Material besteht und ein Achskernteil 23 aufweist, das eine untere, kegelförmige axiale Aussparung oder öffnung 24 umsohließt und mit dieser enganliegend auf die Nabe 21 aufgepaßt ist. Das obere, verengte Ende der öffnung 24 geht in eine sieh nach außen erstreckende ringförmige Schulter 26 über, welche die Begrenzung der öffnung 24 gegen eine sieh nach oben erstreckende Aohsöffnung 27 darstellt. Nach oben hin endet die Nabe 21 in einem Gewindestumpf 28, der sieh in der öffnung 27 nach oben erstreckt und mit einer Matter 29 vereohraubt ist, durch die eine auf die Schulter 26 aufliegende Unterlagseheibe 31 nach unten gedrückt wird, wodureh der Rotor 22 feat mit der Habe 21 verbunden wird.

Das obere äußere Teil des Rotors 22 ist bei 32 in kreisförmiger Eretreekung alt eine« Gewinde versehen, so daß es mit dem Innengewindeteil 33 de« eieh na«h unten erstreckenden Handflanechee 34 einer aus Aluminium oder auβ einem ähnlichen Material bestehenden

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den kreisrunden Deckplatte 36 verschraubt werden kann, wodurch diese Beckplatte abnehmbar an dem Rotor befestigt wird. Die Deckplatte 36 kann an der oberen Fläche mehrere Aussparungen 37 aufweisen, die das Aneetzen eines Werkzeuges gestatten, wenn die Deckplatte auf dem Eotor festgeschraubt oder von diesem wieder abgenommen werden soll. Die Deckplatte 36 weist ferner eine Mittelöffnung 38 auf, deren Zweck weiter unten erläutert werden soll. In der oberen Fläche des äußeren Teils des Eotors 22 ist in ringförmiger Erstreckung eine Aussparung 39 vorgesehen, in die ein geschlossener Ring 40 aus einem geeigneten elastischen Material wie beispielsweise Gummi, einem Polyamidkunststoff oder dergleichen aufgenommen ist, so daß zwischen \ der Deckplatte 36 und dem gegen diese anliegenden Teil des Rotors

ein flüssigkeitsdichter Verschluß gebildet wird.

In dem Rotor 22 ist eine allgemein mit der Bezugszahl 4I (Figur 4) bezeichnete Schieberkammer vorgesehen, die durch eine senkrechte, kreisförmig geführte Außenwandung 42 und durch eine in einem Abstand von dieser angeordnete senkrechte, kreisförmig geführte Innenwandung 43 gebildet wird, wobei sich diese beiden Wandungen in bezug auf das Achszentrum des Rotors konzentrisch erstrecken. Ab unteren Ende wird die Außenwandung 42 vom oberen Ende einer nach innen und nach unten geneigten Ringrinnenwandung 44 geschnitten, während die Innenwandung 43 an ihrem unteren Ende vom oberen Ende einer nach außen und nach unten geneigten Ringrinnenwandung 46 gefc schnitten wird. Die Rinnenwandungen 44 und 46 konvergieren und bilden hierbei eine allgemein mit der Beiugszahl 47 bezeichnete V-förmige Ringrinne, die sich konzentrisch um die Achse dee Rotors 22 erstreckt. Zumindest in einem Teilbereich ihrer Ausdehnung umschließt die Kammer 41 konzentrisch die Aussparung 24.

Bei einigen Ausführungeformen kann die Konvergen* der geneigten Rinnenwandungen 44 und. 46 bis zur Ausbildung einer scharfen Scheitelspitze gesteigert sein. Bei der hier in den Zeichnungen gezeigten Aueführungefora hat der Fuß der Rinne 47 die Fora einer schmalen, ringförmigen Sohle 46* die in radialer Richtung la wesentlichen den gleichen Abstand von den Wandungen 42 und 43 hat. Bei anderen Aueführungsformen brauchen die Wandungen der V-förmigen Rinne an ihren oberen Kanten die Wandungen 42 besiehungiweiae 43

nicht

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nicht direkt zu schneiden, sondern können über zwischengeschaltete kurze ι ringförmig geführte Schrägungen oder Wölbungen in diese überleiten. Auch wird die Möglichkeit erwogen, daß die Wandungen 44 und 46 der V-förmigen Rinne in einer beliebigen, geeigneten Weise gewölbt sein können, wobei lediglich im Auge zu behalten ist, daß die Funktion einer Einengung des radialen Ausdehnungebereichs der zu entnehmenden Stoffe erhalten bleiben soll, worauf weiter unten noch näher einzugehen sein wird.

In der Hingkammer 4I sind in auswechselbarer Anordnung in radialer Erstreckung Trenn- oder Scheidewände 51 hintereinandergereiht, so daß die Kammer in «in· Vielzahl von im wesentlichen gleichartigen KammerSektoren unterteilt wird. An ihren inneren vertikalen Rändern sind die Scheidewände 51 ^i * einem rohrförmigen Kern 52 2m einem Ganzen verbunden, an dessen zylindrischer Innenfläche in Erstreokung nach innen ein oberer und ein unterer Bingflansoh 54 beziehungsweise 56 vorgesehen sind, die im leichten Gleitsitz auf die kreisförmig geführte Fläche 43 des Kernteile 23 des Rotors 22 aufgepaßt sind. Am oberen Teil der senkrechten Handkant· 58 einer jeden Scheidewand ist in einstückiger Ausbildung mit dieser ein nach außen ragender Vorsprung 59 vorgesehen, der in Verbindung mit den Ansätzen oder Vorsprüngen 54 und 56 zur Ausrichtung der Seheidewände in der Kammer 4I dient. Sollen die Scheidewände 51 aus der Kammer 41 herausgenommen oder wieder eingebaut werden, so wird der zylindrische Kern 52 von dem Kernteil 23 des Rotors 22 abgehoben beziehungsweise auf diesem nach unten geschoben. Die hier in den Zeichnungen dargestellte Aueführungeform weist sechs Scheidewandβ 51 auf, doch können stattdessen natürlich auoh vier, acht oder zwölf Scheidewände vorgesehen «ein oder man kann sieh beliebig auf eine andere geeignete Anzahl festlegen, je nach dem, wie dies erforderlioh oder erwünscht sein mag.

lach unten ist jede der Scheidewand β 51 duroh swei konvergierende Raädkanten 61 und 62 begrenzt, wobei si oh die nach außen abfewinkelt

landkante 61 de» Winkel der Unnenwandunf 44 einfügt,

dl· nac* 1 wien abgewinkelte landkante 62 dagegen dem Winkel der Mn- »envandunf 46, so dafl die landkanten und die Mnncnwandungen eng aufclnanderpassen, vie die· la fig&x 1 gezeigt ist· Sie Scheidewand-

kanten

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kanten 61 und 62 laufen in einer schmalen, horizontalen Ringkante zusammen, die sich im wesentlichen parallel zu dem ringförmigen Sohlenteil 48 der Rinne 47 erstreckt und von diesem Sohlenteil einen geringen Abstand hat, so daß die Flüssigkeit in benachbarten Kammersektoren kommunizieren kann, womit gewährleistet ist, daß in jedem Kammersektor infolge des hydrostatischen Druckausgleichs Schichten gleicher Sichte jeweils die gleiche Lage einnehmen, während außerdem hierdurch auch das Einbringen von Materialien in die KammerSektoren sowie die Entnahme der Materialien aus diesen durch die noch zu beschreibenden Scheidewandkanäle erleichtert wird.

Bei einigen Ausführungsformen können die Scheidewände 51 P als Einzelplatten ausgebildet sein, die in einer geeigneten Hinter-

einanderreihung in radialer Erstreckung in die Kammer 4I eingeführt werden, so daß das zu zentrifugierende Material in die getrennten Kammersektoren eingefüllt und aus diesen nach erfolgter Zentrifugierung durch geeignete Hilfsmittel wieder entnommen werden kann, wobei die Scheidewände entsprechende Profile aufweisen) die in Größe und Form im wesentlichen gleich der Querschnittsfläche der Kammer und der jeweiligen Ausbildung der Wandungen 44 und 46 der V-förmigen Rinne angepaßt sind.

Bei der hier beschriebenen und dargestellten bevorzugten Aueführungsform sind die Scheidewände 51 indessen zusammen mit dem zylindrischen Kern 52 als einheitliches Bauteil ausgebildet, so daß ψ die KammerSektoren in der Schleuderkammer 4I durch einen für jede

Scheidewand gesondert innerhalb des Kerns vorgesehenen senkrechten Kanal 66 gefüllt und entleert werden können, wobei dieser senkrechte Kanal jeweils in einen nach außen und nach unten geneigten Kanal 67 überleitet, dessen untere Auslaßöffnung 68 in der Randkante 63 liegt«

Der Achskern 23 des Rotors 22 trägt in abnehmbarer Anordnung einen Verteilerblook 71» der in die Achsöffnung 38 der Deckplatte 35 eingesetzt ist. Her Verteilerblock 71 kann durch mehrere Schraubbolzen 72, die in Abständen voneinander eingezogen sind, in seiner Stellung abnehmbar an dem Rotor 22 befestigt sein. An dem Verteilerblook 71 ist in einstüokiger Ausbildung in Erstreckung nach oben ein axialer Ansatz 73 vorgesehen, der einen senkrechten Achskanal 74 aufweist, weloher an seinem unteren Ende in mehrere Kanäle

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76 überleitet, die in Abständen voneinander radial nach unten und nach außen führen und deren Zahl gleich der Zahl der Scheidewände ist. Jeder dieser Kanäle 76 leitet in den in der betreffenden Scheidewand 51 vorgesehenen senkrechten Kanal 66 über«,

Eine typische Möglichkeit einer Anordnung zum Verbinden eines jeden der Kanäle 76 mit dem betreffenden Kanal 66 ist in der in einem größeren Maßstab gehaltenen Detailansicht der Figur 3 veranschaulicht, wobei hier in dem Kern 52 im Bereich des Kanals 66 eine Aussparung 77 vorgesehen ist, in der ein geschlossener Hing 78 befestigt ist. Das obere Ende eines länglichen, röhrchenförmigen Zwischenstücks oder Paßstücks 79 erstreckt sich im Preßsitz in den Block'71 hinein, wodurch die Verbindung mit dem Kanal 76 vermittelt wird, während das untere Ende des Zwischenstücks im Grob sitz in den Kern 52 eingepaßt ist und dort die Verbindung mit dem Kanal 66 herstellt, so daß zwischen dem Kanal 76 und dem Kanal 66 eine in sich einheitliche Überleitung gebildet wird. Eine flüssigkeitedicbte Verbindung wird durch einen in einstückiger Ausbildung an dem Röhrchen 79 vorgesehenen Eingflansch 81 gewährleistet, der eng gegen den geschlossenen Ring 78 anliegt, wenn der Block fl fest nach unten gegen das.Kernteil 23 des Rotors 22 gedruckt wird. Es können auch andere geeignete Maßnahmen getroffen werden, um zwischen den Kanälen 76 in dem Block Jl und den betreffenden Kanälen 66 in dem Kern 52 eine leckdichte Verbindung sicherzustellen.

Ist der Block 71 i*¹ seiner Stellung festgeschraubt, so sind damit auch der Kern 52 und die Scheidewände 51 in ihrer Stellung festgelegt. Die öffnung 74 am Oberteil des Verteilers 71 wird zum Einfüllen und zur Entnahme der Dichtegradientflüssigkeit und der verteilten Partikel durch einen Schlauch mit der Pumpe verbunden, doch wird der Schlauch vor Beginn des Zentrifugieren abgenommen.

Zur Inbetriebnahme wird der in dem Achsansatz 73 vorgesehene Kanal 74 zunächst mit einer geeigneten Vorratsquelle für eine Dichtegradientflüssigkeit mit kontinuierlichem Dichteübergang verbunden, wobei es sich hier ua einen Flüssigkeitsstrom handelt, bei dem eich die Dichte der Flüssigkeit von einem anfänglichen Tiefstwert bis zu einem schließlich erreichten Höchstwert progressiv ändert. Solche DichtegradientflüBsigkeiten werden routinemäßig in

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Laboratorien hergestellt, in denen man sich mit Dichtegradientzentrifugierung befaßt, wobei man sich zu diesem Zweck eines handelsüblichen Geräts bedient, das als "Gradientmaschine" bezeichnet wird. Die Dichtegradientflüssigkeit kann mit Hilfe einer an die Vorrataquelle 85 der Gradientflüssigkeit angeschlossenen Schlauchradpumpe 84 oder in anderer Weise durch eine geeignete Schlauchleitung 83 der Öffnung 74 zugeleitet werden. Vor Beginn des Zentrifugieren und während der Rotor noch stillsteht, durchströmt die Dichtegradientflüssigkeit die Kanäle 76 in dem Verteilerblock 71 als kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom, fließt weiter durch die Kanäle 66 und 67 des Kerns 52 beziehungsweise der Scheidewände 51» um schließlich durch die Ausflußöffnungen 68 am tiefsten Punkt der Scheide- ψ wände im Scheitel der Rinne auszuströmen, so daß sich sämtliche

KammerSektoren gleichzeitig füllen. Die Flüssigkeit wird dann durch die unmittelbar nachfolgenden dichteren Flüssigkeitsanteile nach oben verdrängt. In dieser Weise wird die Schleuderkammer des Rotors nach und nach mit einer Dichtegradientflüssigkeit gefüllt, deren Bereich größter Dichte am Boden de* V-förmigen Rinne liegt, während die Dichte nach oben hin progressiv abnimmt. Die zwischen den Unterkanten 63 der Scheidewände 51 und dem ringförmigen Bodenteil 48 verbleibenden Zwischenräume bieten die Gewähr, daß sich alle Kammern gleichmäßig füllen, da zwischen benachbarten sektorförmigen Fächern ein Ausgleich erfolgen kann.

Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Geräts kann einerseits

fc so verfahren werden, daß man zunächst durch die Kanäle 66 und 67 das

Sohlenteil der V-förmigen Rinne 47 >ait dem Probenmaterial bedeokt, dessen Teilchen einem Trennungevorgang unterworfen werden sollen, um erst hierauf die Dichtegradientfltiesigkeit einzufüllen, wodurch das Probenmaterial in der Kammer 4I aufschwebt. Dann wird der Schlauch, der die Verbindung zur Pumpe herstellt, am Verteiler 71 abgenommen und man läßt den Rotor anlaufen, so daß gleichseitig eine Umorientierung oder Neuau sri chtung· der Gradientflüeeigkeit und dee Probenmaterial β erfolgt. Ist der Rotor nach de» Abschleudern sun Stillstand gekommen, so wird der zur Pumpe führende Schlauoh vieler an den Verteiler 71 angeschlossen und die in getrennten Schichten vorliegenden Teilchen des Probenmaterialβ werden durch Süokpuapen au· der Kammer 4I entnommen und duroh die öffnungen 68 eowie die Kanüle

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67 und 66 in einen geeigneten Fraktionssammelbehälter 86 überführt.

Enrünachtenfalls kann man andererseits aber auch so vorgehen, daß man zuerst die Dichtegradientflüssigkeit in Schichten gleicher Dichte in die Sektorfächer des Hotors einfüllt, wobei man sich der obenbeschriebenen Hilfsmittel bedient, worauf man den Verteiler 71 abnimmt und die Gradient flüssigkeit durch JLnI auf enl a seen des Rotors einer einstweiligen Umorientierung in eine Vielzahl vertikaler, zylindrischer Schichten jeweils in sich gleicher Dichte unterwirft, wie dies in der weiter oben angeführten Monographie 21 des National Cancer Institute beschrieben ist. Danach wird das Probenmaterial durch Aufsprühen auf die umorientierte Gradientflüssigkeit oder in ähnlicher Weise eingebracht, worauf die Abschleuderung erfolgt, in deren Verlauf das Probenmaterial zunächst an der inneren kreisförmigen Wandung 43 des Hotors eine vertikale zylindrische Zone bildet, aus der die partikel des Probenmaterials duroh die Schichten gleicher Dichte hindurchwandern oder sich in diesen absetzen, so dafl sie schließlich in einer Anzahl konzentrischer Zonen um die Drehungsachse verteilt sind. Ist dann die !Trennung herbeigeführt, so wird der Botor abgebremst, wobei die Dichtegradientflüssigkeit wie ebenso auch die Zonen der abgetrennten Partikel jetzt eine erneute !^orientierung erfahren. Sobald der Rotor dann wieder zum Stillstand gekommen ist, liegen die getrennten Teilchen des Probenmaterials in einer Anzahl voneinander gesonderter, horizontaler, scheibenförmiger Schichten in dem nun wieder vertikalen Diohtegefälle der Gradientflüssifekeit vor* Der zur Pumpe führende Schlauch wird dann pit der öffnung 74 des Verteilers 71 verbunden und die Diohtegradientflüssigkeit, welche die abgetrennten Teilchen des Probenmaterial· enthält, wird au· der Botorkammer 41 herausgepumpt, wobei mn dkr Sohle der V-förmigen Binne 47 alt denjenigen Anteilen der öradiektflüfsigkeit begonnen wird, welche die größte Diohte haben, worauf die flüssigkeit in einer Ansahl von Fraktionen aufgefangen wiri.

is braucht nicht besonder· betont au werden, daß man beim

ünfüllen von Diohttgradientflüssifkeiten und Proben in die ringförmig» lammer 4I sum Zentrifugieren darauf achtet, daß zwisehen der Oberfliehe dieser Materialien und de» Oberteil des Hotor· 22 ein

hinreiehender

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hinreichender Abstand verbleibt, so daß der Durchmesser der innensei tigen Oberfläche dea beim Schleudervorgang durch das Aufsteigen der Flüssigkeitsmasse bis gegen die untere Fläche der Deckplatte 35 gebildeten, rotierenden Flüssigkeitszylinders zumindest im oberen Teil etwas größer ist als der Durchmesser der Öffnung 38, damit es nicht zu Spritzverlusten durch diese öffnung kommt.

In dem Rotor mit Gradientzonenneuausrichtung spielen eich die folgenden Vorgänge ab ι Wenn der Rotor einleitend beschleunigt wird, setzt eine Umorientierung der Dichtegradientflüssigkeit und des Probenmaterials innerhalb der Kammer 41 ein. Hierbei krümmt sich jede der Schichten gleicher Dichte nach innen und bildet ein Rota-

ψ tionsparaboloid um die Drehungsachse. Im Verlauf der weiteren Beschleunigung wird ein Betrag der Zentrifugalkraft erreicht, der groß genug ist, um die Schichten in eich gleicher Dichte in eine senkrechte Lage zu bringen. Auch die Zone des Probenmaterials hat nun eine Umorientierung erfahren, so daß sie jetzt zunächst als eine einzige zylindrische Innenzone in Erstreckung um die Drehungsachse vorliegt. Die Partikel des Probenmaterials setzen sich anschließend ab, indem sie unter der Einwirkung der Beschleunigungskraft radial von der Drehungsachse fortwandern, wobei für ihre Sedimentationegeschwindigkeit ihre jeweilige Größe und Dichte bestimmend sind.Demzufolge sammeln sich die Teilchen des Probenmaterials nun im Durchdringen der Diohtegradientflüssigkeit in verschiedenen, voneinander

fc gesonderten, konzentrischen, vertikalen zylindrischen Säulen. Ist

die gewünschte Trennung der Teilchen erfolgt, so wird die Drehbewegung des Rotorf allmählich verlangsamt, wobei die Dichtegradientflüseigkeit, die jetzt die abgetrennten Partikeln enthält, erneut eine Umorientierung in der Kammer 41 erfährt, eo daß man eine horizontale Schichtung erhält, was also bedeutet, daß die einzelnen Zonen der abgetrennten Teilchen in der ßradientflüselgkeit nun in Form einer Vielzahl von räumlich gesonderten, horizontal angeordneten, scheibenförmigen Ringen in vertikaler Aufeinanderfolge vorliegen.

Sie geneigten Wandungen 44 un* 46 ier V-förmigen Ringrinne 47 kennen hin ti oh tuch de· Winkel·, den eie jeweils gegen eine Horizontal ebene bilden, symmetrisch .angeordnet aein, und eine solche

Ausbildung

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Ausbildung bietet bei dem durch die Erfindung geschaffenen Gerät die Gewähr, daß geeignete Betriebsbedingungen eingehalten werden können, doch ist in den Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei der die geneigte Wandung 44 in einem Winkel von annähernd 50° gegen die Horizontalebene angeordnet ist, die geneigte Wandung 46 hingegen in einem Winkel von annähernd 45 . Bei einer solchen asymmetrischen Anordnung befindet sich die Sohle der von dem Probenmaterial im Frühstadium des Abschleuderungevorgangs in vertikaler Erstreckung gebildeten Ringzone im wesentlichen am unteren Ende der Wandung 43 > das höher liegt als das untere Ende der Außenwandung 42, Im weiteren Verlauf des Zentrifugiervorgangs wandert dann also die den Kern 23 des Rotors umgebende, anfänglich noch schmale zylindrische Zone des Probenmaterials durch die Rotorkammer 41 zur Außenwandung42o Da beim Zentrifugieren die Sedimentation der Teilchen des Probenmaterials in einer Richtung senkrecht zur Achse der zunächst gebildeten zylindrischen Zone des Probenmaterials erfolgt, gelangen diejenigen der wandernden Partikel, die schließlich die äußere Ringwandung 42 erreichen, nicht in jenen Anteil der DichtegradientflüBsigkeit, der sich in der durch die Wandungen 44 und 46 begrenzten Rinne 47 befindet· Die asymmetrische Ausbildung der V-förmigen Rinne, verbunden mit der Vorkehrung, daß sich die Wandung 42 mit ihrem unteren Ende weiter nach unten erstreckt als die Wandung 45» wobei das untere Ende der Wandung 43 in etwa der Ort für den unteren Rand der anfänglichen zylindrischen Zone des Probenmaterials ist, bietet somit die Gewähr für ein gleichmäßiges Sedimentieren des gesamten Materials der Probenmaterialzone dank der Möglichkeit der unbehinderten Wanderung dieser Zone in ihrer gesamten vertikalen Ausdehnung durch die Kammer 4I.

Die vertikale Erstreckung der Probenmaterialzone läßt sich ohne weiteres auf empirischem Wege festlegen, wenn man die Abmessungen der V-förmigen Rinne 47 kennt, eo daß diese Rinne mit einer Menge der Diohtegradientflüssigkeit gefüllt werden kann, die hinreicht, damit sich der untere Rand der Probenaaterialzone noch oberhalb oder doch ein wenig oberhalb jenes Punktes erstreckt, an dem die äußere vertikale Wandung 42 der Rotorkammer und das obere Ende der äußeren geneigten Wandung 44 der V-förmigen Rinne aufein-

anderatoßen

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anderstoßen.

Ein weiterer Vorteil der für die Schleuderkammer des erfindungsgemäßen Geräts vorgesehenen V-förmigen Rinne liegt darin, daB sie wesentlich besser geeignet ist zur gesonderten Entnahme der getrennten, horizontalen Schichten des Probenmaterials aus dem Rotor. Zu diesem Zweck wird die Bichtegraddentflüssigkeit unter Anwendung der obengenannten Hilfemittel vom Sohlenteil der V-förmigen Ringrinne aus der Rotorkammer 4I herausgepumpt, und zwar in der Weise, daß man mit denjenigen Anteilen beginnt, die sich am Fuß der V-förmigen Rinne befinden (mit anderen Worten, die Strömungsfolge ist jetzt umgekehrt wie beim Einfüllen der Dichtegradientflüssigfc keit in den Rotor). Im weiteren Verlauf des Auspumpens senkt sich

der Spiegel der in dem Rotor befindlichen Flüssigkeit langsam auch in der V-förmigen Ringrinne. Die einzelnen Schichten der voneinander getrennten Partikel fließen zwischen den konvergierenden Wandungen der V-förmigen Rinne jeweils in sich nacheinander in einer schmalen Strömungsbahn zusammen, so daß sie durch die in dem aus den Scheidewänden und aus dem Kern bestehenden Bauteil des Geräts vorgesehenen Kanäle 67 und 66 in einer geeigneten Aufeinanderfolge entnommen werden und einzeln in Reagenzgläsern aufgefangen werden können, sobald sie aus dem eigentlichen Rotoraufbau herausgeströmt sind.

Vor dem Entleeren der Kammer 4I des Rotors sind die auffc zufangenden Zonen mit den Partikeln des Probenmaterials in einer

Anzahl von horizontalen Schichten angeordnet, die in der Gradientflüssigkeit suspendiert und jeweils durch einen senkrechten Abstand voneinander getrennt sind. Beim Auspumpen der Gradientflüssigkeit aus dem Rotor sinken alle Schichten des Probenmaterials langsam zum Boden des Rotors ab. Solang· bei dieser Absenkbewegung noch nicht die V-förmige Rinne erreicht ist, bleibt der Fläoheninhalt der Oberfläche einer jeden Zone des Probenmaterials gleich und auch der Abstand zwischen den Zonen des Probenmaterials bleibt unverändert. Bewegt sich die Flüssigkeit dann jedoch in Bereich der V-förmigen Rinne nach unten, so verringert sich die Oberfläehengröße einer jeden Zone des Probenmaterials, und da das Flüssigkeitsvolumen einer jeden Zone als solches konstant bleiben muß, so folgt hieraue, daß

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sich jede der Zonen hierbei in ihrer vertikalen Ausdehnung vergrößert. Aus dem gleichen Grund nimmt auch der vertikale Abstand zwischen den einzelnen Schichtzonen des Probenmaterials zu, und hierdurch wird Mischungsvorgängen vorgebeugt, wie sie anderenfalls jetzt zwischen den Schichtzonen des Probenmaterials einsetzen könnten. Der Oberflächenbereich einer jeden Zonenschicht verringert sich auf einen Minimalwert, wenn der Scheitelpunkt der V-förmigen Einne erreicht wird, und zu diesem Zeitpunkt hat die jeweilige Zone des Probenmaterials die Auslaßöffnungen 68 durchströmt und wird nun durch die Kanäle 67 und 66 aus dem Eotor abgesaugt. Da sämtliche Partikel in einer im Scheitelpunkt der V-förmigen Einne befindlichen Schichtzone des Probenmaterials stets einer der Ausiaßöffnungen näher sind als die Partikel in anderen Schichtzonen, sind die Möglichkeiten für eine Vermischung der Zonensohichten auf ein Minimum beschränkt .

Durch die zusammenlaufenden Wandungen der V-förmigen Einne wird gewissermaßen eine Bündelung einer jeden Zonenschicht auf den Binnenscheitel erreicht und wird damit die Gewähr für die Einhaltung der richtigen Reihenfolge beim Auspumpen aus dem Eotor gegeben. Die V-förmige Ringrinne wirkt somit ähnlich wie ein Trichter; sie garantiert ein geordnetes Ausströmen der Flüssigkeit aus dem Sotor, wobei die in den einzelnen Schichten der Dichtegradientflüssigkeit suspendierten Teilchen den Eotor genau in der gleichen Eeihenfolge verlassen, in der sie zuvor vertikal angeordnet waren, bevor mit dem Entleeren begonnen wurde.

Wäre am Boden dee Hotore keine Einne vorgesehen, so würde jede Zone des Probenmaterials im Niedersinken ihre maximale Oberfläohengröß· unverändert beibehalten und würde sich über den gesamten flachs^, ringförmigen Botorboden auebreiten. Unter diesen Verhältnissen würdt die Entnahme der jeweils am Botorboden befindlichen Zonsnschichjt mit Teilohen des Probenmaterial β in einer denkbar ungeeigneten Wijies vonstatten gehen, vor all·« deshalb, weil eins Anzahl Partikel in anderen, höhsrgelegenen Zonensohiohtsn der Gradientflüssigksit dsr Ausflußöffnung 68 ebsnsonahs wären wie anders Partikel an dsn Bindern dsr Probenmaterialzone, die dann bereits auf dta flachen Kammsrbodsn aufliegen würden. Demzufolge würden sioh

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die Zonenschichten miteinander vermischen und die beim Zentrifugieren erzielte Trennschärfe würde daher beim EntnahmeVorgang wieder verlorengehen. Es ist auch zu beachten, daß beim NichtVorhandensein einer V-förmigen Binne der Abstand zwischen den Zonenachichten des Probenmaterialβ bei ihrem Niedergehen auf den flachen Boden des Rotors gleichbleiben würde, wohingegen sich der Abstand zwischen den Zonenschichten des Probenmaterials im Zuge ihrer Abwärtsbewegung zum Kammerboden bei vorhandener V-förmiger Binne vergrößert, wodurch der Möglichkeit einer Vermischung weiter entgegengewirkt wird.

Auch beim Beschicken des Rotors kommt der V-förmigen Rinne in ähnlicher Weise entscheidende Bedeutung zu, wenngleich ihre Wirksamkeit in dieser Beziehung weniger augenfällig ist. Man kann sich die Dichtegradientflüssigkeit, mit welcher der Rotor beschickt werden soll, als eine Aufeinanderfolge horizontaler Zonen vorstellen, die sich in ihrer Bichte jeweils geringfügig voneinander unterscheiden. Beim Austreten der Flüssigkeit am Boden des aus dem Kern und den Scheidewänden bestehenden Teils wird zunächst die V-förmige Rinne langsam gefüllt. Der Oberflächenbereich einer jeden Zone nimmt langsam zu, Während sich der Flüssigkeitsspiegel in der Rinne hebt, und erreicht schließlich oberhalb der Rinne einen gleichbleibenden Wert des Flächeninhalte. Mit anderen Worten, es ist immer ein Gradientflüssigkeiteanteil mit höherer Dichte einem jeweils leichteren Anteil unterschichtet und es kommt nicht zu einer Vermischung, wie dies der Fall wäre, wenn die Rinne nicht vorgesehen wäre. In Ermangelung einer Rinne müßte sich nämlich die am Unterteil des Kerns ausströmende Flüssigkeit unverzüglich über die gesamte Bodenfläche ausbreiten. Durch die V-förmige Rinne ist also dafür Sorge getragen, daß sich der Oberflächenbereich einer jeden Zone beim Einströmen in den Rotor gleichmäSig und in geordneter Weise vergrößert.

In der Ausbildung der V-förmigen Rinne ist davon auszugehen, daß es erwünscht ist, das in der Rinne befindliche Volumen der Dichtegradientflüssigkeit möglichst gering zu halten. Dies könnte dadurch bewerkstelligt werden, daß man die Rinnenwandungen in einem sehr flachen Winkel anordnet, doch würde dies der Trichterwirkung beim Entleerungevorgang abträglioh sein, da eine flache Winkelstellung fast die gleiohen Mangel nach sioh zieht, wie sie zutage

treten

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treten, wenn überhaupt keine Rinne vorgesehen ist. Als Pendant hierzu ist die Tatsache zu erwähnen, daß eine spitzwinklige Ausbildung der V-förmigen Rinne zwar ein einwandfreies Beschicken und Entleeren gestatten würde, andererseits aber auch dem Nutzvolumen der Rotorkammer 4I enge Grenzen setzen würde. Man kann einen beliebigen Winkel gegen die Horizontalebene von 10° bis 75° wählen, doch wird sich dieser Winkel in der Praxis in dem Bereich von 20 bis 60° halten.

Bei einer geeigneten Ausführungsform, bei der die V-förmige Rinne symmetrisch ausgebildet war, wiesen die Rinnenwandungen 44 und 46 eine Winkelstellung von annähernd 47° gegen die Horizontale auf. "Bei anderen Ausführungsformen, bei denen eine asymmetrische Ausbildung der V-förmigen Rinne erwünscht ist, hat sich gezeigt, daß eine Winkelstellung gegen die Horizontalebene von 30 für die Wandung 44 und von 45⁰ für die Wandung 46 günstig ist. Auch andere asymmetrische Anordnungen der Rinnenwandungen 44 und 4.6 sind zur Erzielung guter Arbeitsresultate mit dem erfindungsgemäßen Gerät geeignet.

Es sei hervorgehoben, daß die hier beschriebene V-förmige Ringrinne 47 auch dann ihre Zweckdienlichkeit erweist, wenn auf die besonderen Ausbildungsmerkmale des Kerns 52 mit seinen Kanälen 66 und Kanälen 67 in den Scheidewänden 5I verzichtet wird. So können als Unterteilungselemente gesonderte Scheidewände 5I vorgesehen sein und die Dichtegradientflüssigkeit kann in der Weise in die einzelnen Kammersektoren eingefüllt und aus diesen wieder entnommen werden, daß man sich hierzu eines röhrchenförmigen Bauteils oder mehrerer solcher Bauteile bedient, die so in die Karo«er 4I eingeführt werden, daß sich die unteren Enden dieser Röhrchen am Ringboden 48 befinden, wodurch erreicht wird, daß man sich beim Zuführen und Entnehmen der Gradientflüssigkeit die obenstehend erläuterten Vorteile der V-förmigen Rinne zunutze machen kann, um die voneinander getrennten ringscheibenförmigen Teilchenzonen unter Vermeidung einer Verunreinigung oder Überlagerung mit anderen Teilchenzonen jeweils fraktionsweise aufzufangen.

Bei einer anderen Aueführungsform der Erfindung kann die V-förmige Eingrinne in der Deckplatte 91 vorgesehen und ausgeformt

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sein, wie dies echematisch in Figur 5 gezeigt ist, also nicht am Boden der Rotorkammer, wovon bislang in der Beschreibung der Figuren 1 bis 4 ausgegangen wurde.

Bei dieser Ausführungeform weist der Hotor 92 eine Ringkammer 93 mit einem flachen, ringförmigen Boden 94 auf. Die Mittelnabe $6 des Rotors 92 ist von einem rohrförmigen Kern 97 umschlossen, dessen zylindrische Innenfläche 98 durch nach innen ragende, ringförmige Ansätze 99 und 101 an seinem unteren beziehungsweise oberen Ende, mit denen er im Gleitsitz auf die in kreisförmiger Erstreckung vorgesehene Fläche 102 der Nabe 96 aufgepaßt ist, in einem geringen Abstand von dem Nabenteil gehalten wird. In einstöckiger ^ Ausbildung mit dem rohrförmigen Kern 97 ist eine Vielzahl von Trennoder Scheidewänden 10? vorgesehen, die sich in einer Kammer 93 von· dem Kern radial nach außen erstrecken und zur Unterteilung der Kammer in mehrere Kammersektoren dienen, die alle im wesentlichen die gleiche Größe haben. Die unteren, horizontalen Randkanten 104 der Scheidewände 103 ruhen auf dem Boden 94 der Rotorkammer 93· An einer mittleren Stelle zwischen Innen- und Außenrand einer jeden Scheidewand IO3 ist in deren unterem Teil in Erstreckung nach oben eine Aussparung 105 vorgesehen, wobei diese Aussparungen einen hydrostatischen Auegleich zwischen benachbarten Rotorfächern gestatten.

Nach oben endet jede der Scheidewände 103 in einem Scheitel, bestehend aus.einer nach außen geneigten Randkante IO6 und ^ einer nach innen geneigten Randkante 107· Biese Scheidewandsoheitel

erstrecken sich nach oben in die Abdeckung des Rotors 92 hinein.

Auf die Nabe 96 des Rotors 92 iet ein Verteilerblock 108 aufmontiert, der mit dieser durch Schrauben 109 fest verbunden ist, die in Verteilung entlang einer Kreislinie vorgesehen sind. Von dem Verteilerblock 108 erstreckt sich in einstüokiger Ausbildung ein Rohrleitungestutzen 111 axial nach oben, der einen vertikalen Achskanal 112 aufweist, welcher an seinem unteren Ende in eine Vielzahl von Kanälen II3 überleitet, die sioh in Abständen voneinander radial naoh außen und nach unten erstrecken und deren Anzahl gleioh der Zahl der Scheidewände 103 ist. Jeder der Kanäle II3 leitet unmittelbar in einen in dem Kern 97 vorgesehenen vertikalen Kanal II4 über, wobei diese Kanäle II4 jeweils am unteren Rand des Kerns in eine»

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geringen Abstand oberhalb des Bodens 94 der Bingkammer 93 in einer unteren öffnung enden. Zwischen den Kanälen 113 und den betreffenden Kanälen 114 können jeweils geeignete Verbindungsmittel vorgesehen sein, wie dies weiter oben schon beispielhaft beschrieben wurde, um so an diesen Stellen leoksichere Verbindungen herzustellen. Die Deckplatte 91 ist mit einer Mittelöffnung versehen, in die der Block 108 frei aufgenommen istο

In der Unterfläche der Deckplatte 91 ist eine V-förmige Ringrinne ausgeformt, die eine nach außen geneigte Wandung 116 und eine nach innen geneigte Wandung 117 aufweist, deren Neigungswinkel der Winkelstellung der betreffenden Handkanten 106 und 107 d-er Scheidewände 103 in enger Toleranz angepaßt sind. Am höchsten Funkt endet eine jede der Scheidewände 103 in einer schmalen, flachen, waagerechten Oberkante 118, während die geneigten Wandungen 116 und 117 der Deckplatte 91 in einem in ringförmiger Erstreckung verlaufenden Scheitel konvergieren, der sich oberhalb der Oberkante 118 der Scheidewand 103 befindet.

In der Deckplatte 91 ist in kreisförmiger Verteilung eine Vielzahl von Auslaßöffnungen 119 vorgesehen, und zwar jeweils unmittelbar gegenüber einer entsprechenden Oberkante 118 der betreffenden Scheidewand 103. Auf das obere mittler« feil der Deckplatte 91 ist ein kreisrunder Verteilerblook 122 aufmontiert und mit Schrauben festgeschraubt, dessen Durchmesser etwas größer ist als der d·· ringförmig geführten Scheitels in der Unterflache der Deckplatte 91. Jeder Auelaßöffnung 119 ist ein senkrechter Kanal 123 in der Deckplatt· 91 zugeordnet, der auf einen jeweils dazugehörigen, vertikalen Kanal 124 ip dem Verteilerb lock 122 ausgerichtet ist und in diesen überleitet. Auch hier können geeignete Verbindungsmittel vorgesehen ••in, um zwjleohen d«n Kanälen 123 und den betreffenden Kanälen jeweils «in« leekdioht· Verbindung herzustellen.

Dtf.· Kanal· 124 schneiden sich alt entsprechenden waager·ohten Kanälen 126 in dem Verteilerblook 122, dl· sioh nach innen •rstr*ek«a und In ·1η·η Hingkanal 127 überleiten, der zwischen dem mittleren »eil d«s Verteilerblocke 122 und dem sieh axial duroh dieses hindurcherstreokenden Leitungsansatz 111 vorgesehen ist. Wi* in Jigav 7 gezeigt wird, endet der Hingkanal 127 *n &·? Verbindungsstelle

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stelle mit einem Kanal 128 in einem sich seitlich erstreckenden Rohr 129, ^i t dem er sich schneidet. Sowohl der Stutzen oder Ansatz 111 als auch das Rohr 129 können an Vorrichtungen angeschlossen werden, die zum Beschicken des Rotors mit den zu behandelnden Materialien und zum Entnehmen dieser Materialien aus dem Rotor dienen.

Da die senkrechten Kanäle 112 und 127 konzentrisch angeordnet sind, wobei der Kanal 127 in eine periphere Öffnung 128 überleitet, kann die Leckdichtigkeit des zweitgenannten Kanals dadurch gewährleistet werden, daß man unterhalb des Kanals 126 eine statische Dichtung mit geschlossenem Dichtungsring 131 und oberhalb des Kanals 127 und der öffnung 128 sowie in einem Abstand von diesen einen geschlossenen Dichtungsring 132 vorsieht.

Die Kammer 93 des Rotors 92 wird unter Druckbeaufschlagung gefüllt und entleert und muß daher vollständig abgedichtet sein. Aus diesem Grund ist am Umfang des Achskerns $6 nahe dem unteren Ende ein geschlossener Dichtungsring 133 vorgesehen, durch den der rohrförmige Scheidewandkern 97 gegen den Achskern $6 abgedichtet wird. Ein weiterer geschlossener Dichtungsring I34 ist vorgesehen, um die Verbindungsstelle zwischen der Deckplatte 9I und dem rohrförmigen Soheidewandkern 97 abzudichten.

Zur Inbetriebnahme der in den Figuren 5» 6 und 7 dargestellten Aueführungsform des Geräte werden die sektorförmigen Fächer oder Zellen in der Rotorkammer 93 im Ruhezustand des Rotors 92 zunächst mit einer Füllflüssigkeit von hoher Dichte gefüllt, die durch den Einlaßkanal 112 in dem Leitungsansatz 111 zugeführt und durch die Kanäle 113 und II4 in die Kammer eingeleitet wird. Hierauf wird die Dichtegradientflüssigkeit duroh den peripheren Kanal 128, den senkrechten Kanal 127» die waagerechten Kanäle 126 und die senkrechten Kanäle I24 und 123 unter Druckbeaufschlagung eingefüllt, und zwar zuerst mit den Anteilen höchster Dichte, so daß die zunächst eingefüllte Füllflüesigkeit von hoher Dichte jetzt durch die Kernkanäle 114» H3 und 112 wieder aus der Kammer verdrängt wird. Schließlich ist die gesamte Rotorkammer mit einer Dichtegradientflüasigkeit angefüllt, deren Anteile geringster Diohte sich im Scheitel der umgekehrt V-förmigen Rinne befinden, die an der Innenfläche der Deckplatte 9I ausgeformt ist, und deren Anteile höoheter

Biohte

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Dichte als Restvolumen der Fiillfliissigkeit am Botorboden vorliegen.

Dann wird das zu fraktionierende Probenmaterial durch die in der Deckplatte vorgesehenen Kanäle über den höchsten Punkt der umgekehrt V-förmigen Ringrinne eingebracht, wobei ein weiterer Anteil der Füllflüssigkeit durch die Kanäle 114» 113 und 111 verdrängt wird. Die Anschlüsse an den Kanälen 111 und 112 werden gelöst. Man läßt den Rotor 92 anlaufen und die Dichtegradientflüssigkeit sowie das Probenmaterial erfahren eine Umorientierung, worauf die eigentliche Abschleuderung in der obenbeschriebenen Weise vorgenommen wird. Ist die erwünschte Trennung erfolgt, so wird die Drehbewegung des Rotors 92 allmählich verlangsamt, bis er zum Stillstand kommt. Hierauf wird durch die Kernkanäle 112, 113 und 114 eine Flüssigkeit von hoher Dichte zum Boden der Rotorkammer 93 gepumpt, um so eine nach und nach erfolgende Verdrängung der Gradientflüssigkeit und der abgetrennten Teilchenzonen nach oben bis zum Ausströmen durch die Deckplattenkanäle 124, 126, 127 und 128 zu bewirken. Die einzelnen Fraktionen werden dann in einem Fraktionssammelbehälter aufgefangen.

Die Ausbildung mit einer im Oberteil der Rotorkammer vorgesehenen, umgekehrt V-förmigen Ringaussparung bietet einerseits den Vorteil, daß man das Probenmaterial beim Stillstand des Rotors zuletzt und von oben her zu der Gradientflüssigkeit geben kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Rotorinhalt unter Einhaltung eines vorbestimmten Drucks verdrängt werden kann, so daß ein gleichmäßiges Durchströmen sämtlicher Einlaß- und Auslaßkanäle gewährleistet ist. Hierin besteht ein Unterschied zu der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform, da der Inhalt der Rotorkammer bei dieser durch Absaugen oder durch Anschließen an eine sonstige geeignete Unterdruckapparatur entnommen wird.

Es sei bemerkt, daß die geneigten Wandungen 116 und 117, die bei der Ausführungsform der Figur 5 die V-förmige Ringrinne in der Deckplatte 91 bilden, in ihrer asymmetrischen Ausbildung der AeyjBMetrie der geneigten Wandungen 44 und 46 vergleichbar sind, die bei dem Rotor 22 der Figur 1 die V-förmige Ringrinne bilden, wodurch bei beiden Ausführungsformen die gleiche Wirkung hervorgebracht wild.

Noch

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Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung liegt in dem in den Figuren 8 und 9 schematisch dargestellten Rotor 140 vor, wobei in dem ringförmigen Kammerboden der Rotorkammer I4I hier eine Vielzahl von allgemein trichterförmigen Vertiefungen I42 in kreisförmiger Aneinanderreihung um die Achse der Rotorkammer vorgesehen ist. Entlang der Radiallinie zwischen aneinandergrenzenden Vertiefungen 142 ist der Boden im unteren Teil der Rotorkammer I4I V-förmig ausgebildet, wie dies im Schnitt für die in der Betrachtungsrichtung linke Seite des Rotors I40 (Figur 8) gezeigt ist, und weist also eine leicht geneigte äußere Fläche 143 sowie eine leicht geneigte innere Fläche I44 auf. Die trichterförmigen Vertiefungen 142 können in der Weise in den Boden der Rotorkammer eingearbeitet sein, daß sie eine konische Fläche I46 mit allseits symmetrischer Neigung aufweisen, doch da sich die Flächen I43 und 144 mit Neigungswinkeln von etwas unterschiedlicher Größe erstrecken, ergibt sich für die oberen Umfangelinien der Vertiefungen I42 eine asymmetrische Gestalt und nicht die Kreisform, wie dies der Fall wäre, wenn der Ringboden der Kammer I4I flach wäre.

Die konische Wandung I46 einer jeden Vertiefung 142 konvergiert in einem sich nach unten erstreckenden Scheitel 147· In der Kammer I4I hat man sich einen rohrförmigen Kern und in einstüekiger Ausbildung mit diesem in radialer Erstreckung Seheidewände vorzustellen, ähnlich dem Kern 52 und den Scheidewänden 5I in den Figuren 1 und 2, wobei diese Scheidewände hier mit ihren unteren Teilen in die trichterförmigen Vertiefungen I42 hineinragen und dem gleichen Zweck dienen, wie dies weiter oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 2 und 4 erläutert wurde. Wie bei den τοraufgegangenen Aueführungeformen ist der Rotor I40 mit einer Deokplatte I48 verschlossen·

Während bei der Ausführungsferm der Figuren 1 und 2 die Entnahme der Stoffe aus der Rotorkammer nach erfolgter Umorientierung in der Weise vonstatten geht, daß das Material dem Scheitel 4er V-förmigen Ringrinne allgemein Ton Wandungen luflieflt, tie sieh «u beiden Seiten des Tiefstpunkts dieser Rinne erstrecken, kann das Material bei der Ausführungsform der Jiguren θ und 9 dem Tiefstpunkt eines jeden Triohters aus allen Richtungen im wesentlichen gleichmäßig

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mäßig zuströmen, so daß jede abgetrennte Teilchenzone am Funkt der Entnahme im Soheitel I47 der trichterförmigen Vertiefung und an der dort vorgesehenen Iustrittsoffnung der betreffenden Scheidewand in noch wirksamerer Weise veraehmälert wird. Sie allseitig konvergierenden Wandungen in einer trichterförmigen Vertiefung sind also geeignet, die Trennschärfe noch weiter zu verbessern und eine noch vollständigere Abtrennung einer jeden Teilehenzone zu ermöglichen» als sie mit der V-förmigen Hingrinne der Figuren 1 und 2 erzielt werden kann, die aus zwei gegeneinander geneigten Wandungen besteht.

Die Tiefstpunkte 147 sämtlicher trichterförmigen Vertiefungen 142 sind entlang einer Kreislinie in gleichen Abständen vom Achszentrum des Eotors I40 angeordnet. Es sei auch bemerkt, daß vorzugsweise der obere Rand einer jeden trichterförmigen Vertiefung unmittelbar an den oberen Hand der jeweils benachbarten trichterförmigen. Vertiefung 142 angrenzen soll, damit der Rotorinhalt in gleichmäßiger Verteilung in die Trichter niederströmen kann und damit hierbei diejenigen Partikel aufgefangen werden, die sich von der Außenwandung 150 der Kammer I4I einwärts bewegen.

Weiterhin ist am unteren Ende der Innenwandung 151 ein ringförmiger Sine 149 vorgesehen, was sich dahingehend auswirkt, das Probenmaterial nach dem Einfüllen zurückzuhalten und Wandeffekte an' der nach oben geneigten Zentrifugenfläohe eines jeden Trichters zu verhindern. Dieser Sims ist breit genug, um einem Eindringen des Probenaaterials in die Trichter bei der anfänglichen Umorientierung: vorzubeugen.

Ba dia !Bindungen der Aueflußkanäle 67 der Scheidewände 51 jawtila in den betreffenden Tiefstpunkten dar trichterförmigen Ver tiefungen 142 vorgaethen aind und diesa Tiefatpunkte entlang einer Kraialinia ILn gleichen Abständen von dem Achezentru« des Rotors I40 vartailt aijid, iat ea klar, daß die Zuführung des Materials in die Rotorkammerj I4I daa Rotors I40 dar Figur 8 sowie die Materialentnahae ωι» dieser la wesentlichen in de* gleiohen Weise erfolgt wie iia Katariftleinfüllunf und -entnahme bei der Hingkaamer 42 de a Bo- tore 22 der; Hfüren 1 und 2· Beide Aueführungeforeen, näalioh die dar figuren 1 und 2 einerseits und die dar figuren θ und 9 andarer- aeite, aind ei eh daher la Aufbau und in der Wirkweiee im wesentlichen

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ohen gleichwertig und können für den jeweiligen Zweck wahlweise eingesetzt werden, wie dies erforderlich oder erwünscht sein mag. Beim Entnehmen der Teilchenzonen in den trichterförmigen Vertiefungen der Figuren θ und 9 strömt das Material der Auslaßöffnung aus der Umgebung dieses Bündelungspunkts,nämlich des Tiefstpunkts 147 in. der trichterförmigen Vertiefung I42, in allen Radialriehtungen zu, also nicht nur aus zwei entgegengesetzten Hauptriehtungen oder radial einwärts und radial auswärts entlang den geneigten Wandungen 44 und 46 wie in der V-förmigen Ringrinne der Ausführungsform der Figuren 1 und 2» In diesem letztgenannten Fall treten in einem gewissen Umfang auch Materialströmungen in allgemein entgegengesetzten seitlichen Richtungen entlang der bogenförmigen Bahn des ringförmig geführten Rinnenscheitels 48 in Erscheinung. Falls es erwünscht oder notwendig ist, die Probenmaterialzonen mit einem höheren Trennungsgrad zu konzentrieren, kann es sich als zweckdienlich erweisen, wenn man sich hierzu der trichterförmigen Vertiefungen bedient, wie sie in der Ausführungsform der Figuren 8 und 9 verkörpert sind, obwohl eine befriedigende Trennschärfe oder Konzentrierung auch mit der V-förmigen Ringrinne der Ausführungeform der Figuren 1 und 2 erzielt wird.

Si« y-förmige Anordnung der geneigten Wandungen 143 und 144 ^an Boden der Rotorkammer I4I zwischen den jeweils benachbarten trichterförmigen Vertiefungen I42 ist vorgesehen, um den Material flufi in lieh tung der trichterförmigen Vertiefungen aus den dazwischenliegenden Bereichen zu begünstigen, so daß das Material diesen Trichtern in einem kontinuierlichen Strom zufließt, da nämlich der Materialfluß stellenweise stocken könnte, wenn der Kammerboden Im übrigen flach ausgebildet wäre. Sie V-förmige Ausbildung mit den geneigten Wandungen 143 und I44 in Figur θ ist also in dieser Beziehung der V-förmigen Anordnung der Wandungen 44 und 46 in Figur 1 vergleichbar.

Es ist zu betonen, daß die Ausbildung mit trichterförmigen Vertiefungen 142 und die V-Fona der geneigten Wandungen 143 unA stattdessen auch auf die Deokplatte des Rotors übertragen werden und in dieser verkörpert «ein können, ao daß man eine Anordnung erhält, die in dieser Hinsicht alt der in Figur 5 gezeigten iu vergleichen ist, wobei der Boden der Rotorkammer in diesem Tall ebenfalls die

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in Figur 5 gezeigte flache Form haben würde.

Bei allen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen erfolgt die Entnahme der Gradientflüssigkeit an einer Vielzahl von räumlich gesonderten Stellen, die in der Rotorkammer zwischen der Innen- und der Außenwandung für diesen Zweck vorgesehen sind. Die Entnahmestellen befinden sich jeweils am Scheitel von konvergierenden Boden- oder Deckenneigungen, wobei diese Neigungen entweder durch eine V-förmige Ringrinne oder durch eine Vielzahl von trichterförmigen Vertiefungen gebildet werden und wobei durch die geneigten Wandungen in beiden Fällen eine erwünschte Einengung oder Konzentrierung der Gradientflüssigkeit bewirkt wird, was eine ausgezeichnete Trennung der einzelnen Gradientzonen ermöglicht. Die geneigten, konvergierenden Wandungen können hierbei je nach Wunsch oder Notwendigkeit im Boden oder in der Decke der Rotorkammer vorgesehen sein.

Die Erfindung wurde im obigen unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen, Methoden und Beispiele beschrieben, doch bedarf es für den Fachmann keines Hinweises, daß in den Einzelheiten Abänderungen und Modifikationen möglich sind, die gleichfalls in den Rahmen der Erfindung fallen.

" · Patentansprüche

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Claims

-28- 2UB7B1B

Patentansprüche

1. Gradientzonenzentrifugenrotor, gekennzeichnet durch eine in dem Rotorkörper (22) vorgesehene Ringkammer (4I), wobei diese Ringkammer

(41) von einer vertikalen inneren Kreiswandung (43) und einer in einem Abstand von dieser vorgesehenen, koaxialen, vertikalen äußeren Kreiswandung (42) sowie von einem Boden (44, 46, 48) im unteren Teil der Ringkammer (4I) begrenzt wird, wobei dieser Boden (44» 46, 48) als V-förmige Ringrinne (47) ausgebildet ist und wobei die innere und die äußere, kreisförmig geführte obere Randkante der V-förmigen Ringrinne (47) jeweils i*¹ Überschneidung mit der unteren Randkante der inneren Kreiswandung (43) beziehungsweise der äußeren Kreiswan-

™ dung (42) zusammenfällt0

2. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Scheitel der Ringrinne (47) i*¹ radialer Richtung von der Achse des Rotorkörpers (22) versetzt ist und eich konzentrisch um diese herumerstreckt.

3· Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Randkante der inneren Kreiewandung (43) höher angeordnet ist als die untere Randkante der äußeren Kreiswandung (42).

4. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringrinne (47) eine nach außen und nach unten geneigte fc kreisförmige Innenwandung (46) und eine nach innen und nach unten

geneigte kreisförmige Außenwandung (44) einbegreift, wobei die geneigte Innenwandung (46) und die geneigte Außenwandung (44) gegeneinander konvergieren und hierbei den Scheitel der V-förmigen Ringrinne (47) bilden und wobei der von der Außenwandung (44) der fiingrinne (47) gegen die Horizontale gebildete Winkel kleiner ist ale der von der Innenwandung (46) der Ringrinne (47) gegen die Horizontale gebildete Winkel.

Gradientzonenzentrifugenrotor naoh Anspruch l_f dadurch gektnnr«lohnet, daß der ringförmige Soheitel der Ringrinne (47) in radialer Richtung im wesentlichen den gleiohen Abstand von den Radiusendpunkten der inneren Kreiswandung (43) und der äußeren Kreiewandung

(42) hat.

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6. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Deckplatte (36) vorgesehen ist, die an dem Eotorkörper (22) abnehmbar befestigt ist und eine mittlere Achsöffnung (38) aufwei st.

7. Gkradi entzonenzentrif ugenro tor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lotorkörper (22) eine mittlere axiale Aussparung (24) aufweist und Verbindungsmittel (28, 29, 31) zum Verbinden des Rotorkörpers (22) mit der Nabe (21) einer drehbaren, getriebenen Zentrifugenwelle in der Aussparung (24) vorgesehen sind.

8. (Jradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hingkammer (4I) eine Vielzahl von in Abständen voneinander in radialer Erstreckung angeordneten, herausnehmbaren Scheidewänden (51) vorgesehen ist, welche die Ringkammer (4I) in eine Vielzahl von Kammersektoren unterteilen, wobei diese Scheidewände (51) jeweils ein Profil aufweisen, das der Querschnittsform der Ringkammer (4I) und der V-förmigen Ringrinne (47) angepaßt ist.

9· (Jradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringkammer (41) an der inneren Kreiswandung (43) ein zylindrischer Kern (52) herausnehmbar angeordnet ist, wobei an diesem Kern (52) in einstückiger Ausbildung mit diesem eine Vielzahl von in Abständen voneinander in radialer Erstreckung angeordneten Scheidewänden (51) vorgesehen ist und wobei diese Scheidewände (51) die Ringkasuner (4I) in eine Vielzahl von KammerSektoren unterteilen.

10· Oradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, d&ß in dem Kern (52) eine Vielzahl von vertikalen Kanälen (66, 67) in einer Anzahl gleich der Zahl der Scheidewände (51) vorgesehen ist, wobei sich diese Kanäle (66, 67) jeweils duroh den Kern (52) hindurch und in eine entsprechende Scheidewand (51) hineinerstrecken.und in einer offenen Mündung (68) aa Tiefetpunkt des Y-töxmigfn Teils der betreffenden Scheitewand (5I) enden.

11; (Jradientzonenzentrifugenrotor nach An ep ru oh 10, daduroh gekennzeichnet, dad der Tiefstpunkt des V-förmigen Teils einer jeden Scheidewand (31) τοπ der SohJ.e der V-föraigen Hingrinne (47) in Sinne eines ?lüβsigkeifrau!gleiche zwisehen benachbarten KammerSektoren etwas

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nach oben versetzt ist.

12. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteiler (71) in einer axialen Anordnung abnehmbar auf den Rotorkörper (22) aufmontiert iat, wobei in dem Verteiler (71) eine Vielzahl Ton sich radial erstreckenden Kanälen (76) in einer Anzahl gleich der Zahl der Kanäle (66, 67) in dem Kern (52) . vorgesehen ist und wobei die Kanäle (76) in dem Verteiler (7I) zum Einfüllen von Materialien in die Kammersektoren im Bereich des Scheitele der V-förmigen Ringrinne (47) und zur Entnahme der Materialien aus diesen jeweils mit einem entsprechenden Kanal (66, 67) in dem Kern (52) in eine lösbare Verbindung bringbar sind.

W 13« Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Verteiler (7I) vorgesehenen Kanäle (76) an ihren oberen Enden in einem einzigen Kanal (74) zusammenlaufen, der im oberen Teil des Verteilers (7I) vorgesehen ist.

14· Gradientzonenzentrifugenrotor, gekennzeichnet durch eine in dem Rotorkörper (22) vorgesehene ringförmige Schleuderkammer (41)> wobei der Boden der Schieberkammer (41) als V-förmige Ringrinne (47) ausgebildet ist.

15· Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch I4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schleuderkammer (41) zu deren Unterteilung in eine Vielzahl von Kammersektoren eine Vielzahl von radial angeordneten ^ Scheidewänden (5I) vorgesehen ist, wobei diese Scheidewände (5I) in

^ Ibrm und Größe der Querschnittsflache der Schleuderkammer (4I) angepaßt sind und dieser Querschnittsfläche im wesentlichen gleichen.

16« Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Scheidewände (5I) ein Kanal (66, 67) zum Einfüllen von Materialien in die Schleuderkammer (41) in Bereich des Scheitele der Bingrinne (47) und zur Entnahme der Materialien aus dieser vorgesehen ist.

17· Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rotorkörper (22) in einer axialen Anordnung ein Verteiler (7I) vorgesehen ist, durch den die Materialien den in den Scheidewänden (51) vorgesehenen Kanälen (66, 67) zuführbar und aus diesen absaugbar sind.

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18. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch I4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rotorkörper (22) eine axiale Aussparung (24) zum Herstellen einer lösbaren Verbindung zwischen dem Rotorkörper (22) und einer Rotorwelle vorgesehen ist, wobei sich zumindest ein Teil der Schleuderkammer (4I) um diese Aussparung (24) herumerstreckt.

19. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Teile der Scheidewände (5I) V-förmig ausgebildet sind und der Scheitel des V-förmigen Teils einer jeden Scheidewand (51) in einem geringen Abstand von dem Scheitel der V-förmigen Ringrinne (47) angeordnet ist.

20. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch I9, dadurch gekennzeichnet,' daß der Scheitel der V-fÖrmigen Ringrinne (47) als schmale, flache, ringförmig geführte Sohle (48) ausgebildet ist und der untere Rand einer jeden Scheidewand (5I) eine flache Kante (63) aufweist.

21. Verfahren zum Trennen biologischer Zellpartikel oder ähnlicher Stoffe, gekennzeichnet durch das Zentrifugieren einer Dichtegradientflüssigkeit zur Bildung vertikaler, zylindrischer Säulen von Schichten in sich gleicher Dichte in dieser Flüssigkeit, die Hervorbringung einer Wanderbewegung der Partikel eines biologischen Probenmaterials durch diese Schichten in sich gleicher Dichte im Zuge eines Zentrifuglervorgangs, bis sich diese Partikel entsprechend ihrer jeweiligen Beschaffenheit in getrennten, vertikalen, zylindrischen Zonen angeordnet haben, die Vornahme einer Umorientierung der Schichten in sich gleicher Dichte und der Partikelzonen in

. scheibenförmige Hinge in räumlich gesonderter, horizontaler Verteilung im Zuge der Verlangsamung der Abschleuderbewegung sowie die Entnahme und das gesonderte Auffangen der Partikelzonen durch Auslösen eines ITiederströmens aller Partikelzonen durch einen ringförmigen Saum mit V-förmigem Querschnitt unter Verringerung der Oberfläehengröße einer jeden Partikelzone und unter Vergrößerung des Abständes zwischen aufeinanderfolgenden Zonen des Probenmattrials bei gleichzeitiger Verringerung der Möglichkeiten einer wechselseitigen Oberlagerung oder Verunreinigung der Partikelzonen.

22. Verfahren zum Auffangen abgetrennter biologischer Zellpartikel oder dergleichen;, die eine Umorientierung in räumlich gesonderte, hori-

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zontale Zonen in Form scheibenförmiger Ringe in einer Dichtegradientflüssigkeit erfahren haben, gekennzeichnet durch das Auslösen eines Niederströmens des aus der Dichtegradientflüssigkeit und den Zonen der abgetrennten Partikel bestehenden Gemisches durch eine ringförmig geführte Verengung mit V-förmigem Querschnitt unter Verringerung der Oberflächengröße einer jeden der aufeinanderfolgenden Partikelzonen und unter Vergrößerung des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Partikelzonen und das anschließende Auffangen der getrennten Partikelzonen in Aufeinanderfolge hinter der Verengung.

23. Verfahren zum Auffangen abgetrennter biologischer Zellpartikel oder dergleichen, die eine Umorientierung in räumlich gesonderte, horizontale Zonen in Form scheibenförmiger Ringe in einer Dichtegradientflüssigkeit erfahren haben, gekennzeichnet durch ein nacheinander vorgenommenes Verschmälern einer jeden Zone dieser Partikel und der zwischen den Zonen befindlichen Anteile der Dichtegradientflüesigkeit zur Verringerung der Oberflächengröße dieser Zone und zur Vergrößerung der Tiefe jeweils des betreffenden Anteils der DichtegradientflÜBsigkeit im Sinne einer Vergrößerung des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Zonen und ein jeweils anschließend vorgenommenes Auffangen der getrennten Partikelzonen nach erfolgter Verschmälerung.

24· Vorrichtung zur Gradientzonenzentrifugierung, gekennzeichnet durch einen Rotorkörper (22» 92; I40), eine in dem Rotorkörper (22; 92» 140) vorgesehene Ringkammer (4I» 93; 141), wobei diese Ringkammer (41» 93» 141) durch eine innere Kreiswandung (43; I51) und eine äußere Kreiswandung (42; 150), die in koaxialer Erstreckung in einem Abstand voneinander angeordnet sind, begrenzt wird, und ein· Vielzahl von in dem Rotorkörper (22» 92» I40) zwischen der inneren Kreiewandung (43; I5I) und der äußeren Kreiewandung (42» I50) entlang einer diesen Kreiswandungen koaxialen Kreislinie in Abständen voneinander angeordneten Entnahm«öffnungen (68» II9) tür Entnahm« das Ablaufs aus der Ringkammer (4I» 93» I4I), wobei i«r ober· oder der untere feil des Innenraums der Ringkammer (4I» 93» I4I) mit geneigten Flächen (44, 46» 116, II7» 143. 144, U6) ausg«eild«r ist, ti« in Richtung einer jeden der Entnahmeöffnungen (68» 119) konvergieren.

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25· Vorrichtung nach Anspruch 24» dadurch gekennzeichnet, daß in der RLngkammer (41f 93} I41) eine Vielzahl von in radialer ErStreckung in Abständen voneinander angeordneten, herausnehmbaren Scheidewänden (5I1 I03) vorgesehen ist, durch die diese Hingkammer (4I1 93» I41) in eine Vielzahl von Kammersektoren unterteilt wird, wobei die Scheidewände (51| 103) jeweils ein Profil aufweisen, das im wesentlichen der Querschnittsform der Eingkammer (4I1 93» 141) und dem Verlauf der konvergierenden, geneigten Flächen (44» 46} II6, 1Γ?» 143, 144» 146) angepaßt ist, an denen sich die Entnahmeöffnungen (681 ΙΙ9) befinden.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24» dadurch gekennzeichnet, daß zu den geneigten Fläohen (44, 46, II6, 117) 143» 144» 146) eine äußere, ringförmig geführte geneigte Fläche (44» 116$ 143) und eine innere, ringförmig geführte geneigte Fläohe (461 117» 144) gehört, wobei diese ringförmig geführten Flächen (44, 46? II6, 117j I43, I44) in der Hingkammer (4I} 93t I4I) in einem V-förmigen.Scheitel mit ringförmiger Erstreckung konvergieren und wobei dieser Scheitel mit der Aohse des Rotorkörpers (22; 92} I40) koaxial ist und zwischen den Hadiusendpunkten der inneren Kreiswandung (43» 151) und der äußeren Ereiswandung (42} 150) liegt.

27» Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeöffnungen (68} II9) in Verteilung entlang einer Kreislinie in dem ringförmig geführten Scheitel angeordnet sind.

28. Vorrichtung nach An epruoh 27» dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmig geführten Fläohen (44, 46; II6, 117} 143, 144) tei der Entnahme der Diohtegradientflüssigkeit aus der fiingkammer (4I} 93; I4I) ia Sinne einer radial einwärts und radial auswärts gerichteten Ver-•chmälerung und Konzentrierung der Gradientzonen betätigbar sind.

29. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zu den geneigten Fläohen (143» 144» 146) eine Vielzahl von jeweils duroh die Fläohe (I46) gebildeten, axial ausgerichteten trichterförmigen Vertiefungen (I42) gehört.

30« Vorrichtung naoh Anspruch 29» dadurchjgekennzeiohnet, daß jeweils im Scheitel (147) eintr trichterförmigen Vertiefung (I42) eine Entnah peöffnung vorgesehen ist, wobei diese Entnahmeöffnungen entlang

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einer der Achse des Rotorkörpers (I40) koaxialen Kreislinie angeordnet sind und zwischen den Radiusendpunkten der inneren Kreiswandung (151) und der äußeren Kreiswandung (150) liegen,

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Gradientzonen in der Ringkammer (14I) bei der Entnahme der Dichtegradientflüssigkeit durch die Entnahmeöffnungen in bezug auf den Sch ei • tel einer jeden trichterförmigen Vertiefung (I42) in allen Winkelrichtungen einengbar und konzentrierbar sind.

32· Vorrichtung nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet, daß der äußere

Rand einer jeden trichterförmigen Vertiefung (142) jeweils an den t äußeren Rand einer benachbarten trichterförmigen Vertiefung (I42)

angrenzt.

33· Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren Kreiswandung (I5I) der Ringkammer (I4I) ein schmaler, ringförmig geführter SLme (149) vorgesehen ist, wobei der innenseitige Randbereich des oberen Endes einer jeden trichterförmigen Vertiefung (I42) Ton der inneren Kreiswandung (151) einen Abstand entsprechend der Breite dieses Simses (149) hat»

34· Gradientzonenzentrifugenrotor, gekennzeichnet durch eine in dem Rotorkörper (92) vorgesehene Ringkammer (93)> wobei diese Ringkammer (93) durch eine innere Kreiswandung und eine in einem Abstand Ton dieser in koaxialer Erstreckung angeordnete äußere Kreiswandung ^ sowie durch einen Boden (94) im unteren Teil der Ringkammer (93)

begrenzt wird, und eine auf dem Rotorkörper (92) vorgesehene, die Ringkammer (93) abschließende, abnehmbare Abdeckung (91), wobei die innenseitige Fläche der Abdeckung (9I) mit einer Ringrinne (II6, 117) Ton umgekehrt V-förmigea Querschnitt ausgebildet ist und wobei sich der innere und der äußere, in ringförmiger Erstreckung geführte untere Rand der Ringrinn· (II6, 117) mit dem oberen Rand der inneren Kreiswandung beziehungsweise der äußeren Krei«wandung überschneidet.

35· GradientzoneÄzentrifugenrotor nach Anspruch 34» dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Scheitel der Ringrinne (II6, II7) konzentrisch um die Achse des Rotorkörpers (92) herumgeführt ist und zwischen der inneren und der äußeren Kreiewandung liegt.

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36« Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 34» dadurch gekennzeichnet, daß die Ringrinne (II6, .117) niit einer nach außen und nach unten geneigten, ringförmigen äußeren Wandung (II6) und mit einer nach innen und nach unten geneigten, ringförmigen inneren Wandung (II7) ausgebildet ist, wobei diese geneigten Wandungen (II6, II7) nach oben gegeneinander konvergieren und den Scheitel der V-förmigen Eingrinne bilden und wobei der von der äußeren Wandung (II6) der Eingrinne gegen die Horizontale gebildete Winkel kleiner ist als der von der inneren Wandung (II7) der Eingrinne gegen die Horizontale gebildete Winkel.

37. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abdeckung (9I) in Verteilung entlang einer Kreislinie eine Vielzahl von räumlich gesonderten Ausiaßöffnungen (II9) vorgesehen ist, wobei diese Ausiaßöffnungen (II9) jeweils im Bereich des ringförmigen Scheitels aus der Bingkammer (93) herausleiten«

38. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 34» dadurch gekennzeichnet, daß in der Bingkammer (93) eine Vielzahl von in radialer Erstreckung in Abständen voneinander herausnehmbar angeordneten Scheidewänden (103) vorgesehen ist, durch welche die Eingkammer (93) in eine Vielzahl von Kammersektoren unterteilt wird, wobei diese Scheidewände (ΙΟ?) jeweils ein Profil aufweisen, das im wesentlichen der Querschnittsform der Eingkammer (93) und der V-förmigen Eingrinne (116, II7) angepaßt ist.

39· Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 38» dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Scheidewände (103) ein Kanal (II4) zur Mate-. rialeinfüllung in die Eingkammer (93) vorgesehen ist.

40. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet, daß ein in axialer Anordnung auf das Oberteil des Eotorkörpers (92) abnehmbar aufmontierter Verteiler (IO8) vorgesehen ist, wobei dieser Verteiler (108) eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Kanälen (II3) in einer Anzahl gleich der Zahl der in den Scheidewänden (I03) vorgesehenen Kanäle (II4) aufweist und wobei die Kanäle

(113) in dem Verteiler (IO8) jeweils mit einem entsprechenden Kanal

(114) in einer Scheidewand (I03) in eine lösbare Verbindung bring-. bar sind.

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41. Gradientzonenzentrifugenrotor nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abdeckung (9I) eine Vielzahl von räumlich gesonderten Auslaßöffnungen (123) vorgesehen ist, die jeweils mit dem Scheitel der V-förmigen Eingrinne (II6, II7) in Verbindung stehen, wobei auf die Abdeckung (9I) eine Sammeleinrichtung (122) aufmontiert ist und in dieser Sammeleinrichtung (122) eine Vielzahl von Kanälen (126) vorgesehen ist und wobei jeder dieser Kanäle (l26) zur Materialentnahme aus der Ringkammer (93) mit einer entsprechenden Auslaßöffnung (123) in der Abdeckung (9I) verbunden ist.

42. Verfahren zum Auffangen von abgetrennten biologischen Zellpartikeln oder dergleichen, die in einer Dichtegradientflüssigkeit eine Umorientierung in räumlich gesonderte, horizontale Zonen in Form scheibenförmiger Binge erfahren haben, gekennzeichnet durch das Hervorbringen einer nach oben oder nach unten gerichteten Strömungsbewegung des aus der Dichtegradientflüssigkeit und den getrennten Partikelzonen bestehenden Gemisches durch einen verengten Bereich oder durch mehrere verengte Bereiche unter Verringerung der Oberflächengröße einer jeden der aufeinanderfolgenden Partikelzonen und

unter Vergrößerung des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Partikelzonen sowie durch das anschließende Auffangen der getrennten Partikelzonen in Aufeinanderfolge nach erfolgter Verengung.

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