Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtrationsvorrichtung und ein Filtrationssystem und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein System und ein Verfahren zum Sammeln von flüssigen Filtraten mittels Filtration.The present invention relates to a filtration device and a filtration system, and more particularly to an apparatus and a system and method for collecting liquid filtrates by filtration.
Es ist häufig wünschenswert, eine Flüssigkeit nach Entfernen suspendierter Partikel zu analysieren, die andernfalls das Flusssystem eines Analysators verstopfen oder die Analyse der Flüssigkeit andernfalls beeinträchtigen könnten. Bei einer Lösungsmittelextraktionsanalyse beispielsweise wird eine Extraktionsflüssigkeit mit einer Feststoffprobe, insbesondere einer pulverförmigen oder körnigen Feststoffprobe, reagiert und Spezies von Interesse werden in die Flüssigkeit zur Analyse extrahiert. Für gewöhnlich wird eine Filtrationsvorrichtung verwendet, mit der Partikel aus der Flüssigkeit, in der sie suspendiert sind, unter Verwendung eines Filtermediums abgeschieden werden. Flüssiges Filtrat wird gesammelt, um in das Flusssystem des Analysators eingebracht zu werden. Zentrifugen werden auch oft verwendet, um den Filtrationsprozess zu unterstützen. Für gewöhnlich wird die Filtrationsvorrichtung lösbar in einer Halterung einer Zentrifuge gehalten und schnell gedreht. Die Zentrifugalkraft, die infolge dieser schnellen Drehung erzeugt wird, bewirkt, dass sich Flüssigkeit und Partikel entlang eines Wegs in der Richtung dieser Kraft bewegen. Das Filtermedium ist entlang dieses Wegs platziert, um als Barriere für die Partikel zu dienen.It is often desirable to analyze a liquid after removing suspended particles, which could otherwise clog the flow system of an analyzer or otherwise interfere with the analysis of the liquid. For example, in a solvent extraction analysis, an extraction liquid is reacted with a solid sample, particularly a powdery or granular solid sample, and species of interest are extracted into the liquid for analysis. Usually, a filtration device is used to separate particles from the liquid in which they are suspended using a filter medium. Liquid filtrate is collected to be introduced into the flow system of the analyzer. Centrifuges are also often used to assist the filtration process. Usually, the filtration device is releasably held in a holder of a centrifuge and rapidly rotated. The centrifugal force generated as a result of this rapid rotation causes liquid and particles to move along a path in the direction of that force. The filter medium is placed along this path to serve as a barrier to the particles.
Eine solche Filtrationsvorrichtung ist in der US3478889 zur Verwendung in Verbindung mit einer Zentrifuge offenbart und umfasst eine Einwegfiltereinheit mit einem Körper, der intern mit einer Probenkammer zum Aufnehmen einer zu filtrierenden Flüssigkeit konfiguriert ist. Die Probenkammer weist am Boden ein offenes Ende auf, das in Gebrauch mit einem Deckel verschlossen ist. Der Deckel ist mit einem Durchgang konfiguriert, der an einem Ende mit der Probenkammer und am anderen Ende mit einem Well für flüssiges Filtrat fluidverbunden ist. Ein Filtermedium deckt zumindest eines der Enden des Durchgangs ab und bildet eine gemeinsame Grenze der Probenkammer und des Wells. Die Filtrationsvorrichtung ist zur Befestigung in einer Halterung einer Zentrifuge vorgesehen. Die Halterung hält die Filtrationsvorrichtung mit der Probenkammer über dem Well und während der Zentrifugation schwenken die Halterung und die Vorrichtung hin in eine Richtung parallel zur Wirkungsrichtung der Zentrifugalkraft, d. h. senkrecht zur Drehachse der Halterung. Die zu filtrierende Flüssigkeit wird unter der Zentrifugalkraft in eine Richtung parallel zu deren Wirkungsrichtung aus der Probenkammer durch das Filtermedium und in das Well bewegt, in dem es als flüssiges Filtrat gehalten wird. Nachdem die Zentrifugation abgeschlossen wurde, schwenken die Halterung und die Filtrationsvorrichtung zurück und flüssiges Filtrat wird im wiederum im Well gehalten, das sich an einem unteren Ende der Filtrationsvorrichtung unter der Probenkammer befindet.Such a filtration device is in the US3478889 discloses for use in conjunction with a centrifuge and includes a disposable filter unit having a body internally configured with a sample chamber for receiving a liquid to be filtered. The sample chamber has an open end at the bottom, which is closed in use with a lid. The lid is configured with a passage fluidly connected at one end to the sample chamber and at the other end to a liquid filtrate well. A filter medium covers at least one of the ends of the passage and forms a common boundary of the sample chamber and the well. The filtration device is intended for mounting in a holder of a centrifuge. The holder holds the filtration device with the sample chamber above the well and during centrifugation, the holder and the device pivot in a direction parallel to the direction of action of the centrifugal force, ie perpendicular to the axis of rotation of the holder. The liquid to be filtered is moved under centrifugal force in a direction parallel to its direction of action from the sample chamber through the filter medium and into the well, where it is kept as a liquid filtrate. After centrifugation is complete, the fixture and filtration device pivot back and liquid filtrate is again held in the well located at a lower end of the filtration device below the sample chamber.
Ein Problem bei diesen bekannten Filtrationsvorrichtungen liegt darin, dass flüssiges Filtrat am Boden der Vorrichtung gehalten wird, wodurch sie für Analysezwecke schwer zugänglich ist. Außerdem kann das Anordnen des Filters am Boden dazu führen, dass Partikel durch die Schwerkraft absinken und somit den Filter verstopfen, bevor ausreichend Filtrat gesammelt wurde. Außerdem muss bei bekannten Zentrifugen jede probenhaltige Filtrationsvorrichtung mit einem diametral entgegengesetzten Gewicht ausgeglichen werden, für gewöhnlich eine weitere probenhaltige Filtrationsvorrichtung, um die Stabilität der sich drehenden Zentrifuge aufrechtzuerhalten und Abnutzung zu verringern.A problem with these known filtration devices is that liquid filtrate is held at the bottom of the device making it difficult to access for analysis. In addition, placing the filter on the bottom can cause particles to sink by gravity, thus clogging the filter before sufficient filtrate is collected. In addition, in known centrifuges, each sample-containing filtration device must be balanced with a diametrically opposite weight, usually another sample-containing filtration device, to maintain the stability of the rotating centrifuge and reduce wear.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Filtrationsvorrichtung bereitgestellt, umfassend eine Probenkammer; einen Körper, der die Probenkammer aufnimmt und einen offenen Oberteil in Verbindung mit der Probenkammer aufweist; ein Well; einen Deckel zum Schließen des offenen Oberteils, wobei der Deckel mit dem Well und mit einem Flüssigkeitskanal zur Verbindung mit der Probenkammer konfiguriert ist; und ein Filtermedium, das so ausgelegt ist, dass es eine Probe aus der Probenkammer filtriert, bevor sie in das Well gelangt; wobei das Well im Deckel positioniert ist, für gewöhnlich auf einer Oberseite des Deckels, an einer Stelle näher an dessen Außenumfang als der Flüssigkeitskanal, um das flüssige Filtrat (48) daraus aufzunehmen. Dies hat den Vorteil, dass, da das flüssige Filtrat in einem Well in einem Deckel über dem Filtermedium gesammelt werden kann, dieses für eine darauffolgende Analyse leichter zugänglich ist. Ferner können, da das Filtermedium über der Probenkammer und über der zu filtrierenden Flüssigkeit liegt, sodann keine Partikel in der Flüssigkeit durch die Schwerkraft bewegt werden, um das Filtermedium zu verstopfen.According to a first aspect of the present invention, there is provided a filtration apparatus comprising a sample chamber; a body receiving the sample chamber and having an open top in communication with the sample chamber; a well; a lid for closing the open top, wherein the lid is configured with the well and with a fluid channel for connection to the sample chamber; and a filter medium configured to filter a sample from the sample chamber before entering the well; wherein the well is positioned in the lid, usually on an upper side of the lid, at a position closer to its outer periphery than the liquid channel to allow the liquid filtrate ( 48 ) to record from it. This has the advantage that, since the liquid filtrate can be collected in a well in a lid over the filter medium, it is easier to access for subsequent analysis. Further, since the filter medium is above the sample chamber and above the liquid to be filtered, then no particles in the liquid can be moved by gravity to clog the filter medium.
Bei manchen Ausführungsformen ist der Deckel mit einem elliptischen Querschnitt in einer Ebene parallel zum offenen Oberteil konfiguriert, wenn durch den Deckel verschlossen, und ist das Well in einer Richtung entlang der Hauptachse (M) der Ellipse näher am Umfang des Deckels als der Flüssigkeitskanal positioniert. Dies hat den Vorteil, dass der hydrostatische Druck auf die Flüssigkeit während der Zentrifugation in den Bereichen der Probenkammer entlang der Hauptachse größer ist, so dass Flüssigkeit vorzugsweise durch die Strömungskanäle und hin zum Well geleitet wird.In some embodiments, the lid is configured with an elliptical cross section in a plane parallel to the open top when closed by the lid, and the well is positioned in a direction along the major axis (M) of the ellipse closer to the periphery of the lid than the liquid channel. This has the advantage that the hydrostatic pressure on the liquid during the centrifugation in the areas of the sample chamber along the main axis is greater, so that liquid is preferably passed through the flow channels and towards the well.
Bei manchen Ausführungsformen ist das Filtermedium an einer Basis des Deckels angebracht, um den Flüssigkeitskanal abzudecken. Dies erleichtert das Zusammenbauen der Filtrationsvorrichtung und ermöglicht bei manchen Ausführungsformen eine Wiederverwendung der Filtrationsvorrichtung, indem lediglich der Deckel ausgetauscht wird.In some embodiments, the filter media is attached to a base of the lid, to cover the fluid channel. This facilitates assembling the filtration device and, in some embodiments, allows for reuse of the filtration device merely by replacing the cover.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Filtrationssystem bereitgestellt, umfassend eine Reihe von Filtrationsvorrichtungen gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung und eine Zentrifuge, die eine Reihe von Halterungen beinhaltet, die für eine Drehung um eine Drehachse im Wesentlichen parallel zur Vertikalen befestigt sind, wobei jede Halterung der Reihe von Halterungen so konfiguriert ist, dass sie eine zugehörige Filtrationsvorrichtung der Reihe von Filtrationsvorrichtungen lösbar hält, die während einer Drehung der Reihe von Halterungen mit ihrer Probenkammer unter ihrem Filtermedium ausgerichtet ist. Der hydrostatische Druck, der durch die Zentrifugalkraft erzeugt wird, die durch die Drehung der Halterungen erzeugt wird, bewirkt, dass sich die zu filtrierende Flüssigkeit aufwärts entlang der Innenwände der Probenkammer und durch das Filtermedium bewegt, um im Well davon gehalten zu werden. Da das Filtermedium über der Flüssigkeit in der Probenkammer bleibt, wird sodann ein Verstopfen des Filtermediums durch die Schwerkraft vermieden.According to a second aspect of the present invention, there is provided a filtration system comprising a series of filtration devices according to the first aspect of the present invention and a centrifuge including a series of brackets mounted for rotation about an axis of rotation substantially parallel to the vertical, wherein each holder of the series of holders is configured to releasably retain an associated filtration device of the series of filtration devices aligned with its sample chamber below its filter medium during rotation of the series of holders. The hydrostatic pressure generated by the centrifugal force generated by the rotation of the brackets causes the liquid to be filtered to move upwardly along the inner walls of the sample chamber and through the filter medium to be held in the well thereof. Since the filter medium remains above the liquid in the sample chamber, then clogging of the filter medium by gravity is avoided.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines flüssigen Filtrats unter Verwendung des Systems gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, um mit dem ersten und dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung assoziierte Vorteile bereitzustellen.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of producing a liquid filtrate using the system according to the second aspect of the present invention to provide advantages associated with the first and second aspects of the present invention.
Somit wird gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines flüssigen Filtrats bereitgestellt, das die Schritte umfasst: Platzieren einer Filtrationsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung in einer drehbaren Halterung einer Zentrifuge, um das Filtermedium und das Well über der zu filtrierenden flüssigen Probe auszurichten, wenn die Filtereinheit in der Halterung platziert ist; Zentrifugieren der zu filtrierenden flüssigen Probe, während die Filtrationsvorrichtung in der im Wesentlichen gleichen Ausrichtung bleibt, die sie hatte, als sie in der Halterung platziert war, um zu bewirken, dass sich die zu filtrierende Probe durch das Filtermedium und aus dem flüssigen Filtrat aufwärts bewegt, und Bewegen des flüssigen Filtrats in das Well unter Einwirkung der Zentrifugalkraft auf das flüssige Filtrat.Thus, according to the third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid filtrate, comprising the steps of: placing a filtration device according to the first aspect of the present invention in a rotatable holder of a centrifuge, around the filter medium and the well above the filter to be filtered align liquid sample when the filter unit is placed in the holder; Centrifuge the liquid sample to be filtered while keeping the filtration device in the substantially same orientation it had when placed in the fixture to cause the sample to be filtered to move upwardly through the filter medium and out of the liquid filtrate , and moving the liquid filtrate into the well under the influence of centrifugal force on the liquid filtrate.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Deckel zum Schließen eines offenen Oberteils eines rohrförmigen Filterkörpers bereitgestellt, wobei der Deckel einen Flüssigkeitskanal, der sich von einer gegenüberliegenden Oberfläche durch den Deckel zu einer anderen erstreckt; ein Filtermedium, das am Deckel fixiert ist, um zumindest ein Ende des Flüssigkeitskanals abzudecken; und ein Well für ein flüssiges Filtrat, das in einer Position näher an einem Außenumfang des Deckels als der Flüssigkeitskanal angeordnet ist, umfasst.According to a fourth aspect of the present invention there is provided a lid for closing an open top of a tubular filter body, the lid having a fluid channel extending from an opposite surface through the lid to another; a filter medium fixed to the lid to cover at least one end of the liquid passage; and a liquid filtrate well positioned in a position closer to an outer periphery of the lid than the liquid channel.
Diese und andere Vorteile gehen aus der nachstehenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der beiliegenden Figuren hervor, in denen:
- 1 eine erste Ausführungsform der Filtrationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 den Deckel der in 1 veranschaulichten Filtrationsvorrichtung zeigt;
- 3 eine Zentrifuge eines Filtrationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- die Fig. die in 1 veranschaulichte Filtrationsvorrichtung in 4 Verwendung mit der in 3 veranschaulichten Zentrifuge zeigen.
- 5 eine zweite Ausführungsform einer Filtrationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 6 eine dritte Ausführungsform einer Filtrationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
These and other advantages will become apparent from the following description of non-limiting embodiments of the present invention with reference to the drawings of the accompanying drawings, in which: - 1 a first embodiment of the filtration device according to the present invention;
- 2 the lid of the 1 illustrated filtration device;
- 3 shows a centrifuge of a filtration system according to the present invention.
- the Fig. The in 1 Illustrated filtration device in use with the in FIG 3 show illustrated centrifuge.
- 5 shows a second embodiment of a filtration device according to the present invention.
- 6 a third embodiment of a filtration device according to the present invention shows.
Eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Filtrationsvorrichtung 2 gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die in 1 und 2 gezeigt ist, umfasst einen rohrförmigen Körper 4, der mit einem offenen Oberteil 6 und einem geschlossenen Boden 8 konfiguriert ist, um eine Probenkammer im rohrförmigen Körper 4 zu definieren. Ein Deckel 12 ist als Verschluss für den offenen Oberteil 6 bereitgestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Deckel 12 durch ein Scharnier 14 am rohrförmigen Körper 4 angebracht, das eine Bewegung des Deckels 12 ermöglicht, um den offenen Oberteil 6 zu verschließen, und zwar durch einen Schiebesitzeingriff mit dem rohrförmigen Körper 4, und ist mit Abschnitten 16 versehen, die sich in einer Ebene parallel zum offenen Oberteil 6 über den rohrförmigen Körper 4 hinaus erstrecken, wenn der Deckel 12 geschlossen ist. Bei anderen Ausführungsformen kann auf das Scharnier 14 verzichtet werden; der Deckel 12 kann bei anderen Ausführungsformen so fixiert sein, dass er den Oberteil 6 dauerhaft verschließt, z. B. indem der rohrförmige Körper 4 und der Deckel 12 einstückig ausgebildet werden; oder können der Deckel 12 und der rohrförmige Körper 4 für einen Gewindeeingriff konfiguriert sein.A first exemplary embodiment of a filtration device 2 according to the first aspect of the present invention, which in 1 and 2 is shown comprises a tubular body 4 the one with an open top 6 and a closed floor 8th is configured to a sample chamber in the tubular body 4 define. A lid 12 is as a closure for the open top 6 provided. In the present embodiment, the lid is 12 through a hinge 14 on the tubular body 4 attached, which is a movement of the lid 12 allows to open the top 6 to be closed, by a sliding fit engagement with the tubular body 4 , and is with sections 16 provided in a plane parallel to the open top 6 over the tubular body 4 extend out when the lid 12 closed is. In other embodiments, may be on the hinge 14 be waived; the lid 12 may be fixed in other embodiments so that it is the upper part 6 permanently closes, z. B. by the tubular body 4 and the lid 12 be formed in one piece; or can the lid 12 and the tubular body 4 be configured for a threaded engagement.
Der Deckel 12 weist eine Unterseite 18 und eine gegenüberliegende Oberseite 19 auf, die durch einen gemeinsamen Außenumfang 11 begrenzt sind. Zumindest ein Teil 18a der Unterseite 18 dient als Träger für ein Filtermedium 20, hier ein planares Filtermedium wie es z. B. durch ein Filterpapier oder einen Membranfilter bekannter Typen bereitgestellt werden kann, so dass der Träger 180, wenn der Deckel 12 über dem offenen Oberteil 6 des rohrförmigen Körpers 4 geschlossen wird, das Filtermedium 20 über einer zu filtrierenden Flüssigkeit anordnet, die in der Probenkammer 10 gehalten wird. Es wird verstanden, dass bei anderen Ausführungsformen zumindest ein Abschnitt der Oberseite 19 alternativ oder zusätzlich als Träger für das Filtermedium 20 dienen kann.The lid 12 has a bottom 18 and an opposite top 19 on that through a common outer circumference 11 are limited. At least a part 18a the bottom 18 serves as a carrier for a filter medium 20 , here a planar filter medium as z. B. can be provided by a filter paper or a membrane filter of known types, so that the carrier 180 when the lid 12 over the open top 6 of the tubular body 4 is closed, the filter medium 20 above a liquid to be filtered, located in the sample chamber 10 is held. It is understood that in other embodiments at least a portion of the top 19 alternatively or additionally as a carrier for the filter medium 20 can serve.
Auch unter Bezugnahme auf 2, bei der der Deckel 12 in einer geschlossenen Position gezeigt ist, ist der Deckel 12 ebenfalls mit einem Well 24 auf seiner Oberseite 19 zum Aufnehmen eines flüssigen Filtrats konfiguriert. Bei der vorliegenden Ausführungsform befinden sich zwei Wells 24 in den Abschnitten 16 des Deckels außerhalb des rohrförmigen Körpers 4, um sich von der Oberseite 19 entlang des Körpers 4 in dieser geschlossenen Position zu erstrecken.Also with reference to 2 in which the lid 12 is shown in a closed position, the lid 12 also with a well 24 on its top 19 configured to receive a liquid filtrate. In the present embodiment, there are two wells 24 in the sections 16 the lid outside the tubular body 4 to get away from the top 19 along the body 4 to extend in this closed position.
Ein Flüssigkeitskanal, der hier aus zumindest einem Durchgangsloch 22 (hier zwei) zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 18, 19 besteht, ist im Deckel (12) für eine Flüssigverbindung mit der Probenkammer 10 vorgesehen, um ein flüssiges Filtrat bereitzustellen, das in dem einen oder den mehreren Wells 24 zu halten ist. Zumindest eines der offenen Enden des jeden des zumindest einen Durchgangslochs 22 wird vom Filtermedium 20 abgedeckt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Abschnitt 18a der Unterseite 18, die als Träger dient, ausgenommen, um das offene Ende 6 des Körpers 4 aufzunehmen.A fluid channel, here from at least one through hole 22 (here two) between the opposite surfaces 18 . 19 exists in the lid ( 12 ) for a liquid connection with the sample chamber 10 provided to provide a liquid filtrate in the one or more wells 24 to hold. At least one of the open ends of each of the at least one through-hole 22 gets from the filter medium 20 covered. In the present embodiment, the section 18a the bottom 18 which serves as a carrier, except to the open end 6 of the body 4 take.
Allgemeiner gesprochen befindet sich das Well 24 näher am Außenumfang 11 des Deckels 12 in einer Flussrichtung von flüssigem Filtrat aus dem Flüssigkeitskanal 22 als der Flüssigkeitskanal (Durchgangslöcher) 22 selbst. Diese relative Positionierung des Wells 24 und des Flüssigkeitskanals 22 erleichtert das Fließen des flüssigen Filtrats während der Zentrifugation aus dem Flüssigkeitskanal 22 in das Well 24, wie nachstehend näher beschrieben.More generally, the well is located 24 closer to the outer circumference 11 of the lid 12 in a flow direction of liquid filtrate from the liquid channel 22 as the liquid channel (through holes) 22 yourself. This relative positioning of the well 24 and the liquid channel 22 facilitates the flow of liquid filtrate out of the fluid channel during centrifugation 22 in the well 24 as described in more detail below.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Deckel 12 ferner mit einer Leitung 26 konfiguriert, die einen Zugang zur Probenkammer 10 von außerhalb der Filtrationsvorrichtung 2 bietet und vom Filtermedium 20 nicht abgedeckt wird. Bei manchen Ausführungsformen, wie z. B. wenn vorgesehen ist, dass eine Flüssigkeit vor Schließen des Deckels 12 in die Probenkammer 10 einzubringen ist, kann auf diese Leitung 26 verzichtet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Dichtung (in 1 und 2 der Klarheit wegen weggelassen) als Element des Deckels 12 bereitgestellt sein, um ein unbeabsichtigtes Ein- oder Austreten von Flüssigkeit zu verhindern. Diese Dichtung ist mit zumindest den Regionen unmittelbar über den Wells 24 und der optionalen Leitung 26 (falls vorhanden) konfiguriert, die durchstechbar oder entfernbar sind, um Zugang zu diesen Merkmalen von außen bereitzustellen, z. B. durch eine Hohlnadel oder Pipette. Eine dünne Folie, ein dünner Film, eine dünne Wand oder eine dünne Membran kann für diesen Zweck in diesen Regionen verwendet werden oder kann so bereitgestellt sein, dass diese bzw. dieser über der gesamten Oberseite 19 liegt.In the present embodiment, the lid is 12 further with a line 26 configured to have access to the sample chamber 10 from outside the filtration device 2 offers and from the filter medium 20 is not covered. In some embodiments, such as. B. if it is provided that a liquid before closing the lid 12 into the sample chamber 10 can contribute to this line 26 be waived. In some embodiments, a gasket (in 1 and 2 omitted for clarity) as an element of the lid 12 be provided to prevent inadvertent ingress or egress of liquid. This seal is with at least the regions immediately above the wells 24 and the optional line 26 configured (if present) that are pierceable or removable to provide access to these features from the outside, e.g. B. by a hollow needle or pipette. A thin film, a thin film, a thin wall or a thin membrane may be used for these purposes in these regions, or may be provided so as to cover the entire top 19 lies.
Eine Zentrifuge 30 als Komponente eines Filtrationssystems gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in 3 veranschaulicht und umfasst ein Gehäuse 32, in dem ein Motor 34 aufgenommen ist. Der Motor 34 ist so betreibbar, dass er eine Halterung 36 um eine im Wesentlichen vertikale Achse, A, dreht. Die Halterung 36 ist bei der vorliegenden Ausführungsform mithilfe einer Anordnung aus einem Lager 38 und einer Achse 40 mit dem Motor 34 verbunden.A centrifuge 30 as a component of a filtration system according to a second aspect of the present invention is disclosed in 3 illustrates and includes a housing 32 in which a motor 34 is included. The motor 34 is so operable that he has a holder 36 about a substantially vertical axis, A, rotates. The holder 36 is in the present embodiment by means of an arrangement of a bearing 38 and an axis 40 with the engine 34 connected.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Halterung 36 bei der vorliegenden Ausführungsform einen offenen Oberteil auf und ist innen so bemessen, dass sie eine Filtrationsvorrichtung (z. B. 2) aufnimmt, um die Filtrationsvorrichtung 2 hochkant mit dem Filtermedium 20 und dem Deckel 12 über einer Flüssigkeit in der Probenkammer 10 zu halten, bevor eine Zentrifugation erfolgt. Die Halterung 36 ist so konfiguriert, dass sie die aufgenommene Filtrationsvorrichtung 2 während der Zentrifugation in dieser Hochkantposition hält und somit den Deckel 12 in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur einer Drehachse A hält. Bei dieser vorliegenden Ausführungsform verläuft die im Wesentlichen vertikale Drehachse A entlang der Mitte der Filtrationsvorrichtung 2 von einem Boden 8 zum Deckel 12. Dies bietet dahingehend einen Vorteil, dass die Filtrationsvorrichtung 2 während der Drehung nicht ausgeglichen werden muss, wodurch das Zentrifugieren einzelner Proben ohne übermäßige Abnutzung der Zentrifuge 30 möglich wird.According to the first aspect of the present invention, the holder 36 in the present embodiment has an open top and is internally sized to hold a filtration device (e.g. 2 ) to the filtration device 2 upright with the filter medium 20 and the lid 12 above a liquid in the sample chamber 10 to hold before a centrifugation takes place. The holder 36 is configured to hold the recorded filtration device 2 during centrifugation holds in this upright position and thus the lid 12 in a plane substantially perpendicular to a rotation axis A holds. In this present embodiment, the substantially vertical axis of rotation extends A along the middle of the filtration device 2 from a floor 8th to the lid 12 , This offers an advantage in that the filtration device 2 during the rotation does not need to be compensated, allowing the centrifugation of individual samples without excessive wear of the centrifuge 30 becomes possible.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht, kann der rohrförmige Körper 4 mit einem elliptischen Querschnitt in einer Ebene parallel zum offenen Ende 6 ausgebildet sein. Die zwei Durchgangslöcher 22 befinden sich sodann entlang der Hauptachse M (auch als Langachse bekannt) der Ellipse im Wesentlichen im gleichen Abstand zu und jeder Seite der Mitte C der Ellipse, so dass sich die Durchgangslöcher 22 bei geschlossenem Deckel 12 einem Teilbereich einer Innenwand 46 der Probenkammer 10 benachbart befinden, der sich mit der Hauptachse M schneidet. Die Wells 24 befindet sich gleichermaßen entlang der Hauptachse M der Ellipse im Wesentlichen mit gleichem Abstand von und jeder Seite der Mitte C der Ellipse an Positionen weiter entfernt von der Mitte C als die zwei Durchgangslöcher 22 und näher am Außenumfang 11 des Deckels 12. Auch wenn es nicht wesentlich ist, den rohrförmigen Körper 4 mit einem elliptischen Querschnitt zu versehen, gehen sich daraus ergebende Vorteile aus dem Betrieb der Zentrifuge zum Drehen einer solchen Filtrationsvorrichtung 2 hervor, wie nachstehend unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. Unabhängig von der Querschnittsform des rohrförmigen Körpers 4 ist es jedoch wesentlich, dass sich die Wells 24 nahe dem Außenumfang 11 des Deckels 12 befinden, wie aus der nachstehend Beschreibung hervorgeht.As in the 1 and 2 illustrates, the tubular body 4 with an elliptical cross-section in a plane parallel to the open end 6 be educated. The two through holes 22 are then along the main axis M (also known as the long axis) of the ellipse at substantially the same distance from each side of the center C the ellipse, so that the through holes 22 with the lid closed 12 a portion of an inner wall 46 the sample chamber 10 located adjacent to the main axis M cuts. The Wells 24 is located equally along the main axis M the ellipse in essence equidistant from and each side of the middle C the ellipse at positions farther from the center C as the two through holes 22 and closer to the outer circumference 11 of the lid 12 , Although it is not essential, the tubular body 4 to provide an elliptical cross-section resulting advantages from the operation of the centrifuge for rotating such a filtration device 2 as explained below with reference to the 4 described. Regardless of the cross-sectional shape of the tubular body 4 However, it is essential that the wells 24 near the outer circumference 11 of the lid 12 as shown in the description below.
4(a) veranschaulicht eine Filtrationsvorrichtung 2 in Teilschnittansicht, die in einer entsprechenden Halterung 36 der Zentrifuge 30 von 3 befestigt ist, vor Zentrifugation. Wie aus 4(a) ersichtlich, schließt der Deckel 12 der Filtrationsvorrichtung 2 den offenen Oberteil 6 der Probenkammer 10 und hält das Filtermedium 20 über der zu filtrierenden Flüssigkeit 42. Das Filtermedium 20 ist so angeordnet, dass es die Durchgangslöcher 22 abdeckt, die den Flüssigkeitskanal bilden, die Leitung 26 jedoch umgeht. Das Well 24 ist außerhalb des rohrförmigen Körpers 4 in einer Richtung entlang der Hauptachse M des elliptischen Deckels 12 liegend gezeigt. Der Deckel 12 ist über seine gesamte Oberseite 19 mit einer Foliendichtung 44 abgedichtet. 4 (a) illustrates a filtration device 2 in partial sectional view, in a corresponding holder 36 the centrifuge 30 from 3 is attached before centrifugation. How out 4 (a) can be seen, the lid closes 12 the filtration device 2 the open top 6 the sample chamber 10 and holds the filter medium 20 above the liquid to be filtered 42 , The filter medium 20 is arranged so that there are the through holes 22 covering the fluid channel covers the conduit 26 however, bypasses. The well 24 is outside the tubular body 4 in a direction along the major axis M of the elliptical cover 12 lying down. The lid 12 is over its entire top 19 with a foil seal 44 sealed.
Die 4(b) und (c) veranschaulichen eine Filtrationsvorrichtung 2 in einer Teilschnittansicht, die in einer entsprechenden Halterung 36 befestigt ist, während einer Zentrifugation durch Drehung der Halterung 36 um die im Wesentlichen vertikale Achse A, wie durch den Pfeil in 4(b) veranschaulicht. Die Wirkung der Zentrifugation auf die zu filtrierende Flüssigkeit 42 in der Probenkammer 10 liegt, wie in 4(b) ersichtlich, darin, diese gegen die Innenfläche 46 zu drängen, die die Probenkammer 10 definiert und, und diese danach entlang der Oberfläche 46 aufwärts zum Deckel 12 zu bewegen. Dank der elliptischen Querschnittsform des rohrförmigen Körpers 4 ist der hydrostatische Druck auf die Flüssigkeit 42 während der Zentrifugation entlang des Abschnitts der Innenfläche 46 der Probenkammer 10, der sich mit der Hauptachse M schneidet, höher als andernorts (d. h. hin zu den Fokusse der Ellipse). Wie durch die Pfeile in 4(c) veranschaulicht, besteht die Wirkung davon darin, dass die Flüssigkeit 42 vorzugsweise aufwärts entlang dieses Abschnitts der Innenfläche 46 durch das Filtermedium 20, das die Durchgangslöcher 22 abdeckt, transportiert wird, um ein flüssiges Filtrat zu bilden, das durch die Wirkungen der Zentrifugation sodann hin zu den Wells 24 bewegt wird, die sich weiter weg entlang der Hauptachse M des elliptischen Deckels 12 befinden. Nach der Zentrifugation (4(d)) wird ein flüssiges Filtrat 48 in den Wells 24 gehalten, während der Rest der Flüssigkeit 42 in die Probenkammer 10 rückgeführt wird.The 4 (b) and (c) illustrate a filtration device 2 in a partial sectional view, in a corresponding holder 36 is attached during centrifugation by rotation of the holder 36 around the substantially vertical axis A as indicated by the arrow in 4 (b) illustrated. The effect of centrifugation on the liquid to be filtered 42 in the sample chamber 10 lies, as in 4 (b) visible, in this, against the inner surface 46 to urge the sample chamber 10 defined and, and then along the surface 46 up to the lid 12 to move. Thanks to the elliptical cross-sectional shape of the tubular body 4 is the hydrostatic pressure on the liquid 42 during centrifugation along the portion of the inner surface 46 the sample chamber 10 that deals with the main axis M cuts higher than elsewhere (ie towards the foci of the ellipse). As indicated by the arrows in 4 (c) the effect of this is that the liquid 42 preferably upwardly along this portion of the inner surface 46 through the filter medium 20 that the through holes 22 is transported to form a liquid filtrate by the effects of centrifugation then to the wells 24 is moved, moving farther along the main axis M of the elliptical lid 12 are located. After centrifugation ( 4 (d) ) becomes a liquid filtrate 48 in the wells 24 held while the rest of the liquid 42 into the sample chamber 10 is returned.
Das flüssige Filtrat 48 ist danach von außerhalb der Filtrationsvorrichtung 2 zugänglich, indem Regionen 50 der Foliendichtung 44 unmittelbar über den Wells 24 durchstochen werden, z. B. mit einer Hohlnadel in Fluidverbindung mit einem Flüssigkeitseinlass einer Analysevorrichtung (nicht gezeigt).The liquid filtrate 48 is then from outside the filtration device 2 accessible by regions 50 the foil seal 44 immediately above the wells 24 be punctured, z. With a hollow needle in fluid communication with a fluid inlet of an analyzer (not shown).
Eine veranschaulichende Verwendung des Filterelements 2 und der Zentrifuge 30, wie in 4(a) gezeigt, ist deren Verwendung in einem Lösungsmittelextraktionsassay. Eine körnige oder pulverförmige Probe, z. B. eine Weizenprobe, wird zunächst durch den offenen Oberteil 6 in die Probenkammer 10 eingebracht und danach wird der Deckel 12 verschlossen. Eine Extraktionsflüssigkeit, z. B. 30 Vol.-% Ethanol in Wasser, wird von außerhalb der Filtrationsvorrichtung 2 mithilfe z. B. einer Nadel einer Spritze über die Leitung 26 in die Probenkammer 10 eingebracht, nachdem die Nadel die Folie 44 in einer Region 27 über dem Flüssigkeitskanal 26 perforiert hat. Wie verstanden wird, kann diese Extraktionsflüssigkeit alternativ durch den offenen Oberteil 6 eingebracht werden, bevor dieser vom Deckel 12 verschlossen wird. Ein Vorteil beim Ersteren liegt jedoch darin, dass die Feststoffprobe in der geschlossenen, abgedichteten Filtrationsvorrichtung 2 einfacher an einen Ort transportiert werden kann, an dem der Assay durchzuführen ist oder eine Lagerung erfolgt, ohne dass das Risiko von Probenverlust besteht.An illustrative use of the filter element 2 and the centrifuge 30 , as in 4 (a) is their use in a solvent extraction assay. A granular or powdery sample, z. B. a wheat sample is first through the open top 6 into the sample chamber 10 and then the lid 12 locked. An extraction liquid, for. B. 30 Vol .-% ethanol in water, is from outside the filtration device 2 using z. B. a needle of a syringe over the line 26 into the sample chamber 10 introduced after the needle the foil 44 in a region 27 above the fluid channel 26 perforated. As will be understood, this extraction fluid may alternatively be through the open top 6 be introduced before this from the lid 12 is closed. An advantage with the former, however, is that the solid sample in the closed, sealed filtration device 2 can be more easily transported to a location where the assay is to be performed or stored without the risk of sample loss.
Die Spezies von Interesse für den Assay, z. B. ein Mykotoxin, wird über die Zeit hinweg aus der körnigen Probe in die Extraktionsflüssigkeit extrahiert, die danach die zu filtrierende Flüssigkeit 42 bildet. Die Filtrationsvorrichtung 2, die die Mischung aus Feststoffweizenprobe und zu filtrierender Flüssigkeit 42 enthält, wird danach in einer Halterung 36 der Zentrifuge 30 platziert, um in der Probenkammer 10 unter dem Filtermedium 20, vom Deckel 12 getragen, aufgenommen zu werden. Während der Zentrifugation wird aus der Probe extrahierte Flüssigkeit, die die Spezies von Interesse enthält, aufwärts entlang der Innenfläche 46 der Probenkammer 10 gedrängt und verläuft durch die Durchflussleitungen 22, die vom Filtermedium 20 abgedeckt sind, um ein flüssiges Filtrat 48 über der Probenkammer 10 zu bilden. Das flüssige Filtrat bewegt sich in einer Ebene senkrecht zur Drehachse A weg von den Durchgangslöchern 22 und fällt in die Wells 24, wo es gehalten wird. Nachdem die Zentrifuge 30 gestoppt wird, bleibt in der Filtrationsvorrichtung 2 das flüssige Filtrat 48 in den Wells 24 zurück, die von der Extraktionsflüssigkeit und der Probe getrennt ist, die in der Probenkammer 10 zurückbleiben. Dieses flüssige Filtrat 48 ist danach über eine Hohlnadel oder Pipette für einen Assay zugänglich, die durch die Regionen 50 über den Wells 24 gedrückt wird, um in das flüssige Filtrat 48 einzudringen. Ein Pumpsystem eines Assayinstruments, wobei die Zentrifuge 30 in dieses Assayinstrument integriert sein kann, kann in Fluidverbindung mit der Hohlnadel oder Pipette im flüssigen Filtrat 48 vorgesehen sein und kann so betrieben werden, dass es das Filtrat 48 aus den Wells 24 und zu einer Messregion des Assayinstruments bewegt.The species of interest for the assay, e.g. As a mycotoxin, is extracted over time from the granular sample into the extraction liquid, then the liquid to be filtered 42 forms. The filtration device 2 containing the mixture of solid wheat sample and liquid to be filtered 42 contains, then is in a holder 36 the centrifuge 30 placed in the sample chamber 10 under the filter medium 20 , from the lid 12 born to be picked up. During centrifugation, liquid extracted from the sample containing the species of interest is upwardly along the inner surface 46 the sample chamber 10 crowded and runs through the flow lines 22 that from the filter medium 20 are covered to a liquid filtrate 48 above the sample chamber 10 to build. The liquid filtrate moves in a plane perpendicular to the axis of rotation A away from the through holes 22 and falls into the wells 24 where it is held. After the centrifuge 30 is stopped, remains in the filtration device 2 the liquid filtrate 48 in the wells 24 which is separate from the extraction liquid and the sample in the sample chamber 10 remain. This liquid filtrate 48 is then accessible via a hollow needle or pipette for an assay by the regions 50 over the wells 24 is pressed to enter the liquid filtrate 48 penetrate. A pumping system of an assay instrument, the centrifuge 30 may be integrated into this assay instrument, may be in fluid communication with the hollow needle or pipette in the liquid filtrate 48 be provided and can be operated so that it is the filtrate 48 from the wells 24 and moved to a measurement region of the assay instrument.
Eine zweite Ausführungsform einer Filtrationsvorrichtung 52 ist in 5 veranschaulicht und umfasst einen rohrförmigen Körper 54, hier mit kreisförmigen Querschnitt, der mit einem offenen Oberteil 55 und einem geschlossenen Boden 58 konfiguriert ist, um eine Probenkammer 60 für eine zu filtrierende Flüssigkeit zu bilden. Eine ringförmige Oberseite 62 des offenen Oberteils 55 ist so konfiguriert, dass sie als Träger dient, um ein planares Filtermedium 64 wie z. B. ein Filterpapier oder einen Membranfilter, in einer Ebene parallel zum geschlossenen Boden 58 zu tragen. Das Filtermedium 64 ist, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, an der Oberseite 62 optional fixiert, wie z. B. durch Kleben, und kann mit einer zentralen Öffnung (strichlierte Konstruktion 66) konstruiert sein, um Zugang zur Probenkammer 60 von außerhalb des rohrförmigen Körpers 54 bereitzustellen. Das Filtermedium 64 kann alternativ über den offenen Oberteil 55 durchgängig sein, wie bei der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Um Zugang zur Probenkammer 60 von außerhalb des rohrförmigen Körpers 54 zu erhalten, wird das Filtermedium 64 durchstochen, z. B. mit einer Spritzennadel oder Pipette. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der rohrförmige Körper 54 einen kreisförmigen Querschnitt auf, kann jedoch auch elliptisch sein, wie bei der in 1 gezeigten Ausführungsform.A second embodiment of a filtration device 52 is in 5 illustrates and includes a tubular body 54 , here with a circular cross section, with an open top 55 and a closed floor 58 is configured to a sample chamber 60 to form for a liquid to be filtered. An annular top 62 of the open top 55 is configured to serve as a carrier around a planar filter medium 64 such as As a filter paper or a membrane filter, in a plane parallel to the closed bottom 58 to wear. The filter medium 64 is at the top, as in the present embodiment 62 optionally fixed, such. B. by gluing, and can with a central opening (dotted construction 66 ) to access the sample chamber 60 from outside the tubular body 54 provide. The filter medium 64 can alternatively via the open top 55 be continuous as illustrated in the present embodiment. To access the sample chamber 60 from outside the tubular body 54 to get the filter medium 64 punctured, z. B. with a syringe needle or pipette. In the present embodiment, the tubular body 54 a circular cross section, but may also be elliptical, as in the 1 shown embodiment.
Bei einer alternativen Ausführungsform (auch in 5 veranschaulicht) ist der Träger 68 als offener starrer Rahmen 70 mit einer ringförmigen Basis 72 konfiguriert, über die sich ein planares Filtermedium 74 erstreckt, und ist an der Basis 72 um deren Umfang fixiert. Es wird verstanden, dass dieses Filtermedium 74 sich alternativ über einen ringförmigen Oberteil erstrecken kann, der der Basis 72 gegenüberliegt, ohne sich von der beanspruchten Erfindung zu entfernen. Der Träger 68 dieser alternativen Ausführungsform ist für einen Schiebesitzeingriff mit Innenwänden 76 des rohrförmigen Körpers 54 ausgebildet und kann in den Filterkörper 54 eingesetzt werden, nachdem eine Assayprobe, z. B. eine pulverförmige oder körnige Probe, eingebracht wurde, in die eine Flüssigkeit, wie z. B. ein flüssiges Lösungsmittel, eingebracht wird, um eine zu filtrierende Flüssigkeit zu bilden, nachdem eine Interaktion davon mit der Assayprobe erfolgt ist. Bei einer weiteren Ausführungsform bildet der Rahmen 70 einen Hohlträger, in dem ein bekanntes Tiefenfiltermedium platziert werden kann.In an alternative embodiment (also in 5 illustrated) is the carrier 68 as an open rigid frame 70 with an annular base 72 configured over which a planar filter medium 74 extends, and is at the base 72 fixed around its circumference. It is understood that this filter medium 74 Alternatively, it may extend over an annular top, the base 72 without departing from the claimed invention. The carrier 68 This alternative embodiment is for a sliding fit engagement with inner walls 76 of the tubular body 54 trained and can in the filter body 54 after an assay sample, e.g. As a powdery or granular sample was introduced, in which a liquid such. A liquid solvent is introduced to form a liquid to be filtered after interaction therewith with the assay sample. In another embodiment, the frame forms 70 a hollow beam in which a known depth filter medium can be placed.
Die Filtrationsvorrichtung 52 umfasst ferner einen entfernbaren Deckel 78 (in 5 im Querschnitt gezeigt), der für einen Eingriff mit dem rohrförmigen Körper 54, z. B. einen Schiebesitz- oder Gewindeeingriff, konfiguriert ist, um den offenen Oberteil 55 zu schließen. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Deckel 78 eine Innenfläche 80 für einen Schiebesitzeingriff mit einer Außenfläche 82 des rohrförmigen Körpers 54 auf. Somit ist die Innenfläche 80 in der Lage, über die Außenfläche 82 zu gleiten, bis die Oberseite 62 des rohrförmigen Körpers 54 an einem Anschlag, einer Schulter oder einem anderen Vorsprung, hier ein ringförmiger Anschlag 84, des Deckels 78 anliegt, der bzw. die den offenen Oberteil 55 des rohrförmigen Körpers 54 sodann schließt. Ein Well 86 für flüssiges Filtrat ist im Inneren des Deckels 78, hier z. B. als einzelnes ringförmiges Well ausgebildet, in einem Abschnitt 94 des Deckels 78 gebildet, der proximal eines Außenumfangs 83 des Deckels 78 und außerhalb der Außenfläche 82 des ringförmigen Körpers 54 liegt, wenn der offene Oberteil 55 vom Deckel 78 verschlossen ist. Ein Flüssigkeitskanal 81 wird durch eine Innenfläche 80 begrenzt und liegt weiter von einem Außenumfang 83 des Deckels 78 als das Well 86 entfernt. Durch Schließen des offenen Oberteils 55 mit dem Deckel 78 wird das Well 86 über das Filtermedium 64; 74 und den Flüssigkeitskanal 81 mit der Probenkammer 60 in Fluidverbindung gesetzt.The filtration device 52 also includes a removable lid 78 (in 5 shown in cross section) for engagement with the tubular body 54 , z. B. a sliding fit or threaded engagement is configured to the open top 55 close. In the present embodiment, the lid 78 an inner surface 80 for a sliding fit engagement with an outer surface 82 of the tubular body 54 on. Thus, the inner surface 80 able to over the outer surface 82 to slide until the top 62 of the tubular body 54 at a stop, a shoulder or another projection, here an annular stop 84 , the lid 78 is present, the or the open top 55 of the tubular body 54 then closes. A well 86 for liquid filtrate is inside the lid 78 , here z. B. formed as a single annular well, in a section 94 of the lid 78 formed, the proximal of an outer circumference 83 of the lid 78 and outside the outer surface 82 of the annular body 54 lies when the open top 55 from the lid 78 is closed. A fluid channel 81 is through an inner surface 80 limited and lies further from an outer circumference 83 of the lid 78 as the well 86 away. By closing the open top 55 with the lid 78 becomes the well 86 over the filter medium 64 ; 74 and the fluid channel 81 with the sample chamber 60 placed in fluid communication.
Bei einer Modifikation dieser Ausführungsform kann das planare Filtermedium 64; 74 am ringförmigen Anschlag 84 des Deckels 78 fixiert werden, der danach auch als Träger für das Filtermedium dient. Wenn das offene Ende 55 vom Deckel 78 verschlossen wird, bedeckt das planare Filtermedium 64, 74 somit das offene Ende 55.In a modification of this embodiment, the planar filter medium 64 ; 74 on the annular stop 84 of the lid 78 be fixed, which then also serves as a carrier for the filter medium. If the open end 55 from the lid 78 is closed, covers the planar filter medium 64 . 74 thus the open end 55 ,
Bei einer weiteren Modifikation kann ein unterer Wandteilbereich 92 des Deckels 78, der das Well 86 der derzeit beschriebenen Ausführungsform begrenzt, entfernt werden, um zu ermöglichen, dass Filtrat austritt, um außerhalb der Filtrationsvorrichtung 52 gesammelt zu werden. Tatsächlich kann die Ausführungsform der Filtrationsvorrichtung 2, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, ähnlich modifiziert werden.In a further modification, a lower wall portion 92 of the lid 78 that's the well 86 limited to the presently described embodiment, to allow filtrate to exit to outside the filtration device 52 to be collected. In fact, the embodiment of the filtration device 2 referring to 1 is described similarly modified.
In Gebrauch wird die zweite Ausführungsform der Filtrationsvorrichtung 52 für eine Zentrifugation hochkant gehalten, z. B. in einer Halterung 36 einer Zentrifuge gemäß 3, so dass das Filtermedium 64: 74 in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zu einer vertikalen Drehachse, um die die Filtrationsvorrichtung 52 während der Zentrifugation gedreht wird, und über einer partikelhaltigen Flüssigkeit für eine Filtration in der Probenkammer 60 liegt. Während der Zentrifugation wird die Flüssigkeit in der Probenkammer 60 durch die Wirkung der darauf ausgeübten Zentrifugalkraft gegen die Innenwand 76 gedrängt und bewegt sich folglich aufwärts entlang dieser Wand 76 hin zum Filtermedium 64; 74. Die Zentrifugation bewirkt somit, dass die Flüssigkeit durch das Filtermedium 64; 74 transportiert und sich als flüssiges Filtrat hin zum Well 86 bewegt (siehe Pfeile in 5), wo es aufbewahrt wird. Nach der Zentrifugation kann flüssiges Filtrat im Well 86 für einen Assay entfernt werden, z. B. unter Verwendung einer Hohlnadel oder Pipette, die durch entsprechend ausgebildete Regionen 88 des Deckels 78 über dem Well 86 gedrückt wird. Alternativ kann der Deckel 78 aus dem rohrförmigen Körper 54 entfernt und umgedreht werden, so dass flüssiges Filtrat aus dem Well 86 zur Region 90 des Deckels 78 fließt, um über die durch die Innenfläche 80 ausgebildete Öffnung zugänglich zu sein.In use, the second embodiment of the filtration device 52 held upright for centrifugation, z. B. in a holder 36 a centrifuge according to 3 so that the filter medium 64 : 74 in a plane substantially perpendicular to a vertical axis of rotation about which the filtration device 52 during centrifugation, and over a particulate liquid for filtration in the sample chamber 60 lies. During centrifugation, the liquid in the sample chamber 60 by the action of the centrifugal force exerted against the inner wall 76 pushed and therefore moves upwards along this wall 76 towards the filter medium 64 ; 74 , The Centrifugation thus causes the liquid to pass through the filter medium 64 ; 74 transported and as a liquid filtrate to the well 86 moved (see arrows in 5 ), where it is stored. After centrifugation, liquid filtrate in the well 86 for an assay, e.g. B. using a hollow needle or pipette through appropriately trained regions 88 of the lid 78 over the well 86 is pressed. Alternatively, the lid 78 from the tubular body 54 removed and turned over, leaving liquid filtrate from the well 86 to the region 90 of the lid 78 flows over to the through the inner surface 80 trained opening to be accessible.
Eine dritte Ausführungsform einer Filtrationsvorrichtung 96 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 6 veranschaulicht und umfasst einen rohrförmigen Körper 98 mit kreisförmigem Querschnitt, der mit einem offenen Oberteil 108 und einem geschlossenen Boden 104 konfiguriert ist, um eine Probenkammer im rohrförmigen Körper 98 zu definieren. Optional ist eine Lippe 102 auf dem rohrförmigen Körper 98 vorgesehen, die in die Probenkammer 108 vorsteht, wobei sie beispielsweise - und wie bei der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht - in den offenen Oberteil 100 vorsteht.A third embodiment of a filtration device 96 according to the present invention is in 6 illustrates and includes a tubular body 98 with a circular cross section, with an open top 108 and a closed floor 104 is configured to a sample chamber in the tubular body 98 define. Optional is a lip 102 on the tubular body 98 provided in the sample chamber 108 projecting, for example, and - as illustrated in the present embodiment - in the open top 100 protrudes.
Die Filtrationsvorrichtung 96 umfasst ferner einen Deckel 112 zum Schließen des offenen Oberteils 100. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Deckel 112 als außermittiges Ellipsoid mit einem Abschnitt 116 ausgebildet, in dem ein Well 118 zur Aufnahme eines flüssigen Filtrats gebildet ist. Wenn der Deckel 112 den offenen Oberteil 100 verschließt, erstreckt sich der Abschnitt 116 über den rohrförmigen Körper 98 hinaus entlang der Hauptachse M des ellipsenförmigen Deckels 122 in einer Ebene, die den offenen Oberteil 100 enthält, und erstreckt sich das Well 118 von einer Oberseite 117 abwärts in eine Richtung entlang des Körpers 98. Der Deckel 112 ist auch mit einer Reihe von Durchgangslöchern 120 zwischen einer Unterseite 115 und der gegenüberliegenden Oberseite 117 versehen. Diese Durchgangslöcher 120 befinden sich im Deckel 112 weiter von einem Außenumfang 111 als das Well 118 entfernt und sind so positioniert, dass sie den offenen Oberteil 100 proximal der Lippe 102 überlagern, wenn der offene Oberteil 100 vom Deckel 112 verschlossen ist. Ein Filtermedium 114 (unterbrochene Linien in 6) ist an der Unterseite 115 fixiert, um die Durchgangslöcher 120 abzudecken, so dass ein Fluss von Flüssigkeit aus der Probenkammer 108 in das Well 118, ohne dass sie zuerst durch das Filtermedium 114fließt, verhindert wird. Eine Abdeckung 122 wie z. B. eine Metall- oder Kunststofffolie überlagert eine Oberseite 117 des Deckels 112, die der Unterseite 115 gegenüberliegt, und verhindert, dass Probe oder flüssiges Filtrat während der Zentrifugation austritt.The filtration device 96 also includes a lid 112 to close the open top 100 , In the present embodiment, the lid is 112 as an off-center ellipsoid with a section 116 formed in which a well 118 is formed for receiving a liquid filtrate. If the lid 112 the open top 100 closes, the section extends 116 over the tubular body 98 out along the major axis M of the elliptical lid 122 in a plane that has the open top 100 contains, and extends the well 118 from a top 117 down in one direction along the body 98 , The lid 112 is also with a series of through holes 120 between a bottom 115 and the opposite top 117 Provided. These through holes 120 are in the lid 112 further from an outer circumference 111 as the well 118 removed and are positioned so that they open the top 100 proximal to the lip 102 superimpose when the open top 100 from the lid 112 is closed. A filter medium 114 (broken lines in 6 ) is at the bottom 115 fixed to the through holes 120 cover, allowing a flow of fluid from the sample chamber 108 in the well 118 without them first through the filter medium 114 flows, is prevented. A cover 122 such as B. a metal or plastic film superimposed on a top 117 of the lid 112 that the bottom 115 and prevents sample or liquid filtrate from escaping during centrifugation.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Filtrationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (nicht gezeigt) kann sowohl der Deckel als auch der rohrförmige Körper mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet sein. Der Deckel ist sodann vorzugsweise mit einem geneigten Boden konfiguriert, um flüssiges Filtrat aus dem Flüssigkeitskanal vorzugsweise zu einem Well, das sich am Boden der Neigung befindet, hin zu einem Außenumfang des Deckels über den rohrförmigen Körperabschnitt hinaus zu leiten.In another embodiment of the filtration device according to the present invention (not shown), both the lid and the tubular body may be formed with a circular cross-section. The lid is then preferably configured with a sloping bottom to direct liquid filtrate from the fluid channel, preferably to a well located at the bottom of the slope, to an outer periphery of the lid beyond the tubular body portion.
In Gebrauch wird die dritte Ausführungsform der Filtrationsvorrichtung 96 gemäß 6 für eine Zentrifugation hochkant gehalten, z. B. in einer Halterung 36 einer Zentrifuge gemäß 3, so dass das Filtermedium 114 in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zu einer vertikalen Drehachse, um die die Filtrationsvorrichtung 96 während der Zentrifugation gedreht wird, und über einer partikelhaltigen Flüssigkeit für eine Filtration liegt, die in der Probenkammer 108 enthalten ist. Während der Zentrifugation bewegen sich Flüssigkeit und Partikel in der Probenkammer 108 hin zu einer Innenfläche 106 des rohrförmigen Körpers 98 und werden aufwärts entlang dieser Innenfläche 106 hin zum Filtermedium 114 bewegt. Partikel, die relativ massiver sind, liegen tendenziell außerhalb der Flüssigkeit und näher an der Innenfläche 106. Während sie aufwärts bewegt werden, dient die Lippe 102 des Körpers 98 als Barriere, um deren Kontakt mit dem Filtermedium 114 zu verringern. Die Flüssigkeit bleibt zurück, um durch das Filtermedium 114 und über die Reihe von Durchgangslöchern 120 in den Deckel 112 bewegt zu werden. Das auf diese Weise gebildete flüssige Filtrat fließt aufgrund der Form des Deckels 112 und der Position des Wells 118 vorzugsweise hin zum Well 118, in dem es nach der Zentrifugation gehalten wird. Zugang zu diesem flüssigen Filtrat wird durch Durchdringen oder Entfernen zumindest eines Teilbereichs des Deckels über dem Well 118 erreicht.In use, the third embodiment of the filtration device 96 according to 6 held upright for centrifugation, z. B. in a holder 36 a centrifuge according to 3 so that the filter medium 114 in a plane substantially perpendicular to a vertical axis of rotation about which the filtration device 96 is rotated during centrifugation, and is above a particulate liquid for filtration in the sample chamber 108 is included. During centrifugation, liquid and particles move in the sample chamber 108 towards an inner surface 106 of the tubular body 98 and become upward along this inner surface 106 towards the filter medium 114 emotional. Particles that are relatively more massive tend to be outside the liquid and closer to the inside surface 106 , As they move upwards, the lip serves 102 of the body 98 as a barrier to their contact with the filter medium 114 to reduce. The liquid stays behind to pass through the filter medium 114 and across the series of through holes 120 in the lid 112 to be moved. The liquid filtrate formed in this way flows due to the shape of the lid 112 and the position of the well 118 preferably towards the well 118 in which it is kept after centrifugation. Access to this liquid filtrate is achieved by penetrating or removing at least a portion of the lid above the well 118 reached.
Es wird verstanden, dass die gesamte Filtrationsvorrichtung 2, 52, 96 nach Gebrauch entsorgt werden kann oder nur der Deckel 12, 78, 112 ausgetauscht wird, insbesondere wenn der Deckel 12, 112 mit dem Filtermedium 20, 114 konfiguriert ist, das an einer Oberfläche 18a, 115 fixiert ist, um den Flüssigkeitskanal 20, 120 abzudecken.It is understood that the entire filtration device 2 . 52 . 96 can be disposed of after use or only the lid 12 . 78 . 112 is exchanged, especially when the lid 12 . 112 with the filter medium 20 . 114 is configured on a surface 18a . 115 is fixed to the liquid channel 20 . 120 cover.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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