DE2450612A1

DE2450612A1 - Vorrichtung zum diskontinuierlichen nehmen von proben

Info

Publication number: DE2450612A1
Application number: DE19742450612
Authority: DE
Inventors: James Edward Stone
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1973-10-24
Filing date: 1974-10-24
Publication date: 1975-05-22
Also published as: GB1440854A; FR2249322A1; FR2249322B1; NL7412950A; US3885439A; CH572205A5; JPS5075089A

Description

Vorrichtung zum diskontinuierlichen Nehmen von Proben

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum diskontinuierlichen Nehmen von Proben aus einem Flüssigkeitsstrom.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung derart auszubilden, daß in einfacher Weise Flüssigkeitsproben diskontinuierlich einem Flüssigkeitsstrom entnommen und in einem weiteren Flüssigkeitsstrom weiterbehandelt werden können»

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Vorrichtung eine drehbare zylindrische Platte mit mehreren zur Drehachse der Platte parallelen und gleichmäßig um die Drehachse verteilten Kanälen; über und unter der drehbaren Platte angeordnete ortsfeste Platten mit Kanälen, deren Anordnung und Anzahl denjenigen in der drehbaren Platte entsprechen, so daß die Kanäle in den ortsfesten Platten mit den Kanälen in der drehbaren Platte verbindbar sind; ein mit der drehbaren Platte gekuppeltes, schrittweise treibendes Element, welches für eine vollständige Drehung der Platte eine Anzahl Schritte benötigt, die der Anzahl der Kanäle in der drehbaren und in den zwei ortsfesten Platten proportional ist; und dadurch, daß einer der Kanäle in der oberen ortsfesten Platte mit einer Eintrittsleitung für einen ersten Flüssigkeitsstrom und ein entsprechender Kanal in der unteren ortsfesten Platte mit einer ersten Austrittsleitung verbunden ist; ein weiterer Kanal in der oberen ortsfesten Platte mit der Eintrittslietung für einen zweiten Flüssigkeitsstrom und ein entsprechender Kanal in der unteren ortsfesten Platte mit

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einer zweiten Austrittsleitung verbunden ist; ein weiterer Kanal in der oberen ortsfesten Platte mit der Eintrittsleitung für einen dritten Flüssigkeitsstrom und ein entsprechender Ka-. nal in der unteren ortsfesten Platte mit einer dritten Austrittsleitung verbunden ist und ein Signal an das schrittweise treibende Element eine Drehung der drehbaren Platte derart verursacht, daß jeder der Flüssigkeitsströme, welche die Kanäle dieser Platte durchfließen, aufgefangen wird und die auf diese Weise in den Kanälen aufgefangenen Proben in eine in Bezug auf die ortsfesten Platten weitere Position transportiert werden.

Bei Drehung der drehbaren Platte werden Proben aus dem Flüssigkeitsstrom, welcher durch die Kanäle dieser Platte fließt, in diesen Kanälen aufgefangen, wobei die mit Proben gefüllten Kanäle andere Positionen, die mit den Eintritts- und Austrittskanälen der oberen und unteren Platten in Verbindung sind, einnehmen. Auf diese Weise werden in einem Flüssigkeitsstrom kleine Mengen an Probe aufgefangen und einem zweiten Strom zugegeben. Das Volumen einer Probe entspricht ungefähr dem Volumen eines Kanals in der drehbaren Platte. Diese Proben können anschliessend weiterbehandelt werden.

Das schrittweise treibende Element kann beispielsweise ein Schrittschaltmotor sein.

In einer Ausführungsform weisen sowohl die drehbare Platte als auch die ortsfesten Platten drei Kanäle auf und der Schrittmotor verursacht eine Drehung der drehbaren Platte jeweils um 120°.

Vorteilhafterweise sind die Oberflächen zwischen den oberen und unteren ortsfesten Platten so geschliffen, daß sie glatt sind und eine geringe Reibung ergeben, und die ortsfesten Platten sind aneinander festgespannt, um ein Durchtreten von Flüssigkeit zwischen den Platten zu vermeiden.

Die drei Platten können mit einem Vielfachen von drei Kanälen versehen sein und drei nebeneinanderliegende Kanäle sind in der oberen fixen Platte je al* Eintrittskanal für den zu unter-

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suchenden Flüssigkeitsstrom, Eintrittskanal für eine Pufferüö· sung und Eintrittskanal für eine Waschflüssigkeit dienen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders gut zur fluorometrischen Bestimmung von Proteinen, Peptiden und Aminosäuren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die auch als Drehventil bezeichnet werden könnte, eignet sich auch für andere chemische Analysen, für Verfahrensregelung u.a_om.

Die Vorrichtung ist besonders geeignet für das diskontinuierliche Nehmen von Proben in Zusammenhang mit einem ProteinanäTysator, wobei in diesem Fall das Ventil mit mehr als drei Kanälen, · vorzugsweise ein vielfaches von drei, versehen ist. Drei nebeneinander liegende Kanäle in der oberen Platte eignen sich somit je zum Aufnehmen des zu untersuchenden Flüssigkeitsstroms, der Pufferlösung zum Zuführen der genommenen Probe in den Analysator und der Waschflüssigkeit. Auf diese Weise können mehrere Proben gleichzeitig analysiert werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, die eine Vorrichtung zum diskontinuierlichen Nehmen von Proben in perspektifischer Darstellung und im auseinandergezogenen Zustand der Platten schematisch zeigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine drehbare zylindrische Platte 101 auf, welche zwischen einer oberen ortsfesten Platte 102 und einer unteren ortsfesten Platte 103 drehbar montiert und dicht eingespannt ist. Die drei Platten sind aus irgendeinem geeigneten Material wie ein Polyfluoräthylen-Kunststoff, beispielsweise Teflon oder rostfreiem Stahl. Vorzugsweise werden für die ortsfesten Platten einerseits und die drehbare Platte andererseits, verschiedene Materialien verwendet.

Die drehbare Platte 101 ist mit mehreren Kanälen 104, 105,106 versehen,welche parallel zur Drehachse gebohrt und um die Drehachse symmetrisch angeordnet sind. Die Anzahl Kanäle liegt

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vorzugsweise zwischen drei und sechzig. Die obere und die untere ortsfesten Platten 102, 103 besitzen die gleiche Anzahl Kanäle 121-126 wie die drehbare Platte 101. Diese Kanäle sind so angeordnet, daß ein Flüssigkeitsstrom kontinuierlich durch in Verbindung stehenden Kanäle in der drehbaren Platte 101 und in den zwei ortsfesten Platten 102, 103 fließen kann.

Um die Drehung der Platte 101 zu erleichtern, werden die Oberflächen zwischen den oberen und unteren ortsfesten Platten 102, 103 und der drehbaren Platte 101 so geschliffen, daß sie glatt sind und eine geringe Reibung ergeben. Dies hat den weiteren Vorteil, daß die Platten dadurch derart festgespannt werden können, daß ein Durchdringen der Flüssigkeit zwischen den Platten unmöglich ist. Bei Gebrauch wird die drehbare Platte 101 zwischen den ortsfesten Platten 102 und 103 über Löcher 110 in den ortsfesten Platten 102 und 103 mit geeigneten Befestigungsmitteln festgespannt. Um dieses Festspannen zu erleichtern, ist der Durchmesser der ortsfesten Platten 102 und 103 vorzugsweise etwas größer als derjenige der drehbaren Platte 101. Dieses Festspannen hindert die Drehung der Platte 101.

Die Drehung der drehbaren zylindrischen Platte 101 erfolgt mit Hilfe eines üblichen schrittweise treibenden Elements (nicht dargestellt), das über eine Achse 129 mit dieser Platte 101 verbunden ist. Ein derartiges Element kann z.B. ein Schrittmotor, ein Geneva-Mechanismus, ein elektrisch oder pneumatisch aktiviertes Solenoid-System u.dgl. sein. Die Achse 129 geht durch ein zentrales Loch 108 in der Platte 102 hindurch. Das schrittweise treibende Element ist üblicher Art und jeder Schritt wird durch ein elektrisches Signal geingeleitet.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zylindrische Platte 101 mit den Kanälen 104, 105 und 106 versehen· Die Distanz zwischen zwei Kanälen entspricht einem Winkel von 120°. Die obere und die untere ortsfeste Platte 102 und 103 weisen jeweils drei entsprechende Kanäle 121, 122, 123, 124, 125 und auf. Diese Kanäle sind so angeordnet, daß sie mit den Kanälen 104, 105 oder 106 in Verbindung kommen, wenn die zylindrische

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Platte 101 um ihre Achse dreht. Auf diese Weise kann ein Flüssigkeitsstrom kontinuierlich alle Kanäle in den drei Platten durchfließen.

Der Schrittmotor dieser Ausführungsform bewirkt jeweils eine Drehung der Plätte 101 um 120°. Es ist selbstverständlich, daß bei verschiedener Anzahl an Kanälen, z.B. 6 oder sogar 60, der Schrittmotor so geregelt wird, daß er im ersten Fall eine Drehung von 6>0°, im zweiten Fall eine Drehung von 6° pro Schritt verursacht.

Im Betrieb fließt ein erster Flüssigkeitsstrom durch den Kanal 104, wobei dieser Flüssigkeitsstrom dem Kanal 104 durch eine Eintrittsleitung 111, ein Kunststoff-Anschlußteil 127 und den Kanal 121 durch die obere Platte 102 hindurch zugeleitet wird, und den Kanal 104 durch den Kanal 124 in der Platte 103 und ein Kunststoff-Anschlußteil 128 verläßt und sich in irgendeiner ge-^ wünschten Auffangstation, z.B. einem Fraktionensammler 132, sammelt. In dieser Position des Zyklus sind der als Eintrittskanal dienende Kanal 121 und der als Austrittskanal dienende Kanal mit dem Kanal 104 direkt in Verbindung. Ein elektrisches Signal, welches von einer externen Quelle, wie z.B. einem automatischen Fraktionensammler, gegeben wird, leitet einen Schritt des Schrittmotors ein. Ein Schritt verursacht eine Drehung von.120° der zylindrischen Platte 101. Wenn ein Schritt vollendet ist, steht der Kanal 104 in direkter Verbindung mit dem Kanal 122 in der oberen Platte 102 und dem Kanal 125 in der unteren Platte 103ο Bei diesem Schritt wird also eine Probe, deren Volumen ungefähr dem Volumen des Kanals 104 entspricht, aus dem Flüssigkeitsstrom aufgefangen und von einer ersten Position in eine zweite Position gebracht.

In dieser zweiten Position des Zyklus wird die in dem Kanal 104 aufgefangene Probe über den als Eintritt für einen zweiten Fl+üssigkeitsstrom dienenden Kanal 130 und den als Austritt für einen zweiten Flüssigkeitsstrom dienenden Kanal 125 mit dem zweiten Flüssigkeitsstrom ausgespült. Die erhaltene Mischung wird dann einem System 134, in dem die Vorrichtung gebraucht wird,wie

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z.B. in einem System zur Fluoreszenzbestimmung im Falle der Verwendung dieses Ventils in einem Peptid- oder Proteinanalysator, zugeführt und dort weiterbehandelt.

Nach einem weiteren Signal an den Schrittmotor dreht die Platte 101 wiederum um 120°. In dieser Position des Zyklus steht der Kanal 104 in direkter Verbindung mit dem Kanal 123 in der oberen Platte 102 und mit dem Kanal 126 in der unteren Platte

103. In dieser Position wird der Kanal 104 von einem dritten Flüssigkeitsstrom, wie z.B. von einer waschflüssigkeit,durchflossen_o Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Kanal frei von Verunreinigungen aus den ersten und zweiten Flüssigkeitsströmen der vorhergehenden Zyklen ist, wenn er seine ursprüngliche Position wieder einnimmt. Die Waschflüssigkeit tritt aus der Vorrichtung durch den Kanal 126 aus in einen Behälter 136.

Nach einem weiteren Signal an den Schrittmotor dreht die zylindrische Platte 101 wiederum um 120°, wobei der Kanal 104 seine ursprüngliche Position in dem Zyklus wieder einnimmt, d.h. nochmals in direkter Verbindung mit den Kanälen 121 und 124 ist. Selbstverständlich folgen die Kanäle 105 und 106 dem gleichen Zyklus wie der Kanal 104, jedoch mit einer Verschiebung von 240 bzw. 120°o Fließt der erste Flüssigkeitsstrom durch den Kanal

104, so werden dementsprechend der Kanal 106 von der Waschflüssigkeit und der Kanal 105 von dem zweiten Flüssigkeitsstrom durchflossen.

In der Zeichnung sind nur die Kunststoff-Anschlußteile 127 und 128 dargestellt. Jeder der Kanäle in der oberen und der unteren Platte 102 und 103 kann mit derartigen Anschlußteilen versehen werden. Die in der Zeichnung von oben nach unten erfolgende Strömung der Flüssigkeiten kann auch umgekehrt werden.

Ansprüche;

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Claims

Patentansprüche

π <J Vorrichtung zum diskontinuierlichen Nehmen von Proben aus einem Flüssigkeitsstrom, gekennzeichnet durch

a) eine drehbare zylindrische Platte (101) mit mehreren zur Drehachse der Platte (101) parallelen und gleichmäßig um die Drehachse verteilten Kanälen (104, 105, 106);

b) über und unter der drehbaren Platte (101) angeordnete orts-. feste Platten (102, 103) mit Kanälen (121,122,123,124,125,126), deren Anordnung und Anzahl denjenigen in der drehbaren Platte (101) entsprechen, so daß die Kanäle (121-126) in den ortsfesten Platten (102, 103) mit den Kanälen (104-106) in der drehbaren Platte (101) verbindbar sind;

c) ein mit der drehbaren Platte (101) gekuppeltes schrittweise treibendes Element, welches für eine vollständige Drehung der Platte (101) eine.Anzahl Schritte benötigt, die der Anzahl der Kanäle in der drehbaren und in den zwei ortsfesten Platten proportional ist; und dadurch, daß

d) einer der Kanäle (121-123) in der oberen ortsfesten Platte (t)2) mit einer Eintrittsleitung (111) für einen ersten Flüssigkeitsstrom und ein entsprechender Kanal in der unteren ortsfesten Platte (103) mit einer ersten Austrittsleitung verbunden ist;

e) ein weiterer Kanal in der oberen ortsfesten Platte (102) mit der Eintrittsleitung für einen zweiten Flüssigkeitsstrom und ein entsprechender Kanal in der unteren ortsfesten Platte (103) mit einer zweiten Austrittsleitung verbunden ist;

f) ein weiterer Kanal in der oberen ortsfesten Platte (102) mit der Eintrittsleitung für einen dritten Flüssigkeitsstrom und ein entsprechender Kanal in der unteren ortsfesten Platte (103) mit einer dritten Austrittsleitung verbunden ist; und

g) ein Signal an das schrittweise treibende Element eine Drehung der drehbaren Platte (101) derart verursacht, daß jeder der Flüssigkeitsströme, welche die Kanäle (104-106) dieser Platte (101)

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durchfließen, aufgefangen wird und die auf diese Weise in den Kanälen (104-106) aufgefangenen Proben in eine in Bezug auf die ortsfesten Platten (102, 103) weitere Position transportiert werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schrittweise treibende Element ein Schrittmotor ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die drehbare Platte (101) als auch die ortsfesten Platten (102, 103) drei Kanäle aufweisen und der Schrittmotor eine Drehung der drehbaren Platte (101) jeweils um 120° verursacht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1. bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Oberflächen zwischen den oberen und unteren ortsfesten Platten (102, 103) so geschliffen sind, daß sie glatt sind und eine geringe Reibung ergeben, und die ortsfesten Platten (102, 103) aneinander festgespannt sind, um ein Durchtreten von Flüssigkeit zwischen den Platten (101-103) zu vermeiden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Platten (101-103) mit einem Vielfachen von drei Kanälen versehen sind und drei nebeneinanderliegende Kanäle in der oberen fixen Platte je als Eintrittskanal für den zu untersuchenden Flüssigkeitsstrom, Eintrittskanal für eine Pufferlösung und Eintrittskanal für eine Waschflüssigkeit dienen.
6. Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zur fluorometrischen Bestimmung von Proteinen, Peptiden oder Aminosäuren.

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