DE2611307C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit einer zentralen Drehachse und einer Zentrifugenschale mit wenigstens einem Einlaßrohr und einem Auslaßrohr, wobei ein Ende jedes der Rohre mit der Zentrifugenschale verbunden ist, wobei die Rohre in einem Bündel angeordnet sind, das sich in einer Teil­ schleife nach außen aus unmittelbarer Nähe der zentralen Achse, längs einer radial zur zentralen Achse versetzten Bahn und dann zu einer Stelle längs der zentralen Achse erstreckt, und wobei Antriebseinrichtungen zum Drehen des Bündels um die zentrale Achse mit einer Geschwindigkeit ω und der Zentrifugenschale um die zentrale Achse mit einer Geschwindigkeit 2ω vorgesehen sind.

Die Vorrichtung zur Energieübertragung zwischen einem stationären und einem sich bewegenden Punkt kann in ihrem Grundaufbau auf eine solche Zentrifuge übertragen werden (DE-OS 21 14 161). Bei der bekannten Vorrichtung ist gewähr­ leistet, daß kein Verdrehen oder Verzwirnen von Zuleitungen von einer stationären Ebene auf eine Rotationsebene erfolgt. Durch die auftretenden großen Zentrifugalkräfte wäre aber, wenn ein Rohrbündel zum Durchleiten von Fluiden anstelle von Stromleitern vorgesehen wäre, es möglich, daß das Rohr­ bündel nach außen gedrückt würde und durch Reiben an den sich bewegenden Teilen beschädigt würde. Beispielsweise könnte diese Beschädigung auftreten im Bereich der Durchgangsöffnung durch das Drehgestell und an dem Flansch der Hohlwelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber einer solchen Vorrichtung eine Zentrifuge vorzuschlagen, bei der eine Beschädigung des Schlauch- oder Rohrbündels nicht auf­ tritt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine zusätzliche Antriebseinrichtung (Zahnscheibe, Hohlwelle, Zahnscheibe und Zahnriemen) zum Drehen des Bündels um seine Achse (Hohlwelle) mit einer Geschwindigkeit-ω vorgesehen ist. Damit erfolgt eine Relativbewegung zwischen der Hohlachse und dem Schlauch­ bündel. Das Schlauchbündel wird zusammen mit der Hohlachse in entgegengesetzter Richtung verdreht. Besonders vorteilhaft ist dies, wenn eine Vielzahl von Schläuchen für die Zuführung und Ableitung von Fluid vorgesehen ist.

Auch die Probleme der herkömmlichen Durchflußzentri­ fugen, die unabhängig davon auftreten, welche Materialien im Durchfluß zentrifugiert werden sollen, werden durch diese Maßnahme behoben.

Herkömmliche Durchflußzentrifugen verwenden nämlich ro­ tierende Dichtungen, die jedoch zu undichten Stellen zwischen den Zuström- und Abströmleitungen führen. Die rotierenden Dichtungen bilden eine Schwachstelle der Vorrichtung bezüg­ lich der Lebensdauer. Weitere Probleme der bekannten Durch­ flußzentrifugen wie der komplexe Aufbau, die Anfälligkeit ihrer Teile hinsichtlich Beschädigung und das Erfordernis einer kontinuierlichen und gleichwertigen Schmierung ent­ fallen.

Wenn diese Zentrifugen mit kontinuierlichem Durchfluß für eine Bluttrennung, beispielsweise für das Sammeln von Blut­ zellen, verwendet werden sollen, wird der Einsatz rotieren­ der Dichtungen kritisch, die Thrombozyten können verletzt werden, an den roten Zellen kann eine Hämolyse auftreten und es kann ein Verstopfen der Kanäle durch zugegebene Materialien und durch Schmierung der rotierenden Dichtungen eintreten.

Auch diese Probleme werden durch die vorgeschlagenen Maßnahmen gelöst, da keinerlei rotierende Dichtungen erforder­ lich sind.

Eine derartige Durchflußzentrifuge hat den Vorteil, daß zwischen den Zuström- und Abströmleitungen keine un­ dichten Stellen auftreten können. Außerdem hat die Durch­ flußzentrifuge eine lange Lebensdauer, ist einfach und robust gebaut und kann für die direkte Bluttrennung be­ nutzt werden, ohne daß die Thrombozyten verletzt werden und ohne daß eine Hämolyse der roten Blutzellen eintritt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht ein erstes Ausführungs­ beispiel einer Durchflußzentrifuge, wobei der Hohlraum und eine Anzahl weiterer Teile geschnitten sind.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Zentrifugenhohlraum bzw. die Zentrifugenschale, die einen Teil der Zentrifuge von Fig. 1 bildet.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine zweite Zentrifugen­ schale mit einer zugeordneten Vielzahl von Zuström- und Abströmleitungen, welche den die Schale bzw. den Hohlraum bildenden Abschnitt der Zentrifuge von Fig. 1 zur Schaf­ fung einer kontinuierlichen allmählichen Trennung ersetzen können.

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 3 durch die Zentrifugenschale.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungs­ beispiel einer Zentrifugenschale mit einer zugeordneten Zu­ ström- und Abströmleitung, welche die einen Teil der Zen­ trifuge von Fig. 1 bildende Schale zur Trennung der be­ weglichen Phase von der stationären Phase eines Zwei­ phasen-Lösungsmittelsystems ersetzen können.

Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 von Fig. 5 durch die Zentrifugenschale.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Durchflußzentrifuge hat einen Rahmen, der aus drei im Ab­ stand angeordneten horizontalen kreisförmigen Platten 10 bis 12 zusammengesetzt ist. Jede dieser Platten 10 bis 12 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen, die sich durch die Platten 10 bis 12 in der Nähe ihres Umfangs erstrecken. Entsprechende Öffnungen in jeder der Platten 10 bis 12 sind axial zueinander ausgerichtet. Zwischen den Platten 10 und 11 ist eine Vielzahl von rohrförmigen Distanzstücken 13 angeordnet. Weiterhin ist eine Vielzahl von rohrförmigen Distanzstücken 14 zwischen den Platten 11 und 12 fluchtend zu den vorstehend erwähnten Öffnungen angeordnet, wobei nur zwei der rohrförmigen Distanzstücke 13 und zwei der rohrförmigen Distanzstücke 14 in Fig. 1 erkennbar sind. Durch die jeweiligen axial ausgerichteten Öffnungen in den Platten 10 bis 12 und durch die entsprechenden rohr­ förmigen Distanzstücke 13 und 14 erstrecken sich Bolzen 15, wobei jeder Bolzen 15 durch eine Mutter 16 fixiert ist. Die starr miteinander verbundenen Platten 10 bis 12 werden von einer Motorwelle 17 angetrieben, die in der Mitte an der untersten Platte 12, beispielsweise durch eine Flügelmutter 18, befestigt ist. An dem Antriebsmotor 20 sitzt eine stationäre Zahnscheibe 19, die über einen Zahnriemen 21 mit einer Zahnscheibe 22 verbunden ist, die an dem unteren Ende einer Zwischenwelle 23 befestigt ist. Die Zwischenwelle 23 erstreckt sich durch Öffnungen in den Platten 10 bis 12, in denen jeweils Kugel­ lager 24 bis 26 fest positioniert sind. An dem oberen Ende der Zwischenwelle 23 ist ein Zahnrad 27 befestigt. Zwischen den Platten 10 und 11 ist die Zwischenwelle 23 fest mit einer Zahnscheibe 28 verbunden.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist in weiteren Öffnungen in den Platten 10 und 11 eine starre Hohlwelle 29 so ange­ ordnet, daß sie in Kugellagern 30 und 31 drehbar gelagert ist, die in diesen zusätzlichen Öffnungen in den Platten 10 und 11 sitzen. Mit der Hohlwelle 29 ist eine Zahnscheibe 32 fest verbunden, die über einen Zahnriemen 33 mit der Schei­ be 28 gekuppelt ist.

Durch in der Mitte in den Platten 10 und 11 angeordnete Öffnungen erstreckt sich eine Hohlwelle 34, die in Kugel­ lagern 35 und 36 drehbar gelagert ist, die in den Mittel­ öffnungen der Platten 10 und 11 gehalten sind. Zum Ab­ stützen des unteren Endes der Hohlwelle 34 ist ein Kugel­ gleitlager 37 angeordnet. An der Hohlwelle 34 sitzt ein Zahnrad 38, das mit dem Zahnrad 27 kämmt, wobei die Zahn­ räder 38 und 27 ein Verhältnis von 1 : 1 haben. Das obere Ende der Hohlwelle 34 hat ein Gewinde für die Aufnahme einer Ringmutter 39.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, hat bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Zentrifugenschale 40 mit einem Zentri­ fugenhohlraum ein Basiselement 41, das beispielsweise aus Aluminium gebaut ist. Das Basiselement 41 hat eine mittige Öffnung, durch welche sich die Hohlwelle 34 erstreckt. Das Basiselement 41 ist zwischen der Ringmutter 39 und einem Flansch 42 eingeklemmt, der sich radial nach außen von der Hohlwelle 34 über dem Zahnrad 38 erstreckt. In einer Aus­ nehmung, die in der Oberseite des Basiselementes 41 ausge­ bildet ist, ist fest ein ringförmiger transparenter Schlauch 43 aus Silikonkautschuk angeordnet. Das Basiselement 41 ist mit einer ersten Schulter 44 versehen, die sich radial nach außen von der Ausnehmung daran angrenzend erstreckt, in welcher der Schlauch 43 angeordnet ist. Das Basiselement 41 hat eine zweite Schulter 45, die sich radial nach innen und angrenzend an die Ausnehmung er­ streckt, in welcher der Schlauch 43 po­ sitioniert ist. Ein ebener, in der Mitte mit einer Öffnung versehener, transparenter Kunststoffdeckel 46, der beispiels­ weise aus Methacrylharz besteht, ist über der Ausnehmung in dem Basiselement 41 angeordnet. Der Deckel 46 wird durch eine erste Vielzahl von Bolzen 47a und durch eine zweite Vielzahl von Bolzen 47b in seiner Stellung ge­ halten, die sich durch den transparenten Deckel 46 und jeweils durch das Basiselement 41 unter die jeweiligen Schultern 44 und 45 erstrecken, wobei jeder der Bolzen 47a, 47b durch eine zugeordnete Mutter gehalten ist. Der trans­ parente Deckel 46 ist mit drei Bohrungen 48 bis 50 versehen, die in verschiedenen radialen Abständen von der Drehachse der Motorwelle 17 angeordnet sind. Die Bohrungen 48 bis 50 stehen in Fluidverbindung mit dem Inneren des Schlauches 43 über daran vorgesehene Öffnungen. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, enden die Bohrungen 48 bis 50 nicht in der ebenen Oberseite des transparenten Deckels 46, sondern erstrecken sich durch nippelartige Vorsprünge 51 bis 53, die von der sonst ebenen Oberseite des trans­ parenten Deckels 46 nach oben vorstehen.

Ein Bündel 54, welches aus drei flexiblen Rohren 55, 56 und 57 besteht, ist in einer Öffnung angeordnet, die ko­ axial zu der Motorwelle 17 ist und beispielsweise in einer Abdeckung 58 ausgebildet sein kann, die dem Gehäuse der Zentrifuge zugeordnet ist. Das Bündel 54 von Rohren 55 bis 57 erstreckt sich radial von der Drehachse der Motor­ welle 17 nach außen zur Hohlwelle 29, nach unten durch die Hohlwelle 29, von unterhalb der Hohlwelle 29 radial nach innen und durch die Hohlwelle 34 nach oben, so daß jedes der Rohre 55 bis 57 über dem transparenten Deckel 46 positioniert ist. Das flexible Rohr 55 wird über dem nippelartigen Vorsprung 51 auf der Oberfläche des Deckels 46 angeordnet und steht mit dem Inneren des Schlauches 43 über die Bohrung 48 in Verbindung, um Blut in den Schlauch 43 einzuführen. Die freien Enden der jeweiligen flexiblen Rohre 57 und 56 sind jeweils über den nippelartigen Vorsprüngen 52 und 53 angeordnet, die an der Oberfläche des Deckels 46 ausgebildet sind, so daß sie mit dem Inneren des Schlauches 43 über Bohrungen 49 bzw. 50 in verschiedenen radialen Abständen von der Drehachse der Zentrifuge in Verbindung stehen, die von der Drehachse der Motorwelle 17 gebildet wird. Das frische Blut kann in den Schlauch 43 über das flexible Rohr 55 eingeführt werden, während die flexi­ blen Rohre 56 und 57 als Leitungen zum Entfernen von Plasma bzw. roten Blutzellen bzw. roten Blutkörperchen aus dem Inneren des Schlauches 43 vorgesehen sind. Für die Zuführung von Blut in das flexible Rohr 55 und zum Abpumpen der Blutkomponenten aus den flexiblen Rohren 56 und 57 können entsprechende Pumpen ver­ wendet werden.

Unter der Platte 12 ist ein Gegengewicht 59 vorgesehen, das durch einen Bolzen 60 und eine zugeordnete Mutter 61 festgelegt ist. Das Gegengewicht 59 ist radial gegenüber der Scheibe 22 und der Zwischenwelle 23 angeordnet, um den Rahmen auszubalancieren. Der Schlauch 43 kann anstelle der gezeigten Fluidverbindung mit den Boh­ rungen 48 bis 50 mit drei innenliegenden Strömungsleitungen versehen sein, die mit den flexiblen Rohren 55 bis 57 ent­ weder durch den transparenten Deckel 46 oder andere mit Öffnungen versehene Abschnitte der Zentrifugenschale 40 mit dem Hohlraum in Verbindung stehen.

In Betrieb treibt die Welle 17 des Antriebsmotors 20 den Rahmen einschließlich der horizontalen Platten 10 bis 12 mit einer speziell gewählten Winkelgeschwindigkeit ω, beispielsweise mit 1000 Upm. Die Zahnscheibe 22, die an der Zwischenwelle 23 sitzt, dreht sich um die Drehachse der Motorwelle 17. Infolge seiner Verbindung über den Zahnriemen 21 mit der Zahnscheibe 19, die am Gehäuse des Antriebsmotors festgelegt ist, wird die Zwischenwelle 23 veranlaßt, sich in den Lagern 24 bis 26 zu drehen. Als Folge dieser Bewegung der Zwischenwelle 23 treibt das Zahnrad 27 das Zahnrad 38 mit einer Winkelgeschwindigkeit von 2ω wegen des Übersetzungsverhältnisses von 1 : 1. Dadurch dreht sich die Schale 40, die wie das Zahnrad 38 fest mit der Hohlwelle 34 verbunden ist, mit einer Winkel­ geschwindigkeit von 2ω.

Gleichzeitig treibt die Zahnscheibe 28, die sich mit der Zwischenwelle 23 dreht, den Zahnriemen 23 an, der seiner­ seits die Zahnscheibe 32 antreibt, die an der Hohlwelle 29 befestigt ist Dadurch wird die Hohlwelle 29 um ihre eigene Achse mit einer Winkelgeschwindigkeit von -ω gedreht. Dies hat zur Folge, daß das Bündel 54 von flexiblen Rohren 55 bis 57 nicht verdreht wird, was eine Fluidverbindung zum transparenten Schlauch 43 und aus ihm heraus, ohne daß irgendwelche rotierenden Dichtungen vor­ handen sind, ermöglicht. Bei entsprechender Auswuchtung können für die Durchflußzentrifugenschale Drehzahlen von bis zu 2000 Upm für die Separierung von Blutkomponenten verwendet werden, für andere Zwecke sogar noch höhere Dreh­ zahlen. Zum Nachweis der Einsatzfähigkeit der Durchfluß­ zentrifuge wird heparinisiertes (1,5 mg/kg) Schafblut in die Zentrifuge direkt vom Tier (Gewicht 34 kg) eingeführt, während die Abströme von Plasma und roten Blutzellen nach der Probenahme zum Tier zurückgeführt werden. Die Mengen­ ströme durch die einzelnen Leitungen werden von zwei Rollenpumpen gesteuert, von denen eine in die Frischblut­ leitung und die andere in die Plasmarückführleitung ein­ gesetzt ist, während in der dritten Leitung ein Strom fließt, der gleich der Differenz zwischen den beiden Pumpen ist. Bei einem konstanten Beschickungsmengenstrom von 60 ml/min erhält man ein von roten Blutkörperchen freies Plasma mit einem Mengenstrom von 12 ml/min bei 1000 Upm oder 18 ml/min bei 1300 Upm. Bei einem 12 h langen kontinuierlichen Plasmastrom mit 18 ml/min werden Blut- und Plasmaproben in solchen Abständen genommen, daß Änderungen der Thrombozytenzahl untersucht werden können. Die Ergebnisse zeigen eine 50%ige Reduzierung der Blut­ thrombozytenzahl in der ersten Stunde und eine Reduzierung von 30% der Basiswerte nach der zwölften Einsatzstunde, ohne daß irgendeine Hämolyse der roten Blutkörperchen vor­ liegt.

Die Zentrifugenschale 40 gemäß Fig. 1 und 2 kann ersetzt oder modifiziert werden, was von der speziellen Verwendung der Zentrifuge abhängt. Wenn man eine Durch­ flußzentrifuge dazu verwenden will, eine kontinuierliche Zellentrennung nach dem Dichtegradienten zu bewirken, ist es lediglich erforderlich, den transparenten Kunststoff­ deckel 46 und den transparenten Schlauch 43 von der Zentrifugenschale 40 in Fig. 1 und 2 zu ent­ fernen. In dem Boden der Ausnehmung des Basiselementes 41, von dem der Schlauch 43 entfernt worden ist, wird eine dünne Polytetrafluoräthylenfolie 62 ange­ ordnet. Auf der Oberseite der Folie 62 wird angrenzend an die Schulter 44 ein äußerer O-Ring 63 aus Silikonkautschuk oder eine ähnliche Dichtungsscheibe aus Silikonkautschuk oder dergleichen angeordnet, um den Außenumfang der Kammer abzudichten, in welcher die Zellentrennung mit der so modifizierten Zentrifugenschale 64 ausgeführt werden soll. Ein innerer O-Ring 65 aus Silikonkautschuk oder eine ähnliche Dichtungsscheibe ist auf der Oberseite der Folie 62 angrenzend an die Schulter 45 zum Abdichten des Innen­ umfangs der Kammer angeordnet, in welcher die Zellentrennung ausgeführt werden soll. Radial nach außen erstreckt sich zwischen dem inneren O-Ring 65 und dem äußeren O-Ring 63 eine Scheidewand 66 (Fig. 3), wodurch eine radiale Trennung in der Kammer herbeigeführt wird, in welcher die Zellen­ trennung erfolgen soll.

Auf den Schultern 44 und 45 wird ein transparenter Kunst­ stoffdeckel 67 aus Methacrylharz angeordnet, der zwischen seiner Unterseite und der dünnen Folie 62 eine Zentrifugenkammer bildet. Der Deckel 67 wird durch Bolzen 47a und 47b wie bei dem Ausführungs­ beispiel der Fig. 1 und 2 in Lage gehalten.

Durch den Deckel 67 gehen auf der Seite der Scheidewand 66 sechs Einlaßbohrungen 68 hindurch, die in der Drehrichtung der Zentrifugenschale 64 liegen. Durch den Deckel 67 gehen auf der anderen Seite der Scheidewand 66 sechs Auslaß­ bohrungen 69, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Bohrungen 68 und 69 ermöglchen eine Fluidverbindung mit der Zen­ trifugenkammer, die in dem Raum zwischen der Innenfläche des transparenten Deckels 67 und der Folie 62 gebildet wird. Jede der Einlaßbohrungen 68 endet nicht in der flachen oberen Fläche des Deckels 67, sondern erstreckt sich durch nippelartige Vorsprünge 70, die speziell für die Aufnahme der freien Enden von flexiblen Rohren bzw. Schläuchen aus­ gebildet sind, die den Rohren 55 bis 57 von Fig. 1 ähnlich sind. In gleicher Weise erstreckt sich jede der Auslaß­ bohrungen 69 durch nippelartige Vorsprünge 71, die von der Oberseite des Deckels 67 hochstehen.

Die sechs Einlaßbohrungen 68 sind radial zur Drehachse der Zentrifugenschale 64, die von der Drehachse der Motor­ welle 17 bestimmt ist, um unterschiedliche Abstände versetzt, wobei der Abstand zwischen benachbarten Einlaßbohrungen 68 im wesentlichen gleich ist. In gleicher Weise sind die sechs Auslaßbohrungen 69 in verschiedenen radialen Ab­ ständen von der Drehachse der Zentrifugenschale 64 ange­ ordnet, wobei benachbarte Auslaßbohrungen 69 im wesentli­ chen den gleichen Abstand voneinander haben. Die Auslaß­ bohrungen 69 als Gruppe sind in größeren radialen Abständen als die entsprechenden Einlaßbohrungen 68 angeordnet, wobei jede Auslaßbohrung 69 weiter radial nach außen von der Dreh­ achse der Schale 64 als die entsprechende Einlaßbohrung 68 angeordnet ist.

Jede Einlaßbohrung 68 und jede Auslaßbohrung 69 steht in Fluidverbindung mit einer von insgesamt zwölf flexiblen, nicht gezeigten Strömungsrohren, die ein Bündel bilden und von einem Rohrmantel geschützt werden, der beispielsweise mit Silikonfett gefüllt ist und zur Außenseite der Zentrifuge über die Hohlwelle 34 und die Hohlwelle 29 genauso wie die Rohre 55 bis 57 von Fig. 1 geführt ist.

Die sechs Einlaßbeschickungsrohre führen in Betrieb kon­ tinuierlich Flüssigkeiten von verschiedener Dichte zu, die in der Größenordnung von der inneren zur äußeren Position der Einlaßbohrungen 68 zunimmt, so daß ein Dichtegradient innerhalb der Zentrifugenschale 64 in der darin zwischen der Innenfläche des Deckels 67 und der dünnen Folie 62 ge­ bildeten Kammer geschaffen wird. Zellen, die in der Flüs­ sigkeit suspendiert sind, die von der innersten Öffnung zu­ geführt wird, bewegen sich unter dem Einfluß des Zentrifu­ galkraftfeldes längs einer Spiralbahn, was zu einer Trennung der Zellen nach der Dichte führt. Die auf diese Weise ge­ trennten Zellen werden kontinuierlich durch die Auslaßboh­ rungen 69 in sechs Fraktionen eluiert. Es kann jede Anzahl von Fraktionen verwirklicht werden, was prinzipiell von der Anzahl der Einlaß- und Auslaßbohrungen und der zugeordneten Rohre abhängt. Obwohl im vorstehenden auf die Zellenseparie­ rung speziell Bezug genommen wurde, kann die Zentrifugenschale 64 der Fig. 3 und 4 auch zur Trennung anderer Materialien als Zellen in verschiedene Fraktionen nach der Dichte verwendet werden.

Wenn die Zentrifuge von Fig. 1 zum Separieren einer mobilen Phase aus einer stationären Phase eines Zwei-Phasen- Lösungsmittelsystems oder für ein einziges System, bei welchem Teilchen einer Eluierung unter Verwendung eines einzigen Lösungsmittelsystems unterworfen werden, verwen­ det werden soll, ist es lediglich erforderlich, den trans­ parenten Kunststoffdeckel 46 und den Schlauch 43 zu entfernen, um eine modifizierte Zentrifugen­ schale 72 gemäß Fig. 5 und 6 zu erhalten. Eine lange Schrau­ be eines Rohres 73 mit einem schmalen Durchgang, welches zwei freie Enden hat, ist in der Ausnehmung angeordnet, die in dem Basiselement 41 angrenzend an die Schulter 44 gebildet ist. Obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist, kann man das Rohr 73 mit dem schmalen Durchgang um einen Ring 74 herum mit Kreisquerschnitt anordnen, wobei der Ring 74 in der Ausnehmung in dem Basiselement 41 in der Nähe der Schulter 44 angeordnet ist. Obwohl nur eine Schleife des schraubenförmig gewickelten Rohres 73 mit engem Durchgang in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, können mehrere Schlei­ fen um die Ausnehmung herum in dem Basiselement 41 vorge­ sehen werden. An den Schultern 44 und 45 des Basiselementes 41 ist ein transparenter Kunststoffdeckel 75 aus Methacryl­ harz angeordnet. Die beiden Enden des Rohres 73 stehen in Fluidverbindung mit Bohrungen 76 und 77, die durch den Deckel 75 in der Nähe seines Außenumfanges ragen. Die Bohrungen 76 und 77 enden an ihrem oberen Ende nicht an der ebenen Oberfläche des Deckels 75, sondern erstrecken sich durch nippelartige Ansätze 78 und 79, die von der ebenen Fläche des Deckels 75 nach oben ragen, wobei die nippelartigen Ansätze 78 und 79 die Anbringung eines flexiblen Einlaßrohres und eines flexiblen Auslaßrohres in Fluidverbindung mit der Bohrung 76 bzw. 77 ermöglichen. Solche nicht gezeigten Einlaß- und Auslaßrohre entsprechen dem Rohr 55 und dem Rohr 57 von Fig. 1. Die freien Enden des schraubenförmig gewickelten Rohres 73 mit engem Durch­ gang sind in Fluidverbindung mit den Bohrungen 76 bzw. 77 mit Hilfe von nippelartigen Ansätzen an der Unterseite des Deckels 75 angeordnet, wobei diese Ansätze in gleicher Wei­ se wie die nippelartigen Ansätze 78 und 79 gebaut sind. Bei manchen Verwendungszwecken können sich die freien Enden des Rohres mit engem Durchgang nach oben durch etwas erweiterte Öffnungen erstrecken, die wie die Bohrungen 76 und 77 in dem Deckel 75 vorgesehen sind in Verbindung mit den jeweiligen Einlaß- und Auslaßrohren angeordnet werden. Wie im Falle der übrigen Ausführungsbeispiele sind die Einlaß- und Auslaßrohre nach unten durch die Hohlwelle 34, nach außen zur Hohlwelle 29, nach innen zur Öffnung in dem festen Ele­ ment der Abdeckung 58 und dann jeweils zu einer Versorgung und zu einem Element geführt, welches das Material aufnehmen soll, das durch das schraubenförmig gewickelte Rohr 73 mit schmalem Durchgang eluiert wird.

Bei geeigneten Zentrifugalkraftfeldern hält jede Windung des Rohres 73 mit engem Durchgang die stationäre Phase des Zwei-Phasen-Lösungsmittelsystems zurück, während die mobile Phase kontinuierlich durch das Rohr eluiert wird. Auf diese Weise wird eine Probenlösung, welche gelöste Stoffe oder Teilchen enthält, einem Trennprozeß zwischen den beiden Phasen unterworfen und wird abschließend durch das Auslaßrohr abgezogen. Im Falle eines Systems mit einem einzigen Lösungsmittel werden Teilchen in jeder Schrauben­ windung einer Eluierung unterworfen und nach Größe und Dichte unter dem Einfluß des Zentrifugalkraftfeldes ge­ trennt.

Der Anwendungsbereich derartiger Durchfluß- Zentrifugen ist sehr groß. So können diese Zentrifugen zur Plasmopherese, zum Zellenwaschen und zur Elutriation bzw. Eluierung, zur Zonenzentrifugierung und zur Gegen­ strom-Chromatographie verwendet werden, um nur einige wenige Anwendungszwecke speziell zu nennen.

Claims (10)

1. Zentrifuge mit einer zentralen Drehachse und einer Zentrifugenschale mit wenigstens einem Einlaßrohr und einem Auslaßrohr, wobei ein Ende jedes der Rohre mit der Zentrifugenschale verbunden ist, wobei die Rohre in einem Bündel angeordnet sind, das sich in einer Teilschleife nach außen aus unmittelbarer Nähe der zentralen Achse, längs einer radial zur zentralen Achse versetzten Bahn und dann zu einer Stelle längs der zentralen Achse erstreckt, und wobei Antriebseinrichtungen zum Drehen des Bündels um die zentrale Achse mit einer Geschwindigkeit ω und der Zentrifugenschale um die zentrale Achse mit einer Geschwindigkeit 2ω vorgesehen sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine zusätzliche Antriebseinrichtung (Zahnscheibe 28, Hohlwelle 29, Zahnscheibe 32, Zahnriemen 33) zum Drehen des Bündels (54) um seine Achse (Hohlwelle 29) mit einer Geschwindigkeit -ω vorgesehen ist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Auslaßrohre (Rohr 56, Rohr 57) vorgesehen sind, von denen jedes an seinem einen Ende mit der Schale (Zentri­ fugenschale 40) in unterschiedlichen radialen Abständen von der zentralen Achse verbunden ist.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Einlaßrohr (Rohr 55) mit der Schale (Zentrifugenschale 40) verbunden ist.

4. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Einlaßrohre vorgesehen sind, wobei die Einlaßrohre an einem ihrer jeweiligen Enden mit der Schale (Zentrifugenschale 64) in verschiedenen radialen Abständen von der zentralen Achse verbunden sind.

5. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Auslaßrohren, die an einem ihrer Enden mit der Schale (Zentrifugen­ schale 64) in verschiedenen radialen Abständen von der zentralen Achse verbunden sind.

6. Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Trennwand (Scheidewand 66) radial in der Schale (Zentrifugenschale 64) zwischen den Einlaß- und Auslaßanschlüssen an die Schale erstreckt.

7. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Einlaßrohr und ein einziges Auslaß­ rohr vorgesehen sind und daß ein schraubenförmig ge­ wickeltes Rohr (73) in der Schale (Zentrifugenschale 72) gehalten ist, dessen eines Ende in Fluidverbindung mit dem Einlaßrohr und dessen anderes Ende in Fluidverbindung mit dem Auslaßrohr steht.

8. Zentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das schraubenförmig gewickelte Rohr (73) um einen kreisförmigen Stab (Ring 74) gewickelt ist, der in der Schale (Zentifugenschale 72) angeordnet ist.

9. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Rahmen (Platten 10, 11 und 12, Distanzstücke 13 und 14), eine Hohlwelle (34), die mittig angeordnet ist, eine zur zentralen Achse koaxiale Drehachse hat und drehbar an dem Rahmen (Platten 10, 11 und 12, Distanzstücke 13 und 14) sitzt, durch einen Antriebsmotor (20), dessen Motorwelle (17) mit dem Rahmen (Platten 10, 11 und 12, Distanzstücke 13 und 14) verbunden ist, um den Rahmen (Platten 10, 11 und 12, Distanzstücke 13 und 14) mit einer Winkelgeschwindigkeit ω anzutreiben, durch eine Zwischenwelle (23), die sich durch den Rahmen (Platten 10, 11 und 12, Distanzstücke 13 und 14) erstreckt, drehbar daran ge­ halten ist und eine Treibscheibe (Zahnscheibe 22) trägt, durch eine Treibscheibe (Zahnscheibe 28) und ein erstes Zahnrad (27), durch ein zweites Zahnrad (38), das mit dem ersten Zahnrad (27) kämmt, wobei das zweite Zahnrad (38) fest mit der Hohlwelle (34) verbunden ist, durch eine festgelegte Scheibe (Zahnscheibe 19), die auf der Mittel­ achse bezüglich der Motorwelle (17) des Antriebsmotors (20) stationär angeordnet ist, wobei die Treibscheibe (Zahnscheibe 22) mit der festgelegten Scheibe (Zahnscheibe 19) für den Antrieb der Zentrifugenschale (40) mit einer Winkelge­ schwindigkeit 2ω über die Zwischenwelle (23) und das erste und zweite Zahnrad (27, 38) gekuppelt ist, durch eine weitere Hohlwelle (29), die sich durch wenig­ stens einen Teil des Rahmens (Platten 10, 11 und 12, Distanz­ stücke 13 und 14) radial nach außen von der Mittelachse erstreckt und für eine Drehung bezüglich ihrer eigenen Achse gelagert ist, und durch eine weitere Scheibe (Zahnscheibe 32), die an der weiteren Hohlwelle (29) festgelegt ist, wobei diese Scheibe (Zahnscheibe 32) mit der Treibscheibe (Zahn­ scheibe 28) an der Zwischenwelle (23) zum Antrieb der weiteren Hohlwelle (29) um ihre eigene Drehachse mit einer Winkelgeschwindigkeit -ω gekuppelt ist.

10. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel (54) von Einlaßrohren und Auslaßrohren in dem weiteren hohlen Rohr (Hohlwelle 29) für eine Drehung mit diesem Rohr (Hohlwelle 29) festgelegt ist.