DE2912617A1

DE2912617A1 - Fraktionieraggregat

Info

Publication number: DE2912617A1
Application number: DE19792912617
Authority: DE
Inventors: Charles H Chervenka; Lee Gropper
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1979-03-30
Publication date: 1980-03-20
Also published as: DE2912617C2; US4181700A

Description

BipL-fcg. C, V/c.risciT München„ den äfJLKRZ

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Beckman Instruments» Ine,.,.. Fallerton, CaI., USiL

Frakt ianieraggregat

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf da© sequentielle. Fraktionierung des Inhalts eines Zentrifugen-Probenröhi¹-chens it.acli dem Zentrifugationsvorgang und näiierhin ein Praiitioniersystemj das die genaue und reprodusierbare Entnehme sehr kleiner FraktionsvoluiEiiia ohne unerwünschte Vermischung der Fraktionen oder "Verluste der Fraktionen in einer fcerfiil-^ruiigsrohrleitur^g.· und dergleichen gestattet. Das System soll für seiiw Γ^ιζ±:ΐ1-'ΐ Iceinen moto-rischen Antrieb, keine Puape oder elektrische Leistung benötigen.

Nach einem Zentrifugationsvorgang müssen jeweils die einzelnen Fraktionen des durch die Zentrifugation zerlegten Strömungsmittels entnommen werden_r um die eigentliche Analyse der einzelnen separierten Bestandteile oder Pegel der Strömungsmitteldichte vornehmen zu können» Bei "Verwendung sehr kleiner Zentrifugen-Probenröhrchen. stellt öle Entnahme genau jaaiessener kleiner Volumina oder Fraktionen

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des Strömungsmittreis (bzw» de-r Flüssigkeit) aus dem. Zentrifugen-Probenröhrehen ohne Verluste oder Hückmisehung ein erhebliches Problem dar...

Ss wurden bereits verschiedene Arten voa Vorrichtungen, zur Fraktionierung des Inhalts von Zentrifugen-ProbenrÖhrchen-' entwickelt. Eine mögliche Art des Vorgehens in einem derartigen Frakbionierungssystes; ist aas scheibenweise Auf- .. schneiden des Erobere Iirefesn^ wolaecl al.;; c-iPrr; ■■■:■-.,.:"^: ■ ■ ----ciien in einem besonderen- Ealterungs- und Sertneidmesseraggregat aufeinaaderfolgend in Segmente geschnitten, wird,. derart_t daß nach dem Aufschneiden die Flüssigkeit mit Hilfe einer pipette aus den. einzelnen Segmenten entnommen werden kann. Dieses Verfahren mit Aufschneiden des Proberöhrchens ist zwar mit gewissem Erfolg beim Auftrennen des Inhalts extrem kleiner Probenröhrchen in nur zwei Fraktionen angewandt worden> jedoch ist es vollkommen ungeeignet zum sequentiellen, aufeinanderfolgenden fraktionieren, klei-* ner Probenröhrchen. - .

Ein anderes, zur Fraktionierung von Probenröhrchen verwendetes Verfahren ist das sogenannte Punktieren bzw« Durchlöchern, bei welchem also das Probenröhrchen mit einer-Hohlnadel durchstochen und; der Röhrcheninhalt langsam: \ Tropfen für Tropfen entnommen wird,, -während auf einen Raum' am oberen Ende des Röhrchens ein leichter Druck ausgeübfi wird. Ein anderes Verfahren der- Probenröhrchen-Fraktionierung geht von dem Grundgedanken dar Verdrängung aus, wobei der Probenröhrchen-Inhalt nach oben, durch ein spezielles Verschlußkappenaggregat verdrängt wird, indem man eine : Flüssigkeit hoher Dichte am Ecio^ iz-z rrcw-rrlir^v--^ ~.~ ■- .." ^jiziert, und zwar entweder unter Verwendung einer

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Fttokfcieiaadel oder mittels einer langen, in das Zentrifu— gen-1 robemrolirclieBL von oben nach unten eingeführten Kapillare.

SchlieBlicln. wird als ein weiteres hauptsächliches Verfahren zur FiTOfeenröhrchen-Fraktionierung das Auf- bzw. .Absaugen, sgmgewaiadt;, bei welchen der Probenröhrchen-Inhalt schrittweise aufeinanderfolgend in Elementarmengen durch die Oberseite des Probenröhrchens entnommen wird. Dies gesclaielÄ ifej^piscmenweise mittels einer entweder von Hand oder in eimer speziellen Halterung gehaltenen Injektions-Tbzw. HeTberspjExfcze. Die Fraktionierung naeh diesem Äufsaug— prinzip laBfc sich auch unter Terwendung eines speziellen Aiggpegaibs rail» einer Vakuumpumpe zur Entnahme einzelner Erafcfciomem öes Mölorcheninhalts durch eine am offenen oberen läade des Böhrclaens eingeführte Kapillare durchführen.

Ims-gesamfc isifc zu sagen» daß die derzeit zur Probenrohr— cliem-EFafcfcioaiercmg verwendeten ¥erfahren einigermaßen zu-Triedeiastielleiid sind, wenn es um die Terwendung größerer ii-TProbenröhrchen mit einer Kapazität von 5 ^ml

Eliissigfceitsverluste durch Lecken oder durch EimröcMialtuiig in den !«eitungsverbindungen hier in Eaul" ^ewoiwmem. werden können. Bei sehr kleinen Zentrifugen— Probeiiirolnrclaeii, die beispielsweise nur 0,175 ml Flüssigkeit; eirtlnalfceii, lassen sich mit diesen bekannten Verfahren den* segiaemibielleiB. Probenröhrchen—Fraktionierung keine zu— frieäeiasibelleiiLdeiii Ergebnisse erzielen. Die in derartigen kleinem ZemfeififiageiiL-Probenröhrehen zu behandelnden Flus-

simd so winzig, daß Yerluste durch Inecken

in dea Verbindungsleitungen oder als eäjaejp ffiickvenmischung nicht mehr toleriert werden

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können.

Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung eines Fraktion!ersystems zur sequentiellen, d. h. schrittweisen Fraktionierung des Inhalts "von Zentrifugen-Probenröhrchen zugrunde, das sich insbesondere zur Fraktionierung sehr kleiner Probenröhrchen eignet und die genaue und reproduzierbare Entnahme sehr kleiner Fraktionsvolumina ohne Gefahr der Rückvermischung der Fraktionen oder Verluste durch Lecken oder in Überführungs- und Verbindungsleitungen gestattet, und das zudem in seinem Aufbau und seiner Wirkungsweise einfach und wenig störanfällig und billig herstellbar ist und insbesondere keinen gesonderten Motor, keine Pumpe und auch keine elektrische Leistung benötigt.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird diese Aufgabe mit einem System zur sequentiellen Fraktionierung unter Verwendung einer Spritzen- bzw. Heber-Apparatur, in welcher eine Gehäusekammer mit einem Rahmengestell in solcher Weise verbunden ist, daß das Gehäuse um sehr genaue Vorschubwege relativ gegenüber einem in der Gehäusekammer befindlichen Kolben bzw. einer Kolbenstange verschiebbar ist. An der Gehäusekammer sind abnehmbare Spritzen- bzw. Heberspitzen angebracht, die zur Entnahme und Aufnahme jeweils eines sehr genauen Strömungsmittel- bzw. Flüssigkeit svolumens für jeden aufeinanderfolgenden Fraktionierungsschritt dienen. Für das erfindungsgemäße Aggregat werden keinerlei Motoren oder Pumpen und damit auch keine elektrische Leistung benötigt. Auch sind keine Verbindungsleitungen erforderlich, die einen möglichen Verlust an residuell in den Leitungen zurückgehaltenem Flüssigkeitsvolumen zur Folge haben könnten.

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Dei· wesentliche neue Grundgedanke der Erfindung besteht in der Art und Weise, in welcher die spritzen- bzw. heberartige Apparatur zur Entnahme von Teilflüssigkeitsmengen aus dem Zentrifugen-Probenröhrcheninhalt verwendet wird. Und zwar wird das in die Gebäusekammer integrierte Spritzengefäß relativ gegenüber dem Spritzenkolben abwärts bewegt, indem der Kolben an. einer Abwärtsbewegung gehindert wird, beispielsweise durch Anschlag gegen die Deckplatte der Fraktioniervorrichtung. Dies steht in direktem Gegensatz zu der üblichen Verwendung von Injektionsspritzen bzw. Hebern, bei welchen der Kolben aus dem festgehaltenen Spritzenzylinder herausgezogen wird. Durch diese erfindungsgemäße neue Arbeitsweise lassen sich Flüssigkeitsteilmengen aus dem Zentrifugenprobenröhrchen auf besonders vorteilhafte Weise entnehmen, wie weiter unten noch erläutert wird.

Bevor die Spritzen- bzw. Heberspitze die Flüssigkeitsoberflache in dem Höhrchen berührt, kann keine Flüssigkeit aufgezogen werden. Der Entnahmevorgang kann daher erst in Gang gesetzt werden, nachdem die Spritzen-Spitze mit der Flüssigkeitsoberfläche in Berührung gebracht ist. Bei der folgenden Abwärtsbewegung der Spritzen-Spitze und des Spritzenzylinders wird kontinuierlich. Flüssigkeit in die Spritzenspitze aufgezogen, und zwar ausschließlich unmittelbar von der Oberfläche des Probenröhrchen-Inhalts; dies ist eine vollkommen andere Arbeitsweise als bei der bekannten Yerwendung einer Entnahmesprit ze nach, dem Stande der Technik, bei welcher die Spitze in die Flüssigkeit eingetaucht und die Fraktion von einer unterhalb der Oberfläche gelegenen Stelle statt von der Oberfläche direkt aufgesaugt wird. Das vorstehend erläuterte

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erfindungsgemäße Verfahren ist wesentlich für die Erhaltung einer scharfen Trennung der Fraktionen und zur Vermeidung einer Vermischung mit in dem Probenröhrchen weiter unten befindlicher Flüssigkeit.

Zur Erzielung der vorstehend beschriebenen Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung muß das durch die Vorschubbewegung des Spritzenzylinders relativ zum Kolben aufgenommene Volumen gleich oder größer als das Volumen der aufzunehmenden Fraktion sein. Diese Forderung wird am besten dadurch erfüllt, daß man den Durchmesser des Spritzenzylinders geringfügig größer als den Innendurchmesser des Zentrifugen-Probenröhrchens macht. Falls erwünscht, kann der Spritzendurchmesser auch beträchtlich größer als der Probenröhrehendurchmesser sein, wobei dann aber etwas Luft zusammen mit dem Flüssigkeitsvolumen in die Spritzen-Spitze aufgesaugt wird. Die Genauigkeit des Fraktioniervolumens wird hierdurch jedoch nicht beeinträchtigt .

Das Volumen der aufgenommenen Fraktion wird dadurch bestimmt und kontrolliert, daß man den Verschiebeweg, über welchen die den Spritzenzylinder enthaltende Gehäusekammer relativ zum Spritzenkolben verschoben wird, mißt. Diese Messung erfolgt zweckmäßig mit Hilfe einer zugehörigen Meßvorrichtung zur genauen Messung der Vorschubbewegung der Gehäusekammer. Die Beziehung zwischen dem jeweiligen Vorschubweg und dem tatsächlich aufgenommenen Volumen kann bei Kenntnis des Innendurchmessers des Zentrifugen-Probenröhrchens berechnet werden; genauer und einfacher ist jedoch die Bestimmung der Beziehung durch Wägung von in einer Vorfraktionierung unter Verwendung eines mit Wasser

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gefüllten Zentrifugen-Probenröhrchens durch Verschiebung der Gehäusekammer um eine bestimmte Entfernung aufgenommenen Fraktionen.

Nachdem das gewünschte Fraktionsvolumen in die Spritzenbzw. Heber-Spitze aufgesaugt ist, wird nunmehr die den Spritzenzylinder enthaltende Gehäusekammer angehoben. Da hierbei der Spritzenkolben nicht durch Anschlag gegen die Deckplatte behindert wird, bewegt sich der Spritzenkolben zusammen mit der Gehäusekammer nach oben. Die in der Spritzen- bzw. Heber-Spitze befindliehe Flüssigkeit bleibt daher ungestört an ihrer Stelle.

Das zweite wesentliche Vorteilsmerkmal der Erfindung besteht darin, daß jede Fraktion jeweils vollständig in der Spritzen- bzw. Heber-Spitze enthalten ist und es daher absolut keinerlei Verlust infolge von Lecken oder durch Flüssigkeitszurückhaltung in Verbindungsleitungen geben kann. Durch Abnahme der Spritzen-Spitze kann die entnommene Fraktion voll-quantitativ für die nachfolgende Verwendung, beispielsweise Analyse, übertragen werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen

Fig. 1 in Vorderansicht eine Fraktioniervorriehtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 die Vorrichtung in teilweise geschnittener Seitenansicht,

Fig. 3 die Fraktioniervorrichtung in teilweise

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aufgebrochener Draufsicht,

Fig. 4 eine Sehnittansieht im Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2.

Die als Ganzes mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Fraktioniervorriehtung weist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, eine Grundplatte 12 auf, auf welcher ein Rahmengestell 14 befestigt ist. An der Unterseite jj4 der Grundplatte 12 sind wenigstens drei Tragkissen oder Füße 15 in gleiehgewiehtsmäßig ausgeglichener Anordnung vorgesehen. Wie näher aus Fig, 4 ersichtlich, ist das Rahmengestell ein vergrößertes U-fÖrmiges einstückiges Teil, mit einem Bückteil 16 und einstückig an diesem angeformten Seitenwänden 18 und 20, die sich rechtwinklig zu dem Rüekteil 16 erstrecken. An der Innenseite 22 der Seitenwandungen bzw. -tafeln 18 und 20 sind •benachbart ihren freien Randkanten 24 Führungsnuten 26 vorgesehen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist über dem Rahmengestell 14 eine Deckenplatte 30 befestigt.

Die Führungsnuten 26 nehmen eine Sehiebeplatte 28 auf, die in weiter unten noch beschriebener Weise arbeitet, An der Sehiebeplatte 28 in Fig, 1 ist ein Kammergehäuse oder Hohlgefäß 36 befestigt, das eine Innenkammer 38 zur Aufnahme eines Kolbens bzw. einer Kolbenstange 40 aufweist. Der Kolben bzw, das Verdrängungsglied ist an seinem Außenende 42 mit einem Flansch versehen, der größer als eine öffnung 44 in der Deekelplatte 30 ist, derart, daß die Verschiebung des Kolbens 40 abwärts in Richtung auf die Grundplatte 12 zu durch den Ansehlag des Endflansches 42 gegen die Deekelplatte 30 begrenzt wird. Der Kolben 40 weist ein Kopfteil 46 auf, das in Dichtungseingriff mit der zylindrischen

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Innenwandung der Kammer 38 verschieblieh ist.

Wie aus den Figg. 1 und 2 ersichtlich, ist an dem Kammergehäuse 36 eine Schwentclagerung bzw. ein Sehwenkkopf 48 befestigt. Die Schwenklagerung ist ringförmig drehbar bezüglich dem Gehäuse 36 in Fig. 1. An der Schwenklagerung ist eine Kupplung 50 zur Aufnahme einer abnehmbaren Spritzen- bzw. Heber-Spitze 52 vorgesehen. Die Schwenklagerung 48 weist eine Stoßstellenanordnung 5^ zur drehbaren Befestigung der Halterung an dem Kammergehäuse 36 auf. Die Stoßstellenanordnung 54 ist so ausgebildet, daß sie eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Kupplung 50 der Schwenklagerung 48 und einem Kanal 56 herstellt, der seinerseits in Strömungsverbindung mit der den Kolben 40 enthaltenden Zylinderkammer 38 steht. Somit besteht eine Strömungsverbindung zwischen dem offenen Ende 58 der Spritzen- bzw. Heber-Spitze 52 und der Zylinderkammer 38 in dem Kammergehäuse 36. Die Sehwenklagerung 48 dient gemäß Pig. I zum bequemeren Einführen und Entnehmen der Spritzen- bzw. Heber-Spitze 52, wie weiter unten erläutert wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist an der Rückseite 60 der Schiebeplatte 28 eine Zahnstange 62 mit mehreren Zähnen vorgesehen. Mit der Verzahnung 64 der Zahnstange steht ein Ritzel 68 vermittels seiner Ritzelzahnung 66 in Eingriff. Das Ritzel 68 sitzt drehstarr auf einer Antriebswelle 70, die sich zwischen den Seitenwandungen l8 und 20 des Rahmens 14 erstreckt und an diesem gelagert ist. Eine Verdrehung der Antriebswelle JO hat daher eine entsprechende Bewegung der Zahnstange 62 mit der Schieberplatte 28 zur Folge, welche in den Pührungsschlxtzen 26 der Seitenwände l8 bzw. des Rahmens 14 läuft. Die Antriebswelle 70 ist an beiden

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Enden mit Steuer- bzw. Betätigungsknöpfen 72 versehen, die eine genauere Bewegungssteuerung der Schieberplatte 28 mit dem Kammergehäuse Jo und der Spritzen- bzw. Heber-Spitze gewährleisten sollen. An der Antriebswelle ist eine (nicht dargestellte) Vorspanneinrichtung vorgesehen, welche einer Verdrehung der Knöpfe einen geringfügigen Widerstand entgegensetzt, um eine genaue Einstellung der Schieberplatte zu gewährleisten.

An der Schieberplatte 28 ist des weiteren, wie aus Fig. 1 ersichtlich, eine Zeiger-Mikrometerschraublehre 74 vorgesehen, welehe ein den Lehrenanschlag bildendes Ende f6 sowie eine mit einer Meßskala versehene Frontplatte 78 mit einem drehbaren Zeiger 80 aufweist. Bei einer Abwärtsbewegung der Schieberplatte 28 gelangt daher das Sondenende "J6 des Mikrometers zum Berührungsansehlag gegen die Oberseite I3 der Grundplatte 12.

Auf der Grundplatte 12 ist, wie aus den Figg. 2 und 4 ersichtlich, ein Zentrifugen-Probenröhrchenhalter 80 drehbar gelagert, welcher mehrere Ausnehmungen bzw. Hohlräume 82 zur Aufnahme mehrerer Zentrifugen-Probenröhrchen 84 aufweist. Der zylindrische Probenröhrchenhalter 80 ist mit der Grundplatte 12 durch eine Schraube oder einen Bolzen 86 verbunden, welcher auch eine Anzeigescheibe 88 mit der Grundplatte 12 verbindet. Die Anzeigemarkierungen 90 auf dem Anzeigenskalenrad 88 dienen zur Identifizierung und Inbezugnahme der einzelnen Zentrifugen-Probenröhrchen 84.

Im folgenden wird nun die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Fraktioniersystems 10 anhand der Figg. 1 und 2 erläutert. Nach Abschluß der Zentrifugationsbehandlung einer

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Reihe von Strömungsmittel- bzw. Flüssigkeitsproben werden die Zentrifugenröhrehen 84 in die entsprechenden Öffnungen 82 in dem Probenröhrehenhalter 80 der Fraktioniervorriehtung 10 eingesetzt. Die Schieberplatte 28 befindet sich in ihrer oberen Stellung, in welcher die Oberkante der Schieberplatte 29 nahe benachbart der Deckplatte 30 der Vorrichtung 10 liegt. Sodann wird eine Pipetten- oder Heber-Spitze 52, die zum leichteren Ergreifen eine Reihe von Rippen 51 aufweist, auf das Kupplungsstück 50 des mit dem Gehäuse 36 verbundenen Sehwenkkopfes 48 aufgesetzt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Schwenklagerung 48 dabei im wesentlichen in die gestrichelt gezeigte Stellung versehwenkt, in welcher die Pipetten- bzw. Spritzen-Spitze leichter zum Einrasten in ihrer Stellung über dem Kupplungsstück 50 gebracht werden kann. Nachdem die Pipettenspitze einmal auf der Schwenklagerung 48 festsitzend angeordnet wurde, wird sie sodann in die in Fig. 1 voll ausgezogen dargestellte vertikale Stellung nach unten gedreht« Mit Hilfe der Drehknöpfe 72 der Antriebswelle 70 kann der Benutzer das Antriebsritzel 68 drehen, um die Zahnstange 62 und damit die Schieberplatte 28 in Richtung abwärts auf die Grundplatte 12 der Vorrichtung zu zu verstellen. Sobald der Benutzer feststellt, daB das Spritzenmundstüek 52 mit seinem offenen Ende 58 fast zur Berührung mit der Oberseite des Strömungsmittelinhalts in den Probenröhrchen 84 gelangt, registriert der Benutzer die Anzeige der Mikrometerskala 78. Durch genaue Drehung der Steuerlmöpfe 72 bewegt der Benutzer sodann die Spritzen-Spitze in die Flüssigkeit hinein, jeweils unter Beachtung der Änderung der Anzeige an der Mikrometerskala. Sobald die Anzeige an der Mikrometerskala dem genauen gewünschten Volumen entspricht, wird die Abwärtsbewegung der Spritzen-Spitze angehalten.

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Da der Kolben bzw. die Kolbenstange 40 mit ihrem Planschende 42 durch die Deckplatte j50 der Vorrichtung zurückgehalten wird, hat die Abwärtsbewegung des Kammergehäuses 36 im Zusammenwirken mit dem stationär gehaltenen Kolbenkopf 46 die Erzeugung eines leichten Vakuums in der Kammer 38 zur Folge. Die Kammer 38 ist ferner geringfügig größer als die Abmessung des Zentrifugenröhrchens 84 ausgeführt, um die Ausbildung eines Unterdrucks in der Kammer zu verstärken. Der hierdurch in der Kammer 38 erzeugte entsprechende Unterdruck bewirkt die Extraktion der Flüssigkeit aus dem Probenröhrchen 84 bei der Abwärtsbewegung der Spritzen-Spitze in das Zentrifugenröhrchen hinein. Das Strömungsmittel wird dabei unmittelbar von der Oberseite des Pegels bzw. Flüssigkeitsspiegels des Probenröhrcheninhalts in die Spritzen-Spitze aufgesaugt. Hierdurch wird die Gefahr jeglicher möglicher Störung aufeinanderfolgender Fraktionen weitgehend vermieden. Bei der Abwärtsbewegung der Spritzen-Spitze wird daher jeweils nur die Flüssigkeit von der unmittelbaren Oberfläche kontinuierlich entnommen.

Sobald das gewünschte Flüssigkeitsvolumen in die Spritzen-Spitze 52 aufgesaugt ist, wird vermittels der Drehknöpfe 72 die Schieberplatte 28 angehoben und so die Spritzen-Spitze 52 aus dem Probenröhrchen 84 ausgefahren. Es sei darauf hingewiesen, daß bei der Aufwärtsbewegung des Kammergehäuses jj6 zusammen mit der Schieberplatte das Flanschende 42 des Kolbens 40 ebenfalls nach oben über die Deckplatte yd angehoben wird, derart, daß die Flüssigkeit nicht aus der Spritzen-Spitze bei deren Anheben entnommen wird. Der Benutzer verbringt sodann die Spritzen-Spitze 52 in die in Fig. 1 gestrichelt gezeigte Horizontalstellung und nimmt die Spitze sorgfältig zur Verbringung in ein Vorratsgestell

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ab. Außer der bequemeren Abnahme der Spritzen-Spitze dient die Horizontalstellung auch dem weiteren Zweck, ein Auslaufen der in der Spitze enthaltenen Flüssigkeit bei der Abnahme der Spitze zu verhindern.

Sodann wird eine neue Spritzen-Spitze 52 mit der Kupplung 50 verbunden und der Vorgang zur Entnahme der nächstgewünschten Fraktion aus dem Inhalt des Zentrifugen-Probenröhr chens wiederholt. Nachdem sämtliche gewünschten Inhaltsfraktionen aus dem Zentrifugenprobenröhrchen entnommen sind, wird das Zeigerrad bzw. die Zeigerplatte 88 um eine Kerbe bzw. einen Teilstrich verdreht, um das nächste Zentrifugen-ProbenrÖhrchen mit der Spritzen-Spitze auszurichten; sodann wird die Fraktionierungsschrittfolge mit dem vollen Inhalt eines weiteren Probenröhrchens wiederholt.

Die Erfindung eignet sich zwar in erster Linie und besonders für eine Fraktioniervorrichtung zur genauen und reproduzierbaren Fraktionierung von Strömungsmittel bzw. Flüssigkeit in einem sehr kleinen bzw. extrem kleinen Probenröhrchen; jedoch kann die Gesamtanordnung auch in ihren Abmessungen vergrößert und mit vergrößertem Durchmesser der Kammer 38 ausgebildet werden, derart, daß sie für größere Zentrifugen-Probenröhrchen in Dichtegradientexperimenten verwendet werden kann, beispielsweise in Verbindung mit Schwenkbecherrotoren und präparativen Ultrazentrifugen. Eine derartige Vorrichtung würde die erforderliche Fraktionierung mit äußerster Einfachheit, Genauigkeit und Bequemlichkeit im Vergleich gegenüber bekannten Fraktioniersystemen gestatten.

Durch die Erfindung wird somit ein Fraktioniersystem geschaffen, das die Fraktionierung des Inhalts extrem kleiner

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Zentrifugen-Probenröhrchen unter Verwendung eines einfachen Mechanismus gestattet, der außerordentliche Bequemlichkeit und Genauigkeit ohne die Nachteile der Verwendung von Motoren, Pumpen oder elektrischer Leistung sowie ohne Verbindungsrohrleitungen usw. gewährleistet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist außerordentlich vielseitig hinsichtlich der Anzahl von aufgenommenen Fraktionen und ihre Größe kann über einen beträchtlichen Bereich hin variiert werden.

Zusammenfassung

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur sequentiellen Fraktionierung des Inhalts eines Zentrifugen-Probenröhrehens, welches durch Zentrifugalkraftwirkung getrennte Inhaltsteile enthält,unter Verwendung einer spritzen- bzw. heberartigen Vorrichtung. Die Erfindung sieht die Verwendung abnehmbarer Spritzen-Spitzen bzw. -Mundstücke vor, die an einem Kammergehäuse angeordnet sind und zur Entnahme und Aufbewahrung eines genauen Volumens zentrifugierter Flüssigkeit aus dem Zentrifugen-Probenröhrchen dienen. Die spritzen- bzw. heberartige Vorrichtung ist an einem Rahmen so befestigt, daß das Kammergehäuse relativ gegenüber dem Kolben bzw. der Kolbenstange beweglich ist, um eine genaue Vorschubbewegung des Kammergehäuses mit der daran angeordneten abnehmbaren Spritzen-Spitze in das Zentrifugen-Probenröhrchen hinein zu ermöglichen, zur behutsamen und genauen Entnahme der gewünschten Fraktion des Strömungsmittels bzw.

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der Flüssigkeit. Die Spritzen- bzw. Heber-Spitzen werden jeweils mit jeder aus dem Inhalt des Zentrifugen-Probenröhrchens entnommenen Fraktion abgenommen und können in ein Vorratsgestell zur nachfolgenden Analyse gebracht werden.

Patentansprüche:

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Claims

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Patentansprüche

Fraktionieraggregat zur aufeinanderfolgenden Fraktionierung des zentrifugieren Inhalts eines Zentrifugen-Probenröhrchens, gekennzeichnet durch

- ein Gehäuse (36) mit einer geschlossenen Kammer (38) zur Aufnahme einer relativ hierzu beweglichen Kolbenstange (40, 46); _^-_—~-- -""

- Mittel (28, 14) zur Halterung des Gehäuses (36) in vertikaler Anordnung;

- an den Halterungsmitteln vorgesehene Mittel (62, 64, 70, 72) zur Relatiwerschiebung des Gehäuses (36) gegenüber der Kolbenstange (40) in einer Richtung;

- an dem Gehäuse (36) abnehmbar angeordnete Mittel (52) zur Entnahme und Aufbewahrung einer genau bemessenen Teilmenge aus dem Inhalt der Probenröhrchen (84),

wobei die Mittel (52) zur Entnahme und Aufbewahrung der genau bemessenen Teilmenge zur Aufbewahrung dieser Teilmenge für die spätere Analyse von dem Gehäuse (36) abnehmbar sind.

2. Fraktionieraggregat zur aufeinanderfolgenden Fraktionierung des zentrifugierten Inhalts in einem Zentrifugen-Probenröhrchen, gekennzeichnet durch

- ein Rahmengestell (14, l6, l8, 20);

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■ ein an dem Rahmengestell beweglich angeordnetes Behältergefäß (36) mit einer geschlossenen Kammer (38);

■ ein in der Behältergefäßkammer (38) bewegliches Volumenverdrängungsglied (40, 46);

• Mittel (62, 64, 70, 72) zur Relatiwerschiebung des Behältergefäßes (36) gegenüber dem Rahmen (14);

an dem Rahmen vorgesehene Mittel (30, 44, 42) ziar Begrenzung der Bewegung des Verdrängungsgliedes (40, 46) bei der Verschiebung des BehältergefäQes (36) in einer Richtung;

an dem Rahmen (14, 12) vorgesehene Mittel (80, 86, 88) zur Halterung des Probenröhrchens (84) unter dem Behältergefäß (36);

mit dem Behältergefäß (36) verbundene Mittel (52) zur Aufnahme und Festhaltung einer Fraktion des Probenröhrcheninhalts bei der Relativverschiebung des Behältergefäßes (36) gegenüber dem Rahmengestell (1-4) in der einen Richtung, wobei die Mittel (52) zur Aufnahme und Festhaltung der Fraktion mit dem Behältergefäß (36) und den Verschiebemitteln (62, 64, 70, 72) so zusammenwirken, daß Flüssigkeit jeweils nur von der Oberfläche des Probenröhrcheninhalts abgezogen und festgehalten wird;

wobei die Mittel (52) zur Aufnahme und Festhaltung der Teilfraktion des Probenröhrcheninhalts von dem Behältergefäß (36) abnehmbar sind und als von dem Aggregat gesonderter Speicherbehälter für die abgenommene Teilfraktion dienen.

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3>. Frafetionleraggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeiclmet, daß das Behältergefäß ein Gehäuse (36) mit einer zylindrischen Kammer (38) aufweist.

4« Fraktionieraggregat nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß dier geschlossene Eamsier (Jß) einen größeren Durchmesser als das Zentrifugen-Probenröhrchen (84) aufweist.

5- Fralctiomieraggregat nach einem oder mehreren der Ansprüeüie 2 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen-Yeräräaugpngsglied einen in der Kammer (38) verschieblxclnen Kolben (HG₃ 40) aufweist.

6. Eraktlomeraggregat nach einem oder mehreren der vorhergeiiendeini jtosprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die MIttel 'zur AiafeaiiEiie MHd Festhaltung einer Teilfraktion des Fr'CaeiapöJarcheniniialts eine an dem Gehäuse {36) abnehmbar feefestlgte Spritzen- bzw., Heber-Spitze (52.) aufweisen.

7- F^aÄ^iomeipaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekenn—

daS an dem Gehäuse (36) eine Schwenklagerung

znJb einer Kupplung (50) zur Aufnahme-der Sprltzen-

bzw. Heiber-Spitze (52) vorgesehen ist.

3. Eraitfciisiiiiieraggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzelcimeifc, daß die Schwenkhaiterung (48) relativ bezügllela üsm Seiiäuse (36) schwenkbar ist, um die Verbindung bzw« MxmMrne der Spritzen- bzw. Heber-Spitze (52) mit fezw. ύοή. der Kupplung (50) in einer nicht-vertikalen lage ZH ermöglichen.

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9· Fraktionieraggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubmittel eine Schieberplatte (28) sowie Getriebemittel (62, 64, 66, 68, 70) zum Vorschub der Schieberplatte (28) aufweisen.

10. Fraktionieraggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebemittel eine Zahnstange (62, 64) an der Schieberplatte (28) sowie ein Antriebsritzel (66, 68) aufweisen.

11. Fraktionieraggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel eine Antriebswelle (70) aufweisen,welche an dem Rahmengestell (1%) benachbart der Schieberplatte (28) angeordnet ist und das Antriebsritzel (66, 68) in Zuordnung zum Eingriff mit der Zahnstange (62, 64) trägt.

12. Fraktionieraggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung eine Deckelplatte (30) auf dem Rahmengestell (14) aufweist, welche einen Schlitz (44) zur Aufnahme der Volumenverdrängungsvorrichtung (40, 46) und zum Festhalten der Volumenverdrängungsvorrichtung in fixierter Stellung relativ bezüglich der Vorschubbewegung des Behältergefäßes (36) in der einen Richtung aufweist.

13· Fraktionieraggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schublehre (74, 7&) zur Messung der Vorschubbewegung des Behältergefäßes (36) in der einen Richtung.