DE60300193T2

DE60300193T2 - Muldenplatten-dichtungsmatte für unidirektionale strömungssteuerung

Info

Publication number: DE60300193T2
Application number: DE60300193T
Authority: DE
Inventors: Q. Roger Laguna Niguel ROBERTS; L. Robert Santa Ana GRENZ
Original assignee: Varian Inc
Current assignee: Varian Inc
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: JP2005516200A; WO2003064041A1; AU2003210528B2; ES2233917T3; DE60300193D1; US20030143124A1; EP1383604A1; EP1383604B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Filtervorrichtung, und insbesondere bezieht sie sich auf eine Multimulden-Filtrations- oder-Festphasen-Extraktionsvorrichtung.
Multimulden-Filtrations- und -Festphasen-Extraktionsanordnungen sind im Stand der Technik bekannt und werden dazu benutzt, biologische, flüssige Probe für ein nachfolgendes Assay zu verarbeiten. Herkömmliche Anordnungen umfassen typischerweise eine Filtrationsplatte oder eine Extraktionsplatte, die mehrere Mulden zur Aufnahme einer flüssigen Probe hat, und eine Sammelplatte, die eine Vielzahl von Mulden zum Sammeln des Filtrats aufweist. Die Filtrations-/Extraktionsplatte und die Sammelplatte sind gestapelt, so dass individuelle Sammelmulden jeweils einer einzigen Filtrations/Extraktionsmulde zugeordnet sind. Eine herkömmliche Multimulden-Filtrationsplatte hat 96 Mulden, um mehrere Proben gleichzeitig zu verarbeiten. Jede Mulde enthält typischerweise ein Trennmedium, beispielsweise ein Filterelement, um eine biologische Komponente von einer Flüssigkeit zu trennen, die in die Filtrationsplatte eingeführt wird, und um es zu gestatten, dass ein flüssiger Teil der biologischen Flüssigkeit in die Sammelplatte fließt.
Eine Leckage oder ein vorzeitiges Ausfließen durch die Filtrations-/Extraktionsplatte ist unerwünscht. Bisher gab es keine zur Verfügung stehende Vorrichtung oder ein zur Verfügung stehendes Verfahren, um einen Strömungsmittelfluss durch die Filtrations-/Extraktionsplatte vor Abschluss einer Reaktion positiv zu verhindern.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Muldenplattendichtung und ein Verfahren, um eine Strömungssteuerung zu Auslassöffnungen einer Multimulden-Filtrations-/Extraktionsplatte zur Verfügung zu stellen, in der eine Leckage oder ein vorzeitiges Ausfließen durch die Filtrations/Extraktionsplatte verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Muldenplattendichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.
Eine Muldenplattendichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst im Allgemeinen eine Matte mit einer Vielzahl von beabstandeten Mulden zum Eingreifen und Abdichten einer Vielzahl von Auslassöffnungen in einer Multimulden-Filtrations-/Extraktionsplatte. Ein unidirektionales Strömungssteuerungsventil ist in jeder der Plattenmulden angeordnet, so dass Flüssigkeit von jeder Auslassmündung beim Anlegen einer Druckdifferenz über jede Auslassmündung ausfließen kann. Insbesondere ist die Matte vorzugsweise flexibel, um den entfernbaren Eingriff mit den Auslassöffnungen der Filtrations-/Extraktionsplatte und der Matte zu erleichtern und eine Vielzahl von Ventilen sind ebenfalls vorzugsweise integral mit der Matte gegossen.
Jede der Vielzahl der Ventile umfasst ein Schnabelventil, und die Matte kann zur Verwendung mit Filtrations-/Extraktionsplatten geeignet sein, die 96 Mulden haben.
Um das Einfügen der Muldenplattendichtung in eine Filtrations-/Extraktionsplatte zu erleichtern und jede der Austrittsmündungen abzudichten, hat jede Mattenmulde eine abgeschrägte Seitenwand. Die vorliegende Erfindung stellt eine unidirektionale Strömungssteuerungs-Abdichtungsmatte zur Verwendung sowohl für eine Filtrationseinrichtung als auch eine Extraktionsplatteneinrichtung zur Verfügung.
Die vorliegende Erfindung sowohl für eine Filtrationseinrichtung als auch eine Extraktionsplatteneinrichtung zur Verfügung.
Die vorliegende Erfindung wird klarer verstanden, und die Aufgaben und Vorteile werden besser gewürdigt durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen zu betrachten ist, wobei:
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Multimulden-Filtrationsvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt, auf die die vorliegende Erfindung gerichtet ist;
2 eine Explosionsdarstellung der Multimulden-Filtrationsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, mit einer unidirektionalen Strömungssteuerungs-Abdichtungsmatte gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 einen Querschnitt einer Vorrichtung, die die Abdichtungsmatte in ihrer Lage zeigt, um den Fluss durch die Multimulden-Extraktionsplatte zu steuern;
4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Schnabelventils, welches die unidirektionale Strömungssteuerung liefert; und
5 eine Querschnittsdarstellung des in 4 gezeigten Ventils.
Nun Bezug nehmend auf 1 ist eine Multimulden-Filtrationsvorrichtung 10 nach dem Stand der Technik zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Vorrichtung 10 ist in einer parallel anhängigen US-Patentanmeldung SN 09/767,500, eingereicht am 23. Januar 2001, gezeigt. Die Vorrichtung 10 wird im Folgenden beschrieben, um die Anwendung der vorliegenden Erfindung klar zu erläutern.
Die Vorrichtung 10 umfasst im Allgemeinen eine Filtrations-/Extraktionsplatte 12, die geeignet ist, ein Strömungsmittel, beispielsweise eine Blutprobe oder ein anderes biologisches Strömungsmittel, aufzunehmen, einen Vakuumanschluss 14 und eine Sammeleinrichtung 16 aufweist, um Komponenten des biologischen Strömungsmittels, die durch die Filtrations-/Extraktionsplatte 12 hindurch getreten sind, aufzufangen und zu halten. Mittel, beispielsweise ein Schlauchanschluss 18 mit Widerhaken, zum Anschluss des Vakuumkragens 14 an eine Vakuumquelle (nicht gezeigt) sind ebenfalls vorgesehen.
Die Filtrations-/Extraktionsplatte 12 kann eine herkömmliche Multimulden-Filtrations/Extraktionsplatte sein. Die Filtrations-/Extraktionsplatte 12 umfasst Mittel, die eine Vielzahl von Mulden 22, beispielsweise 96 Mulden, aufweisen, um mehrere Testproben eines biologischen Strömungsmittels aufzunehmen, welches durch Filtration oder Festphasen-Filtrations-/Extraktionstechniken verarbeitet werden soll. Die Filtrations-/Extraktionsplattenmulden 22 werden im Folgenden gelegentlich als "Filtrationsmulden" bezeichnet. Es ist zu beachten, dass die Anzahl der Mulden 22, die in der Extraktionsplatte 12 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 10 zu finden ist, eine Sache der praktischen Handhabung von den Analysten oder Prüfer ist. Die Filtrations-/Extraktionsplatte 12 kann auch nur eine Mulde oder viele Mulden, wie sie funktional zulässig sind, haben, um die tatsächlichen Dimensionen der Platte 12 (beispielsweise 384 oder 1526 Mulden) zu ergeben. Die typischen Testproben eines biologischen Strömungsmittels haben oft weniger als etwa 100 Microlitervolumen, und die Mulden 22 sind in geeigneter Weise dimensioniert, um diese kleinen Volumina zu enthalten. Die Filtrations/Extraktionsplatte 12 kann aus jeglichem nachgiebigen und nicht-reaktiven Material hergestellt sein, welches allgemein erhältlich ist.
Ein Filtrations-/Extraktionsmedium 24 kann im Allgemeinen an einem Boden von jeder der Filtrationsmulden 22 angeordnet sein und funktioniert, um Komponenten des biologischen Strömungsmittels zu trennen und aufzufangen, wenn das Strömungsmittel durch die Mulde 22 hindurchtritt. Das Filtrations-/Extraktionsmedium 24 umfasst einen Filter, eine Membran, eine Matrix oder dergleichen in einer einzige Lage oder in mehreren Lagen davon, was zur Anwendung von Hand geeignet ist.
Die Filtrations-/Extraktionsplatte 12 kann eine im Wesentlichen einheitliche, gegossene Struktur sein, wobei jede der Filtrationsmulden 22 eine im Wesentlichen zylindrisch oder kegelstumpfförmige Öffnung 34 aufweist, die sich durch eine volle Dicke oder Tiefe der Filtrations-/Extraktionsplatte 12 erstreckt. Insbesondere umfasst jede Filtrationsmulde 22 einen relativ breiten Aufnahmeeinlassabschnitt 38 und eine relativ kleine Auslassmündung 42, die eine düsenförmige Spitze bildet. Das Filtrations/Extraktionsmedium 24 ist an dem Boden des Einlassabschnitts 38 angeordnet, wie gezeigt ist, und es kann durch Reibung, einen Haltering oder andere herkömmliche Mittel (nicht gezeigt) an seiner Stelle gehalten werden. Die Filtrations-/Extraktionsplatte 12 umfasst einen im Wesentlichen rechteckigen oberen Abschnitt 44, der eine Stirnfläche 46 hat, in der die Filtrationsmulden 22 eine Matrixanordnung bilden, wie dargestellt ist, und einen unteren Abschnitt 48, von dem sich die Auslassmündungen 42 der Filtrationsmulden 22 nach unten erstrecken.
Die Sammeleinrichtung 16 umfasst eine Multimulden-Sammelplatte 54. Die Sammelplatte 50 umfasst Mittel, beispielsweise eine Vielzahl von Mulden 52, um eine Flüssigkeitskomponente, das heißt ein Filtrat oder ein Eluat einer biologischen Strömungsmittelprobe aufzunehmen, die von den Auslassmündungen 42 der Filtrationsmulden 22 abgegeben wird. Die Sammelplatte 50 kann eine Anzahl solcher Mulden 52 umfassen, wobei eine Sammelplatte mit 96 Mulden ein typisches Beispiel ist.
Ein Vakuumkragen 14 kann dazu geeignet sein, einen Anschluss oder eine Verbindung zwischen der Filtrations-/Extraktionsplatte 12 und der Sammelplatte 16 zu bilden. Insbesondere umfasst der Vakuumkragen 14 eine Innenwand 62, die einen im Allgemeinen mittigen Raum 64 definiert, und eine Außenwand 66. Der Raum 64 ist so dimensioniert, dass er den unteren Abschnitt 48 der Filtrations-/Extraktionsplatte 12 und die Stirnseite 54 der Sammelplatte 16 aufnimmt.
Wenn der Vakuumkragen 14 die Verbindung zwischen der Filtrations-/Extraktionsplatte 12 und der Sammelplatte 16 herstellt, ist jede der Sammelmulden 52 mit der zugehörigen Filtrationsmulde 22 ausgerichtet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Vakuumkragen 14 geeignet, die äußeren Spitzen 42 der Filtrationsmulden 22 unter einem vorgegebenen Abstand in den Sammelmulden 52 in Position zu bringen, wodurch sichergestellt wird, dass Filtrate und Eluate angrenzende Mulden nicht verunreinigen.
Zusätzlich zu dem Schlauchanschluss 18 mit Widerhaken kann der Vakuumkragen 14 ein Ventil 70 in Strömungsmittelverbindung mit der Kammer 64 aufweisen. Das Ventil 70 kann verwendet werden, um die Belüftung des Systems bei Bedarf durch die Mündung 72 zu erleichtern, und sie kann mit Hilfe eines Handgriffs 16 geöffnet und geschlossen werden.
Es ist leicht aus der Beschreibung der Filtrations-/Extraktionsvorrichtung, die in 1 beschrieben ist, ersichtlich, dass keine positiven Mittel vorhanden sind, um einen Strömungsmitteldurchtritt durch die Auslassmündungen 42 von Flüssigkeit zu verhindern, die in den Mulden 22 gelagert ist. Es besteht daher die Möglichkeit einer vorzeitigen Leckage oder eines vorzeitigen Austritts von Strömungsmittel durch die Auslassmündungen 42, was unvollständige Reaktionen der Proben verursachen kann, die in den einzelnen Mulden 22 vorhanden sind.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Muldenplattendichtung 100 entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt, die dieses Problem löst. Ebenfalls in 2 und in Kombination damit ist die Vorrichtung 10 mit Bezugszeichen versehen, die identische oder im Wesentlichen ähnliche Elemente identifizieren wie die, die oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik, der in 1 gezeigt ist, diskutiert wurden.
Die Muldenplattendichtung 100 umfasst eine Abdichtungsplatte 102, die eine Vielzahl von beabstandeten Mulden 104 zum Eingreifen und Abdichten einer Vielzahl von Auslassmündungen 42 einer Multimulden-Filtrations-/Extraktionsplatte 12 hat.
Unidirektionale Strömungssteuerventile, vorzugsweise Schnabelventile 110, die deutlicher in den 3 bis 5 gezeigt sind, sind in jeder der Vielzahl der Mattenmulden 104 angeordnet, um einen Strömungsmittelfluss aus jeder der Austrittsmündungen 42 nur dann zu ermöglichen, wenn eine Druckdifferenz über die Austrittsmündung 42 angelegt wird, was selektiv durch die Vorrichtung 10 verwirklicht wird, die oben beschrieben wurde.
Die Muldenplattendichtung 100 kann aus einem geeigneten Material hergestellt sein, beispielsweise aus Silicon oder dergleichen, und sie ist vorzugsweise flexibel, um den lösbaren Eingriff mit der Extraktionsplatten-Auslassmündung 42 zu erleichtern. Die Matte 102 kann je nach Wunsch entsorgt oder mit geeigneten Dekontaminationsverfahren wiederverwendbar sein.
Wie dargestellt ist, sind die Matte 102 und die Vielzahl der Ventile 110 einstückig gegossen, um ihre Massenproduktion zu erleichtern. Die Malte 102 kann mit Perforationen (nicht gezeigt) zwischen Pfeilen und/oder Spalten der Ventile 110 gegossen sein, um die Anpassung der Matte 102 für verschiedene Größen der Extraktionsplatten (nicht gezeigt) mit einer unterschiedlichen Anzahl von Auslassöffnungen zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf die 3–5 weisen die Vielzahl der Ventile 110 jeweils ein Schnabelventil 116 auf, welches eine unidirektionale Strömung ermöglicht, wie durch den Pfeil 118 in 5 angedeutet ist, bei Anlegen einer Druckdifferenz über jede Auslassmündung 110, wie es durch die Vorrichtung verwirklicht wird, die oben beschrieben wurde. Das Schnabelventil 116 und die Matte 102 sind vorzugsweise einstückig gegossen, um deren Herstellung zu erleichtern, wie oben festgestellt wurde.
Wie es am deutlichsten in 5 gezeigt ist, umfasst jede Mattenmulde 104 abgeschrägte Seitenwände 120, um das Einfügen der Muldenplattendichtung 100 mit der Matte 102 in jede der Auslassmündungen 42 zu erleichtern. Die abgeschrägten Seitenwände 120 ermöglichen das Führen und Ausrichten der Matte 102 mit der Vielzahl der Auslassmündungen 42, um eine Anordnung zu erreichen, wie sie in 3 gezeigt ist.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, um eine Strömungssteuerung der Auslassöffnungen 42 einer Multimulden-Filtrations-/Extraktionsplatte 12 bereitzustellen, umfasst die Schritte des Installierens auf der Multifiltrations-/Extraktionsplatte 12 einer Matte 102 mit einer Vielzahl von beabstandeten Mulden 104, wobei jede Mulde 104 eine entsprechende Auslassmündung 42 abdichtet. Jede Mulde 104 umfasst ein unidirektionales Strömungsventil 116, um es zu ermöglichen, dass Flüssigkeit aus jeder Auslassmündung 42 nur beim Anlegen einer Druckdifferenz über jeder Auslassmündung 42 ausfließt. Das Verfahren umfasst ferner das Anlegen einer Druckdifferenz über jeder Auslassmündung 42 unter Verwendung der Vorrichtung 10.
Insbesondere sieht das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung vor, eine abge schrägte Seitenwand 10 an jeder Mattenmulde 104 anzubringen, um das Einlegen der Matte 102 auf die Multimulden-Extraktionsplatte 12 zu erleichtern.
Insbesondere umfasst dieser Schritt des Installierens der Matte 102 auf der Multimulden-Filtrations-/Extraktionsplatte 12 das Installieren der Matte 102 mit den Strömungsventilen 110, die Schnabelventile 116 aufweisen.
Obwohl oben eine spezielle Anordnung und ein Verfahren einer Muldenplattenabdichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, um die Art und Weise zu zeigen, in der die Erfindung mit Vorteil verwendet werden kann, ist zu beachten, dass diese Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Folglich sollten jegliche und alle Modifikationen, die dem Durchschnittsfachmann geläufig sind, als im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallend betrachtet werden, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Muldenplattendichtung, umfassend: eine Matte (102) mit einer Vielzahl von beabstandeten Wänden (104) zum Eingreifen und Abdichten einer Vielzahl von Auslassöffnungen (42) in einer Multimuldenfiltrations-/Extraktionsplatte (12); und ein undirektionales Strömungssteuerungsventil, das in jeder Muldenplatte der Vielzahl von Mattenmulden angebracht ist, um eine Flüssigkeitsströmung aus jeder Auslassöffnung nur bei Anwendung eines Druckdifferenziales über jede Auslassöffnung zu ermöglichen.
Muldenplattendichtung nach Anspruch 1, worin jede Mulde (104) eine abgeschrägte Seitenwand (120) hat, um die Platzierung der Matte (102) auf der Filtrations-/Extraktionsplatte (12) zu erleichtern und um jede der Auslassöffnungen (42) abzudichten.
Muldenplattendichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Matte (102) flexibel ist, um den entfernbaren Eingriff mit den Auslassöffnungen (42) der Filtrations-/Extraktionsplatte zu erleichtern.
Muldenplattendichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Matte (102) und die Vielzahl der Ventile (110) integral hergestellt sind.
Muldenplattendichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin jedes Ventil aus der Vielzahl der Ventile (110) ein Schnabelventil umfasst.
Muldenplattendichtung nach Anspruch 5, worin die Matte (102) 96 Mulden (104) enthält, die in einem rechtwinkligen Muster voneinander beabstandet sind.
Muldenplattendichtung nach den obigen Ansprüchen, worin jede Mulde (104) eine abgeschrägte Seitenwand (120) enthält, um die Platzierung der Matte (102) auf der Filtrations-/Extraktionsplatte (12) zu erleichtern und um jede Auslassöffnung (42) abzudichten.
Verfahren, um eine Strömungssteuerung für Auslassöffnungen einer Multimulden-Filtrations/Extraktionsplatte mit einer Vielzahl von Auslassöffnungen zur Verfügung zu stellen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Installieren auf der Multimuldenfiltrations-/Extraktionsplatte einer Matte mit einer Vielzahl von beab standeten Mulden, wobei jede Mulde eine entsprechende Auslassöffnung abdichtet und jede Mulde ein unidirektionales Strömungsventil hat, um eine Flüssigkeitsströmung aus jeder Auslassöffnung nur bei Anwendung eines Druckes, der über jeder Auslassöffnung einen unterschiedlichen Verlauf hat; und Anwendung des Druckdifferenziales über jede Auslassöffnung.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner den Schritt zur Verfügungstellung einer abgeschrägten Seitenwand auf jeder Mattenmulde umfasst, um die Platzierung der Matte auf der Multimuldenfiltrations/Extraktionsplatte zu erleichtern.
Verfahren nach Anspruch 9, worin der Schritt zum Installieren der Matte auf der Multimuldenfiltrations-/Extraktionsplatte das Installieren der Matte mit den Strömungsventilen enthält, die Schnabelventile umfassen.