DE69103621T2

DE69103621T2 - Modulare vorrichtung zum sammeln, inkubieren und filtrieren von mehreren proben.

Info

Publication number: DE69103621T2
Application number: DE69103621T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Bisconte
Original assignee: Biocom SA
Current assignee: PerkinElmer Analytical Solutions BV
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2011-01-26
Also published as: JPH05504405A; ATE110291T1; DE69103621D1; FR2657543A1; EP0513139A1; WO1991011245A1; DK0513139T3; US5306420A; JP3041641B2; EP0513139B1; FR2657543B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine modulare Vorrichtung zum Sammeln, Brüten und Filtrieren von mehreren Proben.
Die Verwendung von bekannten Filtermembranen erfreut sich bei analytischen Methoden an Teilchen, Zellen und Bakterien steigender Beliebtheit. Kalibrierte Membranen aus Polykarbon, die von Firmen wie NUCLEOPORE und MILLIPORE hergestellt werden, besitzen hervorragende Eigenschaften in bezug auf das Sammeln von Teilchen mit vorbestimmten Größen.
Da sie sehr fein und chemisch beständig sind, eignen sie sich gut für Beobachtungen unter dem Mikroskop, sowohl in Drauflicht als auch in Durchlicht. Für letzteres muß die Membran durchsichtig gemacht sein, um eine Beobachtung zu ermöglichen. Die fluoreszierende Beleuchtung und die Färbung der Zellen und Bakterien mit einem Farbstoff, wie Acridinorange, geben ein klares Bild der Teilchen auf einem dunklen Hintergrund.
Im Jahr 1980 ist diese Methode von PETTIPHER zur direkten Beobachtung von Bakterien in roher Milch vorgeschlagen worden, um deren Qualität zu kontrollieren. Die komplexe Zusammensetzung der Milch und die hohe Anzahl von vorhandenen Zellen (mehrere zehntausend) macht eine Filtration der Proben ohne Vorbehandlung unmöglich. Die Vorbehandlung besteht darin, die Milch mit einer Mischung aus einem Lösungsmittel und Trypsin zu behandeln. Bei genau eingehaltenen Konzentrationen und Zeiten ist eine Zersetzung der Casein-Mizellen und der Fettkügelchen sowie eine Digestion der Zellen zu beobachten, ohne daß der Gehalt an Viren im wesentlichen verändert wird, welche sodann gefärbt werden können.
Die Filtration wird mit grobporigen Filtern bei Unterdruck durchgeführt. Nach verschiedenen Spülungen wird eine Färbung vorgenommen, die von weiteren Spülungen gefolgt ist.
Dieses Verfahren, DEFT (Direct Epifluorescence Technique) genannt, besitzt mehrere Vorteile. Die Filtration führt zu einer hohen Konzentration an beobachtbaren Ereignissen.
Im Vergleich zu indirekten Methoden, welche eine Verstärkung der bakteriellen Information durch Vermehrung (2 bis 3 Tage) erfordern, liefern die direkten Methoden ein rasches Ergebnis. Die durch Filtration erzeugte Konzentration kann zu einer hervorragenden Empfindlichkeit führen, wenn das Trägermilieu gut filtrierbar ist.
Der grundsätzliche Nachteil ist die Komplexität der Methode und die Abhängigkeit der Ergebnisse von den Präparations- und Meßbedingungen.
Die Beobachtung wird unter dem Mikroskop durchgeführt, wobei eine unregelmäßige Verteilung über den Filter bei einer geringen Dichte von Ereignissen eine Zählung vieler Mikroskopfelder erfordert. Beispielsweise führt das DEFT-Verfähren bei der Anwendung zur Kontrolle von Rohmilch bei Dichten in der Größenordnung von 50 000 UFC/ml (UFC=Unités Formant Colonies) zu einer Verteilung in der Größenordnung von zumindest einer Bakterie pro Mikroskopfeld. Überdies ist die Beobachtung unter dem Mikroskop durch die sehr schlechten mechanischen Eigenschaften der Polykarbon-Membran und ihrer Feinheit sehr schwierig.
Durch die Anordnung zwischen Objektträger und Deckplättchen, d.h. durch die der Glasplatte, der Membran und der Mikroskopplatte zugeordneten Deformationen, erklärt sich der Mißerfolg bei dem Versuch eine automatische Bildanalyse vorzunehmen. Trotz des Vorhandenseins von Fokussiereinrichtungen, ist eine Defokussierung unvermeidlich und ein überwiegender Teil der Analysezeit wird für die Suche nach einer Fokussierung aufgewendet.
Im Jahr 1988 sind von BISCONTE zwei Lösungen vorgeschlagen worden, die größtenteils den gestellten Problemen gerecht werden und die Gegenstand zweier Patentanmeldungen sind. Eine erste Anmeldung, FR 2 638 101 betrifft eine Vorrichtung, welche ein automatisches, paralleles Verarbeiten mehrerer Dutzend Proben auf einem einzigen Filter ermöglichen. Eine zweite Anmeldung, FR 2 638 240 bezieht sich auf die Kombination eines Mittels zur Aufnahme von Filter und ihre Anordnung auf einer Mikroskopplatte auf Basis des Ansaugprinzips.
Die erste Lösung, welche das Vorhandensein von Filtern umfaßt, die in Halterungsrahmen befestigt sind, eignet sich aufgrund der gleichzeitigen Erzeugung von Druck und Unterdruck zur Lösung des Problems, einen parallelen, gleichzeitigen und unabhängigen Durchtritt von mehreren zu filtrierenden Proben zu ermöglichen. Bei dieser Lösung wird ein Behälter mit mehreren Schächten über Kapillarröhren mit dem Filter verbunden. Diese Röhren ermöglichen aufeinanderfolgend den Durchtritt von Proben und Reagenzien.
Der grundsätzliche Nachteil dieser Vorrichtung ist das Spülen der Kanäle (die Gefahr der Verschmutzung und das Zurückbleiben von Farbstoff).
Die zweite Lösung besteht im wesentlichen darin, die Filter an einer halbsteifen, mit einer Positionsmarkierung versehenen Halterung zu befestigen. Dieser Filter wird in dem Filtriersystem durch die Zentriernasen an einer exakten Position angeordnet. In dem Mikroskop vorhandenen Nasen stellen eine gleichbleibende Positionierung bei der Beobachtung sicher. So können mehrere, auch sehr kleine Ablagerungen auf dem Filter einfach über ein die Mikroskopplatte in X- und Y-Richtung steuerndes Rechnerprogramm aufgefunden werden.
Die Druckschriften, GB-A-2 176 601 und US-A-3 730 352 beschreiben Vorrichtungen zur Filtration, welche zwei, einen oberhalb und einen unterhalb angeordneten Block aufweist, die unter Zwischenschaltung einer mit einem Filter versehenen Filtriervorrichtung zusammengesetzt werden. Der obere Block besitzt Schächte für die zu filtrierenden Proben und der untere Block besitzt Schächte zum Aufsammeln des Filtrates. Überdies sind diese Vorrichtungen mit Mitteln zur Zwangsfiltrierung und mit Mitteln zur Ausbringung des Filtrates ausgestattet.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt eine Perfektionierung der genannten Filtriervorrichtungen, um insbesondere eine einfachere Handhabung der Bestandteile dieser Vorrichtung und eine Verbesserung der Ausbeute zu ermöglichen.
Aus diesem Grund wird seitens der Erfindung eine modulare Vorrichtung zum Sammeln, Brüten und Filtrieren von fluidisierten, flüssigen oder gasförmigen Proben vorgeschlagen, die zu filtrierende Teilchen, wie Bakterien, Zellen oder andere, insbesondere in der Milch oder im Blut enthaltenen Elemente enthalten, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
- ein Gehäuse,
- zumindest einen Filter, der in Filtrationsrichtung gesehen zwischen einem stromauf und einem stromab angeordneten Befestigungsblock festgeklemmt ist, welche unter Zwischenschaltung einer perforierten Dichtung aneinander befestigt sind, wobei der stromauf liegende Befestigungsblock eine Anordnung von parallelen Leitungen aufweist, die Schächte zum Speichern von zu behandelnden Proben bilden, wogegen der stromab angeordnete Befestigungsblock in Form einer perforierten Platte ausgebildet ist, und die Schächte, die Perforationen der Dichtung und die Perforation der Platte zueinander so ausgerichtet sind, daß im Bereich des Filters gleich viele unabhängige Filterzonen wie Proben vorliegen;
- Mittel zur Zwangsfiltrierung und
- Mittel zur Evakuierung von Filtraten,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der stromauf gelegene Befestigungsblock ein unabhängiger Behälterblock ist, der eine Vorbehandlung, wie ein Brüten der in den Schächten enthaltenen Proben, ermöglicht, wobei diese Behandlung außerhalb des Gehäuses erfolgt;
- der stromauf gelegene Befestigungsblock außerhalb des Gehäuses durch komplementäre Befestigungsmittel, die voneinander lösbar sind, an dem stromab gelegenen Befestigungsblock befestigt ist und
- die Anordnung der zwei Befestigungsblöcke abnehmbar im Inneren des Gehäuses angeordnet ist und durch eine seitliche Öffnung eingebracht wird, um eine Filtration der vorbehandelten Proben durchzuführen, wobei dieses Gehäuse eine obere Öffnung zum Befestigen der Mittel zur Zwangsfiltrierung aufweist.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist sie zur Vorbehandlung der Proben in dem Behälterblock außerhalb des Gehäuses an der Grundfläche des Behälterblocks mit zumindest einem abnehmbaren Verschluß für die Schächte versehen, wobei der stromab gelegene Befestigungsblock an der Deckfläche des Behälterblocks angeordnet und befestigt ist und die Anordnung der zwei Blöcke vor dem Einbringen in das Gehäuse umgedreht wird.
In allgemeiner Weise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Anordnung der zwei Blöcke im Inneren des Gehäuses mittels Gleitführungen, die in der Einfassung der seitlichen Öffnung des Gehäuses vorgesehen sind, in Form eines Einschubes aufgenommen und es sind die Mittel zur Befestigung der zwei Befestigungsblöcke durch einrastbare Laschen gebildet, die mit Nasen zusammenwirken können.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die stromab gelegene Grundfläche des Behälterblocks, die stromauf gelegene Deckfläche des Befestigungsblocks und der Filter mit gegengleichen Markierungen versehen, die eine Ausrichtung ihrer zugeordneten Perforationen sicherstellt.
Gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung sind die Mittel zur Zwangsfiltrierung durch Mittel zur Druckbeaufschlagung der in den Schächten des stromauf angeordneten Befestigungsblocks enthaltenen Proben gebildet, wobei diese Mittel von einem Kopf gehalten werden, der einen festen und einen bewegbaren Bestandteil aufweist, welcher eine Kammer zur Druckerzeugung umfaßt, deren Boden von einer Mehrzahl von kalibrierten Röhren durchsetzt ist, die teilweise in die Schächte des stromauf gelegenen Befestigungsblocks hineinragen und mit einer in der Decke der Kammer vorgesehenen Druckluftzufuhr in Verbindung stehen, wobei der Außendurchmesser der kalibrierten Röhren im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Schächte ist und der bewegliche Teil mit Hilfe eines Betätigungsmittels, wie einem Heber, bewegbar ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Decke der Kammer zur Druckerzeugung von einer Mehrzahl von Röhren durchsetzt, die durch das Innere der Röhren dieser Kammer führen, wobei diese Röhren mit einer Versorgungseinrichtung zum Einbringen von Reagenzien verbunden sind und daß die Mittel zum Verschließen der Schächte des stromauf gelegenen Befestigungsblocks durch eine durchströmbare anhaftende Membran gebildet werden und daß die kalibrierten Röhren der Mittel zur Zwangsfiltrierung abgeschrägt sind, um diese Membran zu durchdringen.
In allgemeiner Weise und gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung werden die Mittel zur Evakuierung durch einen Behälter gebildet, der an dem unteren Teil des Gehäuses angeordnet ist, wobei der stromab gelegene Befestigungsblock dichtend an diesem Behälter aufliegt, wenn er in das Gehäuse eingebracht ist und der Behälter zur Evakuierung mit einer Öffnung zusammenwirkt, die in der Grundfläche des Gehäuses vorgesehen ist.
Falls eine Doppelfiltration der Proben erforderlich ist, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zu beiden Seiten der perforierten Dichtung je einen Filter mit unterschiedlicher Durchlässigkeit, wobei der Filter mit der geringeren Porengröße stromab angeordnet ist.
Bei einer Variante mit Doppelfiltration sind die Mittel zur Evakuierung abnehmbar und durch einen Block gebildet, der mit dem Behälterblock gleichartig ist und ein abnehmbares Mittel zum Verschließen seiner stromab gelegenen Grundfläche aufweist, falls eine Doppelfiltrierung erforderlich ist, wobei diese einen Behälter bildenden Mittel zur Evakuierung dazu geeignet sind, den stromauf angeordneten Behälterblock zu ersetzen und nach der ersten Filtrierung in der Weise durch herkömmliche Mittel zur Evakuierung ersetzt werden, daß die zweite Filtrierung durch einen zweiten Filter erfolgt, welcher den ersten, von dem Filtereinschub gehaltenen Filter ersetzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und in dem Fall, daß eine Doppelfiltrierung der Proben erforderlich ist, weist die Vorrichtung einen zweiten Behälterblock und einen zweiten Filtereinschub auf zwischen welchen eine zweite perforierte Dichtung und ein zweiter Filter angeordnet sind und die bezüglich des ersten Behälterblocks und des ersten Filtereinschubes kaskadenartig angeordnet sind, wobei das Gehäuse zwei weitere horizontale Gleitführungen aufweist, in welchen der zweite Filtereinsehub mit dem durch diesen gehaltenen zweiten Behälterblock eingeschoben werden kann.
In vorteilhafter Weise kann der Filtereinschub mit einer Mehrzahl von untereinander gleichartigen Behälterblöcken zusammenwirken, deren Anzahl von der Anzahl der Proben abhängig ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die Mittel zur Zwangsfiltrierung ebenso Mittel zum Ansaugen von Filtraten auf, welche mit den Mitteln zur Evakuierung in Verbindung stehen und durch Druckbeaufschlagung mit den Mitteln zur Zwangsfiltrierung zusammenwirken.
Schließlich wird die Vorrichtung gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung automatisch und programmierbar betrieben, wobei die Mittel zur Zwangsfiltrierung, das heißt, die Druckbeaufschlagung und/oder das Ansaugen, ebenso programmierbar sind und die Anordnung durch einen Steuerrechner angesteuert wird.
Zusätzlich zu den genannten Merkmalen umfaßt die Erfindung weitere Merkmale, die aus der folgenden Beschreibung hervorgehen.
Die Erfindung ist mit Hilfe der folgenden Beschreibung besser verständlich, welche auf die beiliegenden Figuren Bezug nimmt, die zeigen:
Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht der Filtrationsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Figur 2 ein schematischer Schnitt entlang II der Vorrichtung von Figur 1.
Selbstverständlich sind die Zeichnungen und die darauf bezogenen Beschreibungsteile ausschließlich zur Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung angeführt und bilden in keiner Weise eine Einschränkung.
Die Einzigartigkeit der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Lösung besteht im wesentlichen darin, daß die Funktion der Vorbehandlung der Proben (wie Sammeln, Brüten, Zersetzen usw....) außerhalb der Filtrationsvorrichtung und die Funktion der Nachbehandlung der durch den Filter zurückgehaltenen Teilchen jeder Probe (wie Spülen, Färben, Trocknen usw...) im Inneren der Filtrationsvorrichtung in einem einzigen Element vereinigt ist, nämlich in dem Behälterblock.
Das Konzept des abnehmbaren Behälterblocks und seine Vorteile sind die folgenden:
- man kann eine Mehrzahl von Blöcken dieser Art mit an zwei Enden offenen Schächten (oder Leitungen) verwenden. Sie sind einfach, leicht zu reinigen und können in einer Vielzahl vorhanden sein, um die Vorrichtung zum Filtrieren und Einfarben mit einer Anzahl von Proben und einem vorbestimmten Analyseprotokoll zu beliefern;
- nach der Filtration dienen die Schächte zum Zuführen der Reagenzien zu dem Filter. Es gibt daher eine vollständige Trennung zwischen den die Proben enthaltenen Kreisläufen und den die Reagenzien enthaltenen Kreisläufen wodurch die Gefahr einer Verschmutzung beseitigt wird.
Auf gleiche Weise ist die Dichtung abnehmbar und kann einfach ersetzt werden.
Das Prinzip ist das folgende: Blöcke in der Form eines Parallelepipeds (oder einer anderen Form) sind mit 24 parallelen (oder konischen) zylindrischen Bohrungen versehen, die an zwei Enden offen sind. Eine der Flächen wird mit einer Abdeckplatte mit 24 elastischen Verschlußkappen (aus Kautschuk) versehen. Ebenso können haftende, durchströmbare Membranen verwendet werden. Die 24 Probenschächte können so mit einem (nicht dargestellten) automatischen Verteiler versehen werden, z.B. der unter der Markenbezeichnung RECAN oder GILSON vertriebene, oder mit einem manuellen Standard-Multipipettensystem verwendet werden (im vorliegenden Fall in einer klassischen Anordnung mit einem Abstand von 9 mm zwischen den Schächten).
Die Verteilung kann an Dutzenden von Behälterblöcken durchgeführt werden, welche nachfolgend durch automatische Maschinen behandelt werden. Entsprechend der Latenzzeit zwischen dem Befüllen und der Filtration kann man eine Abdeckung nicht nur an der unteren Basis, sondern auch an der oberen Deckfläche anordnen, um ein Verdampfen oder Verunreinigungen zu vermeiden.
Der andere wichtige Punkt liegt darin, daß der Filter in einem zweiten perforierten Block angeordnet ist, welcher einen Filtrationseinschub bildet, welcher selbst abnehmbar ist. Dieser Einschub, welcher zuvor mit einem Filter und einer Dichtung versehen wurde, wird außerhalb der Filtrationseinrichtung dichtend an der Deckfläche des Behälterblocks angeordnet, nachdem gegebenenfalls die entsprechende Abdeckplatte entfernt worden ist. In dieser Phase ist der Block ebenso an beiden Seiten verschlossen, einerseits durch die untere Abdeckplatte, andererseits durch den tragbaren Filtereinschub an der Deckfläche. Nun kann man den Behälterblock umdrehen und in die Filtrationsvorrichtung einsetzen.
Bei einem sehr einfachen Aufbau ist es ausreichend, unter dem Einschub eine Absaugung anzubringen und die sich nach dem Umdrehen des Behälterblocks an dem oberen Teil befindliche untere Abdeckplatte abzunehmen. Im folgenden wird insbesondere auf eine etwas komplexere Filtrationsvorrichtung Bezug genommen, welche das automatische Erzeugen eines Druckes stromauf des Filters und im vorliegenden Fall eines Unterdruckes stromab des Filters ermöglicht und welche einen vorzugsweise automatischen Verteiler (nicht dargestellt) aufweist, der dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist, um den Behälterblock nach der Filtration der Proben mit Reagenzien zu versorgen.
Untenstehend ist eine allgemeine Beschreibung dieser Filtrationsvorrichtung, welche die folgenden prinzipiellen Elemente aufweist:
ein starres Gehäuse 1, welches dazu vorgesehen ist, die unterschiedlichen Bauteile zu halten;
einen Filtrationseinschub 2, welcher dazu vorgesehen ist, den oder die Filter und die Behälterblöcke einen nach dem anderen zu halten;
einen beweglicher Kopf 3, welcher durch einen Heber 4 betätigt wird und das Einbringen von gasfönnigen Reagenzien und Fluida ermöglicht, um eine Zwangsfiltrierung durch Druckbeaufschlagung der Proben zu ermöglichen;
einen Behälterblock mit Mehrfachfunktion 5, welcher vorerst die zu filtrierenden Proben und nachher die Reagenzien enthält;
Eine Vorrichtung zum Abführen 6, welche die Filtrate aufsammelt und ihre Ausbringung ermöglicht;
eine perforierte, entnehmbare Dichtung 7, die zwischen dem Behälterblock und dem Filtrationseinschub angeordnet ist und den Filter 13 trägt;
einen Filter 13, welcher zwischen dem Einschub 2 und der Dichtung 7 eingeklemmt ist.
Dieser allgemeinen Beschreibung folgt eine detaillierte Beschreibung der verschiedenen Komponenten.
Das Gehäuse 1 ist aus einer Leichtmetallegierung hergestellt, wobei das Gehäuse die Form eines Parallelepipeds besitzt, welches vorne offen ist (vgl. Öffnung 22 von Figur 1). Es trägt am Oberteil den beweglichen Kopf 3, welcher durch eine Öffnung 24 in das Innere der Vorrichtung führt, und zwei horizontale Rillen oder Gleitführüngen 23, welche in den vertikalen Seitenwänden des Gehäuses 1 ausgebildet sind und in welchen der Filtrationseinschub 2 gleitend geführt ist. Eine Öffnung 8 in dem unteren Teil ermöglicht das Absaugen des Filtrates mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Absaugvorrichtung, die mit der Vorrichtung zum Abführen 6 verbunden ist.
Der Filtrationseinschub 2 ist aus einem rostfreien Stahl oder einem anderen starren und korrosionsbeständigen Material gefertigt. Dieser Einschub weist eine Handhabe 9 auf, welche an der vorderen Stirnseite angeordnet ist und das Einschieben und Ausziehen des Einschubes erleichtert.
Der Einschub trägt zwei rostfreie Laschen 10, die das Befestigen des Behälterblocks in seiner vorgesehenen Position ermöglichen. Der Einschub ist mit 24 kalibrierten Bohrungen 11 versehen. Die Perforationen dieses Einschubes sind an seiner Oberseite mit einem Drahtgeflecht 12 abgedeckt, auf welchem der Filter 13 abgestützt ist. Es trägt (nicht dargestellte) Nasen, welche den Filter und die Dichtung durchsetzen und in dem Behälterblock 5 eingepaßt sind, sodaß eine Ausrichtung dieser Bauteile gewährleistet ist.
Der bewegliche Kopf 3 weist selbst einen an dem Gehäuse befestigten Teil 25 und einen bewegbaren Teil 14 auf, der sich unter der Wirkung eines Hebers 4 von unten nach oben bewegen läßt. Der bewegliche Kopf weist einen Bereich 16 auf, aus welchem 24 Versorgungsröhren 18 herausgeführt sind, welche dazu dienen, Reagenzien in die 24 Schächte des Blocks 5 einzubringen, nachdem er an eine (nicht dargestellte) automatische Verteilungsvorrichtung angeschlossen wurde. Ein Eingang für Druckluft 19 ermöglicht, eine Kammer 17 unter Druck zu setzen. Diese Kammer weist 24 abgeschrägte Röhren 20 auf, die im Boden 29 fixiert sind und in ihren Zentren die Versorgungsröhren 18 enthalten, die an der
Decke 29a dieser Kammer befestigt sind. Der bewegliche Kopf weist eine Dichtung 21 auf, welche die Dichtheit mit dem Block 5 herstellt.
Der Behälterblock 5 ist (entsprechend der Verwendung) in Form eines metallischen oder synthetischen Parallelepipeds hergestellt. Er ist von 24 Bohrungen oder Leitungen 30 durchsetzt, welche von einem Ende zu dem anderen führen. Der Teil dieser Bohrungen, welcher dem Filter zugewandt ist, ist kalibriert und konisch. Seitlich angeordnete Vorsprünge 26 sind von den Laschen 10 des Filtrationseinschubes 2 gehalten.
Der Behälterblock weist (nicht dargestellte) Ausnehmungen auf, die dazu vorgesehen sind, die Komponenten, wie den Filter und die Dichtung in Verbindung mit dem Filtrationseinschub, in der oben beschriebenen Weise auszurichten und eine unverwechselbare Anordnung derselben zu gewährleisten.
Die Vorrichtung zum Abführen 6 ist ein Behälter, welcher aus einem leichten Material gefertigt ist. Er hat vorzugsweise dieselben Außenabmessungen wie der Behälterblock. Er ist sowohl an seiner Oberseite als auch an seiner Unterseite mit Dichtungen 27 und 28 versehen.
Die perforierte und herausnehmbare Dichtung 7 ist eine zusammendrückbare Platte aus einem elastischen Material, die mit 24 Löchern versehen ist. Zwei (nicht dargestellte) Löcher sind von den Nasen des Filtrationseinschubes durchsetzt und gewährleisten so die Ausrichtung der 24 Öffnungen des Blocks 5 mit den 24 Öffnungen des Filtrationseinschubes 2 entsprechend der oben genannten Ausrichtung.
Der Filter 13 ist von einer Bauart, die im Rahmen der Patentanmeldung FR 2 638 101 verwendet wird. Er weist eine Filtrationsmembran auf, welche in einem halbsteifen Plastikrahmen aufgespannt ist. Ausnehmungen (nicht dargestellt) ermöglichen den Durchtritt der Nasen des Filtrationseinschubes für die Ausrichtung.
Mit Bezug auf die schematische Darstellung der Filtrationsvorrichtung von Figur 2 ist anzumerken, daß der Behälterblock 5 sowie die perforierte Dichtung 7 und der Filter 13 aus zeichnerischen Gründen von dem Filtrationseinschub 2 getrennt dargestellt sind. Es ist jedoch klar, daß alle diese Elemente untereinander in Kontakt stehen.
Im folgenden wird anhand der Punkte 1 bis 4 die Funktion der Filtrationsvorrichtung näher erläutert.

Claims

1. Verwendung des Behälterblocks: Der Behälterblock 5 ist zum aufeinanderfolgenden Aufnehmen von zu filtrierenden Proben, Reagenzien zum Spülen, Farbstoffen und Gas, wie Luft zum Vorantreiben von Flüssigkeiten oder zum Trocknen des Filters, bestimmt. Man kann ihn vor oder nach dem Befestigen an dem Einschub verwenden. Er kann ebenso als ein Behälter zum Brüten verwendet werden.

Verwendung vor der Befestigung an dem Einschub: Der Behälterblock 5 kann an der Ober- und Unterseite mit (nicht dargestellten) Abdeckplatten versehen werden. So kann man ein Ende abdecken und die Proben in die Schächte 30 einfüllen, um sie darin aufzubewahren oder zu brüten. Eine obere Abdeckplatte verhindert ein Verdampfen oder ihre Verunreinigung. Für die Filtration und Färbung ist der Behälterblock auf den Kopf gestellt (Oberseite nach unten). Die obere Abdeckplatte ist abgenommen, wogegen die untere Abdeckplatte an der anderen Fläche gehalten ist.

Der Filtrationseinschub 2, welcher zuerst mit dem Filter 13 und danach mit der perforierten Dichtung 7 versehen wurde, wird umgedreht und auf den Block 5 aufgesetzt. Ein fester Druck quetscht die perforierte Dichtung 7 und die Laschen 10 greifen an den Vorsprüngen 26 des Blocks 5 an. Der zusammengesetzte Einschub wird umgedreht, die Abdeckplatte abgenommen und der Einschub kann in die Gleitführungen 23 des Gehäuses 1 eingeschoben werden.

Direkte Verwendung: der Filtrationseinschub wird zu 3/4 aus dem Gehäuse herausgezogen, wonach der Filter und die Dichtung in der oben beschriebenen Weise aufgesetzt werden und der Behälterblock in seiner Normalposition aufgesetzt wird, wobei die Abdeckplatten bereits abgenommen sind.

Nun kann man die Proben einbringen, wobei der Filter einem vorzeitigen Durchlaufen vor Aufbringen eines Druckes und/oder Unterdruckes entgegenwirkt (dies ist nur bei kleinporigen Filtern möglich). Sodann wird der Einschub wieder zurückgeschoben und das Verfahren kann beginnen. Ebenso kann der Einschub vor Befüllen der Schächte eingeschoben werden. Das Befüllen erfolgt dann automatisch oder manuell durch die Befüllröhren 18, wenn keine Kontamination befürchtet wird.

Der Behälterblock mit seiner Mehrfachfünktion kann unterschiedliche gasförmige oder flüssige Medien enthalten. Eine besondere Anwendung kann im Bereich der Biotechnologie erfolgen.

Verwendung in der Biotechnologie. Der sterilisierte Behälterblock ist wie oben mit einem Filter versehen und befindet sich oberhalb des Einschubes. In die Schächte wird eine Zellsubstanz eingebracht. In einer Brütvorrichtung können sich die Zellen aufgrund der Nähreigenschaften der Suspension vermehren. Der Filter wird also mit einem Zellenteppich überzogen. Die unterschiedlichen Ausgänge der Schächte ermöglichen ein automatisches oder manuelles Einbringen von Testsubstanzen. Unterhalb des Filters können regelmäßig Proben entnommen werden, um die von den Zellen produzierten Substanzen zu identifizieren. Nach einer bestimmten Zeit kann der Einschub herausgezogen und der Behälterblock umgedreht werden, um die Flüssigkeiten auszuleeren und den Filter abzunehmen. So können lebende Zellen entnommen oder ein vollständiger, zeitlich begrenzter Kultivierungsprozeß, ein Einfärben und eine automatische Beobachtung der Resultate durchgeführt werden. Dadurch entsteht eine sehr schnelle und einfache Methode zur Untersuchung von Molekülen in bezug auf ihre Wirkung bei der Vermehrung und Differenzierung von Zellen.

2. Verwendung des Filtereinschubes: Der Filtereinschub ist unabhängig von dem Gehäuse, das heißt, abnehinbar, und ermöglicht die Befestigung des Filters, der Dichtung und des Behälterblocks. In den Gleitführungen des Gehäuses eingesetzt, bewirkt der Filtereinschub ein automatisches Positionieren des Behälterblocks unter den Einbringöffnungen für die Reagenzien und den Druck. Bei einer Bauvariante kann der Einschub mit Verbindungen zu jeder Öffnung versehen sein. So können die Filtrate einzeln oder nach jeder Filtration gesammelt werden. Dazu ist es ausreichend, an je eine Probensammelröhre weichelastische Röhren anzuschließen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante sind alle Sammelröhren dichtend an einen Behälter angeschlossen, welcher entleert wird.

3. Beschreibung eines kompletten Zyklus unter Anwendung auf eine Zellen- und Bakterienanalyse von Rohmilch (Methode DEFT): Ein automatischer Verteilerkopf befüllt die Schächte des Behälterblocks mit einer vorbestimmten Menge von Rohmilchproben, welchen eine Mischung von Triton und Trypsin zugegeben ist. In dieser Phase ist jeder Block an seiner Unterseite mit einer Abdeckplatte versehen (Abdeckung mit mehreren Verschlußkappen). Die Schächte sind auch an ihrer Oberseite verschlossen und zum Brüten bereitgestellt. Diese Behandlung macht die Milch leichter filtrierbar. Die behandelten Volumina liegen in der Größenordnung von 200ul Milch und gleich viel an Reagenzien. Das Volumen jedes Schachtes beträgt 3ml. Nach dem Brüten wird jeder der Blöcke gewendet und an der Filtrationsfläche geöffnet. Der mit dem Filter und der Dichtung versehene Einschub wird an einem Behälterblock befestigt. An dieser Stelle ist anzumerken, daß der Filter eine Polykarbon-Membran mit einer Porengröße von 0,6um ist, welche dazu geeignet ist, Viren und Bakterien zurückzuhalten. Nach Anbringen des Einschubes und Abnehmen der oberen Abdeckung kann der Zyklus beginnen. Es ist anzumerken, daß das gebaute Gerät eine automatisierte Infrastruktur aufweist, mittels welcher abwechselnd Flüssigkeiten automatisch gepumpt und automatisch ein Druck und/oder Unterdruck erzeugt werden können (Diese besondere Vorgangsweise ist insbesondere in der Patentanmeldung FR 2 638 101 beschrieben).

Dichtung: Der Heber 4 (insbesondere pneumatisch) wird betätigt. Er senkt den beweglichen Teil 14 des Kopfes 3 ab, welcher unter Zwischenschaltung einer Dichtung 21 fest gegen den Behälterblock 5 aufgesetzt wird. Es ist anzumerken, daß das Spiel ein Übertragen der Kräfte auf den Block 5 ermöglicht, wodurch ein Quetschen der perforierten Dichtung 7 erfolgt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Pfade unabhängig voneinander bleiben und daß keine ungewollte Vermischung der Proben bei der Filtrierung stattfindet.

Filtration von Milch: Ein programmierbarer Rechner für die Steuerung der Filtriervorrichtung setzt die Schächte aus dem Druckeingang 19 unter Druck, wobei dieser Druck sich auf die Kammer 17 ausdehnt, welche diesen über die abgeschrägten Röhren 20 weiterleitet. Alle Schächte werden mit geringen Unterschieden gemeinsam entleert. Es ist anzumerken, daß in dem Aufnahmebehälter 6 ein Unterdruck erzeugt werden kann, um den Gradienten zu erhöhen. Die Phase des Entleerens dauert 5 bis 10 Sekunden.

Spülen und Einfärben: Darauf folgen mehrere Reagenzien. Diese werden parallel durch die 24 Röhren 18 zugeführt. Diese sind in direkter Linie mit den Schächten ausgerichtet und ragen ca. 1cm in diese hinein..

So folgen einander Spülmittel, pH-Wert Puffer und abschließend ein fluoreszierender Farbstoff, Acridinorange.

Die Volumina liegen in der Größenordnung von 100ul pro Reagenz, wobei die Summe von Reagenzien und Proben so berechnet ist, daß das Gesamtvolumen auch bei einem Verstopfen des Filters die Kapazität eines Schachtes von 3ml nicht überschreitet.

Die Programmierung der Vorrichtung wird so vorgenommen, daß der Farbstoff für die Dauer von 2 Minuten mit dem Filter und den abgelagerten Bakterien in Kontakt steht. Nach einer abschließenden Spülung und dem Entleeren wird für 2 Minuten Luft durchgeblasen um den Filter vollständig zu trocknen. Der Einschub 2 kann sodann mit dem Behälterblock 5 herausgezogen werden, wonach die Laschen 10 entriegelt und der Block 5 und der Filter 13 abgenommen werden.

Danach wird der Filter auf eine spezielle Beobachtungsplatte gelegt, wie sie in der Patentanmeldung FR 2 638 240 beschrieben ist.

4. Der Fall einer Doppelfiltrierung: In bestimmten Fallen möchte man zwei unterschiedliche Arten von Teilchen oder Zellen aufsammeln. Zu diesem Zweck können zwei Filter mit sehr unterschiedlichen Durchlässigkeiten zu beiden Seiten der perforierten Dichtung 7 angeordnet werden. Diese Filter sind 2mm voneinander entfernt und stehen nicht miteinander in Kontakt.

Ebenso kann die Doppelfiltrierung sequentiell durchgeführt werden. In diesem Fall wird der Behälter (6) durch einen identischen Behälter 5 ersetzt, welcher an seiner Filtrierungsfläche einfach verschlossen ist. Die Filtrate verteilen sich somit homogen in den Schächten. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante kann man sich vorstellen, daß der zweite Block 5 ebenso mit einem Filter und einem Filtereinschub versehen ist. Unter diesen Bedingungen wird an dem oberen Behälter ein Druck und an dem unteren Behälter ein Unterdruck erzeugt (die Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks ist nicht dargestellt). Selbstverständlich ist eine Veränderung des Gehäuses notwendig, um zwei weitere Gleitführungen für den zweiten Filtereinschub herzustellen.

Insbesondere ist es selbstverständlich, daß, obwohl dies nicht notwendig ist, es von Vorteil ist, wenn die Vorrichtung zum Zuführen der Mittel zur Behandlung der in den unabhängigen Filterzonen zurückgehaltenen Teilchen automatisch und programmierbar sein soll. Ebenso können die Mittel zur Zwangsfiltrierung, das heißt, die Druckerhöhung und/oder das Absaugen auch programmierbar sein, wobei die Anordnung zur Gänze von einem Steuerrechner gesteuert wird.