DE69837398T2

DE69837398T2 - Festphasenextrationsplatte

Info

Publication number: DE69837398T2
Application number: DE69837398T
Authority: DE
Inventors: Dennis D. Laguna Hills BLEVINS; Stephen K. Laguna Hills SCHULTHEIS
Original assignee: Varian Inc
Current assignee: Varian Inc
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1998-08-03
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2018-08-04
Also published as: WO1999006148A1; CA2297132A1; EP1042069A1; DE69837398D1; AU8765498A; EP1042069A4; US6200533B1; AU732554B2; ATE357290T1; JP2001511420A; US5906796A; JP4250334B2; EP1042069B1; CA2297132C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Prüfanordnungen zur Verwendung bei der Analyse von Flüssigkeiten in einem Chargenverfahren und richtet sich insbesondere auf eine Festphasenextraktionsplatte zum Bestimmen der chemischen, biochemischen oder biologischen Beschaffenheit von unterschiedlichen Flüssigkeiten.
Da zur Analyse oder Prüfung eine große Anzahl kleiner Mengen von Flüssigkeiten benötigt wird, wurden Anordnungstabletts und Anordnungen entwickelt, wobei einzelne Proben der Prüfflüssigkeit vorbereitet und einer Analyse durch Mehrfachtest-Verarbeitung unter Verwendung unterschiedlicher Extraktionsmedien unterzogen werden.
Vorrichtungen dieser Art können ein Trennmedium beinhalten, welchem die zu analysierende Flüssigkeit ausgesetzt wird, wobei das Medium dazu dient, Feststoffe/Schwebstoffteilchen aus der Flüssigkeit durch Filtration zu entfernen, oder als eine Form von chromatographischem Medium dient, um das zu prüfende Fluid selektiv zu trennen oder eine bestimmte Eigenschaft des zu prüfenden Fluids anzuzeigen.
Eine typische bekannte Festphasenextraktionsplatten-Anordnung ist in dem US-Patent NR. 5,417,923 gezeigt. Die Prüftabletts haben normalerweise eine Vielzahl, z.B. 96, von Löchern, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, in welche das Festphasenextraktionsmedium eingebracht wird und der Reihe nach mit flüssigen Reagenzien und Waschungen behandelt wird, die zu der interessierenden Prüfung gehören.
Es sollte beachtet werden, dass diese Art von Prüftablett normalerweise Abmessungen im Bereich von 7,62 cm (3 Inch) bis 12,7 cm (5 Inch) hat, und somit ein Prüftablett mit 96 Fächern oder Löchern sehr kleine Fächerdurchmesser hat. Um die Wandstruktur zu stützen, hat ein typisches Prüftablett mit 96 Löchern, die in einer typischen 8 × 12 Anordnung angeordnet sind, Lochdurchmesser im Bereich von 0,762 cm (0,3 Inch).
Dementsprechend kann, während das Tablett mit den Fächern oder Löchern durch Spritzgießen gebildet sein kann, das Einbringen eines Trennmediums in jedes Loch und die physikalische Anforderung, dass das Medium in jedem einzelnen Loch sicher gehalten ist, ein mühsames und zeitaufwändiges Verfahren sein.
Normalerweise muss nicht nur ein separates Medium in jedes Loch sondern auch ein Mittel zum Fixieren oder Halten des Mediums in dem Loch in einer Position eingebracht werden, die für ein Trennen von oder eine Reaktion mit Flüssigkeiten, die später in das Loch zu Prüfzwecken eingebracht werden, geeignet ist.
Bisher wurden Trennmedien entweder in Partikelform, als Pfropfen oder in Scheibenform in der Löcherstruktur mittels Frittenringen oder Halteringen getragen, siehe z.B. die in den US-Patenten Nr. 5,205,989 , 5,264,184 , 5,283,039 und 5,417,923 gezeigte Struktur.
In Anbetracht der Größe der Löcher oder Fächer in dem Prüftablett mit 96 Löchern ist leicht erkennbar, dass das Anordnen der kleinen Extraktionsmedien und Halteringe extrem mühsam und natürlich zeitaufwändig und teuer ist.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Festphasenextraktionsplatte mit einer vereinfachten Konstruktion, bei welcher keine Frittenringe verwendet werden müssen und ermöglicht somit beachtliche Kosteneinsparungen bei ihrer Anordnung.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Festphasenextraktionsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet im Allgemeinen ein einheitliches Tablett, das eine Vielzahl voneinander beabstandeter allein stehender aufrechter darin gegossener Kammern aufweist.
Jede Kammer beinhaltet eine obere Öffnung und eine untere Düse mit sich nach unten verjüngenden Seitenwänden, die sich zwischen der oberen Öffnung und der unteren Düse erstrecken. Eine Mehrzahl von Festphasenextraktions-Scheiben sind vorgesehen, wobei eine der Vielzahl der Scheiben durch Presspassung zwischen den Seitenwänden einer der Vielzahl von Kammern in der Nähe der unteren Düse angeordnet ist.
Somit liefern die sich verjüngenden Seitenwände der Kammer eine halteringlose Vorrichtung zur Aufnahme einer der Mehrzahl von Festphasenextraktions-Scheiben. Da keine separaten Halteringe oder Frittenringe erforderlich sind, um die Festphasenextraktions-Scheiben in den Kammern zu stützen oder halten, ist die Anordnung der Festphasenextraktionsplatte stark vereinfacht.
Insbesondere kann jede Kammer einen kreisförmigen Querschnitt haben und außerdem kann eine Vorrichtung zum Beabstanden jeder Scheibe von einer entsprechenden Düse vorgesehen sein. Die Struktur entsprechend dieser Vorrichtung zum Beabstanden beinhaltet eine Stufe, die in der Seitenwand der Kammer in der Nähe der entsprechenden Düse gebildet ist. Diese Struktur liefert bedeutenderweise auch eine Vorrichtung zum Ermöglichen eines Fluidstroms durch jede der Scheiben über einen Durchmesser der Scheibe, der größer ist als der Durchmesser einer Düseneinlassöffnung. Auf diese Weise kann jede Scheibe effektiv verwendet werden, indem freiliegende Bereiche auf jeder Seite der Scheibe vorgesehen sind, um den Fluidstrom durch diese zu vereinfachen. Dies sollte sich von herkömmlichen Vorrichtungen abheben, bei welchen ein großer Teil des Extraktionsmediums durch Anlage mit einer Stützstruktur maskiert ist.
Während jede Kammer einen anderen Querschnitt oder Durchmesser haben kann, ist es bevorzugt, wenn alle Kammern identisch sind, um das Anordnen der Extraktionsscheiben in diesen zu vereinfachen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Festphasenextraktionsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung, die im Allgemeinen ein einheitliches Tablett mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten allein stehender aufrechter darin gegossener Kammern aufweist;
2 eine Ansicht von unten des einheitlichen Tabletts von 1,
3 eine Seitenansicht des in 1 und 2 gezeigten Tabletts;
4 einen Schnitt durch das Tablett entlang der Linie 4-4 von 1;
5 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 5-5 von 1; und
6 ein Detail eines unteren Abschnitts einer der Kammern, die die Anordnung einer Extraktionsscheibe darin zeigt.
Detaillierte Beschreibung
In Bezug nun auf 1 bis 3 ist eine Festphasenextraktionsplatte 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, die im Allgemeinen ein einheitliches Tablett 12 mit einer Vielzahl voneinander beabstandeter allein stehender aufrechter darin gegossener Kammern 14 beinhaltet. Das Tablett 12 kann aus einem beliebigen geeigneten Material gegossen sein, wie z.B. Polypropylen.
Jede Kammer 14 hat eine obere Öffnung 16 und eine untere Düse 18, siehe auch 4 bis 6.
Bedeutenderweise verjüngen sich die Seitenwände 24 der Kammern 14 nach unten von den Öffnungen 16 zu der Düse 18.
Wie am deutlichsten in 6 gezeigt ist, sind eine Vielzahl von Festphasenextraktions-Scheiben 28 zwischen den Seitenwänden 24 jeder der Vielzahl von Kammern 14 in der Nähe der unteren Düse 18 durch Presspassung angeordnet. Es wird ein nichtpolares Extraktionsmedium verwendet, das mit hydrophoben Gruppen gebundene Siliciumdioxid-Partikel enthält, und von Ansys, Inc., Irvine, California unter der Handelsbezeichnung SPEC^® bezogen werden kann.
Da die Seitenwände 24 sich verjüngen, sind die Scheiben 28 in einer Position in der Nähe der Düse 18 durch Reibungseingriff mit den Seitenwänden 24 gehalten und sind in den Kammern 14 durch einen Satz nicht gezeigter Ladestöcke angeordnet. Dies vereinfacht ein gleichzeitiges Anordnen der Scheiben 28 in allen Kammern 14. Da keine Fritten- oder Halteringe (nicht gezeigt) verwendet werden, ist die Anordnung der Festphasenextraktionsplatte 10 stark vereinfacht. Die Verwendung von Polypropylen mit einer wie im folgenden angegebenen Wanddicke liefert eine ausreichende Flexibilität zum Halten der Scheiben 28 in den Kammern 14 durch Reibungskontakt mit diesen.
Als spezifisches Beispiel kann die Festphasenextraktionsplatte 10 die Platte 12 beinhalten, die Abmessungen von ca. 7,62 cm (3 Inch) Breite mal 12,7 cm (5 Inch) Länge hat, wobei 96 der Kammern 24 in einer Anordnung, d.h. 8 Kammern breit mal 12 Kammern lang, angeordnet sind.
Wie maßgeblich in 5 gezeigt ist, verjüngen sich die Kammern 24 von einem oberen Innendurchmesser D_t von ca. 0,325 plus oder minus 0,0762 mm (0,003 Inch) zu einem unteren Innendurchmesser D_b von 7,47 mm (0,294) plus oder minus 0,0254 mm (0,001 Inch). Dadurch kann die Scheibe 28, die eine Dicke von ca. 1,02 mm (0,04 Inch) und einen Durchmesser von etwas mehr als 7,47 mm (0,294 Inch) hat, einfach durch die obere Öffnung 16 eingeführt werden und zu einem Boden 30 jeder Kammer in der Nähe der Düse 18 gezwungen werden.
Da die Kammern in dem Tablett 12 einheitlich durch einen beliebigen geeigneten Formvorgang gebildet werden, wobei die Seitenwände eine nominale Dicke von ca. 0,813 mm (0,032 Inch) haben, variiert die Dicke der Seitenwand 24, um diese Verjüngung zu erzeugen. Insgesamt können die Kammern eine Höhe H von ca. 3,0 cm (1,18 Inch) haben, was in 4 angedeutet ist. Ein umlaufender Flansch 32 ist zur Ausrichtung der Kammern 24 mit dem entsprechenden beigefügten Prüfapparat (nicht gezeigt) vorgesehen, um Flüssigkeit in die Öffnungen 16 der Kammern 14 einzubringen.
In Bezug wiederum auf 6 ist erkennbar, dass die Düse 18 eine Einlassöffnung 36 beinhaltet, die kleiner ist als der untere Durchmesser D_b der Kammer 14.
Zum Stützen der Scheibe 28 in der Nähe dieser Düse und zum Erzeugen eines Hohlraums 40 zwischen diesen, der eine Dicke T von ca. 1,02 mm (0,04 Inch) haben kann, sind die Scheiben 28 durch Absätze 44, die in der Seitenwand 24 in der Nähe der Düse 18 gebildet sind, gehalten. Die Stufe 44 liefert nicht nur eine Einrichtung zum Beabstanden jeder Scheibe 28 von der Düse 18, sondern auch eine Einrichtung, die einen Fluidstrom durch jede Scheibe 28 über einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Düseneingangsöffnung 36, ermöglicht. Da die Scheibe 28 nicht gegen den oberen Teil 46 der Düse 18 gehalten wird, der Teil des Bodens 30 der Kammer 14 ist, kann der Fluss durch die Scheibe 28 über beinahe ihren gesamten Oberflächenbereich fließen. Nur dort, wo ein Kontakt mit der Stufe 44 erfolgt, ist kein gerader Durchfluss möglich. Diese Anordnung verbessert die Leistungsfähigkeit in bedeutender Weise. Somit steht ein Bereich mit einem Durchmesser D, wie in 6 gezeigt, für einen Fluidtransfer durch die Scheibe und nicht die Größe der Düseneingangsöffnung 36 zur Verfügung.
Obwohl oben spezielle Anordnungen einer Festphasenextraktionsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Darstellung der Art und Weise, in welcher die vorliegende Erfindung vorteilhaft verwendet werden kann, beschrieben wurden, sollte klar sein, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Dementsprechend sollten jegliche Modifikationen, Variationen oder entsprechende Anordnungen, die sich für den Fachmann ergeben, als im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegend, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, betrachtet werden.

Claims

Festphasenextraktionsplatte, umfassend: ein einheitliches Tablett, das eine Vielzahl voneinander beabstandeter allein stehender aufrechter darin gegossener Kammern aufweist, wobei jede Kammer eine obere Öffnung und eine untere Düse aufweist; eine Vielzahl von Festphasenextraktions-Scheiben, wobei jede der Vielzahl von Scheiben zur Presspassung zwischen Seitenwänden einer der Vielzahl von Kammern in der Nähe der unteren Düse bemessen ist, um die Scheiben durch Reibungseingriff mit den Seitenwänden innerhalb der Kammern zu halten, wobei jede Scheibe ein nichtpolares Extraktionsmedium umfasst, das Siliciumdioxidpartikel enthält, die mit hydrophoben Gruppen gebunden sind; und eine halteringlose Vorrichtung, um jede Scheibe in die Lage zu versetzen, unter Presspassung in eine entsprechende Kammer verpresst zu werden, wobei die halteringlose Vorrichtung abgeschrägte Seitenwände in jeder Kammer umfasst.
Festphasenextraktionsplatte nach Anspruch 1, wobei jede der Kammern einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Festphasenextraktionsplatte nach Anspruch 1, die weiterhin eine Vorrichtung zum Beabstanden jeder Scheibe von einer entsprechenden Düse umfasst.
Festphasenextraktionsplatte nach Anspruch 2, wobei die Vorrichtung zum Beabstanden eine in der Seitenwand in der Nähe der entsprechenden Düse ausgebildete Stufe umfasst.
Festphasenextraktionsplatte nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Kammern einander identisch sind.