-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung
von Testproben.
-
Derzeit
gibt es eine Anzahl von gebräuchlichen
Verfahren zur Herstellung vielfacher Testproben, wie Testproben
für automatisierte
Flüssigchromatographie.
Eines der gebräuchlichen
Verfahren beinhaltet das Filtern und Abgeben einer Testprobe in jedes
einer Anzahl von Fläschchen
unter Verwendung einer Spritze und eines darin enthaltenen Spritzenfilters.
Die Testproben werden im allgemeinen aufeinanderfolgend gefiltert
und in die Fläschchen abgegeben.
Die Fläschchen
können
entweder bevor oder nachdem die Testproben in die Fläschchen
abgegeben wurden in einem Probenhalter angeordnet werden. Dann werden
der Probenhalter und die Fläschchen
in ein automatisiertes Testinstrument für Flüssigchromatographie gesetzt.
-
Ein
anderes gebräuchliches
Verfahren zur Herstellung von vielfachen Testproben beinhaltet die Verwendung
einer Testprobenherstellungsvorrichtung. Bei dieser Lösung werden
die Testproben in eine Anzahl von Schächten abgegeben, von denen jeder
einen Filter enthält.
Dann wird ein Differentialdruck durch den Filter auf die Testproben
ausgeübt und
unter dem Druck durchsetzen die Testproben die Filter und werden
in ein anderes Set von Schächten abgegeben.
Daraufhin können
die gefilterten Testproben aus den Schächten in ein Set von Fläschchen transferiert
werden, die dann in einem Probenhalter angeordnet werden. Dann werden
der Probehalter und die Fläschchen
in ein automatisiertes Testinstrument für Flüssigchromatographie gesetzt.
-
Ein
noch anderes gebräuchliches
Verfahren beinhaltet das entweder aufeinanderfolgende oder gleichzeitige
Filtern vielfacher Testproben, das Abgeben der gefilterten Testproben
in Fläschchen,
die in einem Gestell enthalten sind, und das Transferieren der Fläschchen
aus dem Gestell in einen Probenhalter.
-
Mit
den gebräuchlichen
Verfahren zur Herstellung vielfacher Testproben ist eine Anzahl
von Nachteilen verbunden. Z.B. ist es zeitaufwendig, Testproben
aufeinanderfolgend zu filtern und in Fläschchen abzugeben, gefilterte
Testproben von Schächten
in Fläschchen
zu transferieren oder Fläschchen
von einem Gestell in einen Probenhalter zu transferieren. Zusätzlich treten
Probenverluste auf, wenn Testproben von Schächten in Fläschchen transferiert werden.
Ferner besteht ein Kontaminationsrisiko während des Transfers von Testproben
aus Schächten
in Fläschchen
und während
des Transfers von Fläschchen
von einem Gestell in einen Probenhalter.
-
Gemäß der Erfindung
enthält
eine Testprobenherstellungsvorrichtung zur Herstellung vielfacher
Proben: ein Gehäuse
mit einer Öffnung,
einer Innenseite und einer Außenseite,
und einem Vakuumkanal, wobei der Vakuumkanal eine Fluidverbindung
zwischen der Innenseite und der Außenseite des Gehäuses herstellt;
eine Filteranordnung, die über
der Öffnung
des Gehäuses
angeordnet ist, wobei die Filteranordnung eine Mehrzahl von Schächten enthält, wobei
jeder Schacht zwei offene Enden hat und eine Mehrzahl von porösen Medien
jeweils in den Schächten
angeordnet ist; ein Probenhalter, der entfernbar in dem Gehäuse angeordnet
ist; eine Mehrzahl von Fläschchen,
die entfernbar mit dem Probenhalter gekoppelt sind, wobei die Fläschchen jeweils
zu den Schächten
in einer flüssigkeitsaufnehmenden
Anordnungsbeziehung stehen; und ein mit dem Gehäuse gekoppelter Schlüsselmechanismus, um
die Position jedes Fläschchens
gegenüber
dem Gehäuse
eindeutig zu definieren.
-
Für einige
Ausführungen
enthält
die Filteranordnung einen Deckel, der eine undurchlässige Wand
bildet und eine Mehrzahl von Schächten,
die einheitlich in der Wand ausgebildet sind. Das erste und zweite
offene Ende jedes Schachtes definieren einen Flüssigkeitsfließweg durch
die Wand des Deckels über
den Schacht zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Schachtes.
Jeder Schacht enthält
einen Träger
und das poröse
Medium ist an dem Träger
montiert. Der Träger
erstreckt sich durch den Flüssigkeitsfließweg des
Schachtes und berührt
das poröse
Medium, wobei die Flüssigkeit,
die durch den Schacht vom ersten Ende des Schachtes zum zweiten
Ende des Schachtes fließt, durch
das poröse
Medium und durch den Träger fließt. Das
erste Ende des Schachtes liegt stromaufwärts des porösen Mediums und das zweite
Ende des Schachtes liegt stromabwärts des porösen Mediums. Das zweite Ende
des Schachtes weist einen rohrförmigen
Vorsprung auf, der, wenn ein Fläschchen
in flüssigkeitsaufnehmender
Anordnungsbeziehung zum Schacht angeordnet wird, in das Fläschchen
ragen kann, um Kreuzkontaminierung zu minimieren.
-
Für einige
Ausführungen
enthält
das Gehäuse
einen im wesentlichen zylindrischen Körper mit offenen und geschlossenen
Enden. Der Schlüsselmechanismus
enthält
einen Pfosten mit ersten und zweiten Enden, wobei das erste Ende
des Pfostens an dem geschlossenen Ende des zylindrischen Körpers angeschlossen
ist, ein ringförmiger
Vorsprung am zweiten Ende des Pfostens angeordnet ist, und ein Einschnitt
in dem ringförmigen
Vorsprung vorgesehen ist. Der Schlüsselmechanismus ist angeordnet, um
den Probenhalter und die Fläschchen
gegenüber dem
Gehäuse
auszurichten.
-
1 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer Testprobenherstellungsvorrichtung,
die die vorliegende Erfindung verwirklicht.
-
2 ist
eine Explosionsansicht der Ausführung
der Erfindung, die in 1 gezeigt ist.
-
3a ist
eine schematische Querschnittsansicht der Filteranordnung, die in 2 gezeigt
ist.
-
3b ist
eine Ansicht von oben des Filterträgers.
-
4 ist
eine schematische Querschnittsansicht des Probenhalters, gezeigt
in 2.
-
5 ist
eine Ansicht von unten des Probenhalters, gezeigt in 2.
-
6 ist
eine schematische Querschnittsansicht von einem der Fläschchen,
die in 2 gezeigt sind.
-
7 ist
eine schematische Querschnittsansicht des Gehäuses, das in 2 gezeigt
ist.
-
Wie
in den 1 und 2 gezeigt, enthält eine
exemplarische Testprobenherstellungsvorrichtung ein Gehäuse 60,
eine Filteranordnung 10, einen Probenhalter 30,
eine Mehrzahl von Fläschchen 50 und
einen Schlüsselmechanismus 21.
Die Filteranordnung 10 kann eine Mehrzahl von Schächten 12 enthalten,
von denen jeder einen mikroporösen
Filter 13 (3a) oder irgendein geeignetes
poröses
Medium, wie ein Feststoffextraktionsmedium, enthält. Die Fläschchen 50 sind entfernbar
mit dem Probenhalter 30 gekoppelt und der Probenhalter 30 sowie die
Fläschchen 50 sind
entfernbar in dem Gehäuse 60 angeordnet.
Die Filteranordnung 10 kann entfernbar mit dem Gehäuse 60 verbunden
sein und die Fläschchen 50 sind
vorzugsweise jeweils in flüssigkeitsaufnehmender
Anordnungsbeziehung zu den Schächten 12.
Durch Erzeugen eines Vakuums im Gehäuse 60 können Testproben,
die in den Schächten 12 enthalten
sind, durch die Filter 13 durchgeführt werden und direkt in die
Fläschchen 50 im
Probenhalter 30 abgegeben werden. Die Fläschchen 50 und der
Probenhalter 30 können
dann aus dem Gehäuse 60 entfernt
werden und z.B. in ein automatisiertes Instrument zur Flüssigchromatographie
angeordnet werden.
-
Die
Filteranordnung kann jede geeignete Konfiguration haben, die die
Mehrzahl von mikroporösen
Filtern trägt
und den Testproben erlaubt, durch die mikroporösen Filter in die Fläschchen
in den Probenhalter zu gelangen. Die Filteranordnung kann einen
Deckel umfassen, der eine undurchlässige Wand bildet, eine Mehrzahl
von Schächten,
die vorzugsweise in der Wand ausgeformt sind, und eine Mehrzahl von
mikroporösen
Filtern, die jeweils in den Schächten
angeordnet sind. Vorzugsweise haben der Deckel und die Schächte einen
gemeinsamen Aufbau, um die Festigkeit der Filteranordnung zu verbessern. Jeder
Schacht hat erste und zweite offene Enden, die einen Flüssigkeitsfließweg durch
die Wand des Deckels definieren, und kann einen Filterträger enthalten,
an welchem der mikroporöse
Filter, der in dem Schacht enthalten ist, befestigt ist. Der Filterträger erstreckt
sich durch den Flüssigkeitsfließweg des Schachtes,
wobei eine flüssige
Testprobe durch den mikroporösen
Filter fließt
und durch den Filterträger tritt.
Entsprechend kann der Filterträger
zusätzlich zum
Tragen dem mikroporösen
Filter auch eine Drainage bieten. Ferner kann der Filter dichtend
mit dem Filterträger
verbunden sein, um zu verhindern, dass die Testprobe den Filter
umgeht. Alternativ kann der Filter gegen die innere Wand des Schachtes
zu demselben Zweck abgedichtet sein. Das zweite Ende des Schachtes
kann einen rohrförmigen
Vorsprung enthalten, der, wenn ein Fläschchen in flüssigkeitsaufnehmender
Anordnungsbeziehung zum Schacht angeordnet wird, sich zum oder in
das Fläschchen
erstrecken kann, um Kreuzkontaminierung zu minimieren. Kreuzkontaminierung,
wie sie hier verwendet ist, wird als die Migration von einer Testprobe
von einem Fläschchen
in ein angrenzendes Fläschchen
definiert. Kreuzkontaminierung kann offensichtlich zu unerwünschten
Testergebnissen führen.
-
Der
Deckel kann unterschiedlich ausgebildet sein. Z.B. kann der Deckel
im allgemeinen kreisförmig
oder vieleckig sein und er kann eine im allgemeinen flache Ausbildung,
eine teilweise sphärische Ausbildung
oder eine allgemein zylindrische Ausbildung mit einem ersten, die
undurchlässige
Wand enthaltenden Ende und einem gegenüberliegenden offenen oder geschlossenen
Ende haben.
-
Die
Schächte
können
auch irgendeine von unterschiedlichen Ausbildungen haben, wie eine
vieleckige, zylindrische oder konische Ausbildung, oder eine Kombination
daraus, wenn auch die Schächte vorzugsweise
eine zylindrische Ausbildung haben. Die Schächte können im allgemeinen die gleiche Größe und Form
oder verschiedene Größen und/oder
Formen haben. Z.B. können
die Schächte dieselbe
zylindrische Ausbildung aber verschiedene Durchmesser und/oder Höhen haben.
Da die Schächte
verwendet werden können,
um Testproben aufzunehmen und zu enthalten, kann die Größe jedes
Schachtes durch das Volumen der Testprobe, die in dem Schacht abgegeben
werden soll, bestimmt werden. Es kann wünschenswert für die Schächte sein,
eine Anordnung zur Aufnahme einer Testprobenabgabevorrichtung, wie
einer Spritze oder einer Pipette, zu enthalten. Es kann eine beliebige
Anzahl von Schächten
in der Wand des Deckels angeordnet sein und sie können in
einer Anzahl von Konfigurationen angeordnet sein. Z.B. kann eine
beliebige Anzahl von Schächten
in einer Reihe oder in einer Mehrzahl von Reihen angeordnet sein
oder sie können
in einem Kreis oder in einer Mehrzahl von konzentrischen Kreisen
angeordnet sein. Die Anzahl und Anordnung der Schächte kann
durch die Anzahl und Anordnung der Fläschchen in dem Probenhalter
bestimmt werden, da die Fläschchen
vorzugsweise in einem 1:1 flüssigkeitsempfangenden
Verhältnis
mit den Schächten
stehen.
-
Der
Filterträger
kann jede geeignete Ausbildung haben, die dem Filter Halt und/oder
Flüssigkeitsabfuhr
bietet. Vorzugsweise, wenn der Filter am Filterträger befestigt
ist, ist eine Dichtung vorgesehen, die verhindert, dass die Testprobe
den Filter umgeht. Der Filterhalter kann mit dem Schacht einheitlich
oder integriert ausgebildet sein, oder er kann ein getrennter Teil,
der in dem Schacht angeordnet ist, sein.
-
Die
Filter sind vorzugsweise mikroporöse Filter, die jeder geeignete
Filtertyp sein können,
wie ein Fasertyp oder ein Membrantyp. In einigen Ausbildungen der
Filteranordnung können
die Schächte
verschiedene Typen von mikroporösen
Filtern enthalten, abhängig
von den Erfordernissen der Probenherstellung. Die mikroporösen Filter
können
verwendet werden, um jegliche Einzelteilchen oder kolloidale Teilchen,
einschließlich
z.B. grobe Kontaminationen und unlösliche Stoffe, zu filtern.
Obwohl typischerweise für
die vorliegende Erfindung mikroporöse Filter verwendet werden,
können
die Schächte
poröse
Medien jeden anderen Typs, wie poröse Medien für Festphasenextraktion (SPE),
enthalten.
-
Der
Schlüsselmechanismus
kann jede beliebige Ausbildung haben, die die Schächte der
Filteranordnung gegenüber
den in dem Gehäuse
enthaltenen Fläschchen
ausrichtet. Vorzugsweise erlaubt der Schlüsselmechanismus, dass jeder
Schacht eindeutig mit dem Gehäuse
und/oder mit einem bestimmten Fläschchen
ausgerichtet wird. Dieses Merkmal ist insbesondere nützlich,
wenn die Schächte
verschiedene Arten von Testproben enthalten und daher jeder Schacht
und/oder jedes Fläschchen
vorzugsweise einzeln identifiziert werden kann.
-
Eine
exemplarische Ausbildung der Filteranordnung ist in 3a gezeigt.
Die Filteranordnung 10 kann eine kreisförmige Abdeckplatte 11,
die eine undurchlässige
Wand bildet, eine Mehrzahl von zylindrischen Schächten 12, die integral
oder einheitlich in der Abdeckplatte 11 ausgebildet sind,
und eine Mehrzahl von kreisförmigen,
mikroporösen
Filtern 13, von denen jeweils einer in jedem Schacht 12 angeordnet ist,
enthalten. In dieser Ausführungsform
gibt es vierundzwanzig Schächte 12 von
gleichem Durchmesser und gleicher Höhe, die in einem einzelnen
Kreis nahe dem äußeren Umfang
der Abdeckplatte 11 angeordnet sind. Vorzugsweise ist der
Durchmesser des Kreises im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Kreises,
in welchem die Fläschchen
angeordnet sind, so dass die Fläschchen
in flüssigkeits-empfangender Position
zu den Schächten 12 angeordnet
werden können.
Jeder Schacht 12 hat erste und zweite offene Enden 14, 15,
die einen Flüssigkeitsfließweg durch
die Wand der Abdeckplatte 11 bilden. Die Abdeckplatte 11 kann
die Schächte 12 an
jedem Ende 14, 15 der Schächte 12 schneiden
oder sie kann die Schächte
irgendwo zwischen den beiden Enden 14, 15 der
Schächte 12 schneiden.
-
In
der Ausführungsform,
die in 3a gezeigt ist, kann das zweite
Ende 15 des Schachtes 12 einen Filterträger 16 enthalten,
an dem der mikroporöse
Filter 13 befestigt ist. Alternativ kann der Filterträger 16 am
ersten Ende 14 des Schachtes 12 oder zwischen
dem ersten und dem zweiten Ende 14, 15 angeordnet
sein. Um jedoch das hold-up-Volumen zu reduzieren, ist der Filterträger 16 vorzugsweise
am oder nahe dem zweiten Ende 15 des Schachtes 12 angeordnet.
Der Filterträger
kann jede Anordnung sein, die dem mikroporösen Filter 13 Stütze und
Drainage bietet.
-
Z.B.
kann der Filterträger 16 eine
Mehrzahl von Vorsprüngen,
wie Buckel, enthalten, die dem mikroporösen Filter Stütze und
Drainage bieten. Der Filterträger
kann mit dem Schacht 12 an dem zweiten Ende 15 einheitlich
oder integral ausgebildet sein, oder er kann ein separater Teil
sein, der am zweiten Ende 15 vorzugsweise im Schacht 12 angeordnet
ist.
-
Wie
in 3b gezeigt, kann eine bevorzugte Ausführungsform
des Filterträgers 16 eine
kreisförmige
Vertiefung 22 und eine Mehrzahl von Rippen 17,
die in der kreisförmigen
Vertiefung 22 ausgebildet sind, enthalten. Der Filter 13,
der vorzugsweise kreisförmig
ist, kann an dem Filterträger 16 auf
eine Reihe von Arten befestigt sein. Z.B. kann der Filter 13 einfach über den
Filterträger 16 gelegt
werden, oder an den Filterträger 16,
z.B. durch thermisches Schweißen
oder Klebstoff, gebunden sein. Wenn der Filter 13 an den
Filterträger 16 gebunden
ist, ist der Filter 13 vorzugsweise sowohl an die Rippen 17 als
auch an den ringförmigen
Bereich 23 zwischen der Seitenwand des Schachtes 12 und
der kreisförmigen
Vertiefung 22 gebunden. Entsprechend schafft die Verbindung
zwischen dem Filter 13 und dem ringförmigen Bereich 23 vorzugsweise
eine Dichtung, die verhindert, dass die Testprobe den Filter 13 umgeht;
die Rippen 17 stützen
vorzugsweise den Filter 13; und die Nuten zwischen den
Rippen 17 bilden vorzugsweise für den Filter 13 eine
Drainage.
-
Das
zweite Ende 15 des Schachtes 12 enthält auch
einen rohrförmigen
Vorsprung 18, der sich vom Schacht 12 wegerstreckt.
Die Öffnung
am zweiten offenen Ende 15 enthält eine Öffnung 19, die sich durch
das zweite offene Ende 15 und durch den rohrförmigen Vorsprung 18 erstreckt.
Wenn ein Fläschchen 50 in
flüssigkeitsempfangender
Position zum Schacht 12 angeordnet wird, hat der rohrförmige Vorsprung 18 einen äußeren Durchmesser
und eine Länge,
die wesentlich die Möglichkeit
einer Probenkreuzkontaminierung reduziert oder eliminiert. Z.B. kann
sich der rohrförmige
Vorsprung 18 zu oder selbst in die Öffnung 51 des Fläschchens 50 erstrecken,
um Kreuzkontaminierung zu minimieren. Zusätzlich, wenn das Fläschchen
in flüssigkeitsaufnehmender
Anordnungsbeziehung zum Schacht 12 angeordnet ist, verschließt vorzugsweise
der Vorsprung 18 im Wesentlichen nicht die Öffnung 53 des
Fläschchens 50.
Vorzugsweise ist der Spalt zwischen dem Vorsprung 18 und
dem Fläschchen 50 ausreichend groß, so dass
die Flüssigkeit
in einem Fläschchen 50 nicht
aus dem Fläschchen 50 entweicht,
wenn Vakuum im Inneren des Gehäuses 60 (und
außerhalb
des Fläschchens 50)
erzeugt wird. Entweichen tritt auf, wenn die Flüssigkeit in einem Fläschchen
durch die Luft, die das Fläschchen
unter Vakuum, das außerhalb
des Fläschchens
erzeugt wird, verlässt,
ausgestoßen
wird. Ein großer
Spalt zwischen dem Vorsprung 18 und dem Fläschchen 50 kann
Entweichen verhindern oder reduzieren. Ähnlich ist der Spalt zwischen
dem Boden 15 des Schachtes 12 und dem oberen Rand
des Fläschchen 50,
vorzugsweise ausreichend groß,
um Entweichen zu verhindern oder zu reduzieren.
-
Der
Schlüsselmechanismus 21 der
Filteranordnung 10 kann drei Einschnitte 21 enthalten,
die mit drei Stiften 76 des Gehäuses 60 in Eingriff
treten können,
um die Filteranordnung 10 und die Schächte 12 gegenüber dem
Gehäuse 60 und/oder
den Fläschchen 50 auszurichten.
Die Funktionen des Schlüsselmechanismus 21 werden
im Folgenden in Verbindung mit der Abhandlung bezüglich der
Ausrichtung der Schächte 12 und
der Fläschchen 50 beschrieben.
-
Zusätzlich kann
die Abdeckplatte 11 einen Griff oder einen Vorsprung enthalten,
wie den Vorsprung 20 in der Mitte der Abdeckplatte 11,
die in 3a gezeigt ist, der der Abdeckplatte 11 erlaubt, von
Hand oder durch eine Hebevorrichtung bequem gehoben zu werden.
-
Die
Testprobenherstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann
für eine
breite Vielfalt von Anwendungen verwendet werden. Z.B. kann der Probenhalter
ein Probenhalter sein, der als ein Teil eines automatisierten Flüssigkeitschromatographieinstrumentes
entworfen ist, und die Testprobenherstellungsvorrichtung ist dann
entworfen, um den Probenhalter zu enthalten und aufzunehmen. Der
Probenhalter kann jede Konfiguration haben, die ein Entwickler eines
Chromatographieinstrumentes wählt. Er
kann eine im allgemeinen zylindrische oder parallelepipedale Konfiguration
oder jede andere Konfiguration haben, die es erlaubt, die Fläschchen
bequem in einem Probenhalter anzuordnen oder zu entfernen. Die Fläschchen
können
in dem Probenhalter in jeder Weise angeordnet werden, die ein Entwickler eines
Chromatographieinstrumentes wählt.
Z.B. können
die Fläschchen
in einer Reihe oder Reihen angeordnet sein, oder in einem Kreis
oder mehreren konzentrischen Kreisen. Die Fläschchen haben herkömmlicher
Weise eine zylindrische Konfiguration mit einem offenen und einem
geschlossenen Ende, obwohl sie jede andere Konfiguration haben können, die
eine Testprobe halten kann. Die Fläschchen können dieselbe Konfiguration
und Größe haben,
oder sie können
verschiedene Konfigurationen und/oder Größen haben. Die Größe eines
Fläschchens
kann durch das Volumen der Testprobe, die in dem Fläschchen
enthalten sein soll, bestimmt sein.
-
Eine
exemplarische Ausführungsform
eines Probenhalters ist in den 4 und 5 gezeigt.
Die exemplarische Ausführungsform 30 enthält eine
zylindrische Seitenwand 31 und eine kreisförmige Platte 32,
die an einem Ende der zylindrischen Seitenwand 31 angeschlossen
ist. Es können
insgesamt z.B. 24 zylindrische Blindbohrungen 33 zur
Aufnahme von Fläschchen 50 vorhanden
sein, wobei die Bohrungen 33 in einem Kreis entlang dem äußeren Umfang
der kreisförmigen
Platte 32 angeordnet sind. Die Bohrungen 33 erstrecken
sich durch die Platte 32 und in, aber nicht durch die zylindrische
Seitenwand 31. Der Probenhalter 30 enthält auch
eine zylindrische Manschette 34, von der ein Ende an die
Platte 32 angeschlossen ist. Die zylindrische Manschette kann
konzentrisch zur zylindrischen Seitenwand 31 sein. Der
Abschnitt der Platte 32 innerhalb der zylindrischen Manschette 34 enthält eine
ringförmige
Nut 35, die konzentrisch zur zylindrischen Manschette 34 und
zur zylindrischen Seitenwand 31 angeordnet ist. In der
ringförmigen
Nut 35 befindet sich ein radial ausgerichteter Rücken 36,
der sich über
die Nut 35 erstreckt. In der Mitte der Platte 32 und
innerhalb der ringförmigen
Nut 35 erstreckt sich eine Öffnung 37 durch die
Platte 32.
-
In 6 ist
eine exemplarische Ausführungsform
eines Fläschchen 50 gezeigt.
Das Fläschchen 50 hat
einen Aufbau ähnlich
wie jener einer Flasche, d.h., einen zylindrischen, hohlen Aufbau
mit einem offenen Ende 51 und einem geschlossenen Ende 52 und
einer engen Öffnung 53 und
einem engen Hals 54 an seinem offenen Ende 51.
Am offenen Ende 51 des Fläschchens 50 ist auch
ein sich nach außen
erstreckender, radialer Flansch 55 vorgesehen.
-
Das
Gehäuse
kann auf verschiedene Weise aufgebaut sein. Z.B. kann es eine im
allgemeinen parallelepipedalen oder zylindrischen Aufbau haben und
kann eine Seitenwand, ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende
enthalten. Der Deckel der Filteranordnung kann über dem offenen Ende des Gehäuses angeordnet
sein. Wenn ein Vakuumkanal in dem Gehäuse beinhaltet ist, kann er
irgendwo in dem Gehäuse
angeordnet sein, wie in der Seitenwand und/oder dem geschlossenen
Ende. Das Gehäuse kann
auch eine Anordnung enthalten, die die Filteranordnung und/oder
den Probenhalter gegenüber dem
Gehäuse
ausrichtet und die es erlaubt, die Fläschchen jeweils in flüssigkeitsempfangender
Position zu den Schächten
der Filteranordnung anzuordnen. Diese Anordnung kann auch spezielle Schächte mit
speziellen Fläschchen
in Verbindung bringen. Während
diese Anordnung vorzugsweise das Gehäuse mit der Filteranordnung
und/oder dem Probenhalter verbindet, kann sie auch direkt die Filteranordnung
mit dem Probenhalter verbinden.
-
Die
Anordnung kann einen Schlüsselmechanismus
zur Ausrichtung der Filteranordnung gegenüber dem Gehäuse und/oder einen Schlüsselmechanismus
zum Ausrichten des Probenhalters gegenüber dem Gehäuse enthalten. Vorzugsweise
definiert der Schlüsselmechanismus
zum Ausrichten der Filteranordnung eindeutig die Posi-tion jedes
Schachtes gegenüber
dem Gehäuse
und der Schlüsselmechanismus
zur Ausrichtung des Probenhalters definiert eindeutig die Position
jedes Fläschchens
gegenüber
dem Gehäuse.
So können
die beiden Schlüsselmechanismen
so angeordnet sein, dass jeder Schacht nur in flüssigkeitsempfangender Position zu
einem bestimmten Fläschchen
und zu keinem anderen Fläschchen
angeordnet werden kann.
-
Ein
Mechanismus zum Aufbringen eines Differentialdruckes durch die Filter
kann mit der Filteranordnung gekoppelt sein, um das Hindurchtreten
der Testproben durch die Filter zu erleichtern. Der Differentialdruck
kann auf alle Schächte
aufgebracht werden, um gleichzeitig die Proben durch die Schächte hindurchzuführen, oder
der Differentialdruck kann mehrmals auf einen oder mehrere der Schächte aufgebracht
werden, um die Proben aufeinanderfolgend durch die Schächte hindurchzuführen. Jeder
passende Mechanismus kann verwendet werden, um einen Differentialdruck
aufzubringen, einschließlich
z.B. einer Gasdruckquelle, die über
einem oder mehreren der Schächte
angeordnet ist, um die Probe in dem Schacht durch den Filter in
ein Fläschchen
zu zwingen. Vorzugsweise kann der Mechanismus eine Vakuumquelle
enthalten, die mit der Filteranordnung oder vorzugsweise dem Gehäuse gekoppelt
ist. Z.B. kann die Vakuumquelle mit dem Gehäuse gekoppelt sein und mit
dem Inneren des Gehäuses
kommunizieren. Die Vakuumquelle kann jede Vorrichtung sein, wie
eine Pumpe, die einen Druck schafft, der geringer ist als der Atmosphärendruck.
Z.B. kann eine Pumpe an dem Gehäuse
angeordnet sein, dessen Saugkanal in Fluidkommunikation mit dem
Inneren des Gehäuses
steht und dessen Druckkanal in Fluidkommunikation mit dem Äußeren des
Gehäuses
steht. Die Vakuumquelle kann ein integraler Teil des Gehäuses sein
und kann innerhalb oder außerhalb
des Gehäuses
angeordnet sein. Alternativ kann die Vakuumquelle ein vom Gehäuse getrennter
Teil sein, wie eine Pumpe, die außerhalb des Gehäuses angeordnet
ist und ihren Saugkanal direkt oder indirekt mit einem Vakuumkanal
in dem Gehäuse,
z.B. über
ein Rohr oder dgl. verbunden hat. Alternativ kann der Deckel anstelle
des Gehäuses
einen Vakuumkanal enthalten und eine Vakuumquelle kann in gleicher
Weise mit dem Vakuumkanal gekoppelt sein. Die Vakuumquelle kann
durch irgendeine Kraftquelle, wie z.B. durch einen elektrischen
Motor, betrieben werden.
-
Wie
in 7 gezeigt, kann eine exemplarische Ausführungsform 60 des
Gehäuses
eine zylindrische Seitenwand 61 mit einem offenen Ende 62 und einem
geschlossenen Ende 63 enthalten. Die Abdeckplatte 11 der
Filteranordnung 10 kann über dem offenen Ende 62 angeordnet
sein, um das Gehäuse 60 zu
umschließen.
Es kann ein sich nach außen
erstreckender, radialer Flansch 64 am offenen Ende 62 der
zylindrischen Seitenwand 61 vorgesehen sein. Die Flanschoberfläche 66,
die zur Abdeckplatte 11 gerichtet ist, enthält vorzugsweise
eine ringförmige Nut 65 und
eine biegsame Dichtung 66 oder eine O-Ringdichtung kann
in der Nut 65 angeordnet sein, um eine luftdichte Dichtung
zwischen dem Gehäuse 60 und
der Filteranordnung 10 zu schaffen. Alternativ kann eine
Nut im Deckel der Filteranordnung vorgesehen sein und eine Dichtung
kann in der Nut angeordnet sein, um eine luftdichte Dichtung zwischen dem
Gehäuse
und der Filteranordnung zu schaffen.
-
Ein
zylindrischer Pfosten 67 kann in dem Gehäuse 60 angeordnet
sein, wobei ein Ende des zylindrischen Pfostens 67 an die
innere Oberfläche
der geschlossenen Endwand 68 des Gehäuses 60 angeschlossen
ist. Am freien Ende des zylindrischen Pfostens 67 kann
ein ringförmiger
Vorsprung 69 vorgesehen sein, der vorzugsweise konzentrisch
zum zylindrischen Pfosten 67 angeordnet ist, und der ringförmige Vorsprung 69 kann
einen Einschnitt 70 enthalten.
-
In
dieser Ausführungsform
enthält
das Gehäuse 60 einen
Vakuumkanal 71, der erste und zweite Blindöffnungen 72, 73 aufweist,
die sich an ihren blinden Enden 74, 75 schneiden.
Die erste Öffnung 72 ist
in der geschlossenen Endwand 68 angeordnet und erstreckt
sich radial von der Mitte der geschlossenen Endwand 68 zur
Seitenwand 61. Die zweite Öffnung 73 ist in der
Mitte des zylindrischen Pfostens 67 angeordnet und erstreckt
sich vom freien Ende des zylindrischen Pfostens 67 zur
Mitte der geschlossenen Endwand 68 und schneidet das blinde
Ende 74 der ersten Öffnung 72.
Daher schaffen der Vakuumkanal 71 und die Öffnung 37 des
Probenhalters 30 eine Fluidkommunikation zwischen dem Inneren
und dem Äußeren des
Gehäuses 60.
Eine Vakuumquelle (nicht dargestellt) kann direkt mit dem Vakuumkanal 71 gekoppelt
werden, oder kann mit dem Vakuumkanal 71 über ein
Rohr oder dgl. (nicht dargestellt) indirekt gekoppelt werden. Ein
Nippelanschluss (nicht dargestellt) oder dgl. kann an der Öffnung des
Vakuumkanals 71, d.h. dem offenen Ende der Öffnung 72, installiert
sein, um das Koppeln der Vakuumquelle mit dem Vakuumkanal 71 zu
erleichtern.
-
Wenn
Vakuum im Inneren des Gehäuses 60 erzeugt
wird, kann sich der Mittelabschnitt der Filteranordnung 10 unter
dem Atmosphärendruck
nach unten biegen und teilweise die Öffnung 37 und den Vakuumkanal 71 blockieren.
Daher hat die Filteranordnung vorzugsweise genügend Festigkeit oder sie ist
so aufgebaut, dass das Blockieren der Öffnung 37 und des
Vakuumkanals 71 verhindert wird.
-
Wenn
die Filteranordnung über
der Öffnung des
Gehäuses
angeordnet ist und der Probenhalter und die darin enthaltenen Fläschchen
in dem Gehäuse
angeordnet sind, sind die Fläschchen
in flüssigkeitsempfangender
Position zu den Schächten
angeordnet. Dies bringt mit sich, dass jeder Schacht im wesentlichen
koaxial mit einem Fläschchen
angeordnet ist und dass der rohrförmige Vorsprung des Schachtes
sich zur oder in die Öffnung
des Fläschchens
erstreckt. Vorzugsweise kann jeder Schacht nur in flüssigkeitsempfangender
Position zu einem bestimmten Fläschchen
und zu keinem anderen Fläschchen
angeordnet werden. Es gibt viele verschiedene Wege dies zu erreichen.
Mit Bezug auf die Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, z.B. kann dies erreicht werden,
indem der Probenhalter 30 mit der Filteranordnung 10 konzentrisch
angeordnet wird, die Fläschchen 50 einzigartig
am Umfang mit den Schächten 12 ausgerichtet
werden und die axialen Abstände
zwischen den Fläschchen 50 und
den Schächten 12 eingestellt
werden. In dieser Ausführungsform
ist die gewünschte
räumliche
Positionierung der Schächte 12 zu
den Fläschchen 50 indirekt durch
Definierung der räumlichen
Positionierung des Probenhalters 30 zu dem Gehäuse 60 und
der räumlichen
Positionierung der Filteranordnung 10 zu dem Gehäuse 60 definiert.
-
Wie
in den 1, 2, 4, 5 und 7 gezeigt,
kann die räumliche
Positionierung des Probenhalters 30 zu dem Gehäuse 60 z.B.
durch die Platzierung des zylindrischen Pfostens 67, die
Platzierung des Einschnittes 70 und die Höhe der Seitenwand 61 des
Gehäuses 60 definiert
sein. Wenn der Probenhalter 30 und die Fläschchen 50,
die darin enthalten sind, in dem Gehäuse 60 angeordnet
werden, wird die zylindrische Manschette 34 des Probenhalters 30 vorzugsweise
angrenzend an den äußeren Umfang
des zylindrisches Pfostens 67 angeordnet. Vorzugsweise
ist der innere Durchmesser der zylindrischen Manschette 34 im
wesentlichen gleich aber etwas größer als der Durchmesser des
zylindrischen Pfostens 67. Dies richtet die Mitte des Probenhalters 30 und
die Mitte des Gehäuses 60 aus
und setzt den Probenhalter 30 zum Gehäuse 60 in eine konzentrische
Position. Der ringförmige
Vorsprung 69 des Gehäuses 60 ist
vorzugsweise in der ringförmigen
Nut 35 des Probenhalters 30 angeordnet und der
Rücken 36 ist
vorzugsweise im Einschnitt 70 angeordnet. Dies definiert
einzigartig die Umfangspositionen der Fläschchen 50 relativ
zum Gehäuse 60.
Zusätzlich berührt das
offene Ende der zylindrischen Seitenwand 31 die innere
Oberfläche
der geschlossenen Endwand 68 des Gehäuses 60 und daher
kann die Höhe
der Seitenwand 61 des Gehäuses 60 gewählt werden,
um die axialem Positionen der Fläschchen 50 relativ
zum Gehäuse 60 zu
definieren. Entsprechend kann der Schlüsselmechanismus zum Ausrichten
des Probenhalters 30 und der Fläschchen 50 gegenüber dem
Gehäuse 60 den
zylindrischen Pfosten 67 und/oder den ringförmigen Vorsprung 69 und/oder
den Einschnitt 70 und/oder die Seitenwand 61 enthalten.
-
Wie
in den 1, 2, 3a und 7 gezeigt,
kann eine räumliche
Positionierung der Filteranordnung 10 zu dem Gehäuse 60 durch
die drei Stifte 76 und die drei Einschnitte 21 definiert
werden, wobei auch vier oder mehr Stifte und Einschnitte verwendet
werden können.
Vorzugsweise sind die drei Stifte 76 in einem Kreis angeordnet
und normal auf der Flanschoberfläche 65,
die zur Abdeckplatte 11 gerichtet ist, angebracht. Die
drei Einschnitte 21 können
entlang des äußeren Umfanges
der Abdeckplatte 11 platziert sein. Wenn die Filteranordnung 10 über der Öffnung 62 des
Gehäuses 60 angeordnet
ist, greifen die drei Einschnitte 21 mit den drei Stiften 76 ineinander,
um die Filteranordnung 10 mit dem Gehäuse 60 auszurichten.
Wenn die drei Einschnitte 21 und die drei Stifte 76 am
Umfang den gleichen Abstand zueinander haben, kann jeder Einschnitt 21 mit jedem
der drei Stifte 76 in Eingriff kommen, und entsprechend
kann jeder Schacht 12 in einer von drei möglichen
Positionen relativ zum Gehäuse 60 sein. Wenn
die drei Einschnitte 21 und drei Stifte 76 am Umfang
nicht den gleichen Abstand zueinander haben, wird jeder Einschnitt 21 immer
mit dem gleichen Stift 76 in Eingriff kommen und entsprechend
wird jeder Schacht 12 nur in derselben Umfangsposition
relativ zum Gehäuse 60 sein,
und dadurch ist eindeutig jeder Schacht mit einem bestimmten Fläschchen identifiziert.
Entsprechend kann der Schlüsselmechanismus
zum Ausrichten der Filteranordnung 10 und der Schächte 12 gegenüber dem
Gehäuse 60 drei
Stifte 76 und deren Anordnung beinhalten. Zusätzlich kann
die axiale Position der Schächte 12 durch
Einstellen der Stelle an dem Schacht 12, bei der die Abdeckplatte 11 die
Schächte 12 schneidet, definiert
werden. Die Abdeckplatte 11 kann die Schächte 12 an
irgendeinem der Enden 14, 15 der Schächte 12 schneiden
oder schneidet die Schächte 12 irgendwo
zwischen den beiden Enden 14, 15.
-
Folglich
kann der Probenhalter 30 und die Filteranordnung 10 konzentrisch
angeordnet werden, indem entweder die Position des zylindrischen
Pfostens 67 oder die Positionen der drei Stifte 76 oder beide
eingestellt werden. Die Fläschchen 50 und
die Schächte 12 können entlang
des Umfanges ausgerichtet werden, indem entweder die Position des
Einschnittes 70 oder die Positionen der drei Stifte 76 oder
beide eingestellt werden. Wenn die Positionen der drei Stifte 76 am
Umfang nicht den gleichen Abstand zueinander haben, ist jedes Fläschchen 50 eindeutig
mit einem bestimmten Schacht 12 ausgerichtet. Die axiale
Position der Fläschchen 50 zu
den Schächten 12 kann
eingerichtet werden, indem entweder die Höhe der Seitenwand 61 des
Gehäuses 60,
die Stelle an den Schächten 12,
an welcher die Abdeckplatte 11 die Schächte 12 schneidet,
oder die Länge
der rohrförmigen
Vorsprünge 18 an
den zweiten Enden 15 der Schächte 12 eingestellt
wird.
-
Andere
Anordnungen zum Ausrichten der Schächte und Fläschchen können anstelle der oben beschriebenen
verwendet werden. Z.B. kann die Filteranordnung direkt mit dem Probenhalter
verschlüsselt
sein, um sicherzustellen, dass die Fläschchen in passender, flüssigkeitsempfangender
Position zu den Schächten
sind.
-
Die
Filteranordnung (ausgenommen die porösen Medien), der Probenhalter,
die Fläschchen
und das Gehäuse
können
aus jedem geeigneten Material, das genügend Festigkeit und chemischen
Widerstand bietet, hergestellt sein. Bevorzugte Materialien sind
rostfreier Stahl und thermoplastische Harze, einschließlich Polyolefine,
wie Polypropylen und Polystyrol.
-
Ausführungsformen
der Erfindung können
in einer Vielfalt von Anwendungen verwendet werden, einschließlich z.B.
Einzelteilchenfiltration oder Festphasenextraktion. Wenn die Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, für Einzelteilchenfiltration
verwendet wird, können
der Probenhalter 30 und die darin enthaltenen Fläschchen 50 in
dem Gehäuse 60 angeordnet
werden, und die Fläschchen 50 können in flüssigkeitsaufnehmender
Anordnungsbeziehung zu den Schächten 12 der
Filteranordnung 10 angeordnet werden. Testproben können dann
in die Schächte 12 der
Filteranordnung 10, entweder aufeinanderfolgend oder gleichzeitig,
abgegeben werden. Die Testproben können von derselben Art oder
von verschiedenen Arten sein, abhängig von den Testarten, die durchgeführt werden
sollen. Während
oder nach der Anordnung der Testproben in den Schächten kann eine
Vakuumquelle Vakuum im Inneren des Gehäuses 60 erzeugen,
welches einen Differentialdruck durch die Filter 13, die
in den Schächten 12 angeordnet
sind, erzeugt. Das Vakuum innerhalb des Gehäuses 60 zieht die
Testproben durch die Filter 13 und die gefilterten Testproben
werden dann in die Fläschchen 50 in
dem Probenhalter 30 abgegeben. Die Filter 13 können von
derselben Art oder von verschiedenen Arten sein, abhängig von
den Arten der Probenherstellung, die gewünscht sind. Das Vakuum innerhalb
des Gehäuses 60 zieht
auch die Abdeckplatte 11 gegen den Flansch 64 des
Gehäuses 60 und komprimiert
die biegsame Dichtung 66, wobei eine luftdichte Dichtung
zwischen der Filteranordnung 10 und dem Gehäuse 60 geschaffen
wird. Anschließend wird
das Vakuum entfernt, die Filteranordnung 10 entfernt und
der Probenhalter 30 und die Fläschchen 50, die darin
enthalten sind, werden aus dem Gehäuse 60 entfernt. Der
Probenhalter 30 und die darin enthaltenen Fläschchen 50 werden
dann in einem automatisiertes Flüssigchromatographieinstrument
angeordnet. Der Probenwähler
des Instrumentes kann eine oder mehrere der Testproben, die in den
Fläschchen
für die
Verarbeitung enthalten sind, auswählen.
-
Wenn
die Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, für Festphasenextraktion verwendet
wird, kann zuerst ein Abfallhalter (nicht gezeigt) in dem Gehäuse 60 angeordnet
werden. Proben, die Flüssigkeit
und Feststoffe enthalten, können
dann in die Schächte 12 der
Filteranordnung 10 über
ein Festphasenextraktionsmedium abgegeben werden. Während oder
nach der Anordnung der Proben in den Schächten 12, kann eine
Vakuumquelle Vakuum im Inneren des Gehäuses 60 erzeugen und
das Vakuum zieht die Proben durch die SPE-porösen Medien (nicht gezeigt),
die in den Schächten 12 enthalten sind.
Die Feststoffe werden durch die SPE-porösen Medien zurückgehalten,
wenn die Proben durch die SPE-porösen Medien hindurchgehen, und
die Abfallflüssigkeit
wird in eine Abfallschüssel
abgegeben. Dann wird die Abfallschüssel aus dem Gehäuse 60 entfernt
und der Probenhalter 30 und die darin enthaltenen Fläschchen 50 können in
dem Gehäuse 60 angeordnet
werden, wobei die Fläschchen 50 in
eine flüssigkeitsempfangende
Position zu den Schächten 12 der
Filteranordnung 10 gebracht werden. Elutionsmittel kann
dann in die Schächte 12 der
Filteranordnung 10 gegeben werden. Eine Vakuumquelle kann
ein Vakuum im Inneren des Gehäuses 60 erzeugen
und das Vakuum zieht das Elutionsmittel durch die SPE-porösen Medien.
Das Elutionsmittel wird dann in die Fläschchen 50 im Probenhalter 30 abgegeben.
In der Folge werden der Probenhalter 30 und die darin enthaltenen
Fläschchen 50 aus
dem Gehäuse 60 entfernt
und werden dann in ein automatisiertes Flüssigchromatographieinstrument
gegeben. Der Probenwähler
des Instrumentes kann dann eine oder mehrere der Testproben, die
in den Fläschchen
enthalten sind, für
die Verarbeitung auswählen.
-
Ein
Verfahren zur Herstellung vielfacher Testproben kann das Abgeben
von Testproben in eine Mehrzahl von Schächten, das Hindurchführen der
Testproben durch Filter, die in den Schächten angeordnet sind, und
das Abgeben der gefilterten Testproben direkt in Fläschchen,
die mit einem Probenhalter entfernbar gekoppelt sind, enthalten.
Die Testproben können
auf viele verschiedene Arten in die Schächte abgegeben werden. Z.B.
kann eine gesamte Testprobe in einen Schacht auf einmal abgegeben werden
oder sie kann in einen Schacht in vielen Schritten abgegeben werden,
und in jedem Schritt wird eine andere Komponente der Testprobe in
den Schacht abgegeben. Die Testproben können in die Schächte entweder
aufeinanderfolgend oder gleichzeitig abgegeben werden, oder einige
der Testproben können
in die Schächte
aufeinanderfolgend, während
andere in die Schächte gleichzeitig
abgegeben werden. Das Hindurchführen
der Testproben durch die Filter kann auch in einer Vielfalt von
Arten bewerkstelligt werden. Z.B. kann eine einzige Anwendung von
Differentialdruck durch die Filter verwendet werden, um das gleichzeitige
Hindurchführen
der Testproben durch die Filter zu erleichtern. Alternativ können mehrere
Anwendungen von Differentialdruck verwendet werden, um das aufeinanderfolgende
Hindurchführen
der Testproben durch die Filter zu erleichtern.
-
Das
Verfahren kann zusätzliche
Schritte enthalten. Z.B. können,
bevor die Testproben in die Schächte
abgegeben werden, der Probenhalter und die darin enthaltenen Fläschchen
in ein Gehäuse
einer Testprobenherstellungsvorrichtung gegeben werden. Ein Deckel
einer Filteranordnung kann über
eine Öffnung
des Gehäuses
gegeben werden und das Gehäuse
verschließen.
Vorzugsweise werden die Fläschchen
in einer flüssigkeitsempfangenden
Position zu den Schächten
der Filteranordnung angeordnet. Nachdem die gefilterten Testproben
direkt in die Fläschchen
abgegeben wurden, werden der Probenhalter und die darin enthaltenen
Fläschchen
aus dem Gehäuse
entfernt und in eine automatisierte Flüssigchromatographievorrichtung
gegeben. Ein automatischer Probenwähler der automatisierten Flüssigchromatographievorrichtung
kann dann eine oder mehrere der Testproben, die in den Fläschchen
enthalten sind, für
die Flüssigchromatographie
auswählen.
-
Wenn
auch die Erfindung in Bezug auf mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde,
ist sie nicht auf diese Ausführungsformen
beschränkt.