DE9002496U1 - Probenrack mit einsetzbaren Küvetten - Google Patents
Probenrack mit einsetzbaren KüvettenInfo
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Description
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Laboratorium Prof. Dr. Rudolf Berthold, 7547 Wilcibad
Probenrack mit einsetzbaren Küvetten.
Öle Erfindung betrifft ein : .-obenrack mit einsetzbaren Küvetten,
insbesondere Mikrcküvetten, -".--ur Durci-.f 'hrung von Transnissioneodes
-Xtirktionsmessungen oder Gvami- oder Biolumineszenztnessungen
oder Fluoreizenzmessungen.
Probenracks zur Aufnahme von Küvetten sind in der Labortechnik
weit verbreitet. 2 am Teil sind solche Probenracks auch so ausgebildet, daß sie mit den eingesetzten Küvetten durch eine Anzahl von Apparaturen
und Meßgeräten durchgeführt bzw. in solche eingesetzt werden kühnen, ohne daß die Küvetten einzeln entnommen werden müssen.
Die Gestaltung insbesondere solcher Probenracks mit eingesetzten Küvetten, in denen die Küvetten auch bei der eigentlichen Messung
verbleiben, hängt naturgemäß auch von der physikalischen Natur der Jeweiligen Messung ab, also dem verwendeten Meßgerät einerseits
und dem Charakter der nachzuweisenden Strahlung andererseits. So sind z.B. an Probmracks, die zur Aufnahme von KUvetten vorgesehen
sind, an denen Transmissionanessungen vorgenommen werden sollen,
gegenüberliegende Wandungen ausgemärt, um solche Messungen zu
ermöglichen.
Der mit derartigem gruppenweisen Messungen verbundene Rationalisierungseffekt
führt jedoch andererseits zu grundsätzlionon Problemen,
die mit dem Vorhandensein der durch das Material des Probenracks gebildeten "Umgebungsfeldes" der Küvetten zusammenhängen.
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vorgesehen, die Wandungen der Auf nahne räume mit lichtundurchlässigem
Material zu belegen, um die unerwünschten Über^recheffekte zumindest
in diesen Bereichen zu eliminieren.
E=s ist dann allerdings erforderlich, bei der dort vorgesehenen
Vertikalmessung dan Boden der Kikroti+-· :-jtionsplatte mit einem optischen
Fenster aus lichtdurchlässigem Material auszustatten, was fertigungstechnisch
aufwendig ist. Das grundsätzliche Problem des Übersprechens
durch ein solches Meßfenster wird damit nicht beseitigt.
Entsprechendes gilt fir die Einfüllöffnung der Mikrcküvetten bzw.
der Mikrotitrationsplatte: Bei einer großen Anzahl von wichtigen Nachweisverfahren insbesondere Lumineszenz-Imnunoassays, ist es erforderlich,
zur Induzierung der nachzuweisenden Reaktion unmittelbar vor der Messung ein entsprechendes Reagenz zuzuführen, beispielsweise zuzupipettieren.
Dies bedeutet in der Praxis, daß eine lichtdichte obere Abdeckung der Einfüllöffnungen nicht (rechtzeitig) erfolgen
kann, so daß Übersprecheffekte durch Streustrahlung auch in diesem
Bereich auftreten können.
Die "Anfälligsteit" der verschiedenen Nachweisverfahren gegenüber
den beschriebenen Beeinträchtigungen der Meßempfindlichkeit einerseits
und den Störeinflüssen von Ubersprecheffekten andererseits hängt wiederum von der Natur und den physikalischen Eigenschaften
des Jeweiligen Nachweia/erfahrens ab, insbesondere der Intensität
und der Dauer der nachzuweisenden Strahlung, also deren zeitlichem
Amplitudenverlauf. Während beispielsweise bei Nachweisverfahren,
bei denen aufgrund dieses Amplitudenverlauf3 die Gessmtintensität
der nachzuweisenden Stralilung nur gering ist, vorzugsweise auf
eine große Meßempfindliehkeit geachtet werden muß, kommt bei Nachweia/e
rf ahren mit entsprechendem großem "Strahlungsangebot" dem Problem des Ubersprechens größere Bedeutung zu, da hier auch bei
zeitlich versetzt durchgeführter Messung der einzelnen Mikrotiterküvetten
die störende Strahlung benachbarter Küvetten noch n^.cht
stark genug abgeklungen ist.
-A-
Hier wlitj bei&phgr;ieisweise auch vorgeschlagen, die chemische Reaktion
in einor Küvette aktiv zu beenden, bevor die nächste Küvette ausgemessen
wird (EP 0148 736).
Die Ausbildung von Mikrotitrationsp]atten, etwa gemäß der EP 0056417,
erfordert zur Vermeidung solcher Übersprecheffekte eine Abdeckhaube
(limiter 13), die Trennwände zwischen den ausgeformten Behältern
bildet.
Es ist auch bekannt, mehrere Mikrokuvetten streifenförmig
miteinander zu verbinden ("strip-racks"), wobei dann bei mechanisch
stabiler Ausbildung der Verbindungsbereiche ein auf einen Rahmen reduzierte Mikrotiterplatte eingesetzt wenden kann (EP 013B 502).
Dies vereinfacht zwar die Handhabung, die oben erläuterten Probleme
des Ubersprechens zwischen benachbarten Küvetten kchnfcn hierbei
jedoch noch verschärft werden, da die Verbindungsbereiche unter Umständen als Lichtleiter wirken können. Für Lumineszenz-Messungen
ist diese Konzeption daher ohne weitere Maßnarmer nicht geeignet.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ausgehend vom Gegenstand der
EP 0135 502 ein konstruktiv einfaches Frö'öenrack zu schaffen, mit
dem insbesondere bei Lumineszenzmessungen hohe Übersprechdampfung einerseits und Meßempf indlichkeic andererseits erzielbar sind,
und das insbesondere auch den wahlweisen Einsatz von derartigen "strip-racks" ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
Der Block läßt sich auf relativ einfache Weise einstückig hersteilen,
beispielsweise im Spritzgußverfahren.
Durch die vertikalen Durchgangskammem ist zunächst sichergestellt,
daß die eingesetzten Küvetten, seien es nun einzelne Küvetten oder zu "strip-racks" miteinander verbundene Küvetten, in ihren seitlichen
Wandungsbereichen lichtdicht gegeneinander abgeschlossen sind.
Die Auflageeinrichtungen dienen dazu, Über die Eintauchtiefe der
Küvetten in den Durchgangskammem deren Meßposition zu definieren. Diese vertikale Meßposition bestirrmt insbesondere auch den vom
unterhalb der Durchgangskanmem angeordneten Detektor (beispielsweise einen irotomultiplier) erfaßten Rauitwinkel und damit unmittelbar
die Uber^rechdämpfung in diesem Bereich der "Ankopplung" an
den Detektor als auch die Meßempfindlichkeit; je höher der Boden
der Küvette in deren Meßposition relativ zur Unterseite des Blocks lif>ot".. limsn &sgr;&rgr;&EEgr;&eegr;&agr;&rgr;&rgr; H ai- nf*ir wnm ripfoW-nr or>-FaRHar>o &Rgr;&agr;&igr; irnuH nlyo I
dessen Wert durch den Höhenabstand des KüVettenbodens vom unteren
Austrittsquerschnitts der Durchgangskammer bestimmt wird, die praktisch als Blende wirkt. Eine sehr tiefe Positionierung der Küvette,
beispielsweise mit einem nahezu mit der Blockunterseite bündigen Küvettenboden führt folglich zu einem sehr großen Raurrwinkel und
damit zu einer großen Meßempfindlichkeit, eine weiter oben in der Durchgangskammer positionierte Küvette verkleinert zwar den effektiven
Raunwirkel, erhöht aber die Übersprechdämpfung zu benachbarten
Durchgangskanmem, da die nach unten überragenden Innenwandungen der Durchgangskammem dann praktisch als Kollimator wirken.
Je nach Art des Nachweisverfahrens, wie oben erläutert, können A-jflsgeeinrichtunger. daher so gewällt vorder., dsß eins Optimierung
dieser beiden Werte (Ubersprechdänpfung/Meßeinpfindlichkeit) erreichbar
ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, im Falle des Einsatzes von einzelnen Küvetten die Auflageeinrichtungen an
der Innerwandung der Durchgangskanmem vorzusehen, beispielsweise in Form einer Ausformung als Ringsclxilter, auf der der Rand des
Küvettenbodens aufsitzt.
Für die Anwendung von "strip-racks" ist vorgesehen, daß die Verbindungsbereiche
der einzelnen Küvettenabschnitte als Auflageeinrichtungen dienen, so daß hier auf entsprechende Vorkehrungen im
Bereich der Durchgangskammem verzichtet werden kann.
Eine besondere vorteilhafte Ausgestaltung sieht in letzterem Fall
vor, daß die KUvetten Über einen separaten Verbindungsstreifen
aus strahlungsundurchlässigem Material miteinander verbunden sind,
insbesondere über untere zylindrische Fortsätze am Verbindungsstreifen, die in die KUvetten hineinragen und diese reibschlüssig
halten.
Bei der Verwendung von strahlungsundurchlässigem Material, beispiels-&ohgr;&ogr;&iacgr;&udigr;&bgr;
cue erhuar^em Pnivät-hvi «=>n. wird rismi t. aiirh de>r Ei nftill bereich
..— ——— _»_. .......—....... _ ^. — j „_.v-_.., ._,- ^ der
Küvetten gegen Uber^recheffekte geschützt.
Diese Variante kann noch dadurch weitergebildet vferden, daß der
Verbindungsstreifen zusätzlich zu den unteren zylindrischen Fortsätzen
noch ober«; zylindrische Fortsätze aufweist, die koaxial zu den unteren Fortsätzen liegen.
Damit wird das Aufnahnevolumen der Küvette für die betreffende
Flüssigkeit vergrößert, wobei sichergestellt ist, daß auch hier der gesante Wandungsbereich der Küvette lichtdicht ist und insbesondere
auch im Eereich der Einfüllöffnung durch die seitlich überragenden Wandungen der oberen Fortsätze aus dem lichtundurchlässigem
Material 'Übersprechen zuverlässig verhindert vjird. Zusätzlich katn durch
diesen oberen zylindrischen Ansatz eine Abdichtung des Injektors bewirkt werde Die Erfindung wi:rd nun anhand von Ausfunrungsbeispielen anhand
von Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:
Figur 1: Eine perspektivische Darstellung des Blocks zur Auf
nahme von Küvetten,
Figur 2: einen Teil-Vertikalschnitt durch den Block gemäß
Figur 1 mit einer eingesetzten Einzelküvette,
Figur 3: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbindungs
streifens zur Zusammenfassung mehrerer Küvetten zu einem "strip-rack" im Schnitt und in der Unteransicht,
Figur 4: ein Zweites Ausfuhrungsbeispiel eines Verbindungs
streifens,
Figur 5: einen '/eiteren Teil-Vertikalschnitt durch den Blcx-k
gemäß Figur 1 mit eingesetzten und über den Verbindungsstreifen
gemäß Figur 4 miteinander verbundenen Kuvetten, und
Figur 6: einen Vertikalschnitt durch einen zweiteiligen Block.
Das Probenrack nach Figur 1 besteht aus einem flachen im wesentlichen
quaderförmigen Block 10 aus strahlungsundurchlässigem, massiven,
formstabilen und formbeständigen Material wie z.B. Aluminium, welches zur Verringerung von Lichtreflexionen schwarz eloxiert
sein kann.
Durchgehend von der Oberseite IQA zur Unteneite 1OB sind matrixartig
eine Anzahl von Durchgangsbohrungen 11 eingebracht, deren Reihen mit Großbuchstaben und deren Spalten mit Zahlen fortlaufend
gekennzeichnet sind. Beim dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sind 8x12 = 96 derartige Durchgangsbohrungen 11 vorgesehen. Diese Durchgangsbohrungen
können dann entweder einzelne Kuvetten oder, wie in Figur 1 dargestellt, sogenannte "strip-racks" aufnehmen, vorzugsweise
solche strip-racks, bei denen entweder 8 oder 12 Kuvetten
20 über einen Verbindungsstreifen an ihrer Einfüllöffnung streifenartig miteinander verbunden sind, so daß sie jeweils eine Reihe
bzw. eine Spalte des Blocks 10 vollständig belegen.
Zur Aufhebung der Symmetrie des quaderförmigen Blocks 10 ist dieser
mit einer abgeschrägten Backfläche IOC versehen, um Vertauschungen
beim Durchlaufen einzelner Meßschritte zu vermeiden.
Außerdem ist der Block 10 mit einem umlaufenden Wulst IOD ausgestattet,
um eine genaue örtliche Lage in der Aufnahmeplatte des Meßgerätes in der x-y-z Achse zu gewährleisten.
Je nach Art und Aufbau der verwendeten Kuvetten (Einzelküvetten
oder "strip-racks") kann der Block unterschiedlich ausgebildet
sein: .··..··..·■..··.: ."..··
Bei dem in Figur 2 verwendeten Block 10 weisen die Durchgangskanmem
11 an ihrem unteren, dem Detektor 40 zugewandten Ende einen reduzierten Querschnitt auf, so daß dort eine Ringschulter 12 gebildet
wird, die den Austrittsquerschnitt der zu messenden Strahlung g definiert und auch die vertikale Meßposition der Küvetten 20, wenn I
diese mit ihrem Bodenrand auf der Ringschulter 12 aufsitzen, der Öffnungsquerschnitt der Durchgangskammern 11 und die Dicke bzw.
Anordnung der Ringschulter 12 legen damit den vom Detektor 40 erfaßbaren Raunwinkel der nachzuweisenden Strahlung fest.
Will man statt mit einzelnen Küvetten mit "strip-racks" arbeiten,
so zeigen die Figuren 3 und 4 zwei Ausführungsbeispiele eines Verbindungsstreifens
25 bzw. 26, der ebenfalls wie der Block aus lichtundurchlässigem Material gefertigt ist und dessen unteren zylindrischen
Fortsätze 25A bzw. 26A in die KüvettenöiTnungen stopfenartig
eingreifen und diese untereinander positionieren, da die Verbindungsbereiche zwischen diesen zylindrischen Fortsätzen 25A.25B
mit ihrer Unterseite einen Anschlag für die Oberkante der KUvetten 20 bildet. :
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eines solchen Verbindungsstrei- '
fens 26 (Figur 4) sind zusätzlich zu diesen unteren zylindrischen Fortsätzen, die zur Aufnahme von Küvetten 20 dienen, nach oben
hin ebenfalls zylindrische Fortsätze 26B angeformt, die das Nutzvolumen der Küvette vergrößern, was bei manchen Nachweisverfahren
zur Erhöhung der Strahlungsausbeute nützlich sein kann, oder das Herausspritzen
von Flüssigkeit bei der Injektion von Reagenzien verhindern. Im beiden Varianten gemäß Figur 3 und Figur 4 ist gemeinsam, daß
infolge der Strahlungsundurchlässigkeit des für die Verbindungsstreifen 25,26 verwendeten Materials auch der Einfüllbereich der
Küvetten lichtdicht gegerüber den benachbarten Küvetten abgeschirmt
ist.
Zur Erleichterung des Aufdrückens derartiger Verbindungsstreifen auf die entsprechende Anzahl von Küvetton und deren Entfernung
von diesen sind an beiden Enden der Verbindungsstreifen Fortsätze zur Bildung einer Grifflasche 25C.26C angeformt.
Die Verbindungsstretfer, 25E26 körnen vorzugsweise einstückig beispielsweise
als Spritzguflteiie hergestellt werden.
Figur 5 zeigt in einer Querschnittsdarstellung entsprechend Jer
Figur 2 die Anordnung mehrerer KüVetten 20 im Block 10. die über eint Vertändungsstiv-Ifen 26 miteinander gekoppelt sind. Man erkennt
insbesondere den "nahtlosen" Übergang des lichtundurchlässigen Materials vom Block 10 zum Verbindungsstreifen 26, wodurch Lichtleitungsfcfiäkte
von/zu benachbarten KüVetten unterbunden werden.
Durch geeignete Gestaltung der Dicke und der Formgebung der Verbindungsbereiche
zwischen den zylindrischen Fortsätzen läßt sich ebenfalls eine "Höheneinstellung" der Küvetten 20 in den Durchgangskammem
11 erreichen und damit eine Definition des an der Unterseite des Blocks 10 zur Messung verfügbaren Raumwinkels. Durch
Einsatz spezifischer Verbindungsstreifen kann daher auf einfache Weise die Position des Küvettenbodens festgelegt werden.
Für höhere Probengefäße kann der Block geteilt sein - siehe Figur 6 -, wobei der untere Teil 102 in einer Aufnahneplatte A des Meßgerätes
verbleiben kann, während der obere Teil 101 z.B. für die Probenvorbereitung verwendet werden kann. Nach erfolgter Probenvorbereitung
kann darm der obere Teil 101 zur Messung auf den unteren Teil 102 formschlüssig aufgesetzt werden.
Claims (8)
1. Probenrack mit einsetzbaren Küvetten, insbesondere Mikroküvetten,
zur Durchführung von Trananissions- oder Extinktionsmessungen oder Bnisionanessungen wie z.B. Chemi- oder Biolumineszenzmessungen
oder Fluoreszenzmessungen, mit einem Aufnarmerahmen zur matrixartigen Positionierung von MxN Küvetten,
dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahme rahmen als Block (10)
aus strahluagsundurchlaösigen, massiven, forastabilen und formbeständigen
Material ausgebildet ist, der MxTi vertikale Durchgsngskammem
(11) aufweist und die eingesetzt.'8H Küvetten (2C)
zumindest auf einem Teil ihrer Hufe lichtdicht umschließt, und
daß der Block und/oder die Küvetten (20) Auflage einrichtungen aLißiBist, die ci^e Z'ntaunhtiefe ',mc5 danit die Meßposition der
Küvetten (2C" in den Durc'^qangskiaTimem (H) definieren.
2. Probenrack nach Anbruch 1? dc-dumh gekennzeichnet, daß M oder
N Küvetten (20) zu einem strip-rack streifenartig zussmmengefaßt
sind, und defl deren Verbindungsbereiche als Auflageeinrichtungen
auf der Gborseite (IQA) des Blocks (10) dienen.
3. Probenrack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Aufnahme von einzelnen Küvetten (20) als Auflageeinirfchtungen
an der Innerwandung der Durchgangskanmem (11) eine Ausfomung beispielsweise in Form eiiier Ringschulter (12) vorgesehen ist.
4. Probenrack nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvetten (20) über einen separaten Verbindungsstreifen (25,26)
aus strahlungsundurchlässigem Material miteinander verbunden sind.
5. Probenrack nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstreifen (25) untere zylindrische Fortsätze (25A)
aufweist, die in die Küvetten (20) hineinragen und diese reibschlüssig halten.
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-Z-
6. Probenrack nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verbindungsstreifen (26) zusätzlich obere zylindrische Fortsätze (26B) aufweist, die koaxial zu den unteren Fortsätzen (26A)
liegen.
7. Probenrack nach Anbruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß ein
Verb:?-idungsstreifen (25,26) an ^einen beidseitigen Enden angeformte
Grifflaschen (25C,26C) aufweist.
8. Probenrack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsst'reifen (25,26) ans schwarzem
Polyäthylen einstückig geformt ist.
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|---|---|---|---|
| DE9002496U DE9002496U1 (de) | 1989-07-11 | 1990-03-03 | Probenrack mit einsetzbaren Küvetten |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE9002496U1 true DE9002496U1 (de) | 1990-05-03 |
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|---|---|
| DE (1) | DE9002496U1 (de) |
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