EP2934750B1 - Verwendung von schraubröhrchen und schraubdeckel für gekühlte lagerung von biomaterial - Google Patents

Verwendung von schraubröhrchen und schraubdeckel für gekühlte lagerung von biomaterial Download PDF

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EP2934750B1
EP2934750B1 EP13821457.2A EP13821457A EP2934750B1 EP 2934750 B1 EP2934750 B1 EP 2934750B1 EP 13821457 A EP13821457 A EP 13821457A EP 2934750 B1 EP2934750 B1 EP 2934750B1
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EP
European Patent Office
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screw
tube
screw cap
section
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Prior art date
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EP13821457.2A
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EP2934750A1 (de
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Bernd Roman KRANZ
Sven MÜHLFRIEDEL
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Helmholtz Zentrum Muenchen Deutsches Forschungszentrum fuer Gesundheit und Umwelt GmbH
Greiner Bio One GmbH Germany
Original Assignee
Helmholtz Zentrum Muenchen Deutsches Forschungszentrum fuer Gesundheit und Umwelt GmbH
Greiner Bio One GmbH Germany
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D41/00—Caps, e.g. crown caps or crown seals, i.e. members having parts arranged for engagement with the external periphery of a neck or wall defining a pouring opening or discharge aperture; Protective cap-like covers for closure members, e.g. decorative covers of metal foil or paper
    • B65D41/02—Caps or cap-like covers without lines of weakness, tearing strips, tags, or like opening or removal devices
    • B65D41/04—Threaded or like caps or cap-like covers secured by rotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5082—Test tubes per se
    • B01L3/50825—Closing or opening means, corks, bungs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • B01L3/50853—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates with covers or lids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B01L2300/041—Connecting closures to device or container
    • B01L2300/042—Caps; Plugs

Definitions

  • the present invention relates to a screw tube for biomaterial, a screw cap for closing such a screw tube for biomaterial and a system with a screw tube and a screw cap. Furthermore, the present invention relates to a storage device for receiving a plurality of such screw tubes.
  • biomaterial is introduced into so-called tubes or tubes for this purpose. These tubes or tubes are then closed with a lid.
  • the tubes and the lid may be configured as a screw tube and screw cap.
  • the tubes are placed in corresponding storage devices or racks. Typically, these are then cooled for storage. Depending on the individual study, the cooling temperature is different. In particular, for storage over a long period of time, such as over several decades, a very low temperature, for example, -180 ° C may be advantageous.
  • biobanks In recent years, several larger biomaterials banks, hereafter referred to as biobanks, have been set up in what are known as cohort studies. In such biobanks, a plurality of individual biological samples are stored for a very long time (several decades) at very low temperatures (about -180 ° C). Typically, these are more than 100,000, sometimes more than 1,000,000 individual samples stored for several decades. Such storage can also be done in particular by means of automation in so-called "high-throughput" method.
  • biobanks of large epidemiological cohort studies may, for example, be the follow-up of representative populations over decades.
  • biomaterial resources they can be used to analyze the causes of complex diseases and their early detection.
  • All such biobanks have in common that a large number of relatively small individual samples of different biomaterials are used for the single analysis use. In other words, repeated cycles of thawing and deep-freezing should be avoided.
  • these biobanks also have in common that the analysis methods are automated in the aforementioned "high-throughput" analysis methods. Therefore, the corresponding tubes for the biomaterial should be easy to automate.
  • a biobank for the storage of 25 million samples at an average storage temperature of -180 ° C in the gas phase of liquid nitrogen over a storage period of up to 30 years is currently being set up in Germany within the framework of the so-called National Cohort.
  • FIGS. 1a-1d Examples of such prior art screwed-type screw-type tubing are shown in FIGS. 1a-1d.
  • FIGS. 1a-1d Examples of such prior art screwed-type screw-type tubing are shown in FIGS. 1a-1d.
  • the space distribution in these screw tubes and screw caps from the prior art is not optimal. In other words, more space and more material is used in the prior art than would be necessary. This results in more volume and mass that must be cooled down with the biological samples and kept at a low temperature than would be necessary.
  • the construction of the known tubes sometimes also leads to artificial losses of biological sample material, which is undesirable.
  • the WO 01/90731 A2 discloses a screw cap for closing a screw tube for biomaterial.
  • the screw cap has a cylindrical screw portion with an external thread and a flange.
  • the flange has a larger outer diameter than the screw portion.
  • the lid has a recess coaxial with the longitudinal axis, which extends longitudinally through the flange and partially along the screw portion.
  • a first aspect of the present invention relates to the use of a screw cap for closing a biomaterial screw tube.
  • the screw cap can be understood as a screw and the tube as a nut.
  • the screw cap has a cylindrical screw portion having an external thread. Alternatively, this section may also be referred to as a threaded section, at least over part of its Length has a thread.
  • This cylindrical screw portion defines a longitudinal axis.
  • the screw on a flange portion which can be understood as a screw head.
  • This flange section adjoins the screw section.
  • the screw cap has a recess which extends coaxially to the longitudinal axis of the screw cap. This recess extends longitudinally through the flange portion and at least partially along the screw portion.
  • this recess has a driving inner profile.
  • This driving inner profile is suitable for opening and closing with a corresponding key. Furthermore, this driving inner profile extends axially at least partially along the screw portion.
  • the driving inner profile of the screw cap or of the rotary closure extends into a sealed cavity of the screw section, which has the external thread.
  • Such entrainment inner profile may have a relatively small diameter of less than 5 mm, preferably less than 4 mm and in particular of about 3.6 mm in comparison to the prior art, especially in the suitability for high torques for opening and Close a screw tube with the screw cap.
  • the ability to provide the driving inner profile with a relatively small diameter is advantageous, since in this way a suitable material thickness between driving profile and external thread can be realized.
  • This material thickness should in particular be large enough to ensure a suitable stability during power transmission to simultaneously driving profile and external thread.
  • the diameter of the driving profile is therefore kept as large as possible in order to keep the contact surface between wrench and screw cap as large as possible. It has been found that the above size ratios are advantageous in this respect.
  • the above-described screw cap allows a more compact and space-saving design than is possible with screw caps from the prior art. At the same time it is temperature resistant and resistant enough to be fully suitable for storage in the liquid nitrogen gas phase.
  • the screw cap according to the invention thus fulfills the objects of the invention.
  • the driving inner profile extends axially over 30% to 99% of the screw section, preferably over 50% to 90%, more preferably over 60% to 80% and in particular over about 70%. In this way, a sufficient and comparable with the prior art contact surface between driving profile and key can be created without the waste of space that have screw cap from the prior art, which do not use the screw section for the driving profile.
  • the coaxial length of the driving profile and the sealing of the tube contents are positively correlated with each other so far as maximum torque and thus the contact pressure between the screw as a screw and the tube as a mother are determined by the length of the driving profile.
  • the screw portion may have a substantially constant over the length outer diameter.
  • the flange portion corresponding to a screw head is substantially cylindrical and has a larger outer diameter (for example, 8.7 mm) than the screw portion (5.95 mm). This allows the contact surfaces of the screw tube, in particular a fferrschreibchenflansches, and the fferdeckelflansches are congruent at each rotational position, thus resulting in a maximum of sealing.
  • the flange portion is flush with the outer diameter of a fferrschreibchens.
  • the projection of the flange of the screw cap over the screw portion forms an annular contact surface with the end portion of the screw tube, for example with the flange portion of the screw tube.
  • the width of the contact surface also determines the quality of the seal between the screw tube contents and the screw tube environment.
  • the external thread is designed to close the tube in about one revolution, for example, for 0.7 to 1.3 revolutions, particularly preferably for 0.9 to 1.1 revolutions.
  • the screw cap can also be made particularly small and compact, which further contributes to size / volume and material reduction of the screw.
  • the screw cap has a longitudinal length along the longitudinal axis of a total length between 5.2 mm and 8.0 mm, more preferably between 6.2 mm and 7.0 mm, most preferably between 6.5 mm and 6.7 mm, for example, 6.6 mm. It has been found that such a dimensioning ensures a suitable compromise between the shortest possible length on the one hand and a good sealing function on the other hand.
  • the total length of the screw cap is the sum of the lengths of the screw portion and the flange portion.
  • the quotient between the length of the screw portion and the length of the flange portion is between 1.4 and 3.4, preferably between 2.1 and 2.7, more preferably between 2.3 and 2.5 and in particular about 2.4.
  • the flange portion protrudes longitudinally, typically above the screw tube. It thus contributes directly to the overall length of a system with a screw tube and a screw cap. Therefore, it is particularly preferable if the length of the flange portion is selected as small as possible.
  • the flange portion also provides a part of the sealing effect of the screw cap. Therefore, he can not be chosen arbitrarily small.
  • the above quotients are particularly suitable to realize a suitable balance between sufficient sealing effect on the one hand and the lowest possible material and space on the other hand.
  • the absolute length of the flange portion which is typically between 1.4 mm and 2.4 mm, preferably between 1.7 mm and 2.1 mm, more preferably between 1.8 mm and 2.0 mm and in particular about 1.9 mm.
  • the flan length or height is preferably sufficient, together with a Flanschrändelung to open the tube in the very rare exceptional case also manually (rule: automated opening using 'Capper Decapper' machine, if necessary by key).
  • the flange height can also ensure sufficient stability to transmit the necessary contact pressure on the sealing ring between the flange and the annular widened upper tube end.
  • the external thread may extend over 70% to 100%, preferably over 75% to 95%, more preferably over 80% to 90%, and for example over about 85% of the length of the screw portion. Again, this dimensioning has been found to be particularly advantageous in terms of sealing function on the one hand and a low material and space requirements on the other hand.
  • the screw cap comprises plastic and particularly preferably consists of plastic.
  • the screw cap in this case polypropylene and is particularly preferably made of this material. This material is particularly well suited to achieve a suitable sealing effect, even at low temperatures, even at very low temperatures. It is preferably a "medical grade" plastic or 'USP Class VI' plastic.
  • the screw cap particularly preferably has an additional sealing ring, which is preferably formed of silicone and very particularly preferably of TPE or TPV.
  • a sealing ring can further improve the seal between the screw cap according to the invention and a corresponding screw tube.
  • Flat rings are preferred in which the tube has no bevel or chamfer at the top, but preferably a flange. This type of seal is preferred because thinner.
  • a screw tube for biomaterial is designed to be closed by a screw cap used in the invention. Furthermore, the screw tube has a hollow cylinder section. This hollow cylinder section has an internal thread. This internal thread is designed to be in engagement with the external thread of the screw cap. Further, the hollow cylinder portion defines a tube axis and a tube longitudinal direction. Such a screw tube, in particular in cooperation with the aforementioned screw cap, can ensure a suitable seal, especially at low temperatures and when using liquid nitrogen, with simultaneous material and space reduction.
  • the screw tube is preferably suitable for storage at very low temperatures, for example from -180 ° or even lower temperatures.
  • the screw tube may be a nitrogen-adapted cryotube.
  • the internal thread of the hollow cylinder portion extends in the longitudinal direction of the screw tube in the vicinity of one end of the hollow cylinder portion.
  • Proximity in this context is understood to mean a distance of not more than 3 mm, preferably not more than 2 mm, more preferably not more than 1 mm and in particular not more than 0.5 mm.
  • the internal thread is thus displaced further into the vicinity of one end of the hollow cylinder section. In this way, a particularly suitable sealing can be achieved with the previously described screw cap with reduced length.
  • a flange section to adjoin an end of the hollow cylinder section.
  • Such a flange portion which may in particular have a larger area, further facilitates the sealing between the screw tube and the screw cap.
  • the screw tube preferably has a plastic and is particularly preferably made of a plastic. Particularly preferably, the screw tube to a polypropylene and very particularly preferably consists thereof.
  • the screw cap has at least one of the materials comprising the screw tube.
  • the screw cap is made of the same material or of the same materials as the screw tube.
  • screw tubes and screw caps have the same or at least similar temperature expansion properties. This can be especially important as screw caps and screw tubes are for use at very low levels Temperatures, for example, -180 ° C, can be designed. Also by the same choice of material and by the same or similar temperature properties, such as temperature coefficient of expansion, a suitable seal with low material costs and low space requirement is guaranteed.
  • the invention finds application in a storage device for receiving a plurality of screw tubes.
  • This device is designed such that the recorded screw tubes terminate flush in their longitudinal direction approximately with a flat end portion of the storage device.
  • this flush termination is such that there is a clearance between a lower end of the accommodated screw tubes and the flat end portion of the storage device that is less than 3 mm, and preferably a distance less than 2 mm, and more preferably a clearance which is smaller than 1 mm, for example, a distance of about 0.6 mm.
  • the side walls of the storage device or the "rack" compared to the prior art are reduced in height.
  • the screw tube or the tubes in height of a support surface of the storage device or the rack. This further contributes to the reduction of the space requirement in the present invention.
  • the present invention thus avoids loss of space. This leads to a reduction in space requirements and a gain in storage efficiency. Furthermore, this is accompanied by a reduction in the cooling capacity to be maintained, ie, the entire system cooling can be dimensioned smaller and designed. This can be associated with considerable financial advantages in individual cases: for example, the reduction of the primary investment costs of nitrogen storage, be it manual or automated, the reduction of equipment maintenance and repair costs and the reduction of operating and especially energy costs.
  • the present invention is also ecologically advantageous because less volume and mass must be cooled, which consumes less energy and emits less CO 2 .
  • Figures 1a-1d show errschreibchen 102 for biomaterial and corresponding screw cap 104 for closing the screw tubes from the prior art.
  • the screw cap 104 has a screw portion 106 and a projection portion 108. Further, the screw cap 104 has a sealing ring 116 made of silicone. The screw portion 106 has an external thread 110.
  • the overhang section which can be considered as a kind of screw head, has two formations, both of which serve for opening, namely a high knurling for manual opening on the outside and a recess for the opening on the inside by means of a wrench.
  • the prior art screw cap 104 has a recess 112 which extends coaxially with a longitudinal axis of the screw cap. This recess 112 is arranged in the overhang section 108 and has an entrainment inner profile, which is indicated by the lines 114.
  • Screw tube 102 is designed to be closed by the screw cap 104.
  • Screw tube 102 in this case has a hollow cylinder section 122 with an internal thread 124.
  • the internal thread 124 is typically several millimeters from the open end of the hollow cylinder 122.
  • the screw cap 4 according to the invention is according to FIGS. 2, 3 . 4, 5a . 5b and 5c to differentiate from the screw caps 104 of the prior art.
  • the screw according to the invention according to Figures 2 and 6 to distinguish from the screw tubes 102 of the prior art.
  • Screw cap 4 is suitable for closing a screw tube 2 for biomaterial.
  • the screw cap 4 has a screw portion 6.
  • This screw portion 6 is cylindrical and has an external thread 10 at one longitudinal end. Further, the screw portion 6 defines a longitudinal axis.
  • the screw cap 4 has a flange section 8, which adjoins the screw section 6.
  • the flange portion can be understood as a screw head with low knurling.
  • the flange portion 8 is formed substantially cylindrical.
  • the screw portion 6 preferably has a constant outer diameter.
  • flange portion 8 typically has a constant outer diameter that is greater than the diameter of screw portion 6 Figures 3 and 4 to see.
  • Fig. 4 a schematic sectional view of a screw cap according to the invention 4.
  • the coarsely hatched area here shows the cutting plane through the screw 4.
  • the surface 12 shows a surface of the screw 4, which is set back with respect to the cutting plane.
  • Figures 1c, 1d , and 6 are some areas opposite the cut surface are set back, finely hatched.
  • recess 112 in Fig. 1d as well as recesses 12 in Fig. 5a to 5c set back from the cut surface.
  • the recess 12 has a driving inner profile, which in Fig. 4 is indicated by lines 14.
  • This driving inner profile is designed for opening and closing with a corresponding key or suitable.
  • this entrainment inner profile, as indicated by structures 14, extends axially at least partially along the screw section 6.
  • this driving inner profile also extends at least partially along the flange portion 8.
  • this driving inner profile may also extend along the entire longitudinal direction of the recess 12. That is to say, in particular along the entire section of the recess 12 which extends along the flange section 8 and along the entire section which extends along the screw section 6.
  • a further embodiment also allows the driving inner profile not to extend along the entire flange portion 8, but to terminate at a distance from one end of the flange portion 8, in particular spaced from a surface or top 18 of the flange portion 8.
  • the recess 12 is "open” only to one side, namely to "outside”, but not to "inside”, ie not to an inner volume of the screw.
  • the cost of materials in the tubes and lids according to the invention can be reduced. Furthermore, artificial sample losses can also be avoided or reduced. These can in particular thereby can be reduced or avoided that the screw portion 6 has no recess which opens on the side opposite to the flange portion in the longitudinal direction, that has no cavity, which is arranged in use in the interior of the tube. If this is the case, as is the case with the screw caps of the prior art, liquid can accumulate in it which can be lost during opening.
  • the screw cap 4 can also be understood as a screw cap, which corresponds in its essential structure of a screw.
  • the tube 2 then corresponds to a mother.
  • a sample can guarantee.
  • FIGS. 5a-5c The respective hatched area 18 respectively designates the surface or upper side 18 of the flange section 8.
  • the hatch 12 is not hatched in these figures.
  • the entrainment inner profile may be formed by corresponding webs 22. Although in Fig. 5a six such webs are shown, it is clear to the expert that he can also 3, 4, 5, 7, 8, etc. webs use. It is also possible that instead of the webs 22 corresponding set back exceptions are formed (not shown).
  • the driving inner profile can also be done by appropriate design of the recess 12.
  • the recess 12 is formed as a polygon, here for example as an octagon 24. Again, it will be clear to the skilled person that he can arbitrarily choose from different, preferably uniform, polygons.
  • Fig. 5c shows another possible embodiment of the driving inner profile as eight-pointed star 26. Again, it will be apparent to those skilled in the art that the invention is not limited to an eight-pointed star, but that various multi-pointed stars can be used.
  • the integrated driving profile can also be designed as a so-called Torx inner profile (a star of David-like six-round) or as a so-called Torx Plus inner profile.
  • Torx inner profile a star of David-like six-round
  • Torx Plus inner profile a so-called Torx Plus inner profile.
  • These driving profiles, as well as the others described, are suitable for use in opening with a corresponding wrench outer profile.
  • the Torx profile and in particular the Torx Plus profile also allow easier placement of a wrench in an automated Capper Decapper system, in particular a good power transmission with high torque.
  • the driving inner profile can be made relatively short with a suitable power transmission, which further reduces the material and space requirements of the tube cover.
  • a high force or torque transmission and the rotary closure external thread can be made relatively short. This can lead to an increase of the inner volume of the tube at the same external height or a reduction of the outer height with the same inner volume of the tube.
  • a high power transmission with high torque but also positively affect the closing and sealing properties between the external thread 10 and an internal thread 36 of a tube and therefore allow it to be designed relatively short, for example, designed for only about one revolution. This can cause a further shortening of the total length with the same filling volume (or a higher filling volume with the same total length).
  • the driving inner profile can preferably be understood as an outwardly directed inner profile. This can be opened and closed with a Capper Decapper wrench.
  • the embodiment is also suitable for automated operation and can very particularly preferably replace a high configuration of the overhang section with inner profile, as in the prior art.
  • any non-circular design of the driving inner profile is suitable, which allows opening and closing with a corresponding key, but are preferably those that allow a good power transmission with high torque.
  • sealing ring 16 which preferably surrounds the screw portion 6.
  • this seal ring 16 is located at the portion of the screw portion 6 that does not have the external thread 10.
  • sealing ring 16 is made of silicone and particularly preferably of TPE or TPV.
  • This sealing ring 16 puts into use, as in Fig. 2 shown between the flange portion 8 of the screw cap 4 and the flange portion 38 of the screw tube 2 to seal the two elements against each other.
  • the sealing ring 16 closes (as in Fig. 4 Best seen) in the circumferential direction, which is perpendicular to the longitudinal direction, preferably flush with the flange 8 from.
  • the sealing ring in use with a tube 2 flush with an outer edge of the tube 2, for example, flush with a flange portion 38 terminates.
  • the recess 12 according to the invention and the corresponding driving inner profile extends axially at least partially along the screw portion 6. This contributes to a compact and space-saving design of the screw cap 4 according to the invention or allows them.
  • the driving inner profile extends axially over 30% to 99%, preferably over 50% to 90%, more preferably over 60% to 80%, for example over about 70% of the screw portion.
  • this parameter contributes to saving space, but on the other hand it also allows a sufficient stability of the screw cap and in particular of the screw portion. In particular, it is particularly preferred that it is ensured that the screw cap 4 can withstand very low temperatures for a very long period of time without being damaged.
  • the screw portion 6 of the screw 4 has an external thread 10. This is typically arranged at a longitudinal end of the screw section 6. It is preferred that this external thread 10 is designed approximately for one revolution, for example for 0.7 to 1.3 and particularly preferably for 0.9 to 1.1 revolutions. This configuration for only a small number of revolutions further contributes to the compactness and thus to the space savings. Furthermore, the steepness of the thread can also play a role.
  • screw cap 4 is molded from plastic and more preferably polypropylene. This ensures a lightweight construction of the screw 4. Next is a Such material so resistant that it allows the simple and compact design of the screw 4 and therefore further contributes to the compactness of the screw 4.
  • Screw tube 2 is designed to be closed by a screw cap 4 as described above.
  • Screw 2 has a hollow cylinder section 32.
  • screw 2 may also have a tapered portion 34 adjoining the hollow cylinder portion 32, which tapers with increasing distance from the hollow cylinder portion 32.
  • hollow cylinder section 32 has an internal thread 36. This internal thread is designed to be in engagement with the external thread 10 of the above-described screw cap 4.
  • the hollow cylinder section 32 of screw tubes 2 defines a tube axis as well as a tube longitudinal direction.
  • the internal thread 36 of the screw tube 2 is designed for approximately one revolution, preferably for 0.7 to 1.3 revolutions and particularly preferably for 0.9 to 1.1 revolutions.
  • the screw cap 4 is made relatively compact.
  • the thread 10 may extend only over 3 to 5 mm, for example about 3.9 mm.
  • the internal thread 36 of the hollow cylindrical portion 32 of the screw tube 2 in the longitudinal direction of the screw 2 in the vicinity of one end of the hollow cylinder portion 32 extends.
  • Proximity should in this context mean a distance of not more than 3 mm, preferably not more than 2 mm, more preferably not more than 1 mm and in particular not more than 0.5 mm.
  • a flange section 38 adjoins one end of the hollow cylinder section 32 of the screw tube 2. This can for example become a Surface enlargement, which further facilitates sealing between the screw 2 and the screw cap 4.
  • the screw tube on plastic is particularly preferably formed from a plastic or consists thereof.
  • a typical plastic that can be used for this is polypropylene.
  • the invention such as in Fig. 2 also shown a system which has on the one hand a screw 4 and on the other hand a screw 2. It is preferred that in this system screw cap 4 and screw 2 have the same materials and more preferably consist of the same materials. This may therefore be advantageous, for example, that in this case tube 2 and cover 4 have the same or similar coefficients of thermal expansion. This can be particularly important when using such tubes and samples at very low temperatures. As a result, a suitable seal between tube 2 and cover 4 can be achieved even under extreme conditions. In particular, this also makes possible a particularly compact embodiment of the tube 2 and in particular of the lid 4.
  • screw tube 2 has a tapered portion 34 at a lower end. This allows the inclusion of such tubes 2 in a suitable storage device and further serves the most residue-free sample recording when pipetting off the contents.
  • a suitable storage device is typically designed to receive a plurality of screw tubes 2.
  • the device is designed such that the recorded screw 2 close in its longitudinal direction approximately flush with a flat end portion of the storage device.
  • this flush termination is such that there is a clearance between the accommodated screw tubes 2 and the flat end portion of the storage device that is less than 3 mm, preferably a distance less than 2 mm, and more preferably a clearance that is smaller than 1 mm.
  • the distance can be about 0.6 mm.
  • Such Storage device for screw 2 further contributes to the compactness in the storage of the screw 2 and further reduces the space required for this.
  • an embodiment of the screw cap and the screw tube according to the invention is compared with a screw cap and a screw tube of the prior art.
  • the screw tube or the tube from the prior art is the so-called "0.5 ml screw cap tube” from Micronic.
  • Table 1 gives the dimensions of a prototype of the present invention in comparison with the Micronic 0.5 ml Screw Cap Tube.
  • Table 1 Table 1: Comparison of the dimensions of a prototype of the present invention with an example of the prior art.
  • ⁇ / b> All measured values for 1st and 2nd were determined with vernier calipers, 3.1. was determined by pipetting water, 3.2. about multiplication of 3.1. with factor 0.917149.
  • the height of the screw tube without the screw cap is called (1.1.).
  • the screw tubes can accommodate approximately equal volumes of fluid, even the screw tube of the prototype of the invention is 3.8 mm shorter than the prior art screw tube. This is due among other things to the more compact design of the inventive screw cap and in particular the more compact design of the external thread of the screw. As a result, less volume of the screw is required for receiving the external thread of the screw. With approximately equal working volumes, this leads to a smaller height of the screw tube.
  • the flange portion of the present prototype has a height of about 1.9 mm in the longitudinal direction, as opposed to about 7.0 mm of the prior art protrusion portion. This leads to a further reduction in the overall height of the screw cap with screw cap, when this screw cap is screwed tight, as in parameter 1.3. reproduced in the above table.
  • the maximum working volume in this case results from the pipetting determined maximum filling volume up to the lower edge of the screw portion of the screw cap divided by the factor 1.0903355. This takes into account the fact that aqueous liquids, which are typically filled into the screw tubes at room temperature, are subject to expansion when the water content freezes.
  • the screw portion 106 with external thread 110 in the conventional rotary closure of Micronic over 7.1 mm (manufacturer) or 7.25 mm (own measurement) extends (see. Figures 1b and 1d ) and the supernatant portion 108 with recess 112 and driving inner profile 114 extends over 7.2 mm (manufacturer) or 6.95 mm (own measurement). That is, these mentioned proportions each represent approximately 50% of the total height of the screw cap or the screw cap 104.
  • the flange portion 8 makes up less than 30% of the total length of the screw cap, especially since the driving internal profile in this case overlaps with the screw portion in the longitudinal direction, as by parameter 1.2.4. played.
  • This material ring is wider than in the prior art.
  • Said sealing surface, together with the torque and material of the sealing ring, determines the degree of sealing of tube contents to tube environment.
  • This design can contribute to their better sealing effect that, for example, the thread can be made shorter without the Retrohafte Abdichtrial is reduced too much, and thus can contribute to material and size savings.
  • the section of the external thread of the screw cap directed in use to the internal volume of the tube or to the internal volume of the tube is hollow in the prior art by Micronic to the inner volume of the tube.
  • This cavity is on the one hand unusable and thus wasted in the sample storage space, on the other hand at the same time an artifact source insofar as liquid tube contents (before or after possibly deep freezing), for example, by shaking into this cavity and thus lost a use.
  • the height of the screw cap according to the embodiment of the invention is only 6.6 mm, thus reduced by 54% over the prior art of Micronic.
  • the substantial reduction of this height is achieved inter alia by the overlap in the longitudinal direction between the screw portion with external thread on the one hand and the recess with driving inner profile on the other.
  • the space requirement of the tube according to the invention in the storage device is reduced by over 39% over the prior art of Micronic.
  • the considerable reduction in energy consumption (and thus also in energy costs) goes hand in hand with a considerable reduction in environmental pollution in the context of large, epidemiological cohort studies that have been going on for decades.

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schraubröhrchen für Biomaterial, einen Schraubdeckel zum Verschließen eines solchen Schraubröhrchens für Biomaterial und ein System mit einem Schraubröhrchen und einem Schraubdeckel. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Aufbewahrungsvorrichtung zur Aufnahme mehrerer derartiger Schraubröhrchen.
    • Stand der Technik
  • In der biologischen Forschung werden biologische Materialien häufig für eine gewisse Zeit gelagert. Diese Zeiträume können, abhängig vom Sinn und Zweck der Forschung, mehrere Jahre und manchmal sogar mehrere Dekaden, beispielsweise 30 Jahre betragen. Typischerweise wird Biomaterial hierfür in sogenannte Röhrchen oder Tubes eingeführt. Diese Tubes oder diese Röhrchen werden dann mittels eines Deckels verschlossen. Beispielsweise können die Röhrchen und die Deckel als Schraubröhrchen und Schraubdeckel ausgestaltet sein.
  • Nachdem biologisches Material in ein solches Schraubröhrchen platziert worden ist und nachdem der Deckel geschlossen wurde, werden die Röhrchen in entsprechende Aufbewahrungsvorrichtungen oder Racks platziert. Typischerweise werden diese dann für die Lagerung gekühlt. Abhängig von der einzelnen Studie ist die Kühltemperatur unterschiedlich ausgestaltet. Insbesondere für die Lagerung über einen langen Zeitraum, wie beispielsweise über mehrere Dekaden, kann eine sehr geringe Temperatur von beispielsweise -180°C vorteilhaft sein.
  • In den letzten Jahren wurden verschiedene größere Biomaterialienbanken, nachfolgend verkürzt Biobanken genannt, im Rahmen so genannter Kohortenstudien aufgebaut. In derartigen Biobanken wird eine Vielzahl von einzelnen biologischen Proben für eine sehr lange Zeit (mehrere Dekaden) bei sehr geringen Temperaturen (ca. -180°C) gelagert. Typischerweise handelt es sich hierbei um mehr als 100 000, manchmal auch um mehr als 1 000 000 Einzelproben, die über mehrere Dekaden gelagert werden. Eine solche Lagerung kann insbesondere auch mittels Automatisierung in sogenannten "high-throughput"-Verfahren erfolgen.
  • Grund für derartige Biobanken großer epidemiologischer Kohortenstudien kann beispielsweise die Verlaufsbeobachtung repräsentativer Populationen über Jahrzehnte sein. Als international zugängliche Biomaterialressourcen können sie genutzt werden zur Analyse der Ursachen komplexer Krankheiten und ihrer Früherkennung. Allen derartigen Biobanken ist gemeinsam, dass eine Vielzahl von relativ kleinen Einzelproben von verschiedenen Biomaterialien zum einmaligen Analysengebrauch verwendet wird. Mit anderen Worten sollen also wiederholte Zyklen von Auftauen und Tieffrieren vermieden werden. Weiter ist es in all diesen Biobanken erstrebenswert, möglichst tiefe Lagerungstemperaturen über Zeiträume von mehreren Dekaden aufrecht zu erhalten. Hierdurch werden Qualitätsänderungen an den Proben minimiert. Ferner ist diesen Biobanken auch gemeinsam, dass die Analyseverfahren in vorgenannten "high-throughput"-Analyseverfahren automatisiert werden. Daher sollen die entsprechenden Röhrchen für das Biomaterial automatisationsfreundlich sein.
  • Beispielsweise soll aktuell in Deutschland im Rahmen der so genannten Nationalen Kohorte' eine Biobank für die Lagerung von 25 Millionen Proben bei einer Lagerungstemperatur von durchschnittlich -180°C in der Gasphase von flüssigem Stickstoff über einen Lagerungszeitraum von bis zu über 30 Jahren aufgebaut werden.
  • Dem Fachmann ist klar, dass die Durchführung einer solchen Studie mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist. Insbesondere die Lagerung über 30 Jahre bei einer so geringen Temperatur von so vielen Proben führt zu einem hohen Raum- und Energiebedarf. Damit einhergehend sind freilich auch hohe Kosten.
  • Es ist daher die herausragende Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, die Lagerungsdichte und damit die Lagerungseffizienz für Biomaterial zu erhöhen und damit den Material- sowie den Energiebedarf bei der Lagerung von biologischem Material um Wesentliches zu senken.
  • Wie vorstehend beschrieben werden für die Lagerung von Biomaterial typischerweise auch Schraubröhrchen mit Schraubdeckeln verwendet. Beispiele von solchen Schraubröhrchen mit Schraubdeckeln aus dem Stand der Technik zeigen Figuren la-ld. In der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass die Raumaufteilung in diesen Schraubröhrchen und Schraubdeckeln aus dem Stand der Technik nicht optimal ist. Mit anderen Worten wird im Stand der Technik also mehr Raum und mehr Material verwendet als notwendig wäre. Dies führt zu mehr Volumen und Masse, die mit den biologischen Proben heruntergekühlt und bei einer tiefen Temperatur gehalten werden müssen, als notwendig wäre. Weiterhin führt die Bauweise der bekannten Röhrchen teilweise auch zu artifiziellen Verlusten an biologischem Probenmaterial, was ungewünscht ist.
  • Die WO 01/90731 A2 offenbart einen Schraubendeckel zum Verschließen eines Schraubröhrchens für Biomaterial. Der Schraubdeckel weist einen zylindrischen Schraubenabschnitt mit einem Außengewinde und einen Flansch auf. Der Flansch weist einen größeren Außendurchmesser auf als der Schraubenabschnitt. Der Deckel weist koaxial zur Längsachse eine Aussparung auf, die sich längs durch den Flansch und teilweise entlang des Schraubenabschnitts erstreckt. Hierzu wird auch verwiesen auf die Veröffentlichung Gene Bio-Application: "GeBAflex-tube Kit", January 10, 2010, URL: http://www.geba.org/var/116/149971-dialysis.pdf. Die US 2007/0104617 , die EP 1 366 715 A1 und die US 2008/035642 A1 offenbaren andere Aufnahmebehälter.
  • Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Probleme aus dem Stand der Technik zu überwinden oder abzuschwächen. Mit anderen Worten ist es also eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Raum- und Materialbedarf bei Schraubröhrchen für Biomaterial, bei gleichem Inhaltsvolumen, zu senken.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Diese Probleme werden durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Schraubdeckels zum Verschließen eines Schraubröhrchens für Biomaterial zur gekühlten Lagerung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines Schraubdeckels zum Verschließen eines Schraubröhrchens für Biomaterial. Der Schraubdeckel kann als Schraube und das Röhrchen als Mutter verstanden werden. Der Schraubdeckel weist einen zylindrischen Schraubenabschnitt auf, der ein Außengewinde aufweist. Alternativ kann dieser Abschnitt auch als Gewindeabschnitt bezeichnet werden, der zumindest über einen Teil seiner Länge ein Gewinde aufweist. Dieser zylindrische Schraubenabschnitt definiert eine Längsachse. Weiter weist der Schraubdeckel einen Flanschabschnitt auf, der als Schraubenkopf verstanden werden kann. Dieser Flanschabschnitt schließt sich an den Schraubenabschnitt an. Weiterhin weist der Schraubdeckel eine Aussparung auf, die sich koaxial zur Längsachse des Schraubdeckels erstreckt. Diese Aussparung erstreckt sich längs durch den Flanschabschnitt und zumindest teilweise entlang des Schraubenabschnitts. Ferner weist diese Aussparung ein Mitnahme-Innenprofil auf. Dieses Mitnahme-Innenprofil ist für das Öffnen und Schließen mit einem entsprechenden Schlüssel geeignet. Ferner erstreckt sich dieses Mitnahme-Innenprofil axial zumindest teilweise entlang des Schraubenabschnitts.
  • Mit anderen Worten erstreckt sich das Mitnahme-Innenprofil des Schraubdeckels bzw. des Drehverschlusses in einen abgedichteten Hohlraum des Schraubenabschnitts, welcher das Außengewinde aufweist.
  • Dies kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, dass das Mitnahme-Innenprofil in ein massives Element, das den Flanschabschnitt und den Schraubenabschnitt aufweist, eingefräst wird.
  • Ein derartiges Mitnahme-Innenprofil kann im Vergleich zum Stand der Technik einen relativ kleinen Durchmesser von weniger als 5 mm, vorzugsweise von weniger als 4 mm und insbesondere von ca. 3,6 mm aufweisen, insbesondere auch bei der Eignung für hohe Drehmomente zum Öffnen und Schließen eines Schraubröhrchens mit dem Schraubdeckel. Die Möglichkeit, das Mitnahme-Innenprofil mit einem relativ geringen Durchmesser zu versehen, ist vorteilhaft, da hierdurch eine geeignete Materialdicke zwischen Mitnahmeprofil und Außengewinde realisiert werden kann. Diese Materialdicke soll insbesondere groß genug sein, um eine geeignete Stabilität bei Kraftübertragung auf gleichzeitig Mitnahmeprofil und Außengewinde zu gewährleisten. In anderen Worten ist es also ein Ziel, den Durchmesser des Mitnahmeinnenprofils so groß wie möglich zu gestalten, ohne die Materialdicke zwischen Mitnahmeprofil und Außengewinde so zu verringern, dass die Stabilität bei Kraftübertragung auf gleichzeitig Mitnahmeprofil und Außengewinde reduziert wird. Im Rahmen dieser Begrenzung wird der Durchmesser des Mitnahmeprofils also möglichst groß gehalten, um die Kontaktfläche zwischen Schraubenschlüssel und Schraubdeckel möglichst groß zu halten. Es hat sich herausgestellt, dass obige Größenverhältnisse diesbezüglich vorteilhaft sind.
  • Der vorbeschriebene Schraubdeckel erlaubt ein kompakteres und platzsparenderes Design als dies mit Schraubdeckeln aus dem Stand der Technik möglich ist. Gleichzeitig ist er temperaturbeständig und widerstandsfähig genug, um uneingeschränkt für die Lagerung in der Gasphase von flüssigem Stickstoff geeignet zu sein. Der erfindungsgemäße Schraubdeckel erfüllt damit die Aufgaben der Erfindung.
  • Das Mitnahme-Innenprofil erstreckt sich axial über 30 % bis 99 % des Schraubenabschnitts, vorzugsweise über 50 % bis 90 %, besonders bevorzugt über 60 % bis 80 % und insbesondere über ca. 70 %. Hierdurch kann eine ausreichende und mit dem Stand der Technik vergleichbar große Kontaktfläche zwischen Mitnahmeprofil und Schlüssel geschaffen werden ohne die Raumvergeudung, die Schraubdeckel aus dem Stand der Technik aufweisen, die den Schraubenabschnitt nicht für das Mitnahmeprofil nutzen. Die koaxiale Länge des Mitnahmeprofils und die Abdichtung des Röhrcheninhalts sind insoweit miteinander positiv korreliert, als maximales Drehmoment und damit der Anpressdruck zwischen dem Schraubdeckel als Schraube und dem Röhrchen als Mutter von der Länge des Mitnahmeprofils mitbestimmt werden.
  • Weiterhin kann der Schraubenabschnitt einen über die Länge im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser aufweisen.
  • Der Flanschabschnitt, der einem Schraubenkopf entspricht, ist im Wesentlichen zylindrisch und weist einen größeren Außendurchmesser (beispielsweise 8,7 mm) auf als der Schraubenabschnitt (5,95 mm). Dies ermöglicht, dass die Kontaktflächen des Schraubröhrchens, insbesondere eines Schraubröhrchenflansches, und des Schraubdeckelflansches bei jeder Drehstellung deckungsgleich sind und damit ein Maximum an Abdichtung ergeben.
  • Besonders bevorzugt ist der Flanschabschnitt bündig mit dem Außendurchmesser eines Schraubröhrchens. Der Überstand des Flansches des Schraubdeckels über den Schraubenabschnitt bildet eine ringförmige Kontaktfläche mit dem Endabschnitt des Schraubröhrchens, beispielsweise mit dem Flanschabschnitt des Schraubröhrchens. Die Breite der Kontaktfläche ist mitbestimmend für die Güte der Abdichtung zwischen Schraubröhrcheninhalt und Schraubröhrchenumgebung.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Außengewinde zum Verschließen des Röhrchens in etwa für eine Umdrehung ausgelegt ist, beispielsweise für 0,7 bis 1,3 Umdrehungen, besonders bevorzugt für 0,9 bis 1,1 Umdrehungen. Hierdurch wird einerseits ein sicherer Verschluss eines entsprechenden Röhrchens bzw. eine geeignete Abdichtung zwischen einem solchen Röhrchen und dem Schraubdeckel gewährleistet. Andererseits kann der Schraubdeckel auch hierdurch besonders klein und kompakt ausgestaltet werden, was weiter zur Größen-/Volumen- und Materialreduktion des Schraubdeckels beiträgt.
  • Bevorzugt weist der Schraubdeckel in Längsrichtung entlang der Längsachse eine gesamte Länge zwischen 5,2 mm und 8,0 mm, besonders bevorzugt zwischen 6,2 mm und 7,0 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 6,5 mm und 6,7 mm, beispielsweise 6,6 mm auf. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Dimensionierung einen geeigneten Kompromiss zwischen möglichst geringer Länge einerseits und einer guten abdichtenden Funktion andererseits gewährleistet.
  • Die Gesamtlänge des Schraubdeckels ist die Summe der Längen des Schraubenabschnitts und des Flanschabschnitts. Der Quotient zwischen der Länge des Schraubenabschnitts und der Länge des Flanschabschnitts liegt zwischen 1,4 und 3,4, bevorzugt zwischen 2,1 und 2,7, besonders bevorzugt zwischen 2,3 und 2,5 und insbesondere ca. 2,4. Beim Verschließen eines Schraubröhrchens steht der Flanschabschnitt in Längsrichtung typischerweise über dem Schraubröhrchen hervor. Er trägt damit direkt zur Gesamtlänge eines Systems mit einem Schraubröhrchen und einem Schraubdeckel bei. Daher ist es besonders zu bevorzugen, wenn die Länge des Flanschabschnitts möglichst gering gewählt ist. Gleichzeitig stellt aber der Flanschabschnitt auch einen Teil der abdichtenden Wirkung des Schraubdeckels bereit. Daher kann er nicht beliebig klein gewählt werden. Die vorbeschriebenen Quotienten eignen sich besonders, um eine geeignete Balance zwischen ausreichender abdichtender Wirkung einerseits und möglichst geringem Material- und Platzaufwand andererseits zu realisieren.
  • Ähnlich verhält es sich mit der absoluten Länge des Flanschabschnitts, die typischerweise zwischen 1,4 mm und 2,4 mm liegt, vorzugsweise zwischen 1,7 mm und 2,1 mm, besonders bevorzugt zwischen 1,8 mm und 2,0 mm und insbesondere ca. 1,9 mm beträgt. Die Flanschlänge bzw. -höhe ist vorzugsweise ausreichend, zusammen mit einer Flanschrändelung, um im sehr seltenen Ausnahmefall das Röhrchen auch manuell öffnen zu können (Regelfall: automatisierte Öffnung mittels 'Capper-Decapper'-Automaten, allenfalls mittels Schlüssel). Die Flanschhöhe kann zugleich ausreichende Stabilität gewährleisten, um den notwendigen Anpressdruck auf den Dichtungsring zwischen Flansch und dem ringförmig verbreiterten oberen Tube-Ende zu übertragen.
  • In Längsrichtung kann sich das Außengewinde über 70% bis 100%, bevorzugt über 75% bis 95%, besonders bevorzugt über 80% bis 90%, und beispielsweise über ca. 85% der Länge des Schraubenabschnitts erstrecken. Abermals hat sich diese Dimensionierung als besonders vorteilhaft hinsichtlich der abdichtenden Funktion einerseits und einem geringen Material- und Platzaufwand andererseits herausgestellt.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Schraubdeckel Kunststoff aufweist und besonders bevorzugt aus Kunststoff besteht. Ganz besonders bevorzugt weist der Schraubdeckel hierbei Polypropylen auf und besteht insbesondere bevorzugt aus diesem Material. Dieses Material eignet sich besonders gut, um, auch bei geringem Materialaufwand, eine geeignete abdichtende Wirkung zu erzielen, auch bei sehr geringen Temperaturen. Bevorzugt handelt es sich um einen "medical grade"-Kunststoff bzw. 'USP Class VI'-Kunststoff.
  • Weiterhin weist der Schraubdeckel besonders bevorzugt einen zusätzlichen Dichtungsring auf, der vorzugsweise aus Silikon und ganz besonders bevorzugt aus TPE bzw. TPV geformt ist. Ein solcher Dichtungsring kann die Abdichtung zwischen dem erfindungsgemäßen Schraubdeckel und einem entsprechenden Schraubröhrchen weiter verbessern. Bevorzugt sind Flachringe, bei denen das Tube oben keine Abschrägung bzw. Fase aufweist, sondern bevorzugt einen Flansch. Diese Art der Dichtung ist bevorzugt, da dünner.
  • Ein Schraubröhrchen für Biomaterial ist ausgelegt, von einem erfindungsgemäß verwendeten Schraubdeckel verschlossen zu werden. Ferner weist das Schraubröhrchen einen Hohlzylinderabschnitt auf. Dieser Hohlzylinderabschnitt verfügt über ein Innengewinde. Dieses Innengewinde ist ausgelegt, mit dem Außengewinde des Schraubdeckels in Eingriff zu sein. Ferner legt der Hohlzylinderabschnitt eine Röhrchenachse und eine Röhrchenlängsrichtung fest. Auch ein derartiges Schraubröhrchen, insbesondere in Zusammenwirkung mit dem vorgenannten Schraubdeckel, vermag eine geeignete Abdichtung, insbesondere auch bei geringen Temperaturen und bei Verwendung von flüssigem Stickstoff, bei gleichzeitiger Material- und Raumreduktion zu gewährleisten.
  • Bevorzugt ist das Schraubröhrchen für die Lagerung bei sehr geringen Temperaturen, beispielsweise von -180° oder auch noch geringeren Temperaturen, geeignet. Selbiges gilt auch für den Schraubdeckel. Beispielsweise kann es sich bei dem Schraubröhrchen um ein Stickstoff-geeignetes Cryotube handeln.
  • Bevorzugt erstreckt sich das Innengewinde des Hohlzylinderabschnitts in der Längsrichtung des Schraubröhrchens in die Nähe eines Endes des Hohlzylinderabschnitts. Nähe wird in diesem Zusammenhang als ein Abstand von nicht mehr als 3 mm, vorzugsweise von nicht mehr als 2 mm, besonders bevorzugt von nicht mehr als 1 mm und insbesondere von nicht mehr als 0,5 mm verstanden. Mit anderen Worten wird das Innengewinde, im Vergleich zum Stand der Technik, also weiter in die Nähe eines Endes des Hohlzylinderabschnitts verlagert. Hierdurch kann eine besonders geeignete Abdichtung mit dem vormals beschriebenen Schraubdeckel mit reduzierter Länge erreicht werden.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass sich ein Flanschabschnitt an ein Ende des Hohlzylinderabschnitts anschließt. Ein derartiger Flanschabschnitt, der insbesondere eine größere Fläche aufweisen kann, erleichtert weiter die Abdichtung zwischen dem Schraubröhrchen und dem Schraubdeckel.
  • Das Schraubröhrchen weist bevorzugt einen Kunststoff auf und besteht besonders bevorzugt aus einem Kunststoff. Besonders bevorzugt weist das Schraubröhrchen ein Polypropylen auf und besteht ganz besonders bevorzugt daraus.
  • Weiterhin werden die Aufgaben der Erfindung auch von einer Verwendung eines Schraubdeckels wie vorbeschrieben mit einem Schraubröhrchen wie vorbeschrieben gelöst.
  • Bei einer derartigen Verwendung ist es besonders bevorzugt, dass der Schraubdeckel zumindest eines der Materialien aufweist, das das Schraubröhrchen aufweist. Ganz besonders bevorzugt ist der Schraubdeckel aus dem gleichen Material bzw. aus den gleichen Materialien gebildet wie das Schraubröhrchen.
  • Dies kann insbesondere den Vorteil haben, dass Schraubröhrchen und Schraubdeckel gleiche oder zumindest ähnliche Temperaturausdehnungseigenschaften haben. Dies kann besonders wichtig sein, da Schraubdeckel und Schraubröhrchen zum Gebrauch bei sehr geringen Temperaturen, beispielsweise -180°C, ausgelegt sein können. Auch durch die gleiche Materialwahl und durch gleiche bzw. ähnliche Temperatureigenschaften, beispielsweise Temperaturlängenausdehnungskoeffizienten, wird eine geeignete Abdichtung bei geringem Materialaufwand und geringem Raumbedarf gewährleistet.
  • Die Erfindung findet Anwendung in einer Aufbewahrungsvorrichtung zur Aufnahme von mehreren Schraubröhrchen. Diese Vorrichtung ist derart ausgelegt, dass die aufgenommenen Schraubröhrchen in ihrer Längsrichtung in etwa mit einem flächigen Endabschnitt der Aufbewahrungsvorrichtung bündig abschließen. Vorzugsweise ist dieses bündige Abschließen derart ausgestaltet, dass zwischen einem unteren Ende der aufgenommenen Schraubröhrchen und dem flächigen Endabschnitt der Aufbewahrungsvorrichtung ein Abstand besteht, der kleiner ist als 3 mm, und vorzugsweise ein Abstand, der kleiner ist als 2 mm, und besonders bevorzugt ein Abstand, der kleiner ist als 1 mm, beispielsweise ein Abstand von ca. 0,6 mm.
  • Mit anderen Worten werden also die Seitenwände der Aufbewahrungsvorrichtung bzw. des "Rack" gegenüber dem Stand der Technik in ihrer Höhe reduziert. In Längsrichtung enden damit die Schraubröhrchen bzw. die Tubes in Höhe einer Auflagefläche der Aufbewahrungsvorrichtung bzw. des Racks. Dies trägt weiter zur Reduktion des Raumbedarfes in der vorliegenden Erfindung bei.
  • Zusammenfassend vermeidet die vorliegende Erfindung damit Raumverlust. Dies führt zur Reduktion des Raumbedarfes und einem Gewinn an Lagereffizienz. Ferner geht dies mit einer Reduzierung der vorzuhaltenden Kühlleistung einher, d.h., die gesamte Anlagenkühlung kann kleiner dimensioniert und ausgelegt werden. Dies kann im Einzelfall mit erheblichen finanziellen Vorteilen verbunden sein: beispielsweise der Minderung der primären Investitionskosten von Stickstofflagerung, sei sie manuell oder automatisiert, der Minderung der Geräteerhaltungs- und Reparaturkosten sowie der Minderung der Betriebs- und insbesondere der Energiekosten. Damit ist die vorliegende Erfindung auch ökologisch vorteilhaft, da weniger Volumen und Masse gekühlt werden müssen, wodurch weniger Energie verbraucht und weniger CO2 ausgestoßen wird.
  • Nachfolgend werden die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Diese sind lediglich zur Illustration gedacht und sollen daher die Erfindung nicht einschränken. Dabei zeigen:
    • Fig. 1a
    eine Seitenansicht auf ein Schraubröhrchen für Biomaterial mit einem Schraubdeckel aus dem Stand der Technik;
    Fig. 1b
    eine Seitenansicht auf einen Schraubdeckel zum Verschließen eines Schraubröhrchens für Biomaterial aus dem Stand der Technik;
    Fig. 1c
    eine schematische Schnittansicht eines Schraubröhrchens für Biomaterial aus dem Stand der Technik;
    Fig. 1d
    eine schematische Schnittansicht eines Schraubdeckels zum Verschließen eines Schraubröhrchens für Biomaterial aus dem Stand der Technik;
    Fig. 2
    eine Seitenansicht auf ein Schraubröhrchen für Biomaterial mit einem Schraubdeckel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht auf einen Schraubdeckel zum Verschließen eines Schraubröhrchens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 4
    eine schematische Schnittansicht eines Schraubdeckels zum Verschließen eines Schraubröhrchens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 5a-5c
    schematische Draufsichten von oben auf Schraubdeckel zum Verschließen eines Schraubröhrchens für Biomaterial gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
    Fig. 6
    eine schematische Schnittansicht eines Schraubröhrchens für Biomaterial gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Figuren 1a-1d zeigen Schraubröhrchen 102 für Biomaterial und entsprechende Schraubdeckel 104 zum Verschließen der Schraubröhrchen aus dem Stand der Technik.
  • Der Schraubdeckel 104 verfügt über einen Schraubenabschnitt 106 und über einen Überstandabschnitt 108. Ferner weist der Schraubdeckel 104 einen Dichtungsring 116 aus Silikon auf. Der Schraubenabschnitt 106 weist ein Außengewinde 110 auf. Der Überstandabschnitt, der als eine Art Schraubenkopf angesehen werden kann, verfügt über zwei Ausformungen, die beide dem Öffnen dienen, nämlich außen eine hohe Rändelung für das manuelle Öffnen und innen eine Aussparung für die Öffnung mittels Schraubenschlüssel. Ferner verfügt der Schraubdeckel 104 aus dem Stand der Technik über eine Aussparung 112, die sich koaxial zu einer Längsachse des Schraubdeckels erstreckt. Diese Aussparung 112 ist im Überstandabschnitt 108 angeordnet und weist ein Mitnahme-Innenprofil auf, welches durch die Linien 114 angedeutet wird. Dieses Mitnahme-Innenprofil 114 erstreckt sich entlang der Aussparung 112 und damit lediglich entlang des Überstandabschnitts 108. Ferner ist aus dem Stand der Technik auch Schraubröhrchen 102 für Biomaterial bekannt. Schraubröhrchen 102 ist ausgelegt, vom Schraubdeckel 104 verschlossen zu werden. Schraubröhrchen 102 weist hierbei einen Hohlzylinderabschnitt 122 mit einem Innengewinde 124 auf. Das Innengewinde 124 ist typischerweise mehrere Millimeter vom offenen Ende des Hohlzylinders 122 entfernt.
  • Der erfindungsgemäße Schraubdeckel 4 ist gemäß Figuren 2, 3, 4, 5a, 5b und 5c von den Schraubdeckeln 104 aus dem Stand der Technik zu unterscheiden. Ebenso ist das erfindungsgemäße Schraubröhrchen gemäß Figuren 2 und 6 von den Schraubröhrchen 102 aus dem Stand der Technik zu unterscheiden.
  • Schraubdeckel 4 eignet sich zum Verschließen eines Schraubröhrchens 2 für Biomaterial. Der Schraubdeckel 4 verfügt über einen Schraubenabschnitt 6. Dieser Schraubenabschnitt 6 ist zylindrisch ausgestaltet und weist ein Außengewinde 10 an einem Längsende auf. Ferner definiert der Schraubenabschnitt 6 eine Längsachse.
  • Weiter verfügt der erfindungsgemäße Schraubdeckel 4 über einen Flanschabschnitt 8, der sich an den Schraubenabschnitt 6 anschließt. Der Flanschabschnitt kann als Schraubenkopf mit niedriger Rändelung verstanden werden. Auch der Flanschabschnitt 8 ist im Wesentlichen zylindrisch geformt. Abgesehen vom Außengewinde 10 weist der Schraubenabschnitt 6 vorzugsweise einen konstanten äußeren Durchmesser auf. Ebenso weist Flanschabschnitt 8 typischerweise einen konstanten äußeren Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser des Schraubenabschnitts 6. Dies ist unter anderem in Figuren 3 und 4 zu sehen.
  • Fig. 4 zeigt hierbei eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Schraubdeckels 4. Die grobschraffierte Fläche zeigt hierbei die Schnittebene durch den Schraubdeckel 4. Die Fläche 12 zeigt eine Fläche des Schraubdeckels 4, die in Bezug auf die Schnittebene zurückversetzt ist. In Figuren 1c, 1d, und 6 sind einige Flächen, die gegenüber der Schnittfläche zurückversetzt sind, feinschraffiert. Weiter sind auch Aussparung 112 in Fig. 1d sowie Aussparungen 12 in Fig. 5a bis 5c gegenüber der Schnittfläche rückversetzt.
  • Aus Figuren 3, 4 und 5a-5c wird ferner ersichtlich, dass der Schraubdeckel 4 eine Aussparung 12 aufweist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, verläuft diese Aussparung 12 koaxial zu der Längsachse, die durch den zylindrischen Schraubenabschnitt 6 definiert ist. Wie ferner insbesondere durch Fig. 4 ersichtlich ist, erstreckt sich die Aussparung längs sowohl durch den Flanschabschnitt 8 als auch zumindest teilweise entlang des Schraubenabschnitts 6.
  • Weiter weist die Aussparung 12 ein Mitnahme-Innenprofil auf, das in Fig. 4 durch Linien 14 angedeutet ist. Dieses Mitnahme-Innenprofil ist für das Öffnen und das Schließen mit einem entsprechenden Schlüssel ausgelegt bzw. geeignet. Weiter erstreckt sich dieses Mitnahme-Innenprofil, wie durch Strukturen 14 angedeutet, axial zumindest teilweise entlang des Schraubenabschnitts 6.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass sich dieses Mitnahme-Innenprofil auch zumindest teilweise entlang des Flanschabschnitts 8 erstreckt.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann sich dieses Mitnahme-Innenprofil auch entlang der gesamten Längsrichtung der Aussparung 12 erstrecken. Das heißt insbesondere entlang des gesamten Abschnitts der Aussparung 12, die sich entlang des Flanschabschnitts 8 erstreckt und entlang des gesamten Abschnitts, der sich entlang Schraubenabschnitt 6 erstreckt.
  • Ebenso erlaubt es eine weitere Ausführungsform aber auch, dass sich das Mitnahme-Innenprofil nicht entlang des gesamten Flanschabschnitts 8 erstreckt, sondern dass es beabstandet von einem Ende des Flanschabschnitts 8 endet, insbesondere beabstandet zu einer Oberfläche bzw. Oberseite 18 des Flanschabschnitts 8. Im Gebrauch, d.h. wenn der Schraubdeckel 4 auf ein Schraubröhrchen 2 geschraubt ist, ist die Aussparung 12 lediglich zu einer Seite hin "offen", nämlich nach "außen" , nicht jedoch nach "innen", also nicht hin zu einem Innenvolumen des Schraubröhrchens.
  • Durch die vorbeschriebenen Maßnahmen kann der Materialaufwand bei den erfindungsgemäßen Röhrchen und Deckeln verringert werden. Weiter können auch artifizielle Probenverluste vermieden bzw. verringert werden. Diese können insbesondere dadurch verringert bzw. vermieden werden, dass der Schraubenabschnitt 6 keine Aussparung aufweist, die sich auf der Seite öffnet, die dem Flanschabschnitt in Längsrichtung gegenüberliegt, d.h. keinen Hohlraum aufweist, der im Gebrauch im Innenraum des Röhrchens angeordnet ist. Ist dies wie bei den Schraubdeckeln aus dem Stand der Technik der Fall, so kann sich Flüssigkeit darin ansammeln, die beim Öffnen verloren gehen kann.
  • In anderen Worten kann der Schraubdeckel 4 auch als Drehverschluss verstanden werden, der in seinem wesentlichen Aufbau einer Schraube entspricht. Das Röhrchen 2 entspricht dann einer Mutter. Das Außengewinde 10, das auch als Drehverschluss-Außengewinde bezeichnet werden kann, entspricht dann einem Schraubengewinde, welches mit dem entsprechenden Innengewinde 36 des Röhrchens 2, das der Schraubenmutter entspricht, eine Verbindung herstellen kann und dann, insbesondere auch mit dem Dichtungsring 16, einen Verschluss, beispielsweise einer Probe, gewährleisten kann.
  • Figuren 5a-5c zeigen mögliche Ausgestaltungen des Mitnahme-Innenprofils, jeweils in einer Draufsicht von oben auf erfindungsgemäße Schraubdeckel 4. Die jeweils schraffierte Fläche 18 bezeichnet jeweils die Oberfläche bzw. Oberseite 18 des Flanschabschnitts 8. Nicht schraffiert ist in diesen Figuren die Aussparung 12. Gemäß Fig. 5a kann das Mitnahme-Innenprofil durch entsprechende Stege 22 ausgebildet sein. Obwohl in Fig. 5a sechs solcher Stege gezeigt sind, ist dem Fachmann klar, dass er ebenso 3, 4, 5, 7, 8 usw. Stege verwenden kann. Ebenso ist es möglich, dass anstelle der Stege 22 entsprechende zurückversetzte Ausnahmen ausgebildet sind (nicht gezeigt).
  • Gemäß Figuren 5b und 5c kann das Mitnahme-Innenprofil aber auch durch entsprechende Ausgestaltung der Aussparung 12 erfolgen. Gemäß Fig. 5b ist die Aussparung 12 als ein Vieleck, hier beispielsweise als ein Achteck 24 ausgebildet. Auch hier wird es dem Fachmann klar sein, dass er beliebig aus verschiedenen, vorzugsweise gleichmäßigen, Vielecken auswählen kann.
  • Fig. 5c zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung des Mitnahme-Innenprofils als achtzackiger Stern 26. Auch hier wird es dem Fachmann einleuchten, dass die Erfindung nicht auf einen achtzackigen Stern beschränkt ist, sondern dass verschiedene vielzackige Sterne verwendet werden können.
  • Weiter kann das integrierte Mitnahmeprofil auch als ein so genanntes Torx-Innenprofil (ein Davidstern-ähnliches Sechsrund) oder als ein so genanntes Torx Plus-Innenprofil ausgestaltet sein. Diese Mitnahmeprofile, wie auch die anderen Beschriebenen, eignen sich für die Verwendung für das Öffnen mit einem entsprechenden Schraubenschlüssel-Außenprofil. Beispielsweise das Torx-Profil und insbesondere das Torx Plus-Profil erlauben auch ein erleichtertes Aufsetzen eines Schraubenschlüssels in einem automatisierten Capper-Decapper-System, insbesondere auch eine gute Kraftübertragung mit hohem Drehmoment. Durch derartige Profilgestaltungen kann das Mitnahme-Innenprofil bei geeigneter Kraftübertragung relativ kurz ausgestaltet sein, was den Material- und Platzbedarf des Röhrchendeckels weiter reduziert. Durch eine hohe Kraft- bzw. Drehmomentsübertragung kann auch das Drehverschluss-Außengewinde relativ kurz ausgestaltet sein. Dies kann zu einer Vergrößerung des Röhrchen-Innenvolumens bei gleicher Außenhöhe oder einer Verringerung der Außenhöhe bei gleichem Röhrchen-Innenvolumen führen.
  • Weiter kann allgemein eine hohe Kraftübertragung mit hohem Drehmoment aber auch die Schließ- und Abdichteigenschaften zwischen dem Außengewinde 10 und einem Innengewinde 36 eines Röhrchens positiv beeinflussen und es daher erlauben, dass diese relativ kurz ausgestaltet sind, beispielsweise für nur ca. eine Umdrehung ausgelegt sind. Dies kann eine weitere Verkürzung der Gesamtlänge bei gleichem Füllvolumen (oder ein höheres Füllvolumen bei gleicher Gesamtlänge) bewirken.
  • Allgemein kann das Mitnahme-Innenprofil vorzugsweise als nach außen gerichtetes Innenprofil verstanden werden. Dieses kann mit einem Capper-Decapper-Schraubenschlüssel geöffnet und geschlossen werden. Besonders bevorzugt eignet sich die Ausgestaltung auch für einen automatisierten Betrieb und kann hierin ganz besonders bevorzugt eine hohe Ausgestaltung des Überstandabschnitts mit Innenprofil, wie im Stand der Technik, ersetzen.
  • Obwohl vorstehend verschiedene bevorzugte Ausgestaltungen des Mitnahme-Innenprofils aufgezeigt wurden, eignet sich grundsätzlich jegliche unrunde Ausgestaltung des Mitnahme-Innenprofils, die das Öffnen und das Schließen mit einem entsprechenden Schlüssel erlaubt, vorzugsweise eignen sich jedoch solche, die eine gute Kraftübertragung mit hohem Drehmoment erlauben.
  • Weiter zeigen Figuren 2, 3 und 4 einen Dichtungsring 16, der vorzugsweise den Schraubenabschnitt 6 umschließt. Typischerweise ist dieser Dichtungsring 16 an dem Bereich des Schraubenabschnitts 6 angeordnet, der nicht das Außengewinde 10 aufweist. Bevorzugt ist Dichtungsring 16 aus Silikon und besonders bevorzugt aus TPE bzw. TPV geformt. Dieser Dichtungsring 16 legt sich in Gebrauch, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen den Flanschabschnitt 8 des Schraubdeckels 4 und den Flanschabschnitt 38 des Schraubröhrchens 2, um die beiden Elemente gegeneinander abzudichten. Der Dichtungsring 16 schließt (wie in Fig. 4 am besten zu sehen ist) in Umfangsrichtung, die senkrecht zur Längsrichtung verläuft, vorzugsweise bündig mit dem Flanschabschnitt 8 ab. Ebenso ist es bevorzugt, dass der Dichtungsring im Gebrauch mit einem Röhrchen 2 bündig mit einem Außenrand des Röhrchens 2, beispielsweise bündig mit einem Flanschabschnitt 38, abschließt.
  • Wie vorstehend erwähnt erstreckt sich die erfindungsgemäße Aussparung 12 und das entsprechende Mitnahme-Innenprofil axial zumindest teilweise entlang des Schraubenabschnitts 6. Dies trägt zu einer kompakten und platzsparenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schraubdeckels 4 bei bzw. ermöglicht diese. Hierbei erstreckt sich das Mitnahme-Innenprofil axial über 30 % bis 99 %, bevorzugt über 50 % bis 90 %, besonders bevorzugt über 60 % bis 80 %, beispielsweise über ca. 70 % des Schraubenabschnitts.
  • Eine geeignete Auswahl dieses Parameters trägt einerseits zu Platzersparnis bei, erlaubt aber andererseits auch eine ausreichende Stabilität des Schraubdeckels und insbesondere des Schraubenabschnitts. Insbesondere ist es besonders bevorzugt, dass es gewährleistet ist, dass der Schraubdeckel 4 sehr geringen Temperaturen für einen sehr langen Zeitraum widerstehen kann, ohne Schaden zu nehmen.
  • Wie in Figuren 3 und 4 gezeigt weist der Schraubenabschnitt 6 des Schraubdeckels 4 ein Außengewinde 10 auf. Dieses ist typischerweise an einem Längsende des Schraubenabschnitts 6 angeordnet. Es ist bevorzugt, dass dieses Außengewinde 10 in etwa für eine Umdrehung ausgelegt ist, beispielsweise für 0,7 bis 1,3 und besonders bevorzugt für 0,9 bis 1,1 Umdrehungen. Diese Ausgestaltung für nur eine geringe Anzahl an Umdrehungen trägt weiter zur Kompaktheit und damit zur Platzersparnis bei. Weiter kann auch die Steilheit des Gewindes eine Rolle spielen.
  • Typischerweise ist Schraubdeckel 4 aus Kunststoff geformt und besonders bevorzugt aus Polypropylen. Dies gewährleistet eine leichte Bauweise des Schraubdeckels 4. Weiter ist ein derartiges Material so widerstandsfähig, dass es die einfache und kompakte Bauweise des Schraubdeckels 4 ermöglicht und daher weiter zur Kompaktheit des Schraubdeckels 4 beiträgt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung richtet sich auf ein Schraubröhrchen 2 für Biomaterialsiehe hierzu vor allem Figuren 2 und 6. Dieses Schraubröhrchen 2 ist ausgelegt, von einem Schraubdeckel 4 wie vorstehend beschrieben verschlossen zu werden. Schraubröhrchen 2 weist einen Hohlzylinderabschnitt 32 auf. Weiter kann Schraubröhrchen 2 auch einen sich an den Hohlzylinderabschnitt 32 anschließenden Verjüngungsabschnitt 34 aufweisen, der sich mit zunehmendem Abstand vom Hohlzylinderabschnitt 32 verjüngt. Weiter weist Hohlzylinderabschnitt 32 ein Innengewinde 36 auf. Dieses Innengewinde ist ausgelegt, mit dem Außengewinde 10 des vorbeschriebenen Schraubdeckels 4 in Eingriff zu sein. Ferner definiert der Hohlzylinderabschnitt 32 von Schraubröhrchen 2 eine Röhrchenachse sowie eine Röhrchenlängsrichtung.
  • Es ist bevorzugt, dass das Innengewinde 36 des Schraubröhrchens 2 in etwa für eine Umdrehung, vorzugsweise für 0,7 bis 1,3 Umdrehungen und besonders bevorzugt für 0,9 bis 1,1 Umdrehungen ausgelegt ist.
  • Wie vorstehend beschrieben ist der erfindungsgemäße Schraubdeckel 4 relativ kompakt ausgestaltet. Insbesondere kann sich das Gewinde 10 lediglich über 3 bis 5 mm erstrecken, beispielsweise über ca. 3,9 mm. Unter anderem, um einen sicheren Eingriff zwischen dem Außengewinde 10 des Schraubdeckels 4 und dem Innengewinde 36 des Hohlzylinderabschnitts 32 zu gewährleisten, ist es bevorzugt, dass sich das Innengewinde 36 des Hohlzylinderabschnitts 32 des Schraubröhrchens 2 in der Längsrichtung des Schraubröhrchens 2 in die Nähe eines Endes des Hohlzylinderabschnitts 32 erstreckt. Nähe soll in diesem Zusammenhang einen Abstand von nicht mehr als 3 mm, vorzugsweise von nicht mehr als 2 mm, besonders bevorzugt von nicht mehr als 1 mm und insbesondere von nicht mehr als 0,5 mm bezeichnen. Dies ist in Fig. 6 dargestellt, in der sich Innengewinde 36 bis in die Nähe des oberen Endes von Hohlzylinderabschnitt 32 erstreckt. Allgemein handelt es sich bei diesem Ende um ein offenes Ende des Schraubröhrchens 2.
  • Ferner ist es weiter bevorzugt, dass sich an einem Ende des Hohlzylinderabschnitts 32 des Schraubröhrchens 2 ein Flanschabschnitt 38 anschließt. Dieser kann beispielsweise zu einer Flächenvergrößerung führen, was ein Abdichten zwischen dem Schraubröhrchen 2 und dem Schraubdeckel 4 weiter erleichtert.
  • Typischerweise weist das Schraubröhrchen Kunststoff auf und ist besonders bevorzugt aus einem Kunststoff gebildet bzw. besteht daraus. Ein typischer Kunststoff, der hierfür verwendet werden kann, ist Polypropylen.
  • Weiterhin umfasst die Erfindung, wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt, auch ein System, das einerseits einen Schraubdeckel 4 und andererseits ein Schraubröhrchen 2 aufweist. Es ist bevorzugt, dass in diesem System Schraubdeckel 4 und Schraubröhrchen 2 die gleichen Materialien aufweisen und besonders bevorzugt aus den gleichen Materialien bestehen. Dies kann beispielsweise daher vorteilhaft sein, dass in diesem Fall Röhrchen 2 und Deckel 4 gleiche bzw. ähnliche Temperaturausdehnungskoeffizienten haben. Dies kann dann besonders wichtig sein, wenn derartige Röhrchen und Proben bei sehr niedrigen Temperaturen verwendet werden. Hierdurch kann auch unter extremen Bedingungen eine geeignete Abdichtung zwischen Röhrchen 2 und Deckel 4 erreicht werden. Insbesondere ermöglicht auch dies eine besonders kompakte Ausgestaltung des Röhrchens 2 und insbesondere des Deckels 4.
  • Wie insbesondere Figuren 2 und 6 zu entnehmen ist, weist Schraubröhrchen 2 einen sich verjüngenden Abschnitt 34 an einem unteren Ende auf. Dies erlaubt die Aufnahme von derartigen Röhrchen 2 in eine geeignete Aufbewahrungsvorrichtung und dient weiter der möglichst rückstandsfreien Probenaufnahme beim Abpipettieren des Inhalts. Eine solche Aufbewahrungsvorrichtung ist typischerweise zur Aufnahme von mehreren Schraubröhrchen 2 ausgelegt.
  • Weiter ist die Vorrichtung derart ausgelegt, dass die aufgenommenen Schraubröhrchen 2 in ihrer Längsrichtung in etwa mit einem flächigen Endabschnitt der Aufbewahrungsvorrichtung bündig abschließen. Vorzugsweise ist dieser bündige Abschluss dergestalt, dass zwischen den aufgenommenen Schraubröhrchen 2 und dem flächigen Endabschnitt der Aufbewahrungsvorrichtung ein Abstand besteht, der kleiner ist als 3 mm, vorzugsweise ein Abstand, der kleiner ist als 2 mm, und besonders bevorzugt ein Abstand, der kleiner ist als 1 mm. Beispielsweise kann der Abstand ca. 0,6 mm sein. Eine derartige Aufbewahrungsvorrichtung für Schraubröhrchen 2 trägt weiter zur Kompaktheit in der Lagerung der Schraubröhrchen 2 bei und reduziert weiter den benötigten Platz hierfür.
    • Nummerischer Vergleich eines Ausführungsbeispiels mit dem Stand der Technik
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schraubdeckels und des erfindungsgemäßen Schraubröhrchens mit einem Schraubdeckel und einem Schraubröhrchen aus dem Stand der Technik verglichen. Bei dem Schraubröhrchen bzw. dem Tube aus dem Stand der Technik handelt es sich um das sogenannte "0,5ml Screw Cap Tube" der Firma Micronic. Tabelle 1 gibt die Maße eines Prototyps der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit dem "0,5 ml Screw Cap Tube" der Firma Micronic wieder. Tabelle 1: Vergleich der Maße eines Prototyps der vorliegenden Erfindung mit einem Beispiel aus dem Stand der Technik.
    Alle Messwerte zu 1. und 2. wurden mit Schublehre ermittelt, 3.1. wurde ermittelt über Pipettierung von Wasser, 3.2. über Multiplikation von 3.1. mit Faktor 0,917149.
    Parameter Vorliegende Erfindung Micronic 0,5ml Screw Cap tube
    verkürzend 'Röhrchen' für 'Schraubröhrchen', 'Deckel' für 'Schraubdeckel' Herstellerangabe Eigene Messung
    1. Höhen bzw. Längen in Längsrichtung
    1.1. mm Höhe Röhrchen ohne Deckel 14,7 18,5 18,49
    1.2. mm Höhe Deckel 6,6 14,3
    1.2.1. mm Höhe Schraubenabschnitt des Deckels 4,68 7,1 7,25
    1.2.1.1. in 1.2.1. enthaltene mm Höhe Dichtungsring 0,7 1,75
    1.2.2. mm Höhe Flanschabschnitt bzw. Überstandabschnitt des Deckels (gemessen nach Entfernung des Dichtungsringes) 1,9 7,2 6,95
    1.2.3. mm innere Höhe Mitnahmeprofil 5,2 5,99 (Rand) - 6,82 (Zentrum)
    1.2.4. mm Überlapp des Mitnahmeprofils mit dem Schraubenabschnitt in Längsrichtung (ermittelt aus 1.2.3. und 1.2.2.) 3,3 0
    1.3. mm Gesamthöhe Röhrchen mit Deckel freistehend 17,3 26,5 26,2
    1.4. mm Gesamthöhe Röhrchen mit Deckel in Aufbewahrungsvorrichtung 17,9 29,5 29,5
    2. Durchmesser
    2.1.1. mm lichter Durchmesser Röhrchen am oberen Ende 6,18 6,80
    2.1.2. mm äußerer Durchmesser Röhrchen am oberen Ende 8,66 8,66
    2.2.1. mm Durchmesser Schraubenabschnitt des Deckels 5,95
    2.2.2. mm Durchmesser Flanschanteil des Deckels 8,67 8,4
    2.2.3. mm lichter Durchmesser des Mitnahmeprofils 3,66 5,56 - 6,76
    3. Volumina
    3.1. µl max. Füllungsvolumen bis Unterkante Deckelaußengewinde 220
    3.2. µl max. Arbeitsvolumen bei Raumtemperatur, errechnet aus 3.1. 202 190
  • Als erster Wert, der verglichen wird, ist die Höhe des Schraubröhrchens ohne den Schraubdeckel genannt (1.1.). Obwohl die Schraubröhrchen in etwa gleiche Volumina an Flüssigkeit aufnehmen können, ist bereits das Schraubröhrchen des Prototyps der Erfindung 3,8 mm kürzer als das Schraubröhrchen aus dem Stand der Technik. Dies ist unter anderem auf die kompaktere Ausgestaltung des erfmdungsgemäßen Schraubdeckels und insbesondere die kompaktere Ausgestaltung des Außengewindes des Schraubdeckels zurückzuführen. Hierdurch wird weniger Volumen des Schraubröhrchens für die Aufnahme des Außengewindes des Schraubdeckels benötigt. Bei in etwa gleichen Arbeitsvolumina führt dies zu einer geringeren Höhe des Schraubröhrchens.
  • Weiter weist auch der Schraubdeckel gemäß des Prototyps der Erfindung nach Parameter 1.2. eine deutlich geringere Höhe auf als der Schraubdeckel aus dem Stand der Technik. Dies wird durch die Maßnahmen erreicht, wie vorstehend im allgemeinen Teil der Beschreibung und in der Figurenbeschreibung diskutiert.
  • Gemäß Parameter 1.2.2. weist der Flanschabschnitt des vorliegenden Prototyps in Längsrichtung eine Höhe von ca. 1,9 mm auf, gegenüber ca. 7,0 mm des Überstandabschnitts im Stand der Technik. Dies führt zu einer weiteren Reduktion der Gesamthöhe des Schraubröhrchens mit Schraubdeckel, wenn dieser Schraubdeckel festgeschraubt ist, wie in Parameter 1.3. in obiger Tabelle wiedergegeben.
  • Weiter sei auf die vormals diskutierte erfindungsgemäße Aufbewahrungsvorrichtung verwiesen. Diese ist insbesondere dergestalt ausgestaltet, dass die aufgenommenen Schraubröhrchen in etwa bündig mit einem Endabschnitt der Aufbewahrungsvorrichtung abschließen. Gemäß dem in obiger Tabelle wiedergegebenen Ausführungsbeispiel bedeutet dies insbesondere, dass die Gesamthöhe aus Schraubröhrchen mit Schraubdeckel in der Aufbewahrungsvorrichtung (1.4.) nur unwesentlich (und im vorliegenden Beispiel nur um 0,6 mm) größer ist als die Gesamthöhe des freistehenden Schraubröhrchens mit Schraubdeckel (1.3.). Im Vergleich dazu weist der Stand der Technik einen zusätzlichen Abstand von 3,3 mm auf.
  • Die letzten beiden Parameter in obiger Tabelle 1 geben die Füllvolumina der Röhrchen wieder. Für das Schraubröhrchen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ergibt sich das maximale Arbeitsvolumen hierbei aus dem über Pipettierung ermittelten maximalen Füllungsvolumen bis zur Unterkante des Schraubenabschnitts des Schraubdeckels geteilt durch den Faktor 1,0903355. Dieser trägt dem Umstand Rechnung, dass wässrige Flüssigkeiten, die typischerweise bei Raumtemperatur in die Schraubröhrchen gefüllt werden, einer Ausdehnung unterliegen, wenn der Wasseranteil gefriert.
  • Weiter zeigen Herstellerangaben und eigene Messungen, dass sich der Schraubenabschnitt 106 mit Außengewinde 110 im konventionellen Drehverschluss von Micronic über 7,1 mm (Herstellerangabe) bzw. 7,25 mm (eigene Messung) erstreckt (vgl. Figuren 1b und 1d) und sich der Überstandabschnitt 108 mit Aussparung 112 und Mitnahme-Innenprofil 114 über 7,2 mm (Herstellerangabe) bzw. 6,95 mm (eigene Messung) erstreckt. Das heißt diese genannten Anteile stellen jeweils annähernd 50 % der Gesamthöhe des Drehverschlusses bzw. des Schraubdeckels 104 dar. Bei dem Schraubröhrchen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung macht der Flanschabschnitt 8 hingegen weniger als 30 % der Gesamtlänge des Schraubdeckels aus, insbesondere da das Mitnahmeinnenprofil hierbei mit dem Schraubenabschnitt in Längsrichtung überlappt, wie durch Parameter 1.2.4. wiedergegeben.
  • Weiter sei auf Parameter 2.1.1. und 2.1.2. verwiesen. Gemäß diesen bildet ein Längsende ("das obere Ende") des erfindungsgemäßen Prototypröhrchens einen (8,66 mm - 6,18 mm):2 = 1,24 mm breiten Ring bzw. einen Flanschabschnitt, der eine Kontaktfläche und damit Dichtungsfläche zwischen Tube, Schraubdeckel und einem dazwischen liegenden Dichtungsring darstellt. Dieser Materialring ist breiter als im Stand der Technik. Die genannte Dichtungsfläche bestimmt zusammen mit dem Drehmoment und dem Material des Dichtungsringes den Grad der Abdichtung von Tube-Inhalt zu Tube-Umgebung. Auch diese Ausgestaltung kann durch ihre bessere abdichtende Wirkung dazu beitragen, dass beispielsweise das Gewinde kürzer ausgestaltet sein kann, ohne dass die gesamthafte Abdichtwirkung zu sehr verringert wird, und damit zur Material- und Größeneinsparung beitragen kann.
  • Aus 2.2.1. und 2.2.3. ergibt sich eine Wandstärke des Schraubenabschnitts zwischen Gewinde und Mitnahmeprofil, d.h. eine Stärke der Wand des Mitnahmeprofils im Bereich des Schraubenabschnitts von (5,95 mm - 3,66 mm):2 = 1,15 mm, was weiter zu einer geeigneten Gewindestabilität beiträgt und den Überlapp zwischen Mitnahmeinnenprofil und Schraubenabschnitt ermöglicht bzw. begünstigt.
  • Hinzu kommt, dass das im Gebrauch zum Innenvolumen des Röhrchens bzw. zum Innenvolumen des Tubes gerichtete Teilstück des Außengewindes des Schraubdeckels im Stand der Technik von Micronic zum Innenvolumen des Röhrchens hin hohl ist. Dieser Hohlraum ist zum einen nicht nutzbarer und damit in der Probenlagerung verschwendeter Raum, zum anderen zugleich eine Artefaktquelle insoweit, als flüssiger Röhrcheninhalt (vor bzw. nach eventuellem Tieffrieren) zum Beispiel durch Schütteln in diesen Hohlraum gelangen und damit einer Nutzung verloren gehen kann.
  • Im Vergleich zu obigen Dimensionierungen von aus dem Stand der Technik bekannten Schraubdeckeln ist die Höhe des Schraubdeckels gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung lediglich 6,6 mm, mithin um 54% reduziert gegenüber dem Stand der Technik von Micronic. Die wesentliche Reduzierung dieser Höhe wird unter anderem durch den Überlapp in Längsrichtung zwischen dem Schraubenabschnitt mit Außengewinde einerseits und der Aussparung mit Mitnahme-Innenprofil andererseits erreicht.
  • Im Ergebnis wird der Raumbedarf des erfindungsgemäßen Röhrchens in der Aufbewahrungsvorrichtung um über 39 % gegenüber dem Stand der Technik von Micronic reduziert. Dies führt zu einer erheblichen Reduktion des Größenbedarfs und/oder der Zahl an Lagerungsbehältern. Da derartige Proben typischerweise gekühlt werden müssen, und zwar gegenüber Raumtemperatur um bis zu über 210°K, führt dies direkt auch zu einer Reduktion des zu kühlenden Volumens bzw. der zu kühlenden Masse. Daher muss für die Kühlung weniger Stickstoff verwendet werden, und zwar bei epidemiologischen Kohortenstudien über Zeiträume von 20 bis über 30 Jahren. Der erheblichen Verminderung von Energieverbrauch (und damit auch Energiekosten) geht parallel eine erhebliche Verminderung der Umweltbelastung im Rahmen großer, über Dekaden verlaufender epidemiologischer Kohortenstudien. Schließlich kann hierdurch entsprechend der verminderten Zahl und Größe der Lagerungsgefäße auch das Lagergebäude einschließlich der bauseitigen Infrastruktur für die Lagerung (u.a. Sicherheitsvorkehrungen und Energie-aufwändige Klimatisierung von Räumen, in denen Stickstoff freigesetzt wird) kleiner ausgestaltet werden als es notwendig wäre, wenn man Schraubröhrchen und Schraubdeckel aus dem Stand der Technik verwendete.

Claims (11)

  1. Verwendung eines Schraubdeckels zum Verschließen eines Schraubröhrchens für Biomaterial zur gekühlten Lagerung, wobei der Schraubdeckel aufweist
    einen zylindrischen Schraubenabschnitt (6), der ein Außengewinde (10) aufweist, wobei der zylindrische Schraubenabschnitt (6) eine Längsachse festlegt,
    einen Flanschabschnitt (8), der sich an den Schraubenabschnitt (6) anschließt, wobei der Flanschabschnitt (8) im Wesentlichen zylindrisch ist und einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Schraubenabschnitt (6),
    wobei die Gesamtlänge des Schraubdeckels die Summe der Längen des Schraubenabschnitts und des Flanschabschnitts ist und der Quotient zwischen der Länge des Schraubenabschnitts und der Länge des Flanschabschnitts zwischen 1,4 und 3,4 liegt,
    eine Aussparung (12) koaxial zur Längsachse, die sich längs durch den Flanschabschnitt (8) und zumindest teilweise entlang des Schraubenabschnitts (6) erstreckt,
    wobei die Aussparung (12) ein Mitnahme-Innenprofil aufweist, das für das Öffnen und Schließen mit einem entsprechenden Schlüssel geeignet ist,
    wobei sich das Mitnahme-Innenprofil axial zumindest teilweise entlang des Schraubenabschnitts (6) erstreckt, wobei sich das Mitnahme-Innenprofil axial über 30 % bis 99 % des Schraubenabschnitts (6) erstreckt.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Außengewinde in etwa für 0,7 bis 1,3 Umdrehungen ausgelegt ist.
  3. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schraubdeckel in Längsrichtung entlang der Längsachse eine Gesamtlänge zwischen 5,2 mm und 8,0 mm hat.
  4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Länge des Flanschabschnitts zwischen 1,4 mm und 2,4 mm liegt.
  5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Außengewinde in Längsrichtung über 70 % bis 100 % der Länge des Schraubenabschnitts erstreckt.
  6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schraubdeckel Kunststoff aufweist.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei der Schraubdeckel Polypropylen aufweist.
  8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schraubdeckel zusätzlich einen Dichtungsring aus Silikon, TPE oder TPV aufweist.
  9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Schraubröhrchen für Biomaterial, wobei das Schraubröhrchen einen Hohlzylinderabschnitt aufweist mit einem Innengewinde, das ausgelegt ist, mit dem Außengewinde des Schraubdeckels in Eingriff zu sein und wobei der Hohlzylinderabschnitt eine Röhrchenachse und eine Röhrchenlängsrichtung festlegt.
  10. Verwendung nach Anspruch 9, wobei der Schraubdeckel aus dem gleichen Material gebildet ist wie das Schraubröhrchen.
  11. Verwendung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Schraubröhrchen Polypropylen aufweist.
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