WO2005116183A2 - Reaction vessel, the production and the use thereof - Google Patents

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WO2005116183A2
WO2005116183A2 PCT/EP2005/005102 EP2005005102W WO2005116183A2 WO 2005116183 A2 WO2005116183 A2 WO 2005116183A2 EP 2005005102 W EP2005005102 W EP 2005005102W WO 2005116183 A2 WO2005116183 A2 WO 2005116183A2
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reaction vessel
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reaction
vessel wall
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Helmut Herz
Klaus Kaufmann
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Thermo Electron (Oberschleissheim) Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a reaction vessel with a vessel wall and an opening extending around its main vessel axis as well as the use and a manufacturing method for such a reaction vessel.
  • reaction vessels are used, for example, in combinatorial chemistry and drug discovery and are usually elongated cylindrically shaped beakers open at the top.
  • the best known form of a reaction vessel is the test tube with a rounded bottom.
  • the reaction vessels commonly used in drug discovery today mostly have flat vessel bottoms, since it is easier to arrange samples on the flat vessel bottoms.
  • reaction blocks or bioreactors are used in reaction blocks or bioreactors, as are known, for example, from WO 02/14539 A1.
  • the samples in the reaction vessels are synchronously defined reaction conditions, e.g. exposed to different temperatures with a certain gas supply.
  • the temperature ranges, e.g. thermal blocks surrounding the reaction vessels can range from less than -80 ° C to more than +200 ° C, with the vessel bottoms usually being heated and the upper vessel areas being cooled.
  • the samples in these devices are also e.g. mixed by agitators and, if necessary, can already be analyzed in the reactors by measuring systems.
  • the reaction vessels are used in mounts or tight-fitting recesses or bores of the thermoblocks, the sample vessels being held in the vertical direction in that they either stand on their vessel bottom or are suspended from an edge that protrudes in the region of the vessel opening.
  • the mostly upward-facing vessel openings of the reaction vessels are closed by lids, closures or plugs. So that there is the possibility of intervention or the supply of gases to the reaction vessels, for example, during operation in the reactors, openings, flaps or gastight slotted membranes are arranged in the covers through which, for example, feed lines, sensors, stirrer drives, etc. are guided or Substances can be introduced or removed.
  • the vessel openings are enclosed by gas lids, so that the samples or media in the vessel can be gassed or the vessel openings can be flushed with gas, such as an inert gas.
  • gas such as an inert gas
  • the invention is therefore based on the object of specifying an improved sealing of the reaction vessels.
  • reaction vessel according to claim 1 This object is achieved with the reaction vessel according to claim 1, the reaction vessel according to claim 10 and the use of the reaction vessel according to claim 20 and the reaction vessel produced according to claim 21. Further preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.
  • the invention thus relates to a basically known reaction vessel, with a vessel wall and an opening extending around its main vessel axis.
  • the vessel wall is understood to mean an enclosure which forms an arbitrarily shaped vessel and which, in the case of a cup, thus includes both the vessel side wall and the vessel bottom.
  • the main axis of the vessel is the axis that runs through the center of gravity of the vessel opening and the center of gravity of the vessel. In the case of rotationally symmetrical vessels, this is the axis of symmetry which, in the case of an elongated cylindrical cup, extends through its center of gravity parallel to the longitudinal outside of the cylinder.
  • the opening itself can extend over the entire cross-sectional width or only parts of a vessel side. In the case of beaker-like reaction vessels, the opening extends over the entire cross-sectional width and therefore also has the diameter of the vessel. However, embodiments with a smaller opening are also conceivable, in which the cup-like reaction vessel has a perforated lid.
  • the reaction vessel according to the invention differs from the known reaction vessels in that it has at least one spring element arranged on an outside of the vessel wall and acting in the direction of the main vessel axis, which is connected in one piece to the vessel wall.
  • the invention has the advantage that several vessels can be sealed tightly in a simple manner via a common lid.
  • the contact pressure is approximately the same for all vessels. Tolerances are also compensated for.
  • the reaction vessel is at least partially supported on the holder by the at least one spring element. Unlike previously, the reaction vessel is therefore not held or stored as rigidly as possible but deliberately movable. This has the advantage that the reaction vessel can still move in the holder at least in the direction of the main vessel axis. Due to the spring force of the spring element, the reaction vessel is therefore pressed away from the holder against the cover relative to a cover placed on the opening. This already considerably improves the sealing of the reaction vessel compared to a rigidly held reaction vessel.
  • the reaction vessel can also change in its angular position. So e.g. If the lid is pressed obliquely onto the edge of the vessel surrounding the vessel opening, the vessel will adapt to the angular position of the lid. This ensures that, even in the event of deviations in the angular positions of the two sealing sides to be brought into active connection with one another, that is to say the lid sealing surface and the vessel sealing surface, both surfaces always lie closely against one another and an optimal seal is thus achieved.
  • a spring element extending and acting in the direction of the main vessel axis, such as e.g. a spiral spring, there is also the effect that the vessel does not slide completely into the recess, but rather is kept resiliently spaced from the bottom or the upper edge of the recess.
  • the spring element so to speak, presses the vessel away from the holder in the direction of its main vessel axis, so that the reaction vessel protrudes in the direction of its main vessel axis in comparison to an unsprung reaction vessel in relation to the recess or the holder. This makes it easier to remove the spring element.
  • the spring elements are integrally connected, for example by injection molding, casting, welding or molding, in one piece with the vessel wall. This enables the spring elements to be fastened well to the outside of the vessel wall. It is irrelevant where the spring elements are arranged on the outside of the vessel wall. For example, the springs can sit under the bottom of the vessel or anywhere on the side wall of the vessel.
  • the spring element is a resilient tongue projecting outward from the vessel wall.
  • the simplest embodiment of such a spring element is therefore simply an elongated, resilient, rigid element attached to the wall of the vessel. This then develops a resilient effect due to its lower bending stiffness compared to the vessel wall.
  • Such spring tongues can be attached to the vessel wall very simply and inexpensively.
  • the spring element is a bending strip held on two sides. It is therefore an elongated component, also referred to as a bending beam held on two sides, with a flat cross-sectional profile, the narrower cross-sectional side specifying the main bending direction, that is, the direction of action of the spring. Bending strips are also easy to manufacture, but have a better fastening than a spring tongue held on one side.
  • the spring element preferably has at least one pressure piece extending in the direction of the main vessel axis.
  • the pressure piece specifies a support point for the spring element and can expediently be designed as an elevation on the spring element. This pressure piece point-like force into the 'spring element then takes place. If the reaction vessel with the at least one spring on its outside is inserted into a recess for holding purposes, the reaction vessel is supported by the pressure piece on the spring element at the edge or on the bottom of the recess. Therefore, the pressure piece is preferably designed as a pin extending in the direction of the main vessel axis and connected in one piece to the spring element. The pressure piece thus serves to introduce force and to define a stroke by which the reaction vessel protrudes in the direction of the main vessel axis relative to the holder.
  • the bending strip preferably corresponds to the peripheral shape of the reaction vessel. So it can be guided around the outside of the vessel wall or be designed on the underside of a vessel bottom following this.
  • the bending strip is at least a section of a circular ring, for example a quarter circular ring. It is only important that the bending strip roughly follows the circumferential shape, for example as a circular ring section with a slightly elliptical cross section. Of course, angular circumferential shapes are also feasible, in particular polygonal shapes, the strip then being designed to be angled accordingly. It is often advantageous that the at least one spring element is not attached to the bottom of the vessel but to the side wall of the vessel wall.
  • the vessel wall preferably has an outwardly projecting edge on which the at least one spring element is arranged.
  • this projecting edge is expediently arranged on the uppermost side in the area of the vessel opening.
  • this protruding edge is also expedient to arrange this protruding edge at the bottom in the region of the bottom of the vessel. The protruding edge not only takes over the mounting of the spring element but also serves as a handle on which the vessel can be pulled out of a recess.
  • three spring elements are arranged distributed over the circumference of the vessel wall. These can be attached, for example, to the bottom of the vessel or to the side wall of the vessel or the protruding edge.
  • the triple support of the reaction vessel results in a statically determined resilient mounting, which means that the reaction vessel does not tilt when the spring elements are sufficiently rigid.
  • the reaction vessel can be pressed or pulled in any direction, however, essentially in its main vessel axis, without the reaction vessel tipping over. This means that with regard to its tilting stability, it does not matter how the reaction vessel is pressed or in which direction the reaction vessel is pressed, it will not fall over. If the three spring elements are attached to the protruding edge, it is even no longer necessary for the reaction vessel to abut a recess somewhere in the region of its side wall in order to be sufficiently stabilized. Thus, this statically determined resilient mounting leads to the greatest possible free space for the reaction vessel with regard to its angular position adjustment compared to a sealing element applied to the opening for sealing.
  • the three spring elements are arranged in segments on the edge of the vessel wall and surrounded on their outer sides by a protective ring.
  • This embodiment has the advantage that the spring elements themselves form a resilient edge and are well protected against damage. These spring segments are also particularly easy to produce.
  • the spring elements With an outwardly projecting annular edge on the vessel wall, the spring elements can be formed by slots running in the circumferential direction or by slots running radially in the direction of the main vessel axis. The spring segments are then either simply held radial segments or double held circumferential segments, which are surrounded on the outside by a protective ring to protect them from breaking off.
  • This also has the advantage that, for example, injuries to the operating personnel can occur very sharp-edged spring elements can be excluded.
  • the slots required for this can be formed particularly easily, for example in a casting mold, by appropriately shaped elevations in the edge area.
  • positioning means for the positional alignment of the vessel are also arranged on the vessel wall, preferably on its protruding edge.
  • the positioning means are expediently coding lugs and coding notches which are in engagement with corresponding counterparts, for example a holder, or adjacent reaction vessels.
  • the reaction vessel introduced into a reaction block is always brought into an orientation that is the same with respect to the angular position by these positioning means.
  • Several reaction vessels can also be easily aligned with one another via the positioning means.
  • the positioning means of adjacent reaction vessels are brought into engagement and the reaction vessels against one another in their position, e.g. fixed with tape. It is also expedient to design the positioning means as a coupling so that the vessels can be chained to one another.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a reaction vessel with an at least partially translucent vessel wall, in which the vessel wall has at least one optical lens in the translucent area.
  • This lens is used for the optical evaluation of the reaction processes taking place in the reaction vessel and changes on the samples.
  • fluorescent reaction substances can be attached to the vessel wall in the area of the lens and can be irradiated with light from outside through the lens for oxygen or CO 2 measurement.
  • Such analysis methods are described, for example, in WO 02/14539 A1.
  • part of the measuring device namely the optics
  • part of the measuring device is attached directly to the reaction vessel. If the reaction vessel is now closed in a gastight manner with a lid, it is no longer necessary to take the orientation of the vessel with respect to the optical measuring devices into account when closing the reaction vessel. Sealing is therefore given top priority, which improves it.
  • the loading of the reaction vessels with sample material is simplified, since the lenses clearly show where the sample material, namely in front of the lens, has to be arranged. This significantly improves the measurement results.
  • the height of the reactor is also reduced, since the distance between the lens and the sample material becomes smaller, while the light yield increases as a result of the lens being integrated into the vessel wall.
  • the lens is preferably arranged in a region of the vessel wall forming a vessel bottom. This is as flat as possible in order to simplify the arrangement of sample material. chen.
  • the optical measuring devices such as light emitting diodes (LED) and the like can thus be arranged below the reaction vessel. On the one hand, this enables a complete lateral covering of the reaction vessel, for example with thermoblocks, and on the other hand, the arrangement of several vessels in rows and columns next to each other.
  • the lens is best connected in one piece to the vessel wall, for example cast onto the vessel wall. This results in a homogeneous and stable connection between the lens and the vessel wall, which means that no optical errors from reflections occur in the area of the attachment of the lens.
  • the lens is glued to the vessel wall.
  • particularly high-quality lenses made of glass can be glued to a plastic tube wall.
  • the lens preferably has a convex lens contour which is suitable for the customary optical evaluation and measurement methods.
  • the lens contour expediently extends on the outside of the vessel wall, as a result of which a smooth wall surface results in the interior of the vessel. Particularly when the lens is attached to the bottom of the vessel, it is easily possible because of the then smooth bottom of the vessel to align and fasten the sample materials on the bottom of the vessel exactly above the lens.
  • two lenses are arranged on the wall of the vessel at a defined distance from one another. This makes it possible to arrange at least two different optical evaluation and measuring devices below or next to the reaction vessel. Measurements with different light spectra can also be carried out if, for example, a red light-emitting diode is arranged in the reaction vessel and a blue light-generating and UV-light-emitting diode is arranged below on the bottom of the vessel.
  • the vessel wall is translucent and is light-scattering around the lenses. This serves to reduce stray light that, for example, penetrates from the outside or comes from a second adjacent measuring head.
  • the area around the lenses is expediently made matt, so that the light penetrating through this area of the vessel wall is refracted several times.
  • the bottom of the vessel is pretreated on the inside at least in some areas with plasma. This guarantees good adhesion of the sample materials inside the reaction vessel, so that the samples are stirred with stirring bars without the reaction substances moving away from these areas.
  • the reaction vessel for lateral storage from the outside is acted upon by at least one outer wall segment which acts resiliently on the vessel wall.
  • the resilient outer wall segment expediently forms, together with at least one rigid but preferably also resilient counterpart, a recess in which the reaction vessel is held on its side wall and the diameter of which is variable from a smaller than the outer diameter of the vessel to a corresponding one.
  • Particularly advantageous is an embodiment with four outer wall segments which are resilient and heatable in the radial direction with respect to the main vessel axis and which center the reaction vessel in the recess.
  • the segments should rest directly on the reaction vessel and therefore have a shape that corresponds as closely as possible to the outer shape of the reaction vessel.
  • the diameter of the recess is thus widened from a smaller diameter than that of the outer diameter of the vessel to a corresponding one when the reaction vessel is inserted into the recess.
  • such a reaction vessel is used in a bioreactor, the opening of the reaction vessel interacting with a cone, a spherical surface or another tapering, rotationally symmetrical surface of a gas hood.
  • the reaction vessel is inserted into a holder such as a recess in a thermoblock of the bioreactor and then brought into its end position with the gas hood via a cone or the like of the gas hood.
  • the cone is, if possible, a body corresponding to the geometry of the vessel opening. If the vessel opening is circular, the cone is, if possible, a circular truncated cone. The cone then tapers away from the gas hood, from a diameter which is larger than that of the vessel opening to a diameter which is narrower than that of the vessel opening.
  • the reaction vessel centers itself on the cone sliding into the vessel opening, since it can still move due to its resilient holder.
  • the outer surface of the cone and the inner edge ring surface of the vessel opening then lie perfectly against one another and thus form a particularly tight seal.
  • the inside edge of the vessel can then be rounded.
  • the reaction vessel is made in one piece as a cup from a transparent plastic by injection molding.
  • both the vessel wall and the spring elements and the optical lenses are expediently also made in a single method step made in one piece from a single material. This greatly reduces the manufacturing costs and enables the inexpensive mass production of the reaction vessels as disposable products.
  • a clear, transparent polystyrene plastic can be used as the transparent plastic.
  • Fig. 1 is a spatial view of the reaction vessel
  • Fig. 3 shows the section A-A when a cone is pressed into the opening of the reaction vessel.
  • the illustrated embodiment of the reaction vessel 1 is an elongated, cup-shaped, transparent injection molded part made of polystyrene.
  • the reaction vessel 1 has a vessel wall 2 which comprises a circular vessel bottom 3, an externally circular-cylindrical vessel side wall 4 and an edge 5 which projects outwards. With the exception of the protruding edge 5, the reaction vessel 1 is basically formed rotationally symmetrical to the main vessel axis 6. The main vessel axis 6 therefore runs through the center of the vessel bottom 3 parallel to the vessel side wall 4 through the centroid of the vessel opening 7.
  • the flat vessel base 3 has on its outside two convex optical lenses 8 and 9 that are curved outwards. Both lenses 8 and 9 are arranged at the same radial distance from the main vessel axis. The lenses are used for an oxygen and / or CO 2 measurement on fluorescent reaction substances which are attached to the vessel base 3 just above the lenses. Outside of the lenses 8, 9, the bottom of the vessel is transparent but, in contrast to the side wall 4 of the vessel, is roughened or matted in a refractive manner.
  • the outwardly projecting edge 5 On the opposite side of the reaction vessel 1 is in the region of the vessel opening 7 the outwardly projecting edge 5, which in particular has three segment-like spring elements 10.
  • the three spring elements of the same size are bending strips 11, which are held at their two ends in a manner that is resistant to bending, that is to say they transmit torque.
  • the three spring elements 10 are all the same size and correspond in shape to the circumferential shape of the reaction vessel, that is to say they are approximately three-circle-shaped. There are radially extending holding segments 12 between the spring elements. A bending strip 11 is thus held between two holding segments 12 of the protruding edge 5. A peg-shaped pressure piece 13 is formed on the underside of each bending strip 11 and in the middle of a single bending strip 11 arranged. Each pressure piece 13 extends parallel and in the direction of the main vessel axis 6 in order to introduce a bearing force acting in the direction of the main vessel axis from the weight of the sample and the weight plus any cone press-in force into the spring. On their outside, the three spring elements 10 are surrounded by a circumferential protective ring 14.
  • the protective rings can be dispensed with and the spring elements can be guided up to the outer circumference of the edge.
  • the reaction vessel 1 is used in a bioreactor. For this purpose, it is inserted into a recess 16 for operation.
  • the recess is formed by outer wall segments 15 which surround the reaction vessel from the outside in a segment shape. These outer wall segments 15 are mounted in a radially resilient manner with respect to the main vessel axis 6 and press laterally from the outside onto the reaction vessel 1. In the embodiment shown here, however, the outer wall segments 15 are not yet applied to the vessel wall, but are held spaced apart from them in a prestressed manner.
  • the outwardly projecting vessel edge 5 has a larger outer diameter than the recess 16 and therefore projects laterally beyond it.
  • the sample vessel now lies on the three pressure pieces 13 of the bending strips 11, which extend below the rim 5 of the vessel, and does not rest on them. the rim 5 itself.
  • the weight of the reaction vessel 1 thus rests on the three pressure pieces 13, which each represent a pressure point for the bending strips 11. Due to this three-point bearing, it is a statically determined, but spring-loaded system.
  • the protruding edge of the reaction vessel also has a coding lug 21 and a coding notch 22 as positioning means.
  • these positioning means for example, eight Vessels 1 are chained to one another in a precisely aligned position with terminal strips or adhesive strips on the edge 5 and are handled very well as a bundle of vessels.
  • the coding lug 21 also serves the coding notch 22 for positioning the vessel 1 in the bioreactor on corresponding counter-positioning means attached there.

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Abstract

The invention relates to a reaction vessel, the production thereof by an injection moulding method and to the use of said vessel for a bioreactor, wherein the inventive reaction vessel comprises at least one spring element which is placed on the external surface thereof and acts in the direction of the main axis of said vessel. Said spring element is also connected in a single piece to the vessel wall, thereby making it possible to carry out the mass production thereof in the form of a single-use product. Said vessel is provided with at least one optical lens disposed in the wall thereof which is translucent at least in certain areas.

Description

REAKTIONSGEFÄß SOWIE DESSEN HERSTELLUNG UND VERWENDUNG REACTION TUBE AND THE PRODUCTION AND USE THEREOF
[0001] Die Erfindung betrifft ein Reaktionsgefäß mit einer Gefäßwandung und einer sich um seine Hauptgefäßachse erstreckenden Öffnung sowie die Verwendung und ein Herstellungsverfahren für eines solches Reaktionsgefäß.The invention relates to a reaction vessel with a vessel wall and an opening extending around its main vessel axis as well as the use and a manufacturing method for such a reaction vessel.
[0002] Derartige, auch als Probengefäße bezeichnete, Reaktionsgefäße werden zum Beispiel in der kombinatorischen Chemie und Wirkstoffforschung eingesetzt und sind üblicherweise längliche zylindrisch geformte nach oben hin offene Becher. Die bekannteste Form eines Reaktionsgefäßes ist das Reagenzglas mit einem abgerundetem Boden. Allerdings weisen die heute in der Wirkstoffforschung gebräuchlichen Reaktionsgefäße meist ebene Gefäßböden auf, da sich auf den platten Gefäßböden Proben besser anordnen lassen.Such, also referred to as sample vessels, reaction vessels are used, for example, in combinatorial chemistry and drug discovery and are usually elongated cylindrically shaped beakers open at the top. The best known form of a reaction vessel is the test tube with a rounded bottom. However, the reaction vessels commonly used in drug discovery today mostly have flat vessel bottoms, since it is easier to arrange samples on the flat vessel bottoms.
[0003] Üblicherweise werden einzelne oder auch mehre Reaktionsgefäße in Reaktionsblöcke oder Bioreaktoren, wie sie zum Beispiel aus der WO 02/14539 A1 bekannt sind, eingesetzt. In diesen Geräten werden die in den Reaktionsgefäßen befindlichen Proben synchron definierten Reaktionsbedingungen wie z.B. unterschiedlichen Temperaturen bei bestimmter Gaszufuhr ausgesetzt. Die Temperaturbereiche, die z.B. durch die Reaktionsgefäße umgebende Thermoblöcke erreicht werden, reichen dabei von weniger als -80 °C bis über +200 °C, wobei üblicherweise die Gefäßböden erhitzt und die oberen Gefäßbereiche gekühlt werden. Auch werden die Proben in diesen Geräten während der Reaktion z.B. durch Rührwerke durchmischt und können gegebenenfalls bereits in den Reaktoren durch Messsysteme analysiert werden.Usually, individual or even several reaction vessels are used in reaction blocks or bioreactors, as are known, for example, from WO 02/14539 A1. In these devices, the samples in the reaction vessels are synchronously defined reaction conditions, e.g. exposed to different temperatures with a certain gas supply. The temperature ranges, e.g. thermal blocks surrounding the reaction vessels can range from less than -80 ° C to more than +200 ° C, with the vessel bottoms usually being heated and the upper vessel areas being cooled. The samples in these devices are also e.g. mixed by agitators and, if necessary, can already be analyzed in the reactors by measuring systems.
[0004] Zur sicheren Halterung werden die Reaktionsgefäße in Halterungen oder enganliegende Ausnehmungen bzw. Bohrungen der Thermoblöcke eingesetzt, wobei die Probengefäße in vertikaler Richtung dadurch gehalten sind, dass sie entweder auf ihrem Gefäßboden stehen oder an einem im Bereich der Gefäßöffnung überstehenden Rand aufgehängt sind. [0005] Zur Abdichtung gegen die äußere Atmosphäre werden die meist nach oben weisenden Gefäß- öffnungen der Reaktionsgefäße durch Deckel, Verschlüsse oder Propfen verschlossen. Damit auch während des Betriebs in den Reaktoren die Möglichkeit eines Eingriffs oder der Zuführung zum Beispiel von Gasen in die Reaktionsgefäße besteht, werden in den Deckeln Durchbrüche, Klappen oder gasdichte geschlitzte Membranen angeordnet, durch die z.B. Zuleitungen, Messfühler, Rührantriebe, usw. geführt oder Substanzen ein- oder ausgebracht werden können. Insbesondere bei Bioreaktoren werden die Gefäßöffnungen von Gasdeckeln umschlossen, so dass die Proben oder Medien im Gefäß begast werden können oder die Gefäßöffnungen von Gas, wie z.B. einem Inertgas, umspült werden. So entsteht ein abgeschlossenes System mit kontrollierter Atmosphäre im Bereich der Gefäßöffnung.For secure mounting, the reaction vessels are used in mounts or tight-fitting recesses or bores of the thermoblocks, the sample vessels being held in the vertical direction in that they either stand on their vessel bottom or are suspended from an edge that protrudes in the region of the vessel opening. [0005] To seal against the external atmosphere, the mostly upward-facing vessel openings of the reaction vessels are closed by lids, closures or plugs. So that there is the possibility of intervention or the supply of gases to the reaction vessels, for example, during operation in the reactors, openings, flaps or gastight slotted membranes are arranged in the covers through which, for example, feed lines, sensors, stirrer drives, etc. are guided or Substances can be introduced or removed. In the case of bioreactors in particular, the vessel openings are enclosed by gas lids, so that the samples or media in the vessel can be gassed or the vessel openings can be flushed with gas, such as an inert gas. This creates a closed system with a controlled atmosphere in the area of the vessel opening.
[0006] Diese bekannten Abdichtungen haben sich in der Vergangenheit bereits sehr gut bewährt. Allerdings besteht vor dem Hintergrund der stetig steigenden Schutzanforderungen ein Bedarf an weiterverbesserten Abdichtungen der Reaktionsgefäße.[0006] These known seals have already proven themselves very well in the past. However, against the background of the constantly increasing protection requirements, there is a need for further improvement in the sealing of the reaction vessels.
[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Abdichtung der Reaktionsgefäße anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying an improved sealing of the reaction vessels.
[0008] Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit dem Reaktionsgefäß gemäß Anspruch 1, dem Reaktionsgefäß gemäß Anspruch 10 und der Verwendung des Reaktionsgefäßes gemäß Anspruch 20 sowie dem gemäß Anspruch 21 hergestellten Reaktionsgefäß. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with the reaction vessel according to claim 1, the reaction vessel according to claim 10 and the use of the reaction vessel according to claim 20 and the reaction vessel produced according to claim 21. Further preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.
[0009] Die Erfindung bezieht sich also auf ein grundsätzlich bekanntes Reaktionsgefäß, mit einer Gefäßwandung und einer sich um seine Hauptgefäßachse erstreckenden Öffnung. Dabei wird unter der Gefäßwandung eine ein beliebig geformtes Gefäß bildende Einfassung verstanden, die also im Fall eines Bechers sowohl die Gefäßseitenwand wie auch den Gefäßboden einschließt. Mit der Hauptgefäßachse wird hier die Achse bezeichnet, die durch den Flächenschwerpunkt der Gefäßöffnung und den Schwerpunkt des Gefäßes verläuft. Bei rotationssymmetrischen Gefäßen ist dies also die Symmetrieachse, die sich bei einem langgestreckten zylindrischen Becher durch dessen Schwerpunkt parallel zur Längsaußenseite des Zylinders erstreckt.The invention thus relates to a basically known reaction vessel, with a vessel wall and an opening extending around its main vessel axis. The vessel wall is understood to mean an enclosure which forms an arbitrarily shaped vessel and which, in the case of a cup, thus includes both the vessel side wall and the vessel bottom. The main axis of the vessel is the axis that runs through the center of gravity of the vessel opening and the center of gravity of the vessel. In the case of rotationally symmetrical vessels, this is the axis of symmetry which, in the case of an elongated cylindrical cup, extends through its center of gravity parallel to the longitudinal outside of the cylinder.
[0010] Die Öffnung selbst kann sich über die gesamte Querschnittsbreite oder auch nur Teile einer Gefäßseite erstrecken. Bei becherartigen Reaktionsgefäßen reicht die Öffnung über die gesamte Querschnittsbreite weist also den Durchmesser des Gefäßes auch. Denkbar sind aber auch Ausführungsformen mit einer kleineren Öffnung, bei der das becherartige Reaktionsgefäß einen gelochten Deckel aufweist. [0011] Das erfindungsgemäße Reaktionsgefäß unterscheidet sich von den bekannten Reaktionsgefäßen dadurch, dass es wenigstens ein an einer Außenseite der Gefäßwandung angeordnetes und in Richtung der Hauptgefäßachse wirkendes Federelement aufweist, das einstückig mit der Gefäßwandung verbunden ist.The opening itself can extend over the entire cross-sectional width or only parts of a vessel side. In the case of beaker-like reaction vessels, the opening extends over the entire cross-sectional width and therefore also has the diameter of the vessel. However, embodiments with a smaller opening are also conceivable, in which the cup-like reaction vessel has a perforated lid. The reaction vessel according to the invention differs from the known reaction vessels in that it has at least one spring element arranged on an outside of the vessel wall and acting in the direction of the main vessel axis, which is connected in one piece to the vessel wall.
[0012] Die Erfindung hat den Vorteil, dass mehrere Gefäße über einen gemeinsamen Deckel auf einfache Weise dicht abgeschlossen werden können. Der Anpressdruck ist dabei bei allen Gefäßen etwa gleich. Außerdem werden Toleranzen ausgeglichen.The invention has the advantage that several vessels can be sealed tightly in a simple manner via a common lid. The contact pressure is approximately the same for all vessels. Tolerances are also compensated for.
[0013] Wird das so beschaffene Reaktionsgefäß nun in eine Halterung, zum Beispiel in eine Bohrung eines Thermoblocks eingesetzt, wird das Reaktionsgefäß zumindest teilweise durch das wenigstens eine Federelement an der Halterung abgestützt. Das Reaktionsgefäß wird also anders als bisher nicht möglichst starr sondern ganz bewusst beweglich gehalten bzw. gelagert. Dies hat den Vorteil, dass sich das Reaktionsgefäß in der Halterung noch zumindest in Richtung der Hauptgefäßachse noch bewegen kann. Aufgrund der Federkraft des Federelementes wird das Reaktionsgefäß also gegenüber einem auf die Öffnung gelegten Deckel von der Halterung weg an den Deckel gedrückt. Dies verbessert bereits die Abdichtung des Reaktionsgefäßes im Vergleich zu einem starr gehaltenen Reaktionsgefäßes erheblich.If the reaction vessel thus obtained is now inserted into a holder, for example into a bore in a thermoblock, the reaction vessel is at least partially supported on the holder by the at least one spring element. Unlike previously, the reaction vessel is therefore not held or stored as rigidly as possible but deliberately movable. This has the advantage that the reaction vessel can still move in the holder at least in the direction of the main vessel axis. Due to the spring force of the spring element, the reaction vessel is therefore pressed away from the holder against the cover relative to a cover placed on the opening. This already considerably improves the sealing of the reaction vessel compared to a rigidly held reaction vessel.
[0014] Ist die Ausnehmung des Thermoblocks etwas weiter als das Reaktionsgefäß, kann sich das Reaktionsgefäß auch noch in seiner Winkellage verändern. Wird also z.B. der Deckel schief auf den die Gefäßöffnung umgebenen Rand des Gefäßes gedrückt, wird sich das Gefäß der Winkellage des Deckels anpassen. So wird sichergestellt, dass auch bei Abweichungen in den Winkellagen der beiden miteinander in Wirkverbindung zu bringenden Dichtungsseiten, also der Deckeldichtungsfläche und der Gefäßdichtungsfläche, stets beide Flächen eng aneinander anliegen und so eine optimale Abdichtung erzielt wird.If the recess of the thermoblock is slightly wider than the reaction vessel, the reaction vessel can also change in its angular position. So e.g. If the lid is pressed obliquely onto the edge of the vessel surrounding the vessel opening, the vessel will adapt to the angular position of the lid. This ensures that, even in the event of deviations in the angular positions of the two sealing sides to be brought into active connection with one another, that is to say the lid sealing surface and the vessel sealing surface, both surfaces always lie closely against one another and an optimal seal is thus achieved.
[0015] Bei einem sich in Richtung der Hauptgefäßachse erstreckenden und wirkenden Federelement, wie z.B. einer Spiralfeder, stellt sich zudem noch der Effekt ein, dass das Gefäß nicht vollständig in die Ausnehmung hinein rutscht, sondern vielmehr federnd vom Boden oder dem obenliegenden Rand der Ausnehmung beabstandet gehalten wird. Das Federelement drückt sozusagen das Gefäß in Richtung seiner Hauptgefäßachse von der Halterung weg, so dass das Reaktionsgefäß im Vergleich zu einem ungefedert gelagerten Reaktionsgefäß gegenüber der Ausnehmung oder der Halterung in Richtung seiner Hauptgefäßachse hervorsteht. Dies erleichtert das Herausnehmen des Federelementes.With a spring element extending and acting in the direction of the main vessel axis, such as e.g. a spiral spring, there is also the effect that the vessel does not slide completely into the recess, but rather is kept resiliently spaced from the bottom or the upper edge of the recess. The spring element, so to speak, presses the vessel away from the holder in the direction of its main vessel axis, so that the reaction vessel protrudes in the direction of its main vessel axis in comparison to an unsprung reaction vessel in relation to the recess or the holder. This makes it easier to remove the spring element.
[0016] Bevorzugt sind die Federelemente einstückig, zum Beispiel durch Anspritzen, Angießen, Anschweißen oder Anformen einstückig mit der Gefäßwand verbunden. Dies ermöglicht eine gute Befestigung der Federelemente an der Außenseite der Gefäßwandung. Dabei ist es unerheblich wo die Feder- elemente an der Außenseite der Gefäßwandung angeordnet werden. Zum Beispiel könnend die Federn unter dem Gefäßboden sitzen oder irgendwo an der Gefäßseitenwand.Preferably, the spring elements are integrally connected, for example by injection molding, casting, welding or molding, in one piece with the vessel wall. This enables the spring elements to be fastened well to the outside of the vessel wall. It is irrelevant where the spring elements are arranged on the outside of the vessel wall. For example, the springs can sit under the bottom of the vessel or anywhere on the side wall of the vessel.
[0017] Bevorzugt ist das Federelement eine von der Gefäßwandung nach außen abstehende federnde Zunge. Es handelt sich also bei der einfachsten Ausführungsform eines solchen Federelementes einfach um ein längliches, federndes, biegsteif an der Gefäßwandung angebrachtes Stabelement. Dieses entwickelt dann aus seiner gegenüber der Gefäßwandung geringeren Biegesteifigkeit heraus eine federnde Wirkung. Derartige Federzungen lassen sich sehr einfach und kostengünstig an der Gefäßwandung befestigen.Preferably, the spring element is a resilient tongue projecting outward from the vessel wall. The simplest embodiment of such a spring element is therefore simply an elongated, resilient, rigid element attached to the wall of the vessel. This then develops a resilient effect due to its lower bending stiffness compared to the vessel wall. Such spring tongues can be attached to the vessel wall very simply and inexpensively.
[0018] In einer alternativen Ausführungsform des Reaktionsgefäßes ist das Federelement ein an zwei Seiten gehaltener Biegestreifen. Es handelt sich also um ein, auch als zweiseitig gehaltener Biegebalken bezeichnetes, längliches Bauteil mit flachem Querschnittsprofil, wobei die schmalere Querschnittsseite die Hauptbiegerichtung, also die Wirkrichtung der Feder vorgibt. Biegestreifen sind ebenfalls einfach herzustellen, weisen aber eine bessere Befestigung als eine einseitig gehaltene Federzunge auf.In an alternative embodiment of the reaction vessel, the spring element is a bending strip held on two sides. It is therefore an elongated component, also referred to as a bending beam held on two sides, with a flat cross-sectional profile, the narrower cross-sectional side specifying the main bending direction, that is, the direction of action of the spring. Bending strips are also easy to manufacture, but have a better fastening than a spring tongue held on one side.
[0019] Bevorzugt weist das Federelement wenigstens ein sich in Richtung der Hauptgefäßachse erstreckendes Druckstück auf. Das Druckstück gibt einen Stützpunkt für das Federelement vor und kann zweckmäßig als Erhebung auf dem Federelement ausgeführt sein. Über dieses Druckstück erfolgt dann die punktförmige Krafteinleitung in das' Federelement. Wird das Reaktionsgefäß mit der an seiner Außenseite befindlichen wenigstens einen Feder in eine Ausnehmung zur Halterung eingeführt, so stützt sich das Reaktionsgefäß über das Druckstück auf dem Federelement am Rand oder auf dem Boden der Ausnehmung ab. Daher ist das Druckstück vorzugsweise als sich in Richtung der Hauptgefäßachse erstreckender und einstückig mit dem Federelement verbundener Stift ausgebildet. Das Druckstück dient also der Krafteinleitung und der Definition eines Hubs, um den das Reaktionsgefäß in Richtung der Hauptgefäßachse gegenüber der Halterung absteht.[0019] The spring element preferably has at least one pressure piece extending in the direction of the main vessel axis. The pressure piece specifies a support point for the spring element and can expediently be designed as an elevation on the spring element. This pressure piece point-like force into the 'spring element then takes place. If the reaction vessel with the at least one spring on its outside is inserted into a recess for holding purposes, the reaction vessel is supported by the pressure piece on the spring element at the edge or on the bottom of the recess. Therefore, the pressure piece is preferably designed as a pin extending in the direction of the main vessel axis and connected in one piece to the spring element. The pressure piece thus serves to introduce force and to define a stroke by which the reaction vessel protrudes in the direction of the main vessel axis relative to the holder.
[0020] Bevorzugt entspricht der Biegestreifen der Umfangsform des Reaktionsgefäßes. So kann er außen um die Gefäßwandung herumgeführt werden oder auf der Unterseite eines Gefäßboden diesem folgend gestaltet sein. Bei einem Reaktionsgefäß mit Kreisquerschnitt handelt es sich also bei dem Biegestreifen zumindest um einen Abschnitt eines Kreisrings, also zum Beispiel um einen Viertelkreisring. Wesentlich ist dabei nur, dass der Biegestreifen der Umfangsform in etwa folgt zum Beispiel als Kreisringabschnitt bei einem leicht elliptischen Querschnitt. Auch eckige Umfangsformen sind natürlich ausführbar, insbesondere mehreckige Formen, wobei der Streifen dann entsprechend abgewinkelt ausgebildet ist. [0021] Oft ist es vorteilhaft, dass das wenigstens eine Federelement nicht am Gefäßboden sondern an der Gefäßseitenwand der Gefäßwandung angebracht ist. Daher weist die Gefäßwandung bevorzugt einen nach außen überstehenden Rand auf, an dem das wenigstens eine Federelement angeordnet ist. In Fällen in denen das Reaktionsgefäß von oben senkrecht nach unten in eine Ausnehmung zur Halterung eingeführt wird, ist dieser überstehende Rand zweckmäßigerweise an der obersten Seite im Bereich der Gefäßöffnung angeordnet. Wird das Reaktionsgefäß jedoch von unten vertikal von oben in eine Öffnung geschoben, ist es auch zweckmäßig diesen überstehenden Rand unten im Bereich des Gefäßbodens anzuordnen. Der überstehende Rand übernimmt nicht nur die Halterung der Federelementes sondern dient gleichzeitig als Griff an dem das Gefäß aus einer Ausnehmung gezogen werden kann.The bending strip preferably corresponds to the peripheral shape of the reaction vessel. So it can be guided around the outside of the vessel wall or be designed on the underside of a vessel bottom following this. In the case of a reaction vessel with a circular cross section, the bending strip is at least a section of a circular ring, for example a quarter circular ring. It is only important that the bending strip roughly follows the circumferential shape, for example as a circular ring section with a slightly elliptical cross section. Of course, angular circumferential shapes are also feasible, in particular polygonal shapes, the strip then being designed to be angled accordingly. It is often advantageous that the at least one spring element is not attached to the bottom of the vessel but to the side wall of the vessel wall. Therefore, the vessel wall preferably has an outwardly projecting edge on which the at least one spring element is arranged. In cases in which the reaction vessel is inserted vertically downwards into a recess for the holder, this projecting edge is expediently arranged on the uppermost side in the area of the vessel opening. However, if the reaction vessel is pushed vertically from below into an opening from below, it is also expedient to arrange this protruding edge at the bottom in the region of the bottom of the vessel. The protruding edge not only takes over the mounting of the spring element but also serves as a handle on which the vessel can be pulled out of a recess.
[0022] Um das Reaktionsgefäß gut zu halten, sind über den Umfang der Gefäßwandung drei Federelemente verteilt angeordnet. Diese können zum Beispiel am Gefäßboden angebracht sein oder an der Gefäßseitenwand bzw. dem überstehenden Rand. Durch die dreifache Abstützung des Reaktionsgefäßes ergibt sich eine statisch bestimmte federnde Lagerung, was dazu führt, dass das Reaktionsgefäß bei einer ausreichend starren Ausführung der Federelemente nicht kippelt.In order to keep the reaction vessel well, three spring elements are arranged distributed over the circumference of the vessel wall. These can be attached, for example, to the bottom of the vessel or to the side wall of the vessel or the protruding edge. The triple support of the reaction vessel results in a statically determined resilient mounting, which means that the reaction vessel does not tilt when the spring elements are sufficiently rigid.
[0023] Aufgrund der Federelemente kann das Reaktionsgefäß in beliebiger jedoch im Wesentlichen in seiner Hauptgefäßachse liegender Richtung gedrückt bzw. gezogen werden, ohne dass das Reaktionsgefäß umkippt. Das heißt, dass es in Bezug auf seine Kippstabilität egal ist, wie auf das Reaktionsgefäß bzw. in welcher Richtung auf das Reaktionsgefäß gedrückt wird, es wird nicht umfallen. Sind die drei Federelemente am überstehenden Rand angebracht, ist es sogar nicht mehr nötig, dass das Reaktionsgefäß irgendwo im Bereich seiner Gefäßseitenwand in einer Ausnehmung anstösst um ausreichend stabilisiert zu sein. Somit führt diese statisch bestimmte federnde Lagerung zu einem größtmöglichen Freiraum für das Reaktionsgefäß in Bezug auf seine Winkellagenanpassung gegenüber einem zur Abdichtung auf die Öffnung aufgebrachten Dichtelement.Due to the spring elements, the reaction vessel can be pressed or pulled in any direction, however, essentially in its main vessel axis, without the reaction vessel tipping over. This means that with regard to its tilting stability, it does not matter how the reaction vessel is pressed or in which direction the reaction vessel is pressed, it will not fall over. If the three spring elements are attached to the protruding edge, it is even no longer necessary for the reaction vessel to abut a recess somewhere in the region of its side wall in order to be sufficiently stabilized. Thus, this statically determined resilient mounting leads to the greatest possible free space for the reaction vessel with regard to its angular position adjustment compared to a sealing element applied to the opening for sealing.
[0024] Bevorzugt sind die drei Federelemente segmentartig am Rand der Gefäßwandung angeordnet und an ihrer Außenseiten von einem Schutzring umgeben. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Federelemente selbst einen federnden Rand bilden und gut vor Beschädigungen geschützt sind. Auch sind diese Federsegmente besonders gut produzierbar. Bei einem nach außen überstehenden ringförmigen Rand an der Gefäßwandung können die Federelemente durch in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze oder über radial in Richtung der Hauptgefäßachse verlaufende Schlitze ausgeformt sein. Die Federsegmente sind dann entweder einfach gehaltene Radialsegmente oder zweifach gehaltene Umfangssegmente, die zum Schutz vor Abbrechen außen von einem Schutzring umgeben sind. Dies hat auch den Vorteil, dass zum Beispiel Verletzungen des Bedienungspersonals durch die gegebenenfalls sehr scharfkantigen Federelemente ausgeschlossen werden können. Die dazu notwendigen Schlitze lassen sich z.B. in einer Gussform besonders einfach durch entsprechend geformte Erhebungen im Randbereich ausbilden.Preferably, the three spring elements are arranged in segments on the edge of the vessel wall and surrounded on their outer sides by a protective ring. This embodiment has the advantage that the spring elements themselves form a resilient edge and are well protected against damage. These spring segments are also particularly easy to produce. With an outwardly projecting annular edge on the vessel wall, the spring elements can be formed by slots running in the circumferential direction or by slots running radially in the direction of the main vessel axis. The spring segments are then either simply held radial segments or double held circumferential segments, which are surrounded on the outside by a protective ring to protect them from breaking off. This also has the advantage that, for example, injuries to the operating personnel can occur very sharp-edged spring elements can be excluded. The slots required for this can be formed particularly easily, for example in a casting mold, by appropriately shaped elevations in the edge area.
[0025] Damit das Reaktionsgefäß stets in definierter Ausrichtung in einen Reaktionsblock oder Reaktor eingeführt werden kann, sind zudem an der Gefäßwandung, vorzugsweise an dessen überstehenden Rand, Positioniermittel zur Lageausrichtung des Gefäßes angeordnet. Bei den Positioniermitteln handelt sich zweckmäßigerweise um Kodiernasen und Kodierkerben, die mit entsprechenden Gegenstücken, zum Beispiel einer Halterung, oder benachbarten Reaktionsgefäßen in Eingriff stehen. So wird das in einen Reaktionsblock eingeführte Reaktionsgefäß durch diese Positioniermittel stets in eine in Bezug auf die Winkellage gleiche Ausrichtung eingebracht. Auch können mehrere Reaktionsgefäße auf einfache Weise über die Positioniermittel zueinander ausgerichtet werden. Dazu werden die Positioniermittel benachbarter Reaktionsgefäße in Eingriff gebracht und die Reaktionsgefäße gegeneinander in ihrer Lage z.B. mit Klebeband fixiert. Auch ist es zweckmäßig, die Positioniermittel kupplungsmäßig auszubilden, so dass die Gefäße an einander gekettet werden können.So that the reaction vessel can always be introduced into a reaction block or reactor in a defined orientation, positioning means for the positional alignment of the vessel are also arranged on the vessel wall, preferably on its protruding edge. The positioning means are expediently coding lugs and coding notches which are in engagement with corresponding counterparts, for example a holder, or adjacent reaction vessels. Thus, the reaction vessel introduced into a reaction block is always brought into an orientation that is the same with respect to the angular position by these positioning means. Several reaction vessels can also be easily aligned with one another via the positioning means. For this purpose, the positioning means of adjacent reaction vessels are brought into engagement and the reaction vessels against one another in their position, e.g. fixed with tape. It is also expedient to design the positioning means as a coupling so that the vessels can be chained to one another.
[0026] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Reaktionsgefäß mit einer wenigstens bereichsweise lichtdurchlässigen Gefäßwandung gelöst, bei dem die Gefäßwandung im lichtdurchlässigen Bereich wenigstens eine optische Linse aufweist. Diese Linse dient der optischen Auswertung der im Reaktionsgefäß stattfindenden Reaktionsabläufe und Veränderungen an den Proben. So können Fluoreszenz-Reaktions-Stoffe an der Gefäßwandung im Bereich der Linse befestigt und zur Sauerstoff- oder C02-Messung von außen durch die Linse hindurch mit Licht bestrahlt werden. Derartige Analyseverfahren sind z.B. in der WO 02/14539 A1 beschrieben.The object on which the invention is based is also achieved by a reaction vessel with an at least partially translucent vessel wall, in which the vessel wall has at least one optical lens in the translucent area. This lens is used for the optical evaluation of the reaction processes taking place in the reaction vessel and changes on the samples. Thus, fluorescent reaction substances can be attached to the vessel wall in the area of the lens and can be irradiated with light from outside through the lens for oxygen or CO 2 measurement. Such analysis methods are described, for example, in WO 02/14539 A1.
[0027] Anders als beim Stand der Technik wird hierbei ein Teil der Messeinrichtung, nämlich die Optik, direkt am Reaktionsgefäß befestigt. Wird nun das Reaktionsgefäß mit einem Deckel gasdicht verschlossen, braucht beim Verschließen nicht mehr Rücksicht auf die Ausrichtung des Gefäßes in Bezug auf die optischen Messeinrichtungen genommen werden. Der Abdichtung wird also höchste Priorität gegeben dadurch verbessert. Zudem vereinfacht sich die Beladung der Reaktionsgefäße mit Proben material, da anhand der Linsen klar zu erkennen ist, wo das Proben material, nämlich vor der Linse, angeordnet werden muss. Dies verbessert die Messergebnisse deutlich. Schließlich verringert sich auch die Bauhöhe des Reaktors, da der Abstand der Linse zum Proben material geringer wird, während sich die Lichtausbeute durch die Integration der Linse in die Gefäßwandung erhöht.In contrast to the prior art, part of the measuring device, namely the optics, is attached directly to the reaction vessel. If the reaction vessel is now closed in a gastight manner with a lid, it is no longer necessary to take the orientation of the vessel with respect to the optical measuring devices into account when closing the reaction vessel. Sealing is therefore given top priority, which improves it. In addition, the loading of the reaction vessels with sample material is simplified, since the lenses clearly show where the sample material, namely in front of the lens, has to be arranged. This significantly improves the measurement results. Finally, the height of the reactor is also reduced, since the distance between the lens and the sample material becomes smaller, while the light yield increases as a result of the lens being integrated into the vessel wall.
[0028] Bevorzugt ist die Linse dabei in einem einen Gefäßboden bildenden Bereich der Gefäßwandung angeordnet. Dieser ist möglichst eben ausgeführt, um das Anordnen von Proben material zu vereinfa- chen. So können die optischen Messeinrichtungen wie Leuchtdioden (LED) und ähnliches unterhalb des Reaktionsgefäßes angeordnet werden. Dies ermöglicht zum Einen eine vollständige seitliche Umhüllung des Reaktionsgefäßes zum Beispiel mit Thermoblöcken und zum Anderen das Anordnen mehrerer Gefäße in Reihen und Spalten nebeneinander.The lens is preferably arranged in a region of the vessel wall forming a vessel bottom. This is as flat as possible in order to simplify the arrangement of sample material. chen. The optical measuring devices such as light emitting diodes (LED) and the like can thus be arranged below the reaction vessel. On the one hand, this enables a complete lateral covering of the reaction vessel, for example with thermoblocks, and on the other hand, the arrangement of several vessels in rows and columns next to each other.
[0029] Am Besten ist die Linse einstückig mit der Gefäßwandung verbunden, zum Beispiel an die Gefäßwandung angegossen. Dies ergibt eine homogene und stabile Verbindung von Linse und Gefäßwandung, wodurch auch keine optischen Fehler aus Reflexionen im Bereich der Befestigung der Linse auftreten. Alternativ dazu ist die Linse mit der Gefäßwandung verklebt. So können zum Beispiel auch besonders hochwertige Linsen aus Glas an einer Kunststoff-Gefäßwandung angeklebt werden.The lens is best connected in one piece to the vessel wall, for example cast onto the vessel wall. This results in a homogeneous and stable connection between the lens and the vessel wall, which means that no optical errors from reflections occur in the area of the attachment of the lens. Alternatively, the lens is glued to the vessel wall. For example, particularly high-quality lenses made of glass can be glued to a plastic tube wall.
[0030] Bevorzugt weist die Linse eine konvexe Linsenkontur auf, die für die üblichen optischen Auswert- und Messverfahren geeignet ist. Zweckmäßiger Weise erstreckt sich die Linsenkontur auf der Außenseite der Gefäßwandung, wodurch sich im Gefäßinneren eine glatte Wandungsfläche ergibt. Insbesondere wenn die Linse am Gefäßboden angebracht ist, ist es aufgrund des dann glatten Gefäßbodens leicht möglich, die Proben material ien auf dem Gefäßboden genau über der Linse auszurichten und zu befestigen.The lens preferably has a convex lens contour which is suitable for the customary optical evaluation and measurement methods. The lens contour expediently extends on the outside of the vessel wall, as a result of which a smooth wall surface results in the interior of the vessel. Particularly when the lens is attached to the bottom of the vessel, it is easily possible because of the then smooth bottom of the vessel to align and fasten the sample materials on the bottom of the vessel exactly above the lens.
[0031] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Reaktionsgefäßes sind zwei Linsen an der Gefäßwandung in definiertem Abstand zueinander angeordnet. Dies ermöglicht es wenigstens zwei unterschiedliche optische Auswert- und Messeinrichtungen unterhalb oder neben dem Reaktionsgefaß anzuordnen. Auch können damit Messungen mit unterschiedlichen Lichtspektren durchgeführt werden, wenn zum Beispiel im Reaktionsgefäß eine rote Leuchtdiode angeordnet wird und unterhalb am Gefäßboden eine blaues Licht erzeugende und eine UV-Licht erzeugende Leuchtdiode angeordnet sind.[0031] In a particularly preferred embodiment of the reaction vessel, two lenses are arranged on the wall of the vessel at a defined distance from one another. This makes it possible to arrange at least two different optical evaluation and measuring devices below or next to the reaction vessel. Measurements with different light spectra can also be carried out if, for example, a red light-emitting diode is arranged in the reaction vessel and a blue light-generating and UV-light-emitting diode is arranged below on the bottom of the vessel.
[0032] Bevorzugt ist die Gefäßwandung lichtdurchlässig und um den Linsen lichtstreuend ausgebildet. Dies dient der Verminderung von Störlicht, dass zum Beispiel von außen eindringt oder das von einem zweiten benachbarten Messkopf kommt. Zweckmäßig wird dazu bei einer insgesamt transparenten Ausführungsform der Gefäßwandung der Bereich um die Linsen herum mattiert ausgeführt, so dass das durch diesen Bereich der Gefäßwandung durchdringende Licht mehrfach gebrochen wird.Preferably, the vessel wall is translucent and is light-scattering around the lenses. This serves to reduce stray light that, for example, penetrates from the outside or comes from a second adjacent measuring head. In an overall transparent embodiment of the vessel wall, the area around the lenses is expediently made matt, so that the light penetrating through this area of the vessel wall is refracted several times.
[0033] Zur verbesserten Haftung von Reaktionsstoffen ist der Gefäßboden zumindest bereichsweise innenseitig mit Plasma vorbehandelt. Dies garantiert eine gute Haftung der Probenmaterialien im Inneren des Reaktionsgefäßes, so dass die Proben mit Rührstäben gerührt werden, ohne dass sich die Reaktionsstoffe von diesen Bereichen weg bewegen. [0034] Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform bei der das Reaktionsgefäß zur seitlichen Lagerung von außen mit wenigstens einem federnd auf die Gefäßwandung einwirkenden Außenwandsegment beaufschlagt ist. Zweckmäßig bildet das federnde Außenwandsegment zusammen mit wenigstens einem starren aber vorzugsweise ebenfalls federnden Gegenstück eine Ausnehmung, in der das Reaktionsgefäß an seiner Gefäßseitenwand gehalten wird und deren Durchmesser von einem kleineren als dem Gefäßaußendurchmesser hin zu einem diesem entsprechenden veränderlich ist. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführung mit vier gegenüber der Hauptgefäßachse in radialer Richtung federnden und beheizbaren Außenwandsegmenten, die das Reaktionsgefäß in der Ausnehmung zentrieren. Für eine möglichst gute Wärmeleitung von den Außenwandsegmenten hin zum Reaktionsgefäß sollen die Segmente direkt am Reaktionsgefäß anliegen und weisen daher eine Formgebung auf, die möglichst exakt der Außenform des Reaktionsgefäßes entspricht. Der Durchmesser der Ausnehmung wird also von einem kleineren als dem des Gefäßaußendurchmessers hin zu einem diesem entsprechenden beim Einführen des Reaktionsgefäßes in die Ausnehmung erweitert.To improve the adhesion of reactants, the bottom of the vessel is pretreated on the inside at least in some areas with plasma. This guarantees good adhesion of the sample materials inside the reaction vessel, so that the samples are stirred with stirring bars without the reaction substances moving away from these areas. Particularly preferred is an embodiment in which the reaction vessel for lateral storage from the outside is acted upon by at least one outer wall segment which acts resiliently on the vessel wall. The resilient outer wall segment expediently forms, together with at least one rigid but preferably also resilient counterpart, a recess in which the reaction vessel is held on its side wall and the diameter of which is variable from a smaller than the outer diameter of the vessel to a corresponding one. Particularly advantageous is an embodiment with four outer wall segments which are resilient and heatable in the radial direction with respect to the main vessel axis and which center the reaction vessel in the recess. For the best possible heat conduction from the outer wall segments to the reaction vessel, the segments should rest directly on the reaction vessel and therefore have a shape that corresponds as closely as possible to the outer shape of the reaction vessel. The diameter of the recess is thus widened from a smaller diameter than that of the outer diameter of the vessel to a corresponding one when the reaction vessel is inserted into the recess.
[0035] Erfindungsgemäß erfolgt die Verwendung eines derartigen Reaktionsgefäßes in einem Bioreaktor, wobei die Öffnung des Reaktionsgefäßes mit einem Konus, einer kugeligen Oberfläche oder einer anderen sich verjüngenden, rotationssymmetrischen Oberfläche einer Gashaube zusammenwirkt. Das Reaktionsgefäß wird dazu in eine Halterung wie etwa einer Ausnehmung in einem Thermoblock des Bioreaktors eingeführt und dann mit der Gashaube über einen Konus o. ä. der Gashaube in seine Endposition gebracht.According to the invention, such a reaction vessel is used in a bioreactor, the opening of the reaction vessel interacting with a cone, a spherical surface or another tapering, rotationally symmetrical surface of a gas hood. For this purpose, the reaction vessel is inserted into a holder such as a recess in a thermoblock of the bioreactor and then brought into its end position with the gas hood via a cone or the like of the gas hood.
[0036] Dazu ist der Konus möglichst ein der Geometrie der Gefäßöffnung entsprechender Körper. Ist die Gefäßöffnung kreisförmig ist der Konus also möglichst ein Kreiskegelstumpf. Der Konus verjüngt sich dann von der Gashaube weg, von einem Durchmesser der größer ist, als der der Gefäßöffnung, hin zu einem Durchmesser der schmaler ist, als der der Gefäßöffnung.For this purpose, the cone is, if possible, a body corresponding to the geometry of the vessel opening. If the vessel opening is circular, the cone is, if possible, a circular truncated cone. The cone then tapers away from the gas hood, from a diameter which is larger than that of the vessel opening to a diameter which is narrower than that of the vessel opening.
[0037] Wird der so ausgebildete Konus in die Gefäßöffnung des Reaktionsgefäßes gedrückt, zentriert sich das Reaktionsgefäß am in die Gefäßöffnung rutschenden Konus selbständig, da es sich aufgrund seiner federnden Halterung noch bewegen kann. Die Außenfläche des Konus und die Innenrandringflä- che der Gefäßöffnung liegen dann perfekt an einander an und bilden somit eine besonders dichte Dichtung. Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung kann dann der Gefäßinnenrand mit einer Verrun- dung versehen werden.If the cone formed in this way is pressed into the vessel opening of the reaction vessel, the reaction vessel centers itself on the cone sliding into the vessel opening, since it can still move due to its resilient holder. The outer surface of the cone and the inner edge ring surface of the vessel opening then lie perfectly against one another and thus form a particularly tight seal. To further improve the seal, the inside edge of the vessel can then be rounded.
[0038] Erfindungsgemäß wird das Reaktionsgefäß einstückig als Becher aus einem transparenten Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt. Somit werden sowohl die Gefäßwandung als auch die Federelemente und die optischen Linsen in einem einzigen Verfahrensschritt zweckmäßiger Weise auch aus einem einzigen Material einstückig hergestellt. Dies reduziert die Herstellungskosten stark und ermöglicht die kostengünstige massenweise Herstellung der Reaktionsgefäße als Einwegprodukte. Als transparenter Kunststoff kann ein klarer durchsichtiger Polystyrol-Kunststoff verwendet werden.According to the invention, the reaction vessel is made in one piece as a cup from a transparent plastic by injection molding. Thus, both the vessel wall and the spring elements and the optical lenses are expediently also made in a single method step made in one piece from a single material. This greatly reduces the manufacturing costs and enables the inexpensive mass production of the reaction vessels as disposable products. A clear, transparent polystyrene plastic can be used as the transparent plastic.
[0039] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Darin zeigen schematisch:The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing. It shows schematically:
Fig. 1 Eine räumliche Ansicht des Reaktionsgefäßes;Fig. 1 is a spatial view of the reaction vessel;
Fig. 2 den Schnitt A-A durch den Öffnungsbereich des Reaktionsgefäßes; und2 shows the section A-A through the opening area of the reaction vessel; and
Fig. 3 den Schnitt A-A , wenn ein Konus in die Öffnung des Reaktionsgefäßes eingepresst wird.Fig. 3 shows the section A-A when a cone is pressed into the opening of the reaction vessel.
[0040] Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Reaktionsgefäßes 1 handelt es sich um ein längliches, becherartig geformtes, durchsichtiges Spritzgussteil aus Polystyrol. Das Reaktionsgefäß 1 hat eine Gefäßwandung 2, die einen kreisförmigen Gefäßboden 3, eine außen kreiszylindrische Gefäßseitenwand 4 und einen nach außen überstehenden Rand 5 umfasst. Das Reaktionsgefäß 1 ist dabei mit Ausnahme des überstehenden Randes 5 grundsätzlich rotationssymmetrisch zur Hauptgefäßachse 6 ausgeformt. Die Hauptgefäßachse 6 verläuft daher durch den Mittelpunkt des Gefäßbodens 3 parallel zur Gefäßseitenwand 4 durch den Flächenschwerpunkt der Gefäßöffnung 7.The illustrated embodiment of the reaction vessel 1 is an elongated, cup-shaped, transparent injection molded part made of polystyrene. The reaction vessel 1 has a vessel wall 2 which comprises a circular vessel bottom 3, an externally circular-cylindrical vessel side wall 4 and an edge 5 which projects outwards. With the exception of the protruding edge 5, the reaction vessel 1 is basically formed rotationally symmetrical to the main vessel axis 6. The main vessel axis 6 therefore runs through the center of the vessel bottom 3 parallel to the vessel side wall 4 through the centroid of the vessel opening 7.
[0041] Der ebene Gefäßboden 3 weist an seiner Außenseite zwei nach außen gewölbte konvexe optische Linsen 8 und 9 auf. Beide Linsen 8 und 9 sind gegenüber der Hauptgefäßachse in gleichem radialem Abstand angeordnet. Die Linsen dienen dabei einer Sauerstoff und/oder C02 Messung an Fluoreszenz-Reaktions-Stoffen, die genau oberhalb der Linsen auf dem Gefäßboden 3 angebracht werden. Außerhalb der Linsen 8, 9 ist der Gefäßboden durchsichtig aber im Gegensatz zur Gefäßseitenwand 4 lichtbrechend aufgerauht bzw. mattiert.The flat vessel base 3 has on its outside two convex optical lenses 8 and 9 that are curved outwards. Both lenses 8 and 9 are arranged at the same radial distance from the main vessel axis. The lenses are used for an oxygen and / or CO 2 measurement on fluorescent reaction substances which are attached to the vessel base 3 just above the lenses. Outside of the lenses 8, 9, the bottom of the vessel is transparent but, in contrast to the side wall 4 of the vessel, is roughened or matted in a refractive manner.
[0042] Auf der gegenüberliegenden Seite des Reaktionsgefäßes 1 befindet sich im Bereich der Gefäßöffnung 7 der nach außen überstehende Rand 5, der insbesondere drei segmentartige Federelemente 10 aufweist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den drei gleich großen Federelementen um Biegestreifen 11, die an ihren beiden Enden biegesteif also drehmomentübertragend gehalten sind.On the opposite side of the reaction vessel 1 is in the region of the vessel opening 7 the outwardly projecting edge 5, which in particular has three segment-like spring elements 10. In the exemplary embodiment shown here, the three spring elements of the same size are bending strips 11, which are held at their two ends in a manner that is resistant to bending, that is to say they transmit torque.
[0043] Die drei Federelemente 10 sind alle gleich groß und entsprechen in ihrer Form der Umfangsform des Reaktionsgefäßes, sind also etwa drittelkreisförmig ausgebildet. Zwischen den Federelementen befinden sich radial erstreckende Haltesegmente 12. Somit ist ein Biegestreifen 11 zwischen zwei Haltesegmenten 12 des überstehenden Randes 5 gehalten. Auf der Unterseite eines jeden Biegestreifens 11 ist ein zapfenförmiges Druckstück 13 ausgebildet und jeweils in der Mitte eines einzelnen Biegestreifens 11 angeordnet. Jedes Druckstück 13 erstreckt sich jeweils parallel und in der Richtung der Hauptgefäßachse 6, um eine in Richtung der Hauptgefäßachse wirkende Auflagerkraft aus dem Eigen- und Probengewicht zuzüglich einer etwaigen Konuseinpresskraft in die Feder einzuleiten. An ihrer Außenseite sind die drei Federelemente 10 von einem umlaufenden Schutzring 14 umgeben. Dieser schützt die Federelemente 10 vor unbeabsichtigten Abbrechen, da die Biegestreifen 11 jeweils dünner als der restliche überstehende Rand 5 ausgebildet sind. -Alternativ kann auf die Schutzringe verzichtet werden und die Federelemente können bis an den Außenumfang des Randes geführt werden.The three spring elements 10 are all the same size and correspond in shape to the circumferential shape of the reaction vessel, that is to say they are approximately three-circle-shaped. There are radially extending holding segments 12 between the spring elements. A bending strip 11 is thus held between two holding segments 12 of the protruding edge 5. A peg-shaped pressure piece 13 is formed on the underside of each bending strip 11 and in the middle of a single bending strip 11 arranged. Each pressure piece 13 extends parallel and in the direction of the main vessel axis 6 in order to introduce a bearing force acting in the direction of the main vessel axis from the weight of the sample and the weight plus any cone press-in force into the spring. On their outside, the three spring elements 10 are surrounded by a circumferential protective ring 14. This protects the spring elements 10 against unintentional breaking off, since the bending strips 11 are each thinner than the rest of the protruding edge 5. -Alternatively, the protective rings can be dispensed with and the spring elements can be guided up to the outer circumference of the edge.
[0044] Das Reaktionsgefäß 1 wird in einem Bioreaktor verwendet. Dazu wird es zum Betrieb in eine Ausnehmung 16 eingeführt. Bei dem in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Ausnehmung durch Außenwandsegmente 15 gebildet, die das Reaktionsgefäß segmentförmig von außen umgeben. Diese Außenwandsegmente 15 sind in Bezug auf die Hauptgefäßachse 6 radial federnd gelagert und drücken seitlich von außen auf das Reaktionsgefäß 1. In der hier dargestellten Ausführungsform sind die Außenwandsegmente 15 jedoch noch nicht an die Gefäßwandung angelegt, sondern vorgespannt davon beabstandet gehalten.The reaction vessel 1 is used in a bioreactor. For this purpose, it is inserted into a recess 16 for operation. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the recess is formed by outer wall segments 15 which surround the reaction vessel from the outside in a segment shape. These outer wall segments 15 are mounted in a radially resilient manner with respect to the main vessel axis 6 and press laterally from the outside onto the reaction vessel 1. In the embodiment shown here, however, the outer wall segments 15 are not yet applied to the vessel wall, but are held spaced apart from them in a prestressed manner.
[0045] Der nach außen überstehende Gefäßrand 5 weist einen größeren Außendurchmesser als die Ausnehmung 16 auf und ragt daher seitlich über diese hinaus. Das Probengefäß liegt nun auf den sich unterhalb des Gefäßrandes 5 erstreckenden drei Druckstücken 13 der Biegestreifen 11 und nicht auf. dem Gefäßrand 5 selbst auf. Somit ruht das Gewicht des Reaktionsgefäßes 1 auf den drei Druckstücken 13, die jeweils einen Druckpunkt für die Biegestreifen 11 darstellen. Aufgrund dieser Dreipunktlagerung handelt es sich also um statisch bestimmtes, aber federnd gelagertes System.The outwardly projecting vessel edge 5 has a larger outer diameter than the recess 16 and therefore projects laterally beyond it. The sample vessel now lies on the three pressure pieces 13 of the bending strips 11, which extend below the rim 5 of the vessel, and does not rest on them. the rim 5 itself. The weight of the reaction vessel 1 thus rests on the three pressure pieces 13, which each represent a pressure point for the bending strips 11. Due to this three-point bearing, it is a statically determined, but spring-loaded system.
[0046] Wird nun, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Gashaube 18 mit einem sich in Richtung des Reaktionsgefäßes 1 verjüngenden Konus 19 von oben auf das Reaktionsgefäß 1 gedrückt, rutscht der kreiskegelförmige Konus 19 in die Öffnung 7 des Reaktionsgefäßes 1 und liegt am kreisringförmigen Innenrand 20 der Öffnung 7 gleichmäßig an. Aufgrund der axial-federnden Lagerung über die drei Biegestreifen 11 und die federnde seitliche Lagerung über die Außenwandsegmente 15 kann sich das Reaktionsgefäß 1 gegenüber dem Konus 19 noch federnd verschieben bzw. leicht verdrehen.If, as shown in FIG. 3, a gas hood 18 with a cone 19 tapering in the direction of the reaction vessel 1 is pressed onto the reaction vessel 1 from above, the circular conical cone 19 slips into the opening 7 of the reaction vessel 1 and lies on annular inner edge 20 of the opening 7 evenly. Due to the axially resilient mounting via the three bending strips 11 and the resilient lateral mounting via the outer wall segments 15, the reaction vessel 1 can still move resiliently or slightly twist relative to the cone 19.
[0047] Dies führt dazu, dass ein schief eingesetztes Reaktionsgefäß 1 an der Konusaußenfläche entlang rutscht und sich das Gefäß 1 solange in seiner Lage verändert, bis die Außenfläche des Konus 19 und der Innenrand 20 der Gefäßöffnung 7 perfekt an einander an liegen. Die Zentrierung und Abdichtung des Reaktionsgefäßes 1 erfolgt also beim Anordnen der Gashaube 18 selbsttätig.This leads to a slanted reaction vessel 1 sliding along the cone outer surface and the vessel 1 changing its position until the outer surface of the cone 19 and the inner edge 20 of the vessel opening 7 lie perfectly against one another. The centering and sealing of the reaction vessel 1 thus takes place automatically when the gas hood 18 is arranged.
[0048] Schließlich weist der überstehende Rand des Reaktionsgefäßes auch eine Kodiernase 21 und eine Kodierkerbe 22 als Positioniermittel auf. Mit diesen Positioniermitteln können zum Beispiel acht Gefäße 1 hintereinander in genau zueinander ausgerichteter Position mit Klemmleisten oder Klebestreifen am Rand 5 aneinander gekettet werden und als Gefäßbündel sehr gut gehandhabt werden. Auch dienen die Kodiernase 21 die Kodierkerbe 22 zur Positionierung des Gefäßes 1 im Bioreaktor an dort angebrachten entsprechenden Gegenpositioniermitteln. Finally, the protruding edge of the reaction vessel also has a coding lug 21 and a coding notch 22 as positioning means. With these positioning means, for example, eight Vessels 1 are chained to one another in a precisely aligned position with terminal strips or adhesive strips on the edge 5 and are handled very well as a bundle of vessels. The coding lug 21 also serves the coding notch 22 for positioning the vessel 1 in the bioreactor on corresponding counter-positioning means attached there.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Reaktionsgefäß (1) mit einer Gefäßwandung (2) und einer sich um seine Hauptgefäßachse (6) erstreckenden Öffnung (7), dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens ein an einer Außenseite der Gefäßwandung (2) angeordnetes und in Richtung der Hauptgefäßachse (7) wirkendes Federelement (10) aufweist, das einstückig mit der Gefäßwandung (2) verbunden ist.1. reaction vessel (1) with a vessel wall (2) and an opening (7) extending around its main vessel axis (6), characterized in that there is at least one on an outside of the vessel wall (2) and in the direction of the main vessel axis (7 ) Acting spring element (10) which is integrally connected to the vessel wall (2).
2. Reaktionsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) eine von der Gefäßwandung (2) nach außen abstehende federnde Zunge ist.2. Reaction vessel according to claim 1, characterized in that the spring element (10) is a resilient tongue projecting outwards from the vessel wall (2).
3. Reaktionsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) ein an zwei Seiten gehaltener Biegestreifen (11) ist.3. Reaction vessel according to claim 1, characterized in that the spring element (10) is a bending strip (11) held on two sides.
4. Reaktionsgefäß nach Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) wenigstens ein sich in Richtung der Hauptgefäßachse (6) erstreckendes Druckstück (13) aufweist.4. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (10) has at least one pressure piece (13) extending in the direction of the main vessel axis (6).
5. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreifen (11) der Umfangsform des Reaktionsgefäßes (1) entspricht. 5. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the bending strip (11) corresponds to the peripheral shape of the reaction vessel (1).
6. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefäßwandung (2) einen nach außen überstehenden Rand (5) aufweist, an dem das wenigstens eine Federelement (10) angeordnet ist.6. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the vessel wall (2) has an outwardly projecting edge (5) on which the at least one spring element (10) is arranged.
7. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Federelemente (10) über den Umfang der Gefäßwandung (2) verteilt angeordnet sind.7. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that three spring elements (10) are arranged distributed over the circumference of the vessel wall (2).
8. Reaktionsgefäß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Federelemente (10) segmentartig am überstehenden Rand (5) der Gefäßwandung (2) angeordnet und an ihrer Außenseite von einem Schutzring (14) umgeben sind.8. Reaction vessel according to claim 7, characterized in that the three spring elements (10) are arranged in segments on the projecting edge (5) of the vessel wall (2) and are surrounded on their outside by a protective ring (14).
9. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gefäßwandung (2), vorzugsweise an dessen überstehenden Rand (5), Positioniermittel (21, 22) zur Lageausrichtung des Gefäßes angeordnet sind.9. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that positioning means (21, 22) for the positional alignment of the vessel are arranged on the vessel wall (2), preferably on its projecting edge (5).
10. Reaktionsgefäß (1) mit einer wenigstens bereichsweise lichtdurchlässigen Gefäßwandung (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Gefäßwandung (2) im lichtdurchlässigen Bereich wenigstens eine optische Linse (8; 9) aufweist.10. reaction vessel (1) with an at least partially translucent vessel wall (2), characterized in that the vessel wall (2) has at least one optical lens (8; 9) in the translucent area.
11. Reaktionsgefäß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (8; 9) in einem einen Gefäßboden (3) bildenden Bereich der Gefäßwandung (2) angeordnet ist.11. Reaction vessel according to claim 10, characterized in that the lens (8; 9) is arranged in a region of the vessel wall (2) forming a vessel bottom (3).
12. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (8; 9) einstückig mit der Gefäßwandung (2) verbunden ist. 12. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the lens (8; 9) is integrally connected to the vessel wall (2).
13. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (8; 9) mit der Gefäßwandung (2) verklebt ist.13. Reaction vessel according to one of claims 10 or 11, characterized in that the lens (8; 9) is glued to the vessel wall (2).
14. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Linsenkontur auf der Außenseite der Gefäßwandung (2) erstreckt.14. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the lens contour extends on the outside of the vessel wall (2).
15. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (8; 9) eine konvexe Linsenkontur aufweist.15. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the lens (8; 9) has a convex lens contour.
16. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Linsen (8, 9) an der Gefäßwandung (2) in definiertem Abstand zueinander angeordnet sind.16. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that two lenses (8, 9) on the vessel wall (2) are arranged at a defined distance from one another.
17. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefäßwandung (2) lichtdurchlässig und um den Linsen (8, 9) lichtstreuend ausgebildet ist.17. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the vessel wall (2) is designed to be translucent and light-scattering around the lenses (8, 9).
18. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefäßboden (3) innenseitig zur verbesserten Haftung von Reaktionsstoffen zumindest bereichsweise mit Plasma vorbehandelt ist18. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom of the vessel (3) is pretreated on the inside at least in regions with plasma for improved adhesion of reactants
19. Reaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgefäß (1) zur seitlichen Lagerung von außen mit wenigstens einem federnd auf die Gefäßwandung (2) einwirkenden Außenwandsegment (15) beaufschlagt ist.19. Reaction vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the reaction vessel (1) for lateral storage from the outside is acted upon by at least one outer wall segment (15) acting resiliently on the vessel wall (2).
20. Verwendung eines Reaktionsgefäßes (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Bioreaktor, wobei die Öffnung (7) des Reaktionsgefäßes (1) mit einem Konus (19) einer Gashaube (18) zusammenwirkt. 20. Use of a reaction vessel (1) according to one of the preceding claims in a bioreactor, wherein the opening (7) of the reaction vessel (1) cooperates with a cone (19) of a gas hood (18).
21. Herstellungsverfahren für ein Reaktionsgefäß (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken nzeichnet, dass das Reaktionsgefäß (1) einstückig als Becher im Spritzgussverfahren hergestellt wird.21. The production method for a reaction vessel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reaction vessel (1) is produced in one piece as a cup using the injection molding process.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgefäß (1) aus transparentem Kunststoff hergestellt wird. 22. The method according to claim 21, characterized in that the reaction vessel (1) is made of transparent plastic.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010062064A1 (en) * 2010-11-26 2012-05-31 Hamilton Bonaduz Ag Sample container for storage and processing of samples taken with a sampling tool

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3719410A (en) * 1971-11-10 1973-03-06 Farrand Optical Co Inc Mixing and measuring apparatus
US3788815A (en) * 1972-03-02 1974-01-29 Beckman Instruments Inc Chemical sample reactor module
EP1088590A1 (en) * 1999-09-29 2001-04-04 Tecan AG Thermocycling device and hoisting element for microtitre plate
WO2001056697A1 (en) * 2000-02-02 2001-08-09 Applera Corporation Apparatus and method for ejecting sample well trays
DE20301279U1 (en) * 2003-01-28 2003-04-10 Hti Bio X Gmbh reaction vessel

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7915283U1 (en) * 1979-09-13 Wilden Kg, 8473 Pfreimd
US2810315A (en) * 1953-05-11 1957-10-22 Phillips Petroleum Co Differential refractometer cell assembly
US4577970A (en) * 1983-07-08 1986-03-25 Personal Diagnostics, Inc. Cuvette with integral optical elements
US4956150A (en) * 1985-11-27 1990-09-11 Alerchek Disposable microtiter stick
DE3843610A1 (en) * 1988-01-13 1989-07-27 Stephan Dr Diekmann DISCONNECTING OR REACTION PILLAR UNIT
US4991958A (en) * 1989-07-10 1991-02-12 General Atomics Micropipette adaptor for spectrophotometers
EP0422448B1 (en) * 1989-09-29 1995-11-29 Waters Investments Limited Apparatus for measuring light absorbance or fluorescence in liquid samples
US5104218A (en) * 1989-11-09 1992-04-14 General Atomics Micropipette adaptor for spectrofluorimeters
DE4030699C1 (en) * 1990-09-28 1991-10-10 Bruker Analytische Messtechnik Gmbh, 7512 Rheinstetten, De
KR100236506B1 (en) * 1990-11-29 2000-01-15 퍼킨-엘머시터스인스트루먼츠 Apparatus for polymerase chain reaction
DE9205824U1 (en) * 1992-04-30 1992-07-23 Schulz, Joachim, Dipl.-Ing., O-4300 Quedlinburg, De
GB9314926D0 (en) * 1993-07-19 1993-09-01 Optiglass Ltd Spectrophotometer cell
CA2130013C (en) * 1993-09-10 1999-03-30 Rolf Moser Apparatus for automatic performance of temperature cycles
US6001310A (en) * 1996-10-11 1999-12-14 Shaffer; John V. Pliable centrifuge tube array
DE10141817B4 (en) * 2001-08-27 2005-03-03 Eppendorf Ag Membrane device for receiving samples and method for producing a device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3719410A (en) * 1971-11-10 1973-03-06 Farrand Optical Co Inc Mixing and measuring apparatus
US3788815A (en) * 1972-03-02 1974-01-29 Beckman Instruments Inc Chemical sample reactor module
EP1088590A1 (en) * 1999-09-29 2001-04-04 Tecan AG Thermocycling device and hoisting element for microtitre plate
WO2001056697A1 (en) * 2000-02-02 2001-08-09 Applera Corporation Apparatus and method for ejecting sample well trays
DE20301279U1 (en) * 2003-01-28 2003-04-10 Hti Bio X Gmbh reaction vessel

Also Published As

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