WO2011117148A1 - Mischer zum einsetzen in einen rotor einer zentrifuge - Google Patents

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WO2011117148A1
WO2011117148A1 PCT/EP2011/054115 EP2011054115W WO2011117148A1 WO 2011117148 A1 WO2011117148 A1 WO 2011117148A1 EP 2011054115 W EP2011054115 W EP 2011054115W WO 2011117148 A1 WO2011117148 A1 WO 2011117148A1
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WO
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rotor
angular velocity
mixing
mixer
mixing trough
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PCT/EP2011/054115
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English (en)
French (fr)
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Nils Paust
Felix Von Stetten
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Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.
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Publication date
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Priority to US14/287,373 priority patent/US9616397B2/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/051Stirrers characterised by their elements, materials or mechanical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/15Use of centrifuges for mixing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F29/401Receptacles, e.g. provided with liners
    • B01F29/402Receptacles, e.g. provided with liners characterised by the relative disposition or configuration of the interior of the receptacles
    • B01F29/4022Configuration of the interior
    • B01F29/40222Configuration of the interior provided with guide tubes on the wall or the bottom
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    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/60Mixers with rotating receptacles rotating about a horizontal or inclined axis, e.g. drum mixers
    • B01F29/63Mixers with rotating receptacles rotating about a horizontal or inclined axis, e.g. drum mixers with fixed bars, i.e. stationary, or fixed on the receptacle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/50Mixing receptacles
    • B01F35/513Flexible receptacles, e.g. bags supported by rigid containers

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a mixer for insertion into a rotor of a centrifuge, for example a standard laboratory centrifuge.
  • a mixing process can be carried out, for example, in a reaction vessel which is introduced into a centrifuge.
  • a reaction vessel which is introduced into a centrifuge.
  • two different liquids may be added to a reaction vessel, such as a glass tube or plastic tube. This is then added to mix the two liquids in a centrifuge and centrifuged.
  • a disadvantage of the use of such standard reaction vessels for mixing liquids is that, due to the inertia of standard centrifuges, a mixing process, in particular in the case of liquids of different densities, does not take place or at least does not take place completely.
  • Embodiments of the present invention provide a mixer for insertion into a rotor of a centrifuge.
  • the mixer has a mixing trough and an obstacle device with at least one obstacle, which is designed to influence a flow of a liquid located in the mixing trough.
  • a distance between at least one wall portion of the mixing trough and the obstacle device is variable. The liquid in the mixing tub flows around the obstacle of the obstacle device.
  • Embodiments of the present invention thus enable a mixing of liquids based on a rotation of the rotor and thus on a centrifugal force generated by the rotor.
  • the distance between the wall portion of the mixing trough and the obstacle device may vary in response to an angular velocity of the rotor of the centrifuge.
  • embodiments of the present invention enable mixing of liquids based on the angular velocity of the rotor, wherein by varying the angular velocity of the rotor, one or more liquids can bypass the at least one obstacle multiple times to achieve a mixing effect.
  • a mixer may include a return means.
  • the return means is designed to generate a restoring force acting in the opposite direction to at least one component, a centrifugal force generated by the rotation of the rotor.
  • the return means is designed such that in a first phase, at a first angular speed of the rotor, a first amount of the component of the centrifugal force acting in the opposite direction to the restoring force is greater than an amount of the restoring force. In a second phase, at a second angular velocity of the rotor, a second amount of the component of the centrifugal force acting in the opposite direction to the restoring force is smaller than the the restoring force.
  • the amount of restoring force generated by the return means may be independent of the angular velocity of the rotor.
  • a first distance of the wall section of the mixing trough to the obstacle device is greater than a second distance of the wall section of the mixing trough to the obstacle device in the second phase.
  • a liquid present in the mixer or at least a part of the liquid flows around the at least one obstacle of the obstacle device in a first direction in the first phase.
  • the liquid in the mixer or at least part of the liquid in the mixer flows around the at least one obstacle of the obstacle device in a direction opposite the first direction.
  • the multiple flow around the liquid of the obstacle creates a mixing effect of the liquid in the mixer or of the liquid mixture present in the mixer.
  • Embodiments of the present invention thus allow a mixture of different liquids based on an angular velocity of the rotor of a centrifuge.
  • the return means may be formed as a spring.
  • the wall portion of the obstruction means may be an elastic membrane and the elastic membrane may constitute the return means itself.
  • the elastic membrane can act as a quasi pump, in the first phase, the elastic membrane is thereby stretched radially outwards (away from a rotational axis of the rotor) based on the centrifugal force and in the second phase, the elastic membrane is based on the through them generated restoring force radially inwardly (toward the axis of rotation of the rotor) and thus presses the liquid past the at least one obstacle of the obstacle device.
  • the mixing trough may be movably mounted in the mixer, for example with respect to a housing of the mixer, wherein in the first phase, the mixing trough moves radially outward and in the second phase based on the restoring force generated by the spring moves radially inwardly to press the liquid past the at least one obstacle of the obstacle device.
  • the liquid moves radially further inwards from a first location to a second location radially further outward.
  • the liquid moves from the second location radially further outward to the first location radially further inward.
  • the mixing trough can be firmly locked in the mixer, for example on a housing of the mixer.
  • the obstacle device can be arranged to be movable in the mixing trough.
  • the spring can be arranged, for example, between the wall portion of the mixing trough and the obstacle device. In the first phase, the obstacle device moves radially outward (based on the centrifugal force, as it were, through the liquid in the mixing trough), and in the second phase, the obstacle device moves radially inward based on the restoring force generated by the spring ,
  • FIG. 1 is a schematic representation of a mixer according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2a and 2b are schematic representations of embodiments according to the present invention.
  • FIGS. 3a and 3b are schematic representations of further embodiments of the present invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of another embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a schematic representation of another embodiment of the present invention
  • Fig. 6 is a schematic representation of a device for receiving in a
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a mixer 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the mixer 10 for insertion into a rotor of a centrifuge has a mixing trough 11 and an obstacle device 12 with a first obstacle 9a and a second obstacle 9b. Between the first obstacle 9a and the second obstacle 9b, the wiper mixer 10 has a passage opening 13.
  • an obstacle device may also have only one obstacle or a plurality of obstacles.
  • An obstacle may be, for example, a bollard, a part of a rake (for example a ridge of a rake), a border or border of a through-opening (as shown by way of example in FIG. 1) or the like.
  • a distance Li between a wall portion 14 of the mixing trough 1 1 and the obstacle device 12 is, in response to rotation of the rotor and at a proper recording of the mixer 10 in a holder of the rotor variable so that the liquid contained in the mixing trough 11 15 the obstacles 9a and 9b of the obstacle device 12 flows around.
  • the liquid 15 flows through the passage opening 13 of the obstacle device 12 therethrough.
  • the distance Li between the wall section 14 of the mixing trough 11 and the obstacle device 12 may be dependent on the angular velocity of the rotor of the centrifuge.
  • a mixing of the liquid 15 located in the mixing tub 11 can thus be generated by changing the angular velocity of the rotor, wherein the liquid 15 thereby repeatedly through the at least one through hole 13 of the obstacle device 12 flows through (each in the opposite direction) and thereby several times the obstacles 9a, 9b of the obstacle device 12 flows around.
  • the wall portion 14 of the mixing trough 1 1 form a bottom of the mixer 10 and can be arranged radially further outwardly than the obstacle device 12 during rotation of the mixer in the rotor of the centrifuge.
  • the obstacle device 12 may be arranged in the mixing trough 11.
  • the obstacle device 12 can be arranged movably in the mixing trough 1 1 or be locked in the mixing trough 1 1 (for example, at one edge of the mixing trough 1 1).
  • the obstacle device 12 may be mechanically coupled to the mixing trough 11.
  • Fig. 2a shows two mixers according to embodiments of the present invention.
  • the mixer 20 shown above in FIG. 2 differs from the mixer 10 shown in FIG. 1 in that the obstacle device 12 has a plurality of passage openings 13 (five passage openings 13 are shown in FIG. 2 a above) and thus a plurality of obstacles 9 having.
  • the schematic representation of the mixer 20 shown in FIG. 2 a above may, for example, be a sectional view of the mixer 20.
  • the obstacle device 12 may therefore have further through openings 13 and obstacles 9, not shown here.
  • the obstacles 9 can be designed so that the passage openings 13 are formed for example in the form of holes or strips.
  • the mixer 20 has a housing 17, on which the obstacle device 12 is arranged.
  • the mixing trough 11 is movably mounted in the housing 17 on a spring 16, which forms a return means.
  • the spring 16 may be arranged, for example, between the wall portion 14 of the mixing trough 1 1 and a bottom (not shown here) of the housing 17.
  • the variable distance between the wall portion 14, which may be a bottom of the mixing trough 1 1, for example, and the obstacle device 12 is realized in the mixer 20 shown in Fig. 2a above, that upon rotation of the mixer 20 about an axis of rotation 140 of the rotor the centrifuge, a generated by the rotation, centrifugal force F z opposite to a restoring force F r generated by the spring 16 acts.
  • the mixing trough 1 1 moves radially outward and thus moves away from the obstacle device 12, whereby the distance Li between the wall section 14 and the obstacle device 12 enlarged.
  • a liquid 15 located in the mixing trough 11 is pressed or flows through the passage openings 13 of the obstacle device 12 due to the centrifugal force.
  • the liquid 15 thus flows from a radially inner location (from a location a smaller distance to the rotational axis 150 of the rotor) to a radially outer location (a greater distance from the rotational axis 140).
  • the phase in which the centrifugal force F z is greater than the restoring force F r may be referred to as a first phase of the mixer 20.
  • a phase in which the restoring force F r is greater than the centrifugal force F z may also be referred to as a second phase of the mixer 20.
  • This rise and fall or movement of the mixing trough 11 from a radially inner location to a radially outer location can be carried out several times during a mixing operation, for example based on an alternating rotational frequency of the rotor of the centrifuge.
  • the flow around the obstacle device 12 (the obstacles 9) and thus the flow through the liquid 15 through the through holes 13 of the Hindemis Rhein 12 are controlled.
  • a flexible component (the mixing trough 11) moves relative to a fixed component (the hindrance device 12).
  • a liquid (the liquid 15) is forced to flow around the solid component (the hindrance device 12 with the obstacles 9 and with the passage openings 13).
  • the flexible component has been realized by a mixing trough 11 mounted on the spring 16.
  • the centrifugal force causes a deflection of the flexible member (the mixing trough 11) from a radially further inward location to a radially outward location.
  • a Force the restoring force F r generated by the spring, which counteracts the centrifugal force F z .
  • a first arrow 18 in Fig. 2a above indicates a direction of centrifugal force Fz and an amount of centrifugal force F z .
  • a second arrow 19 indicates a direction of the restoring force F r generated by the spring 16 and an amount of the restoring force F r .
  • a length of the arrows 18, 19 represents a size of the amount of the respective force. From the length of the two arrows 18 and 19 in Fig. 2a above is thus apparent that an amount of the restoring force F r is greater than an amount of the centrifugal force F z .
  • the mixer 20 is therefore located in the schematic representation of the mixer 20 shown in FIG. 2 a in the second phase already described above.
  • Fig. 2a shows a mixer 21 according to another embodiment of the present invention.
  • the mixer 21 differs from the mixer 20 shown in Fig. 2a above in that a wall portion 14 'whose distance L ⁇ to an obstacle device 12' is variable, is oblique.
  • the distance L 2 from the wall portion 14 'to the axis of rotation 140 of the rotor at the right edge of the mixing trough 11 may be greater than at the left edge of the mixing trough 11.
  • An embodiment of the wall portion 14', as shown in Fig. 2a, may in particular lead to a better mixing of liquids of different densities.
  • the obstacle device 12 ' is arranged obliquely in the mixer 21. That is, a distance L 3 from a first passage opening 13a to the rotational axis 140 of the rotor of the centrifuge is different (in the embodiment shown in FIG. 2a greater) than a distance L 4 of a second passage opening 13b to the rotational axis 140 of the rotor , In other words, a first distance of a first obstacle 9a to the axis of rotation 140 of the rotor is different to a second distance of a second obstacle 9b to the axis of rotation 140 of the rotor.
  • the obstacle device 12 ' may extend in a direction of propagation, for example from a right side of the obstacle device 12' to a left side of the obstacle device 12 'parallel to the wall portion 14' of the mixing trough 11.
  • the passage openings 13 have different cross sections, that is to say, for example, opening diameters.
  • an opening cross-section of the first through-opening 13a may be smaller than an opening cross-section of the second through-opening 13a. be opening 13b.
  • a first distance between two obstacles of the obstacle device 12 ' is thus different from a second distance between two further obstacles of the obstacle device 12'.
  • a mixer according to an exemplary embodiment of the present invention may also have only one inclined wall section 14 'or an inclined obstacle device 12' or different distances of the obstacles 9 from each other (and thus different cross sections of the through openings 13), or a combination of these three.
  • a design of the obstacle device as well as its obstacles and / or passage openings and the mixing trough in dependence on a (bio) -chemical process to be performed with the mixer take place.
  • Fig. 2b above shows the mixer 20 of Fig. 2a above. While in Fig. 2a above the mixer 20 is in a second phase, for example a phase of low angular velocity, the mixer 20 in Fig. 2b is at the top in a first phase, for example a phase of high angular velocity of the rotor. It can be seen from the length of the arrow 18 that an amount of the centrifugal force F z in FIG. 2b above (ie in the first phase) is greater than the amount of the centrifugal force F z in FIG. 2a above (in the second phase). In particular, it will be seen that the magnitude of the centrifugal force F z in FIG. 2b above is greater than the amount of the restoring force F r .
  • a spring constant of the spring 16 is independent of the angular velocity of the rotor.
  • the mixing trough 11 and thus the mixing trough section 14 are located radially further outward in FIG. 2b than was the case in FIG. 2a above.
  • the distance Li between the wall portion 14 of the mixing trough 11 and the Hindemis recognized 12 in Fig. 2b above at the second phase is greater than in Fig. 2a above at the first phase.
  • the larger centrifugal force F z in the second phase can be achieved by a higher angular velocity of the rotor relative to the first phase.
  • the mixing trough 11 moves to a location located radially further outward, and with it the liquid 15, which passes through the passage openings 13 of dernis prepared 12 flows through and the obstacles of the obstacle device 12 flows around.
  • the spring 16 is compressed.
  • the obstacle device 12 is fully extended from the mixing trough 11 and is no longer in contact with the liquid 15, so according to further exemplary embodiments, the mixing trough 11 may be formed so that even at a maximum deflection of the Mixing trough 11 opposite the obstacle device 12, the obstacle device 12 is not extended from the mixing trough 11.
  • Fig. 2b below shows analogously to Fig. 2b above the mixer 21 in a first phase in which a sum of the centrifugal force F z generated by the rotation of the rotor is greater than the amount of return force F R generated by the spring 16.
  • the distance Li between the wall section 14 'and the obstacle device 12' is also larger in Fig. 2b below the distance L ⁇ between the wall portion 14 'and the obstacle device 12' in Fig. 2a below.
  • the spring 16 is also compressed here.
  • the mixer 21 therefore does not differ in its function from the mixer 20.
  • the mixer 21 can be used in particular for mixing liquids of different densities.
  • Fig. 3 above shows a mixer 30 for insertion into a rotor of a centrifuge according to an embodiment of the present invention.
  • the mixer 30 differs from the mixer 20 shown in FIGS. 2 a and 2 b in that the wall section of the mixing trough 11, the distance of which is variable with respect to the obstacle device 12, is formed as an elastic membrane 22.
  • the elastic membrane 22 thus also forms the return means.
  • the mixer 30 therefore has no spring 16 to generate the restoring force against the centrifugal force.
  • the obstacle device 12 can be arranged on a non-elastic part of the mixing trough 11 or on the housing 17 (as shown in Fig. 3 above).
  • the elastic diaphragm 22 may radially expand outwardly based on the centrifugal force generated by the rotation of the rotor about the rotation axis 140, so that the distance of the elastic diaphragm 22 from the obstacle device 12 varies.
  • Fig. 3 above shows with a dotted line the elastic membrane 22 in a first state at a low angular velocity. Furthermore, FIG. 3 shows at the top with a dashed line the elastic membrane 22 in a second state, at a higher angular velocity of the rotor than the first state. Further, Fig. 3 shows at the top with a solid line the elastic membrane 22 in a third state at an even higher angular velocity of Rotor, as in the second state.
  • a dotted arrow 18a is thereby an amount of the centrifugal force F z in the angular velocity in the first state
  • a dashed arrow 18b this case indicates an amount of centrifugal force F z in the angular speed of the rotor in the second state
  • a solid arrow 18c are thereby an amount of the centrifugal force F z at the angular velocity in the third state.
  • the amount of centrifugal force F z is greater than the amount of restoring force F r in the first state, whereby the elastic membrane 22 stretches away from the obstacle device 12 and the liquid 15 passes through the passage openings 13 of the obstacle device 12 flows therethrough.
  • the liquid 15 flows around the obstacles (between the passage openings 13) of the obstacle device 12, which results in thorough mixing.
  • the angular velocity of the rotor is further increased and thus the amount of centrifugal force F z is greater than in the second state, whereby the elastic membrane 22 continues to expand, and thus the distance L [between the elastic membrane 22 and the obstacle device 12 further increased.
  • the liquid 15 urges the elastic membrane 22 radially outward, flowing in a first direction through which the passage openings 13 of the obstruction device 12 flow doing the obstacles of the obstacle device 12th
  • the elastic membrane 22 pushes the liquid 15 in a second direction through the passage openings 13 of the obstacle device 12 through the obstacles of the obstacle device 12 (in the second direction).
  • FIG. 3 shows a mixer 31 according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the mixer 31 differs from the mixer 30 shown in FIG. 3 in that it has an inclined obstacle 12 '. Furthermore, through openings 13 of the obstacle device 12 'have different opening cross sections or, in other words, distances between obstacles of the obstacle device 12' vary along a propagation direction of the obstacle device 12 '.
  • the oblique obstacle device 12 ' has already been explained below with reference to FIGS. 2a and 2b below, a repeated description is therefore omitted.
  • An elasticity of the elastic membrane 22 of the mixing trough 11 of the mixer 30 and the mixer 31 is higher than an elasticity of the wall portion 14 of the mixing trough 11 of the mixer 20 and the mixer 21.
  • the wall portion 14 of the mixing trough 11 may for example be formed of a hard plastic material
  • the elastic membrane 22 may for example be formed of a soft plastic material, for example an elastomeric material.
  • the spring 16 of the mixers 20 and 21 may, for example, be formed of the same elastic material as the elastic membrane 22 of the mixers 30, 31.
  • a coefficient of elasticity or a spring force coefficient of the spring 16 and the elastic membrane 22 may be the same, for example, such that a restoring force generated by the spring 16 is identical to a restoring force generated by the elastic membrane 22.
  • the elastic membrane 22 may be configured to emerge in response to a given angular velocity of the rotor, thereby releasing the liquid 15 in the mixing trough 11.
  • An amount of angular velocity required to travel the elastic membrane 22 may be greater than amounts of angular velocities used in mixing the liquid 15.
  • the amount of angular velocity needed to travel the elastic membrane 22 may be greater than the amount of angular velocity of the rotor in the third state, indicated by the solid lines.
  • FIG. 4 shows the mixer 30 from FIG.
  • the mixer 30 shown in FIG. 4 furthermore having a mandrel 32, which is arranged radially further outward than the elastic membrane 22 during the rotation of the rotor.
  • the mandrel is designed to puncture the elastic membrane 22 at a given angular velocity, so that the liquid 15 located in the mixing trough 11 in FIG. 5 is released.
  • the elastic membrane 22 may, for example, stretch so far that the mandrel 32 is retracted into it and thus pierces the elastic membrane 22.
  • An amount of angular velocity required for retracting the mandrel 32 may be greater than an amount of a maximum mixing angular velocity.
  • the amount of angular velocity needed for retraction of the mandrel 32 may be greater than the amount of angular velocity in the third state of the mixer 30 shown in solid lines in FIGS. 3 and 4.
  • the liquid 15 released by the migration of the membrane 22 or the piercing of the membrane 22 can be located, for example, within the housing 17 of the mixer 30 or via passage openings 33 or a passage opening 33 of the mixer 30, for example on a floor of the housing 17 leave the mixer 30, for example, to flow in a cavity of a downstream body.
  • a mixer according to an embodiment of the present invention may comprise sedimentation cavities, for example in a mixing trough.
  • sedimentation cavities for example in a mixing trough.
  • Fig. 5 shows a mixer 40 according to another embodiment of the present invention.
  • the mixer 40 shown in FIG. 5 differs from that shown in Fig. 2a above mixer 20 in that not the mixing pan is movably 11, special * 30 which Hindemis noticed 12 (here designed as a perforated plate 12) movable in the Mischwanne 11 is stored.
  • the mixing trough 11 is locked to a housing 17 of the mixer 40.
  • the Hindemis Rhein 12 is therefore movably mounted to the mixing trough 11 and movable to the housing 17 of the mixer 40.
  • the spring 16 is disposed between the wall portion 14 whose distance Li to the hindrance device 12 is variable, and 35 of the hindrance device 12.
  • the Hindemis worn 12 within the mixing trough 11 up and down (from radially inward to radially outward and backward) and thereby travels through the liquid 15.
  • the liquid 15 is not moved from a radially inner to a radially outer location, but the obstacle device 12 (the orifice plate 12).
  • the obstacle device 12 By moving the obstacle device 12, the liquid 15 flows through through openings 13 of the obstacle device 12 therethrough.
  • the liquid 15 flows around obstacles 9 (shown hatched in Fig. 5) of the obstacle device 12, whereby a mixing effect is achieved.
  • Fig. 6 shows a sectional view of a device 700 for insertion into a rotor of a centrifuge.
  • the device 700 has a mixer 730 according to an exemplary embodiment of the present invention in a cavity 160 a of a second body 120.
  • the mixer 730 may also be referred to below as a mixing device 730.
  • the device 700 has three bodies 110, 120, 510, which are arranged in a stacking direction in a housing 130, wherein upon rotation of the device 700 about a rotation axis 140, a first body 110 at the radially farthest inward and a fourth body 510 at radially farthest outward.
  • the second body 120 is disposed between the first body 110 and the third body 510.
  • the device 700 is configured such that, in response to rotation of the rotor, the second body 120 may rotate relative to the first body 110 and the second body 510.
  • a coupling of different cavities of the first body 110 with the cavity 160a of the second body 120 based on a rotation of the rotor can be achieved in different phases.
  • the first body 110 has eight cavities, for example as reagent pre-storage chambers.
  • the second body 120 has in its cavity 160a the mixing device 730 (the mixer 730), which is designed to mix at least two fluids located in the cavity 160a in response to a rotation of the rotor.
  • the third body 510 has a first cavity 720 and a second cavity 720b.
  • the first cavity 720a of the third body 510 may be, for example, an eluate collection vessel or an eluate chamber
  • the second cavity 720b of the third body 510 may be, for example, a so-called waste container or a waste chamber.
  • the housing 130 has two housing parts 132, 134 which can be separated from one another, so that when these two housing parts 132, 134 are separated, at least one of the bodies of the device 700 (for example the third body 510) can be removed from the device 700.
  • the housing 130 may also include a plurality of housing parts 132, 134. The individual housing parts 132, 134 may, for example, be inserted into one another via springs and grooves or else via Screwed screwed together.
  • a first housing part 132 of the two housing parts 132, 134 of the housing 130 may also be referred to as a first sleeve 132, and a second housing part 134 of the two housing parts of the housing 130 may also be referred to as a second sleeve 134.
  • a first sleeve 132 A first housing part 132 of the two housing parts 132, 134 of the housing 130 may also be referred to as a first sleeve 132
  • a second housing part 134 of the two housing parts of the housing 130 may also be referred to as a second sleeve 134.
  • the second sleeve 134 is slipped onto the first sleeve 132.
  • first body 110 may be referred to as a first turret 110
  • second body 120 as a second turret 120
  • third body 510 as a third turret 510.
  • the first turret 110 has, as already described above, a reagent pre-storage.
  • the second turret 120 has the mixing device 730 as already described above.
  • the third turret 510 has, as already described above, an eluate chamber 720a and a waste chamber 720b.
  • the device 700 has a spring 710 for the lateral movement of the three revolvers 110, 120, 510.
  • the spring 710 serves to generate a restoring force which opposes a centrifugal force generated by the rotation of the rotor to allow a shifting operation (for example, a rotation of the second revolver 120 with respect to the other two revolvers).
  • the spring 710 may be similar to a return spring for a ballpoint pen, a twist of the second turret 120 with respect to the other two turrets 110 and 510 may be based on a ballpoint pen mechanism.
  • the device 700 shown in FIG. 6 with three revolvers 110, 120, 510 can be used, for example, for the purpose of DNA extraction.
  • a ballpoint pen mechanism may translate the centrifugation protocol into a stepwise rotation of the second turret 120 relative to the first turret 110 and the third turret 510.
  • the spring 710 below the third turret 510 regulates the distance to the casing or to the housing 130, which has (or consists of) the two housing parts 132, 134.
  • the spring 710 may be formed as a compression spring or tension spring.
  • the spring 710 may also be formed as another return means, which generates a restoring force on at least one body of the device 700 '5.
  • elastomers rubber band
  • metal springs metal springs
  • thermoplastics or thermosets can be used as restoring means, for example.
  • the return means may be manufactured as part of a body (for example as part of the third body 510). Such manufacturing methods are known from the packaging industry and z. For example, in the manufacture of disgusting tablets of tablets by injection molding. In this way, both the number of parts can be reduced, and the assembly can be simplified.
  • FIG. 7a shows on the left the first housing part 132 of the housing 130 in a side view and a sectional view along a section axis A-A. Furthermore, FIG. 7a on the right shows the second housing part 134 of the housing 130 in a side view and a sectional view along a section axis A-A.
  • the second housing part 134 forms a lower end of the device 700, d. H. during a rotation of the device 700, the second housing part 134 is arranged radially outermost, and in particular radially further outward than the first housing part 132.
  • the first housing part 132 has a cylindrical shape and a circular cross section.
  • the first housing part 132 On a base side 804 of the first housing part 132, the first housing part 132 has two opposing hooks 810.
  • the two opposed hooks 810 are configured to be received in two opposing hook receivers 812 of the second housing 134.
  • the two hooks 810 project beyond the base side 804 of the first housing part
  • the housing portion 132 may include a viewing window 814 (eg, on a transparent plastic material) which, for example, in combination with a display on the second body 120, provides a phase indication to indicate a phase in which the device 700 is located at the time of tapping ,
  • the first housing part 132 may have on an inner side a plurality of guide grooves 816, which extend in at least a partial region of the inner region of the first housing part 132 in a direction orthogonal to a cover side 802 of the first housing part 132.
  • the inner grooves of the first housing part 132 may be accessible, for example, from the base side 804 of the first housing part 132, for example around the three turrets 110, 120, 510 into the first one Housing part 132.
  • the first housing part 132 on its cover side 802 may be open or closed and may, for example, have a lid on the top 802.
  • the second housing part 134 has on a cover side 806 the same circular cross-section as the first housing part 132 on its base side 804.
  • the hook receivers 812 adapted to the hooks 810 of the first housing part 132, are set back from the cover side 806 of the second housing part 134 on the second housing part 134.
  • the circular cross-section of the second housing part 134 can taper in a region in which the hook receptacles 812 no longer extend to a base side 808 of the second housing part 134, d.
  • the housing part 134 may be frusto-conical on an end opposite the cover side 806. Within the frusto-conical end, the housing part 134 may have a receptacle 818 for the spring 710.
  • An inner region of the second housing part 134 may be accessible from the cover side 806 of the second housing part 134, for example to receive the third body 510, or to remove it from the housing 130.
  • a length from the cover side 802 to the base side 804 of the first housing part 132 may be greater than a length from the cover side 806 to the base side 808 of the second housing part 134.
  • FIG. 7b shows schematic representations of the first body 110 of the device 700 according to FIG. 6.
  • FIG. 7b-a shows the first body 110 and the first revolver 110 in a side view.
  • the first body 110 is a cylindrical body 110 having a top side 820 and an opposite bottom side 822.
  • the first body 110 has a plurality of guide springs 824 on its outside.
  • the number of guide springs 824 may, for example, be adapted to the number of guide grooves 816 of the first housing part 132 (ie of the housing 130).
  • the guide springs 824 of the first body 110 are configured to engage with the guide grooves 816 of the housing part 132.
  • the guide springs 824 may be configured (in conjunction with the guide grooves 816 of the first housing portion 132) to permit rotation of the first body 110 with respect to the other bodies 120, 510 (eg, transitioning from a first phase to a second phase) prevent.
  • the guide springs 824 of the first body 110 may be chamfered on the cover side 820 facing ends, for example, a simpler insertion of the first body 110 in to allow the housing 130 (ie in the second housing part 134). Due to the tapered ends of the guide springs 824, wedging of the guide springs 824 with the guide grooves 816 of the first housing 132 upon insertion of the first body 110 is precluded (or at least almost eliminated).
  • the first body 110 may have on its base side 822 a plurality of profile teeth 826, which are arranged circumferentially around the first body 110.
  • a number of the profile teeth 826 may be adapted to a number of process steps to be performed in the device.
  • a number of the teeth may vary in different devices which are suitable for different (bio) chemical processes.
  • the number of guide springs 824 and the guide grooves 816 may vary.
  • the first housing part 132 has eight guide grooves 816.
  • the first body 110 has eight guide springs 824 and eight profile teeth 826.
  • the profile teeth 826 may be formed, for example, to allow a guide of the second body 120 and the second turret 120.
  • Fig. 7b-a shows in a side view of the first turret 110 structures for the ballpoint pen mechanism with grooves between guide springs 824 for guiding in the column (in the first housing part 132) and recesses (profile teeth 826) for guiding the second turret 120th
  • FIG. 7b-b shows a top view of the first turret 110 with a multiplicity of cavities for the preliminary reagent storage.
  • the first turret 110 has eight cavities. In the eight cavities, for example, eight different reagents can be pre-stored for processing.
  • FIG. 7 b-c shows a bottom view of the first revolver 110 with tracks of three spikes, which are arranged, for example, on the second revolver 120 for opening closure means of the cavities of the first revolver 110.
  • the three spikes pierce each of the chambers (the cavities) with the upstream reagents.
  • FIG. 7b-c the respective paths that make up the individual mandrels in the rotation of the second body 120 with respect to the first body 110 are shown.
  • a path of a first mandrel 828a is shown with a dotted arrow.
  • a path of a second mandrel 828b is shown with a dashed arrow and a path of a third mandrel 828c is shown with a solid arrow.
  • the individual numbers in the respective cavities indicate both in FIGS. 7b-b and in FIG. 7b-c, in which phase, that is also in which order, the individual cavities or their closure means of one of Spikes are being cut.
  • a first cavity 150a of the first body 110 is pierced by the first mandrel 828a in a first phase.
  • a liquid or a process agent located in the first cavity 150a of the first body 110 can then flow into a cavity of the second body 120.
  • a second cavity 150 b of the first body 110 is pierced by the first mandrel 828 a, so that one in the The second cavity 150 b of the first body 110 liquid can flow into a cavity of the second body 120 (for example, in the same cavity in which even the liquid from the first catality 150 a of the first body 110 has flowed).
  • a third cavity 150c is pierced by the first mandrel 828a, so that a liquid located in the third cavity 150c can flow into a cavity of the second body 120.
  • the first mandrel 828a may in this case be connected to a cavity of the second body 120, so that liquids of cavities which have been pierced by the first mandrel 828a all flow into one and the same cavity within the second body 120.
  • a seventh cavity 150 g of the first body 110 is pierced by the second mandrel 828 b, so that a liquid located in the seventh cavity 150 g flows into a cavity of the second body 120.
  • an eighth cavity 150h of the first body 110 is pierced by the second mandrel 828b such that a liquid located in the eighth cavity 828a enters a cavity of the second body 120 (e.g., the same cavity into which the liquid from the seventh cavity has flowed 150g) flows.
  • the second mandrel 828b may be configured analogously to the first mandrel 828a such that liquids from cavities pierced by the second mandrel 828b flow into a common cavity in the second body 120 or at least via a common fluid path in the second body 120 run.
  • a fourth cavity 150d is pierced by the third mandrel 828c so that a liquid located in the fourth cavity 150d flows into a cavity of the second body 120.
  • further reagents may be upstream, or no reagents may be upstream.
  • the mandrels can be arranged offset on the second body 120, and the closure means of the respective cavities only at certain locations, which are shown in FIGS. 7b-b and 7b-c are marked hatched, pierceable by the thorns. Furthermore, it is also possible that the individual mandrels 828a, 828b, 828c in a phase in which they are needed from the second body 120th be extended and retracted in another phase in the body 120. This can be initiated, for example, via the centrifugation protocol.
  • FIG. 7c shows the second body 120 (the second revolver 120) from different views.
  • Fig. 7c-a shows the second body 120 in a side view.
  • Fig. 7c-b shows the second body in a sectional view along a section axis A-A.
  • Fig. 7c-c shows the second body 120 in an isometric view.
  • Fig. 7c-d shows the second body 120 in a plan view.
  • Fig. 7c-e shows the second body 120 in a further sectional view along a section axis B-B.
  • the second body 120 forms a housing of the mixing device 730 or the mixer 730.
  • a mixing trough 835 of the mixer 730 and an obstacle device 840 (here designed as a hole trough 840) of the mixer 730 are located in the cavity 160a of the cylindrical housing (the second body 120). are arranged.
  • the second body 120 is a cylindrical body having a top side 830 and a base side 832 opposite thereto.
  • the second body 120 has on its top side 830, which may also be referred to as a lid, the three pins 828a, 828b, 828c.
  • the three mandrels have a different distance from a rotation axis 250 of the body 120.
  • the first mandrel 828a is farthest from the axis of rotation 250, and the third mandrel 828c is least distant from the axis of rotation.
  • the second body 120 further includes a plurality of guide springs 834 disposed on an outer side of the second body 120. In the embodiment shown in FIG. 7 c, the second body 120 has four guide springs 834.
  • the guide springs 834 project beyond the top side 830 of the second body 120 and each have beveled ends in an end region in which they project beyond the top side 830.
  • the guide springs are configured to interengage with the tread teeth 826 of the first body 110 and the guide grooves 816 of the housing 130 upon transition from one phase of the device 700 to a next phase (eg, from the first phase to the second phase) ,
  • a number of the guide springs 834 may depend on the number of process steps to be performed for a process for which the device 700 is provided.
  • the second body 120 comprises the mixing device 730 or, in other words, the second body 120 forms a housing of the mixing device 730.
  • the mixing device 730 is designed to form at least two different fluids or liquids within the cavity 160a of the second body 120 to mix.
  • the cavity 160a of the second body 120 can therefore also be referred to below as the mixing chamber 160a be designated.
  • the mixing device 730 has within the mixing chamber 160a a first mixing spring 836 (comparable to the spring 16 of the mixer 20 according to FIG. 2a above) for mixing.
  • the mixing device 730 has the hole trough 840 locked in the mixing chamber 160a on the first body 120 (comparable to the obstacle 12 of the mixer 20 according to FIG.
  • the well 840 or obstruction 840 may also be referred to as the orifice plate 840.
  • the openings 845 of the hole trough 840 are arranged on the hole trough 840 such that when the device 700 is received in a rotor, a centrifuge, and with a rotation of the rotor, the openings 845 are arranged radially outermost with respect to the hole trough 840.
  • the well 840 may be open to the top 830 of the second body 120 so that liquid may flow from a cavity of the first body 110 into the cavity 160a of the second body 120, and thus into the well 840.
  • the mixing device 730 has a mixing trough 835 (comparable to the mixing trough 11 of the mixer 20 according to FIG. 2 a) or a mixing bowl 835 in the mixing chamber 160 a.
  • the mixing trough 835 is movably mounted with respect to the hole trough 840 within the mixing chamber 160a.
  • the mixing trough 835 is arranged such that upon a rotation of the device 700, the mixing trough 835 (or at least one wall section 14 of the mixing trough 835) is arranged radially further outside than the hole trough 840.
  • a liquid which may be in the well 840 may flow from the well 840 into the mixing well 835 through the openings 845 due to the centrifugal force created by the rotation.
  • the hole trough 840 and the mixing trough 835 are designed in such a way that, when the mixing trough 835 moves, the hole trough 840 can be retracted into the mixing trough 835.
  • the mixing trough 835 therefore has a larger cross-section than the hole trough 840 to accommodate the hole trough 840 as the mixing trough 835 moves.
  • the mixing trough 835 has an elevation 846 for receiving the first mixing spring 836.
  • the hole trough 840 has an elevation 848, which is adapted to the elevation 846 of the mixing trough 835, so that the hole trough 840 can be received by the mixing trough 835 when the mixing trough 835 moves toward the perforated plate 840.
  • the first mixing spring 836 is arranged between the mixing trough 835 and the second body 120 (the housing of the mixing device 730) in order to exert an opposing force acting on the centrifugal force restoring force on the mixing trough 835.
  • the mixing trough 835 may have a hole 841 or a plurality of holes 841 with a closing means, such as a cover foil 847.
  • a hole 841 may also be referred to as a through opening 841 of the mixing trough 835.
  • the hole 841 of the mixing trough 835 is arranged on the mixing trough 835 such that upon rotation of the rotor, the hole 841 is arranged radially outermost with respect to the mixing trough 835.
  • a mandrel 833 may be disposed on the second body 120. In this case, the mandrel 833 can be arranged on the second body 120 in order to puncture the cover foil 847 of the hole 841 in response to a given angular speed of the rotor. Mandrel 833, in conjunction with hole 841 and cover sheet 847, thus forms a valve of mixing tub 835 and also mixing chamber 160a of second body 120.
  • Mixing device 730 may further include a second mixing spring 837 within mixing chamber 160a.
  • the second mixing spring 837 may be disposed between the mixing trough 835 and the second body 120, wherein a spring constant of the second mixing spring 837 may be greater than a spring constant of the first mixing spring 836. That is, a restoring force generated by the first mixing spring 836 is less than a restoring force generated by the second mixing spring 837.
  • the mixing trough 835 in the wall section 14 may have at least one passage opening 841 with a cover foil 847.
  • the mixing device 730 may include a mandrel 833 configured to pierce the lid sheet 847 in response to a given angular velocity.
  • An angular velocity of the rotor required for the piercing of the lidding film 847 is greater than an amount of angular velocity required for the mixing of liquids present in the mixing trough 835.
  • a maximum mixing angular velocity of the rotor may be referred to as a first angular velocity of the rotor, and a minimum mixing angular velocity, for example, at which the distance L] between the well 845 and the wall portion 14 of the mixing trough 835 is minimum, will be referred to as the second angular velocity of the rotor.
  • a third angular speed of the rotor which is required for the piercing of the cover film 847 with the mandrel 833, is greater than the first angular velocity and the second angular velocity of the rotor.
  • the distance Li between the wall portion 14 and the hole trough 845 is even greater than at the first angular velocity of the rotor. While the first angular velocity and the second angular velocity of the rotor can be achieved several times during a mixing process, for example to produce a multiple movement of the mixing trough 835 in the cavity 160a, the third angular velocity of the rotor is typically only reached once, since after opening the cover film 847, the liquid in the mixing tub 835 leaves the mixing trough 835 and no further mixing within the mixing trough 835 is possible. Furthermore, the second body 120 may have a drip-off nose 843 on its base 832.
  • the first mixing spring 836 moves the mixing trough 835 up and down within the cavity 160a (the mixing chamber 160a), whereby a liquid in the mixing chamber 160a is in communication with another in the mixing chamber 160a Liquid is mixed.
  • the mixing trough 835 is moved by the changing centrifugal force with a change in the angular velocity of the rotor and the restoring force of the first mixing spring 836 acting in the opposite direction to the centrifugal force.
  • the mixing tub 835 is moved radially outward by the centrifugal force to a point, and the first mixing spring 836 counteracts this movement.
  • the mixing trough 835 moves back and forth.
  • a liquid present in the mixing trough 835 is transported through the openings 845 of the hole trough 840 with each movement of the mixing trough 835.
  • the liquid flows through the openings 845 of the hole trough 840 with a variable spring length, whereby a mixing process takes place.
  • This mixture is realized by the interaction of centrifugal force and restoring force (generated by the first mixing spring 836).
  • the change in the rotational frequency of the centrifuge moves the mixing trough (or mixing bowl) 835 from a radially further inward to a radially outward location, and vice versa.
  • the liquid present in the mixing trough 835 is guided through the openings 845 of the hole trough 840 and flows around the edges of the openings 845, that is to say the obstacles 9 of the perforated trough 840, which results in thorough mixing.
  • the second mixing spring is used to switch the valve (formed from the hole 841, the cover sheet 847 and the mandrel 833).
  • the second mixing spring 837 has a higher spring constant than the first mixing spring 836.
  • a holding force generated by the second mixing spring 837 is thus larger than the restoring force generated by the first mixing spring 836.
  • the second mixing spring 837 is compressed only at comparatively high rotational frequencies of the centrifuge, so that the mixing trough 835 moves radially outward to the mandrel 833, so that the mandrel 833 opens the lid foil 847 of the hole 841.
  • An angular velocity required for the compression of the second mixing spring 837 (for example the third angular velocity described above) of the rotor of the centrifuge can be greater than the angular velocity (for example the first angular velocity) of the rotor required for a compression of the first mixing spring 836.
  • an amount of a holding force generated by the second mixing spring 837 at the first angular velocity and the second angular velocity is larger than amounts of the component of the centrifugal force opposing the restoring force.
  • the amount of the holding force is smaller than an amount opposite to the restoring force-acting component of the centrifugal force.
  • a spring constant of the first mixing spring 836 may be greater than a spring constant of the spring 710 which serves to rotate the second body 120 with respect to the other two bodies 110, 510 of the device 700.
  • the liquid in the mixing trough 835 can exit the second turret 120 via a column 838 (for example via a silicate column 838) in the mixing chamber 160a through the drip nose 843 and, for example, into the waste collection container (into the waste bin) Waste chamber) 720b or into the eluate collection container (into the eluate chamber) 720a of the third body 510.
  • a column 838 for example via a silicate column 838
  • the mandrels 828a, 828b, 828c may have on the top side 830 of the second body 120 fluid guides, for example in the form of funnels and subsequent channels, or in the form of bevels so as to provide different paths for fluids whose cavities they pierce within the mixing chamber 160a , enable.
  • fluids released by the first mandrel 828a may be directed into the well 840 with a first fluid guide 829a formed as a bevel.
  • Fluids released from the second mandrel 828b may be provided, for example, with a second fluid guide 829b serving as a Funnel with a channel that leads past the hole trough 840 and the mixing trough 835, is formed on the column 838 or in a region of the mixing chamber 160 a, outside the mixing trough 835, passed.
  • the region may be fluidly connected to the column 838 so that the fluid flows from the region to the column 838.
  • Fluids released from the third mandrel 828c may, for example, be passed directly over the column 838 with a third fluid guide 829c, which is also formed as a funnel with a channel passing the hole trough 840 and the mixing trough 835 ,
  • the channel of the third fluid guide 829c may have a smaller cross-section than the channel of the second fluid guide 829b, for example such that a fluid flows slower through the third fluid guide 829c than through the second fluid guide 829b.
  • the mixing chamber 160a may be frusto-conical in a region below the mixing trough 835 (radially further outward than the mixing trough 835), for example, around a funnel toward the drip hare 843 for the fluids in the mixing chamber 160a.
  • the valve in the mixing chamber 160a may also be designed as a predetermined breaking point or a siphon, for example to mix a plurality of liquids or reagents from the first body 110 within the mixing chamber 160a, and in a predetermined process step this valve or to open the predetermined breaking point or siphon so that the mixed reagents can exit the mixing chamber 160a (eg, via the dripping hare 843).
  • the lidding film 847 may be formed in the wall portion 14 of the mixing trough 835 so as to travel in response to the third angular velocity whose magnitude is greater than the magnitude of the first angular velocity and the magnitude of the second angular velocity. The mandrel 833 would then no longer be needed, which would result in a simpler manufacture of the mixing device 730.
  • the mixing chamber 160a may have a (chromatographic) column 838 at an exit (at the drip hare 843) facing the base 832, such as required for DNA extraction to form reagents.
  • a mixed liquid can, as described above, be passed through the column 838 via a valve or via a predetermined breaking point or via a siphon.
  • the mixing chamber 160a may include a foil 847 or a membrane 847 which extends from one within the second body 120 located mandrel 833 can be pierced in response to a given angular velocity of the rotor.
  • the mixing trough 835 can be locked in the second body 120 or mounted on the second mixing spring 837.
  • the hole trough 840 based on the variable angular velocity of the rotor, within the mixing trough 835 move up and down.
  • the first mixing spring 836 may be arranged between the mixing trough 835 and the hole trough 840.
  • the second body 120 may comprise a plurality of cavities and thus also a plurality of mixing chambers, for example with separate mixing devices.
  • the second body 120 may have on its outer side a scale display 842 which, for example in conjunction with the viewing window 814 of the first housing part 132, may form a phase display of the device 700.
  • the scale display 842 may simply consist of letters and / or numbers indicating a phase of the device 700.
  • Fig. 7d shows the third body 510 (the third turret 510) in two different views.
  • Fig. 7d-a shows the third body 510 in a side view and
  • Fig. 7d-b shows the third body 510 in an isometric view.
  • the third body 510 is a cylindrical body having a top side 850 and a base side 852 opposite thereto.
  • the third body 510 has, as already described with reference to FIG.
  • the third body 510 has guide springs 854 on its outer side, for example to prevent a rotation of the third body 510 during a transition from one phase to a next phase of the device 700.
  • the third body 510 may be formed to be detachable from the housing 130, for example, to perform further processing of the liquid collected in the eluate chamber 720a.
  • a mixer may also have sedimentation cavities in which bacteria and other solids can be sedimented. These bacteria and solids can have a greater density than a liquid mixture which is suitable for further use from the mixer or the mixed tub is removable.
  • embodiments of the present invention also allow for sedimentation of insoluble cell constituents of the liquids or higher density constituents than the liquids themselves.
  • Embodiments of the present invention can be made particularly easily, for example, in an injection molding process from a plastic material.
  • Exemplary embodiments of the present invention can be produced, for example, as disposable articles.
  • embodiments of the present invention allow for improved mixing of liquids over standard reaction vessels, such as simple centrifuge tubes.
  • a restoring force generated by a restoring means is perpendicular to an axis of rotation of the rotor of the centrifuge. This is typically the case when using a mixer in a holder of a rotor of a swing-out centrifuge.
  • a restoring force F r generated by a return means is not perpendicular to the axis of rotation 140.
  • a centrifugal force F z generated by the rotation 140 does not act directly opposite to the restoring force F r .
  • embodiments of the present invention may be adapted to be received in both rotatable swing-wing rotors and swing-arm rotors of solid angle centrifuges.
  • a restoring force F r generated in a mixer can act counter to a centrifugal force generated by the rotation of the rotor or against a component of the centrifugal force generated by the rotation of the rotor.

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Abstract

Ein Mischer (10) zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge weißt eine Mischwanne (11) und eine Hinderniseinrichtung (12) mit mindestens einem Hindernis (9a, 9b) auf. Das mindestens eine Hindernis (9a, 9b) ist ausgebildet, um eine Strömung einer, in der Mischwanne (11) befindlichen, Flüssigkeit (15) zu beeinflussen. Ansprechend auf eine Rotation des Rotors, bei einer bestimmungsgemäßen Aufnahme des Mischers (10) in einer Halterung des Rotors, ist ein Abstand zwischen zumindest einem Wandabschnitt (14) der Mischwanne (11) und der Hinderniseinrichtung (12) variabel, so dass die in der Mischwanne (11) befindliche Flüssigkeit (15) das Hindernis (9a, 9b) der Hinderniseinrichtung (12) umströmt.

Description

Mischer zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge
Beschreibung
Hintergrund der Erfindung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen einen Mischer zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge, beispielsweise einer Standardlaborzentrifuge.
Die Durchführung (bio-)chemischer Prozesse erfordert die Handhabung von Flüssigkeiten. Ein wichtiger Prozessschritt hierbei ist ein Mischen verschiedener Flüssigkeiten beispielsweise in einem Reaktionsgefäß. Ein Mischvorgang kann dabei beispielsweise in einem Reaktionsgefäß, welches in eine Zentrifuge eingebracht wird, erfolgen. So können bei- spielsweise zwei verschiedene Flüssigkeiten in ein Reaktionsgefäß, wie beispielsweise ein Glasröhrchen oder ein Kunststoffröhrchen gegeben werden. Dieses wird dann zum Vermischen der beiden Flüssigkeiten in eine Zentrifuge gegeben und zentrifugiert. Ein Nachteil der Nutzung solcher Standardreaktionsgefäße zum Vermischen von Flüssigkeiten ist, dass aufgrund der Trägheit von Standardzentrifugen ein Mischvorgang, insbesondere bei Flüs- sigkeiten verschiedener Dichte nicht oder zumindest nicht vollständig erfolgt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept zu schaffen, welches eine verbesserte Vermischung von Flüssigkeiten, insbesondere in (bio-)chemischen Prozessen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Mischer gemäß Anspruch 1. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen einen Mischer zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge. Der Mischer weist dabei eine Mischwanne und eine Hinderniseinrichtung mit mindestens einem Hindernis, welches ausgebildet ist, um eine Strömung einer, in der Mischwanne befindlichen, Flüssigkeit zu beeinflussen, auf. Ansprechend auf eine Rotation des Rotors, und bei einer bestimmungsgemäßen Aufnahme des Mischers in einer Halterung (beispielsweise in einem Schwenkbecherhalter) des Rotors ist ein Abstand zwischen zumindest einem Wandabschnitt der Mischwanne und der Hinderniseinrichtung variabel. Die in der Mischwanne befindliche Flüssigkeit umströmt dabei das Hindernis der Hinderniseinrichtung. Es ist ein Kemgedanke der vorliegenden Erfindung, dass ein verbessertes Konzept zum Vermischen von Flüssigkeiten geschaffen werden kann, wenn ein Reaktionsgefäß einen Mischer aufweist, welcher basierend auf einer durch einen Rotor erzeugten Zentrifugal- kraft bewegliche Elemente aufweist, welche eine Vermischung der Flüssigkeiten in dem Reaktionsgefäß ermöglichen. Es wurde erkannt, dass durch ein Umströmen eines Hindernisses innerhalb dem Reaktionsgefäß eine Mischwirkung der Flüssigkeiten erzielt werden kann. Durch die Umströmung des Hindernisses wird eine Umlenkung der Flüssigkeiten erzeugt, dabei entsteht eine große Kontaktfläche zwischen den Flüssigkeiten oder Substan- zen, so dass diese beiden sich miteinander vermischen können.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen damit eine Vermischung von Flüssigkeiten basierend auf einer Rotation des Rotors und damit auf einer durch den Rotor erzeugten Zentrifugalkraft.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann sich der Abstand zwischen dem Wandabschnitt der Mischwanne und der Hinderniseinrichtung in Abhängigkeit von einer Winkelgeschwindigkeit des Rotors der Zentrifuge verändern. Mit anderen Worten ermöglichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Vermischen von Flüssigkeiten basie- rend auf der Winkelgeschwindigkeit des Rotors, wobei durch ein Verändern der Winkelgeschwindigkeit des Rotors eine oder mehrere Flüssigkeiten das mindestens eine Hindernis mehrfach umströmen kann/können, um dabei eine Mischwirkung zu erzielen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann ein Mischer ein Rückstellmittel aufweisen. Das Rückstellmittel ist dabei ausgebildet, um eine in entgegengesetzter Richtung zu zumindest einer Komponente, einer durch die Rotation des Rotors erzeugten Zentrifugalkraft, wirkende Rückstellkraft zu erzeugen. Bei einer Aufnahme des Mischers in einem Rotor einer Ausschwingzentrifuge und bei einem maximalen Ausschwingen des Mischers wirkt die Rückstellkraft der Zentrifugalkraft direkt entgegen. Bei Aufnahme des Mischers in einem Rotor einer Festwinkelzentrifuge, wirkt die Rückstellkraft einer Komponente der Zentrifugalkraft entgegen, deren Betrag von der Winkelgeschwindigkeit des Rotors und von dem Winkel der Halterung des Rotors bezüglich der Rotationsachse des Rotors abhängt. Das Rückstellmittel ist so ausgebildet, dass in einer ersten Phase, bei einer ersten Winkelgeschwindigkeit des Rotors ein erster Betrag der in entgegengesetzter Richtung zu der Rückstellkraft wirkenden Komponente der Zentrifugalkraft größer ist als ein Betrag der Rückstellkraft. In einer zweiten Phase, bei einer zweiten Winkelgeschwindigkeit des Rotors ist ein zweiter Betrag der in entgegengesetzter Richtung zu der Rückstellkraft wirkenden Komponente der Zentrifugalkraft kleiner als der Be- trag der Rückstellkraft. Mit anderen Worten kann der Betrag der durch das Rückstellmittel erzeugten Rückstellkraft unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit des Rotors sein. In der ersten Phase ist ein erster Abstand des Wandabschnitts der Mischwanne zu der Hinderniseinrichtung größer als ein zweiter Abstand des Wandabschnitts der Mischwanne zu der Hinderniseinrichtung in der zweiten Phase. Eine in dem Mischer befindliche Flüssigkeit oder zumindest ein Teil der Flüssigkeit umströmt dabei in der ersten Phase in einer ersten Richtung das mindestens eine Hindernis der Hinderniseinrichtung. In der zweiten Phase umströmt die in dem Mischer befindliche Flüssigkeit oder zumindest ein Teil der in dem Mischer befindlichen Flüssigkeit in einer, der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten, Richtung das mindestens eine Hindernis der Hinderniseinrichtung. Durch das mehrfache Umströmen der Flüssigkeit des Hindernisses entsteht eine Mischwirkung der sich in dem Mischer befindlichen Flüssigkeit oder des sich in dem Mischer befindlichen Flüssigkeits- gemischs. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen damit eine Vermischung von verschiedenen Flüssigkeiten basierend auf einer Winkelgeschwindigkeit des Rotors einer Zentrifuge.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann das Rückstellmittel als eine Feder gebildet sein. Gemäß einigen weiteren Ausführungsbeispielen kann der Wandabschnitt der Hinderniseinrichtung eine elastische Membran sein und die elastische Membran kann das Rückstellmittel selbst bilden. Die elastische Membran kann dabei quasi als Pumpe wirken, in der ersten Phase wird die elastische Membran dabei basierend auf der Zentrifugalkraft radial nach außen (von einer Rotationsachse des Rotors weg) gedehnt und in der zweiten Phase zieht sich die elastische Membran basierend auf der durch sie erzeugten Rückstellkraft radial nach innen (zu der Rotationsachse des Rotors hin) und presst damit die Flüssigkeit an dem mindestens einen Hindernis der Hinderniseinrichtung vorbei.
Gemäß einigen weiteren Ausführungsbeispielen, in denen das Rückstellmittel als Feder ausgebildet ist, kann die Mischwanne beweglich in dem Mischer beispielsweise bezüglich eines Gehäuses des Mischers gelagert sein, wobei sich in der ersten Phase die Mischwanne radial nach außen bewegt und sich in der zweiten Phase basierend auf der durch die Feder erzeugten Rückstellkraft radial nach innen bewegt, um die Flüssigkeit an dem mindestens einen Hindernis der Hinderniseinrichtung vorbeizupressen. Die Flüssigkeit bewegt sich dabei in der ersten Phase von einem ersten Ort radial weiter innen zu einem zweiten Ort radial weiter außen. In der zweiten Phase bewegt sich die Flüssigkeit von dem zweiten Ort radial weiter außen zu dem ersten Ort radial weiter innen. Gemäß einigen weiteren Ausfuhrungsbeispielen, bei der das Rückstellmittel durch eine Feder gebildet wird, kann die Mischwanne fest in dem Mischer arretiert sein beispielsweise an einem Gehäuse des Mischers. Die Hinderniseinrichtung kann dabei beweglich in der Mischwanne angeordnet sein. Die Feder kann dabei beispielsweise zwischen dem Wandabschnitt der Mischwanne und der Hinderniseinrichtung angeordnet sein. In der ersten Phase bewegt sich die Hinderniseinrichtung, basierend auf der Zentrifugalkraft, radial nach außen (quasi durch die in der Mischwanne befindliche Flüssigkeit hindurch) und in der zweiten Phase bewegt sich die Hinderniseinrichtung, basierend auf der durch die Feder erzeugten Rückstellkraft, radial nach innen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden detailliert anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mischers gemäß einem Ausführungs- beispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2a und 2b schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 a und 3b schematische Darstellungen von weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufnahme in einem
Rotor einer Zentrifuge mit einem Mischer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7a bis 7d eine schematische Darstellung der einzelnen Komponenten der Vorrich- tung aus Fig. 6.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Bevor im Folgenden die vorliegende Erfindung anhand der Figuren näher erläutert wird, wird darauf hingewiesen, dass die gleichen Elemente oder funktionell gleichen Elemente in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und dass eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Eine Beschreibung von Elementen mit glei- chen Bezugszeichen ist daher gegenseitig austauschbar und/oder in den verschiedenen Ausführungsbeispielen aufeinander anwendbar.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Mischers 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Mischer 10 zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge weist eine Mischwanne 11 und eine Hinderniseinrichtung 12 mit einem ersten Hindernis 9a und einem zweiten Hindernis 9b auf. Zwischen dem ersten Hindernis 9a und dem zweiten Hindernis 9b weist der Wischer Mischer 10 eine Durchgangsöffnung 13 auf.
Die beiden Hindernisse 9a und 9b sind ausgebildet, um eine Strömung einer, in der Mischwanne 11 befindlichen, Flüssigkeit 15 beeinflussen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann eine Hinderniseinrichtung auch nur ein Hindernis oder eine Mehrzahl von Hindernissen aufweisen. Ein Hindernis kann beispielsweise ein Poller, ein Teil eines Rechens (beispielsweise ein Zacken eines Rechens), eine Umrandung oder Berandung einer Durchgangsöffnung (wie dies beispielhaft in Fig. 1 gezeigt ist) oder ähnliches sein.
Ein Abstand Li zwischen einem Wandabschnitt 14 der Mischwanne 1 1 und der Hinderniseinrichtung 12 ist, ansprechend auf eine Rotation des Rotors und bei einer bestimmungsgemäßen Aufnahme des Mischers 10 in einer Halterung des Rotors variabel, so dass die in der Mischwanne 11 befindliche Flüssigkeit 15 die Hindernisse 9a und 9b der Hindernisein- richtung 12 umströmt. Die Flüssigkeit 15 strömt dabei durch die Durchgangsöffnung 13 der Hinderniseinrichtung 12 hindurch.
Der Abstand Li zwischen dem Wandabschnitt 14 der Mischwanne 11 und der Hinderniseinrichtung 12 kann dabei abhängig von der Winkelgeschwindigkeit des Rotors der Zentri- fuge sein. Ein Mischen der in der Mischwanne 11 befindlichen Flüssigkeit 15 kann also durch ein Verändern der Winkelgeschwindigkeit des Rotors erzeugt werden, wobei die Flüssigkeit 15 dabei mehrfach durch die mindestens eine Durchgangsöffnung 13 der Hinderniseinrichtung 12 hindurch strömt (jeweils in entgegensetzer Richtung) und dabei mehrfach die Hindernisse 9a,9b der Hinderniseinrichtung 12 umfließt. Durch das Hindurch strömen der Flüssigkeit 15 durch die Durchgangsöffhung 13 (und das damit verbundende Umströmen der Hindernisse 9a, 9b der Hinderniseinrichtung 12) wird eine Mischwirkung in der Flüssigkeit 15 erzielt. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann wie in Fig. 1 gezeigt der Wandabschnitt 14 der Mischwanne 1 1 einen Boden des Mischers 10 bilden und kann dabei bei einer Rotation des Mischers in dem Rotor der Zentrifuge radial weiter außen als die Hinderniseinrichtung 12 angeordnet sein.
Gemäß einigen Ausfuhrungsbeispielen kann, wie in Fig. 1 gezeigt, die Hinderniseinrichtung 12 in der Mischwanne 1 1 angeordnet sein. Die Hinderniseinrichtung 12 kann dabei beweglich in der Mischwanne 1 1 angeordnet sein oder in der Mischwanne 1 1 (beispielsweise an einem Rand der Mischwanne 1 1) arretiert sein.
Gemäß einigen Ausfuhrungsbeispielen kann die Hinderniseinrichtung 12 mechanisch mit der Mischwanne 1 1 gekoppelt sein.
Fig. 2a zeigt zwei Mischer gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Ein in Fig. 2a oben gezeigter Mischer 20 weist, wie der in Fig. 1 gezeigte Mischer 10 eine Mischwanne 1 1 mit einem Wandabschnitt 14 und eine Hinderniseinrichtung 12 auf. Der in Fig. 2a oben gezeigte Mischer 20 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten Mischer 10 dadurch, dass die Hinderniseinrichtung 12 eine Mehrzahl von Durchgangsöffhungen 13 (in Fig. 2a oben sind fünf Durchgangsöffhungen 13 gezeigt) und damit eine Mehrzahl von Hindernissen 9 aufweist. Die in Fig. 2a oben gezeigte schematische Darstellung des Mischers 20 kann beispielsweise eine Schnittansicht des Mischers 20 sein. Die Hinderniseinrichtung 12 kann daher noch weitere, hier nicht gezeigte Durchgangsöffnungen 13 und Hindernisse 9 aufweisen. Die Hindernisse 9 können dabei so ausgebildet sein, dass die Durchgangsöffhungen 13 beispielsweise in Form von Löchern oder Streifen ausgebildet sind. Ferner weist der Mischer 20 ein Gehäuse 17 auf, an welchem die Hinderniseinrichtung 12 angeordnet ist. Die Mischwanne 11 ist beweglich in dem Gehäuse 17 auf einer Feder 16, welche ein Rückstellmittel bildet, gelagert. Die Feder 16 kann beispielsweise zwischen dem Wandabschnitt 14 der Mischwanne 1 1 und einem Boden (hier nicht gezeigt) des Gehäuses 17 angeordnet sein. Der variable Abstand zwischen dem Wandabschnitt 14, welcher beispielsweise ein Boden der Mischwanne 1 1 sein kann, und der Hinderniseinrichtung 12 wird bei dem in Fig. 2a oben gezeigten Mischer 20 dadurch realisiert, dass bei einer Rotation des Mischers 20 um eine Rotationsachse 140 des Rotors der Zentrifuge eine, durch die Rotation erzeugte, Zentrifugalkraft Fz entgegengesetzt zu einer durch die Feder 16 erzeugten Rückstellkraft Fr wirkt. Ist die durch die Rotation des Rotors erzeugte Zentrifugalkraft Fz größer als die durch die Feder 16 erzeugte Rückstellmittel Fr, so bewegt sich die Mischwanne 1 1 radial nach außen und entfernt sich damit von der Hinderniseinrichtung 12, womit sich der Abstand Li zwischen dem Wandabschnitt 14 und der Hindernis- einrichtung 12 vergrößert. Eine in der Mischwanne 11 befindliche Flüssigkeit 15 wird dabei aufgrund der Zentrifugalkraft durch die Durchgangsöffnungen 13 der Hinderniseinrichtung 12 hindurchgepresst oder strömt durch diese hindurch. Durch die Umströmung der Hindernisse 9 der Hinderniseinrichtung 12, also der Umrandungen der Durchgangsöffhun- gen 13 wird eine Durchmischung der Flüssigkeit 15 realisiert. Die Flüssigkeit 15 strömt damit von einem radial inneren Ort (von einem Ort mit einem geringeren Abstand zu der Rotationsachse 150 des Rotors) zu einem radial äußeren Ort (mit einem größeren Abstand zu der Rotationsachse 140). Die Phase, in welcher die Zentrifugalkraft Fz größer als die Rückstellkraft Fr ist, kann als eine erste Phase des Mischers 20 bezeichnet werden.
Ist die Zentrifugalkraft Fz kleiner als die Rückstellkraft Fr (beispielsweise bei einer geringeren Winkelgeschwindigkeit des Rotors als in der ersten Phase), so bewegt sich die Mischwanne 11 zu der Hinderniseinrichtung 12 hin, und damit verkleinert sich der Abstand Li zwischen der Hinderniseinrichtung 12 und dem Wandabschnitt 14 der Mischwan- ne 11. Die sich in der Mischwanne 11 befindliche Flüssigkeit 15 wird dabei wieder durch die Durchgangsöffnungen 13 der Hinderniseinrichtung 12 hindurchgepresst, wodurch eine weitere Durchmischung aufgrund der Umströmung der Hindernisse 9 (der Berandung der Durchgangsöffhungen 13) der Hinderniseinrichtung 12 erfolgt. Eine Phase, in welcher die Rückstellkraft Fr größer ist als die Zentrifugalkraft Fz, kann auch als eine zweite Phase des Mischers 20 bezeichnet werden.
Dieses Auf- und Absinken bzw. Bewegen der Mischwanne 11 von einem radialen inneren Ort zu einem radialen äußeren Ort, kann während eines Mischvorgangs mehrfach ausgeführt werden, beispielsweise basierend auf einer wechselnden Drehfrequenz des Rotors der Zentrifuge. Mit anderen Worten kann durch die wechselnde Drehfrequenz der Zentrifuge die Umströmung der Hinderniseinrichtung 12 (der Hindernisse 9) und damit die Durchströmung der Flüssigkeit 15 durch die Durchgangslöcher 13 der Hindemiseinrichtung 12 kontrolliert werden. Mit anderen Worten bewegt sich ein flexibles Bauteil (die Mischwanne 11) gegenüber einem festen Bauteil (der Hindemiseinrichtung 12). Dadurch wird eine Flüssigkeit (die Flüssigkeit 15) gezwungen, das feste Bauteil (die Hindemiseinrichtung 12 mit den Hindernissen 9 und mit den Durchgangsöffhungen 13) zu umströmen. In dem in Fig. 2a oben gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ist das flexible Bauteil durch eine auf der Feder 16 gelagerten Mischwanne 11 realisiert worden. Unter Rotation der Zentrifuge (des Rotors der Zentrifuge) bewirkt die Zentrifugalkraft eine Auslenkung des flexiblen Bauteils (der Mischwanne 11) von einem radial weiter innen gelegenen Ort zu einem radial weiter außen gelegenen Ort. Bei Auslenkung entsteht an dem beweglichen Element (der Mischwanne 11) eine Kraft (die durch die Feder erzeugte Rückstellkraft Fr), die der Zentrifugalkraft Fz entgegenwirkt.
Ein erster Pfeil 18 in Fig. 2a oben zeigt eine Richtung der Zentrifugalkraft Fz und einen Betrag der Zentrifugalkraft Fz an. Ein zweiter Pfeil 19 gibt eine Richtung der durch die Feder 16 erzeugten Rückstellkraft Fr und einen Betrag der Rückstellkraft Fr an. Eine Länge der Pfeile 18, 19 repräsentiert dabei eine Größe des Betrages der jeweiligen Kraft. Aus der Länge der beiden Pfeile 18 und 19 in Fig. 2a oben wird damit ersichtlich, dass ein Betrag der Rückstellkraft Fr größer ist als ein Betrag der Zentrifugalkraft Fz. Der Mischer 20 be- findet sich damit in der in Fig. 2a gezeigten schematischen Darstellung des Mischers 20 in der bereits oben beschriebenen zweiten Phase.
Fig. 2a unten zeigt einen Mischer 21 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Mischer 21 unterscheidet sich von dem in Fig. 2a oben gezeigten Mischer 20 dadurch, dass ein Wandabschnitt 14', dessen Abstand L\ zu einer Hinderniseinrichtung 12' variabel ist, schräg ist. Mit anderen Worten ist ein Abstand L2 zwischen der Rotationsachse 140 des Rotors der Zentrifuge und dem Wandabschnitt 14', bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit des Rotors, entlang einer Ausbreitungsrichtung des Wandabschnitts 14', beispielsweise von einem rechten Rand der Mischwanne 11 zu einem linken Rand der Mischwanne 11, variabel. So kann der Abstand L2 von dem Wandabschnitt 14' zu der Rotationsachse 140 des Rotors an dem rechten Rand der Mischwanne 11 größer sein, als an dem linken Rand der Mischwanne 11. Eine Ausgestaltung des Wandabschnitts 14', wie in Fig. 2a gezeigt, kann insbesondere zu einer besseren Durchmischung von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte führen.
Ferner ist bei dem in Fig. 2a unten gezeigten Mischer 21 auch die Hinderniseinrichtung 12' schräg in dem Mischer 21 angeordnet. Das heißt, ein Abstand L3 von einer ersten Durch- gangsöffhung 13a zu der Rotationsachse 140 des Rotors der Zentrifuge ist unterschiedlich (in dem in Fig. 2a gezeigten Ausführungsbeispiel größer) als ein Abstand L4 einer zweiten Durchgangsöffnung 13b zu der Rotationsachse 140 des Rotors. Mit anderen Worten, ist ein erster Abstand eines ersten Hindernisses 9a zu der Rotationsachse 140 des Rotors verschieden zu einem zweiten Abstand eines zweiten Hindernisses 9b zu der Rotationsachse 140 des Rotors. Die Hinderniseinrichtung 12' kann in einer Ausbreitungsrichtung beispielsweise von einer rechten Seite der Hinderniseinrichtung 12' zu einer linken Seite der Hinderniseinrichtung 12' parallel zu dem Wandabschnitt 14' der Mischwanne 11 verlaufen. Ferner weisen die Durchgangsöffnungen 13 unterschiedliche Querschnitte, also beispielsweise Öffhungsdurchmesser auf. So kann beispielsweise ein Öffnungsquerschnitt der ersten Durchgangsöffnung 13a kleiner als ein Öffnungsquerschnitt der zweiten Durch- gangsöffhung 13b sein. Ein erster Abstand zwischen zwei Hindernissen der Hinderniseinrichtung 12' ist damit verschieden zu einem zweiten Abstand zwischen zwei weiteren Hindernissen der Hinderniseinrichtung 12'. Mit anderen Worten gesagt, kann durch ein definiertes Design des Hindernisses (der Hinderniseinrichtung 12' mit den Durchgangsöffhun- gen 13), z.B. durch eine schräge Lochplatte (die schräge Hinderniseinrichtung 12') mit unterschiedlichen Durchmessern der Löcher (der Durchgangsöffhungen 13) oder unterschiedlichen Abständen zwischen den Hindernissen 9 der Hinderniseinrichtung 12' eine Durchmischung von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte realisiert werden. Gemäß weiteren Ausfuhrungsbeispielen kann ein Mischer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auch nur einen schrägen Wandabschnitt 14' oder eine schräge Hinderniseinrichtung 12' oder unterschiedliche Abstände der Hindernisse 9 zueinander (und damit unterschiedliche Querschnitte der Durchgangsöffhungen 13), oder eine Kombination dieser drei aufweisen. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein Design der Hinderniseinrichtung sowie deren Hindernisse und/oder Durchgangsöffhungen und der Mischwanne in Abhängigkeit von einem (bio)-chemischen Prozess, der mit dem Mischer durchgeführt werden soll, erfolgen.
Fig. 2b oben zeigt den Mischer 20 aus Fig. 2a oben. Während sich in Fig. 2a oben der Mi- scher 20 in einer zweiten Phase, beispielsweise einer Phase niedriger Winkelgeschwindigkeit befindet, so befindet sich der Mischer 20 in Fig. 2b oben in einer ersten Phase, beispielsweise einer Phase hoher Winkelgeschwindigkeit des Rotors. Aus der Länge des Pfeils 18 wird ersichtlich, dass ein Betrag der Zentrifugalkraft Fz in Fig. 2b oben (also bei der ersten Phase) größer ist als der Betrag der Zentrifugalkraft Fz in Fig. 2a oben (bei der zweiten Phase). Insbesondere wird ersichtlich, dass der Betrag der Zentrifugalkraft Fz in Fig. 2b oben größer als der Betrag der Rückstellkraft Fr ist. Eine Federkonstante der Feder 16 ist dabei unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit des Rotors.
Da die Zentrifugalkraft Fz größer als die Rückstellkraft Fr ist, befindet sich in Fig. 2b oben die Mischwanne 11 und damit der Mischwannenabschnitt 14 radial weiter außen als dies in Fig. 2a oben der Fall war. Mit anderen Worten ist der Abstand Li zwischen dem Wandabschnitt 14 der Mischwanne 11 und der Hindemiseinrichtung 12 in Fig. 2b oben bei der zweiten Phase größer als in Fig. 2a oben bei der ersten Phase. Die größere Zentrifugalkraft Fz bei der zweiten Phase kann dabei durch eine höhere Winkelgeschwindigkeit des Rotors gegenüber der ersten Phase erreicht werden. Durch die erhöhte Zentrifugalkraft bewegt sich, wie bereits erwähnt die Mischwanne 11 zu einem radial weiter außen gelegenen Ort und mit ihr die Flüssigkeit 15, welche dabei durch die Durchgangsöfmungen 13 der Hin- derniseinrichtung 12 hindurch strömt und die Hindernisse der Hinderniseinrichtung 12 umströmt. Die Feder 16 wird dabei gestaucht.
Obwohl in dem in Fig. 2b oben gezeigten Ausführungsbeispiel die Hinderniseinrichtung 12 vollständig aus der Mischwanne 11 ausgefahren ist und nicht mehr in Kontakt mit der Flüssigkeit 15 ist, so kann gemäß weiteren Ausfuhrungsbeispielen die Mischwanne 11 so ausgebildet sein, dass auch bei einer maximalen Auslenkung der Mischwanne 11 gegenüber der Hinderniseinrichtung 12 die Hinderniseinrichtung 12 nicht aus der Mischwanne 11 ausgefahren ist.
Fig. 2b unten zeigt analog zu Fig. 2b oben den Mischer 21 in einer ersten Phase, in welcher ein Betrag der durch die Rotation des Rotors erzeugten Zentrifugalkraft Fz größer als der Betrag der durch die Feder 16 erzeugten Rückstellkraft Fr ist. Der Abstand Li zwischen dem Wandabschnitt 14' und der Hinderniseinrichtung 12' ist auch in Fig. 2b unten größer als der Abstand L\ zwischen dem Wandabschnitt 14' und der Hinderniseinrichtung 12' in Fig. 2a unten. Die Feder 16 ist dabei auch hier gestaucht.
Der Mischer 21 unterscheidet sich daher in seiner Funktion nicht von dem Mischer 20. Jedoch kann, wie bereits im Vorhergehenden beschrieben, der Mischer 21 insbesondere zur Mischung von Flüssigkeiten verschiedener Dichten eingesetzt werden.
Fig. 3 oben zeigt einen Mischer 30 zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Mischer 30 unterscheidet sich von dem in den Figuren 2a und 2b gezeigten Mischer 20 dadurch, dass der Wandabschnitt der Mischwanne 11, dessen Abstand variabel zu der Hinderniseinrichtung 12 ist, als eine elastische Membran 22 gebildet ist. Die elastische Membran 22 bildet damit auch das Rückstellmittel. Der Mischer 30 weist daher keine Feder 16 auf, um die Rückstellkraft entgegen der Zentrifugalkraft zu erzeugen. Die Hinderniseinrichtung 12 kann dabei an einem nicht elastischen Teil der Mischwanne 11 oder an dem Gehäuse 17 (wie dies in Fig. 3 oben gezeigt ist) angeordnet sein. Die elastische Membran 22 kann sich, basierend auf der durch die Rotation des Rotors um die Rotationsachse 140 erzeugten Zentrifugalkraft, radial nach außen dehnen, so dass sich der Abstand der elastischen Membran 22 zu der Hinderniseinrichtung 12 verändert. Fig. 3 oben zeigt mit einer gepunkteten Linie die elastische Membran 22 in einem ersten Zustand bei einer niedrigen Winkelgeschwindigkeit. Des Weiteren zeigt Fig. 3 oben mit einer gestrichelten Linie die elastische Membran 22 in einem zweiten Zustand, bei einer gegenüber dem ersten Zustand höheren Winkelgeschwindigkeit des Rotors. Ferner zeigt Fig. 3 oben mit einer durchgezogenen Linie die elastische Membran 22 in einem dritten Zustand bei einer noch höheren Winkelgeschwindigkeit des Rotors, als in dem zweiten Zustand. Des Weiteren ist mit einer gepunkteten Linie, einer gestrichelten Linie und einer durchgezogenen Linie ein Flüssigkeitsstand einer Flüssigkeit 15, welche sich in der Mischwanne 11 befindet, in Abhängigkeit von der Ausdehnung der elastischen Membran 22 und damit in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des 5 Rotors, dargestellt. Ein gepunkteter Pfeil 18a gibt dabei einen Betrag der Zentrifugalkraft Fz bei der Winkelgeschwindigkeit in dem ersten Zustand an, ein gestrichelter Pfeil 18b gibt dabei einen Betrag der Zentrifugalkraft Fz bei der Winkelgeschwindigkeit des Rotors in dem zweiten Zustand an und ein durchgezogener Pfeil 18c gibt dabei einen Betrag der Zentrifugalkraft Fz bei der Winkelgeschwindigkeit in dem dritten Zustand an. Aus Fig. 3
* 10 oben wird ersichtlich, dass in dem ersten Zustand der Betrag der Zentrifugalkraft Fz kleiner ist als ein Betrag der Rückstellkraft Fr (dargestellt durch einen Pfeil 19) ist.
In dem zweiten Zustand (mit einer gestrichelten Linie dargestellt) ist der Betrag der Zentrifugalkraft Fz größer als der Betrag der Rückstellkraft Fr in dem ersten Zustand, wodurch 15 sich die elastische Membran 22 von der Hinderniseinrichtung 12 hinweg dehnt und die Flüssigkeit 15 dabei durch die Durchgangsöffnungen 13 der Hinderniseinrichtung 12 hindurch strömt. Die Flüssigkeit 15 umströmt dabei die Hindernisse (zwischen den Durch- gangsöffhungen 13) der Hinderniseinrichtung 12, was eine Durchmischung zur Folge hat.
20 In dem dritten Zustand (dargestellt durch durchgezogene Linien) ist die Winkelgeschwindigkeit des Rotors weiter erhöht und damit der Betrag der Zentrifugalkraft Fz größer als in dem zweiten Zustand, wodurch sich die elastische Membran 22 weiter dehnt, und damit den Abstand L[ zwischen der elastischen Membran 22 und der Hinderniseinrichtung 12 weiter erhöht.
25
Wird die Winkelgeschwindigkeit des Rotors wieder gesenkt, so bewegt sich die elastische Membran 22 aufgrund der von ihr erzeugten Rückstellkraft Fr zurück (das heißt hin zu der Hinderniseinrichtung 12), wodurch die Flüssigkeit 15 wiederholt durch die Durchgangsöffnungen 13 der Hinderniseinrichtung 12 hindurch strömt und wiederholt die Hindernisse
30 der Hinderniseinrichtung 12 umströmt.
Mit anderen Worten drückt die Flüssigkeit 15 in einem Zustand, in welchem die Zentrifugalkraft Fz größer als die Rückstellkraft Fr ist, die elastische Membran 22 nach radial außen, und fließt dabei in einer ersten Richtung durch die die Durchgangöffnungen 13 der Hinderniseinrichtung 12 und umströmt dabei die Hindernisse der Hinderniseinrichtung 12
35 (in der ersten Richtung). In einem Zustand, in welchem die Rückstellkraft Fr größer als die Zentrifugalkraft Fz ist, drückt dagegen die elastische Membran 22 die Flüssigkeit 15 in einer zweiten Richtung durch die Durchgangsöffhungen 13 der Hinderniseinrichtung 12 hindurch, und umströmt dabei die Hindernisse der Hinderniseinrichtung 12 (in der zweiten Richtung).
Fig. 3 unten zeigt einen Mischer 31 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vor- liegenden Erfindung. Der Mischer 31 unterscheidet sich von dem in Fig. 3 oben gezeigten Mischer 30 dadurch, dass er eine schräge Hinderniseinrichtung 12' aufweist. Ferner weisen Durchgangsöffhungen 13 der Hinderniseinrichtung 12' unterschiedliche Öffhungsquer- schnitte auf oder in anderen Worten, Abstände zwischen Hindernissen der Hinderniseinrichtung 12' variieren entlang einer Ausbreitungsrichtung der Hinderniseinrichtung 12'. Die schräge Hinderniseinrichtung 12' wurde bereits anhand der Figuren 2a unten und 2b unten erläutert, auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet.
Eine Elastizität der elastische Membran 22 der Mischwanne 11 des Mischers 30 und des Mischers 31 ist höher als eine Elastizität des Wandabschnitts 14 der Mischwanne 11 des Mischers 20 und des Mischers 21. Der Wandabschnitt 14 der Mischwanne 11 kann aber beispielsweise aus einem harten Kunststoffmaterial gebildet sein. Die elastische Membran 22 kann beispielsweise aus einem weichen Kunststoffmaterial, beispielsweise einem Elastomermaterial gebildet sein. Die Feder 16 der Mischer 20 und 21 kann beispielsweise aus demselben elastischen Material wie die elastische Membran 22 der Mischer 30, 31 gebildet sein. Ein Elastizitätskoeffizient oder ein Federkraftkoeffizient der Feder 16 und der elastischen Membran 22 können gleich sein, beispielsweise so, dass eine von der Feder 16 erzeugte Rückstellkraft identisch zu einer von der elastischen Membran 22 erzeugten Rückstellkraft ist. Gemäß einigen Ausfuhrungsbeispielen kann die elastische Membran 22 ausgebildet sein, um ansprechend auf eine gegebene Winkelgeschwindigkeit des Rotors aufzureisen, und damit die in der Mischwanne 11 befindliche Flüssigkeit 15 freizusetzen. Ein Betrag einer für das Aufreisen der elastischen Membran 22 benötigten Winkelgeschwindigkeit kann dabei größer sein als Beträge von Winkelgeschwindigkeiten, welche bei der Mischung der Flüssigkeit 15 verwendet werden. Bezogen auf Fig. 3 oben kann der Betrag der für das Aufreisen der elastischen Membran 22 benötigten Winkelgeschwindigkeit größer sein als der Betrag der Winkelgeschwindigkeit des Rotors in dem dritten Zustand, welcher durch die durchgezogenen Linien dargestellt ist. Insbesondere kann zwischen dem Betrag der Winkelgeschwindigkeit, welcher für das Aufreisen der elastischen Membran 22 benötigt wird, und einem Betrag einer maximalen Mischwinkelgeschwindigkeit ein Sicherheitsabstand von beispielsweise 10% bestehen. Fig. 4 zeigt den Mischer 30 aus Fig. 3 oben, wobei der in Fig. 4 gezeigte Mischer 30 ferner einen Dorn 32 aufweist, welcher bei der Rotation des Rotors radial weiter außen als die elastische Membran 22 angeordnet ist. Der Dorn ist dabei ausgebildet, um bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit die elastische Membran 22 aufzustechen, so dass die sich in 5 der Mischwanne 11 befindliche Flüssigkeit 15 freigesetzt wird. Die elastische Membran 22 kann sich dabei beispielsweise so weit dehnen, dass der Dorn 32 in sie eingefahren wird und damit die elastische Membran 22 durchsticht. Ein Betrag einer für das Einfahren des Dorns 32 benötigten Winkelgeschwindigkeit kann dabei größer sein als ein Betrag einer maximalen Mischwinkelgeschwindigkeit. So kann der Betrag der Winkelgeschwindigkeit, 10 welcher für das Einfahren des Dorns 32 benötigt ist, größer als der Betrag der Winkelgeschwindigkeit in dem in Fig. 3 und Fig. 4 mit den durchgezogenen Linien dargestellten dritten Zustand des Mischers 30 sein.
Die durch das Aufreisen der Membran 22 oder das Aufstechen der Membran 22 freigesetz- " 15 te Flüssigkeit 15 kann sich nach dem Freisetzen beispielsweise innerhalb des Gehäuses 17 des Mischers 30 befinden oder über Durchgangsöffnungen 33 oder eine Durchgangsöffnung 33 des Mischers 30, beispielsweise an einem Boden des Gehäuses 17 den Mischer 30 verlassen, beispielsweise um in eine Kavität eines nachgelagerten Körpers zu fließen.
20 Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann ein Mischer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Sedimentierkavitäten, beispielsweise in einer Mischwanne aufweisen. So können beispielsweise vor einer Freisetzung der Flüssigkeit 15 aus dem Mischer Festköper, Bakterien oder Flüssigkeiten höherer Dichte in dem Mischer sedimen- tiert werden, so dass diese Bestandteile, bei der Freisetzung der Flüssigkeit 15, in dem Mi-
25 scher (beispielsweise in der Mischwanne) verbleiben.
Fig. 5 zeigt einen Mischer 40 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der in Fig. 5 gezeigte Mischer 40 unterscheidet sich von dem in Fig. 2a oben gezeigten Mischer 20 dadurch, dass nicht die Mischwanne 11 beweglich gelagert ist, son- * 30 dem die Hindemiseinrichtung 12 (hier ausgebildet als eine Lochplatte 12) beweglich in der Mischwanne 11 gelagert ist. Die Mischwanne 11 ist an einem Gehäuse 17 des Mischers 40 arretiert. Die Hindemiseinrichtung 12 ist daher beweglich zu der Mischwanne 11 und beweglich zu dem Gehäuse 17 des Mischers 40 gelagert. Femer ist die Feder 16 zwischen dem Wandabschnitt 14, dessen Abstand Li zu der Hindemiseinrichtung 12 variabel ist, und 35 der Hindemiseinrichtung 12 angeordnet. Basierend auf einer Veränderung der Winkelgeschwindigkeit des Rotors bewegt sich bei dem Mischer 40 im Gegensatz zu dem Mischer 20 die Hindemiseinrichtung 12 innerhalb der Mischwanne 11 auf und ab (von radial innen nach radial außen und zurück) und durchwandert dabei die Flüssigkeit 15. Mit anderen Worten wird bei dem in Fig. 5 gezeigten Mischer 40 nicht die Flüssigkeit 15 von einem radial inneren zu einem radial äußeren Ort bewegt, sondern die Hinderniseinrichtung 12 (die Lochplatte 12). Durch das Bewegen der Hinderniseinrichtung 12 fließt die Flüssigkeit 15 durch Durchgangsöffnungen 13 der Hinderniseinrichtung 12 hindurch. Mit anderen Worten, die Flüssigkeit 15 umströmt Hindernisse 9 (in Fig. 5 schraffiert dargestellt) der Hinderniseinrichtung 12, wodurch eine Mischwirkung erzielt wird.
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer Vorrichtung 700 zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge. Die Vorrichtung 700 weist einen Mischer 730 gemäß einem Ausführungsbei- spiel der vorliegenden Erfindung in einer Kavität 160a eines zweiten Körpers 120 auf. Der Mischer 730 kann im Folgenden auch als Mischvorrichtung 730 bezeichnet werden. Die Vorrichtung 700 weist drei Körper 110, 120, 510 auf, welche in einer Stapelrichtung in einem Gehäuse 130 angeordnet sind, wobei bei einer Rotation der Vorrichtung 700 um eine Rotationsachse 140 ein erster Körper 110 am radial weitesten innen und ein vierter Körper 510 am radial weitesten außen angeordnet ist. Der zweite Körper 120 ist zwischen dem ersten Körper 110 und dem dritten Körper 510 angeordnet. Die Vorrichtung 700 ist so ausgebildet, dass ansprechend auf eine Rotation des Rotors sich der zweite Körper 120 bezüglich des ersten Körpers 110 und dem zweiten Körper 510 verdrehen kann. Dadurch kann in verschiedenen Phasen eine Kopplung von verschiedenen Kavitäten des ersten Kör- pers 110 mit der Kavität 160a des zweiten Körpers 120 basierend auf einer Rotation des Rotors erzielt werden. Der erste Körper 110 weist dabei acht Kavitäten auf, beispielsweise als Reagenzienvorlagerungskammern.
Wie bereits erwähnt weist der zweite Körper 120 in seiner Kavität 160a die Mischvorrich- tung 730 (den Mischer 730) auf, welche ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Rotation des Rotors mindestens zwei in der Kavität 160a befindliche Fluide miteinander zu vermischen. Ferner weist der dritte Körper 510 eine erste Kavität 720 und eine zweite Kavität 720b auf. Die erste Kavität 720a des dritten Körpers 510 kann beispielsweise ein Eluatsammelbehälter oder eine Eluatkammer sein und die zweite Kavität 720b des dritten Körpers 510 kann beispielsweise ein sogenannter Waste- (Abfallflüssigkeiten)sammelbehälter oder eine Wastekammer sein.
Ferner weist das Gehäuse 130 zwei voneinander separierbare Gehäuseteile 132, 134 auf, so dass bei einer Separation dieser zwei Gehäuseteile 132, 134 mindestens einer der Körper der Vorrichtung 700 (beispielsweise der dritte Körper 510) aus der Vorrichtung 700 entnehmbar ist. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Gehäuse 130 auch eine Mehrzahl von Gehäuseteilen 132, 134 aufweisen. Die einzelnen Gehäuseteile 132, 134 können beispielsweise über Federn und Nuten ineinander gesteckt sein oder auch über Schraubverbindungen miteinander verschraubt sein. Ein erstes Gehäuseteil 132 der beiden Gehäuseteile 132, 134 des Gehäuses 130 kann auch als eine erste Hülse 132 bezeichnet werden, und ein zweites Gehäuseteil 134 der beiden Gehäuseteile des Gehäuses 130 kann auch als eine zweite Hülse 134 bezeichnet werden. Wie Fig. 6 zeigt, wird, um das Gehäuse 130 zu schließen, die zweite Hülse 134 auf die erste Hülse 132 aufgesteckt.
Die drei Körper können jeweils auch als Revolver bezeichnet werden. So kann der erste Körper 110 als ein erster Revolver 110 bezeichnet werden, der zweite Körper 120 als ein zweiter Revolver 120 und der dritte Körper 510 als ein dritter Revolver 510.
Der erste Revolver 110 weist, wie bereits im Vorhergehenden beschrieben, eine Reagenzienvorlagerung auf.
Der zweite Revolver 120 weist, wie bereits im Vorhergehenden beschrieben, die Misch- Vorrichtung 730 auf. Der dritte Revolver 510 weist, wie bereits im Vorhergehenden beschrieben, eine Eluatkammer 720a und eine Wastekammer 720b auf.
Ferner weist die Vorrichtung 700 eine Feder 710 für die laterale Bewegung der drei Revolver 110, 120, 510 auf. Die Feder 710 dient dazu, um eine Rückstellkraft zu erzeugen, wel- che entgegengesetzt zu einer durch die Rotation des Rotors erzeugten Zentrifugalkraft wirkt, um einen Schaltvorgang (beispielsweise ein Verdrehen des zweiten Revolvers 120 bezüglich der anderen beiden Revolver) zu ermöglichen. Die Feder 710 kann beispielsweise vergleichbar einer Rückstellfeder für einen Kugelschreiber sein, eine Verdrehung des zweiten Revolvers 120 bezüglich der anderen beiden Revolver 110 und 510 kann auf einer Kugelschreibermechanik basieren.
Die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung 700 mit drei Revolvern 110, 120, 510 kann beispielsweise zum Zwecke der DNA-Extraktion eingesetzt werden. Wie bereits im Vorhergehenden beschrieben, kann eine Kugelschreibermechanik das Zentrifugationsprotokoll in eine schrittweise Verdrehung des zweiten Revolvers 120 gegenüber dem ersten Revolver 110 und gegenüber dem dritten Revolver 510 übersetzen.
Die Feder 710 unterhalb des dritten Revolvers 510 regelt den Abstand zu der Umhülsung bzw. zu dem Gehäuse 130, welches die zwei Gehäuseteile 132, 134 aufweist (oder aus diesen besteht). Durch die Wechselwirkung der Feder 710 mit der Zentrifugalkraft werden die drei Revolver 110, 120, 510 bewegt. Dadurch wird die Kugelschreibermechanik der Vorrichtung 700 angetrieben, und der zweite Revolver 120 bezüglich der anderen beiden Revolver 110, 510 verdreht. Die Feder 710 kann als Druckfeder oder Zugfeder ausgebildet sein. Weiterhin kann gemäß weiteren Ausführungsbeispielen die Feder 710 auch als ein anderes Rückstellmittel ausgebildet sein, welches eine Rückstellkraft auf mindestens einen Körper der Vorrichtung 700 ' 5 erzeugt. Insbesondere können als Rückstellmittel beispielsweise Elastomere (Gummiband), Metallfedern, Thermoplaste oder Duroplaste zum Einsatz kommen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Rückstellmittel als Bestandteil eines Körpers (beispielsweise als Bestandteil des dritten Körpers 510) gefertigt werden. Derartige Fertigungsmethoden sind aus der Verpackungsindustrie bekannt und werden z. B. bei der Fertigung von De- 10 ekeln von Tablettenröhrchen durch Spritzguss angewendet. Auf diese Weise kann sowohl die Teilezahl reduziert werden, als auch der Zusammenbau vereinfacht werden.
Fig. 7a zeigt links das erste Gehäuseteil 132 des Gehäuses 130 in einer Seitenansicht und einer Schnittansicht entlang einer Schnittachse A-A. Weiterhin zeigt Fig. 7a rechts das 15 zweite Gehäuseteil 134 des Gehäuses 130 in einer Seitenansicht und einer Schnittansicht entlang einer Schnittachse A-A. Das zweite Gehäuseteil 134 bildet ein unteres Ende der Vorrichtung 700, d. h. bei einer Rotation der Vorrichtung 700 ist das zweite Gehäuseteil 134 radial am weitesten außen, und insbesondere radial weiter außen als das erste Gehäuseteil 132 angeordnet. Das erste Gehäuseteil 132 weist eine zylindrische Form und * 20 einen kreisrunden Querschnitt auf. An einer Grundseite 804 des ersten Gehäuseteils 132 weist das erste Gehäuseteil 132 zwei gegenüberliegende Haken 810 auf. Die zwei gegenüberliegenden Haken 810 sind ausgebildet, um in zwei gegenüberliegende Hakenaufnahmen 812 des zweiten Gehäuses 134 aufgenommen zu werden. Die beiden Haken 810 überragen die Grundseite 804 des ersten Gehäuseteils 132.
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Ferner kann das Gehäuseteil 132 ein Sichtfenster 814 (beispielsweise auf einem transparenten Kunststoffmaterial) aufweisen, welches beispielsweise in Kombination mit einer Anzeige an dem zweiten Körper 120 eine Phasenanzeige bildet, um eine Phase, in der sich die Vorrichtung 700 zum Zeitpunkt des Abiesens befindet, anzuzeigen.
30
Ferner kann das erste Gehäuseteil 132 an einer Innenseite eine Mehrzahl von Führungsnuten 816 aufweisen, welche sich zumindest in einem Teilbereich des Innenbereichs des ersten Gehäuseteils 132 in einer, zu einer Deckseite 802 des ersten Gehäuseteils 132 orthogonalen, Richtung erstrecken. Die Führungsnuten 816 können an einem der Grundseite 804 " 35 zugewandten Ende jeweils abgeschrägte Enden aufweisen. Der Innenbereich des ersten Gehäuseteils 132 kann beispielsweise von der Grundseite 804 des ersten Gehäuseteils 132 zugänglich sein, beispielsweise um die drei Revolver 110, 120, 510 in das erste Gehäuseteil 132 einzuschieben. Ferner kann das erste Gehäuseteil 132 an seiner Deckseite 802 offen oder geschlossen sein und kann beispielsweise einen Deckel an der Deckseite 802 aufweisen.
Das zweite Gehäuseteil 134 weist an einer Deckseite 806 denselben kreisrunden Quer- schnitt wie das erste Gehäuseteil 132 an seiner Grundseite 804 auf. Die Hakenaufnahmen 812 sind, angepasst an die Haken 810 des ersten Gehäuseteils 132, rückversetzt gegenüber der Deckseite 806 des zweiten Gehäuseteils 134 an dem zweiten Gehäuseteil 134 angeordnet. Der kreisrunde Querschnitt des zweiten Gehäuseteils 134 kann sich in einem Bereich, in welchem sich die Hakenaufnahmen 812 nicht mehr erstrecken, zu einer Grundseite 808 des zweiten Gehäuseteils 134 verjüngen, d. h. das Gehäuseteil 134 kann an einem der Deckseite 806 gegenüberliegenden Ende kegelstumpfförmig ausgebildet sein. Innerhalb des kegelstumpfförmigen Endes kann das Gehäuseteil 134 eine Aufnahme 818 für die Feder 710 aufweisen. Ein Innenbereich des zweiten Gehäuseteils 134 kann von der Deckseite 806 des zweiten Gehäuseteils 134 zugänglich sein, beispielsweise um den dritten Körper 510 aufzunehmen, bzw. diesen aus dem Gehäuse 130 zu entnehmen.
Eine Länge von der Deckseite 802 zu der Grundseite 804 des ersten Gehäuseteils 132 kann größer als eine Länge von der Deckseite 806 zu der Grundseite 808 des zweiten Gehäuseteils 134 sein.
Das Gehäuse 130 und damit die beiden Gehäuseteile 132, 134 können in ihren Außenmaßen einer Standardlaborzentrifugenkavität mit einem Volumen von beispielsweise 500ml, 250ml, 50ml, 18ml-12ml, 15ml, 2ml, 1,5ml, oder 0,5ml entsprechen. Fig. 7b zeigt schematische Darstellungen des ersten Körpers 110 der Vorrichtung 700 gemäß Fig. 6. Fig. 7b-a zeigt den ersten Körper 110 bzw. den ersten Revolver 110 in einer Seitenansicht. Wie im Vorhergehenden bereits erwähnt, ist der erste Körper 110 ein zylindrischer Körper 110 mit einer Deckseite 820 und einer gegenüberliegenden Grundseite 822. Der erste Körper 110 weist an seiner Außenseite eine Mehrzahl von Führungsfedern 824 auf. Die Anzahl der Führungsfedern 824 kann beispielsweise an die Anzahl der Führungsnuten 816 des ersten Gehäuseteils 132 (also des Gehäuses 130) angepasst sein. Die Führungsfedern 824 des ersten Körpers 110 sind ausgebildet, um Eingriff mit den Führungsnuten 816 des Gehäuseteils 132 zu nehmen. Die Führungsfedern 824 können (in Verbindung mit den Führungsnuten 816 des ersten Gehäuseteils 132) ausgebildet sein, um eine Verdre- hung des ersten Körpers 110 bezüglich der anderen Körper 120, 510 (beispielsweise bei einem Übergang von einer ersten Phase in eine zweite Phase) zu verhindern. Die Führungsfedern 824 des ersten Körpers 110 können an der Deckseite 820 zugewandten Enden abgeschrägt sein, beispielsweise um ein einfacheres Einsetzen des ersten Körpers 110 in das Gehäuse 130 (also in das zweite Gehäuseteil 134) zu ermöglichen. Aufgrund der abgeschrägten Enden der Führungsfedern 824 ist ein Verkeilen der Führungsfedern 824 mit den Führungsnuten 816 des ersten Gehäuses 132, beim Einsetzen des ersten Körper 110, ausgeschlossen (oder wenigstens nahezu ausgeschlossen).
Ferner kann der erste Körper 110 an seiner Grundseite 822 eine Mehrzahl von Profilzähnen 826 aufweisen, welche umlaufend um den ersten Körper 110 angeordnet sind. Eine Anzahl der Profilzähne 826 kann beispielsweise angepasst an eine Anzahl der in der Vorrichtung durchzuführenden Prozessschritte sein. So kann eine Anzahl der Profilzähne bei verschiedenen Vorrichtungen, welche für verschiedene (bio-)chemische Prozesse geeignet sind, variieren. Analog dazu kann auch die Anzahl der Führungsfedern 824 sowie der Führungsnuten 816 variieren. In dem in den Figuren 7a und 7b gezeigten Beispiel weist das erste Gehäuseteil 132 acht Führungsnuten 816 auf. Darüber hinaus weist der erste Körper 110 acht Führungsfedern 824 und acht Profilzähne 826 auf.
Die Profilzähne 826 können beispielsweise ausgebildet sein, um eine Führung des zweiten Körpers 120 bzw. des zweiten Revolvers 120 zu ermöglichen. Mit anderen Worten zeigt Fig. 7b-a in einer Seitenansicht des ersten Revolvers 110 Strukturen für die Kugelschreibermechanik mit Nuten zwischen Führungsfedern 824 zur Führung in der Säule (in dem ersten Gehäuseteil 132) und Aussparungen (Profilzähne 826) zur Führung des zweiten Revolvers 120.
Fig. 7b-b zeigt eine Draufsicht auf den ersten Revolver 110 mit einer Vielzahl von Kavitä- ten für die Reagenzienvorlagerung. In dem hier gezeigten Beispiel weist der erste Revolver 110 acht Kavitäten auf. In den acht Kavitäten können beispielsweise acht verschiedene Reagenzien zur Prozessierung vorgelagert werden.
Fig. 7b-c zeigt eine Ansicht von unten auf den ersten Revolver 110 mit Bahnen von drei Dornen, die beispielsweise an dem zweiten Revolver 120 zum Öffnen von Verschlussmit- teln der Kavitäten des ersten Revolvers 110 angeordnet sind. Die drei Dorne stechen jeweils die Kammern (die Kavitäten) mit den vorgelagerten Reagenzien an. In 7b-c sind die jeweiligen Bahnen, die die einzelnen Dorne bei der Verdrehung des zweiten Körpers 120 bezüglich des ersten Körpers 110 beschreiten, dargestellt. Eine Bahn eines ersten Dorns 828a ist mit einem gepunkteten Pfeil dargestellt. Eine Bahn eines zweiten Dorns 828b ist mit einem gestrichelten Pfeil dargestellt und eine Bahn eines dritten Dorns 828c ist mit einem durchgezogenen Pfeil dargestellt. Die einzelnen Zahlen in den jeweiligen Kavitäten zeigen sowohl in der Fig. 7b-b als auch in der Fig. 7b-c an, in welcher Phase, also auch in welcher Reihenfolge die einzelnen Kavitäten bzw. deren Verschlussmittel von einem der Dorne aufgestochen werden. So wird beispielsweise eine erste Kavität 150a des ersten Körpers 110 in einer ersten Phase von dem ersten Dorn 828a aufgestochen. Eine in der ersten Kavität 150a des ersten Körpers 110 befindliche Flüssigkeit bzw. ein Prozessmittel kann dann in eine Kavität des zweiten Körpers 120 fließen. In einer zweiten Phase, in wel- eher der zweite Körper 120 bezüglich des ersten Körpers 110 um einen Schritt verdreht ist (gegenüber der ersten Phase) wird eine zweite Kavität 150b des ersten Körpers 110 von dem ersten Dorn 828a aufgestochen, so dass eine in der zweiten Kavität 150b des ersten Körpers 110 befindliche Flüssigkeit in eine Kavität des zweiten Körpers 120 fließen kann (beispielsweise in die gleiche Kavität, in die auch schon die Flüssigkeit aus der ersten Ka- vität 150a des ersten Körpers 110 geflossen ist). In einer dritten Phase wird eine dritte Kavität 150c von dem ersten Dorn 828a aufgestochen, so dass eine in der dritten Kavität 150c befindliche Flüssigkeit in eine Kavität des zweiten Körpers 120 fließen kann. Der erste Dorn 828a kann dabei so mit einer Kavität des zweiten Körpers 120 verbunden sein, so dass Flüssigkeiten von Kavitäten, welche von dem ersten Dorn 828a aufgestochen wurden, alle in ein- und dieselbe Kavität innerhalb des zweiten Körpers 120 fließen. In einer vierten Phase wird eine siebte Kavität 150g des ersten Körpers 110 von dem zweiten Dorn 828b aufgestochen, so dass eine in der siebten Kavität 150g befindliche Flüssigkeit in eine Kavität des zweiten Körpers 120 fließt. In einer fünften Phase wird eine achte Kavität 150h des ersten Körpers 110 von dem zweiten Dorn 828b aufgestochen, so dass eine Flüssigkeit, welche sich in der achten Kavität 828a befindet, in eine Kavität des zweiten Körpers 120 (beispielsweise dieselbe Kavität, in welche die Flüssigkeit aus der siebten Kavität 150g geflossen ist) fließt. Der zweite Dorn 828b kann dabei analog zu dem ersten Dorn 828a so ausgebildet sein, dass Flüssigkeiten aus Kavitäten, welche von dem zweiten Dorn 828b aufgestochen werden, in eine gemeinsame Kavität im zweiten Körper 120 fließen oder zumindest über einen gemeinsamen Fluidweg in dem zweiten Körper 120 verlaufen. In einer sechsten Phase wird eine vierte Kavität 150d von dem dritten Dorn 828c aufgestochen, so dass eine Flüssigkeit, welche sich in der vierten Kavität 150d befindet, in eine Kavität des zweiten Körpers 120 fließt. In einer fünften Kavität 150e und einer sechsten Kavität 150f können weitere Reagenzien vorgelagert sein, oder keine Reagenzien vorgela- gert sein.
Um zu verhindern, dass ein Dorn eine Kavität aufsticht bevor die Flüssigkeit aus der jeweiligen Kavität benötigt wird, können die Dorne versetzt an dem zweiten Körper 120 angeordnet sein, und die Verschlussmittel der jeweiligen Kavitäten nur an bestimmten Stellen, welche in den Figuren 7b-b und 7b-c schraffiert markiert sind, von den Dornen durchstechbar sein. Des Weiteren ist es auch möglich, dass die einzelnen Dorne 828a, 828b, 828c in einer Phase, in welcher sie benötigt werden, aus dem zweiten Körper 120 ausgefahren werden und in einer anderen Phase in den Körper 120 eingefahren sind. Dies kann beispielsweise über das Zentrifugationsprotokoll initiiert werden.
Fig. 7c zeigt den zweiten Körper 120 (den zweiten Revolver 120) aus verschiedenen An- sichten. Fig. 7c-a zeigt den zweiten Körper 120 in einer Seitenansicht. Fig. 7c-b zeigt den zweiten Körper in einer Schnittdarstellung entlang einer Schnittachse A-A. Fig. 7c-c zeigt den zweiten Körper 120 in einer isometrischen Ansicht. Fig. 7c-d zeigt den zweiten Körper 120 in einer Draufsicht. Fig. 7c-e zeigt den zweiten Körper 120 in einer weiteren Schnittdarstellung entlang einer Schnittachse B-B.
Der zweite Körper 120 bildet ein Gehäuse der Mischvorrichtung 730 oder des Mischers 730.Eine Mischwanne 835 des Mischers 730 und eine Hinderniseinrichtung 840 (hier ausgebildet als eine Lochwanne 840) des Mischers 730 sind in der Kavität 160a des zylinderförmigen Gehäuses (des zweiten Körpers 120) angeordnet sind.
Der zweite Körper 120 ist ein zylindrischer Körper mit einer Deckseite 830 und einer dazu gegenüberliegenden Grundseite 832. Der zweite Körper 120 weist an seiner Deckseite 830, welche auch als Deckel bezeichnet werden kann, die drei Dorne 828a ,828b, 828c auf. Die drei Dorne weisen einen unterschiedlichen Abstand von einer Rotationsachse 250 des Kör- pers 120 auf. Der erste Dorn 828a ist am weitesten von der Rotationsachse 250 entfernt und der dritte Dorn 828c ist am geringsten von der Rotationsachse entfernt. Der zweite Körper 120 weist ferner eine Mehrzahl von Führungsfedern 834 auf, welche an einer Außenseite des zweiten Körpers 120 angeordnet sind. In dem in Fig. 7c gezeigten Ausführungsbeispiel weist der zweite Körper 120 vier Führungsfedern 834 auf. Die Führungsfe- dem 834 überragen die Deckseite 830 des zweiten Körpers 120 und weisen in einem Endbereich, in welchem sie die Deckseite 830 überragen, jeweils abgeschrägte Enden auf. Die Führungsfedern sind so ausgebildet, um bei einem Übergang von einer Phase der Vorrichtung 700 in eine nächste Phase (beispielsweise von der ersten Phase in die zweite Phase) wechselseitig mit den Profilzähnen 826 des ersten Körpers 110 und den Führungsnuten 816 des Gehäuses 130 Eingriff zu nehmen. Eine Anzahl der Führungsfedern 834 kann von der Anzahl der zu beschreitenden Prozessschritte für einen Prozess, für welchen die Vorrichtung 700 vorgesehen ist, abhängig sein.
Wie bereits erwähnt weist der zweite Körper 120 die Misch Vorrichtung 730 auf oder mit anderen Worten der zweite Körper 120 bildet ein Gehäuse der Mischvorrichtung 730. Die Mischvorrichtung 730 ist dabei ausgebildet, um mindestens zwei verschiedene Fluide oder Flüssigkeiten innerhalb der Kavität 160a des zweiten Körpers 120 zu vermischen. Die Kavität 160a des zweiten Körpers 120 kann daher im Folgenden auch als Mischkammer 160a bezeichnet werden. Die Mischvorrichtung 730 weist innerhalb der Mischkammer 160a eine erste Mischfeder 836 (vergleichbar mit der Feder 16 des Mischers 20 gemäß Fig. 2a oben) zum Mischen auf. Weiterhin weist die Mischvorrichtung 730 die in der Mischkammer 160a an dem ersten Körper 120 arretierte Lochwanne 840 (vergleichbar mit der Hin- derniseinrichtung 12 des Mischers 20 gemäß Fig. 2a oben) mit Hindernissen 9 und Öffnungen 845 (vergleichbar mit den Durchgangsöffnungen 13 des Mischers 20 gemäß Fig. 2a oben) auf. Die Lochwanne 840 oder die Hinderniseinrichtung 840 kann auch als Lochplatte 840 bezeichnet werden. Die Öffnungen 845 der Lochwanne 840 sind an der Lochwanne 840 so angeordnet, dass bei einer Aufnahme der Vorrichtung 700 in einem Rotor eine Zentrifuge, und bei einer Rotation des Rotors die Öffnungen 845 radial am weitesten außen bezüglich der Lochwanne 840 angeordnet sind. Die Lochwanne 840 kann zu der Deckseite 830 des zweiten Körpers 120 offen sein, so dass eine Flüssigkeit von einer Kavität des ersten Körpers 110 in die Kavität 160a des zweiten Körpers 120, und damit in die Lochwanne 840 fließen kann.
Ferner weist die Mischvorrichtung 730 in der Mischkarnmer 160a eine Mischwanne 835 (vergleichbar mit der Mischwanne 11 des Mischers 20 gemäß Fig. 2a) oder eine Mischschale 835 auf. Die Mischwanne 835 ist beweglich bezüglich der Lochwanne 840 inner- halb der Mischkammer 160a gelagert. Die Mischwanne 835 ist so angeordnet, dass bei einer Rotation der Vorrichtung 700 die Mischwanne 835 (oder zumindest ein Wandabschnitt 14 der Mischwanne 835) radial weiter außen als die Lochwanne 840 angeordnet ist.
Eine Flüssigkeit, welche sich in der Lochwanne 840 befindet kann, aufgrund der durch die Rotation entstehenden Zentrifugalkraft durch die Öffnungen 845 von der Lochwanne 840 in die Mischwanne 835 fließen. Die Lochwanne 840 und die Mischwanne 835 sind dabei so ausgebildet, dass bei einer Bewegung der Mischwanne 835 die Lochwanne 840 in die Mischwanne 835 eingefahren werden kann. Die Mischwanne 835 weist daher einen größeren Querschnitt als die Lochwanne 840 auf, um die Lochwanne 840 bei der Bewegung der Mischwanne 835 aufzunehmen. Die Mischwanne 835 weist eine Überhöhung 846 zur Aufnahme der ersten Mischfeder 836 auf. Ferner weist die Lochwanne 840 eine Überhöhung 848 auf, welche angepasst an die Überhöhung 846 der Mischwanne 835 ist, so dass die Lochwanne 840, bei einer Bewegung der Mischwanne 835 zu der Lochplatte 840 hin von der Mischwanne 835 aufgenommen werden kann.
Die erste Mischfeder 836 ist dabei so zwischen der Mischwanne 835 und dem zweiten Körper 120 (dem Gehäuse der Mischvorrichtung 730) angeordnet, um eine entgegengesetzt der Zentrifugalkraft wirkende Rückstellkraft auf die Mischwanne 835 auszuüben. Femer kann die Mischwanne 835 ein Loch 841 oder mehrere Löcher 841 mit einem Verschlussmittel, wie beispielsweise eine Deckelfolie 847 aufweisen. Ein Loch 841 kann auch als eine Durchgangsöffnung 841 der Mischwanne 835 bezeichnet werden.
Das Loch 841 der Mischwanne 835 ist dabei so an der Mischwanne 835 angeordnet, dass bei einer Rotation des Rotors das Loch 841 radial am weitesten außen bezüglich der Mischwanne 835 angeordnet ist. An dem zweiten Körper 120 kann ein Dorn 833 angeordnet sein. Der Dorn 833 kann dabei so an dem zweiten Körper 120 angeordnet sein, um an- sprechend auf eine gegebene Winkelgeschwindigkeit des Rotors die Deckelfolie 847 des Lochs 841 zu durchstechen. Der Dorn 833 bildet in Verbindung mit dem Loch 841 und der Deckelfolie 847 damit ein Ventil der Mischwanne 835 und auch der Mischkammer 160a des zweiten Körpers 120. Die Mischvorrichtung 730 kann ferner innerhalb der Mischkammer 160a eine zweite Mischfeder 837 aufweisen. Die zweite Mischfeder 837 kann, wie die erste Mischfeder 836, zwischen der Mischwanne 835 und dem zweiten Körper 120 angeordnet sein, wobei eine Federkonstante der zweiten Mischfeder 837 größer als eine Federkonstante der ersten Mischfeder 836 sein kann. Das heißt eine durch die erste Mischfeder 836 erzeugte Rückstellkraft ist geringer als eine durch die zweite Mischfeder 837 erzeugte Rückstellkraft.
Mit anderen Worten kann die Mischwanne 835 in dem Wandabschnitt 14 zumindest eine Durchgangsöffnung 841 mit einer Deckelfolie 847 aufweisen. Darüber hinaus kann die Mischvorrichtung 730 einen Dorn 833 aufweisen, welcher ausgebildet ist, um ansprechend auf eine gegebene Winkelgeschwindigkeit die Deckelfolie 847 aufzustechen. Eine für das Aufstechen der Deckelfolie 847 benötigte Winkelgeschwindigkeit des Rotors ist dabei größer als ein Betrag einer Winkelgeschwindigkeit, wie er zur Durchmischung von in der Mischwanne 835 vorhandenen Flüssigkeiten benötigt wird.
Beispielsweise kann eine maximale Mischwinkelgeschwindigkeit des Rotors als erste Winkelgeschwindigkeit des Rotors bezeichnet werden und eine minimale Mischwinkelgeschwindigkeit, bei der beispielsweise der Abstand L] zwischen der Lochwanne 845 und dem Wandabschnitt 14 der Mischwanne 835 minimal ist, als zweite Winkelgeschwindigkeit des Rotors bezeichnet werden. Eine dritte Winkelgeschwindigkeit des Rotors, welche für das Aufstechen der Deckelfolie 847 mit dem Dorn 833 benötigt wird, ist dabei größer als die erste Winkelgeschwindigkeit und die zweite Winkelgeschwindigkeit des Rotors. Bei der dritten Winkelgeschwindigkeit des Rotors ist der Abstand Li zwischen dem Wandabschnitt 14 und der Lochwanne 845 noch größer als bei der ersten Winkelgeschwindigkeit des Rotors. Während die erste Winkelgeschwindigkeit und die zweite Winkelgeschwindigkeit des Rotors bei einem Mischvorgang mehrfach erreicht werden können, beispielsweise um eine mehrfache Bewegung der Mischwanne 835 in der Kavität 160a zu erzeugen, so wird die dritte Winkelgeschwindigkeit des Rotors typischerweise nur einmal erreicht, da sich nach dem Öffnen der Deckelfolie 847, die sich in der Mischwanne 835 befindliche Flüssigkeit die Mischwanne 835 verlässt und kein weiteres Mischen innerhalb der Mischwanne 835 mehr möglich ist. Ferner kann der zweite Körper 120 an seiner Grundseite 832 eine Abtropfnase 843 aufweisen.
In Abhängigkeit von der Rotationsfrequenz oder einer Winkelgeschwindigkeit eines Rotors einer Zentrifuge bewegt die erste Mischfeder 836 die Mischwanne 835 innerhalb der Kavität 160a (der Mischkammer 160a) auf und ab, wodurch eine sich in der Mischkammer 160a befindliche Flüssigkeit mit einer anderen in der Mischkammer 160a befindlichen Flüssigkeit vermischt wird. Mit anderen Worten wird durch die wechselnde Zentrifugalkraft bei einer Veränderung der Winkelgeschwindigkeit des Rotors und die entgegengesetzt der Zentrifugalkraft wirkende Rückstellkraft der ersten Mischfeder 836 die Misch- wanne 835 bewegt. Also wird die Mischwanne 835 durch die Zentrifugalkraft zu einem Punkt radial weiter außen bewegt, und die erste Mischfeder 836 wirkt dieser Bewegung entgegen. Durch die wechselnde Drehfrequenz der Zentrifuge bewegt sich die Mischwanne 835 hin und her. Eine in der Mischwanne 835 vorhandene Flüssigkeit wird bei jeder Bewegung der Mischwanne 835 durch die Öffnungen 845 der Lochwanne 840 transportiert. Dies hat bei einem geeigneten Design der Lochwanne 840 und der Öffnungen 845 eine Durchmischung zur Folge. Mit anderen Worten strömt die Flüssigkeit bei veränderlicher Federlänge durch die Öffnungen 845 der Lochwanne 840, wodurch ein Mischvorgang erfolgt. Diese Mischung wird dabei durch die Wechselwirkung von Zentrifugalkraft und Rückstellkraft (erzeugt durch die erste Mischfeder 836) realisiert. Die Veränderung in der Drehfrequenz der Zentrifuge (oder in der Winkelgeschwindigkeit des Rotors der Zentrifuge) bewegt die Mischwanne (oder Mischschale) 835 von einem radial weiter innen gelegenen zu einem radial weiter außen gelegenen Ort und umgekehrt. Die in der Mischwanne 835 vorhandene Flüssigkeit wird dabei durch die Öffnungen 845 der Lochwanne 840 geleitet und umströmt die Berandungen der Öffnungen 845, also die Hindernisse 9 der Loch- wanne 840, was eine Durchmischung zur Folge hat.
Die zweite Mischfeder dient zur Schaltung des Ventils (gebildet aus dem Loch 841, der Deckelfolie 847 und dem Dorn 833). Wie bereits erwähnt, hat die zweite Mischfeder 837 eine höhere Federkonstante als die erste Mischfeder 836. Eine durch die zweite Mischfeder 837 erzeugte Haltekraft ist damit größer als die durch die erste Mischfeder 836 erzeugte Rückstellkraft. Damit wird erst bei vergleichsweise hohen Drehfrequenzen der Zentrifuge die zweite Mischfeder 837 gestaucht, so dass sich die Mischwanne 835 radial nach außen zu dem Dorn 833 bewegt, so dass der Dorn 833 die Deckelfolie 847 des Lochs 841 öffnet. Eine für die Stauchung der zweiten Mischfeder 837 benötigte Winkelgeschwindigkeit (beispielsweise die im Vorhergehenden beschriebene dritte Winkelgeschwindigkeit) des Rotors der Zentrifuge kann dabei insbesondere größer sein als die für eine Stauchung der ersten Mischfeder 836 benötigte Winkelgeschwindigkeit (beispielsweise die erste Winkelge- schwindigkeit) des Rotors. Mit anderen Worten ist ein Betrag einer durch die zweite Mischfeder 837 erzeugten Haltekraft bei der ersten Winkelgeschwindigkeit und der zweiten Winkelgeschwindigkeit größer als Beträge der entgegengesetzt zu der Rückstellkraft wirkenden Komponente der Zentrifugalkraft. Bei der dritten Winkelgeschwindigkeit ist der Betrag der Haltekraft dagegen kleiner als ein Betrag, der entgegengesetzt zu der Rückstell- kraft wirkenden Komponente der Zentrifugalkraft. Damit ist bei der ersten Winkelgeschwindigkeit und der zweiten Winkelgeschwindigkeit die Deckelfolie 847 von dem Dorn 833 beabstandet, und bei der dritten Winkelgeschwindigkeit ist der Dorn 833 in die Deckelfolie 847 eingefahren bzw. wird in diese eingefahren. Ferner kann eine Federkonstante der ersten Mischfeder 836 größer sein, als eine Federkonstante der Feder 710, welche zur Verdrehung des zweiten Körpers 120 bezüglich der anderen beiden Körper 110, 510 der Vorrichtung 700 dient.
Nach der Öffnung der Deckelfolie 847 mit dem Dorn 833 kann die in der Mischwanne 835 befindliche Flüssigkeit den zweiten Revolver 120 über eine Säule 838 (beispielsweise über eine Silikatsäule 838) in der Mischkammer 160a durch die Abtropfnase 843 verlassen und beispielsweise in den Abfallsammelbehälter (in die Wastekammer) 720b oder in den Eluatsammelbehälter (in die Eluatkammer) 720a des dritten Körpers 510 fließen. Die Dorne 828a, 828b, 828c können an der Deckseite 830 des zweiten Körpers 120 Fluid- führungen beispielsweise in Form von Trichtern und anschließenden Kanälen oder in Form von Abschrägungen aufweisen so, dass sie verschiedene Wege für Fluide deren Kavitäten sie aufstechen, innerhalb der Mischkammer 160a, ermöglichen. So können beispielsweise Fluide, welche durch den ersten Dorn 828a freigesetzt wurden, mit einer ersten Fluidführung 829a, welche als eine Abschrägung ausgebildet ist, direkt in die Lochwanne 840 geleitet werden. Fluide, welche von dem zweiten Dorn 828b freigesetzt wurden, können beispielsweise mit einer zweiten Fluidführung 829b, welche als ein Trichter mit einem Kanal, der an der Lochwanne 840 und der Mischwanne 835 vorbei führt, ausgebildet ist, auf die Säule 838 oder in einen Bereich der Mischkammer 160a, außerhalb der Mischwanne 835, geleitet werden. Der Bereich kann beispielsweise fluidisch mit der Säule 838 verbunden sein, so dass das Fluid von dem Bereich auf die Säule 838 fließt. Fluide, welche von dem dritten Dorn 828c freigesetzt wurden, können beispielsweise mit einer dritten Fluidführung 829c, welche auch als ein Trichter mit einem Kanal, der an der Lochwanne 840 und der Mischwanne 835 vorbei führt, ausgebildet ist, direkt über die Säule 838 geführt werden. Der Kanal der dritten Fluidführung 829c kann dabei einen kleineren Querschnitt als der Kanal der zweiten Fluidführung 829b aufweisen, beispiels- weise so, dass ein Fluid durch die dritte Fluidführung 829c langsamer fließt als durch die zweite Fluidführung 829b.
Ferner kann die Mischkammer 160a, in einem Bereich unterhalb der Mischwanne 835 (radial weiter außen als die Mischwanne 835) kegelstumpfartig zu laufen, beispielsweise um einen Trichter hin zu der Tropfhase 843, für die sich in der Mischkammer 160a befindenden Fluide, zu bilden.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Ventil in der Mischkammer 160a auch als eine Sollbruchstelle oder ein Siphon ausgebildet sein, beispielsweise um mehrere Flüs- sigkeiten bzw. Reagenzien aus dem ersten Körper 110 innerhalb der Mischkammer 160a miteinander zu vermischen, und um in einem vorgegebenen Prozessschritt dieses Ventil oder die Sollbruchstelle oder den Siphon zu öffnen, so dass die vermischten Reagenzien die Mischkammer 160a (beispielsweise über die Tropfhase 843) verlassen können. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Deckelfolie 847 in dem Wandabschnitt 14 der Mischwanne 835 ausgebildet sein, um ansprechend auf die dritte Winkelgeschwindigkeit, deren Betrag größer als der Betrag der ersten Winkelgeschwindigkeit und der Betrag der zweiten Winkelgeschwindigkeit ist, aufzureisen. Der Dorn 833 würde dann nicht mehr benötigt werden, was zu einer einfacheren Herstellung der Mischvorrichtung 730 führen würde.
Wie bereits im Vorhergehenden beschrieben, kann die Mischkammer 160a an einem der Grundseite 832 zugewandten Ausgang (an der Tropfhase 843) eine (chromatographische) Säule 838 aufweisen, wie sie beispielsweise für eine DNA-Extraktion zur Bildung von Reagenzien benötigt wird. Eine vermischte Flüssigkeit kann dabei, wie oben beschrieben, über ein Ventil oder über eine Sollbruchstelle oder über einen Siphon über die Säule 838 geleitet werden. Wie oben bereits beschrieben, kann die Mischkammer 160a eine Folie 847 oder eine Membran 847 aufweisen, welche von einem sich in dem zweiten Körper 120 befindlichen Dorn 833 ansprechend auf eine gegebene Winkelgeschwindigkeit des Rotors durchstochen werden kann.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, kann die Mischwanne 835, in dem zweiten Kör- per 120 arretiert sein oder auf der zweiten Mischfeder 837 gelagert sein. Dabei kann sich die Lochwanne 840, basierend auf der veränderlichen Winkelgeschwindigkeit des Rotors, innerhalb der Mischwanne 835 auf und ab bewegen. Die erste Mischfeder 836 kann dazu beispielsweise zwischen der Mischwanne 835 und der Lochwanne 840 angeordnet sein. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, kann der zweite Körper 120 eine Mehrzahl von Kavitäten und damit auch eine Mehrzahl von Mischkammern, beispielsweise mit separaten Mischvorrichtungen aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann der zweite Körper 120 an seiner Außenseite eine Skalenanzeige 842 aufweisen, welche beispielsweise in Verbindung mit dem Sichtfenster 814 des ersten Gehäuseteils 132 eine Phasenanzeige der Vorrichtung 700 bilden kann. Die Skalenanzeige 842 kann beispielsweise einfach realisiert aus Buchstaben und/oder Zahlen bestehen, welche eine Phase der Vorrichtung 700 anzeigen. Fig. 7d zeigt den dritten Körper 510 (den dritten Revolver 510) in zwei verschiedenen Ansichten. Fig. 7d-a zeigt den dritten Körper 510 in einer Seitenansicht und Fig. 7d-b zeigt den dritten Körper 510 in einer isometrischen Ansicht. Der dritte Körper 510 ist ein zylindrischer Körper mit einer Deckseite 850 und einer dazu gegenüberliegenden Grundseite 852. Der dritte Körper 510 weist, wie anhand von Fig. 6 bereits beschrieben, eine Wastekammer 720b und eine Eluatkammer 720a zum Auffangen des Eluats, wie beispielsweise der aufkonzentrierten DNA, auf. Ferner weist der dritte Körper 510 Führungsfedern 854 an seiner Außenseite auf, beispielsweise um eine Verdrehung des dritten Körpers 510 bei einem Übergang von einer Phase in eine nächste Phase der Vorrichtung 700 zu verhindern.
Ferner kann der dritte Körper 510 so ausgebildet sein, dass er entnehmbar aus dem Gehäuse 130 ist, beispielsweise um eine Weiterverarbeitung der in der Eluatkammer 720a aufgefangenen Flüssigkeit durchzuführen. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen, kann ein Mischer, auch Sedimentierkavitäten aufweisen, in welchen Bakterien und andere Festkörper sedimentiert werden können. Diese Bakterien und Festkörper können dabei eine größere Dichte aufweisen, als ein Flüssigkeitsgemisch, welches zu einer weiteren Verwendung aus dem Mischer oder der Misch- wanne entnehmbar ist. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen damit zusätzlich zu einem Mischen von Flüssigkeiten, basierend auf einer Rotation des Rotors einer Zentrifuge, auch eine Sedimentation von unlöslichen Zellbestandteilen der Flüssigkeiten oder von Bestandteilen mit höherer Dichte als die Flüssigkeiten selber.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können besonders einfach beispielsweise in einem Spritzgussprozess aus einem Kunststoffmaterial gefertigt werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können beispielsweise als Einwegartikel hergestellt werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vermischung von Flüssigkeiten gegenüber Standardreaktionsgefäßen, wie beispielsweise einfachen Zentrifugenröhrchen ermöglichen.
In den Figuren 2a bis 6 steht eine von einem Rückstellmittel erzeugte Rückstellkraft senkrecht zu einer Rotationsachse des Rotors der Zentrifuge. Dies ist typischerweise der Fall bei Nutzung eines Mischer in einer Halterung eines Rotors einer Ausschwingzentrifuge. Bei Nutzung eines Mischers gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfin- dung in einer Halterung eines Rotors einer Festwinkelzentrifuge kann es möglich sein, dass eine von einem Rückstellmittel erzeugte Rückstellkraft Fr nicht senkrecht zu der Rotationsachse 140 steht. Damit wirkt auch eine durch die Rotation 140 erzeugte Zentrifugalkraft Fz nicht direkt entgegengesetzt zu der Rückstellkraft Fr. In dem Fall wirkt nur eine Komponente der Zentrifugalkraft Fz entgegen der Rückstellkraft Fr. Mit anderen Worten können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein, um sowohl in Halterungen von Rotoren von Ausschwingzentrifugen als auch in Halterungen von Rotoren von Festwinkelzentrifugen aufgenommen zu werden. Eine in einem Mischer erzeugte Rückstellkraft Fr kann dabei entgegen einer, durch die Rotation des Rotors erzeugten Zentrifugalkraft oder entgegen einer Komponente der durch die Rotation des Rotors erzeugten Zentrifugalkraft wirken.

Claims

P atentansprüche
Mischer zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge, mit: einer Mischwanne (11, 835); und einer Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) mit mindestens einem Hindernis (9, 9a, 9b), welches ausgebildet ist, um eine Strömung, einer, in der Mischwanne (11, 835) befindlichen, Flüssigkeit (15) zu beeinflussen; wobei ansprechend auf eine Rotation des Rotors, bei einer bestimmungsgemäßen Aufnahme des Mischers in einer Halterung des Rotors, ein Abstand zwischen zumindest einem Wandabschnitt (14, 14', 22) der Mischwanne (11, 835) und der Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) variabel ist, so dass eine in der Mischwanne (11, 835) befindliche Flüssigkeit (15) das mindestens eine Hindernis (9, 9a, 9b) der Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) umströmt.
Mischer gemäß Anspruch 1, bei dem die Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) in der Mischwanne (11, 835) angeordnet ist.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem bei der Rotation des Rotors ein Abstand des Wandabschnitts (14, 14', 22) der Mischwanne (11, 835) zu einer Rotationsachse (140) des Rotors größer ist, als ein Abstand der Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) zu der Rotationsachse (140) des Rotors.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Wandabschnitt (14') so ausgebildet ist, dass bei einer Aufnahme des Mischers in eine Halterung eines Rotors einer Ausschwingzentrifuge und bei einem maximalen Ausschwingen der Halterung, bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit des Rotors, ein Abstand des Wandabschnitts (14') zu der Rotationsachse (140) des Rotors entlang einer Ausbreitungsrichtung des Wandabschnitts (14') variiert.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, der ferner ein Rückstellmittel (16, 22, 836) aufweist, welches ausgebildet ist, um eine, in entgegengesetzter Richtung zu zumindest einer Komponente (Fz), einer durch die Rotation des Rotors erzeugten Zentrifugalkraft, wirkende Rückstellkraft (Fr) zu erzeugen; und wobei das Rückstellmittel (16, 22, 836) so ausgebildet ist, dass in einer ersten Phase bei einer ersten Winkelgeschwindigkeit des Rotors ein erster Betrag der in entge- gengesetzter Richtung zu der Rückstellkraft (Fr) wirkenden Komponente (Fz) der Zentrifugalkraft größer ist, als ein Betrag der Rückstellkraft (Fr), und so dass in einer zweiten Phase bei einer zweiten Winkelgeschwindigkeit des Rotors ein zweiter Betrag der in entgegengesetzter Richtung zu der Rückstellkraft (Fr) wirkenden Komponente (Fz) der Zentrifugalkraft kleiner ist, als der Betrag der Rückstellkraft (Fr); und so dass ein erster Abstand des Wandabschnitts (14, 14', 22) der Mischwanne (11, 835) zu der Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) in der ersten Phase größer ist als ein zweiter Abstand des Wandabschnitts (14, 14', 22) der Mischwanne (11, 835) zu der Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) in der zweiten Phase, so dass in der ersten Phase zumindest ein Teil der in der Mischwanne (11, 835) befindlichen Flüssigkeit (15) das mindestens eine Hindernis (9, 9a, 9b) der Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) in einer ersten Richtung umströmt, und so dass in der zweiten Phase zumindest ein Teil der in der Mischwanne (11, 835) befindlichen Flüssigkeit (15) das mindestens eine Hindernis (9, 9a, 9b) der Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten, Richtung umströmt.
Mischer gemäß Anspruch 5, bei dem ein Betrag der ersten Winkelgeschwindigkeit größer ist als ein Betrag der zweiten Winkelgeschwindigkeit.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem der Wandabschnitt (22) der Mischwanne (11) eine elastische Membran (22) ist; wobei die Hinderniseinrichtung (12, 12') in dem Mischer arretiert ist; und wobei die elastische Membran (22) das Rückstellmittel (22) bildet.
Mischer gemäß Anspruch 7, bei dem die elastische Membran (22) ausgebildet ist, um ansprechend auf eine gegebene dritte Winkelgeschwindigkeit des Rotors, deren Betrag größer als ein Betrag der ersten Winkelgeschwindigkeit ist und größer als ein Betrag der zweiten Winkelgeschwindigkeit ist, aufzureisen.
Mischer gemäß Anspruch 7, der ferner einen Dorn (32) aufweist, welcher bei der Rotation des Rotors radial weiter außen als die elastische Membran (22) angeordnet ist, um ansprechend auf eine gegebene dritte Winkelgeschwindigkeit des Rotors, deren Betrag größer als ein Betrag der ersten Winkelgeschwindigkeit ist und größer als ein Betrag der zweiten Winkelgeschwindigkeit ist, die elastische Membran (22) der Mischwanne (11) aufzustechen.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem das Rückstellmittel (16, 836) eine erste Feder (16, 836) ist.
Mischer gemäß Anspruch 10, bei dem die erste Feder (16, 836) aus einem Elastomermaterial gebildet ist.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11 , ferner aufweisend ein Gehäuse (17, 120), wobei die erste Feder (16, 836) zwischen dem Gehäuses (17, 120) und der Mischwanne (11, 835) angeordnet ist, um die Mischwanne (11, 835) ansprechend auf die Rotation des Rotors, innerhalb des Gehäuses (17, 120) zu bewegen, wobei die Hindemiseinrichtung (12, 12', 840) an dem Gehäuse (17, 120) arretiert ist.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, femer aufweisend ein Gehäuse (17), wobei die erste Feder (16) zwischen der Mischwanne (11) und der Hindemiseinrichtung (12) angeordnet ist, um die Hindemiseinrichtung (12) ansprechend auf die Rotation des Rotors bezüglich des Gehäuses (17) zu bewegen, wobei die Mischwanne (11) an dem Gehäuse (17) arretiert ist.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die Mischwanne (840) in dem Wandabschnitt (14) zumindest eine Durchgangsöffnung (841) mit einer Deckelfolie (847) aufweist, wobei die Deckelfolie (847) ausgebildet ist, um ansprechend auf eine gegebene dritte Winkelgeschwindigkeit, deren Betrag größer als ein Betrag der ersten Winkelgeschwindigkeit ist und größer als ein Betrag der zweiten Winkelgeschwindigkeit ist, aufzureisen.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, der einen Dom (833) aufweist und bei dem die Mischwanne (835) in dem Wandabschnitt (14) zumindest eine Durchgangsöffnung (841) mit einer Deckelfolie (847) aufweist, wobei der Dom (833) ausgebildet ist, um ansprechend auf eine dritte Winkelgeschwindigkeit, deren Betrag größer als ein Betrag der ersten Winkelgeschwindigkeit und ein Betrag der zweiten Winkelgeschwindigkeit ist, die Deckelfolie (847) aufzustechen.
16. Mischer gemäß Anspruch 15, der femer eine zweite Feder (837) zwischen der Mischwanne (835) und dem Gehäuse (120) aufweist, wobei eine Federkonstante der zweiten Feder (837) größer als eine Federkonstante der ersten Feder (836) ist, so dass ein Betrag einer durch die zweite Feder (837) erzeugten Haltekraft bei der ersten Winkelgeschwindigkeit und der zweiten Winkelgeschwindigkeit größer als Beträge der entgegengesetzt zu der Rückstellkraft (Fr) wirkenden Komponente (Fz) der Zentrifugalkraft ist, und so dass bei der dritten Winkelgeschwindigkeit der Betrag der Haltekraft kleiner als ein Betrag der entgegengesetzt zu der Rückstellkraft wirkenden Komponente (Fz) der Zentrifugalkraft ist, um bei der ersten Winkelgeschwindigkeit und der zweiten Winkelgeschwindigkeit die Deckelfolie (847) von dem Dorn (833) zu beabstanden, und bei der dritten Winkelgeschwindigkeit den Dorn (833) in die Deckelfolie (847) einzufahren.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, der ferner eine chromatographische Säule (838) aufweist, wobei der Mischer ausgebildet ist, um ansprechend auf eine gegebene Winkelgeschwindigkeit des Rotors die in der Mischwanne (835) befindliche Flüssigkeit (15) über die chromatographische Säule (833) zu führen.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, ferner aufweisend ein zylinderförmiges Gehäuse (120) mit einer Deckseite (830) und einer gegenüberliegenden Grundseite (832), wobei die Mischwanne (835) und die Hinderniseinrichtung (840) in einer Kavität (160a) des zylinderförmigen Gehäuses (120) angeordnet sind.
Mischer gemäß Anspruch 18, ferner aufweisend eine Mehrzahl von Führungsfedern (834), welche an einer Außenseite des Gehäuses (120) angeordnet sind, wobei sich die Führungsfedern (834) in einer Richtung von der Deckseite (830) zur Grundseite (832) erstrecken; wobei die Führungsfedern (834) die Deckseite (830) überragen; und wobei die Führungsfedern (834) in einem Endbereich, in welchem sie die Deckseite (830) überragen, jeweils abgeschrägte Enden aufweisen.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 18 oder 19, ferner aufweisend mindestens einen Dorn (822a, 822b, 822c), welcher an der Deckseite (830) des Gehäuses (120) angeordnet ist, und wobei mindestens einer der Dorne (828a, 828b, 828c) mindestens eine Fluidfüh- rung, (829a, 829b, 829c) aufweist, welche einen Bereich außerhalb des Gehäuses (120) mit der Kavität (160a) des Gehäuses (120) fluidisch koppelt. Mischer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem die Hinderniseinrichtung (12') eine Mehrzahl von Hindernissen (9, 9a, 9b) aufweist, wobei ein erster Abstand zwischen zwei Hindernissen aus der Mehrzahl von Hindernissen (9, 9a, 9b) verschieden zu einem zweiten Abstand zwischen zwei weiteren Hindernissen aus der Mehrzahl von Hindernissen (9, 9a, 9b) ist.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, bei dem bei dem die Hinderniseinrichtung (12') eine Mehrzahl von Hindernissen (9, 9a, 9b) aufweist, wobei die Hinderniseinrichtung (12') so ausgebildet ist, dass bei einer Aufnahme des Mischers in einer Halterung eines Rotors einer Ausschwingzentrifuge und bei einem maximalen Ausschwingen der Halterung, bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit des Rotors, ein Abstand eines ersten Hindernisses (9a) aus der Mehrzahl von Hindernissen (9, 9a, 9b) zu der Rotationsachse (140) des Rotors verschieden zu einem Abstand eines zweiten Hindernisses (9b) aus der Mehrzahl von Hindernissen (9, 9a, 9b) zu der Rotationsachse (140) des Rotors ist.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem die Hinderniseinrichtung (12, 12', 840) eine Lochplatte (12, 12', 840) ist, wobei die Lochplatte (12, 12', 840) mindestens eine Durchgangsöfihung (13, 13a, 13b, 845) aufweist, so dass die in der Mischwanne (11, 835) befindliche Flüssigkeit (15), ansprechend auf die Rotation des Rotors, durch die mindestens eine Durchgangsöffnung (13, 13a, 13b, 845) der Lochplatte (12, 12', 840) strömt.
Mischer gemäß einem der Ansprüche 1-23, ferner aufweisend mindestens eine S edimentierkavität.
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