WO2022156989A1

WO2022156989A1 - Probenaufnahmeelement für ein laborgerät

Info

Publication number: WO2022156989A1
Application number: PCT/EP2021/087224
Authority: WO
Inventors: Andrej JARRESCH; Stefan Reinhold
Original assignee: Hans Heidolph GmbH
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2022-07-28
Also published as: DE202021100315U1; CN116965152A; US20240139697A1; EP4265059A1

Abstract

Probenaufnahmeelement für die Verwendung in bzw. mit einem Laborgerät (1), wobei das Probenaufnahmeelement (3) zur Aufnahme einer mittels dem Laborgerät (1) zu behandelnden Probe ausgebildet ist und im Betrieb des Laborgeräts von einem Magnetfeld (20) durchdrungen ist, und wobei das Probenaufnahmeelement (3) ausgebildet ist um zumindest abschnittsweise eine Unterbrechung eines durch Änderungen des das Probenaufnahmeelement (3) durchdringenden Magnetfelds induzierten elektrischen Stroms (21) zu bewirken.

Description

Probenaufnahmeelement für ein Laborgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Probenaufnahmeelement für ein Laborgerät und ein Laborgerät mit einem derartigen Probenaufnahmeelement.

Ein Beispiel eines solchen Laborgeräts ist ein Magnetrührer. Dieser umfasst ein als eine Heizplatte ausgebildetes Probenaufnahmeelement, auf deren Oberseite ein Probenaufnahmegefäß vorgesehen ist. Unterhalb der Heizplatte ist ein Magnetantrieb angeordnet, der im Betrieb ein sich änderndes Magnetfeld erzeugt, welches wiederum einen in dem Probenaufnahmegefäß vorgesehenen Magnetrührstab in eine Rührbewegung versetzt. Die Heizplatte kann beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt sein, um insbesondere einen guten Wärmeübertrag an das Probenaufnahmegefäß zu erlauben.

DE 10 2006 005 155 B3 beschreibt einen Magnetrührer mit einem Gehäuse und einer Heizplatte, die von einer Heizeinrichtung an ihrer Unterseite beheizt wird, wobei unterhalb der Heizplatte in dem Gehäuse ein Magnetantrieb vorgesehen ist, der ein sich änderndes Magnetfeld erzeugt, das geeignet ist, einen Rührer in einem auf der Heizplatte stehenden Gefäß in eine Rührbewegung zu versetzen. Die Heizplatte umfasst einen Metall-Keramik-Schichtverbund mit einer Basisschicht aus einer Aluminiumlegierung und einer dem Gefäß zugewandten keramischen Schicht.

Fig. 4 zeigt einen Magnetrührer T gemäß dem Stand der Technik mit einer Heizplatte oder Aufstellplatte 3', die eine runde Form aufweist und zumindest in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Aufstellplatte 3' als eine durchgehende Schicht aus einem Basismaterial ausgebildet ist. Weiter weist der Magnetrührer T einen Magnetantrieb 6 und einen Antriebsmagneten (nicht gezeigt) auf, um im Betrieb ein sich änderndes Magnetfeld zu erzeugen, welches einen in einer Probe angeordneten Magnetrührstab 4 in Bewegung versetzt. Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt durchdringt im Betrieb des Magnetrührers das sich ändernde Magnetfeld (dargestellt durch die Magnetfeldlinien 20') die Aufstellplatte 3' und kann, insbesondere im Zusammenwirken mit dem Magnetfeld des Magnetrührstabs 4, elektrische Wirbelströme 21' in der Aufstellplatte 3' induzieren, insbesondere wenn diese aus einem elektrisch gut leitenden Material wie z.B. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist. Diese Wirbelströme 21' wiederum erzeugen gemäß der Lenzschen Regel ein Magnetfeld, welches dem sie erzeugenden Magnetfeld entgegenwirkt und somit das sich ändernde Magnetfeld des Antriebsmagneten abschwächen und/oder eine Abbremsung des Antriebs bewirken.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives oder verbessertes Probenaufnahmeelement und ein alternatives oder verbessertes Laborgerät bereitzustellen, mit dem die Antriebsenergie möglichst effizient genutzt werden kann. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Probenaufnahmeelement gemäß Anspruch 1 und ein Laborgerät gemäß Anspruch 15. Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen gegeben.

Ein erfindungsgemäßes Probenaufnahmeelement dient für die Verwendung in bzw. mit einem Laborgerät und ist zur Aufnahme einer mittels dem Laborgerät zu behandelnden Probe ausgebildet und im Betrieb des Laborgeräts von einem Magnetfeld durchdrungen. Das Probenaufnahmeelement ist dazu ausgebildet, zumindest abschnittsweise eine Unterbrechung eines durch Änderungen des das Probenaufnahmeelement durchdringenden Magnetfelds induzierten elektrischen Stroms zu bewirken.

Damit ist es beispielsweise möglich, induzierte elektrische Ströme, insbesondere Wirbelströme, in dem Probenaufnahmeelement zu verhindern oder zumindest zu verringern und somit die Antriebsenergie eines Magnetantriebs des Laborgeräts möglichst effizient zu nutzen und Energieverluste zu verringern, sowie den Einsatz von Antriebsmagneten aus einem Metall der Gruppe Seltener Erden zu ermöglichen. Das Probenaufnahmeelement kann ein Bestandteil des Laborgeräts sein, z.B. als eine Aufstellplatte eines Magnetrührers ausgebildet sein, oder ein separat von dem Laborgerät bereitgestelltes Probenaufnahmeelement sein, wie z.B. ein Behälter oder ein Topf zur Aufnahme einer Probe.

Vorzugsweise ist das Probenaufnahmeelement mittels einer Temperiereinrichtung temperierbar, um einen Wärmeübertrag von oder zu einer von dem Probenaufnahmeelement aufgenommenen Probe zu erlauben. Unter einer Temperiereinrichtung wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, die zum Heizen und/oder Kühlen des Probenaufnahmeelements und/oder einer darauf angeordneten Probe ausgebildet ist. Die Temperiereinrichtung kann eine integral mit dem Probenaufnahmeelement ausgebildete Temperiereinrichtung sein, oder eine separat bzw. extern von diesem bereitgestellte Temperiereinrichtung, die mit dem Probenaufnahmeelement wärmeleitend verbunden ist. Durch die Temperiereinrichtung kann beispielsweise ein Heizen und/oder Kühlen der zu behandelnden Probe ermöglicht werden.

Vorzugsweise weist das Probenaufnahmeelement eine der Probe zugewandte erste Seite auf und eine der Probe abgewandte, insbesondere der ersten Seite gegenüberliegende, zweite Seite, und das Probenaufnahmeelement umfasst eine Basisschicht aus zumindest einem Basismaterial und eine Trennschicht, wobei sich die Trennschicht in einem Bereich des Probenaufnahmeelements von der ersten Seite zur zweiten Seite des Probenaufnahmeelements erstreckt und eine Zonierung der Basisschicht bildet, und die Trennschicht aus einem Trennschichtmaterial gebildet ist, das einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist als das zumindest eine Basismaterial der Basisschicht. Die Trennschicht kann sich durchgehend von der ersten Seite zur zweiten Seite des Probenaufnahmeelements erstrecken, sie kann aber auch nur abschnittsweise zwischen der ersten und der zweiten Seite ausgebildet sein. Für den Fall, dass die Basisschicht aus zwei oder mehr Basismaterialien gebildet ist, ist es weiter bevorzugt, dass das Trennschichtmaterial einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist als alle Basismaterialien der Basisschicht. Die der Probe zugewandte erste Seite des Probenaufnahmeelements kann beispielsweise eine Oberseite sein, auf der die Probe, insbesondere ein Probenaufnahmegefäß, angeordnet ist, z.B. wenn das Probenaufnahmeelement als eine Aufstellplatte ausgebildet ist. Alternativ kann die erste Seite des Probenaufnahmeelements beispielsweise eine Innenseite eines Behälters sein, in dem die Probe vorgesehen ist. Dementsprechend kann die der Probe abgewandte zweite Seite beispielsweise eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite sein, oder alternativ eine Außenseite eines Behälters.

Dadurch, dass die Trennschicht aus einem Trennschichtmaterial gebildet ist, das einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist (d.h. weniger elektrisch leitend ist bzw. kleinere elektrische Leitfähigkeit aufweist) als ein Basismaterial der Basisschicht, wirkt die Trennschicht zumindest bis zu einer gewissen Stromstärke elektrisch isolierend. Somit können beispielsweise induzierte elektrische Ströme im Wesentlichen nicht durch die Trennschicht fließen, was insgesamt zu einer Verringerung von in dem Probenaufnahmeelement auftretenden elektrischen Strömen führen kann.

Vorzugsweise ist die Trennschicht zumindest teilweise durch Umwandlung aus dem Basismaterial der Basisschicht gebildet, insbesondere durch Erzeugen einer oxidischen Schicht durch anodische Oxidation der Basisschicht und/oder durch eine Passivierung der Basisschicht. Das Erzeugen einer oxidischen Schicht durch anodische Oxidation der Basisschicht kann beispielsweise in einem Verfahren, welches auch unter dem Begriff "Eloxal-Verfahren" oder "Eloxierung" (von Eloxal, Abkürzung für elektrolytische Oxidation von Aluminium), durchgeführt werden. In diesem Verfahren wird, beispielsweise im Gegensatz zu Überzugsverfahren, die Schicht durch Umwandlung der Oberfläche der Basisschicht in einem galvanischen Bad gebildet, wobei die Basisschicht die Anode bildet. Alternativ kann die Trennschicht beispielsweise durch elektrophoretische Abscheidung, insbesondere kathodische Tauchlackierung (KTL- Beschichtung), durchgeführt werden. Die Bildung der Trennschicht durch Umwandlung aus dem Basismaterial der Basisschicht hat beispielsweise den Vorteil, dass die Trennschicht als elektrisch im Wesentlichen nicht leitende Schicht auf einfache Art und Weise aus dem Basismaterial hergestellt werden kann. Somit kann beispielsweise auf einfache Art und Weise eine Schicht bereitgestellt werden, welche einen elektrischen Stromfluss in dem Probenaufnahmeelement unterbrechen kann. Zudem kann die so gebildete Trennschicht beispielsweise eine besonders glatte Oberfläche aufweisen.

Alternativ oder zusätzlich kann die die Trennschicht eine separat von der Basisschicht gebildete Schicht, insbesondere eine Kunststoffschicht, sein. Damit sind beispielsweise verschiedene Arten einer Trennschicht bereitgestellt, welche auch miteinander kombiniert werden können.

Vorzugsweise ist das Basismaterial ein elektrischer Leiter und das Trennschichtmaterial ist ein elektrischer Nichtleiter. Eine Unterteilung in elektrische Nichtleiter (Isolator) und elektrische Leiter kann beispielsweise anhand des spezifischen elektrischen Widerstands p des jeweiligen Materials vorgenommen werden, wobei beispielsweise Materialien mit p < 100 Q-mm²/m als Leiter bezeichnet werden und Materialien mit p > 10¹² Q-mm²/m als Isolator. Damit ist beispielsweise eine Trennschicht bereitgestellt, die einen elektrischen Stromfluss in dem Probenaufnahmeelement unterbrechen kann.

Vorzugsweise weist die Trennschicht in eine Richtung parallel zur ersten Seite und/oder zur zweiten Seite des Probenaufnahmeelements eine Erstreckung von 50pm bis 130pm, noch bevorzugter von 60pm bis 120pm und noch bevorzugter von 90pm bis 110pm auf. Damit ist beispielsweise eine relativ dünne Trennschicht bereitgestellt, welche eine Übertragung von Wärmeenergie durch das Probenaufnahmeelement zur oder von der Probe im Wesentlichen nicht behindert.

Vorzugsweise ist das Basismaterial eine Aluminiumlegierung, weiter bevorzugt eine Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung, wie beispielsweise der Werkstoff Nr. 3.2315, nach Europäischer Norm EN AW 6082; AISil MgMn oder ein ähnliches Material. Da eine Aluminiumlegierung eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, kann durch eine Verwendung derselben als Basismaterial ein guter Wärmeenergieübertrag von oder zu dem Probenaufnahmeelement ermöglicht werden, sowie eine gute Steuerung der Temperatur des Probenaufnahmeelements mittels einer Temperiereinrichtung.

Vorzugsweise ist das Probenaufnahmeelement eine Platte mit einer definierten geometrischen Form, bevorzugt eine kreisförmige, ovale, rechteckige, oder quadratische Platte und die Trennschicht ist in einem zentrierten Bereich der Platte vorgesehen, sodass die Trennschicht die Basisschicht in eine erste Zone und eine um diese herum vorgesehene zweite Zone unterteilt. Weiter bevorzugt entspricht ein größter Durchmesser der ersten Zone im Wesentlichen einer maximalen Erstreckung eines Magnetrührstabs, der durch das das Probenaufnahmeelement durchdringende Magnetfeld in Bewegung versetzbar ist, entspricht. Damit ist die Trennschicht beispielsweise in einem Bereich bereitgestellt, in dem das Magnetfeld im Betrieb des Laborgeräts das Probenaufnahmeelement durchdringt, wodurch eine größtmögliche Verringerung auftretender elektrischer Ströme bewirkt werden kann. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das Probenaufnahmelement eine kreisförmige Platte und die Trennschicht ist in einem zentrierten kreisringförmigen Bereich der Platte vorgesehen, so dass die Trennschicht die Basisschicht in eine erste kreisförmige Zone und eine um diese herum vorgesehene zweite kreisringförmige Zone unterteilt. Weiter bevorzugt entspricht der Durchmesser der ersten Zone im Wesentlichen einer maximalen Erstreckung eines Magnetrührstabs.

Vorzugsweise weist das Probenaufnahmeelement eine der Probe zugewandte erste Seite auf und eine der Probe abgewandte, insbesondere der ersten Seite gegenüberliegende, zweite Seite, und in einem Bereich des Probenaufnahmeelements ist eine sich von der ersten Seite zur zweiten Seite erstreckende Ausnehmung vorgesehen. Die Ausnehmung kann alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen Trennschicht vorgesehen sein. Die Ausnehmung ist durchgehend von der ersten zur zweiten Seite des Probenaufnahmeelements ausgebildet. Durch die Bereitstellung einer derartigen Ausnehmung kann, ähnlich wie durch die oben beschriebene Trennschicht, eine Unterbrechung von in dem Probenaufnahmeelement im Betrieb des Laborgeräts induzierten elektrischen Strömen erzielt werden. Vorzugsweise ist an der ersten Seite des Probenaufnahmeelements eine schützende Schicht vorgesehen, wobei weiter bevorzugt die schützende Schicht aus demselben Material wie die Trennschicht besteht und/oder wobei weiter bevorzugt die schützende Schicht zumindest teilweise durch Umwandlung aus dem Basismaterial der Basisschicht gebildet ist. Damit ist beispielsweise eine Schicht auf der ersten Seite des Probenaufnahmeelements bereitgestellt, welche das Probenaufnahmeelement schützt, insbesondere vor mechanischen Einflüssen wie z.B. Verkratzen, und/oder chemischen Einflüssen wie z.B. Korrosion.

Ein erfindungsgemäßes Laborgerät umfasst ein oben beschriebenes Probenaufnahmeelement, wobei vorzugsweise das Laborgerät als ein Magnetrührer ausgebildet ist und weiter bevorzugt das Probenaufnahmeelement als eine Aufstellplatte, insbesondere eine Temperierplatte, des Magnetrührers ausgebildet ist. Damit können beispielsweise die oben in Bezug auf das Probenaufnahmeelement beschriebenen Wirkungen auch mit einem Laborgerät erzielt werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Herstellung eines Probenaufnahmeelements für ein Laborgerät, wobei das Probenaufnahmeelement zur Aufnahme einer mittels dem Laborgerät zu behandelnden Probe ausgebildet ist und im Betrieb des Laborgeräts von einem Magnetfeld durchdrungen ist und das Probenaufnahmeelement eine der Probe zugewandte erste Seite aufweist und eine der Probe abgewandte, insbesondere der ersten Seite gegenüberliegende, zweite Seite. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen einer Basisschicht des Probenaufnahmeelements und Ausbilden einer Trennschicht in einem Bereich des Probenaufnahmeelements, sodass sich die Trennschicht von der ersten Seite zur zweiten Seite des Probenaufnahmeelements erstreckt und eine Zonierung der Basisschicht bildet, wobei die Trennschicht aus einem Trennschichtmaterial gebildet ist, das einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist als ein Basismaterial der Basisschicht. Der Schritt des Ausbildens einer Trennschicht kann einen Schritt des Ausbildens einer Ausnehmung umfassen, wobei die Ausnehmung in einem Bereich des Probenaufnahmeelements vorgesehen ist und sich von der ersten Seite zur zweiten Seite erstreckt. Vorzugsweise wird in die Ausnehmung ein passender Einsatz eingesetzt, der getrennt hergestellt wird. Der Einsatz bildet die erste Zone des Basischicht und kann aus dem selben Material wie die erste Zone der Basisschicht bestehen. Der Einsatz kann aber auch aus einem verschiedenen Material gefertigt sein, vorzugsweise auch aus einer Aluminiumlegierung. In einem alternativen Verfahren wird bei dem Bilden einer Ausnehmung zumindest eine erste Zone der Basisschicht entnommen, sodass die erste Zone und eine durch Entfernen der ersten Zone gebildete zweite Zone der Basisschicht vorliegen.

Bei dem getrennt gefertigten Einsatz, sowie alternativ bei dem bei der Bildung der Ausnehmung entnommenen Einsatz, der gegebenenfalls noch auf die richtigen Maße gebracht wird, weist die erste Zone einen ersten, äußeren Rand auf und die zweite Zone einen zweiten, inneren Rand. Anschließend wird die Trennschicht an dem ersten Rand und/oder dem zweiten Rand ausgebildet, und das Probenaufnahmeelement durch anschließendes Zusammenfügen der ersten und der zweiten Zone, insbesondere Einsetzen der ersten Zone in die zweite Zone der Basisschicht, ausgebildet, sodass die Trennschicht zwischen der ersten und der zweiten Zone ausgebildet ist. Weiter bevorzugt erfolgt das Zusammenfügen durch thermische Presspassung.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch durch die oben beschriebenen Merkmale des Probenaufnahmeelement und/oder des Laborgeräts weitergebildet sein. Ebenso können das erfindungsgemäße Probenaufnahmeelement und das Laborgerät durch die oben beschriebenen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens weitergebildet sein, und die Merkmale des Probenaufnahmeelement und des Laborgeräts können untereinander zur Weiterbildung genutzt werden.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Laborgeräts gemäß vorliegender Erfindung in Form eines Magnetrührers;

Fig. 2 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Magnetrührers, wobei der Magnetrührer ohne ein Gehäuse und mit rein schematisch gezeigten Magnetfeldlinien im Betrieb des Magnetrührers dargestellt ist; Fig. 3 zeigt eine schematisch Draufsicht auf eine Aufstellplatte des in Fig. 1 und 2 gezeigten Magnetrührers;

Fig. 4 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht eines Magnetrührers gemäß dem Stand der Technik, wobei der Magnetrührer ohne ein Gehäuse dargestellt ist und mit rein schematisch gezeigten Magnetfeldlinien im Betrieb des Magnetrührers;

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung von Schritten zur Herstellung des in Fig. 1 bis 3 gezeigten Magnetrührers.

Im Folgenden wird mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Laborgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das in Fig. 1 bis 3 gezeigte Laborgerät ist als ein Magnetrührer 1 ausgebildet. Der Magnetrührer 1 weist ein Gehäuse 2 auf (in Fig. 2 nicht gezeigt), an dessen Oberseite ein als Aufstellplatte

3 ausgebildetes Probenaufnahmeelement vorgesehen ist, und einen Magnetrührstab

4 (s. Fig. 2), der in einer mit dem Magnetrührer 1 zu behandelnden Probe (in den Figuren nicht gezeigt) oberhalb der Aufstellplatte 3 anordbar ist. Zwischen der Aufstellplatte 3 und dem Gehäuse 2 ist optional ein Wärmereflektor 5 angeordnet.

In dem Gehäuse 2 sind ein Magnetantrieb 6 (s. Fig. 2) und ein Antriebsmagnet (in den Figuren nicht gezeigt) vorgesehen, die so ausgebildet sind, dass der Magnetantrieb 6 im Betrieb den Antriebsmagneten in eine Bewegung, insbesondere eine Rotationsbewegung, versetzt. Somit wird ein sich änderndes, vorzugsweise sich drehendes, Magnetfeld erzeugt. In Fig. 2 ist der Magnetantrieb 6 auf einer Grundplatte 7 angebracht, welche an dem Gehäuse 2 (in Fig. 2 nicht gezeigt) befestigt ist. Weiter sind Befestigungselemente 8 vorgesehen, mittels denen die Aufstellplatte 3 und gegebenenfalls der optionale Wärmereflektor 5 an dem Gehäuse 2 (in Fig. 2 nicht gezeigt) angebracht sind. Das sich ändernde Magnetfeld kann auch auf andere Weise erzeugt werden, beispielsweise durch elektronische Ansteuerung von Spulen. Optional ist die Aufstellplatte 3 als eine Temperierplatte, insbesondere als eine Heizplatte, ausgebildet. Hierzu weist die Aufstellplatte eine Temperiereinrichtung, insbesondere eine Heizeinrichtung, (in den Figuren nicht gezeigt) zum Zu- und/oder Abführen von Wärmeenergie zu bzw. von der Aufstellplatte 3 auf. Die Temperiereinrichtung (in den Figuren nicht gezeigt) kann integral mit der Aufstellplatte ausgebildet sein, beispielsweise in Form von in die Aufstellplatte integrierten Temperierelemente. Alternativ kann die Temperiereinrichtung separat von der Aufstellplatte vorgesehen und wärmeleitend mit dieser verbunden sein.

An dem Gehäuse 2 sind Bedienelemente 9 zur Steuerung des Betriebs des Magnetrührers 1 , beispielsweise einer Heiztemperatur der Aufstellplatte und/oder durch den Magnetantrieb 6 vorgebbare Eigenschaften des sich ändernden magnetischen Feldes, vorgesehen. Eine optionale Anzeigeeinheit 10, z.B. ein Display, dient zur Anzeige von eingestellten (Soll-)Werten und/oder zur Anzeige von (Ist-) Werten, gemäß denen der Betrieb des Magnetrührers gesteuert wird. Alternativ kann eine separat von oder integral an dem Magnetrührer bereitgestellte Bedieneinheit zur Steuerung der einzelnen Komponenten des Magnetrührers vorgesehen sein (in den Figuren nicht gezeigt).

Die Aufstellplatte 3 weist eine dem Gehäuse 2 abgewandte (d.h. einer Probe zugewandte) als Oberseite 11 ausgebildete erste Seite und eine dem Gehäuse 2 zugewandte (d.h. einer Probe abgewandte) als Unterseite 12 ausgebildete zweite Seite auf. Die Oberseite 11 und die Unterseite 12 sind einander gegenüberliegende Seiten der Aufstellplatte 3. Zwischen der Oberseite 11 und der Unterseite 12 erstreckt sich ein umlaufender Rand 13 der Aufstell platte 3. Auf der Oberseite 11 der Aufstellplatte 3 ist eine in den Figuren nicht gezeigte zu behandelnde Probe vorgesehen, beispielsweise in einem auf der Oberseite 11 angeordneten Probenaufnahmegefäß (nicht gezeigt). In vorliegender Ausführungsform ist die Aufstellplatte 3 kreisförmig ausgebildet, d.h. die Oberseite 11 und die Unterseite 12 sind jeweils kreisförmig.

An der Oberseite 11 der Aufstellplatte 3 ist optional eine schützende Schicht 14 vorgesehen. Bei der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform ist die Aufstellplatte 3 im Wesentlichen in eine erste Zone 15, eine zweite Zone 16 und eine Trennschicht 17 unterteilt. Die Trennschicht 17 ist in einem Bereich der Aufstellplatte 3 zwischen der ersten Zone

15 und der zweiten Zone 16 ausgebildet und trennt somit die erste Zone 15 und die zweite Zone 16 voneinander. Die Trennschicht 17 erstreckt sich durchgehend von der Oberseite 11 zur Unterseite 12 der Aufstellplatte 3. Die erste Zone 15 und die zweite Zone 16 sind aus einem Basismaterial gebildet und die Trennschicht 17 ist aus einem von dem Basismaterial verschiedenen Trennschichtmaterial gebildet.

Wie in der Draufsicht in Fig. 3 gezeigt, ist in der vorliegenden Ausführungsform die erste Zone 15 der Basisschicht eine zentrale kreisförmige Zone der Aufstellplatte 3 mit einem ersten Durchmesser D1. Die Trennschicht 17 grenzt radial unmittelbar an die erste Zone 15 an und ist kreisringförmig um die erste Zone 15 herum gebildet. Die Trennschicht 17 erstreckt sich somit in einem Bereich zwischen dem ersten Durchmesser D1 und einem zweiten Durchmesser D2 der Aufstellplatte 3. Die zweite Zone

16 der Basisschicht grenzt radial unmittelbar an die Trennschicht 17 an und ist kreisringförmig um die Trennschicht 17 herum gebildet. Die zweite Zone 16 erstreckt sich somit in einem Bereich zwischen dem zweiten Durchmesser D2 und einem dritten Durchmesser D3 der Aufstellplatte 3.

Vorzugsweise entspricht der erste Durchmesser D1 der Aufstellplatte 3, in dem die erste Zone 15 der Basisschicht vorgesehen ist, und/oder der zweite Durchmesser D2, bei dem die zweite Zone 16 der Basisschicht an die Trennschicht 17 angrenzt, im Wesentlichen einer maximalen Erstreckung des Magnetrührstabs 4, beispielsweise einer Länge L eines länglich ausgebildeten Magnetrührstabs (s. Fig. 2). Vorzugsweise sind der erster Durchmesser D1 und der zweite Durchmesser D2 nur geringfügig unterschiedlich, sodass die Trennschicht 17 eine im Vergleich zur ersten und zweiten Zone 15, 16 dünne Schicht ist. Beispielsweise liegt die Dicke der Trennschicht zwischen etwa 90pm und etwa 110pm. Der dritte Durchmesser D3 entspricht in der vorliegenden Ausführungsform einem Gesamtdurchmesser der Aufstellplatte 3. Der erste, zweite und dritte Durchmesser D1 , D2 bzw. D3 sind in Fig. 3 nicht maßstabsgetreu gezeigt; zur besseren Darstellung der Trennschicht ist in Fig. 3 vielmehr die Differenz zwischen dem zweiten Durchmesser D2 und dem ersten Durchmesser D1 in Relation zu den einzelnen Durchmessern zu groß dargestellt.

Das Basismaterial der Basisschicht der ersten und der zweiten Zone 15, 16 und das Trennschichtmaterial der Trennschicht 17 unterscheiden sich darin, dass das Trennschichtmaterial einen größeren elektrischen Widerstand aufweist als das Basismaterial. Vorzugsweise ist das Trennschichtmaterial ein elektrischer Nichtleiter (Isolator) und das Basismaterial ist ein elektrischer Leiter. Beispielsweise kann das Basismaterial eine Aluminiumlegierung sein, insbesondere eine Aluminiumlegierung, die Silizium, Magnesium und Mangan enthält (Aluminium-Magnesium-Silicium-Legierung), wie z.B. die gemäß Europäischer Norm EN-AW 6082 als AISil MgMn bezeichnete Legierung (Werkstoffnummer 3.2315). Das Trennschichtmaterial kann insbesondere Aluminiumoxid (AI2O3) enthalten. Vorzugsweise ist das Trennschichtmaterial der Trennschicht 17 durch Umwandlung aus dem Basismaterial der Basisschicht gebildet, insbesondere durch Erzeugen einer oxidischen Schicht durch anodische Oxidation der Basisschicht. Ein beispielhaftes Herstellungsverfahren für die Aufstellplatte 3 ist weiter unten in Bezug auf Fig. 5 beschrieben.

Im Betrieb des Magnetrührers 1 wird die Probe bzw. ein diese enthaltendes Gefäß (in den Figuren nicht gezeigt) auf der Aufstellplatte 3 angeordnet und der Magnetrührstab 4 in die Probe bzw. das Gefäß eingebracht. Durch Einschalten des Magnetantriebs 6 wird der Antriebsmagnet (in den Figuren nicht gezeigt) in eine Rotationsbewegung versetzt, was wiederum eine Rührbewegung des Magnetrührstabs 4 in der Probe bzw. dem Gefäß und somit eine Durchmischung der Probe bewirkt.

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, wird die Aufstellplatte 3 im Betrieb des Magnetrührers 1 von einem Magnetfeld durchdrungen, welches durch das Zusammenwirken des Antriebsmagneten (nicht gezeigt) und des Magnetrührstabs 4 erzeugt wird und in Fig. 2 schematisch durch Magnetfeldlinien 20 dargestellt ist. Dieses sich ändernde Magnetfeld induziert in Fig. 2 rein schematisch dargestellte elektrische Wirbelströme 21. Aufgrund der Trennschicht 17, welche elektrisch isolierend ist, können sich die Wirbelströme 21 lediglich in einem begrenzten Bereich (in Fig. 2 die zweite Zone 16 der Basisschicht) ausbreiten. Dadurch, dass der erste und/oder zweite Durchmesser D1 bzw. D2 der Aufstellplatte 3 im Wesentlichen der maximalen Erstreckung des Magnetrührstabs 4 entspricht (s.o.), ist die Trennschicht 17 im Wesentlichen in dem Bereich der Aufstellplatte 3 vorgesehen, in dem die Magnetfeldlinien 20 die Aufstellplatte durchdringen. Dies kann eine größtmögliche Abschwächung oder Verhinderung der auftretenden Wirbelströme 21 bewirken.

Nachfolgend wird mit Bezug auf Fig. 5 ein Verfahren zum Herstellen der Aufstellplatte 3 des erfindungsgemäßen Magnetrührers 1 beschrieben. In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird eine Basisschicht der Aufstellplatte bereitgestellt. In der mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsform wird die Basisschicht als eine zylindrische Schicht (d.h. mit einer jeweils kreisförmigen Oberseite 11 und Unterseite 12) des Basismaterials, beispielsweise die oben beschriebene Aluminium-Magnesium-Silicium-Legierung, mit einem Durchmesser D3 (s. Fig. 3) bereitgestellt.

Anschließend wird in einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens ein Stück, das der ersten Zone 15 (s. Fig. 1-3) der Basisschicht entspricht, entfernt, z.B. ausgeschnitten.

Ein Einsatz, der die erste Zone 15 bildet, wird getrennt gefertigt, wobei die erste Zone 15 einen ersten Rand aufweist (in den Figuren nicht gezeigt) und die zweite Zonen 16 einen zweiten Rand aufweist (in den Figuren nicht gezeigt). Anschließend wird in einem dritten Schritt S3 des Verfahrens die Trennschicht bzw. das Trennschichtmaterial an dem ersten Rand und/oder dem zweiten Rand der ersten bzw. zweiten Zone ausgebildet. Vorzugsweise wird die Trennschicht dabei durch Umwandlung aus dem Basismaterial der Basisschicht gebildet, indem an dem ersten und/oder zweiten Rand durch anodische Oxidation der Basisschicht eine oxidische Schicht erzeugt wird. Alternativ kann die Trennschicht durch eine Passivierung der Basisschicht an dem ersten und /oder zweiten Rand gebildet werden.

Anschließend wir in einem vierten Schritt S4 des Verfahrens die erste Zone 15 in die zweite Zone 16 der Basisschicht eingesetzt, sodass die Trennschicht 17 (s. Fig. 1-3) zwischen der ersten und der zweiten Zone ausgebildet ist. Das Zusammenfügen der beiden Zonen der Basisschicht kann beispielsweise durch eine thermische Presspassung erfolgen. Die Trennschicht 17 ist somit in einem Bereich der Basisschicht ausgebildet, wobei sie sich durchgehend von der Oberseite 11 zur Unterseite 12 erstreckt und eine Zonierung der Basisschicht bildet.

Die Bildung der Trennschicht im Schritt S3 kann so erfolgen, dass auch auf der Oberseite 11 des Probenaufnahmeelements diese Schicht gebildet wird und somit die schützende Schicht 14 bildet.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann die Trennschicht eine separat von der Basisschicht gebildete Schicht, insbesondere eine Kunststoffschicht, sein, welche beispielsweise in dem Bereich zwischen den beiden Zonen der Basisschicht aufgebracht wird oder als Ring eingesetzt wird.

Auch ist die Zonierung der Aufstellplatte durch die Trennschicht nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. So können beispielsweise auch mehr als zwei Zonen der Basisschicht durch die Trennschicht gebildet sein. Die Zonierung der Basisschicht kann auch anders als durch konzentrische Kreise (s. Fig. 1-3) gebildet sein, z.B. durch eine spiralförmige Trennschicht, sodass ein durchgehender Bereich der Basisschicht gebildet ist, der jedoch radial durch die Trennschicht unterbrochen ist. Auch kann die Trennschicht die Basisschicht der Aufstellplatte in zumindest zwei Kreissektoren (Kreisausschnitte) unterteilen, wobei als ein Kreissektor eine Teilfläche einer Kreisfläche verstanden wird, die von einem Kreisbogen und zwei Kreisradien begrenzt wird. Auch kann die Trennschicht die Basisschicht der Aufstellplatte in zumindest zwei Kreissegmente unterteilen, wobei unter einem Kreissegment ein von einem Kreisbogen und einer Kreissehne begrenzte Teilfläche einer Kreisfläche verstanden wird. Auch andere Zonierungen oder eine Kombination dieser Zonierungen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich. Auch die Aufstellplatte selbst kann von der oben beschriebenen kreisförmigen Ausgestaltung abweichen. Bei der oben in Bezug auf die Figuren 1 -3 und 5 beschriebenen Ausführungsform sind die erste Zone 15 und die zweite Zone 16 der Basisschicht aus demselben Basismaterial gebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass die erste Zone und die zweite Zone, oder allgemein zumindest zwei Zonen der Basisschicht, aus verschiedenen Basismaterialien gebildet sind. Als Basismaterialien können auch Kunststoff, nichtmagnetischer bzw. nichtleitender Edelstahl, Glas, Keramik etc. verwendet werden. Ebenso kann die Basisschicht und gegebenenfalls auch die Trennschicht horizontal, d.h. parallel zur Oberseite 11 und/oder Unterseite 12 der Aufstell platte, weitere Schichten aufweisen. Auch muss sich die Trennschicht 17 nicht durchgehend von der Oberseite

11 zur Unterseite 12 der Aufstellplatte erstrecken, z.B. kann sie auch unterbrochen, d.h. nur teilweise zwischen der Oberseite und der Unterseite, ausgebildet sein.

Gemäß einem in den Figuren nicht näher gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel eines Laborgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung in Form eines Magnetrührers weist die Aufstellplatte anstelle oder zusätzlich zu der oben beschriebene durch die Trennschicht gebildete Zonierung der Basisschicht zumindest eine Ausnehmung auf. Die zumindest eine Ausnehmung ist in zumindest einem Bereich der Aufstellplatte vorgesehen. Sie erstreckt sich zumindest teilweise von der Oberseite 11 zur Unterseite

12 der Aufstellplatte. Beispielsweise kann die Ausnehmung als ein die Aufstellplatte von der Oberseite zur Unterseite durchdringendes Loch ausgebildet sein. Die Ausnehmung bzw. das Loch kann beispielweise in dem Bereich des oben in Bezug auf Fig. 1- 3 beschriebenen zentralen kreisförmigen Bereichs mit dem ersten Durchmesser (also anstelle der ersten Zone 15 in Fig. 1 -3) vorgesehen sein. Alternativ kann die zumindest eine Ausnehmung, vorzugsweise eine Mehrzahl von Löchern, in einem kreisringförmigen Bereich der Aufstellplatte vorgesehen sein, beispielsweise in einem kreisringförmigen Bereich, der die Trennschicht 17 in den Figuren 1 -3 enthält.

Durch eine derartige Ausnehmung, insbesondere ein Loch, der Aufstellplatte kann ebenfalls eine Unterbrechung, d. h. eine Abschwächung oder Verhinderung, von im Betrieb des Magnetrührers auftretenden Wirbelströme 21 bewirkt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein Laborgerät in Form eines Magnetrührers beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung auch auf andere Laborgeräte, welche im Betrieb ein sich veränderndes Magnetfeld erzeugen, angewendet werden. Ferner ist die Erfindung nicht auf eine Aufstellplatte als Probenaufnahmeelement beschränkt. Bei- spielsweise kann das Probenaufnahmeelement einen sogenannten Heat-On Aufsatz aufweisen. Ein Heat-On Aufsatz ist Aufsatz für eine Heizplatte und stellt die thermische Kopplung zwischen Heizplatte und Probengefäß dar. Auch auf ein als ein Topf oder ein anderes Gefäß ausgebildetes Probenaufnahmeelement ist die vorliegende Erfindung anwendbar. Beispielsweise kann der Topf bzw. das Gefäß zur Aufnahme einer mit dem Laborgerät zu behandelnden Probe ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Zonierung bzw. Ausbildung einer Trennschicht kann beispielsweise in einem Boden des Heat-On Aufsatzes bzw. des Topfes oder Gefäßes ausgebildet sein.

Claims

Ansprüche

1 . Probenaufnahmeelement für die Verwendung in bzw. mit einem Laborgerät (1 ), wobei das Probenaufnahmeelement (3) zur Aufnahme einer mittels dem Laborgerät

(I ) zu behandelnden Probe ausgebildet ist und im Betrieb des Laborgeräts von einem Magnetfeld (20) durchdrungen ist, und wobei das Probenaufnahmeelement (3) ausgebildet ist um zumindest abschnittsweise eine Unterbrechung eines durch Änderungen des das Probenaufnahmeelement (3) durchdringenden Magnetfelds induzierten elektrischen Stroms (21 ) zu bewirken.

2. Probenaufnahmeelement nach Anspruch 1 , wobei das Probenaufnahmeelement (3) mittels einer Temperiereinrichtung temperierbar ist, um einen Wärmeübertrag von oder zu einer von dem Probenaufnahmeelement (3) aufgenommenen Probe zu erlauben.

3. Probenaufnahmeelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Probenaufnahmeelement (3) eine der Probe zugewandte erste Seite (11 ) aufweist und eine der Probe abgewandte, insbesondere der ersten Seite gegenüberliegende, zweite Seite (12), und wobei das Probenaufnahmeelement (3) eine Basisschicht (15, 16) aus zumindest einem Basismaterial und eine Trennschicht (17) umfasst, wobei sich die Trennschicht (17) in einem Bereich des Probenaufnahmeelements (3) von der ersten Seite

(I I ) zur zweiten Seite (12) des Probenaufnahmeelements (3) erstreckt und eine Zoni- erung der Basisschicht bildet, und die Trennschicht aus einem Trennschichtmaterial gebildet ist, das einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist als das zumindest eine Basismaterial der Basisschicht.

4. Probenaufnahmeelement nach Anspruch 3, wobei die Trennschicht (17) zumindest teilweise durch Umwandlung aus dem Basismaterial der Basisschicht (15, 16) gebildet ist, insbesondere durch Erzeugen einer oxidischen Schicht durch anodische Oxidation der Basisschicht und/oder durch eine Passivierung der Basisschicht gebildet ist.

5. Probenaufnahmeelement nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Trennschicht (17) eine separat von der Basisschicht gebildete Schicht, insbesondere eine Kunststoffschicht, ist.

6. Probenaufnahmeelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Basismaterial ein elektrischer Leiter und das Trennschichtmaterial ein elektrischer Nichtleiter ist.

7. Probenaufnahmeelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Trennschicht (17) in eine Richtung parallel zur ersten Seite (11 ) und/oder zur zweiten Seite (12) des Probenaufnahmeelements eine Erstreckung von 50pm bis 130pm, bevorzugt von 60pm bis 120pm und noch bevorzugter von 90pm bis 110pm aufweist.

8. Probenaufnahmeelement nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Basismaterial eine Aluminiumlegierung enthält, vorzugsweise eine Aluminium-Magnesium- Silizium-Legierung.

9. Probenaufnahmeelement nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei das Probenaufnahmeelement (3) eine Platte mit einem Umriss einer definierten geometrischen Form, vorzugsweise eine kreisförmige Platte, ist und die Trennschicht (17) in einem zentrierten Bereich der Platte vorgesehen ist und einen Umriss hat, der einer definierten geometrischen Form entspricht, wobei die Trennschicht (17) die Basisschicht in eine erste Zone (15) und eine um diese herum vorgesehene zweite Zone (16) unterteilt, wobei vorzugsweise die erste Zone kreisförmig und die zweite Zone kreisringförmig sind.

10. Probenaufnahmeelement nach Anspruch 9, wobei ein Durchmesser (D1 ) der ersten Zone im Wesentlichen einer maximalen Erstreckung eines Magnetrührstabs (4), der durch das das Probenaufnahmeelement (3) durchdringende Magnetfeld (20) in Bewegung versetzbar ist, entspricht. 19

11. Probenaufnahmeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Probenaufnahmeelement (3) eine der Probe zugewandte erste Seite (11 ) aufweist und eine der Probe abgewandte, insbesondere der ersten Seite gegenüberliegende, zweite Seite (12), und wobei in einem Bereich des Probenaufnahmeelements (3) eine sich von der ersten Seite (11 ) zur zweiten Seite (12) zumindest teilweise erstreckende Ausnehmung vorgesehen ist.

12. Probenaufnahmeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei an der ersten Seite (11 ) des Probenaufnahmeelements eine schützende Schicht (14) vorgesehen ist.

13. Probenaufnahmeelement nach Anspruch 12, wobei die schützende Schicht aus demselben Material, wie die Trennschicht besteht und/oder wobei die schützende Schicht (14) zumindest teilweise durch Umwandlung aus dem Basismaterial der Basisschicht (15, 16) gebildet ist.

14. Laborgerät, umfassend ein Probenaufnahmeelement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei vorzugsweise das Laborgerät als ein Magentrührer (1 ) ausgebildet ist und weiter bevorzugt das Probenaufnahmeelement als eine Aufstellplatte (3), insbesondere eine Temperierplatte, des Magnetrührers ausgebildet ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Probenaufnahmeelements (3) für ein Laborgerät (1 ), wobei das Probenaufnahmeelement (3) zur Aufnahme einer mittels dem Laborgerät (1 ) zu behandelnden Probe ausgebildet ist und im Betrieb des Laborgeräts von einem Magnetfeld durchdrungen ist, und wobei das Probenaufnahmeelement (3) ausgebildet ist um zumindest abschnittsweise eine Unterbrechung eines durch Änderungen des das Probenaufnahmeelement (3) durchdringenden Magnetfelds induzierten elektrischen Stroms (21 ) zu bewirken, vorzugsweise wobei das Probenaufnahmeelement (3) eine der Probe zugewandte erste Seite aufweist und eine der Probe abgewandte, insbesondere der ersten 20

Seite gegenüberliegende, zweite Seite, und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Basisschicht des Probenaufnahmeelements und Ausbilden einer Trennschicht in einem Bereich des Probenaufnahmeelements, sodass sich die Trennschicht von der ersten Seite zur zweiten Seite des Probenaufnahmeelements er- streckt und eine Zonierung der Basisschicht bildet, wobei die Trennschicht aus einem

Trennschichtmaterial gebildet ist, das einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist als ein Basismaterial der Basisschicht, wobei der Schritt des Ausbildens einer Trennschicht vorzugsweise einen Schritt des Ausbildens einer Ausnehmung umfassen, wobei die Ausnehmung in einem Be- reich des Probenaufnahmeelements vorgesehen ist und sich von der ersten Seite zur zweiten Seite erstreckt, weiter bevorzugt wobei in die Ausnehmung ein passender Einsatz eingesetzt wird, der getrennt hergestellt wird, insbesondere wobei der Einsatz die erste Zone des Basischicht bildet, oder wobei weiter bevorzugt bei dem Bilden einer Ausnehmung zumindest eine erste Zone der Basisschicht entnommen wird, sodass die erste Zone und eine durch Entfernen der ersten Zone gebildete zweite Zone der Basisschicht vorliegen.