DE102012213650A1

DE102012213650A1 - Revolverbauteil für ein Reagenzgefäß, Reagenzgefäßteil und Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung

Info

Publication number: DE102012213650A1
Application number: DE102012213650.9A
Authority: DE
Inventors: Martina Daub; Günther Roth; Arne Kloke; Jürgen Steigert; Felix VON STETTEN; Nils Paust
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-02-06
Also published as: WO2014019826A1; EP2879791A1; US20150190816A1; CN104507576B; SG11201407408QA; CN104507576A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Revolverbauteil (12) für ein Reagenzgefäß (10) für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung mit einem Revolvergehäuse (12a), welches in dem Reagenzgefäß (10) einsetzbar ist, wobei an dem Revolvergehäuse (12a) eine Führungsstruktur (14), die mittels mindestens einer zumindest an einem Reagenzgefäßteil (10a) des Reagenzgefäßes (10) oder an einem weiteren Revolverbauteil ausgebildeten Hervorhebung (16) kontaktierbar ist, oder mindestens eine Hervorhebung (16), mittels welcher eine zumindest an dem Reagenzgefäßteil (10a) oder an dem weiteren Revolverbauteil ausgebildete Führungsstruktur (14) kontaktierbar ist, so ausgebildet ist, dass das Revolvergehäuse (12a) in Bezug zu dem zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil (10a) oder in Bezug zu dem weiteren Revolverbauteil in eine erste Teilbewegung (20) entlang einer Achse (18) und in eine zweite Teilbewegung (22) um die Achse (18) verstellbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Reagenzgefäßteil (10a) zum Zusammenwirken mit dem Revolverbauteil (12) und ein Reagenzgefäß (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Revolverbauteil für ein Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung. Ebenso betrifft die Erfindung ein Reagenzgefäßteil für ein Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung Reagenzgefäße für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung.
Stand der Technik
In der DE 10 2010 003 223 A1 ist eine Vorrichtung zum Einsetzen in einen Rotor einer Zentrifuge beschrieben. Die im Format eines Standard-Zentrifugenröhrchens ausgebildete Vorrichtung kann verschiedene Revolver umfassen, welche axial übereinander angeordnet sind. Die Revolver können Kanäle, Kavitäten, Reaktionskammern und weitere Strukturen für die Durchführung von fluidischen Einheitsoperationen aufweisen. Über eine integrierte Kugelschreibermechanik können die Revolver bezüglich ihrer Positionen zueinander rotiert werden, wodurch sich die Strukturen der Revolver zueinander schalten lassen. Eine Aktualisierung der Kugelschreibermechanik ist nach dem Einsetzen der Vorrichtung in eine Zentrifuge mittels einer durch den Betrieb der Zentrifuge bewirkten Zentrifugalkraft auslösbar. Gleichzeitig können Flüssigkeiten entlang dem Kraftvektor der bewirkten Zentrifugalkraft transferiert werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft ein Revolverbauteil für ein Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Reagenzgefäßteil für ein Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung zum Zusammenwirken mit dem Revolverbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und ein Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine vorteilhafte Alternative zu einer Kugelschreibermechanik oder einer Ratschenmechanik. Somit kann mittels der vorliegenden Erfindung bei der Ausstattung eines Reagenzgefäßes auf eine Kugelschreibermechanik oder eine Ratschenmechanik, bzw. einer entsprechenden Mechanik, verzichtet werden. Stattdessen kann auf die vorliegende Erfindung zurückgegriffen werden, welche nicht die hohe Anzahl präzise aufeinander abgestimmter Einzelkomponenten einer Kugelschreibermechanik oder einer Ratschenmechanik erfordert.
Während beispielsweise eine Kugelschreibermechanik zumindest einen Stator, einen Kolben, einen Rotor und eine Feder benötigt, wobei jedes der hier aufgezählten Bauteile speziell an die weiteren Bauteile der Kugelschreibermechanik anzupassen ist, ist zur Realisierung der vorliegenden Erfindung lediglich eine Ausbildung der Führungsstruktur und der mindestens einen Hervorhebung an dem Revolvergehäuse, dem Reagenzgefäßteil und/oder dem weiteren Revolverbauteil nötig. Auf die Ausbildung von speziellen Stegen mit Schrägen an den zu positionierenden Revolvern, komplementärer Führungsstegen an dem Gehäuse und einer Rückstellkomponente kann bei der vorliegenden Erfindung verzichtet werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit die Ausstattung eines Reagenzgefäßes mit mindestens einem lateral und axial verstellbaren Revolverbauteil zu Kosten, welche unter den Herstellungskosten einer Kugelschreibermechanik oder einer Ratschenmechanik liegen. Außerdem ist die vorliegende Erfindung leicht an einem vergleichsweise kleinen Revolverbauteil/Reagenzgefäßteil ausbildbar. Während eine Kugelschreibermechanik und eine Ratschenmechanik lediglich mittels eines vergleichsweise großen Arbeitsaufwands in ein kleines Reagenzgefäß einbringbar sind, ist die vorliegende Erfindung leicht in einem derartigen Reagenzgefäß integrierbar. Somit kann die vorliegende Erfindung vorteilhaft zur Minimierung von lateral und rotatorisch (azimutal) verstellbaren Revolverbauteilen und damit ausgestatteten Reagenzgefäßen beitragen. Im Gegensatz zu einer Kugelschreibermechanik ist die vorliegende Erfindung auch auf vergleichsweise einfache Weise in eine Revolverkavität integrierbar.
Wie unten genauer ausgeführt wird, bietet die vorliegende Erfindung sogar eine verbesserte Verstellbarkeit des Revolvergehäuses in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil oder in Bezug zu dem weiteren Revolverbauteil. Während bei einer Kugelschreibermechanik der laterale Hub eines Revolvers sowie der Rotationswinkel eines Revolvers für jeden Aktuationszyklus identisch vorgegeben ist, können bei der vorliegenden Erfindung unterschiedliche laterale Hübe des Revolvergehäuses und voneinander abweichende Rotationswinkel des Revolvergehäuses in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil oder zu dem weiteren Revolverbauteil realisiert werden. Auf diese Weise können chemische Reaktionen und biochemische Prozesse vielseitiger gesteuert/ausgeführt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die an dem Revolverbauteil ausgebildete Führungsstruktur eine Führungsnut oder eine Führungsschiene. Die Führungsstruktur ist somit gleichzeitig mit dem Revolverbauteil erstellbar. Das mit der Führungsstruktur ausgestattete Revolverbauteil ist deshalb mittels eines einfach ausführbaren Herstellungsschritts, wie beispielsweise eines Spritzgießens, fertig herstellbar. Dies reduziert die Herstellungskosten für das Revolverbauteil.
Insbesondere kann das Revolverbauteil mittels einer bei einem Betrieb der Zentrifuge, in welche das Reagenzgefäß eingesetzt ist, bewirkbaren Zentrifugalkraft und/oder einer bei einem Betrieb der Druckvariiervorrichtung, in welche das Reagenzgefäß eingesetzt ist, bewirkbaren Druckkraft in die Verstellbewegung versetzbar sein. Somit können chemische Verfahren und/oder biochemische/molekularbiologische Prozesse, welche mittels des lateralen und rotatorischen Verstellens des Revolverbauteils gestartet, ausgeführt, optimiert, gesteuert, unterbunden und/oder beendet werden, während eines Zentrifugierens oder eines Druckbehandelns mindestens eines Probenmaterials ausgeführt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform legt die an dem Revolverbauteil ausgebildete Führungsstruktur einen Verstellweg des in die Verstellbewegung versetzten Revolverbauteils in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse kontaktierten weiteren Revolverbauteil fest, entlang von welchem das Revolverbauteil aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse kontaktierten weiteren Revolverbauteil verstellbar ist, wobei das in der zweiten Stellung vorliegende Revolverbauteil im Vergleich zu dem in der ersten Stellung vorliegenden Revolverbauteil in eine erste Verstellrichtung um eine erste Wegdifferenz ungleich Null entlang der Achse und um einen ersten Verstellwinkel ungleich Null um die Achse verstellt ist. Dies gewährleistet die oben schon beschriebene laterale und rotatorische (azimutale) Verstellbarkeit des Revolvergehäuses in Bezug zu zumindest dem Reagenzgefäßteil oder dem weiteren Revolverbauteil.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die an dem Revolverbauteil ausgebildete Führungsstruktur so ausgebildet, dass das Revolverbauteil entlang des Verstellwegs aus der zweiten Stellung in eine dritte Stellung in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse kontaktierten weiteren Revolverbauteil verstellbar ist, wobei das in der dritten Stellung vorliegende Revolverbauteil im Vergleich zu dem in der zweiten Stellung vorliegenden Revolverbauteil in eine der ersten Verstellrichtung entgegen gerichtete zweite Verstellrichtung um eine zweite Wegdifferenz ungleich Null entlang der Achse und um einen zweiten Verstellwinkel ungleich Null um die Achse verstellt ist. Insbesondere kann die zweite Wegdifferenz ungleich der ersten Wegdifferenz sein. Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann der zweite Verstellwinkel auch von dem ersten Verstellwinkel abweichen. Somit ist eine gegenüber einer Kugelschreibermechanik freiere Verstellbarkeit des Revolvergehäuses in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil oder dem weiteren Revolverbauteil mittels dieser Weiterbildung realisierbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die an dem Revolverbauteil ausgebildete Führungsstruktur mindestens ein zackenförmiges und/oder bogenförmiges Teilstück. Insbesondere kann die an dem Revolverbauteil ausgebildete Führungsstruktur zumindest teilweise meanderförmig und/oder zickzackförmig verlaufen. Wie nachfolgend genauer ausgeführt wird, ist mittels derartiger Führungsstrukturen der Verstellweg des Revolvergehäuses in Bezug zu zumindest dem Reagenzgefäßteil oder dem weiteren Revolverbauteil mit einer großen Anzahl von Freiheitsgraden, jedoch verlässlich festlegbar.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Revolverbauteil einstückig mit mindestens einer außen an dem Revolvergehäuse hervorstehenden Feder, mindestens einer elastischen Abstützkomponente und/oder mit mindestens einer komprimierbaren Abstützkomponente ausgebildet. Somit kann sich das Revolverbauteil mittels der mindestens einen Feder, der mindestens einen elastischen Abstützkomponente und/oder mittels der mindestens einen komprimierbaren Abstützkomponente an mindestens einer Gehäusekomponente so abstützen, dass die mindestens eine Hervorhebung des Revolverbauteils gegen eine vergleichsweise einfach ausgeführte Führungsschiene gedrückt wird. Dies erleichtert auch das Einsetzen des Revolverbauteils.
Des Weiteren kann mindestens eine semistabile Fängerstruktur an der an dem Revolverbauteil ausgebildeten Führungsstruktur ausgebildet werden. Mittels der mindestens einen semistabilen Fängerstruktur kann das Revolverbauteil trotz einer darauf ausgeübten Druckkraft oder Zentrifugalkraft für eine längere Zeit in einer bestimmten Stellung in Bezug zu zumindest dem Reagenzgefäßteil oder dem weiteren Revolverbauteil gehalten werden.
Die oben beschriebenen Vorteile sind auch bei einem entsprechenden Reaktionsgefäßteil für ein Reaktionsgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung zum Zusammenwirken mit dem Revolverbauteil gewährleistet. Das Reaktionsgefäßteil kann insbesondere auch das Reaktionsgefäß oder ein Außengehäuse des Reaktionsgefäßes sein.
Außerdem sind die beschriebenen Vorteile realisierbar mittels eines mit mindestens einem entsprechenden Revolverbauteil und/oder mindestens einem derartigen Reaktionsgefäßteil ausgestatteten Reagenzgefäßes.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
1a bis 1d schematische Darstellungen erster Ausführungsformen des Revolverbauteils und des Reagenzgefäßes;
2 eine schematische Darstellung zweiter Ausführungsformen des Revolverbauteils und des Reagenzgefäßes;
3a und 3b schematische Darstellungen dritter Ausführungsformen des Revolverbauteils;
4 eine schematische Darstellung vierter Ausführungsformen des Revolverbauteils und des Reagenzgefäßes;
5 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des Revolverbauteils oder des Reaktionsgefäßes; und
6 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform des Revolverbauteils oder des Reagenzgefäßes.
Ausführungsformen der Erfindung
Die nachfolgend erläuterten Figuren zeigen jeweils ein Reagenzgefäßteil 10a eines Reagenzgefäßes 10 und/oder ein Revolverbauteil 12 für ein Reagenzgefäß 10. Jedes der Reagenzgefäße 10 weist eine (nicht genauer ausgeführte) äußere Form auf, welche so ausgebildet ist, dass das Reagenzgefäß 10 in einer Zentrifuge und/oder einer Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist. Vorzugsweise ist das Reagenzgefäß 10 so ausgebildet, dass ein verlässlicher Halt/Sitz des Reagenzgefäßes 10 in der betriebenen Zentrifuge und/oder in der betriebenen Druckvariiervorrichtung gewährleistet ist. Unter einem Reagenzgefäß 10 für eine Zentrifuge und/oder eine Druckvariiervorrichtung kann somit ein Reagenzgefäß 10 verstanden werden, welches sich aufgrund seiner äußeren Form gut für einen Betrieb der Zentrifuge mit einer vergleichsweise großen Drehzahl und/oder für ein Anlegen eines stark von dem Atmosphärendruck abweichenden Über- und/oder Unterdrucks mittels der Druckvariiervorrichtung eignet.
Unter dem Reagenzgefäß 10 kann beispielsweise ein (Standard)-Reagenzglas/Reagenzröhrchen verstanden werden. Weitere Ausführungsbeispiele sind Zentrifungenröhrchen, 1,5 ml Eppendorf-Röhrchen, 2 mL Eppendorf-Röhrchen, 5 mL Eppendorf-Röhrchen und Mikrotiterplatten, wie z.B. 20 µL Mikrotiterplatten (pro Kavität). Das Reagenzgefäß 10 kann insbesondere eine Revolvertrommel/Trommel sein/umfassen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausbildbarkeit des Reagenzgefäßes 10 nicht auf die hier aufgezählten Beispiele limitiert ist. Außerdem sind die Maße des Reagenzgefäßes 10 lediglich aufgrund der erwünschten Einsetzbarkeit des Reagenzgefäßes 10 in der Zentrifuge und/oder in der Druckvariiervorrichtung vorgegeben. Die Ausführbarkeit der im Weiteren beschriebenen erfindungsgemäßen Technologien schreibt jedoch keine äußere Form des Reagenzgefäßes 10 vor. Deshalb kann das Reagenzgefäß 10 zur Aufnahme von Proben in einer Menge ausgelegt sein, welche wahlweise aus einem Bereich von wenigen µL bis zu 1L gewählt werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass unter der im Weiteren erwähnten Zentrifuge und Druckvariiervorrichtung keine bestimmten Gerätetypen zu verstehen sind. Stattdessen ist die erfindungsgemäße Technologie mittels jeder Zentrifuge nutzbar, mittels welcher eine (Mindest-)Zentrifugalkraft ab 20 g ausübbar ist. Ebenso kann die erfindungsgemäße Technologie für jede Druckvariiervorrichtung genutzt werden, mittels welcher ein Unter- und/oder Überdruck anlegbar ist.
Unter dem Revolverbauteil 12 kann ein Revolver verstanden werden. Das Revolverbauteil 12 hat ein Revolvergehäuse 12a, welches in mindestens einem Reagenzgefäß 10 einsetzbar ist. Das jeweilige Reagenzgefäß 10 kann als eine der oben aufgezählten Ausführungsformen ausgebildet sein, ohne darauf limitiert zu sein. Die Einsetzbarkeit des Revolvergehäuses 12a in das betreffende Reagenzgefäß 10 für eine Zentrifuge und/oder eine Druckvariiervorrichtung kann so interpretiert werden, dass eine Außenwand 12b des Revolvergehäuses 12a zumindest teilweise zu einer Innenwand 10c des Reagenzgefäßes 10, bzw. eines Reagenzgefäßteils 10a, korrespondiert. Vorzugsweise ist auch während eines Betriebs der Zentrifuge und/oder der Druckvariiervorrichtung ein verlässlicher Halt/Sitz des Revolverbauteils 12 in dem betreffenden Reagenzgefäß 10, bzw. dem Reagenzgefäßteil 10a, gewährleistet.
Unter dem Reagenzgefäßteil 10a kann insbesondere das Reagenzgefäß 10, eine Gehäusekomponente des Reagenzgefäßes 10 oder ein Außengehäuse des Reagenzgefäßes 10 verstanden werden. Sofern das Reagenzgefäßteil 10a eine Gehäusekomponente des Reagenzgefäßes 10 oder ein Außengehäuse des Reagenzgefäßes 10 ist, ist die Außenwand 10b des Reagenzgefäßteils 10a entsprechend der vorteilhaften äußeren Form des Reagenzgefäßes 10 ausgebildet. Das Reagenzgefäßteil 10a kann jedoch auch eine in einem Innenvolumen des Außengehäuses des Reagenzgefäßes 10 einsetzbare Komponente sein. In diesem Fall ist das Reagenzgefäßteil 10a vorzugsweise so geformt, dass das Revolvergehäuse 12a des Revolverbauteils 12 zumindest teilweise in eine Vertiefung oder in einen Hohlraum 10 des Reagenzgefäßteils 10a einbringbar ist. Das Reagenzgefäßteil 10a kann insbesondere eine Revolvertrommel/Trommel sein.
1a bis 1d zeigen schematische Darstellungen erster Ausführungsformen des Revolverbauteils und des Reagenzgefäßes.
Das in 1a als Reagenzgefäßteil 10a dargestellte Reagenzgefäß 10 ist zum Zusammenwirken mit dem Revolverbauteil 12/Revolver der 1b und 1c geeignet. Dazu ist an dem Reagenzgefäßteil 10a des Reagenzgefäßes 10 eine Führungsstruktur 14 ausgebildet, die mittels mindestens einer an dem Revolvergehäuse 12a des Revolverbauteils 12 ausgebildeten Hervorhebung 16 kontaktierbar ist. Die an dem Reagenzgefäß 10 ausgebildete Führungsstruktur 14 ist beispielsweise eine Führungsnut oder eine Führungsschiene. Insbesondere kann die Führungsstruktur 14 an der Innenwand 10c des Reagenzgefäßteils 10a ausgebildet sein. Wie nachfolgend jedoch erläutert wird, ist die Ausbildbarkeit der Führungsstruktur 14 nicht auf die Innenwand 10c des Reagenzgefäßteils 10a limitiert. Die Führungsstruktur 14 kann Kanten aufweisen oder abgerundet ausgebildet sein. Eine Tiefe, Höhe und/oder Breite der Führungsstruktur 14 kann unter 1 cm, insbesondere unter 5 mm, liegen. Die hier genannten Zahlenwerte sind jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.
Die Führungsstruktur 14 ist so ausgebildet, dass das Revolvergehäuse 12a in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a verstellbar ist, während die mindesten eine Hervorhebung 16 entlang der kontaktierten Führungsstruktur 14 gleitet. Darunter kann auch verstanden werden, dass das Revolvergehäuse 12a während eines Gleitens der mindestens einen Hervorhebung 16 entlang der Führungsstruktur 14 ortsfest bleibt, und somit eine Relativbewegung in Bezug zu dem im Raum verstellten Reagenzgefäßteil 10a ausführt.
Eine (während des Gleitens der mindestens einen Hervorhebung 16 entlang der Führungsstruktur 14 ausgeführte) Verstellbewegung des Revolvergehäuses 12a in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a umfasst eine erste Teilbewegung 20 entlang einer Achse 18, wobei die Achse 18 mittig durch das Revolvergehäuse 12a und/oder das Reagenzgefäßteil 10a verläuft. Außerdem umfasst die Verstellbewegung eine um die Achse 18 gerichtete zusätzliche zweite Teilbewegung 22. Die zweite Teilbewegung 22 ist somit eine Drehbewegung des Revolvergehäuses 12a in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a. Demgegenüber verläuft die erste Teilbewegung 20 parallel zu der Achse 18. Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass die Teilbewegungen 20 und 22 entweder von dem Revolvergehäuse 12a oder dem Reagenzgefäßteil 10a ausgeführt werden können. Man kann die (während des Gleitens der mindestens einen Hervorhebung 16 entlang der Führungsstruktur 14 ausgeführte) Verstellbewegung auch so umschreiben, dass das in die erste Teilbewegung 20 in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a versetzte Revolvergehäuse 12a mit der ersten Teilbewegung 20 zusätzlich in die um die Achse 18 gerichtete zweite Teilbewegung 22 mitversetzt wird. Die Achse 18 kann insbesondere die Längsachse/Mittellängsachse des Revolvergehäuses 12a und/oder des Reagenzgefäßteils 10a sein.
Die Führungsstruktur 14 weist in der Regel mindestens eine Kontaktfläche 23 auf, an/auf welcher die mindestens eine Hervorhebung 16 entlang gleitet, wobei die Kontaktfläche 23 zumindest streckenweise so geformt ist, dass ein senkrecht dazu ausgerichteter Vektor gleichzeitig eine senkrecht zu der Achse 18 ausgerichtete erste Vektorkomponente ungleich Null und eine parallel zu der Achse 18 ausgerichtete zweite Vektorkomponente ungleich Null aufweist. Dies bewirkt, dass eine in Richtung der Achse 18 ausgerichtete Kraft, welche auf das Revolvergehäuse 12a oder auf das Reagenzgefäßteil 10a ausgeübt wird, nicht nur die erste Teilbewegung 20 des Revolvergehäuses 12a in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a, sondern auch die dadurch ausgelöste zweite Teilbewegung 22 des Revolvergehäuses 12a in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a bewirkt.
Die an dem Reagenzgefäßteil 10a ausgebildete Führungsstruktur 14 und die mindestens eine Hervorhebung 16 des Revolvergehäuses 12a realisieren somit eine Positionierungsmechanik, mittels welcher das Revolvergehäuse 12a sowohl lateral (entlang der Achse 18) als auch azimutal/rotatorisch (um die Achse 18) in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a verstellbar ist. Die realisierte Positionierungsmechanik benötigt mit der Führungsstruktur 14 und der mindestens einen Hervorhebung 16 vergleichsweise wenige Komponenten. Außerdem lassen sich die Führungsstruktur 14 und die mindestens eine Hervorhebung 16 auf einfache Weise und in einer relativ kleinen Größe ausbilden. Zusätzlich weist die aus der Führungsstruktur 14 und der mindestens einen Hervorhebung 16 gebildete Positionierungsmechanik eine vergleichsweise einfache Geometrie auf. Der einfache Aufbau der Positionierungsmechanik erlaubt eine Integration von dieser in ein Revolverbauteil 10, insbesondere in eine Revolverkavität. Somit kann die hier beschriebene Positionierungsmechanik für eine Vielzahl von Revolverbauteilen 12, Reagenzgefäßteilen 10a und Reagenzgefäßen 10 genützt werden.
1b zeigt einen Querschnitt durch das Revolverbauteil. In 1c ist eine Draufsicht auf das Revolverbauteil dargestellt. Die mindestens eine Hervorhebung 16 kann z.B. eine Höhe, Breite und/oder Tiefe aufweisen, welche kleiner als 1 cm, insbesondere kleiner als 5 mm, ist. Außerdem kann die mindestens eine Hervorhebung 16 kreisförmig, rechteckig, oval und/oder abgerundet geformt sein. Vorzugweise ist die mindestens eine Hervorhebung 16 so ausgebildet, dass sie in eine als Führungsnut ausgebildete Führungsstruktur 14 hineinpasst. Die hier genannten Zahlenwerte sind somit nur beispielhaft zu interpretieren.
Wie anhand der 1b und 1c zu erkennen ist, kann mindestens eine Kavität 24/Kammer in dem Revolvergehäuse 12a ausgebildet sein. Die Ausbildbarkeit und die Anzahl der Kavitäten 24 des Revolverbauteils 12 sind frei wählbar.
1d zeigt das Reagenzgefäßteil 10a nach einem Einsetzen des Revolverbauteils 12 der 1b und 1c und eines weiteren Revolverbauteils 26. Das weitere Revolverbauteil 26 kann beispielsweise fest in dem Reagenzgefäßteil 10a anordbar/angeordnet sein. Als Alternative dazu kann auch das weitere Revolverbauteil 26 mittels einer weiteren Führungsstruktur, welche mittels weiterer Hervorhebungen kontaktierbar ist, verstellbar zu dem Reagenzgefäß 10 anordbar sein.
Das Revolvergehäuse 12 des Revolverbauteils 12/das Revolverbauteil 12 kann nach seinem Einsetzen in das Reagenzgefäß 10 und bei Vorliegen eines Kontakts/Berührungskontakts zwischen der Führungsstruktur 14 und der mindestens einen Hervorhebung 16 mittels einer Aktorkraft Fa in die Verstellbewegung mit den Teilbewegungen 20 und 22 versetzbar sein. Die Aktorkraft Fa kann insbesondere eine bei einem Betrieb einer Zentrifuge, in welcher das Reagenzgefäß 10 angeordnet ist, bewirkte Zentrifugalkraft und/oder eine bei einem Betrieb einer Druckvariiervorrichtung, in welche das Reagenzgefäß 10 eingesetzt ist, bewirkte Druckkraft sein. Somit kann das Revolverbauteil 12 unter Nutzung des Positioniermechanismus aus der Führungsstruktur 14 und der mindestens einen Hervorhebung 16 gezielt in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a und/oder dem weiteren Revolverbauteil 26 verstellt werden. Mittels des gezielten Verstellens des Revolverbauteils 12 in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a und/oder dem weiteren Revolverbauteil 26 kann mindestens eine chemische Reaktion und/oder mindestens ein biochemischer Prozess gezielt gestartet, ausgeführt, gesteuert, optimiert, unterbunden und/oder beendet werden. Beispielsweise können Kavitäten 24 der mindestens zwei Revolverbauteile 12 und 26 so zueinander geschaltet werden, dass Flüssigkeiten und/oder Pulver miteinander vermischt, gepumpt, gefiltert und/oder voneinander abgetrennt werden. Insbesondere können die beiden Revolverbauteile 12 und 26 so nah zueinander anordbar sein, dass mittels der Aktorkraft Fa mindestens eine Flüssigkeit und/oder mindestens ein Pulver aus einem der beiden Revolverbauteile 12 und 26 in das andere der beiden Revolverbauteile 12 und 26 leckagefrei transferierbar ist.
2 zeigt eine schematische Darstellung zweiter Ausführungsformen des Revolverbauteils und des Reagenzgefäßes.
Bei den Ausführungsformen der 2 ist die an dem Reagenzgefäßteil 10a ausgebildete Führungsstruktur 14 als Führungsschiene ausgebildet. Bevorzugter Weise ist das Revolverbauteil 12/der Revolver so in das Reagenzgefäßteil 10a einsetzbar, dass die mindestens eine Hervorhebung 16 des Revolverbauteils 12 die als Führungsschiene ausgebildete Führungsstruktur 14 an einer Fläche 28 kontaktiert, welche entgegen der Aktorkraft Fa ausgerichtet ist. Mittels der Komponenten 14 und 16 kann somit auch eine Aufhängung des Revolverbauteils 12 realisiert werden, wobei gleichzeitig die vorteilhafte Verstellbarkeit des Revolverbauteils in die Teilbewegungen 20 und 22 gewährleistet bleibt.
3a und 3b zeigen schematische Darstellungen dritter Ausführungsformen des Revolverbauteils.
Das in 3a zusammen mit einem weiteren Revolverbauteil 32 und in 3b vergrößert dargestellte Revolverbauteil 12 ist einstückig mit mindestens einer außen an dem Revolvergehäuse 12a hervorstehenden Feder 30 ausgebildet. Mittels der mindestens einen Feder 30 kann sich das Revolverbauteil 12/der Revolver an einer (nicht dargestellten) Gehäusekomponente so abstützen, dass das Revolverbauteil 12 mit einer Federkraft Ff, welche der bewirkbaren Aktorkraft Fa entgegen gerichtet ist, in einen Kontakt/Berührungskontakt mit dem weiteren Revolverbauteil 32 bringbar ist.
Das Revolvergehäuse 12a kann zumindest teilweise in eine Vertiefung 32a und/oder einen Hohlraum des weiteren Revolverbauteils 32 hineinragen. Wie anhand der 3a zu erkennen ist, ist an dem weiteren Revolverbauteil 32 eine Führungsstruktur 14 ausgebildet, welche an einer in Richtung zu der Aktorkraft Fa ausgerichteten Fläche 34 von mindestens einer Hervorhebung 16 des Revolvergehäuses 12a kontaktierbar ist. Vorzugsweise ist in diesem Fall die Führungsstruktur 14 als Führungsschiene ausgebildet. Als Alternative dazu kann die Führungsstruktur 14 jedoch auch als Führungsnut ausgebildet sein. Ebenso kann in dem Revolvergehäuse 12a eine Führungsstruktur 14 ausgebildet sein, welche mittels mindestens einer Hervorhebung des weiteren Revolverbauteils 32 kontaktierbar ist. In allen Fällen kann die Führungsstruktur 14, wie oben schon beschrieben, so ausgebildet sein, dass das Revolvergehäuse 12a in Bezug zu dem weiteren Revolverbauteil 32 mit der Aktorkraft Fa in eine die Teilbewegungen 20 und 22 umfassende Verstellbewegung versetzbar ist. Somit können mittels der vorteilhaften Positionierungsmechanik auch zwischen den Revolverbauteilen 12 und 32 ablaufende Prozesse vorteilhaft gesteuert werden. Dies kann für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen und biochemischen Prozessen genutzt werden.
Die Feder 30 kann als Schraubenfeder ausgebildet sein. Ebenso kann die Feder 30 als eine mehrsträngige Feder ausgebildet sein (siehe 3b). Darunter kann verstanden werden, dass die Feder 30 mehrere an dem Revolvergehäuse 12a verankerte Federstränge 36 aufweist, welche sich um zumindest einen Teil des Revolvergehäuses 12a winden. Ein derartiger Federtyp ist um einen vergleichsweise großen Differenzweg 38 ohne ein Verkippen des Revolvergehäuses 12a verstellbar. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass das mit der mindestens einen Feder 30 einstückig ausgebildete Revolverbauteil 12 nicht auf einen bestimmten Federtyp limitiert ist.
Als Alternative zu der Ausführungsform der 3a und 3b kann das Revolverbauteil 12 auch einstückig mit mindestens einer elastischen Abstützkomponente und/oder mit mindestens einer komprimierbaren Abstützkomponente ausgebildet sein. Die mindestens eine elastische Abstützkomponente und/oder komprimierbare Abstützkomponente kann einen Polymer und/oder einen Elastomer umfassen.
4 zeigt eine schematische Darstellung vierter Ausführungsformen des Revolverbauteils und des Reaktionsgefäßes.
Das in 4 schematisch dargestellte Revolverbauteil 12 weist eine Führungsstruktur 14 auf, die mittels mindestens einer an dem Reagenzgefäßteil 10a des Reagenzgefäßes 10 ausgebildeten Hervorhebung 16 kontaktierbar ist. Die Führungsstruktur 14 ist so ausgebildet, dass das Revolvergehäuse 12a des Revolverbauteils 12 in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a verstellbar ist, wobei die Verstellbewegung des Revolvergehäuses 12a in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a die entlang der mittig durch das Revolvergehäuse 12a und das Reagenzgefäßteil 10a verlaufende Achse 18 ausgerichtete erste Teilbewegung 20 und die um die Achse 18 gerichtete zusätzliche zweite Teilbewegung 22 umfasst. Man kann dies auch so umschreiben, dass die an dem Revolvergehäuse 12a ausgebildete Führungsstruktur 14 so ausgerichtet ist, dass das in die erste Teilbewegung 20 in Bezug zu dem kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a versetzte Revolvergehäuse 12a in die um die Achse 18 gerichtete zusätzliche zweite Teilbewegung 22 mitversetzbar ist.
Bei der Ausführungsform der 4 ist die an dem Revolverbauteil 12 ausgebildete Führungsstruktur 14 eine Führungsnut. Als Alternative dazu kann die Führungsstruktur 14 auch eine Führungsschiene sein.
Da die an dem Revolverbauteil 12 ausgebildete Führungsstruktur 14 und die dazu ausgebildete mindestens eine Hervorhebung 16 des Reagenzgefäßteils 10a gewährleisten die oben schon beschriebenen Vorteile. Bezüglich weiterer Merkmale der Ausführungsform der 4 wird deshalb auf die oberen und nachfolgenden Beschreibungen verwiesen.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des Revolverbauteils oder des Reaktionsgefäßes.
Bei der Ausführungsform der 5 ist die Führungsstruktur 14 als Führungsnut ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die im Weiteren gemachten Ausführungen entsprechend auch auf eine als Führungsschiene ausgebildete Führungsstruktur 14 übertragbar sind. Die Führungsstruktur 14 kann an einem Revolverbauteil 12 und 32 oder an einem Reaktionsgefäßteil 10a ausgebildet sein. Die im Weiteren beschriebenen Vorteile sind realisierbar, ohne dass es auf die mit der Führungsstruktur 14 ausgestattete Komponente 10a, 12 oder 32 ankommt.
Die an dem Revolverbauteil 12 oder 32 oder dem Reaktionsgefäßteil 10a ausgebildete Führungsstruktur 14 legt einen Verstellweg des in die Verstellbewegung versetzten Revolverbauteils 12 in Bezug zu den von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten weiteren Revolverbauteil 32 fest. Die mindestens eine schematisch wiedergegebene Hervorhebung 16 ist entsprechend in der als Führungsnut ausgebildeten Führungsstruktur 14 führbar. Das entlang des Verstellwegs geführte Revolverbauteil 12 ist zumindest aus einer ersten Stellung S1 in eine zweite Stellung S2 in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten weiteren Revolverbauteil 32 verstellbar. Das in der zweiten Stellung S2 vorliegende Revolverbauteil 12 ist im Vergleich zu dem in der ersten Stellung S1 vorliegenden Revolverbauteil 12 in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a oder dem weiteren Revolverbauteil 32 in eine erste Verstellrichtung 40 um eine erste Wegdifferenz ∆s1 ungleich Null entlang der Achse 18 und um einen ersten Verstellwinkel α1 ungleich Null eine Drehrichtung 44 um die Achse 18 verstellt. (Die als Druckkraft oder als Zentrifugalkraft bewirkbare Aktorkraft Fa kann beispielsweise in die erste Verstellrichtung 40 ausgerichtet sein.)
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die an dem Revolverbauteil 12 oder 32 oder an dem Reaktionsgefäßteil 10a ausgebildete Führungsstruktur 14 mindestens ein zackenförmiges und/oder bogenförmiges Teilstück. Insbesondere kann die an dem Revolverbauteil 12 oder 32 oder an dem Reaktionsgefäßteil 10a ausgebildete Führungsstruktur 14 zumindest teilweise mäanderförmig und/oder zickzackförmig verlaufen. In diesen Fällen kann das Revolverbauteil 12 in Bezug zu dem von dem Revolverbauteil 12 kontaktierten Reaktionsgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem von dem Revolverbauteil 12 kontaktierten weiteren Revolverbauteil 32 auch in eine der ersten Verstellrichtung 40 entgegen gerichtete zweite Verstellrichtung 42 verlässlich führbar sein. Zum Verstellen des Revolverbauteils 12 in die zweite Verstellrichtung 42 kann insbesondere mindestens eine Feder, mindestens eine elastische Komponente und/oder mindestens eine komprimierbare Komponente genutzt werden, um eine in die zweite Verstellrichtung 42 gerichtete/der Aktorkraft Fa entgegen gerichtete Kraft auf das Revolverbauteil 12 auszuüben. Zum Verstellen des Revolverbauteils 12 in die zweite Verstellrichtung 42 kann die Aktorkraft Fa zeitweise so eingeregelt werden, dass sie kleiner als die mindestens eine Kraft der mindestens einen Feder, der mindestens einen elastischen Komponente und/oder der mindestens einen komprimierbaren Komponente ist. Wird zwischenzeitlich wieder ein Verstellen des Revolverbauteils 12 in die erste Verstellrichtung 40 bevorzugt, so kann dazu die Aktorkraft Fa zeitweise größer als die mindestens eine Kraft der mindestens einen Feder, der mindestens einen elastischen Komponente und/oder der mindestens einen komprimierbaren Komponente eingestellt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der in den vorhergehenden Absatz beschriebenen vorteilhaften Ausbildung der Führungsstruktur 14 sowohl die in die erste Verstellrichtung 40 ausgeführte Verstellbewegung als auch die in die zweite Verstellrichtung 42 bewirkte Verstellbewegung des Revolverbauteils 12 in Bezug zu dem von dem Revolverbauteil 12 kontaktierten Reaktionsgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem von dem Revolverbauteil 12 kontaktierten weiteren Revolverbauteil 32 eine geführte Bewegung ist. Unabhängig von der Verstellrichtung 40 oder 42 ist die Verstellbewegung des Revolverbauteils 12 mittels einer entsprechenden Ausbildung der Führungsstruktur 14 abweichungsfrei festlegbar. Ein Abdriften des Revolverbauteils 12 von der bevorzugten Bewegungsbahn ist verlässlich unterbunden. Damit ist auf einfache Weise eine vorteilhafte Verstellbarkeit des Revolverbauteils 12 in zwei entgegen gerichtete Verstellrichtungen 40 und 42 mittels der Ausbildung der Führungsstruktur 14 und eines entsprechenden Einstellens/Variierens der Aktorkraft Fa bewirkbar.
Sofern die Führungsstruktur 14 mindestens ein zackenförmiges und/oder bogenförmiges Teilstück umfasst, ist die an dem Revolverbauteil 12 oder 32 oder dem Reaktionsgefäßteil 10a ausgebildete Führungsstruktur 14 so ausgebildet, dass das Revolverbauteil 12 entlang des Verstellwegs aus der zweiten Stellung S2 in eine dritte Stellung S3 in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten weiteren Revolverbauteil 32 verstellbar ist. Das in der dritten Stellung S3 vorliegende Revolverbauteil 12 ist bei der Ausführungsform der 5 im Vergleich zu dem in der zweiten Stellung S2 vorliegenden Revolverbauteil 12 in die zweite Verstellrichtung 42 um eine zweite Wegdifferenz ∆s2 ungleich Null entlang der Achse 18 und um einen zweiten Verstellwinkel α2 ungleich Null in die Drehrichtung 44 um die Achse 18 verstellt.
Beispielsweise kann die (maximale) zweite Wegdifferenz ∆s2 ungleich der (maximalen) ersten Wegdifferenz ∆s1 sein. Als Alternative oder als Ergänzung dazu können auch die (maximalen) Verstellwinkel α1 und α2 voneinander abweichen. Wie anhand der 5 erkennbar ist, ist aufgrund der vorteilhaften Ausbildung der Führungsstruktur 14 das Revolverbauteil 12 abwechselnd mittels eines Variierens der Aktorkraft Fa in die erste Verstellrichtung 40 und in die zweite Verstellrichtung 42 verstellbar. Dabei sind unterschiedliche (maximale) Wegdifferenzen ∆s1 bis ∆s7 und (maximale) Verstellwinkel α1 bis α7 ausführbar.
Die vorteilhafte Auslegung der Führungsstruktur 14 bewirkt somit zusammen mit dem Variieren der Aktorkraft Fa eine flexible Revolverpositionierung um unterschiedliche Wegdifferenzen ∆s1 bis ∆s7, voneinander abweichende Verstellwinkel α1 bis α7 und in gegenseitig ausgerichtete Verstellrichtungen 40 und 42 während eines Drehens des Revolverbauteils 12 in eine einzige Drehrichtung 44 um die Achse 18. Die Verstellbarkeit des Revolverbauteils 12 ist somit gegenüber der auf einen einzigen (maximalen) Verstellweg und einen festen (maximalen) Verstellwinkel limitierten Kugelschreibermechanik signifikant gesteigert. Die entlang der einzigen Drehrichtung 44 in einer gewünschten Anzahl von Schritten ausgeführte Winkelpositionierung kann mehr als 360° betragen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die oben ausgeführten Vorteile auch gelten, sofern eine Stellung S1, S2 und S3 eines ortsfesten Revolverbauteils 12 in Bezug zu dem in dem Raum verstellten Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem in dem Raum verstellten weiteren Revolverbauteil 32 verändert wird. Der Begriff einer Stellung S1, S2 und S3 des Revolverbauteils 12 kann somit als Stellung S1, S2 und S3 des Revolverbauteils 12 in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten weiteren Revolverbauteil 32 verstanden werden.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform des Revolverbauteils oder des Reagenzgefäßes.
Die in 6 wiedergegebene Führungsstruktur 14 ist lediglich beispielhaft als Führungsnut ausgebildet. Die nachfolgenden Erläuterungen gelten entsprechend auch für eine als Führungsschiene ausgebildete Führungsstruktur 14. Die Führungsstruktur 14 kann an einem Revolverbauteil 12 und 32 oder an einem Reaktionsgefäßteil 10a ausgebildet sein. Die im Weiteren beschriebenen Vorteile sind realisierbar, ohne dass es auf die mit der Führungsstruktur 14 ausgestattete Komponente 10a, 12 oder 32 ankommt.
Wie in 6 schematisch dargestellt, ist mindestens eine semistabile Fängerstruktur 46 und 48 an der an dem Revolverbauteil 12 oder 32 oder an dem Reagenzgefäßteil 10a ausgebildeten Führungsstruktur 14 ausgebildet. Die mindestens eine semistabile Fängerstruktur 46 und 48 kann auch als (semistabile) Hindernisstruktur und/oder als (semistabile) Barriere bezeichnet werden.
Bei der Ausführungsform der 6 ist eine erste Fängerstruktur 46 als eine Verjüngung der als Führungsnut ausgebildeten Führungsstruktur 14 ausgebildet. Insbesondere ist die erste Fängerstruktur 46 als Auffangzacken 46 ausgebildet, welcher an einer der Aktorkraft Fa entgegen gerichteten Innenfläche 50 der als Führungsnut ausgebildeten Führungsstruktur 14 hervorragt. Ein derartiger Auffangzacken 46 kann auch an einer der Aktorkraft Fa entgegen gerichteten Fläche einer als Führungsschiene ausgebildeten Führungsstruktur 14 die nachfolgend beschriebene Funktion erfüllen. Anstelle des Auffangzackens 46 kann auch eine Talstruktur, Vertiefung und/oder Hakenstruktur an der Fläche 50 ausgebildet sein.
Eine zweite Fängerstruktur 48 ist als Sollbruchstelle 48 ausgebildet, welche in einem ungebrochenen Zustand die als Führungsnut ausgebildete Führungsstruktur 14 zumindest teilweise durchschneidet. Die Sollbruchstelle 48 kann beispielsweise als eine sehr dünne Membran, insbesondere als eine dünne Polymermembran, ausgebildet sein. Ebenso kann die Sollbruchstelle 48 als Trennwand mit mindestens einer leicht durchbrechbaren Bruchstelle ausgebildet sein. Die Fängerstruktur 48 kann auch ein dünner Polymersteg sein, welcher zumindest teilweise in die als Führungsnut ausgebildete Führungsstruktur 14 hineinragt. Eine Sollbruchstelle 48, welche ab einem bestimmten darauf ausgewirkten Druck bricht und/oder zerreißt, kann auch an einer als Führungsschiene ausgebildeten Führungsstruktur 14 hervorragen.
Die mindestens eine semistabile Fängerstruktur 46 und 48 kann bereits bei einem Herstellungsprozess des Revolverbauteils 12 oder 32 oder des Reagenzgefäßteils 10a an diesem ausgebildet werden. Insbesondere kann zum Bilden der Sollbruchstelle 48 das Material des von der Sollbruchstelle 48 kontaktierten Revolverbauteils 12 oder 32 oder des Reagenzgefäßteils 10a verwendet werden. Der Verfahrensschritt eines Bildens der mindestens einen semistabilen Fängerstruktur 46 und 48 kann deshalb leicht in den Herstellungsprozess des Revolverbauteils 12 oder 32 oder des Reagenzgefäßteils 10a integriert werden.
Mittels der mindestens einen semistabilen Fängerstruktur 46 und 48 ist das Revolverbauteil 12a in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a in einer Zwischenstellung Sz1 und Sz2 zwischenlagerbar. Das in der mindestens einen Zwischenstellung Sz1 und Sz2 vorliegende Revolverbauteil 12 wird solange in der mindestens einen Zwischenstellung Sz1 und Sz2 gehalten, bis die auf das Revolverbauteil 12 ausgeübte Aktorkraft Fa die zum Überwinden/Brechen der kontaktierten semistabilen Fängerstruktur 46 oder 48 benötigte Kraft übersteigt. Die mindestens eine semistabile Fängerstruktur 46 und 48 dient somit als Barriere/überwindbares Hindernis, mittels welcher eine Bewegung des Revolverbauteils 12 aus der jeweiligen Zwischenstellung Sz1 und Sz2 für eine festlegbare Wartezeit unterbunden ist. So lange die Aktorkraft Fa unter einem durch die jeweilige semistabile Fängerstruktur 46 und 48 definierten Schwellwert liegt, verharrt das Revolverbauteil 12 in der jeweiligen Zwischenstellung Sz1 und Sz2. Sobald die (zwischenzeitlich gesteigerte) Aktorkraft Fa den durch die jeweilige semistabile Fängerstruktur 46 und 48 definierten Schwellwert übersteigt, so gibt die kontaktierte semistabile Fängerstruktur 46 oder 48 das Revolverbauteil 12 wieder frei. Mittels einer Erhöhung der Aktorkraft Fa auf einen Wert, welcher zum Überwinden/Durchbrechen der kontaktierten semistabilen Fängerstruktur 46 oder 48 ausreicht, kann die Relativbewegung des Revolverbauteils 12 in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse 12a kontaktierten weiteren Revolverbauteil 32 neu gestartet werden.
Der Zeitpunkt, zu welchem die mindestens eine Fängerstruktur 46 oder 48 das Revolverbauteil 12 wieder freigibt, kann mittels einer Ausbildung der Fängerstruktur 46 oder 48 und eines Festlegens der Drehzahl des Zentrifugiervorgangs oder der Druckdifferenz der Druckbehandlung spezifisch vorgegeben werden. Der Grenzwert/Schwellwert für die Rotationsbeschleunigung/Drehgeschwindigkeit der Zentrifuge, ab welcher die bewirkte Zentrifugalkraft ausreichend Überwinden der Fängerstruktur 46 oder zum Brechen der mindestens einen Sollbruchstelle 48 ist, kann bei mindestens 20 g, beispielsweise bei mindestens 100 g, vorzugsweise bei mindestens 500 g, insbesondere bei mindestens 1000 g, liegen. Entsprechend kann auch die Druckkraft, ab welcher die mindestens eine Fängerstruktur 46 oder 48 überwunden ist, erst bei einem signifikanten Unter- oder Überdruck vorliegen. Somit kann beispielsweise erst nach einem längeren Zentrifugieren/Druckbehandeln mindestens eines Probenmaterials die Relativbewegung des Revolverbauteils 12 in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem weiteren Revolverbauteil 32 neu gestartet werden.
Mittels der mindestens einen semistabilen Fängerstruktur 46 und 48 kann das Revolverbauteil 12 vergleichsweise lange in einer Zwischenstellung Sz1 und Sz2 in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu dem weiteren Revolverbauteil 32 gehalten werden. Dieses Halten des Revolverbauteils 12 in der jeweiligen Zwischenstellung Sz1 und Sz2 kann zum Ausführen von chemischen Reaktionen und/oder biochemischen Prozessen, welche eine längere Zeit benötigen, genutzt werden. Danach kann das Revolverbauteil 12 über ein Erhöhen der Aktorkraft Fa über den von der jeweiligen semistabilen Fängerstruktur 46 und 48 festgelegten Schwellwert in eine andere Stellung geschaltet werden.
Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Vorteile auch gelten, wenn eine relative Lage/Stellung eines ortsfesten Revolverbauteils 12 in Bezug zu einem in dem Raum verstellten Reagenzgefäßteil 10a oder in Bezug zu einem in dem Raum verstellten weiteren Revolverbauteil 32 verändert wird.
In den oben beschriebenen Reagenzgefäßen 10/ Reagenzgefäßteilen 10a/ Revolverbauteilen 12 können noch weitere Prozessschritte und Strukturen integriert sein, wie beispielsweise Sedimentationsstrukturen, Kanalstrukturen oder Siphonstrukturen zum Weiterleiten und Schalten von mindestens einer in den Reagenzgefäßen 10/ Reagenzgefäßteilen 10a/ Revolverbauteilen 12 enthaltenen Flüssigkeit. Insbesondere kann mindestens eine Untereinheit des Innenvolumens eines Reagenzgefäßes 10/ Reagenzgefäßteils 10a/ Revolverbauteils 12 als „Vorratsbehälter“ mit mindestens einer Flüssigkeit gefüllt sein, welche mit einem nachträglich eingefüllten, zu verarbeitenden und/oder zu untersuchenden Material/Probenmaterial mindestens eine chemische Reaktion und/oder einen biochemischen/molekularbiologischen Prozess ausführt. Der mindestens eine „Vorratsbehälter“ kann z.B. mit Chemikalien, Farbstoffen, Antikörpern, Antigenen, Rezeptoren, Proteinen, DNA-Strängen und/oder RNA-Strängen gefüllt sein.
Die Reagenzgefäße 10/ Reagenzgefäßteile 10a/ Revolverbauteile 12 können zumindest teilweise aus einem Polymer, z.B. aus COP, COC, PC, PA, PU, PP, PET und/oder PMMA, sein. Auch weitere Materialien sind zum Bilden der Reagenzgefäße 10/ Reagenzgefäßteile 10a/ Revolverbauteile 12 geeignet. Diese können fest, elastisch oder flexibel sein. Geeignete Materialien sind auch beispielsweise Metall, Polymer, Papier, Kunststoff, Gummimaterial, oder ähnliches. Zur Unterteilung der Reagenzgefäße 10/ Reagenzgefäßteile 10a/ Revolverbauteile 12 in mehrere (abgeschlossene) Flüssigkeitsvolumen können spezielle Kammern, Behälter und/oder Türen ausgebildet sein werden.
Die Reagenzgefäße 10/ Reagenzgefäßteile 10a/ Revolverbauteile 12 können noch mit zusätzlichen Komponenten, wie beispielsweise Ventilen und/oder Pumpen, ausgestattet sein. Außerdem kann die erfindungsgemäße Technologie auf einfache Weise mit einer Vielzahl von herkömmlichen Aktuations-, Detektions- und/oder Steuereinheiten zusammenwirken kann.
Mittels der Reagenzgefäße 10/ Reagenzgefäßteile 10a/ Revolverbauteile 12 können chemische und biochemische Prozesse voll automatisiert ausgeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Figuren als Vereinfachungen der realisierbaren Reagenzgefäße 10/ Reagenzgefäßteile 10a/ Revolverbauteile 12 interpretiert werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010003223 A1 [0002]

Claims

Revolverbauteil (12) für ein Reagenzgefäß (10) für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung mit: einem Revolvergehäuse (12a), welches so ausgebildet ist, dass das Revolverbauteil (12) in dem Reagenzgefäß (10) einsetzbar ist, wobei an dem Revolvergehäuse (12a) eine Führungsstruktur (14), die mittels mindestens einer zumindest an einem Reagenzgefäßteil (10a) des Reagenzgefäßes (10) oder an einem weiteren Revolverbauteil (32) ausgebildeten Hervorhebung (16) kontaktierbar ist, oder mindestens eine Hervorhebung (16), mittels welcher eine zumindest an dem Reagenzgefäßteil (10a) des Reagenzgefäßes (10) oder an dem weiteren Revolverbauteil (32) ausgebildete Führungsstruktur (14) kontaktierbar ist, so ausgebildet ist, dass das Revolvergehäuse (12a) in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil (10a) oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) kontaktierten weiteren Revolverbauteil (32) verstellbar ist, wobei eine Verstellbewegung des Revolvergehäuses (12a) in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil (10a) oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) kontaktierten weiteren Revolverbauteil (32) zumindest eine entlang einer mittig durch das Revolvergehäuse (12a), zumindest das Reagenzgefäßteil (10a) und/oder das weitere Revolverbauteil (32) verlaufenden Achse (18) ausgerichtete erste Teilbewegung (20) umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Revolvergehäuse (12a), zumindest dem Reagenzgefäßteil (10a) und/oder dem weiteren Revolverbauteil (32) ausgebildete Führungsstruktur (14) so ausgerichtet ist, dass das in die Verstellbewegung in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil (10a) oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) kontaktierten weiteren Revolverbauteil (32) versetzte Revolvergehäuse (12a) in eine um die Achse (18) gerichtete zusätzliche zweite Teilbewegung (22) versetzbar ist.
Revolverbauteil (12) nach Anspruch 1, wobei die an dem Revolverbauteil (12) ausgebildete Führungsstruktur (14) eine Führungsnut oder eine Führungsschiene ist.
Revolverbauteil (12) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Revolverbauteil (12) mittels einer bei einem Betrieb der Zentrifuge, in welcher das Reagenzgefäß (10) eingesetzt ist, bewirkbaren Zentrifugalkraft und/oder einer bei einem Betrieb der Druckvariiervorrichtung, in welcher das Reagenzgefäß (10) eingesetzt ist, bewirkbaren Druckkraft in die Verstellbewegung versetzbar ist.
Revolverbauteil (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die an dem Revolverbauteil (12) ausgebildete Führungsstruktur (14) einen Verstellweg des in die Verstellbewegung versetzten Revolverbauteils (12) in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil (10a) oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) kontaktierten weiteren Revolverbauteil (32) festlegt, entlang von welchem das Revolverbauteil (12) aus einer ersten Stellung (S1) in eine zweite Stellung (S2) in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil (10a) oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) kontaktierten weiteren Revolverbauteil (32) verstellbar ist, wobei das in der zweiten Stellung (S2) vorliegende Revolverbauteil (12) im Vergleich zu dem in der ersten Stellung (S1) vorliegenden Revolverbauteil (12) in eine erste Verstellrichtung (40) um eine erste Wegdifferenz (∆s1) ungleich Null entlang der Achse (18) und um einen ersten Verstellwinkel (α1) ungleich Null um die Achse (18) verstellt ist.
Revolverbauteil (12) nach Anspruch 4, wobei die an dem Revolverbauteil (12) ausgebildete Führungsstruktur (14) so ausgebildet ist, dass das Revolverbauteil (12) entlang des Verstellwegs aus der zweiten Stellung (S2) in eine dritte Stellung (S3) in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) zumindest kontaktierten Reagenzgefäßteil (10a) oder in Bezug zu dem von dem Revolvergehäuse (12a) kontaktierten weiteren Revolverbauteil (32) verstellbar ist, wobei das in der dritten Stellung (S3) vorliegende Revolverbauteil (12) im Vergleich zu dem in der zweiten Stellung (S2) vorliegenden Revolverbauteil (12) in eine der ersten Verstellrichtung (40) entgegen gerichtete zweite Verstellrichtung (42) um eine zweite Wegdifferenz (∆s2) ungleich Null entlang der Achse (18) und um einen zweiten Verstellwinkel (α2) ungleich Null um die Achse (18) verstellt ist.
Revolverbauteil (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die an dem Revolverbauteil (12) ausgebildete Führungsstruktur (14) mindestens ein zackenförmiges und/oder bogenförmiges Teilstück umfasst.
Revolverbauteil (12) nach Anspruch 6, wobei die an dem Revolverbauteil (12) ausgebildete Führungsstruktur (14) zumindest teilweise mäanderförmig und/oder zickzackförmig verläuft.
Revolverbauteil (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Revolverbauteil (12) einstückig mit mindestens einer außen an dem Revolvergehäuse (12a) hervorstehenden Feder (30), mindestens einer elastischen Abstützkomponente und/oder mit mindestens einer komprimierbaren Abstützkomponente ausgebildet ist.
Revolverbauteil (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine semistabile Fängerstruktur (46, 48) an der an dem Revolverbauteil (12) ausgebildeten Führungsstruktur (14) ausgebildet ist.
Reagenzgefäßteil (10a) für ein Reagenzgefäß (10) für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung zum Zusammenwirken mit dem Revolverbauteil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei an dem Reagenzgefäßteil (10a) eine Führungsstruktur (14), die mittels mindestens einer an dem Revolverbauteil (12) ausgebildeten Hervorhebung (16) kontaktierbar ist, oder eine Hervorhebung (16), mittels welcher mindestens eine an dem Revolverbauteil (12) ausgebildete Führungsstruktur (14) kontaktierbar ist, so ausgebildet ist, dass das Revolverbauteil (12) in Bezug zu dem von dem Revolverbauteil (12) kontaktierten Reagenzgefäßteil (10) verstellbar ist, wobei eine Verstellbewegung des Revolverbauteils (12) in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil (10a) zumindest eine entlang einer mittig durch das Revolvergehäuse (12a) des Revolverbauteils (12) und/oder das Reagenzgefäßteil (10a) verlaufenden Achse (18) ausgerichtete erste Teilbewegung (20) umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Revolverbauteil (12) und/oder dem Reagenzgefäßteil (10a) ausgebildete Führungsstruktur (14) so ausgerichtet ist, dass das in die Verstellbewegung in Bezug zu dem Reagenzgefäßteil (10a) versetzte Revolverbauteil (12) in eine um die Achse (18) gerichtete zusätzliche zweite Teilbewegung (22) versetzbar ist.
Reagenzgefäßteil (10a) nach Anspruch 10, wobei das Reagenzgefäßteil (10a) eine Revolvertrommel ist.
Reagenzgefäßteil (10a) nach Anspruch 10 oder 11, wobei die an dem Reagenzgefäßteil (10a) ausgebildete Führungsstruktur (14) eine Führungsnut oder eine Führungsschiene ist.
Reagenzgefäßteil (10a) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die an dem Reagenzgefäßteil (10a) ausgebildete Führungsstruktur (14) mindestens ein zackenförmiges und/oder bogenförmiges Teilstück umfasst.
Reagenzgefäßteil (10a) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei mindestens eine semistabile Fängerstruktur (46, 48) an der an dem Reagenzgefäßteil (10a) ausgebildeten Führungsstruktur (14) ausgebildet ist.
Reagenzgefäß (10) für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung mit: mindestens einem Revolverbauteil (12, 32) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, und/oder mindestens einem Reagenzgefäßteil (10a) nach einem der Ansprüche 10 bis 14.