WO2013149761A1 - Kapillarbauteil für ein reagenzgefäss und seine verwendung - Google Patents

Kapillarbauteil für ein reagenzgefäss und seine verwendung Download PDF

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WO2013149761A1
WO2013149761A1 PCT/EP2013/053406 EP2013053406W WO2013149761A1 WO 2013149761 A1 WO2013149761 A1 WO 2013149761A1 EP 2013053406 W EP2013053406 W EP 2013053406W WO 2013149761 A1 WO2013149761 A1 WO 2013149761A1
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WO
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capillary
liquid
capillary structure
reagent vessel
force
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Application number
PCT/EP2013/053406
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French (fr)
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Martina Daub
Guenter Roth
Nils Paust
Juergen Steigert
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5021—Test tubes specially adapted for centrifugation purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0409—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0688—Valves, specific forms thereof surface tension valves, capillary stop, capillary break

Definitions

  • the invention relates to a revolver component for a reagent vessel.
  • the invention likewise relates to a reagent vessel insertion part and a reagent vessel.
  • the invention relates to a method for centrifuging a material and to a method for pressure-treating a material.
  • the device constructed in the format of a standard centrifuge tube may comprise various turrets which are arranged axially one above the other.
  • the turrets may include channels, cavities, reaction chambers, and other structures for performing fluidic unit operations.
  • An integrated ballpoint pen mechanism allows the turrets to be rotated with respect to their positions relative to one another, as a result of which the structures of the revolvers can be switched to one another.
  • An update of the ballpoint pen mechanism is triggered after inserting the device in a centrifuge by means of a centrifugal force caused by the operation of the centrifuge. At the same time, liquids can be transferred along the force vector of the centrifugal force produced.
  • the invention provides a revolver component for a reagent container with the features of claim 1, a reagent container insert part having the features of claim 10, a reagent container for a centrifuge and / or for a pressure varying device with the features of claim 1 1, a method for centrifuging a A material having the features of claim 12 and a method of pressure treating a material having the features of claim 14.
  • the capillary force brought about by the at least one capillary structure can be used to move the at least one liquid within the at least one vessel structure out of the at least one vessel structure and / or into the at least one vessel structure
  • Transfer vessel structure of the revolver component As will be explained in more detail below, by means of the capillary force also a liquid transport against a centrifugal force caused by the operation of a centrifuge and / or against a pressure force caused by an operation of a pressure-varying device can be realized.
  • the capillary force of the at least one capillary structure can also be advantageously used to temporarily store the at least one liquid.
  • the at least one capillary structure in and / or on the revolver component is thus an advantageous
  • Control component for controlling a liquid transport of the at least one liquid and / or storing the at least one liquid.
  • the at least one capillary structure is also used as a passive valve structure and / or passive mixing component for mixing
  • Fluids can be used.
  • the at least one capillary structure and / or in the revolver component can thus be used for a variety of uses.
  • the at least one capillary structure has an average diameter in a range between 0.1 ⁇ m to 1 mm.
  • the at least one mean diameter may in particular be in a range between 1 ⁇ to 100 ⁇ . This ensures a sufficiently high capillary force of the at least one capillary structure, by means of which the at least one liquid (optionally) can be sucked into the internal volume of the at least one capillary structure.
  • the at least one capillary structure may be formed of glass, silica (silica gel), a polymer, a fabric material and / or a gel.
  • the at least one capillary structure is thus relatively simple and inexpensive executable.
  • the at least one capillary structure is coated on its at least one inner wall with proteins, antigens, antibodies, enzymes, DNA partial strands, RNA partial strands and / or epoxy resin.
  • the at least one capillary structure is thus versatile.
  • the capillary force which can be exerted by means of the at least one capillary structure is greater than a weight force of the at least one liquid which can be filled or filled into the at least one vessel structure.
  • the at least one capillary structure can thus be used to transfer the at least one liquid counter to the weight and / or despite the weight
  • the revolver component has a revolver outer wall, which is designed such that the revolver component can be inserted in a reagent vessel for a centrifuge and / or for a pressure-varying device.
  • a revolver outer wall which is designed such that the revolver component can be inserted in a reagent vessel for a centrifuge and / or for a pressure-varying device.
  • Reagent vessel insert part can be used, which is designed so that the
  • Reagent vessel insert part can be used in a reagent vessel for a centrifuge and / or for a Druckvariiervoriques.
  • the revolver component can thus be advantageously used during centrifuging, applying an overpressure and / or applying a negative pressure.
  • the at least one capillary structure is therefore both a passive valve structure for switching Liquids, as well as a passive mixing component for mixing liquids.
  • the at least one vessel structure comprises in each case at least one first chamber with a filling and / or pressure compensation opening and a second chamber which is air-tight and / or liquid-tight except for a liquid exchange opening to the first chamber, wherein the at least one Capillary structure is formed in a formed as a spongy mass capillary system, which is arranged in the second chamber.
  • Reagent vessel insertion part can be realized, which has a Einskyeilgephaseuse which is designed so that the Reagenzgefäß-insert part is insertable in a reagent vessel for a centrifuge and / or for a Druckvariiervoriques, and which has at least one arranged in the Einskyeilgephaseuse turret component according to the inventive technology.
  • these advantages can be ensured by a reagent vessel for a centrifuge and / or for a pressure varying device with at least one turret component arranged in the reagent vessel according to the technology according to the invention.
  • the method has the additional steps: At least one intermediate reduction of the current time
  • Rotary speed to a second desired rotational speed which causes a second centrifugal force less than the capillary force of the at least one capillary structure, whereby the material to be centrifuged and / or the other liquid are at least partially sucked into the at least one capillary structure, and increasing the current rotational speed to one third desired rotational speed which causes a third centrifugal force greater than the capillary force of the at least one capillary structure.
  • the method may have the additional steps: At least one adjustment of the lower or Overpressure in the direction of the atmospheric pressure to a second desired pressure, which causes a second pressure force less than the capillary force of the at least one capillary structure, whereby the material and / or the other liquid are at least partially sucked into the at least one capillary structure, and reinforcing the or excess pressure away from the atmospheric pressure to a third target pressure which causes a third pressure force greater than the capillary force of the at least one capillary structure
  • FIG. 1 a and 1 b are schematic representations of a first embodiment of the
  • 3a and 3b are schematic representations of a third embodiment of the
  • 4a to 4c are schematic representations of a fourth embodiment of the
  • 5a to 5c are schematic representations of a fifth embodiment of the
  • Fig. 6 is a schematic representation of an embodiment of the
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining an embodiment of the present invention
  • FIGS. 1 a and 1 b show schematic representations of a first embodiment of the revolver component.
  • the turret component 10 shown schematically in FIGS. 1a and 1b can be used in a reagent vessel.
  • the revolver component 10 may have a turret outer wall 12, which is designed so that the revolver component 10 can be inserted in a reagent vessel for a centrifuge and / or for a pressure-varying device.
  • a turret outer wall 12 As an alternative or in addition to the turret component 10 due to its turret outer wall 12 in a Einticianeilgephase a
  • Reagent vessel insert part can be used, which is designed so that the
  • Reagent vessel insert part can be used in a reagent vessel for a centrifuge and / or for a Druckvariiervoriques.
  • the applicability of the turret member 10 / of the reagent vial inserter to the subject reagent vial for a centrifuge and / or a pressure varying device may be interpreted as meaning that the turret outer wall 12 / an outer wall of the insert member housing corresponds to an inner wall of the reagent vial.
  • the turret outer wall 12 / the outer wall of the Einassieilgephaseuses contacted the inner wall of the reagent vessel such that even during operation of the centrifuge and / or the Druckvariiervorraum a reliable grip of the turret member 10 / the Reagenzgefäß-insert in the relevant
  • Reagent vessel is guaranteed.
  • Test tube / test tube understood.
  • Other embodiments include centrifuge tubes, 1.5 ml Eppendorf tubes, 2 ml Eppendorf tubes, 5 ml Eppendorf tubes and microtiter plates, such as e.g. 20 ⁇ _ microtiter plates (per well).
  • the reagent vessel can be a test carrier or a disposable cartridge, which are designed as a lab-on-a-chip system on a plastic-plastic-sized plastic substrate.
  • the formability of the reagent vessel is not limited to the examples listed here.
  • the dimensions of the reagent vessel are only due to a desired applicability of
  • the reagent vessel in the centrifuge and / or specified in the Druckvariiervorraum.
  • the feasibility of the technologies according to the invention described below however, does not prescribe any external shape of the reagent vessel.
  • the reagent vessel can be designed to receive samples in an amount which can be selected from a range of a few ⁇ _ to 1 L, optionally. It should be noted that under the below-mentioned centrifuge and
  • the revolver component 10 can be understood in particular a turret for a reagent vessel.
  • the revolver component 10 may e.g. be designed so that it is rotatable about a rotation axis 1 1 by means of a suitable mechanism which can be arranged on the turret component 10 or separated from the turret component 10.
  • the axis of rotation 1 1 can in particular run centrally through the turret component 10 and / or be aligned perpendicular to the at least one vessel bottom.
  • the revolver component 10 / the reagent vessel insertion part can also be designed for interaction with a ballpoint pen mechanism or comprise a ballpoint pen mechanism.
  • the turret member 10 / reagent vial insert may hold a volume less than 5 milliliters.
  • the revolver component 10 can thus be designed in particular such that it can be integrated in a stack of further revolvers and / or reaction chambers.
  • turrets, reaction chambers and / or cavities axially stacked one above the other
  • At least one vessel structure 14, into which at least one liquid 16 can be filled or filled, is formed on the revolver component 10. The at least one
  • Liquid 16 may be, for example, a material / sample material to be examined and / or at least one chemical. It should be noted that the turret component 10 described below is not based on the use of certain
  • Liquids is limited. In addition, at the turret component 10 more
  • Vascular structures 14 may be formed, which extend from the axis of rotation 1 1 radially to the turret outer wall 12.
  • the practicability of the revolver component 10 is not limited to a specific shape of the at least one vessel structure 14 and / or a certain number of vessel structures 14 of the turret component 10.
  • the revolver component 10 has at least one capillary structure 18 arranged on and / or in the at least one vessel structure 14, by means of which a capillary structure 18 is provided
  • Capillary force on the at least one liquid 16 is exercisable.
  • the at least one liquid 16 is at least partially sucked into an internal volume 20 of the at least one capillary structure 18.
  • the at least one capillary structure 18 allows at least temporary storage of the at least one liquid 16 sucked therein.
  • the at least one capillary structure 18 can thus result in liquid transport of the at least one liquid 16 within the at least one vessel structure 14, out of the at least one vessel structure 14, and / or in the at least one
  • Vascular structure 14 are used in it. Furthermore, the at least one
  • Capillary structure 18 an advantageous memory component for
  • the at least one capillary structure 18 has a mean diameter, which is in a range between 0.1 ⁇ to 1 mm.
  • the average diameter of the at least one capillary structure 18 can be in a range between 1 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m. This can also be described in such a way that the at least one capillary structure 18 has a pore size in a range between 0.1 ⁇ m to 1 mm.
  • the at least one capillary structure 18 may be formed, for example, of glass, silica, a polymer such as polyester, polypropylene, polytetrafluoroethylene, nylon, and / or polyvinylidene fluoride, a fabric cloth, and / or a gel.
  • the at least one capillary structure 18 may be formed in particular as a glass filter.
  • the designability of the at least one capillary structure 18 is not limited to the materials listed here.
  • Capillary structure 18 may also be formed from a turret material of the turret component 10. Although it is advantageous due to the simple equipment of the turret component 10 with the at least one capillary structure 18 to use the turret material as a capillary material, the manufacturability of at least one
  • Capillary structure but not on the one-piece forming the at least one Capillary structure 18 is limited to the turret component 10 by means of a casting process or an injection molding process.
  • the revolver component 10 can also first be formed without the at least one capillary structure 18 and then be equipped with the at least one capillary structure 18.
  • the at least one capillary structure 18 can also have a continuous, discontinuous and / or defined geometry.
  • the at least one capillary structure 18 may have, for example, a round channel cross section, a quadrangular channel cross section and / or a polygonal channel cross section.
  • the at least one capillary structure 18 can be used individually or as a bundle. Instead of a single capillary structure 18 or a defined number of
  • Capillary structures 18, the turret component also a capillary system of flow, filter, columnar and sponge-like capillary 18 have.
  • the turret member 10 may be made in one piece by means of a casting method or an injection molding method despite its advantageous usability.
  • Revolver component 10 is thus inexpensive to produce.
  • the internal volume of the Revolver component 10 is thus inexpensive to produce.
  • Revolver component 10 / of the reagent vessel insert may be at least partially made of a polymer, e.g. from COP, COC, PC, PA, PU, PP, PET and / or PMMA. Other materials are used to form the interior volume of the turret component 10 /
  • the at least one capillary structure 18 is coated on its at least one inner wall 22 with proteins, antigens, antibodies, enzymes, DNA partial strands, RNA partial strands and / or epoxy resin. This can also be done as an immobilization of the at least one inner wall 22 of the at least one
  • Capillary structure 18 rewrite with biological probes.
  • the at least one capillary structure 18 for transferring / transporting, buffering, storing, retaining and / or mixing the at least one liquid 16 biochemical / molecular biological reactions, in particular specific protein and / or DNA bonds, enzymatic reactions and / or or DNA hybridizations are performed.
  • unspecific bindings can be prevented during the processes described here. This extends the applicability of the at least one capillary structure 18.
  • Capillary structure 18 also be coated / modified so that their
  • wetting properties and / or their contact angle cause a particularly high capillary force on the at least one liquid 16.
  • the at least one inner wall 22 of the at least one capillary structure 18 due to their
  • the at least one inner wall 22 of the at least one capillary structure 18 can have a comparatively high roughness for this purpose.
  • the capillary force exerted by means of the at least one capillary structure 18 (on the at least one liquid 16) is greater than a weight of the at least one liquid 16 which can be filled or filled in the at least one vessel structure 14.
  • the at least one at least partially sucked into the at least one capillary structure 18 Liquid 16 can be effected by means of a centrifugal force which can be effected during operation of the centrifuge, in whose rotor device the reagent vessel is arranged with the revolver component 10 inserted therein, and / or by means of a centrifugal force during operation of the pressure varying device in which the reagent vessel with the revolver component 10 inserted therein is arranged; be effected compressive force from the at least one capillary 18 out transferable.
  • the capillary force which by means of the at least one capillary structure 18 on the at least one
  • Liquid 16 is exercisable, a centrifugal acceleration of at most 1000 g, at most 500 g, in particular at most 200 g, correspond.
  • a centrifugal acceleration of at most 1000 g, at most 500 g, in particular at most 200 g correspond.
  • the at least one liquid 16 sucked into the at least one capillary structure 18 can be pressed out again in a simple manner.
  • the at least one liquid 16 temporarily stored in the at least one capillary structure 18 can easily be transferred out of this again.
  • the at least one capillary structure 18 is formed as a curved capillary.
  • the at least one capillary structure 18 has an intake opening 24 and an outlet opening 26, the outlet opening 26 being movable with respect to a direction of action 28 of a centrifugal force which can be effected by means of a centrifuge and / or a compressive force which can be effected by means of a pressure-varying device
  • the at least one capillary structure 18 makes it possible to suck the at least one liquid 16 against a direction of action 28 of the centrifugal force which can be effected by means of a centrifuge and / or the pressure force which can be effected by means of a pressure-varying device.
  • the at least one liquid 16 can be reliably sucked into the at least one capillary structure 18. If the centrifugal force and / or pressure force exerted on the liquid 16 filled in the inner volume 20, on the other hand, exceeds the capillary force of the at least one capillary structure 18, the advantageous shape of the at least one capillary structure 18 causes a first liquid flow 30 of a first one
  • the first quantity of liquid corresponds to a first partial volume of the at least one capillary structure 18, which extends from the respective intake opening 24 to a (virtual) parting plane 34.
  • the respective separating plane 34 intersects the associated capillary structure 18 at a point 36 which is directed furthest towards the direction of action 28 and which can also be rewritten as a high point of the respective capillary structure 18.
  • the second liquid quantity is defined by a second partial volume of the at least one capillary structure 18, which extends from the respective outlet opening 26 to the parting plane 34.
  • the first subvolume and the second subvolume may together provide the interior volume 20 of the at least one capillary structure 18.
  • the embodiment described here of the at least one capillary structure 18, provided that the second amount of liquid flowing out of the outlet opening 26 again into a common vessel with the from the
  • Intake port 24 exiting first amount of liquid is introduced are used as a mixer. It is pointed out in particular that the at least one advantageous capillary structure 18 permits a passive mixing of the at least one liquid 16 even without a mechanical / adjustable element or without a movable part.
  • the at least one capillary structure 18 can also be used for measuring a defined amount of liquid and for transporting the defined amount of liquid into a desired target volume. Since the volume and / or the shape of the at least one capillary structure, the first amount of liquid and the second
  • Liquid quantity can be determined precisely, thus by means of the embodiment shown with reference to FIGS. 1 a and 1 b liquid volumes (exactly) and, if desired, be passed into separate chambers.
  • the at least one capillary structure 18 designed as a riser capillary can also have a plurality of outlets in order to meter off a plurality of partial volumes in parallel. (By means of such a riser capillary also a mixing efficiency can be increased).
  • At least one channel, at least one cavity and / or at least one reaction chamber may be formed in the revolver component 10 / a reagent vessel insertion part equipped therewith.
  • Process steps and structures such as, for example, sedimentation structures, channel structures or siphon structures for forwarding and switching at least one in the revolver component 10, can be integrated in the inner volume of the revolver component 10 / of the reagent vessel insertion part
  • Reagent vessel insert part contained liquid.
  • at least one further subunit of the inner volume of the revolver component 10 / of the reagent vessel insertion part can be filled with at least one liquid as a "storage container", which can be filled, processed and / or examined subsequently
  • Material / sample material at least one chemical reaction and / or one
  • Reservoir may be used, for example, with chemicals (e.g., buffers), enzymes, lyphilisates, beads, dyes, antibodies, antigens, receptors, proteins, DNA strands, and / or
  • the turret member 10 / reagent vial insert may also be equipped with additional components such as valves and / or pumps.
  • the technology according to the invention can also interact with a multiplicity of conventional actuation, detection and / or control units.
  • FIGS. 2a to 2c show schematic representations of a second embodiment of the revolver component.
  • the turret component 10 shown schematically (at least partially) in FIGS. 2 a to 2 c has a capillary system 40 instead of a limited number of capillary structures in which a plurality of capillary structures is formed.
  • the capillary system 40 may be formed, for example, as a filter.
  • FIG. 2 a shows the revolver component 10 immediately after a filling of the at least one liquid 16 by a
  • the at least one liquid 16 contacts the capillary system 40, which delimits a chamber 44 formed in the respective vessel structure 14 from the filling opening 42.
  • the at least one liquid 16 is then sucked into the capillary system 40, wherein the capillary force prevents leakage of the at least one liquid 16 into the chamber 44 (despite a weight force of the at least one liquid 16) (see Fig. 2b).
  • the at least one liquid 16 is thus incubable, the capillary system 40 being usable as incubation chamber / reaction chamber.
  • the capillary force which can be exerted by means of the capillary system 40 can be greater than the weight force of the at least one aspirated liquid 16.
  • the achievable capillary force may be greater than a centrifugal force and / or compressive force below a predetermined threshold.
  • 40 incubation times can be maintained by means of the capillary system, which can optionally have a duration of a few milliseconds to minutes or hours.
  • the capillary system 40 thus enables a sequential (optional) switching of a liquid flow, which is directed from the filling opening 42 into the chamber 44.
  • the at least one liquid for a definable / defined holding time which may be in the range of a few milliseconds to hours, are temporarily stored in the capillary system 40.
  • Capillary system can be used without a mechanical opening or closing mechanism. Therefore, the capillary system 40 is inexpensive due to its low cost
  • the capillary system 40 can also be used as a pressure and / or flow restrictor with increased fluidic resistance.
  • FIGS. 3a and 3b show schematic representations of a third embodiment of the revolver component.
  • Capillary 40 through the at least one filling opening 42 filled with at least one second liquid 46. Due to the increased hydrostatic pressure which is exerted on the at least one first liquid 16 by means of the at least one second liquid 46, the at least one first liquid 16 can be displaced from the capillary system 40, which is filled with the at least one second liquid 46. Optionally, for displacing the at least one first liquid 16 from the capillary system 40, a (comparatively small) centrifugal force / pressure force can be used to assist.
  • the at least one second liquid 46 is selected such that the capillary force exerted thereon by means of the capillary system 40 is greater than the capillary force
  • FIGS. 4a to 4c show schematic representations of a fourth embodiment of the revolver component.
  • the turret component 10 shown schematically (at least partially) in FIGS. 4 a to 4 c has at least one vessel structure 14, which in each case comprises at least one first chamber 50 with a filling and / or pressure compensation opening 52 and a second chamber 54, the second chamber 54 except for a liquid exchange port 56, via which it is hydraulically connected to the first chamber 50, air and / or
  • FIG. 4 a shows the revolver component 10 immediately after the at least one liquid 16 has been filled, for example through the flow and / or pressure compensation opening 52.
  • the at least one liquid 16 is absorbed by the capillary system 40 relatively quickly after it has been introduced. This can lead to (almost) complete filling of the second chamber 54. For example, in this way, the first chamber 50 (almost) completely emptied.
  • the turret member 10 is insertable (in a reaction vessel) so that the liquid exchange port 56 during operation of the centrifuge / Druckvariiervoriques one in the direction of the Aktuationskraft Fa aligned
  • Part of the first chamber 50 connects with a direction of the Aktuationskraft Fa aligned portion of the second chamber 54.
  • the advantage described below is also ensured if the first chamber 50 is aligned with respect to the second chamber 55 in the direction of the actuation force Fa.
  • orientation of a partial region in the direction of the actuation force Fa can be understood to mean that the partial region is aligned relative to a remaining region of the associated chamber 50 or 54 to the tip of a vector representing the actuation force Fa
  • the vector representing the actuation force Fa extends from the second chamber 54 to the first chamber 50
  • Part of the first chamber 50 connects with a direction of the Aktuationskraft Fa aligned portion of the second chamber 54, the filling of the capillary system 40, as long as a liquid column in the first chamber 50 is higher than a liquid column in the second chamber 54, by means of the Aktuationskraft Fa actively supported.
  • an applied actuation force Fa less than a capillary force Fk causes no disturbance of the intermediate storage in the capillary system 40
  • an actuation force Fa also causes smaller than the capillary force Fk of the capillary system 40, which can be exerted on the at least one liquid 16 sucked into the capillary system 40 by means of an operation of a centrifuge and / or a pressure-varying device is not emptying the
  • the capillary system 40 Only from an actuation force Fa greater than the capillary force Fk, the at least one liquid 16 sucked in previously by the capillary system 40 is ejected (see FIG. 4c). In this way, by means of the interaction of the forces Fa and Fk fluidic unit operations can be realized. As long as the actuation force Fa is smaller than the capillary force Fk of the capillary system 40, the capillary system 40 can be used as a valve controlled in a closed state. By adjusting an actuation force Fa greater than the capillary force Fk, the valve can be controlled in its open state. Reducing the actuation force Fa again below the capillary force Fk can lead to (reversible) control / switching of the valve into its closed state. It should be noted that the threshold from which the valve is controllable from a closed state to an open state is optional
  • a threshold value of 20 g can be set by means of a spongy capillary system 40. By applying a coating / modification on the inner walls of the capillary system 40, this threshold can be increased to 5000 g.
  • 5a to 5c show schematic representations of a fifth embodiment of the revolver component.
  • the turret component 10 (at least) partially schematically illustrated in FIGS. 5a to 5c has, as a further development, an additional third chamber 58, which is hydraulically connected to the first chamber 50 except for a liquid exchange opening 60 , air and / or liquid-tight is completed.
  • a further capillary system 40 which may be formed according to the embodiments described above, also arranged.
  • the turret component 10 described here has an obstacle structure 62, which is arranged between the filling and / or pressure equalization opening 52 and the two liquid exchange openings 56 and 60.
  • the obstacle structure 62 may be formed, for example, as a sieve.
  • the at least one liquid 16 After filling at least one liquid 16 into the first chamber 50 through the filling and pressure equalizing opening 52 (see FIG. 5 a), the at least one liquid 16 is sucked into the two capillary systems 40. If no actuation force Fa is exerted on the at least one fluid 16, which is greater than the capillary force Fk of the capillary systems 40, the aspiration process 64 shown schematically in FIG. 5 b is carried out continuously and the at least one aspirated fluid 16 remains stored in the two capillary systems 40 , However, if the actuation force Fa exerted on the at least one aspirated liquid 16 exceeds the capillary force Fk of the two capillary systems, then the at least one liquid 16 will be out of the
  • Liquids are used. For example, a sample may be aspirated in the second chamber 54 while the remainder of the process liquid is stored as a waste liquid in the third chamber 58. Because process liquids usually
  • Capillary system 40 of chamber 58 therefore functions similarly to a suction sponge or superabsorber.
  • the capillary system 40 can be designed to be elastic.
  • the capillary system 40 may be compressible.
  • the at least one aspirated liquid 16 can not only be ejected out of it by means of deforming / compressing the at least one capillary system 40, but can also be actively squeezed out. This effect can be amplified by acting on one of the direction of the Aktuationskraft Fa opposite end / radially inner end of the
  • Capillary system 40 at least one additional mass is attached.
  • the pressing out of the at least one can be any one of the at least one.
  • the at least one liquid 16 can be transferred out of the at least one capillary system 40 even with an actuation force Fa smaller than the capillary force Fk.
  • Capillary system 40 and the resulting liquid stream 66 can be mixed at least two liquids 16.
  • the mixing efficiency can be further increased. It should be noted that the at least one obstacle structure 62 is both stationary in the
  • Revolver component 14 can be designed as well as movable.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of an embodiment of the Reagenzgefäß- inserting part.
  • the reagent vessel insertion part 70 shown schematically in FIG. 6 has a
  • Insert part housing 72 which is formed so that the reagent vessel insertion part 70 is insertable in a reagent vessel for a centrifuge and / or for a Druckvariiervoriques.
  • the applicability of the reagent vessel insertion part 70 into the relevant reagent vessel for a centrifuge and / or a pressure-varying device can be interpreted such that an outer wall 74 of the insertion part housing 72 corresponds to an inner wall of the reagent vessel.
  • the reagent vessel insertion part 70 includes at least one in the
  • Insert part housing 72 arranged turret component 10a, 10b and 10c.
  • the at least one revolver component 10a, 10b and 10c may be designed to be around the
  • Rotary axis 1 1 is rotatable.
  • the at least one turret component 10a, 10b and 10c can also be adjustable along the axis of rotation 11 (lateral). In this way, a distance between adjacent turret components 10a, 10b and 10c can be varied.
  • the lateral adjustability of the at least one revolver component 10a, 10b and 10c can be effected, for example, by means of a ball-point pen mechanism 76, which is shown only schematically in FIG. (Components of the ballpoint pen mechanism may for example be formed as part of the first turret component 10a and / or the second turret component 10b.)
  • a ball-point pen mechanism 76 can also be used a deformable polymer / elastomer, a
  • restoring force which is a return of at least one
  • Starting position / initial position causes.
  • a compressible material such as a polymer
  • a stretchable material which generates a tensile force which, as the restoring force, causes the at least one turret component 10a, 10b and 10c to be returned to a starting position / starting position.
  • the embodiments described in the upper paragraphs can also be combined with each other differently.
  • Reagent vessel insertion part also for a reagent vessel for a centrifuge and / or a Druckvariiervoriques, which is formed according to the explained reagent vessel insertion parts.
  • the advantageous reagent vessel has an outer wall which is designed so that the reagent vessel can be used in a centrifuge and / or in a pressure-varying device.
  • the reagent vessel is designed so that a reliable hold of the reagent vessel in the operated centrifuge and / or in the operated
  • a reagent vessel for a centrifuge and / or a pressure variegating device can thus be understood to mean a reagent vessel which, due to its (outer) shape, lends itself well to operation of the centrifuge with a comparatively high rotational speed and / or for application of a pressure deviating greatly from the atmospheric pressure - And / or negative pressure by means of
  • the advantageous reagent vessel can be vascular structures, such as channels, reaction chambers, storage chambers and / or active
  • reaction vessel may comprise actuation, detection and control units.
  • Reagent vessel can thus chemical reactions and / or
  • FIG. 7 is a flow chart for explaining an embodiment of the method for centrifuging a material.
  • Reagent filled with a turret component inserted therein Reagent filled with a turret component inserted therein.
  • Revolver component which also after filling the material in the
  • Reagent vessel can be introduced, is equipped with the advantageous technology.
  • the turret components described above may be used to carry out the method. The feasibility of here
  • the material to be centrifuged and / or the other liquid are at least partially transferred out of the at least one capillary structure.
  • the method also includes the method steps S2 and S3, which are each carried out at least once.
  • the current rotational speed is temporarily reduced to a second desired rotational speed, which causes a second centrifugal force less than the capillary force of the at least one capillary structure, whereby the material to be centrifuged and / or the other fluid at least partially into the at least one capillary structure be sucked in.
  • Method step S3 increases the current rotational speed to a third desired rotational speed, which causes a third centrifugal force greater than the capillary force of the at least one capillary structure.
  • a repeated execution of the method steps S2 and S3 can be used for mixing a plurality of liquids and / or for pumping liquid
  • Fig. 8 is a flow chart for explaining an embodiment of the method for pressure-treating a material.
  • the material to be treated by means of an underpressure or an overpressure, for example a sample material, is placed in a reagent vessel with one therein
  • step S10 used turret component filled (step S10).
  • the turret components described above may be used to carry out the method.
  • the feasibility of the method described here is not limited to the onset of these turret components.
  • a negative pressure or superatmospheric pressure corresponding to a first desired pressure is applied, which effects a first pressure force on the material and / or another liquid filled into the reagent vessel, which is greater than the capillary force of the at least one capillary structure.
  • the method also has the method steps S12 and S13, which can be repeated as often as desired.
  • the underpressure or overpressure is adjusted in the direction of
  • Atmospheric pressure to a second desired pressure, which causes a second pressure force smaller than the capillary force of the at least one capillary structure, which is why the material and / or the other liquid are at least partially sucked into the at least one capillary structure.
  • Process step S13 the negative or positive pressure away from the atmospheric pressure to a third target pressure, which is a third pressure force greater than the
  • Capillary force causes the at least one capillary, be strengthened.
  • a complete mechanical and / or fluidic functionality can be formed, which can be used for the automation of complex chemical processes and / or biochemical / molecular biological processes.
  • Automation can also be used to detect substances.
  • valve operations and / or mixing operations may also be performed by the methods. It should also be understood that the methods may also be used to include at least one liquid without a mechanical element and / or a movable one Part against an actuation force Fa, such as a centrifugal force and / or a compressive force to transport.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Revolverbauteil (10) für ein Reagenzgefäß, wobei an dem Revolverbauteil (10) mindestens eine Gefäßstruktur (14) ausgebildet ist, in welche mindestens eine Flüssigkeit (16) einfüllbar oder eingefüllt ist, und wobei das Revolverbauteil (10) mindestens eine an und/oder in der mindestens einen Gefäßstruktur (14) angeordnete Kapillarstruktur (18), mittels welcher eine Kapillarkraft auf die mindestenseine Flüssigkeit (16) ausübbar ist, aufweist, wodurch die mindestens eine Flüssigkeit (16) zumindest teilweise in ein Innenvolumen (20) der mindestens einen Kapillarstruktur (18) einsaugbar ist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Reagenzgefäß- Einsetzteil und ein Reagenzgefäß. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zentrifugieren eines Materials und ein Verfahren zum Druckbehandeln eines Materials.

Description

Beschreibung
Titel
KAPILLARBAUTEIL FÜR EIN REAGENZGEFÄSS UND SEINE VERWENDUNG
Die Erfindung betrifft ein Revolverbauteil für ein Reagenzgefäß. Ebenso betrifft die Erfindung ein Reagenzgefäß-Einsetzteil und ein Reagenzgefäß. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zentrifugieren eines Materials und ein Verfahren zum Druckbehandeln eines Materials.
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 mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Reagenzgefäß-Einsetzteil mit den Merkmalen des Anspruchs 10, ein Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 , ein Verfahren zum Zentrifugieren eines Materials mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und ein Verfahren zum Druckbehandeln eines Materials mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteile der Erfindung
Die von der mindestens einen Kapillarstruktur bewirkte Kapillarkraft kann dazu genutzt werden, die mindestens eine Flüssigkeit innerhalb der mindestens einen Gefäßstruktur, aus der mindestens einen Gefäßstruktur heraus und/oder in die mindestens eine
Gefäßstruktur des Revolverbauteils zu transferieren. Wie unten genauer ausgeführt wird, ist mittels der Kapillarkraft auch ein Flüssigkeitstransport entgegen einer mittels eines Betriebs einer Zentrifuge bewirkten Zentrifugalkraft und/oder entgegen einer mittels eines Betriebs einer Druckvariiervorrichtung bewirkten Druckkraft realisierbar. Außerdem kann die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur auch vorteilhaft dazu genutzt werden, die mindestens eine Flüssigkeit zwischenzuspeichern. Die mindestens eine Kapillarstruktur in und/oder an dem Revolverbauteil ist somit eine vorteilhafte
Steuerkomponente zum Steuern eines Flüssigkeitstransports der mindestens einen Flüssigkeit und/oder Speichern der mindestens einen Flüssigkeit.
Wie nachfolgend genauer beschrieben wird, ist die mindestens eine Kapillarstruktur auch als passive Ventilstruktur und/oder passive Mischkomponente zum Mischen von
Flüssigkeiten einsetzbar. Die mindestens eine Kapillarstruktur an und/oder in dem Revolverbauteil kann somit für eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten eingesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die mindestens eine Kapillarstruktur einen mittleren Durchmesser in einem Bereich zwischen 0,1 μηη bis 1 mm auf. Der mindestens eine mittlere Durchmesser kann insbesondere in einem Bereich zwischen 1 μηη bis 100 μηη liegen. Dies gewährleistet eine ausreichend hohe Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur, mittels welcher die mindestens eine Flüssigkeit (wahlweise) in das Innenvolumen der mindestens einen Kapillarstruktur einsaugbar ist.
Beispielsweise kann die mindestens eine Kapillarstruktur aus Glas, Silica (Kieselgel), einem Polymer, einem Gewebestoff und/oder einem Gel gebildet sein. Die mindestens eine Kapillarstruktur ist somit vergleichsweise einfach und kostengünstig ausführbar.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die mindestens eine Kapillarstruktur an ihrer mindestens einen Innenwand mit Proteinen, Antigenen, Antikörpern, Enzymen, DNA- Teilsträngen, RNA-Teilsträngen und/oder Epoxidharz beschichtet. Während eines Transferierens der mindestens einen Flüssigkeit durch die mindestens eine Kapillarstruktur und/oder eines Zwischenspeicherns der mindestens einen Flüssigkeit in der mindestens einen Kapillarstruktur können biochemische/molekularbiologische
Reaktionen zielgerichtet ausgeführt werden. Die mindestens eine Kapillarstruktur ist somit vielseitig einsetzbar.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die mittels der mindestens einen Kapillarstruktur ausübbare Kapillarkraft größer als eine Gewichtskraft der mindestens einen in die mindestens eine Gefäßstruktur einfüllbaren oder eingefüllten Flüssigkeit. Die mindestens eine Kapillarstruktur kann somit dazu genutzt werden, die mindestens eine Flüssigkeit entgegen der Gewichtskraft zu transferieren und/oder trotz der Gewichtskraft
zwischenzuspeichern.
Beispielsweise weist das Revolverbauteil eine Revolveraußenwand auf, welche so ausgebildet ist, dass das Revolverbauteil in einem Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist. Als Ergänzung oder als
Alternative dazu kann das Revolverbauteil in einem Einsetzteilgehäuse eines
Reagenzgefäß-Einsetzteils einsetzbar sein, welches so ausgebildet ist, dass das
Reagenzgefäß-Einsetzteil in einem Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist. Das Revolverbauteil kann somit während eines Zentrifugierens, eines Anlegens eines Überdrucks und/oder eines Anlegens eines Unterdrucks vorteilhaft eingesetzt werden.
Bevorzugter Weise ist die mindestens eine zumindest teilweise in die mindestens eine Kapillarstruktur eingesaugte Flüssigkeit mittels einer bei einem Betrieb der Zentrifuge, in deren Rotoreinrichtung das Reagenzgefäß mit dem darin eingesetzten Revolverbauteil angeordnet ist, bewirkbaren Zentrifugalkraft und/oder mittels bei einem Betrieb der Druckvariiervorrichtung, in welcher das Reagenzgefäß mit dem darin eingesetzten Revolverbauteil angeordnet ist, bewirkbaren Druckkraft aus der mindestens einen
Kapillarstruktur heraus transferierbar. Somit kann die mittels der Kapillarkraft in die mindestens eine Kapillarstruktur eingesaugte mindestens eine Flüssigkeit auf einfache
Weise wieder aus der Kapillarstruktur herausgepresst werden. Da das Herauspressen der mindestens einen Flüssigkeit mittels der Zentrifugalkraft und/oder mittels der Druckkraft ausführbar ist, ohne dass die mindestens eine Kapillarstruktur in ihrer Form (wesentlich) verändert wird, kann der Einsaugvorgang und/oder der Auspressvorgang beliebig oft (reversibel) wiederholt werden. Wie unten genauer ausgeführt wird, ist deshalb die mindestens eine Kapillarstruktur sowohl als passive Ventilstruktur zum Schalten von Flüssigkeiten, als auch als passive Mischkomponente zum Mischen von Flüssigkeiten einsetzbar.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die mindestens eine Gefäßstruktur jeweils mindestens eine erste Kammer mit einer Befüll- und/oder Druckausgleichöffnung und eine zweite Kammer, welche bis auf eine Flüssigkeitsaustauschöffnung zu der ersten Kammer luft- und/oder flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist, wobei die mindestens eine Kapillarstruktur in einem als schwammartige Masse ausgebildeten Kapillarsystem ausgeformt ist, welche in der zweiten Kammer angeordnet ist. Dies gewährleistet eine kostengünstige Ausführung der mindestens einen Kapillarstruktur, welche für eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten einsetzbar ist.
Die in den oberen Absätzen beschriebenen Vorteile sind auch mittels eines
Reagenzgefäß-Einsetzteils realisierbar, welches ein Einsetzteilgehäuse aufweist, welches so ausgebildet ist, dass das Reagenzgefäß-Einsetzteil in einem Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist, und welches mindestens ein in dem Einsetzteilgehäuse angeordnetes Revolverbauteil entsprechend der erfindungsgemäßen Technologie aufweist. Außerdem sind diese Vorteile gewährleistbar durch ein Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung mit mindestens einem in dem Reagenzgefäß angeordneten Revolverbauteil entsprechend der erfindungsgemäßen Technologie.
Die Vorteile sind auch bewirkbar durch Ausführen des Verfahrens zum Zentrifugieren eines Materials. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Verfahren die zusätzlichen Schritte auf: Zumindest einmaliges zwischenzeitliches Reduzieren der aktuellen
Drehgeschwindigkeit auf eine zweite Soll-Drehgeschwindigkeit, welche eine zweite Zentrifugalkraft kleiner als die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur bewirkt, wodurch das zu zentrifugierende Material und/oder die andere Flüssigkeit zumindest teilweise in die mindestens eine Kapillarstruktur eingesaugt werden, und Erhöhen der aktuellen Drehgeschwindigkeit auf eine dritte Soll-Drehgeschwindigkeit, welche eine dritte Zentrifugalkraft größer als die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur bewirkt.
Außerdem sind die Vorteile bewirkbar durch das Ausführen des Verfahrens zum
Druckbehandeln eines Materials. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Verfahren die zusätzlichen Schritte aufweisen: Zumindest einmaliges Angleichen des Unter- oder Überdrucks in Richtung des Atmosphärendrucks auf einen zweiten Soll-Druck, welcher eine zweite Druckkraft kleiner als die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur bewirkt, wodurch das Material und/oder die andere Flüssigkeit zumindest teilweise in die mindestens eine Kapillarstruktur eingesaugt werden, und Verstärken des Unter- oder Überdrucks weg von dem Atmosphärendruck auf einen dritten Soll-Druck, welcher eine dritte Druckkraft größer als die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur bewirkt
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 a und 1 b schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform des
Revolverbauteils;
Fig. 2a bis 2c schematische Darstellungen einer zweiten Ausführungsform des
Revolverbauteils;
Fig. 3a und 3b schematische Darstellungen einer dritten Ausführungsform des
Revolverbauteils;
Fig. 4a bis 4c schematische Darstellungen einer vierten Ausführungsform des
Revolverbauteils;
Fig. 5a bis 5c schematische Darstellungen einer fünften Ausführungsform des
Revolverbauteils;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des
Reagenzgefäß-Einsetzteils;
Fig. 7 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des
Verfahrens zum Zentrifugieren eines Materials; und Fig. 8 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des
Verfahrens zum Druckbehandeln eines Materials. Ausführungsformen der Erfindung Fig. 1 a und 1 b zeigen schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform des Revolverbauteils.
Das in Fig. 1 a und 1 b (zumindest teilweise) schematisch dargestellte Revolverbauteil 10 ist in einem Reagenzgefäß verwendbar. Beispielsweise kann das Revolverbauteil 10 eine Revolveraußenwand 12 aufweisen, welche so ausgebildet ist, dass das Revolverbauteil 10 in einem Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist. Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann das Revolverbauteil 10 aufgrund seiner Revolveraußenwand 12 in einem Einsetzteilgehäuse eines
Reagenzgefäß-Einsetzteils einsetzbar sein, welches so ausgebildet ist, dass das
Reagenzgefäß-Einsetzteil in einem Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist. Die Einsetzbarkeit des Revolverbauteils 10/des Reagenzgefäß-Einsetzteils in das betreffende Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder eine Druckvariiervorrichtung kann so interpretiert werden, dass die Revolveraußenwand 12/eine Außenwand des Einsetzteilgehäuses zu einer Innenwand des Reagenzgefäßes korrespondiert. Vorzugsweise kontaktiert die Revolveraußenwand 12/die Außenwand des Einsetzteilgehäuses die Innenwand des Reagenzgefäßes derart, dass auch während eines Betriebs der Zentrifuge und/oder der Druckvariiervorrichtung ein verlässlicher Halt des Revolverbauteils 10/des Reagenzgefäß-Einsetzteils in dem betreffenden
Reagenzgefäß gewährleistet ist.
Unter dem Reagenzgefäß 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 μΙ_ Mikrotiterplatten (pro Kavität). Ebenso kann das Reagenzgefäß ein Testträger oder eine Einwegkartusche sein, welche als Lab-on-a-Chip-system auf einem plastikartengroßen Kunststoffsubstrat ausgebildet sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausbildbarkeit des Reagenzgefäßes nicht auf die hier aufgezählten Beispiele limitiert ist. Außerdem sind die Maße des Reagenzgefäßes lediglich aufgrund einer erwünschten Einsetzbarkeit des
Reagenzgefäßes in der Zentrifuge und/oder in der Druckvariiervorrichtung vorgegeben. Die Ausführbarkeit der im Weiteren beschriebenen erfindungsgemäßen Technologien schreibt jedoch keine äußere Form des Reagenzgefäßes vor. Außerdem kann das Reagenzgefäß zur Aufnahme von Proben in einer Menge ausgelegt sein, welche wahlweise aus einem Bereich von wenigen μΙ_ bis zu 1 L 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- )Zentrifugal kraft 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 10 kann insbesondere ein Revolver für ein Reagenzgefäß verstanden werden. Das Revolverbauteil 10 kann z.B. derart ausgelegt sein, dass es mittels einer geeigneten Mechanik, welche an dem Revolverbauteil 10 oder getrennt von dem Revolverbauteil 10 angeordnet sein kann, um eine Drehachse 1 1 drehbar ist. Die Drehachse 1 1 kann insbesondere mittig durch das Revolverbauteil 10 verlaufen und/oder senkrecht zu dem mindestens einen Gefäßboden ausgerichtet sein. Insbesondere können das Revolverbauteil 10/das Reagenzgefäß-Einsetzteil auch für ein Zusammenwirken mit einer Kugelschreibermechanik ausgebildet sein, bzw. eine Kugelschreibermechanik umfassen. Das Revolverbauteil 10/das Reagenzgefäß-Einsetzteil kann ein Volumen kleiner als 5 Milliliter fassen. Das Revolverbauteil 10 kann so insbesondere so ausgelegt sein, dass es in einem Stapel weiterer Revolver und/oder Reaktionskammern integrierbar ist. Mittels einer Kugelschreibermechanik können (axial übereinander gestapelte) Revolver, Reaktionskammern und/oder Kavitäten axial wie auch azimutal zueinander positioniert werden. Bezüglich einer möglichen Ausführung der Kugelschreibermechanik wird auf die DE 2010 003 223 A1 verwiesen.
An dem Revolverbauteil 10 ist mindestens eine Gefäßstruktur 14 ausgebildet, in welche mindestens eine Flüssigkeit 16 einfüllbar oder eingefüllt ist. Die mindestens eine
Flüssigkeit 16 kann beispielsweise ein zu untersuchendes Material/Probenmaterial und/oder mindestens eine Chemikalie sein. Es wird darauf hingewiesen, dass das im Weiteren beschriebene Revolverbauteil 10 nicht auf die Verwendung bestimmter
Flüssigkeiten limitiert ist. Außerdem können an dem Revolverbauteil 10 mehrere
Gefäßstrukturen 14 ausgebildet sein, welche sich von der Drehachse 1 1 radial zu der Revolveraußenwand 12 erstrecken. Die Ausbildbarkeit des Revolverbauteils 10 ist nicht auf eine bestimmte Form der mindestens einen Gefäßstruktur 14 und/oder eine bestimmte Anzahl von Gefäßstrukturen 14 des Revolverbauteils 10 limitiert.
Außerdem weist das Revolverbauteil 10 mindestens eine an und/oder in der mindestens einen Gefäßstruktur 14 angeordnete Kapillarstruktur 18 auf, mittels welcher eine
Kapillarkraft auf die mindestens eine Flüssigkeit 16 ausübbar ist. Mittels der Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur 18 ist die mindestens eine Flüssigkeit 16 zumindest teilweise in ein Innenvolumen 20 der mindestens einen Kapillarstruktur 18 einsaugbar. Außerdem ermöglicht die mindestens eine Kapillarstruktur 18 zumindest ein zeitweises Zwischenspeichern der mindestens einen darin eingesaugten Flüssigkeit 16. Die mindestens eine Kapillarstruktur 18 kann somit zu einem Flüssigkeitstransport der mindestens einen Flüssigkeit 16 innerhalb der mindestens einen Gefäßstruktur 14, aus der mindestens einen Gefäßstruktur 14 heraus, und/oder in die mindestens eine
Gefäßstruktur 14 hinein genutzt werden. Des Weiteren ist die mindestens eine
Kapillarstruktur 18 eine vorteilhafte Speicherkomponente zum
Speichern/Zwischenspeichern von der mindestens einen Flüssigkeit 16, auch ohne dass die mindestens eine Kapillarstruktur 18 ein mechanisches/verstellbares Element aufweist.
Vorzugsweise weist die mindestens eine Kapillarstruktur 18 einen mittleren Durchmesser auf, welcher in einem Bereich zwischen 0,1 μηη bis 1 mm liegt. Insbesondere kann der mittlere Durchmesser der mindestens einen Kapillarstruktur 18 in einem Bereich zwischen 1 μηη bis 500 μηη, vorzugsweise zwischen 1 μηη und 100 μηη, liegen. Man kann dies auch so umschreiben, dass die mindestens eine Kapillarstruktur 18 eine Porengröße in einem Bereich zwischen 0,1 μηη bis 1 mm aufweist.
Die mindestens eine Kapillarstruktur 18 kann beispielsweise aus Glas, Silica, einem Polymer, wie beispielsweise Polyester, Polypropylen, Polytetrafluorethylen, Nylon und/oder Polyvinylidenfluorid, einem Gewebestoff und/oder einem Gel gebildet sein. Die mindestens eine Kapillarstruktur 18 kann insbesondere als Glasfilter ausgebildet sein. Die Ausbildbarkeit der mindestens einen Kapillarstruktur 18 ist jedoch nicht auf die hier aufgezählten Materialien limitiert. Beispielsweise kann die mindestens eine
Kapillarstruktur 18 auch aus einem Revolvermaterial des Revolverbauteils 10 ausgebildet sein. Obwohl es aufgrund der einfachen Ausstattung des Revolverbauteils 10 mit der mindestens einen Kapillarstruktur 18 vorteilhaft ist, das Revolvermaterial auch als Kapillarmaterial zu verwenden, ist die Herstellbarkeit der mindestens einen
Kapillarstruktur jedoch nicht auf das einstückige Ausbilden der mindestens einen Kapillarstruktur 18 mit dem Revolverbauteil 10 mittels eines Gussverfahrens oder eines Spritzgussverfahrens beschränkt. Anstelle einer einstückigen Ausbildung der mindestens einen Kapillarstruktur 18 mit dem Revolverbauteil 10 kann das Revolverbauteil 10 auch zuerst ohne die mindestens eine Kapillarstruktur 18 geformt werden und anschließend mit der mindestens einen Kapillarstruktur 18 bestückt werden.
Des Weiteren kann die mindestens eine Kapillarstruktur 18 auch eine kontinuierliche, diskontinuierliche und/oder definierte Geometrie aufweisen. Somit kann die mindestens eine Kapillarstruktur 18 beispielsweise einen runden Kanalquerschnitt, einen viereckigen Kanalquerschnitt und/oder einen mehreckigen Kanalquerschnitt aufweisen. Die mindestens eine Kapillarstruktur 18 kann einzeln oder als Bündel eingesetzt werden. Anstelle einer einzelnen Kapillarstruktur 18 oder einer definierten Anzahl von
Kapillarstrukturen 18 kann das Revolverbauteil auch ein Kapillarsystem aus flies-, filter-, säulen- und schwammartigen Kapillarstrukturen 18 haben.
Das Revolverbauteil 10 kann trotz seiner vorteilhaften Einsetzbarkeit mittels eines Gussverfahrens oder eines Spritzgussverfahrens einstückig hergestellt sein. Das
Revolverbauteil 10 ist somit kostengünstig herstellbar. Das Innenvolumen des
Revolverbauteils 10/des Reagenzgefäß-Einsetzteils kann 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 des Innenvolumens des Revolverbauteils 10/des
Reagenzgefäß-Einsetzteils geeignet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die mindestens eine Kapillarstruktur 18 an ihrer mindestens einen Innenwand 22 mit Proteinen, Antigenen, Antikörpern, Enzymen, DNA- Teilsträngen, RNA-Teilsträngen und/oder Epoxidharz beschichtet. Man kann dies auch als eine Immobilisierung der mindestens einen Innenwand 22 der mindestens einen
Kapillarstruktur 18 mit biologischen Sonden umschreiben. Somit können während eines Einsetzens der mindestens einen Kapillarstruktur 18 zum Transferieren/Transportieren, Zwischenspeichern, Speichern, Zurückhalten und/oder Mischen der mindestens einen Flüssigkeit 16 biochemische/molekularbiologische Reaktionen, wie insbesondere spezifische Protein- und/oder DNA-Bindungen, enzymatische Umsetzungen und/oder DNA-Hybridisierungen durchgeführt werden. Außerdem können während der hier beschriebenen Vorgänge unspezifische Bindungen unterbunden werden. Dies erweitert die Einsetzbarkeit der mindestens einen Kapillarstruktur 18. Des Weiteren kann die mindestens eine Innenwand 22 der mindestens einen
Kapillarstruktur 18 auch so beschichtet/modifiziert sein, dass ihre
Benetzungseigenschaften und/oder ihr Kontaktwinkel eine besonders hohe Kapillarkraft auf die mindestens eine Flüssigkeit 16 bewirken. Beispielsweise kann die mindestens eine Innenwand 22 der mindestens einen Kapillarstruktur 18 aufgrund ihrer
Beschichtung/Modifizierung stark hydrophil sein. Insbesondere kann dazu die mindestens eine Innenwand 22 der mindestens einen Kapillarstruktur 18 eine vergleichsweise hohe Rauigkeit aufweisen. Vorzugsweise ist die mittels der mindestens einen Kapillarstruktur 18 (auf die mindestens eine Flüssigkeit 16) ausübbare Kapillarkraft größer als eine Gewichtskraft der mindestens einen in die mindestens eine Gefäßstruktur 14 einfüllbaren oder eingefüllten Flüssigkeit 16. Die mindestens eine zumindest teilweise in die mindestens eine Kapillarstruktur 18 eingesaugte Flüssigkeit 16 kann mittels einer bei einem Betrieb der Zentrifuge, in deren Rotoreinrichtung das Reagenzgefäß mit dem darin eingesetzten Revolverbauteil 10 angeordnet ist, bewirkbaren Zentrifugalkraft und/oder mittels einer bei einem Betrieb der Druckvariiervorrichtung in welcher das Reagenzgefäß mit dem darin eingesetzten Revolverbauteil 10 angeordnet ist, bewirkbaren Druckkraft aus der mindestens einen Kapillarstruktur 18 heraus transferierbar sein. Beispielsweise kann die Kapillarkraft, welche mittels der mindestens einen Kapillarstruktur 18 auf die mindestens eine
Flüssigkeit 16 ausübbar ist, einer Zentrifugalbeschleunigung von höchstens 1000 g, höchstens 500 g, insbesondere höchstens 200 g, entsprechen. Somit kann mittels eines Zentrifugierens des Revolverbauteils 10 mit einer Beschleunigung von 1000 g, 500 g, insbesondere 200 g, die in die mindestens eine Kapillarstruktur 18 eingesaugte mindestens eine Flüssigkeit 16 auf einfache Weise wieder herausgepresst werden. Damit kann die in der mindestens einen Kapillarstruktur 18 zwischengespeicherte mindestens eine Flüssigkeit 16 auf einfache Weise wieder aus dieser heraustransferiert werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 a und 1 b ist die mindestens eine Kapillarstruktur 18 als gebogene Kapillare ausgebildet. Die mindestens eine Kapillarstruktur 18 weist eine Ansaugöffnung 24 und eine Austrittsöffnung 26 auf, wobei die Austrittsöffnung 26 in Bezug zu einer Wirkrichtung 28 einer mittels einer Zentrifuge bewirkbaren Zentrifugalkraft und/oder einer mittels einer Druckvariiervorrichtung bewirkbaren Druckkraft
zurückversetzt ist. Sofern keine Zentrifugalkraft und/oder keine Druckkraft größer als der Kapillarkraft auf die in die mindestens eine Kapillarstruktur 18 eingesaugte Flüssigkeit 16 ausgeübt wird, ist das Innenvolumen 20 der mindestens einen Kapillarstruktur 18 mit der mindestens einen Flüssigkeit 16 befüllt. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die mindestens eine Kapillarstruktur 18 ein Ansaugen der mindestens einen Flüssigkeit 16 entgegen einer Wirkrichtung 28 der mittels einer Zentrifuge bewirkbaren Zentrifugalkraft und/oder der mittels einer Druckvariiervorrichtung bewirkbaren Druckkraft ermöglicht. So lange die als Zentrifugalkraft und/oder Druckkraft bewirkbare Aktuationskraft kleiner als die Kapillarkraft ist, ist die mindestens eine Flüssigkeit 16 verlässlich in die mindestens eine Kapillarstruktur 18 einsaugbar. Übersteigt die auf die in dem Innenvolumen 20 eingefüllte Flüssigkeit 16 ausgeübte Zentrifugalkraft und/oder Druckkraft hingegen die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur 18, so bewirkt die vorteilhafte Form der mindestens einen Kapillarstruktur 18 einen ersten Flüssigkeitsfluss 30 einer ersten
Flüssigkeitsmenge, welche aus der jeweiligen Ansaugöffnung 24 der mindestens einen Kapillarstruktur 18 herausgepresst wird, und einen zweiten Flüssigkeitsfluss 32 einer zweiten Flüssigkeitsmenge, welche die mindestens eine Kapillarstruktur 18 durch die jeweilige Austrittsöffnung 26 verlässt. Die erste Flüssigkeitsmenge entspricht dabei einem ersten Teilvolumen der mindestens einen Kapillarstruktur 18, welches sich von der jeweiligen Ansaugöffnung 24 zu einer (virtuellen) Trennebene 34 erstreckt. Die jeweilige Trennebene 34 schneidet die zugehörige Kapillarstruktur 18 an einem der Wirkrichtung 28 am weitesten entgegen gerichteten Punkt 36, welcher auch als ein Hochpunkt der jeweiligen Kapillarstruktur 18 umschreibbar ist. Die zweite Flüssigkeitsmenge ist definiert durch ein zweites Teilvolumen der mindestens einen Kapillarstruktur 18, welches sich von der jeweiligen Austrittsöffnung 26 zu der Trennebene 34 erstreckt. Das erste Teilvolumen und das zweite Teilvolumen können gemeinsam das Innenvolumen 20 der mindestens einen Kapillarstruktur 18 ergeben. Wie anhand von Fig. 1 b erkennbar ist, kann die hier beschriebene Ausführungsform der mindestens einen Kapillarstruktur 18, sofern die aus der Austrittsöffnung 26 fließende zweite Flüssigkeitsmenge wieder in ein gemeinsames Gefäß mit der aus der
Ansaugöffnung 24 austretenden ersten Flüssigkeitsmenge eingeleitet wird, als Mischer genutzt werden. Es wird insbesondere darauf hingewiesen, dass die mindestens eine vorteilhafte Kapillarstruktur 18 ein passives Mischen der mindestens einen Flüssigkeit 16 auch ohne ein mechanisches/verstellbares Element, bzw. ohne ein bewegliches Teil, ermöglicht.
Sofern die aus der Ansaugöffnung 24 austretende erste Flüssigkeit in ein (nicht skizziertes) erstes Teilgefäß geleitet wird, während die aus der Austrittsöffnung 26 austretende zweite Flüssigkeitsmenge in ein (nichtdargestelltes) zweites Teilgefäß fließt, kann die mindestens eine Kapillarstruktur 18 auch zum Abmessen einer definierten Flüssigkeitsmenge und zum Transportieren der definierten Flüssigkeitsmenge in ein gewünschtes Zielvolumen genutzt werden. Da sich das Volumen und/oder die Form der mindestens einen Kapillarstruktur die erste Flüssigkeitsmenge und die zweite
Flüssigkeitsmenge genau festlegen lassen, können somit mittels der anhand der Fig. 1 a und 1 b dargestellten Ausführungsform Flüssigkeitsvolumina (genau) abgemessen und falls gewünscht in separate Kammern geleitet werden. In einer Weiterbildung kann die als Steigkapillare ausgebildete mindestens eine Kapillarstruktur 18 auch mehrere Auslässe aufweisen, um parallel mehrere Teilvolumina abzumessen. (Mittels einer derartigen Steigkapillare kann auch eine Mischeffizienz gesteigert werden).
In dem Revolverbauteil 10/einem damit ausgestatteten Reagenzgefäß-Einsetzteil können zusätzlich noch mindestens ein Kanal, mindestens eine Kavität und/oder mindestens eine Reaktionskammer ausgebildet sein. In dem Innenvolumen des Revolverbauteils 10/des Reagenzgefäß-Einsetzteils können Prozessschritte und Strukturen integriert sein, wie beispielsweise Sedimentationsstrukturen, Kanalstrukturen oder Siphonstrukturen zum Weiterleiten und Schalten von mindestens einer in dem Revolverbauteil 10/dem
Reagenzgefäß-Einsetzteil enthaltenen Flüssigkeit. Insbesondere kann mindestens eine weitere Untereinheit des Innenvolumens des Revolverbauteils 10/des Reagenzgefäß- Einsetzteils 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 (z.B. Puffern), Enzymen, Lyphilisaten, Beads, Farbstoffen, Antikörpern, Antigenen, Rezeptoren, Proteinen, DNA-Strängen und/oder
RNA-Strängen gefüllt sein. Das Revolverbauteil 10/das Reagenzgefäß-Einsetzteil können auch mit zusätzlichen Komponenten, wie beispielsweise Ventilen und/oder Pumpen, ausgestattet sein. Außerdem kann die erfindungsgemäße Technologie auch mit einer Vielzahl von herkömmlichen Aktuations-, Detektions- und/oder Steuereinheiten zusammenwirken.
Fig. 2a bis 2c zeigen schematische Darstellungen einer zweiten Ausführungsform des Revolverbauteils. Das in den Fig. 2a bis 2c (zumindest teilweise) schematisch dargestellte Revolverbauteil 10 weist anstelle einer begrenzten Anzahl von Kapillarstrukturen ein Kapillarsystem 40 auf, in welchem eine Vielzahl von Kapillarstrukturen ausgebildet ist. Das Kapillarsystem 40 kann beispielsweise als Filter ausgebildet sein. Fig. 2a zeigt das Revolverbauteil 10 unmittelbar nach einem Einfüllen der mindestens einen Flüssigkeit 16 durch eine
Einfüllöffnung 42 der mindestens einen Gefäßstruktur 14 des Revolverbauteils 10. Dabei kontaktiert die mindestens eine Flüssigkeit 16 das Kapillarsystem 40, welches eine in der jeweiligen Gefäßstruktur 14 ausgebildete Kammer 44 von der Einfüllöffnung 42 abgrenzt. Die mindestens eine Flüssigkeit 16 wird anschließend in das Kapillarsystem 40 eingesaugt, wobei die Kapillarkraft ein Austreten der mindestens einen Flüssigkeit 16 in die Kammer 44 (trotz einer Gewichtskraft der mindestens einen Flüssigkeit 16) unterbindet (siehe Fig. 2b). Die mindestens eine Flüssigkeit 16 ist somit inkubierbar, wobei das Kapillarsystem 40 als Inkubationskammer/Reaktionskammer nutzbar ist. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die mittels des Kapillarsystems 40 ausübbare Kapillarkraft größer als die Gewichtskraft der mindestens einen eingesaugten Flüssigkeit 16 sein kann. Außerdem kann die bewirkbare Kapillarkraft größer als eine Zentrifugalkraft und/oder Druckkraft unter einem vorgegebenen Schwellwert sein. Somit können mittels des Kapillarsystems 40 Inkubationszeiten eingehalten werden, welche wahlweise eine Dauer von wenigen Millisekunden bis Minuten oder Stunden haben können. Erst eine Aktuationskraft Fa, welche größer als die mittels des Kapillarsystems 40 auf die mindestens eine eingesaugte Flüssigkeit 16 bewirkbare Kapillarkraft ist, führt zu einem Austreten der mindestens einen Flüssigkeit 16 aus dem Kapillarsystem 40, wodurch die mindestens eine Flüssigkeit 16 in die Kammer 44 transferiert wird (Fig. 2c).
Das Kapillarsystem 40 ermöglicht somit ein sequenziellen (wahlweises) Schalten eines Flüssigkeitsstroms, welcher von der Einfüllöffnung 42 in die Kammer 44 gerichtet ist. Dabei kann die mindestens eine Flüssigkeit für eine festlegbare/definierte Haltezeit, welche in einem Bereich von wenigen Millisekunden bis Stunden liegen kann, in dem Kapillarsystem 40 zwischengespeichert werden. Der Speichermechanismus des
Kapillarsystems ist ohne einen mechanischen Öffnungs- oder Verschlussmechanismus nutzbar. Deshalb ist das Kapillarsystem 40 aufgrund seiner kostengünstigen
Herstellbarkeit eine vorteilhafte Alternative zu einem mechanischen Öffnungs- oder Verschlussmechanismus. Des Weiteren kann das Kapillarsystem 40 auch als Druck- und/oder Flussdrossel mit erhöhtem fluidischenen Widerstand eingesetzt werden.
Fig. 3a und 3b zeigen schematische Darstellungen einer dritten Ausführungsform des Revolverbauteils. Das in Fig. 3a und 3b (zumindest teilweise) schematisch wiedergegebene Revolverbauteil 10 wird nach einem Einsaugen der mindestens einen ersten Flüssigkeit 16 in das
Kapillarsystem 40 durch die mindestens eine Befüllöffnung 42 mit mindestens einer zweiten Flüssigkeit 46 befüllt. Durch den erhöhten hydrostatischen Druck, welcher mittels der mindestens einen zweiten Flüssigkeit 46 auf die mindestens eine erste Flüssigkeit 16 ausgeübt wird, kann die mindestens eine erste Flüssigkeit 16 aus dem Kapillarsystem 40 verdrängt werden, welches mit der mindestens einen zweiten Flüssigkeit 46 befüllt wird. Wahlweise kann zum Verdrängen der mindestens einen ersten Flüssigkeit 16 aus dem Kapillarsystem 40 eine (vergleichsweise kleine) Zentrifugalkraft/Druckkraft unterstützend eingesetzt werden.
Bevorzugter Weise wird die mindestens eine zweite Flüssigkeit 46 so gewählt, dass die mittels des Kapillarsystems 40 darauf ausübbare Kapillarkraft größer als die
vergleichsweise kleine Zentrifugalkraft/Druckkraft ist. Somit kann ein Eindringen der mindestens einen zweiten Flüssigkeit 46 in die Kammer 44, in welche die mindestens eine erste Flüssigkeit 16 eingefüllt ist, verhindert werden.
Fig. 4a bis 4c zeigen schematische Darstellungen einer vierten Ausführungsform des Revolverbauteils.
Das in Fig. 4a bis 4c (zumindest teilweise) schematisch dargestellte Revolverbauteil 10 weist zumindest eine Gefäßstruktur 14 auf, welche jeweils mindestens eine erste Kammer 50 mit einer Befüll- und/oder Druckausgleichöffnung 52 und eine zweite Kammer 54 umfasst, wobei die zweite Kammer 54 bis auf eine Flüssigkeitsaustauschöffnung 56, über welche sie mit der ersten Kammer 50 hydraulisch verbunden ist, luft- und/oder
flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist. Die mindestens eine Kapillarstruktur 18 ist in einem als schwammartige Masse ausgebildeten Kapillarsystem 40 ausgeformt, welches in der zweiten Kammer 54 angeordnet ist. Fig. 4a zeigt das Revolverbauteil 10 unmittelbar nach einem Einfüllen der mindestens einen Flüssigkeit 16, beispielsweise durch die Fü II- und/oder Druckausgleichöffnung 52. Die mindestens eine Flüssigkeit 16 wird nach ihrem Einfüllen relativ schnell von dem Kapillarsystem 40 aufgesaugt. Dies kann zu einem (nahezu) vollständigen Befüllen der zweiten Kammer 54 führen. Beispielsweise kann auf diese Weise die erste Kammer 50 (nahezu) vollständig entleert werden. Bevorzugter Weise ist das Revolverbauteil 10 so (in einem Reaktionsgefäß) einsetzbar, dass die Flüssigkeitsaustauschöffnung 56 während eines Betriebs der Zentrifuge/der Druckvariiervorrichtung einen in Richtung der Aktuationskraft Fa ausgerichteten
Teilbereich der ersten Kammer 50 mit einem in Richtung der Aktuationskraft Fa ausgerichteten Teilbereich der zweiten Kammer 54 verbindet. Der im Weiteren beschriebene Vorteil ist auch gewährleistet, sofern die erste Kammer 50 gegenüber der zweiten Kammer 55 in Richtung der Aktuationskraft Fa ausgerichtet ist. (Unter einer Ausrichtung eines Teilbereichs in Richtung der Aktuationskraft Fa kann verstanden werden, dass der Teilbereich gegenüber einem Restbereich der zugehörigen Kammer 50 oder 54 zu der Spitze eines die Aktuationskraft Fa wiedergebenden Vektors ausgerichtet ist. Bei einer Ausrichtung der ersten Kammer 50 gegenüber der zweiten Kammer 54 in Richtung der Aktuationskraft Fa verläuft der die Aktuationskraft Fa wiedergebende Vektor von der zweiten Kammer 54 zu der ersten Kammer 50.) Sofern die
Flüssigkeitsaustauschöffnung 56 während eines Betriebs der Zentrifuge/der
Druckvariiervorrichtung einen in Richtung der Aktuationskraft Fa ausgerichteten
Teilbereich der ersten Kammer 50 mit einem in Richtung der Aktuationskraft Fa ausgerichteten Teilbereich der zweiten Kammer 54 verbindet, kann das Befüllen des Kapillarsystems 40, so lange eine Flüssigkeitssäule in der ersten Kammer 50 höher als eine Flüssigkeitssäule in der zweiten Kammer 54 ist, mittels der Aktuationskraft Fa aktiv unterstützt werden. Nach dem Befüllen des Kapillarsystems 40/der zweiten Kammer 54, bewirkt jedoch eine anliegende Aktuationskraft Fa kleiner als eine Kapillarkraft Fk keine Störung der Zwischenspeicherung der in dem Kapillarsystem 40 aufgenommen
Flüssigkeit 16. Wie anhand von Fig. 4b zu erkennen ist, bewirkt auch eine Aktuationskraft Fa kleiner als der Kapillarkraft Fk des Kapillarsystems 40, welche mittels eines Betriebs einer Zentrifuge und/oder einer Druckvariiervorrichtung auf die in das Kapillarsystem 40 eingesaugte mindestens eine Flüssigkeit 16 ausübbar ist, kein Entleeren des
Kapillarsystems 40. Erst ab einer Aktuationskraft Fa größer als der Kapillarkraft Fk wird die zuvor von dem Kapillarsystem 40 eingesaugte mindestens eine Flüssigkeit 16 herausgeschleudert (siehe Fig. 4c). Auf diese Weise können mittels der Wechselwirkung der Kräfte Fa und Fk fluidische Einheitsoperationen realisiert werden. So lange die Aktuationskraft Fa kleiner als die Kapillarkraft Fk des Kapillarsystems 40 ist, kann das Kapillarsystem 40 als ein in einen geschlossenen Zustand gesteuertes Ventil eingesetzt werden. Mittels eines Einstellens einer Aktuationskraft Fa größer als der Kapillarkraft Fk kann das Ventil in seinen offenen Zustand gesteuert werden. Ein erneutes Reduzieren der Aktuationskraft Fa unter die Kapillarkraft Fk kann zu einem (reversiblen) Steuern/Schalten des Ventils in seinen geschlossenen Zustand führen. Es wird darauf hingewiesen, dass der Schwellwert, ab welchem das Ventil von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand steuerbar ist, wahlweise
vergleichsweise niedrig oder vergleichsweise hoch einstellbar ist. Beispielsweise kann mittels eines schwammartigen Kapillarsystems 40 ein Schwellwert von 20 g eingestellt werden. Durch ein Aufbringen einer Beschichtung/Modifizierung auf den Innenwänden des Kapillarsystems 40 kann dieser Schwellwert bis auf 5000 g gesteigert werden.
Fig. 5a bis 5c zeigen schematische Darstellungen einer fünften Ausführungsform des Revolverbauteils.
Das in Fig. 5a bis 5c (zumindest) teilweise schematisch dargestellte Revolverbauteil 10 weist als Weiterbildung gegenüber der vorhergehenden Ausführungsform eine zusätzliche dritte Kammer 58 auf, welche bis auf eine Flüssigkeitsaustauschöffnung 60, über welche die dritte Kammer 58 mit der ersten Kammer 50 hydraulisch verbunden ist, luft- und/oder flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist. In der dritten Kammer 58 ist außerdem ein weiteres Kapillarsystem 40, welches gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet sein kann, angeordnet. Als weitere Ergänzung weist das hier beschriebene Revolverbauteil 10 eine Hindernisstruktur 62 auf, welche zwischen der Befüll- und/oder Druckausgleichöffnung 52 und den beiden Flüssigkeitsaustauschöffnungen 56 und 60 angeordnet ist. Die Hindernisstruktur 62 kann beispielsweise als Sieb ausgebildet sein.
Nach einem Einfüllen mindestens einer Flüssigkeit 16 in die erste Kammer 50 durch die Befüll- und Druckausgleichöffnung 52 (siehe Fig. 5a) wird die mindestens eine Flüssigkeit 16 in die beiden Kapillarsysteme 40 eingesaugt. Sofern keine Aktuationskraft Fa auf die mindestens eine Flüssigkeit 16 ausgeübt wird, welche größer als die Kapillarkraft Fk der Kapillarsysteme 40 ist, wird der in Fig. 5b schematisch wiedergegebene Ansaugvorgang 64 ununterbrochen ausgeführt und die mindestens eine eingesaugte Flüssigkeit 16 bleibt in den beiden Kapillarsystemen 40 gespeichert. Übersteigt die auf die mindestens eine eingesaugte Flüssigkeit 16 ausgeübte Aktuationskraft Fa jedoch die Kapillarkraft Fk der beiden Kapillarsysteme, so wird die mindestens eine Flüssigkeit 16 aus den
Kapillarsystemen 40 in die erste Kammer 50 herausgeschleudert. Der auf diese Weise bewirkte Flüssigkeitsstrom 66 umströmt die Hindernisstruktur 62. Dies steigert eine Mischeffizienz des anhand der Fig. 5c dargestellten Vorgangs. Das anhand der Fig. 5b und 5c dargestellte Variieren der Aktuationskraft Fa um die Kapillarkraft Fk kann periodisch wiederholt werden. Auf diese Weise ist ein verlässliches Mischen der mindestens einen Flüssigkeit 16 auf einfache Weise ausführbar. Da das mindestens eine Kapillarsystem 40 in einer Kammer 54 und 58 angeordnet ist, bei welcher eine entgegen der Aktuationskraft Fa ausgerichtete/radial außen liegende Kammerwand keine Öffnung aufweist, kann das Kapillarsystem 40 verlässlich als
Langzeitspeicher der mindestens einen Flüssigkeit 16 genutzt werden. Dies kann beispielsweise bei einem Beladen des Revolverbauteils 10 mit unterschiedlichen
Flüssigkeiten genutzt werden. Beispielsweise kann eine Probe in der zweiten Kammer 54 eingesaugt werden, während die restliche Prozessflüssigkeit als eine Abfallflüssigkeit in der dritten Kammer 58 eingelagert wird. Da Prozessflüssigkeiten in der Regel
hochbenetzend sind, kann eine Kontamination der Probe verlässlich vermieden werden, indem ein Rückfluss der Abfallflüssigkeit aus der Kammer 58 durch das Ansaugen der Abfallflüssigkeit in das darin angeordnete Kapillarsystem 40 verhindert wird. Das
Kapillarsystem 40 der Kammer 58 fungiert deshalb ähnlich eines Saugschwammes oder eines Superabsorbers.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Kapillarsystem 40 elastisch ausgelegt werden. Beispielsweise kann das Kapillarsystem 40 komprimierbar sein. In diesem Fall kann mittels einer Aktuationskraft Fa über einem Schwellwert die mindestens eine angesaugte Flüssigkeit 16 mittels eines Deformierens/Komprimierens des mindestens einen Kapillarsystems 40 nicht nur aus diesem herausgeschleudert werden, sondern auch aktiv ausgepresst werden. Dieser Effekt ist verstärkbar, indem an einem der Richtung der Aktuationskraft Fa entgegenliegenden Ende/radial innen liegenden Ende des
Kapillarsystems 40 mindestens eine zusätzliche Masse angebracht wird. Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann das Auspressen der von dem mindestens einen
Kapillarsystem 40 angesaugten Flüssigkeit 16 auch aktiv durch eine zusätzliche
Integration weiterer Aktuatoren oder Aktuationsmechanismen erfolgen, welche
beispielsweise magnetisch, elektromagnetisch, elektrostatisch, piezoelektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch ausgelegt sind. Bei einer derartigen Ausstattung des Kapillarsystems 40 mit einer zusätzlichen Masse, einem zusätzlichen Aktuator und/oder einem weiteren Aktuationsmechanismus kann die mindestens eine Flüssigkeit 16 auch bei einer Aktuationskraft Fa kleiner als der Kapillarkraft Fk aus dem mindestens einem Kapillarsystem 40 heraus transferiert werden.
Durch das periodische Beladen und Ausschleudern und/oder Auspressen des
Kapillarsystems 40 und dem daraus resultierenden Flüssigkeitsstrom 66 können mindestens zwei Flüssigkeiten 16 gemischt werden. Durch die mindestens eine Hindernisstruktur 62 kann die Mischeffizienz zusätzlich gesteigert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die mindestens eine Hindernisstruktur 62 sowohl ortsfest im
Revolverbauteil 14 als auch beweglich ausgelegt sein kann. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Reagenzgefäß- Einsetzteils.
Das in Fig. 6 schematisch dargestellte Reagenzgefäß-Einsetzteil 70 weist ein
Einsetzteilgehäuse 72 auf, welches so ausgebildet ist, dass das Reagenzgefäß-Einsetzteil 70 in einem Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist. Die Einsetzbarkeit des Reagenzgefäß-Einsetzteils 70 in das betreffende Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder eine Druckvariiervorrichtung kann so interpretiert werden, dass eine Außenwand 74 des Einsetzteilgehäuses 72 zu einer Innenwand des Reagenzgefäßes korrespondiert. Vorzugsweise kontaktiert die
Außenwand 74 des Einsetzteilgehäuses 72 die Innenwand des Reagenzgefäßes derart, dass auch während eines Betriebs der Zentrifuge und/oder der Druckvariiervorrichtung ein verlässlicher Halt des Reagenzgefäß-Einsetzteils 70 in dem betreffenden Reagenzgefäß gewährleistet ist. Bezüglich des Reagenzgefäßes, in welches das Reagenzgefäß- Einsetzteil 70 einsetzbar ist, wird auf die oben aufgezählten Ausführungsbeispiele verwiesen. Das mit dem Reagenzgefäß-Einsetzteil 70 zusammenwirkende Reagenzgefäß ist jedoch nicht auf diese limitiert.
Außerdem umfasst das Reagenzgefäß-Einsetzteil 70 mindestens ein in dem
Einsetzteilgehäuse 72 angeordnetes Revolverbauteil 10a, 10b und 10c. Das mindestens eine Revolverbauteil 10a, 10b und 10c kann so ausgelegt sein, dass es um die
Drehachse 1 1 verdrehbar ist. Außerdem kann das mindestens eine Revolverbauteil 10a, 10b und 10c auch entlang der Drehachse 1 1 (lateral) verstellbar sein. Auf diese Weise kann ein Abstand zwischen benachbarten Revolverbauteilen 10a, 10b und 10c variiert werden. Bezüglich der weiteren Ausführbarkeit des mindestens einen Revolverbauteils 10a, 10b und 10c wird auf die oberen Beschreibungen verwiesen.
Die laterale Verstellbarkeit des mindestens einen Revolverbauteils 10a, 10b und 10c ist beispielsweise mittels einer Kugelschreibermechanik 76, welche in Fig. 6 lediglich schematisch dargestellt ist, bewirkbar. (Komponenten der Kugelschreibermechanik können beispielsweise als Bestandteil des ersten Revolverbauteils 10a und/oder des zweiten Revolverbauteils 10b ausgebildet sein.) Anstelle der Kugelschreibermechanik 76 kann auch ein deformierbarer Polymer/Elastomer dazu genutzt werden, eine
Rückstellkraft bereit zu stellen, welche ein Zurückkehren des mindestens einen
Revolverbauteils 10a, 10b und 10c in eine vorgegebene
Ausgangsstellung/Ausgangsstellung bewirkt. Ebenso kann ein komprimierbares Material, wie beispielsweise ein Polymer, zu diesem Zweck genutzt werden. Anstelle eines komprimierbaren Materials kann auch ein dehnbares Material eingesetzt werden, welches eine Zugkraft erzeugt, die als Rückstellkraft ein Zurückverstellen des mindestens einen Revolverbauteils 10a, 10b und 10c in eine Ausgangsstellung/Ausgangsposition bewirkt. Die in den oberen Absätzen beschriebenen Ausführungsformen können auch verschieden untereinander kombiniert werden.
Außerdem gelten die in den oberen Absätzen gemachten Ausführungen zu einem
Reagenzgefäß-Einsetzteil gemäß der erfindungsgemäßen Technologie auch für ein Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder eine Druckvariiervorrichtung, welches entsprechend den erläuterten Reagenzgefäß-Einsetzteilen ausgebildet ist. Das vorteilhafte Reagenzgefäß weist eine Außenwand auf, welche so ausgebildet ist, dass das Reagenzgefäß in einer Zentrifuge und/oder in einer Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist. Insbesondere ist das Reagenzgefäß so ausgebildet, dass ein verlässlicher Halt des Reagenzgefäßes in der betriebenen Zentrifuge und/oder in der betriebenen
Druckvariiervorrichtung gewährleistet ist. Unter einem Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder eine Druckvariiervorrichtung kann somit ein Reagenzgefäß 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. Das vorteilhafte Reagenzgefäß kann Gefäßstrukturen, wie beispielsweise Kanäle, Reaktionskammern, Speicherkammern und/oder aktive
Komponenten, wie z.B. Ventile und/oder Pumpen aufweisen. Außerdem kann das Reaktionsgefäß Aktuations-, Detektions- und Steuereinheiten umfassen. In dem
Reagenzgefäß können somit chemische Reaktionen und/oder
biochemische/molekularbiologische Prozesse voll automatisiert ablaufen.
Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Zentrifugieren eines Materials. In einem Verfahrensschritt S1 wird das zu zentrifugierenden Material in ein
Reagenzgefäß mit einem darin eingesetzten Revolverbauteil eingefüllt. Das
Revolverbauteil, welches auch nach dem Einfüllen des Materials in das
Reagenzgefäß eingebracht werden kann, ist mit der vorteilhaften Technologie ausgestattet. Insbesondere die oben beschriebenen Revolverbauteile können zum Ausführen des Verfahrens verwendet werden. Die Ausführbarkeit des hier
beschriebenen Verfahrens ist jedoch nicht auf das Einsetzen dieser
Revolverbauteile limitiert. In einem Verfahrensschritt S2 wird eine Zentrifuge mit einer aktuellen
Drehgeschwindigkeit entsprechend einer ersten Soll-Drehgeschwindigkeit
betrieben, welche eine erste Zentrifugalkraft auf das zu zentrifugierende Material und/oder eine andere in das Reagenzgefäß eingefüllte Flüssigkeit bewirkt, welche größer als die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur ist. Dadurch
werden das zu zentrifugierende Material und/oder die andere Flüssigkeit zumindest teilweise aus der mindestens einen Kapillarstruktur heraus transferiert.
Bevorzugter Weise umfasst das Verfahren auch noch die Verfahrensschritte S2 und S3, welche jeweils mindestens einmal ausgeführt werden. In dem Verfahrensschritt S2 erfolgt ein zwischenzeitliches Reduzieren der aktuellen Drehgeschwindigkeit auf eine zweite Soll-Drehgeschwindigkeit, welche eine zweite Zentrifugalkraft kleiner als die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur bewirkt, wodurch das zu zentrifugierende Material und/oder die andere Flüssigkeit zumindest teilweise in die mindestens eine Kapillarstruktur eingesaugt werden. In dem anschließenden
Verfahrensschritt S3 wird die aktuelle Drehgeschwindigkeit auf eine dritte Soll- Drehgeschwindigkeit, welche eine dritte Zentrifugalkraft größer als die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur bewirkt, erhöht.
Insbesondere ein wiederholten Ausführen der Verfahrensschritte S2 und S3 kann zum Mischen mehrerer Flüssigkeiten und/oder zum Pumpen von Flüssigkeit
entgegen der Zentrifugalkraft genutzt werden.
Fig. 8 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Druckbehandeln eines Materials. Das mittels eines Unter- oder eines Überdrucks zu behandelnde Material, beispielsweise ein Probenmaterial, wird in ein Reagenzgefäß mit einem darin
eingesetzten Revolverbauteil eingefüllt (Verfahrensschritt S10). Beispielsweise können die oben beschriebenen Revolverbauteile zum Ausführen des Verfahrens verwendet werden. Die Ausführbarkeit des hier beschriebenen Verfahrens ist jedoch nicht auf das Einsetzen dieser Revolverbauteile limitiert.
In einem Verfahrensschritt S1 1 wird ein Unter- oder Überdruck entsprechend einem ersten Soll-Druck angelegt, welcher eine erste Druckkraft auf das Material und/oder eine andere in das Reagenzgefäß eingefüllte Flüssigkeit bewirkt, die größer als die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur ist. Auf diese Weise werden das Material und/oder die andere Flüssigkeit zumindest teilweise aus der mindestens einen Kapillarstruktur heraus transferiert. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Verfahren auch die Verfahrensschritte S12 und S13 auf, welche beliebig oft wiederholbar sind. In dem Verfahrensschritt S12 erfolgt ein Angleichen des Unter- oder Überdrucks in Richtung des
Atmosphärendrucks auf einen zweiten Soll-Druck, welcher eine zweite Druckkraft kleiner als die Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur bewirkt, weshalb das Material und/oder die andere Flüssigkeit zumindest teilweise in die mindestens eine Kapillarstruktur eingesaugt werden. Anschließend kann in dem
Verfahrensschritt S13 der Unter- oder Überdruck weg von dem Atmosphärendruck auf einen dritten Soll-Druck, welcher eine dritte Druckkraft größer als die
Kapillarkraft der mindestens einen Kapillarstruktur bewirkt, verstärkt werden.
Danach können die Verfahrensschritte S12 und S13 mindestens einmal wiederholt werden.
Mittels der oben beschriebenen Verfahren ist eine vollständige mechanische und/oder fluidische Funktionalität ausbildbar, welche zur Automatisierung komplexer chemischer Verfahren und/oder biochemischer/molekularbiologischer Prozesse nutzbar ist. Die
Automatisierung kann auch zur Detektion von Stoffen eingesetzt werden. Zusätzlich zu einem Zwischenspeichern/Speichern und einem Transport von Flüssigkeiten können mittels der Verfahren auch Ventilfunktionen und/oder Mischvorgänge ausgeführt werden. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Verfahren auch dazu genutzt werden können, mindestens eine Flüssigkeit ohne ein mechanisches Element und/oder ein bewegliches Teil entgegen einer Aktuationskraft Fa, wie beispielsweise einer Zentrifugalkraft und/oder einer Druckkraft, zu transportieren.

Claims

Ansprüche
1. Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) für ein Reagenzgefäß, wobei an dem Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) mindestens eine
Gefäßstruktur (14) ausgebildet ist, in welche mindestens eine Flüssigkeit (16) einfüllbar oder eingefüllt ist; gekennzeichnet durch mindestens eine an und/oder in der mindestens einen Gefäßstruktur (14) angeordnete Kapillarstruktur (18, 40), mittels welcher eine Kapillarkraft (Fk) auf die mindestens eine Flüssigkeit (16) ausübbar ist, wodurch die mindestens eine Flüssigkeit (16) zumindest teilweise in ein Innenvolumen (20) der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) einsaugbar ist.
2. Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach Anspruch 1 , wobei die mindestens eine Kapillarstruktur (18, 40) einen mittleren Durchmesser in einem Bereich zwischen 0, 1 μηη bis 1 mm aufweist.
3. Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Kapillarstruktur (18, 40) aus Glas, Silica, einem Polymer, einem Gewebestoff und/oder einem Gel gebildet ist. 4. Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die mindestens eine Kapillarstruktur (18, 40) an ihrer mindesten einen Innenwand (22) mit Proteinen, Antigenen, Antikörpern, Enzymen, DNA-Teilsträngen, RNA-Teilsträngen und/oder Epoxidharz beschichtet ist.
5. Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die mittels der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) ausübbare Kapillarkraft (Fk) größer als eine Gewichtskraft der mindestens einen in die mindestens eine Gefäßstruktur (14) einfüllbaren oder eingefüllten Flüssigkeit (16) ist. Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) eine
Revolveraußenwand (12) aufweist, welche so ausgebildet ist, dass das Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) in einem Reagenzgefäß für eine
Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist.
Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) in einem
Einsetzteilgehäuse (72) eines Reagenzgefäß-Einsetzteils (70) einsetzbar ist, welches so ausgebildet ist, dass das Reagenzgefäß-Einsetzteil (70) in einem Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist.
Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die mindestens eine zumindest teilweise in die mindestens eine Kapillarstruktur (18, 40) eingesaugte Flüssigkeit (16) mittels einer bei einem Betrieb der Zentrifuge, in deren Rotoreinrichtung das Reagenzgefäß mit dem darin eingesetzten Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) angeordnet ist, bewirkbaren Zentrifugalkraft und/oder mittels einer bei einem Betrieb der
Druckvariiervorrichtung, in welcher das Reagenzgefäß mit dem darin eingesetzten Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) angeordnet ist, bewirkbaren Druckkraft aus der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) heraus transferierbar ist.
Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die mindestens eine Gefäßstruktur (14) jeweils
mindestens eine erste Kammer (50) mit einer Befüll- und/oder
Druckausgleichöffnung (52) und eine zweite Kammer (54), welche bis auf eine Flüssigkeitsaustauschöffnung (56) zu der ersten Kammer (50) luft- und/oder flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist, umfasst, und wobei die mindestens eine Kapillarstruktur (40) in einem als schwammartige Masse ausgebildeten Kapillarsystem (40) ausgeformt ist, welches in der zweite Kammer (54) angeordnet ist. 10. Reagenzgefäß-Einsetzteil (70) mit: einem Einsetzteilgehäuse (72), welches so ausgebildet ist, dass das Reagenzgefäß-Einsetzteil (70) in einem Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung einsetzbar ist; und mindestens einem in dem Einsetzteilgehäuse (72) angeordneten
Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Reagenzgefäß für eine Zentrifuge und/oder für eine Druckvariiervorrichtung mit: mindestens einem in dem Reagenzgefäß angeordneten Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
12. Verfahren zum Zentrifugieren eines Materials mit den Schritten:
Einfüllen des zu zentrifugierenden Materials in ein Reagenzgefäß mit einem darin eingesetzten Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in ein Reagenzgefäß mit einem darin eingesetzten Reagenzgefäß-Einsetzteil (70) nach Anspruch 10 und/oder in ein
Reagenzgefäß nach Anspruch 1 1 (S1 ); und
Zumindest Betreiben einer Zentrifuge mit einer aktuellen
Drehgeschwindigkeit entsprechend einer ersten Soll- Drehgeschwindigkeit, welche eine erste Zentrifugalkraft auf das zu zentrifugierende Material und/oder eine andere in das Reagenzgefäß eingefüllte Flüssigkeit (16) bewirkt, welche größer als die Kapillarkraft (Fk) der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) ist, wodurch das zu zentrifugierende Material und/oder die andere Flüssigkeit (16) zumindest teilweise aus der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) heraus transferiert wird (S2).
13. Verfahren nach Anspruch 12, mit den zusätzlichen Schritten:
Zumindest einmaliges zwischenzeitliches Reduzieren der aktuellen Drehgeschwindigkeit auf eine zweite Soll-Drehgeschwindigkeit, welche eine zweite Zentrifugalkraft kleiner als die Kapillarkraft (Fk) der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) bewirkt, wodurch das zu zentrifugierende Material und/oder die andere Flüssigkeit (16) zumindest teilweise in die mindestens eine Kapillarstruktur (18, 40) eingesaugt werden (S3), und Erhöhen der aktuellen Drehgeschwindigkeit auf eine dritte Soll-Drehgeschwindigkeit, welche eine dritte Zentrifugalkraft größer als die Kapillarkraft (Fk) der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) bewirkt (S4).
14. Verfahren zum Druckbehandeln eines Materials mit den Schritten:
Einfüllen des zu behandelnden Materials in ein Reagenzgefäß mit einem darin eingesetzten Revolverbauteil (10, 10a, 10b, 10c) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in ein Reagenzgefäß mit einem darin eingesetzten Reagenzgefäß-Einsetzteil (70) nach Anspruch 10 und/oder in ein
Reagenzgefäß nach Anspruch 1 1 (S10); und
Zumindest einmaliges Anlegen eines Unter- oder Überdrucks
entsprechend einem ersten Soll-Druck, welcher eine erste Druckkraft auf das Material und/oder eine andere in das Reagenzgefäß eingefüllte Flüssigkeit (16) bewirkt, welche größer als die Kapillarkraft (Fk) der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40)ist, wodurch das Material und/oder die andere Flüssigkeit (16) zumindest teilweise aus der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) heraus transferiert wird (S1 1 ).
15. Verfahren nach Anspruch 14, mit den zusätzlichen Schritten:
Zumindest einmaliges Angleichen des Unter- oder Überdrucks in Richtung des Atmosphärendrucks auf einen zweiten Soll-Druck, welcher eine zweite Druckkraft kleiner als die Kapillarkraft (Fk) der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) bewirkt, wodurch das Material und/oder die andere Flüssigkeit (16) zumindest teilweise in die mindestens eine Kapillarstruktur (18, 40) eingesaugt werden (S12), und Verstärken des Unter- oder Überdrucks weg von dem Atmosphärendruck auf einen dritten Soll-Druck, welcher eine dritte Druckkraft größer als die Kapillarkraft (Fk) der mindestens einen Kapillarstruktur (18, 40) bewirkt (S13).
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