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DE20012752U1 - Luftbehandlungsvorrichtung für eine Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips - Google Patents

Luftbehandlungsvorrichtung für eine Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips

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DE20012752U1
DE20012752U1 DE20012752U DE20012752U DE20012752U1 DE 20012752 U1 DE20012752 U1 DE 20012752U1 DE 20012752 U DE20012752 U DE 20012752U DE 20012752 U DE20012752 U DE 20012752U DE 20012752 U1 DE20012752 U1 DE 20012752U1
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air
air humidification
chamber
polymer chips
producing polymer
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DE20012752U
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MWG Biotech AG
Original Assignee
MWG Biotech AG
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Publication date
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Priority to AU52268/01A priority patent/AU5226801A/en
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Description

19/04/2001 Deutsches Gebrauchsmuster DE-200 12 752.7
MWG-BIOTECH AG
DE-2357/MWG-25
Vorrichtung zum Erzeugen von Polvmerchips 15
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips.
Aus der WO 99/36760 A1 ist eine Vorrichtung zum Auftragen kleiner Flüssigkeitströpfchen auf eine Trägerfläche bekannt. Diese Trägerfläche ist meistens eine Oberfläche eines kleinen Glasplättchens. Mit dieser Vorrichtung werden Polymertröpfchen, insbesondere DNA-Tröpfchen und RNA-Tröpfchen, auf die Glasplättchen in einem regelmäßigen Raster aufgebracht. Das Aufbringen wird als „Spotten" bezeichnet.
25
Mit einer solchen Vorrichtung können DNA-Chips hergestellt werden.
Diese Vorrichtungen weisen eine geschlossene Arbeitskammer auf, in welcher eine Arbeitsfläche angeordnet ist, auf der mehrere Glasplättchen angeordnet werden können. Auf der Arbeitsfläche finden sich in der Regel Mikrotiterplatten, in welchen die aufzutragenden Flüssigkeiten enthalten sind.
Patentanwälte Reinhardt - Söllner - Ganahl DE-2357/MWG-25 Seite -2-
Die Arbeitskammern sind abgeschlossen, um ein bestimmtes Raumklima beizubehalten, damit die Flüssigkeitströpfchen sicher aufgetragen und nicht nach dem Auftragen eintrocknen. Diese Vorrichtungen sind in der Regel als Tischvorrichtungen ausgebildet. Trotz der abgeschlossenen Arbeitskammer hat sich gezeigt, dass das darin befindliche Raumklima, insbesondere die Luftfeuchtigkeit, oftmals nicht im erforderlichen Bereich liegt, um eine sichere Erzeugung von Polymerchips zu gewährleisten.
Die WO 99/36760 A1 wird in die vorliegende Anmeldung unter Bezugnahme inkorporiert.
Die DE-44 11 644 C1 beschreibt eine Luftbefeuchtungsvorrichtung bestehend aus einer von der zu befeuchtenden Luft durchströmten Kammer, in welcher sich ein mit Wasser benetzter Keramikkörper befindet. Der Keramikkörper weist eine vorbestimmte Porenstruktur auf, so daß eine große Oberfläche vorliegt, an welcher Wasser zur Befeuchtung von Luft verdunstet werden kann.
Aus der DE-92 07 870 U1 geht ein weiterer Verdunstungs-Luftbefeuchter hervor, der eine aus Papiergittern bestehende Filtermatte aufweist. Diese Filtermatte ist mit Wasser getränkt und wird von einer durch einen Ventilator 16 erzeugten Luftströmung durchströmt. Beim Durchströmen der Filtermatte wird in der Luft Feuchtigkeit aufgenommen.
> Die DE-29 06 607 A1 betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Befüllen von Wasserverdunstem an Heizkörpern in Wohn- und Arbeitsräumen. Hierbei wird der Wasserstand im Behälter des Verdunsters über einen Fühler erfaßt und die Zufuhr von Wasser in Abhängigkeit von dem erfaßten Wasserstand gesteuert. Die Steuerung der Wasserzufuhr erfolgt über ein in die Zuführleitung eingefügtes Ventil.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips zu schaffen, mit welcher die gewünschten Lufteigenschaften, insbesondere die Feuchtigkeit und/oder die Temperatur, in vorgegebenen Bereichen gehalten wer-
Patentanwälte Reinhardt - Söllner - Ganahl DE-2357/MWG-25 Seite -3-
den kann und die eine sicherere Herstellung der Polymerchips als die bisher bekannten Vorrichtungen erlaubt.
Die Aufgaben werden durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in:
10
Fig. 1 eine Luftbehandlungsvorrichtung in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2 die Luftbehandlungsvorrichtung nach Fig. 1 in einer Teilschnittdarstellung,
15
Fig. 3 die Luftbehandlungsvorrichtung nach Fig. 1 in der Draufsicht mit abge
nommenem Deckel,
Fig. 4 eine Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips in perspektivischer
Darstellung, und
Fig. 5 eine Luftbehandlungsvorrichtung mit einer Kühleinrichtung.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Luftbehandlungsvorrichtung 1 in perspektivischer Ansicht. Diese Luftbehandlungsvorrichtung weist eine Luftbefeuchtungskammer 2 und ein Steuergehäuse 3 auf. Die Luftbefeuchtungskammer 2 besitzt eine Bodenwandung 4 und vier umlaufend angeordnete Seitenwandungen 5 (Fig. 1 und 2). Die Bodenwandung 4 ist etwa quadratisch mit einer Kantenlänge a von 15 bis 20 cm ausgebildet. Die Höhe b der Seitenwandungen beträgt etwa 6 bis 10 cm. In den Seitenwandungen 5 sind Lüftungsschlitze 6 eingebracht, die sich vom oberen Randbereich der Seitenwandungen 5 bis etwa zur halben Höhe b der Seitenwandungen erstrecken. Dies bedeutet, dass im Bereich unterhalb der Lüftungsschlitze 6 die Luftbe-
:f::. &Lgr;
Patentanwälte Reinhardt - Söllner - Ganahl DE-2357/MWG-25 Seite -4-
feuchtungskammer 2 einen wasserdichten Behälter bildet. Nach oben hin ist die Luftbefeuchtungskammer 2 mit einem Deckel 7 abgeschlossen. Der Deckel 7 ist eine flache Platte, dessen Seitenkanten gekragt ausgebildet sind, so dass sie die Seitenwandungen 5 hintergreifen. In der Mitte des Deckels 7 ist eine kreisförmige Belüftungsöffnung 8 eingebracht. Im Bereich unterhalb dieser Belüftungsöffnung 8 ist ein Ventilator 9 angeordnet, der von einem Elektromotor 10 angetrieben wird. Der Elektromotor 10 wird von einer Steuereinrichtung 11, die sich im Steuergehäuse 3 befindet, angesteuert. Am Steuergehäuse 3 sind eine Anzeige 12 und Tasten 13 zum Einstellen eines vorbestimmten Feuchtigkeitsbereiches vorgesehen. Zudem ist am Steuergehäuse 3 ein vorstehendes Sensorelement 14 zum Messen der Luftfeuchtigkeit angeordnet.
Im Betrieb wird die Luftbefeuchtungskammer 2 mit Wasser gefüllt, wobei der Wasserspiegel etwas niedriger als die unteren Kanten der Lüftungsschlitze 6 ist. Zudem wird ein poröser, beispielsweise in der Draufsicht etwa sternförmig ausgebildeter Saugkörper 16 in die Luftbefeuchtungskammer 2 eingestellt (Fig. 3). Dieser Saugkörper 16 saugt durch Kapillarkräfte das Wasser auf und bildet eine feuchte großflächige Oberfläche.
Beim Betätigen des Elektromotors 10 wird der Ventilator 9 derart gedreht, dass durch die Belüftungsöffnung 8 Luft in die Luftbefeuchtungskammer 2 gesaugt wird. Die Luft wird entlang der Wasseroberfläche und entlang der aus dem Wasser ragenden
Oberfläche des Saugkörpers 16 getrieben, wobei sie Feuchtigkeit aufnimmt. Die f feuchte Luft wird durch die Lüftungsschlitze 6 hindurch nach außen abgegeben.
Der Betrieb des Ventilators 9 wird von der Steuereinrichtung 11 derart gesteuert, dass die mit dem Sensorelement 14 gemessene Luftfeuchtigkeit in einem vorbestimmten Bereich liegt. Das bedeutet, dass wenn die gemessene Luftfeuchtigkeit einen unteren Schwellwert erreicht, der Ventilator betätigt wird, und wenn die Luftfeuchtigkeit einen oberen Schwellwert erreicht, der Ventilator ausgeschaltet wird. Die eingestellte Luftfeuchtigkeit liegt typischerweise in einem Bereich von 60% bis 70%.
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Es hat sich gezeigt, dass diese, sehr flach ausgebildete Luftbehandlungsvorrichtung zum exakten Regeln der Luftfeuchtigkeit der Arbeitskammer einer Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips geeignet ist. Die erfindungsgemäße Anordnung des Ventilators 9 mit geringem Abstand und etwa parallel zum Wasserspiegel in der Luftbefeuchtungskammer erlaubt diese kompakte und flache Ausbildung der Luftbefeuchtungskammer 2.
Eine Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips ist in Fig. 4 schematisch vereinfacht in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die Vorrichtung 17 weist eine Bodenplatte 18, vier aus Glas ausgebildete Seitenwandungen 19 und einen Deckel 20 auf, der im wesentlichen von vier Säulen 21 getragen wird. Im Deckel 20 sind elektrische und mechanische Steuereinrichtungen integriert. Eine Arbeitsplatte ist parallel und mit Abstand zur Bodenplatte 18 angeordnet und ist an den Säulen 21 befestigt. Am Deckel 20 ist ein Roboterarm 23 befestigt, der Einrichtungen zum Aufnehmen und Auftragen von Flüssigkeiten aufweist, wie sie aus der WO 99/30760A1 bekannt sind. Auf der Arbeitsplatte 22 befinden sich Mikrotiterplatten 24 und Aufnahmebereiche 25 zum Aufnehmen von Trägerplättchen, auf welchen die Flüssigkeitstropfen aufzutragen sind.
Im Bereich zwischen der Bodenplatte 18 und der Arbeitsplatte 22 ist die Luftbehandlungsvorrichtung 1 angeordnet. Mit dieser Luftbehandlungsvorrichtung 1 kann sicher ein Austrocknen der Polymerchips vermieden werden und die gewünschte Luftfeuchtigkeit kann sehr exakt eingestellt werden. Der flache Aufbau der Luftbehandlungs- > vorrichtung erlaubt ein Einstellen der Luftbehandlungsvorrichtung in bestehende Vorrichtungen 17 zum Erzeugen von Polymerchips. Es sind keinerlei Umrüstarbeiten an den Vorrichtungen 17 notwendig.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Luftbehandlungsvorrichtung. Diese Luftbehandlungsvorrichtung 1 weist wiederum eine Luftbefeuchtungskammer 2 und ein Steuergehäuse 3 auf, die identisch zu der Luftbefeuchtungskammer 2 und dem Steuergehäuse 3 das in den Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsbeispieles ausgebildet sind. An der Luftbefeuchtungskammer 2 ist an der dem Steuergehäuse 3 gegenüberliegenden Seitenwandung 5 ein Kühlblock 26 angebracht. Der Kühlblock 26 besitzt
HF
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an seiner Oberfläche Kühlrippen 27, die mittels eines Peltier-Elementes (nicht dargestellt) gekühlt werden. Die Abwärme der Peltier-Elemente wird mittels eines Flüssigkeitsmediums, das vorzugsweise Wasser ist, über zwei Schläuche 28 zu einem Wärmetauscher 29 zirkuliert. Der Wärmetauscher 29 ist mit weiteren Kühlrippen 30 versehen und weist eine Umwälzpumpe (nicht dargestellt) zum Zirkulieren des Kühlmediums auf.
In das Gehäuse des Wärmetauschers 29 ist zudem eine Temperatursteuereinrichtung integriert, die die Umwälzpumpe und die Peltier-Elemente ansteuert. Die elektrisehe Verbindung zu den Peltier-Elementen ist entlang einem der Schläuche 28 geführt.
Mittels eines Sensorelementes (nicht dargestellt), das in den Kühlblock 26 integriert oder an der Luftbefeuchtungskammer 2 oder dem Steuergehäuse 3 angeordnet ist, wird die Lufttemperatur gemessen und nach Maßgabe der Temperatur die Kühlung durch den Kühlblock 26 gesteuert. Vorzugsweise ist das Sensorelement zum Messen der Lufttemperatur möglichst weit vom Kühlblock entfernt angeordnet, damit eine möglichst stabile Regelung erzielt wird.
Im Betrieb wird die aus der Luftbefeuchtungskammer 2, dem Steuergehäuse 3 und dem Kühlblock 26 bestehende Einheit in die Vorrichtung 17 zum Erzeugen von Polymerchips eingestellt und der Wärmetauscher 29 außerhalb dieser Vorrichtung angeordnet. Die Schläuche 28 werden durch entsprechende Öffnungen in den Seitenwandungen 19 der Vorrichtung 17 zum Erzeugen von Polymerchips herausgeführt.
Mit dieser Luftbehandlungsvorrichtung lässt sich somit die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur der Arbeitskammer der Vorrichtung 17 zum Erzeugen von Polymerchips einstellen und regeln. Üblicherweise liegt der Temperaturbereich im Bereich von 100C bis 200C, weshalb lediglich eine Kühlvorrichtung vorgesehen ist, da diese Temperatur üblicherweise unterhalb der Raumtemperatur des Raumes liegt, in dem sich die Vorrichtung 17 befindet. Sollten höhere Temperaturen notwendig sein, kann durch eine umgepolte Ansteuerung der Peltier-Elemente der Kühlblock 26 auch als Heizblock verwendet werden.
• · • · ■ ·
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Diese Luftbehandlungsvorrichtung 1 kann einfach in eine bestehende Vorrichtung 17 zum Erzeugen von Polymerchips eingestellt werden, ohne dass diese umgerüstet werden muss.
5
Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, eine Luftbehandlungsvorrichtung in die Vorrichtung 17 zum Erzeugen von Polymerchips baulich zu integrieren. Bei einer solchen Ausführungsform mit einem Kühlblock ist es zweckmäßig, den Kühlblock als Bestandteil einer der Seitenwandungen der Vorrichtung 17 zum Erzeugen von Polymerchips auszubilden, so dass das Peltier-Element mit einer Fläche und daran angeordneten Wärmetauscherrippen nach innen in die Arbeitskammer weisend und der anderen Fläche und daran angeordneten Wärmetauscherrippen nach außen weisend angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung des PeI-tier-Elementes mit zwei Sätzen von Wärmetauscherrippen kann ohne Vorsehen eines zusätzlichen Kühlkreises Wärme aus der Arbeitskammer nach außen abgeführt werden.
Im Rahmen der Erfindung kann die Luftbefeuchtungskammer mit einem Füllstandsensor und einer Einrichtung zum automatischen Nachfüllen von Wasser in die Luftbefeuchtungskammer nach Maßgabe des Füllstandsensors versehen sein. Hierbei wird aus einem Wasservorratsbehälter, der wesentlich größer als die Luftbefeuchtungskammer ist, Wasser in der vom Füllstandsensor vorgegebenen Menge mittels einer Pumpe in die Luftbefeuchtungskammer gefördert. Der Wasservorratsbehälter ► ist außerhalb der Arbeitskammer der Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips angeordnet. So kann er in beliebiger Größe ausgebildet sein und jederzeit nachgefüllt werden, wodurch ein kontinuierlicher Betrieb der Luftbehandlungsvorrichtung möglich ist.
Es ist auch möglich, dass die Luftbehandlungsvorrichtung ausserhalb der Arbeitskammer der Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips angeordnet ist, und dass Luft aus der Arbeitskammer zur Luftbehandlungsvorrichtung mittels eines Schlauches abgeführt, dort entsprechend befeuchtet und/oder temperiert wird, und über einen weiteren Schlauch wieder der Arbeitskammer zugeführt wird.
7i::;
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Bezugszeichenliste
1 Luftbehandlungsvorrichtung
2 Luftbefeuchtungskammer
3 Steuergehäuse
4 Bodenwandung
5 Seitenwandung
6 Lüftungsschlitze
7 Deckel
8 Belüftungsöffnung
9 Ventilator
10 Elektromotor
11 Steuereinrichtung
12 Anzeige
13 Tasten
14 Sensorelement
15 Maximaler Wasserspiegel
16 Saugkörper
17 Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips
18 Bodenplatte
19 Seitenwandungen
20 Deckel
21 Säule
22 Arbeitsplatte
23 Roboterarm
24 Mikrotiterplatte
25 Aufnahmebereich für Trägerplättchen
26 Kühlblock
27 Kühlrippe
28 Schlauch
29 Wärmetauscher
30 Kühlrippe
(C
• «■

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerchips mit einer im wesentlichen geschlossenen Arbeitskammer, in der
eine Luftbefeuchtungseinrichtung und ein Sensorelement (14) zum Messen der Luftfeuchtigkeit angeordnet sind, und mit
einer elektronischen Steuereinrichtung (11),
die derart ausgebildet ist, dass sie nach Maßgabe der gemessenen Luftfeuchtigkeit die Luftbefeuchtungseinrichtung ansteuert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbefeuchtungseinrichtung eine Luftbefeuchtungskammer (2) aufweist, die einen wasserdichten Behälter bis zu einem vorbestimmten Niveau bildet und oberhalb dieses vorbestimmten Niveaus Belüftungsöffnungen (6, 8) und eine elektromotorisch angetriebenen Ventilator (9) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Luftbefeuchtungskammer (2) ein poröser, großflächiger Saugkörper (16) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe b der Luftbefeuchtungsvorrichtung im Bereich von 6 cm bis 10 cm liegt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllstandsensor in der Luftbefeuchtungskammer (2) und eine Einrichtung zum automatischen Nachfüllen von Wasser in die Luftbefeuchtungskammer (2) nach Maßgabe des Füllstandsensors vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung und einem Temperatursensorelement zum Erfassen der Temperatur und zum Ansteuern der Kühleinrichtung nach Maßgabe des gemessenen Temperaturwertes.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung ein Peltier-Element aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement in eine der Seitenwandungen der Arbeitskammer derart integriert ist, dass das Peltier-Element mit einer Fläche und daran angeordneten Wärmetauscherrippen nach innen in die Arbeitskammer weisend und der anderen Fläche und daran angeordneten Wärmetauscherrippen nach außen weisend angeordnet ist.
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