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DE20112192U1 - Vorrichtung zur Bereitstellung von Flüssigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zur Bereitstellung von Flüssigkeiten

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DE20112192U1
DE20112192U1 DE20112192U DE20112192U DE20112192U1 DE 20112192 U1 DE20112192 U1 DE 20112192U1 DE 20112192 U DE20112192 U DE 20112192U DE 20112192 U DE20112192 U DE 20112192U DE 20112192 U1 DE20112192 U1 DE 20112192U1
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liquid
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tubular
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Evotec Biosystems GmbH
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Description

Vorrichtung zur Bereitstellung von Flüssigkeiten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Partikel enthaltenden chemischen und/oder biologischen Flüssigkeiten. Die Bereitstellung der Flüssigkeiten erfolgt für Mikrosysteme. Bei MikroSystemen handelt es sich beispielsweise um Systeme wie Chipstrukturen, Mikropumpen u.dgl., die Kanäle mit geringen Abmessungen aufweisen.
Mit einer Mikropumpe werden Kleinstmengen an Flüssigkeiten gefördert. Beispielsweise werden Mikropumpen in automatischen Dispensiereinrichtungen zum Befüllen von Titerplatten mit chemischen und/oder biologischen Flüssigkeiten eingesetzt. Hierbei werden von den Mikropumpen Flüssigkeitstropfen mit einem Volumen von wenigen &mgr;&idiagr;, insbesondere wenigen nl, abgegeben. Derartige Mikropumpen weisen eine Kammer auf, auf die mit Hilfe eines Piezoelements Druck ausgeübt wird. Hierdurch wird ein kleiner Tropfen durch einen kapillaren Austrittskanal der Mikropumpe abgegeben. Sowohl der Zuführkanal
Telefon: (0221) 916520 · ;Tetelax:
: (G, JBZIV 402 &> 91 2O30>··· eMail: mail@dompatent.de
als auch der Austrittskanal zu der Kammer der Mikropumpe weisen sehr geringe Durchmesser von weniger als 200 &mgr;&igr;&eegr;, insbesondere weniger als 100 /zm, auf. Die Mikropumpe ist mit einem Flüssigkeitsreservoir verbunden. Die Verbindung ist im Allgemeinen über einen dünnen Silikonschlauch o.dgl. realisiert. Üblicherweise werden Silikonschläuche mit einem Innendurchmesser von 1 mm oder weniger verwendet.
Auf Grund der kleinen Abmessungen des Mikrosystems, wie beispielsweise der Mikropumpe, treten beim Bereitstellen von chemischen und/oder biologischen Flüssigkeiten, die Partikel enthalten, leicht Verstopfungen auf. Bei den Partikeln kann es sich beispielsweise um Zellen, Moleküle o.dgl. handeln, die dem Mikrosystem zugeführt werden sollen bzw. von dem Mikrosystem, wie einer Mikropumpe, gefördert werden. In derartigen Partikel enthaltenden Flüssigkeiten können Proteinagglomerat- bzw. Vesikelbildung oder andere Verunreinigungen auftreten.
Diese Verunreinigungen weisen einen erheblich größeren Durchmesser als die Partikel auf, die dem Mikrosystem zugeführt werden sollen. Hierdurch können in dem Mikrosystem Verstopfungen auftreten. Auf Grund von Verstopfungen ist beispielsweise das Fördern der Flüssigkeit mit der Mikropumpe nicht mehr möglich. Insbesondere bei Untersuchungen, bei denen eine große Anzahl von Proben innerhalb kurzer Zeit untersucht wird, kann dies zur Folge haben, dass die gesamte Untersuchung wiederholt werden muss, wenn die Mikropumpe während des Versuchs verstopft und somit die Untersuchungen verzögert werden. Es ist bei derartigen Versuchen häufig nicht möglich, die Pumpe zu reinigen und den Versuch anschließend fortzusetzen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn es sich um
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empfindliche Flüssigkeiten handelt, die beispielsweise mit Sauerstoff oder anderen die Probe umgebenden Fluiden bzw. Gasen reagieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Partikel enthaltenden chemischen und/oder biologischen Flüssigkeiten für Mikrosysteme zu schaffen, durch die die Gefahr von Verstopfungen in den Mikrosystemen verringert ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Die Vorrichtung zur Bereitstellung von Partikel enthaltenden chemischen und/oder biologischen Flüssigkeiten für Mikrosysteme weist ein Flüssigkeitsreservoir und ein rohrförmiges Fluidelement, wie einen Schlauch, auf. Das rohrförmige Fluidelement ist mit einem Auslaßstutzen des Flüssigkeitsreservoirs verbunden und dient zur Verbindung des Flüssigkeitsreservoirs mit dem Mikrosystem, beispielsweise einer Mikropumpe. Erfindungsgemäß ist ein rohrförmiges Verbindungselement vorgesehen, das zur Verbindung des Fluidelements mit dem Flüssigkeitsreservoir dient. Das Fluidelement ist somit über das rohrförmige Verbindungselement mit dem Flüssigkeitsreservoir verbunden. Erfindungsgemäß ragt das rohrförmige Verbindungselement in das Flüssigkeitsreservoir hinein. Eine Einlaßöffnung des Verbindungselements ist somit innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs, d.h. innerhalb der Flüssigkeit, angeordnet. Die Entnahme der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir erfolgt somit nicht über den Auslaßstutzen am Boden des Flüssigkeitsreservoirs.
Verunreinigungen können sich daher am Boden des Flüssigkeitsreservoirs ablagern, ohne in das an die erfindungsgemäße Vorrichtung angeschlossene Mikrosystem gelangen zu können. Die Gefahr, dass das Mikrosystem durch Verunreinigungen, wie sich in der biologischen und/oder chemischen Flüssigkeit bildende Partikelagglomerate, verstopft wird, ist somit erheblich verringert.
Vorzugsweise ist die Einlaßöffnung des rohrförmigen Verbindungselements in einem vertikalen Abstand zu dem Boden des Flüssigkeitsreservoirs angeordnet. Das Flüssigkeitsreservoir weist somit im Bodenbereich ein Totvolumen auf, in dem sich Verunreinigungen, wie beispielsweise in der chemischen und/oder biologischen Flüssigkeit gebildete Partikelagglomerate, ablagern können.
Zur Befestigung des rohrförmigen Verbindungselements an einem herkömmlichen Auslaßstutzen eines Flüssigkeitsreservoirs ist vorzugsweise eine Dichtmuffe vorgesehen, die am Auslaßstutzen befestigbar ist. Die Dichtmuffe wird vorzugsweise über den Auslaßstutzen gestülpt und weist eine zentrale Öffnung auf, in der das rohrförmige Verbindungselement gehalten ist. Hierdurch kann das rohrförmige Verbindungselement zusammen mit der Dichtmuffe auf einfache Weise von dem Auslaßstutzen abgezogen werden. Nach dem Entfernen des rohrförmigen Verbindungselements von dem Flüssigkeitsreservoir kann dies auf einfache Weise gereinigt werden, da das Flüssigkeitsreservoir nunmehr eine relative große Auslaßöffnung in dem Auslaßstutzen aufweist, durch den die Verunreinigungen ausgespült werden können.
Bei dem rohrförmigen Verbindungselement handelt es sich vorzugsweise um eine Kapillare mit einem Innendurchmesser von weniger als 2 mm, insbesondere weniger als 1 mm und besonders bevorzugt weniger als 0,8 mm. Der Außendurchmesser der Kapillare entspricht vorzugsweise im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Fluidelements, wie beispielsweise einem Silikonschlauch, Somit kann auf einfache Weise das rohrförmige Verbindungselement mit dem Fluidelement durch Einstecken verbunden werden. Eine gesonderte Befestigung des Fluidelements an dem Verbindungselement ist nicht erforderlich, da bei entsprechend gewählten Durchmessern ausreichend Reibung zwischen den beiden Elementen herrscht. Die Kapillare ist vorzugsweise aus PEEK-Material (Polye t here_t herketone) hergestellt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für chemische und/oder biologische Flüssigkeiten mit Partikeln geeignet, die zur Agglomeratbildung neigen und sodann sedimentieren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. /:
Ein Flüssigkeitsreservoir 10 ist mit einer Partikel enthaltenden chemischen und/oder biologischen Flüssigkeit 12 befüllt. Zur Entnahme der Flüssigkeit 12 aus dem Flüssigkeitsreservoir 10 weist das Flüssigkeitsreservoir 10 an
einem Boden 14 einen Auslaßstutzen 16. auf. Durch den Auslaßstutzen 16 ist von außen ein rohrförmiges Verbindungselement 18 in Form einer Kapillare eingeführt. Die Kapillare 18 weist einen deutlich geringeren Außendurchmesser auf als der Innendurchmesser des Auslaßstutzens 16.
Zum Halten des rohrförmigen Verbindungselements 18 sowie zum Abdichten gegenüber dem Flüssigkeitsreservoir 10 ist eine Dichtmuffe 2 0 vorgesehen. Die vorzugsweise aus elastischem Kunststoff bestehende Dichtmuffe 2 0 wird über den im Querschnitt runden Auslaßstutzen 16 gestülpt. Die rotationssymmetrische, im Querschnitt U-förmige Dichtmuffe 2 0 weist eine Durchtrittsöffnung 22 zur Aufnahme des rohrförmigen Verbindungselementes 18 auf. Der Durchmesser der Durchtrittsöffnung 22 ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Verbindungselementes 18, so dass das Verbindungselement 18 dichtend in der Durchtrittsöffnung 22 gehalten ist. Eine zusätzliche Halterung für das Verbindungselement 18 ist nicht erforderlich. Das Aufstecken der Dichtmuffe 20, die das Verbindungselement 18 trägt, ist zur Befestigung ausreichend.
Ebenso wird ein Fluidelement 24, wie ein Silikonschlauch, lediglich auf das aus der Muffe 2 0 in der Figur nach unten vorstehende Ende des Verbindungselements 18 aufgesteckt. Hierzu ist der Außendurchmesser des Verbindungselements 18 derart gewählt, dass dieser geringfügig größer als der Innendurchmesser des Fluidelements 24 ist. Durch Aufstecken eines als Silikonschlauch o.dgl. ausgebildeten Fluidelements erfolgt somit eine feste und dichte Verbindung.
Das Verbindungselement 18 ist somit teilweise innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs 10 angeordnet, so dass eine Einlaßöffnung 26 des Verbindungselements 18 innerhalb der Flüssigkeit 12 angeordnet ist. Die Einlaßöffnung 26 weist gegenüber einem Boden 14 des Flüssigkeitsreservoirs 10 einen vertikalen Abstand auf. Es ist somit möglich, dass sich Verunreinigungen 2 8 im Bereich des Bodens 14 um das rohrförmige Verbindungselement 18 herum ansammeln, ohne durch die Einlaßöffnung 2 6 in das Verbindungselement 18 zu gelangen. Es ist somit vermieden, dass Verunreinigungen 28 aus dem Flüssigkeitsreservoir 10 über den Schlauch 24 einem Mikrosystem, wie beispielsweise einer Mikropumpe, zugeführt werden. Zusätzlich kann die Einlaßöffnung mit einer Membran versehen sein. Diese ist für Partikel durchlässig, aber für Verunreinigungen undurchlässig. Hierdurch ist die Sicherheit erhöht, dass keine Verunreinigungen in das Mikrosystem gelangen können.
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Claims (5)

1. Vorrichtung zur Bereitstellung von Partikel enthaltenden chemischen und/oder biologischen Flüssigkeiten für Mikrosysteme, insbesondere Mikropumpen, mit
einem Flüssigkeitsreservoir (10) und
einem mit einem Auslaßstutzen (16) des Flüssigkeitsreservoirs (10) verbundenen rohrförmigen Fluidelement (24) zur Verbindung des Flüssigkeitsreservoirs (10) mit dem Mikrosystem,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fluidelement (24) über ein rohrförmiges Verbindungselement (18) mit dem Flüssigkeitsreservoir (10) verbunden ist und dass das Verbindungselement (18) in das Flüssigkeitsreservoir (10) ragt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlaßöffnung (26) des Verbindungselements (18) in einem vertikalen Abstand zu einem Boden (14) des Flüssigkeitsreservoirs (10) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (18) mit einer Dichtmuffe (20) am Auslaßstutzen (16) befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (18) in das Fluidelement (24) eingesteckt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (18) einen Innendurchmesser von weniger als 2 mm, insbesondere weniger als 1 mm und besonders bevorzugt weniger als 0,8 mm, aufweist.
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