DE20117661U1 - Apparatus for heating reaction vessel wells in micro-titration plate has base body to hold them, containing temperature control block which is moved up and down through movements of swing lid - Google Patents
Apparatus for heating reaction vessel wells in micro-titration plate has base body to hold them, containing temperature control block which is moved up and down through movements of swing lidInfo
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Abstract
Description
Reinhardt Söllner GanahlRein hardt Söllner Gan ahl
Patentanwälte Reinhardt Söllner Ganahl ■ P.O. Box 12 26 ■ D-85542 Kirchheim b. MünchenPatent Attorneys Reinhardt Söllner Ganahl ■ P.O. Box 12 26 ■ D-85542 Kirchheim b. Munich
29/10/2001 Gebrauchsmuster
MWG-BIOTECHAG
DE-2727/MWG-2429/10/2001 Utility model
MWG-BIOTECHAG
DE-2727/MWG-24
Thermocyclervorrichtunq
15 Thermocycler device
15
Die Erfindung betrifft eine Thermocyclervorrichtung.The invention relates to a thermocycler device.
Aus der EP 1 013 342 A2 ist eine Thermocyclervorrichtung zur Durchführung chemischer und biologischer Reaktionen bekannt, die einen Basiskörper aufweist, an dem zum Aufnehmen eines oder mehrer nach oben offener Reaktionsgefäße ein Aufnahmebereich ausgebildet ist. Diese Thermocyclervorrichtung weist einen Deckel zum Schließen des Aufnahmebereichs des Basiskörpers auf.EP 1 013 342 A2 discloses a thermocycler device for carrying out chemical and biological reactions, which has a base body on which a receiving area is formed for receiving one or more reaction vessels that are open at the top. This thermocycler device has a lid for closing the receiving area of the base body.
Diese bekannte Thermocyclervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Schließmechanismus zwischen dem Deckel und dem Basiskörper zum Fixieren des Deckels auf dem Basiskörper vorgesehen ist, und ein elektrisch ansteuerbares Stellglied derart an der Thermocyclervorrichtung angeordnet ist, dass nach dem Fixieren des Deckels auf dem Basiskörper der Deckel und das bzw. die Reaktionsgefäße aneinander gedrückt werden können.This known thermocycler device is characterized in that a closing mechanism is provided between the lid and the base body for fixing the lid on the base body, and an electrically controllable actuator is arranged on the thermocycler device in such a way that after the lid has been fixed on the base body, the lid and the reaction vessel(s) can be pressed against one another.
Bei dieser bekannten Vorrichtung kann somit der Deckel zunächst mit dem Schließmechanismus am Basiskörper verriegelt werden und anschließend mittelsIn this known device, the lid can first be locked with the locking mechanism on the base body and then by means of
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des Stellgliedes das bzw. die Reaktionsgefäße gegen den Deckel gedrückt werden, wodurch die einzelnen Reaktionsgefäße abgedichtet werden.of the actuator, the reaction vessel(s) are pressed against the lid, thereby sealing the individual reaction vessels.
Eine solche Thermocyclervorrichtung ist sehr vorteilhaft, da der Deckel mit geringer Kraft geschlossen werden kann und danach ein hoher Druckaufbau erzielt wird, der die Reaktionsgefäße sicher abdichtet.Such a thermocycler device is very advantageous because the lid can be closed with little force and then a high pressure build-up is achieved, which securely seals the reaction vessels.
Diese Thermocyclervorrichtung wird insbesondere in automatisch arbeitenden Systemen eingesetzt, wobei dann in der Regel der Deckel mit einem Stellmotor versehen wird, mit welchem der Deckel automatisch geöffnet und geschlossen werden kann.This thermal cycling device is used in particular in automatic systems, whereby the lid is usually provided with a servomotor with which the lid can be opened and closed automatically.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Thermocyclervorrichtung derart weiter zu bilden, dass sie einfacher und damit kostengünstiger aufgebaut ist.The invention is based on the object of further developing the thermocycler device mentioned at the outset in such a way that it is constructed in a simpler and thus more cost-effective manner.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Thermocyclervorrichtung ist mit einer Temperiereinrichtung zum Temperieren von Reaktionsgefäßen versehen. Sie umfasst einen Basiskörper, in dem ein die Temperiereinrichtung aufweisender Temperierblock angeordnet ist, an dem ein Aufnahmebereich zur Aufnahme von Reaktionsgefäßen ausgebildet ist, einen Deckel zum Verschließen des Aufnahmebereichs, eine Hubeinrichtung zum Anheben und Absenken des Temperierblocks zum Erzeugen eines Anpressdruckes zwischen dem Aufnahmebereich befindlichen Reaktionsgefäßen und dem Deckel, und einen Kopplungsmechanismus zum Koppeln des Temperierblocks mit dem Deckel, so dass beim Anheben des Temperierblockes der Deckel geschlossen und beim Absenken geöffnet wird.The thermocycler device according to the invention is provided with a temperature control device for temperature control of reaction vessels. It comprises a base body in which a temperature control block having the temperature control device is arranged, on which a receiving area for receiving reaction vessels is formed, a lid for closing the receiving area, a lifting device for raising and lowering the temperature control block to generate a contact pressure between reaction vessels located in the receiving area and the lid, and a coupling mechanism for coupling the temperature control block to the lid, so that when the temperature control block is raised, the lid is closed and when it is lowered, it is opened.
Durch das Vorsehen des Kopplungsmechanismus zwischen dem Temperierblock und dem Deckel werden mittels der Hubeinrichtung sowohl das Schließen und Öffnen des Deckels als auch das Anheben und Absenken des TemperierblockesBy providing the coupling mechanism between the tempering block and the lid, the lifting device enables both the closing and opening of the lid and the raising and lowering of the tempering block
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ausgeführt. Durch das Anheben des Temperierblockes werden die Reaktionsgefäße gegen den Deckel gedrückt, wodurch mittels der Hubeinrichtung auch der Druckaufbau zum Abdichten der Reaktionsgefäße ausgeführt wird.By lifting the temperature control block, the reaction vessels are pressed against the lid, whereby the pressure build-up for sealing the reaction vessels is also carried out by means of the lifting device.
Es ist somit ein einziges Stellelement zum Schließen des Deckels und Abdichten der Reaktionsgefäße ausreichend. Vorzugsweise weist der Kopplungsmechanismus ein Federelement auf, in welchem der Deckel elastisch vom Kopplungsmechanismus beaufschlagt ist, so dass die Kraft, mit welcher der Deckel zum Schließen niedergedrückt wird, begrenzt ist, und der Temperierblock ein vertikales Bewegungsspiel aufweisen kann, wenn der Deckel gleichzeitig am Basiskörper aufliegt und verriegelt ist.A single actuating element is therefore sufficient for closing the lid and sealing the reaction vessels. The coupling mechanism preferably has a spring element in which the lid is elastically acted upon by the coupling mechanism, so that the force with which the lid is pressed down to close it is limited, and the temperature control block can have a vertical movement when the lid is resting on the base body and locked at the same time.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. In the drawings:
Figur 1a-1cFigure 1a-1c
jeweils eine schematisch grob vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Thermocyclervorrichtung im Schnitt in geöffneter Stellung, geschlossener Stellung und geschlossener und verriegelter Stellung,each a schematically roughly simplified representation of a thermal cycler device according to the invention in section in the open position, closed position and closed and locked position,
eine erfindungsgemäße Thermocyclervorrichtung in geöffneter Stellung in einer Schnittansicht,a thermocycler device according to the invention in the open position in a sectional view,
die Thermocyclervorrichtung aus Figur 2 in geschlossener Stellung in einer Schnittansicht, undthe thermocycler device of Figure 2 in closed position in a sectional view, and
jeweils eine schematisch grob vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Thermocyclervorrichtung im Schnitt in geschlossener Stellung, teilweise geöffneter Stellung und vollständig geöffneter Stellung.each a schematically roughly simplified representation of a thermal cycler device according to the invention in section in the closed position, partially open position and fully open position.
In den Figuren 1a bis 1c ist schematisch grob vereinfacht die erfindungsgemäße Thermocyclervorrichtung in einer Schnittansicht in geöffneter Stellung (Figur 1a),Figures 1a to 1c show a schematically simplified version of the thermocycler device according to the invention in a sectional view in the open position (Figure 1a),
Figur 2Figure 2
Figur 3Figure 3
Figur 4a - 4cFigure 4a - 4c
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geschlossener aber nicht verriegelter Stellung (Figur 1b) und geschlossener und verriegelter Stellung (Figur 1c) gezeigt.closed but not locked position (Figure 1b) and closed and locked position (Figure 1c).
Die Thermocyclervorrichtung 1 weist einen Basiskörper bzw. ein Gehäuse 2 mit einer Bodenwandung 3 und Seitenwandungen 4 auf. Im Basiskörper 2 befindet sich ein Temperierblock 5, der mit Heiz- und/oder Kühlelementen (nicht dargestellt) versehen ist. An der Unterseite des Temperierblockes 5 ist ein Scherengestänge 6 angeordnet, mit welchem der Temperierblock 5 im Basiskörper 2 angehoben bzw. abgesenkt werden kann. Die Oberseite des Temperierblockes 5 ist als Aufnahmebereich 7 zum Aufnehmen von Reaktionsgefäßen ausgebildet. Hierzu weist er in einem regelmäßigen Raster angeordnete Vertiefungen auf, in welchen die Reaktionsgefäße formschlüssig aufgenommen werden. Üblicherweise sind die Reaktionsgefäße in einer Mikrotiterplatte 8 zusammengefasst, so dass sie gemeinsam gehandhabt werden können. In den Figuren 1b und 1c ist die Mikrotiterplatte 8 mit den Reaktionsgefäßen zur Vereinfachung nicht dargestellt.The thermocycler device 1 has a base body or a housing 2 with a bottom wall 3 and side walls 4. In the base body 2 there is a temperature control block 5 which is provided with heating and/or cooling elements (not shown). On the underside of the temperature control block 5 there is a scissor linkage 6 with which the temperature control block 5 can be raised or lowered in the base body 2. The top of the temperature control block 5 is designed as a receiving area 7 for receiving reaction vessels. For this purpose it has recesses arranged in a regular grid in which the reaction vessels are received in a form-fitting manner. The reaction vessels are usually combined in a microtiter plate 8 so that they can be handled together. In Figures 1b and 1c the microtiter plate 8 with the reaction vessels is not shown for the sake of simplicity.
An einem Seitenwandbereich des Temperierblockes 5 ist eine Kopplungsstange 9 mittels eines Gelenkes 10 schwenkbar befestigt. Die Kopplungsstange 9 erstreckt sich etwa vertikal nach oben, wobei sie eine Hülse 11 durchsetzt, in der die Kopplungsstange verschieblich gelagert ist. Die Hülse 11 ist mittels eines Gelenkes 12 beweglich an einem Deckel 13 befestigt.A coupling rod 9 is pivotably attached to a side wall area of the temperature control block 5 by means of a joint 10. The coupling rod 9 extends approximately vertically upwards, passing through a sleeve 11 in which the coupling rod is movably mounted. The sleeve 11 is movably attached to a cover 13 by means of a joint 12.
Der Deckel 13 ist mit einem Gelenk 14 schwenkbar am Basiskörper 2 derart befestigt, dass der Deckel 13 den nach oben offenen Basiskörper 2 schließen kann (Figur 1b, Figur 1c) bzw. in eine offene Position geschwenkt werden kann, in welcher der Deckel etwa vertikal am Basiskörper 2 nach oben vorsteht.The lid 13 is pivotally attached to the base body 2 by means of a joint 14 such that the lid 13 can close the base body 2 which is open at the top (Figure 1b, Figure 1c) or can be pivoted into an open position in which the lid protrudes approximately vertically upwards on the base body 2.
Die Hülse 11 ist mittels einer Schraubenfeder 15 an die Kopplungsstange 9 gekoppelt. Das bedeutet, dass ein Ende der Schraubenfeder 15 an der Hülse 11 an das andere Ende der Schraubenfeder an der Kopplungsstange 9 befestigt ist. Die Windungen der Schraubenfeder 15 erstrecken sich um die Kopplungsstange 9.The sleeve 11 is coupled to the coupling rod 9 by means of a coil spring 15. This means that one end of the coil spring 15 on the sleeve 11 is attached to the other end of the coil spring on the coupling rod 9. The turns of the coil spring 15 extend around the coupling rod 9.
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Der Deckel 13 weist an seiner Unterseite an dem vom Gelenk 14 entfernten Randbereich eine Ausnehmung 16 auf, an welcher ein Vorsprung mit einer Verriegelungskante 17 ausgebildet ist. Am Basiskörper 2 ist ein zur Ausnehmung 16 korrespondierender Verriegelungshaken 18 schwenkbar angeordnet. Der Verriegelungshaken 18 weist eine bezüglich des Basiskörpers 2 nach außen weisende Hakennase 19 auf. Der Verriegelungshaken 18 wird von einem Federelement 20 derart beaufschlagt, dass der Haken mit der Hakennase 19 in Richtung des Innen-Bereichs des Basiskörpers 2 geschwenkt wird (Figur 1A, Figur 1B), so dass beim Schließen des Deckels der Haken 18 in die Ausnehmung 16 eingeführt wird. In der Ausnehmung 16 ist vorzugsweise ein Sensor zum Detektieren des Hakens 18 vorgesehen.The lid 13 has a recess 16 on its underside in the edge area remote from the joint 14, on which a projection with a locking edge 17 is formed. A locking hook 18 corresponding to the recess 16 is pivotably arranged on the base body 2. The locking hook 18 has a hook nose 19 pointing outwards with respect to the base body 2. The locking hook 18 is acted upon by a spring element 20 in such a way that the hook with the hook nose 19 is pivoted in the direction of the inner area of the base body 2 (Figure 1A, Figure 1B), so that when the lid is closed, the hook 18 is inserted into the recess 16. A sensor for detecting the hook 18 is preferably provided in the recess 16.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Thermocyclervorrichtung anhand der Figuren 1a bis 1c näher erläutert.
15The mode of operation of the thermal cycling device according to the invention is explained in more detail below with reference to Figures 1a to 1c.
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In Figur 1a ist die Thermocyclervorrichtung mit dem Temperierblock 5 in seiner untersten Stellung dargestellt. Der Deckel 13 wird hierbei von der Kopplungsstange 9 und der Schraubenfeder 15 in seiner geöffneten Stellung gehalten.Figure 1a shows the thermocycler device with the temperature control block 5 in its lowest position. The cover 13 is held in its open position by the coupling rod 9 and the coil spring 15.
Beim Anheben des Temperierblockes 5 mittels des Scherengestänges 6 (Figur 1a ^ 1 b) wird auch die Kopplungsstange 9 angehoben. Hierdurch wird die Hülse 11 nach oben bewegt und um das Gelenk 14 geschwenkt, so dass der Deckel 13 in entsprechender Weise um das Gelenk 14 geschwenkt wird, bis der Deckel 13 horizontal auf dem Basiskörper 2 aufliegt. Beim Absenken des Deckels 13 wird der Verriegelungshaken 18 in die Ausnehmung 16 des Deckels 13 eingeführt. Hierbei befindet sich der Temperierblock 5 ein Stück unterhalb des Deckels 13, so dass die Schraubenfeder 15 ohne Vorspannung ist (Figur 1b).When the tempering block 5 is raised by means of the scissor linkage 6 (Figure 1a ^ 1b), the coupling rod 9 is also raised. This causes the sleeve 11 to move upwards and pivot about the joint 14, so that the cover 13 is pivoted in a corresponding manner about the joint 14 until the cover 13 rests horizontally on the base body 2. When the cover 13 is lowered, the locking hook 18 is inserted into the recess 16 of the cover 13. The tempering block 5 is located a little below the cover 13, so that the coil spring 15 is not pre-tensioned (Figure 1b).
Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Temperierblockes 5 verbleibt der Deckel 13 in seiner auf dem Basiskörper 2 aufliegenden Position, weshalb die Kopplungsstange 9 nach oben durch die Hülse 12 geschoben wird, wodurch die Schraubenfeder 15 komprimiert wird. Durch das Vorsehen der Schraubenfeder 15 wird somit dieDuring the further upward movement of the temperature control block 5, the cover 13 remains in its position resting on the base body 2, which is why the coupling rod 9 is pushed upwards through the sleeve 12, whereby the coil spring 15 is compressed. By providing the coil spring 15, the
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Bewegung des Deckels 13 von der weiteren Bewegung des Temperierblockes 5 entkoppelt.Movement of the lid 13 is decoupled from the further movement of the tempering block 5.
Mit der nach oben gerichteten Bewegung des Temperierblockes 5 stößt der Temperierblock 5 gegen den Verriegelungshaken 18 und drückt ihn gegen die Wirkung des Federelementes 20 nach außen bezüglich des Basiskörpers 2, so dass der Verriegelungshaken 18 mit seiner Hakennase 19 die Verriegelungskante 17 des Deckels 13 hintergreift. Hierdurch ist der Deckel 13 auf dem Basiskörper 2 verriegelt.With the upward movement of the tempering block 5, the tempering block 5 hits the locking hook 18 and presses it outwards with respect to the base body 2 against the action of the spring element 20, so that the locking hook 18 with its hook nose 19 engages behind the locking edge 17 of the cover 13. The cover 13 is thereby locked onto the base body 2.
Durch die weitere Aufwärtsbewegung des Temperierblockes 5 wird auf die im Aufnahmebereich 7 befindlichen Reaktionsgefäße ein nach oben gerichteter Druck ausgeübt, in welchen die Reaktionsgefäße gegen den Deckel 13 gedrückt und damit abgedichtet werden.Due to the further upward movement of the tempering block 5, an upward pressure is exerted on the reaction vessels located in the receiving area 7, in which the reaction vessels are pressed against the lid 13 and thus sealed.
Beim Absenken des Temperierblockes 5 wird zunächst der Druck zum Abdichten der Reaktionsgefäße abgebaut, die Verriegelung durch den Verriegelungshaken 18 gelöst und dann der Deckel 13 in seine offene Position geschwenkt.When the temperature control block 5 is lowered, the pressure for sealing the reaction vessels is first released, the locking is released by the locking hook 18 and then the lid 13 is pivoted into its open position.
Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Bewegung des Temperierblockes 5 und des Deckels 13 wird somit mittels einer einzigen Stelleinrichtung, die in den Figuren 1a bis 1c schematisch durch das Scherengestänge 6 dargestellt ist, sowohl das Schließen und Öffnen des Deckels 13 als auch das Andrücken der Reaktionsgefäße gegen den Deckel ausgeführt. Hierdurch werden gegenüber herkömmlichen Thermocyclervorrichtungen, deren Deckel automatisch betätigbar ist, eine Stelleinrichtung eingespart, wobei trotz dieser Vereinfachung des Aufbaus der Schließvorgang entsprechend der europäischen Patentanmeldung EP 1 013 342 A2 durchgeführt werden kann, gemäß der der Deckel zunächst mit geringer Kraft geschlossen und verriegelt werden kann, wobei danach der Druck zum Abdichten der Reaktionsgefäße aufgebaut wird.By coupling the movement of the temperature control block 5 and the lid 13 according to the invention, both the closing and opening of the lid 13 and the pressing of the reaction vessels against the lid are carried out by means of a single actuating device, which is shown schematically in Figures 1a to 1c by the scissor linkage 6. This saves an actuating device compared to conventional thermocycler devices whose lids can be actuated automatically, and despite this simplification of the structure, the closing process can be carried out in accordance with European patent application EP 1 013 342 A2, according to which the lid can first be closed and locked with little force, after which the pressure is built up to seal the reaction vessels.
Wie man in Figur 1a erkennen kann, liegt die Mikrotiterplatte 8 auf einem Halterahmen 21 auf. Dieser Halterahmen ist an den Seitenwandungen 4 des Basiskörpers 2 befestigt und steht von den Seitenwandungen 4 jeweils ein Stück in den Innenbereich des Basiskörpers 2 vor. Beim Öffnen der ThermocyclervorrichtungAs can be seen in Figure 1a, the microtiter plate 8 rests on a holding frame 21. This holding frame is attached to the side walls 4 of the base body 2 and protrudes a little from the side walls 4 into the interior of the base body 2. When opening the thermocycler device
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dient der Halterahmen 21 als Abstreifelement, in welchen die Mikrotiterplatte 8 aus dem Aufnahmebereich 7 des Temperierblockes 5 beim Absenken des Temperierblockes 5 abgestriffen wird. Es besteht nämlich häufig das Problem, dass die Reaktionsgefäße nach der Druck- und Temperaturbeanspruchung während des Durchführens von chemischen und/oder biologischen Reaktionen in der Thermocyclervorrichtung fest an den Ausnehmungen des Aufnahmebereiches 7 haften und manuell oft nur schwer zu lösen sind, ohne dass die Reagenzien aus den einzelnen Gefäßen herausspritzen, wodurch eine erhebliche Kontaminationsgefahr entsteht. Mit dem statisch angeordneten Halterahmen 21 werden die Reaktionsgefäße beim Absenken des Temperierblockes 5 gleichmäßig von diesem gelöst. Vorzugsweise ist der Halterahmen 21 umlaufend ausgebildet, so dass er an allen Seiten die Mikrotiterplatte 8 unterstützt.the holding frame 21 serves as a stripping element, in which the microtiter plate 8 is stripped from the receiving area 7 of the temperature control block 5 when the temperature control block 5 is lowered. There is often the problem that the reaction vessels adhere firmly to the recesses of the receiving area 7 after the pressure and temperature stress during the implementation of chemical and/or biological reactions in the thermocycler device and are often difficult to remove manually without the reagents splashing out of the individual vessels, which creates a considerable risk of contamination. With the statically arranged holding frame 21, the reaction vessels are evenly released from the temperature control block 5 when it is lowered. The holding frame 21 is preferably designed to be circumferential so that it supports the microtiter plate 8 on all sides.
Die Figuren 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Thermocyclervorrichtung in einer Schnittdarstellung mit geöffnetem Deckel (Figur 2) und geschlossenem Deckel (Figur 3). Dieses Ausführungsbeispiel weist im Wesentlichen die gleichen Bauteile wie die in den Figuren 1a bis 1c schematisch gezeigten Thermocyclervorrichtung auf, weshalb gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
20Figures 2 and 3 show an embodiment of the thermal cycler device according to the invention in a sectional view with the lid open (Figure 2) and the lid closed (Figure 3). This embodiment has essentially the same components as the thermal cycler device shown schematically in Figures 1a to 1c, which is why the same components are designated with the same reference numerals.
20
Das Scherengestänge 6 wird über eine Gewindespindel 22 von einem Elektromotor 23 angetrieben, wobei auf der Gewindespindel 22 ein Schlitten 24 angeordnet ist, der bei der Drehbewegung der Spindel 22 in Längsrichtung der Spindel 22 verschoben wird. Hierbei wird ein Ende eines Hebels des Scherengestänges 6 mitgenommen und in entsprechender Weise das Scherengestänge 6 auf- bzw. zugeklappt. Die oberen Enden der Hebel des Scherengestänges 6 lagern schwenkbar in einer Halteplatte 25. Das unmittelbar über dem Schlitten 24 angeordnete Ende des Hebels des Scherengestänges 6 ist in der Halteplatte 25 verschieblich gelagert.The scissor linkage 6 is driven by an electric motor 23 via a threaded spindle 22, with a slide 24 arranged on the threaded spindle 22, which is displaced in the longitudinal direction of the spindle 22 when the spindle 22 rotates. In this case, one end of a lever of the scissor linkage 6 is taken along and the scissor linkage 6 is opened or closed accordingly. The upper ends of the levers of the scissor linkage 6 are pivotally mounted in a holding plate 25. The end of the lever of the scissor linkage 6 arranged directly above the slide 24 is displaceably mounted in the holding plate 25.
In der Halteplatte 25 ist ein Lüftermotor (nicht dargestellt) integriert, der ein horizontal angeordnetes Lüfterrad 26, dessen Lüfterschaufel 27 radial abstehen, um eine vertikale Antriebsachse antreibt. Oberhalb des Lüfterrades befinden sich vertikal ausgerichtete Kühllamellen 28, die an der Unterseite einer Grundplatte 29 befestigtA fan motor (not shown) is integrated in the holding plate 25, which drives a horizontally arranged fan wheel 26, whose fan blades 27 project radially, around a vertical drive axis. Above the fan wheel there are vertically aligned cooling fins 28, which are attached to the underside of a base plate 29.
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sind. Die Grundplatte 29 wird von sich von der Halteplatte 25 nach oben erstreckenden Seitenwandungen 30 gehalten. Auf Höhe des Lüfterrades 26 weisen die Seitenwandungen 30 Belüftungsschlitze 31 auf. Außenseitig sind an den Seitenwandungen elektrische Steckkontaktelemente 32 befestigt, die zum elektrischen Verbinden von gedruckten Leiterplatten 33 dienen, die an der Oberseite der Grundplatte 29 einen Randbereich abdecken. Im Bereich zwischen den gedruckten Leiterplatten 33 weist die Grundplatte 29 einen Sockel 34 auf, auf dem Peltierelemente 35 aufliegen. Die Peltierelemente 35 werden elektrisch mittels der gedruckten Leiterplatten 33 an einen Heiz- bzw. Kühlstromkreis angeschlossen. Auf den Peltierelementen 35 liegt ein Aufnahmekörper 36 auf, der in einem regelmäßigen Raster mit Ausnehmungen 37 versehen ist, die zur Aufnahme von Reaktionsgefäßen dienen. Der Aufnahmekörper 36 ist mittels Schrauben 38 an der Grundplatte 29 befestigt. Angrenzend am Aufnahmekörper 36 ist oberhalb der gedruckten Leiterplatten 33 eine Abdeckplatte 39 angeordnet.The base plate 29 is held by side walls 30 extending upwards from the holding plate 25. At the level of the fan wheel 26, the side walls 30 have ventilation slots 31. Electrical plug contact elements 32 are attached to the outside of the side walls, which serve to electrically connect printed circuit boards 33 that cover an edge area on the top of the base plate 29. In the area between the printed circuit boards 33, the base plate 29 has a base 34 on which Peltier elements 35 rest. The Peltier elements 35 are electrically connected to a heating or cooling circuit by means of the printed circuit boards 33. A receiving body 36 rests on the Peltier elements 35, which is provided with recesses 37 in a regular grid, which serve to accommodate reaction vessels. The receiving body 36 is attached to the base plate 29 by means of screws 38. A cover plate 39 is arranged adjacent to the receiving body 36 above the printed circuit boards 33.
Der Temperierblock 5 wird oben durch den Aufnahmekörper 36 und die Abdeckplatten 39 und unten durch die Halteplatte 25 begrenzt und umfasst alle dazwischen angeordneten Teile. Die Abdeckplatte 39 steht seitlich am Temperierblock 5 etwas vor, wobei dessen Stirnflächen 40 zum Führen an den durch den Basiskörper 2 ausgebildeten Begrenzungsflächen dienen.The tempering block 5 is delimited at the top by the receiving body 36 and the cover plates 39 and at the bottom by the holding plate 25 and includes all parts arranged in between. The cover plate 39 protrudes slightly at the side of the tempering block 5, with its end faces 40 serving to guide the delimiting surfaces formed by the base body 2.
Im Bereich oberhalb des Aufnahmekörpers 36 ist ein Halterahmen 21 lose in die Thermocyclervorrichtung eingesetzt. Der Halterahmen weist einen mittigen ebenflächigen Abschnitt 41 auf, an dem eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Mikrotiterplatte ausgebildet ist. Der ebenflächige Abschnitt 41 wird durch einen vertikal umlaufenden Stegabschnitt 42 begrenzt. Der Stegabschnitt 42 geht in einen horizontalen Randabschnitt 43 über, an den sich außenseitig ein vertikal nach unten weisender Randabschnitt 44 anschließt.In the area above the receiving body 36, a holding frame 21 is loosely inserted into the thermal cycler device. The holding frame has a central flat section 41, on which a recess is formed for receiving a microtiter plate. The flat section 41 is delimited by a vertically encircling web section 42. The web section 42 merges into a horizontal edge section 43, which is adjoined on the outside by an edge section 44 pointing vertically downwards.
Bei abgesenktem Temperierblock 5 liegt der Halterahmen 21 mit dem vertikalen Randabschnitt 44 auf einem Anschlag 45 auf. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Anschlag 45 durch einen vertikal verstellbaren Schraubbolzen dargestellt, so dass die Höhe des Anschlages 45 verstellbar ist undWhen the tempering block 5 is lowered, the holding frame 21 rests with the vertical edge section 44 on a stop 45. In the present embodiment, the stop 45 is represented by a vertically adjustable screw bolt, so that the height of the stop 45 is adjustable and
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die Position des Halterahmens 21 an die Dicke der Mikrotiterplatte angepasst werden kann.the position of the holding frame 21 can be adapted to the thickness of the microtiter plate.
Zur Kopplung des Temperierblockes 5 und des Deckels 13 ist die Kopplungsstange 9 vorgesehen, die in einer unteren Hülse 46 verschieblich gelagert ist. Die Hülse 46 ist ein Stück oberhalb der Grundplatte 25 an der Seitenwandung 30 des Temperierblockes 5 mittels eines Schwenkgelenkes 47 schwenkbar befestigt. Die Hülse 46 ist an die Kopplungsstange 9 mittels einer Schraubenfeder 48 gekoppelt, die mit einem Ende an der Hülse 46 und mit dem anderen Ende ein Stück entfernt in Richtung zum Deckel 13 an der Kopplungsstange 9 befestigt ist. Die Kopplungsstange 9 lagert mit ihrem von der unteren Hülse 46 entfernt angeordneten Ende in einer oberen Hülse 49. In dieser oberen Hülse 49 ist die Kopplungsstange fixiert. Diese Hülse 49 ist mittels eines Schwenkgelenkes 50 am Deckel 13 befestigt. Das Schwenkgelenk 50 ist benachbart zum Schwenkgelenk 14, mit dem der Deckel 13 am Basiskörper 2 schwenkbar befestigt ist, angeordnet und bezüglich des Schwenkgelenkes 14 etwas nach außen versetzt angeordnet.The coupling rod 9 is provided for coupling the temperature control block 5 and the cover 13 and is slidably mounted in a lower sleeve 46. The sleeve 46 is pivotally attached to the side wall 30 of the temperature control block 5 a little above the base plate 25 by means of a swivel joint 47. The sleeve 46 is coupled to the coupling rod 9 by means of a coil spring 48, which is attached at one end to the sleeve 46 and at the other end to the coupling rod 9 a little way away in the direction of the cover 13. The end of the coupling rod 9 which is located away from the lower sleeve 46 is mounted in an upper sleeve 49. The coupling rod is fixed in this upper sleeve 49. This sleeve 49 is attached to the cover 13 by means of a swivel joint 50. The pivot joint 50 is arranged adjacent to the pivot joint 14, with which the cover 13 is pivotally attached to the base body 2, and is arranged slightly offset outwards with respect to the pivot joint 14.
Der Deckel weist an seiner Unterseite eine Ausnehmung 51 auf, die sich über eine Fläche erstreckt, die bei geschlossenem Deckel 13 zumindest die Fläche des darunter angeordneten Aufnahmekörpers 36 vollständig abdeckt. In der Ausnehmung 51 ist eine Druckplatte 52 angeordnet, die an ihrer zum Aufnahmekörper 36 weisenden Seite an den Randbereichen angefast ist. Die angefasten Randbereiche liegen an entsprechend schräg angeordneten Widerlagern 53 an. Zwischen der Druckplatte 52 und dem Körper des Deckels 13 ist eine Feder 54 angeordnet, mit welcher die Druckplatte 52 gegen die Widerlager 53 gedrückt wird.The lid has a recess 51 on its underside, which extends over a surface that, when the lid 13 is closed, completely covers at least the surface of the receiving body 36 arranged underneath. A pressure plate 52 is arranged in the recess 51, which is chamfered at the edge areas on its side facing the receiving body 36. The chamfered edge areas rest against abutments 53 arranged at a corresponding angle. A spring 54 is arranged between the pressure plate 52 and the body of the lid 13, with which the pressure plate 52 is pressed against the abutments 53.
Der Deckel 13 weist eine Ausnehmung 16 mit einer Verriegelungskante 17 auf, wie sie in den Figuren 1a bis 1c gezeigt ist. Diese Ausnehmung liegt außerhalb der Schnittebene der Figuren 2 und 3, weshalb sie darin nicht erkennbar ist.
30The cover 13 has a recess 16 with a locking edge 17, as shown in Figures 1a to 1c. This recess lies outside the sectional plane of Figures 2 and 3, which is why it cannot be seen therein.
30
Am Basiskörper 2 ist ein Verriegelungshaken 18 in der gleichen Art und Weise angeordnet, wie er in den Figuren 1a bis 1 c dargestellt ist.A locking hook 18 is arranged on the base body 2 in the same manner as shown in Figures 1a to 1c.
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Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispieles der Thermocyclervorrichtung entspricht im Wesentlichen der oben anhand der Figuren 1a bis 1c erläuterten Funktionsweise. Sie unterscheidet sich gegenüber dem schematischen Beispiel der Figuren 1a bis 1c dadurch, dass die Kopplungsstange 9 in der unteren Hülse 49 verschieblich lagert und dementsprechend die Schraubenfeder 48 sich an der unteren Hülse 49 und an der Kopplungsstange 9 abstützt, und dass der Halterahmen 21 lose in den Basiskörper 2 eingesetzt ist. Der Halterahmen 21 wird bei einer Aufwärtsbewegung des Temperierblockes 5 mitgenommen und liegt dann unmittelbar an diesem auf. Bei einer Abwärtsbewegung des Temperierblockes 5 wird der Halterahmen 21 soweit abgesenkt, bis er am Anschlag 45 aufliegt. Danach senkt sich der Temperierblock 5 gegenüber dem Halterahmen 21 ab, wodurch eine in dem Halterahmen 21 befindliche Mikrotiterplatte aus den Ausnehmungen 37 des Aufnahmekörpers 36 gelöst wird.The mode of operation of this embodiment of the thermal cycler device essentially corresponds to the mode of operation explained above with reference to Figures 1a to 1c. It differs from the schematic example in Figures 1a to 1c in that the coupling rod 9 is slidably mounted in the lower sleeve 49 and accordingly the coil spring 48 is supported on the lower sleeve 49 and on the coupling rod 9, and that the holding frame 21 is loosely inserted into the base body 2. The holding frame 21 is carried along when the temperature control block 5 moves upwards and then rests directly on it. When the temperature control block 5 moves downwards, the holding frame 21 is lowered until it rests on the stop 45. The temperature control block 5 then lowers relative to the holding frame 21, whereby a microtiter plate located in the holding frame 21 is released from the recesses 37 of the receiving body 36.
Die Druckplatte 52 des Deckels 13 dient zum Ausgleich eventueller Unebenheiten an der in den Aufnahmekörper 36 eingesetzten Mikrotiterplatte.The pressure plate 52 of the lid 13 serves to compensate for possible unevenness on the microtiter plate inserted into the receiving body 36.
Diese Thermocyclervorrichtung wird durch Antreiben des Elektromotors 23 betätigt, der die Gewindespindel 22 in Drehung versetzt, wodurch der Schlitten 24 entlang der Gewindespindel 22 verfahren wird. Hierdurch wird das Scherengestänge 6 auf- bzw. zugeklappt, wodurch der Temperierblock 5 angehoben bzw. abgesenkt wird und der Deckel 13 über die Kopplungsstange 9 geschlossen bzw. geöffnet wird. Die Verriegelung des Deckels 13 erfolgt in der gleichen Weise, wie es oben anhand der Figuren 1a bis 1c erläutert worden ist. Im geschlossenen Zustand der Thermocyclervorrichtung liegt die Stirnfläche 40 der Abdeckplatte 39 am Verriegelungshaken 18 an, so dass dieses nicht ausreichen kann und die Verriegelungskante 17 sicher hintergreift (Figur 1c, Figur 3).This thermocycler device is operated by driving the electric motor 23, which causes the threaded spindle 22 to rotate, whereby the carriage 24 is moved along the threaded spindle 22. This causes the scissor linkage 6 to be opened or closed, whereby the temperature control block 5 is raised or lowered and the cover 13 is closed or opened via the coupling rod 9. The cover 13 is locked in the same way as explained above with reference to Figures 1a to 1c. When the thermocycler device is closed, the front surface 40 of the cover plate 39 rests against the locking hook 18, so that this cannot suffice and securely engages behind the locking edge 17 (Figure 1c, Figure 3).
Die erfindungsgemäße Thermocyclervorrichtung 1 kann mit einer Rasteinrichtung 55 versehen sein (Fig. 4a bis 4c), an welcher der Deckel 13 in seiner geöffneten Stellung (Fig. 4c) einrasten kann. Die Rasteinrichtung umfasst einen Raststift 56, der in einem Stellzylinder 57 vertikal beweglich gelagert ist. Benachbart zum Raststift 56 weist der Deckel 13 an der Stirnseite eine Rastausnehmung 58 auf. An dieThe thermocycler device 1 according to the invention can be provided with a locking device 55 (Fig. 4a to 4c) on which the cover 13 can lock in its open position (Fig. 4c). The locking device comprises a locking pin 56 which is mounted vertically movable in an actuating cylinder 57. Adjacent to the locking pin 56, the cover 13 has a locking recess 58 on the front side.
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Rastaufnehmung 18 schließt sich eine zur Unterseite des Deckels übergehende, abgerundete Gleitkante 59 an. Der Raststift 56 wird von einem Federelement (nicht dargestellt) derart beaufschlagt, dass er gegen den Rastdeckel 13 im Bereich der Rastausnehmung 58 bzw. der Gleitkante 59 gedrückt wird. Der Stellzylinder ist mit einem elektrisch ansteuerbaren Mechanismus versehen, mit welchen der Raststift 56 nach unten in den Stellzylinder 57 gezogen werden kann.The locking recess 18 is followed by a rounded sliding edge 59 that extends to the underside of the cover. The locking pin 56 is acted upon by a spring element (not shown) in such a way that it is pressed against the locking cover 13 in the area of the locking recess 58 or the sliding edge 59. The actuating cylinder is provided with an electrically controllable mechanism with which the locking pin 56 can be pulled downwards into the actuating cylinder 57.
Bei betätigtem Stellzylinder befindet sich somit der Raststift 56 in einer unteren Stellung, in der der Deckel 13 frei um das Gelenk 14 bewegt werden kann. Wird die Betätigung des Stellzylinders 57 gelöst, so wird der Raststift 56 nach oben gegen den Deckel 13 gedrückt. Beim Öffnen des Deckels 13 (Fig. 4a ■> 4c) gleitet der Raststift 56 entlang der Geleitkante 59 bis der Raststift 56 in die Rastausnehmung 58 des Deckels 13 einrastet und diesen in seiner geöffneten Stellung fixiert.When the actuating cylinder is actuated, the locking pin 56 is in a lower position in which the cover 13 can be moved freely around the joint 14. If the actuation of the actuating cylinder 57 is released, the locking pin 56 is pressed upwards against the cover 13. When the cover 13 is opened (Fig. 4a ■> 4c), the locking pin 56 slides along the guide edge 59 until the locking pin 56 engages in the locking recess 58 of the cover 13 and fixes it in its open position.
Diese Fixierung des Deckels wird durch Betätigung des Stellzylinders 57 wieder gelöst, wobei der Raststift 56 aus der Rastausnehmung herausgezogen wird.This fixation of the cover is released again by actuating the actuating cylinder 57, whereby the locking pin 56 is pulled out of the locking recess.
Mit dieser Rasteinrichtung kann ein unbeabsichtigtes Schließen des Deckels 13 verhindert werden. Insbesondere erlaubt die Rasteinrichtung in Kombination mit dem oben beschriebenen Schließmechanismus der Thermocyclervorrichtung ein Absenken des Temperierblockes 5 bei geöffnetem Deckel 13. Hierdurch kann bei geöffnetem Deckel 13 die Mikrotiterplatte durch Absenken des Temperierblockes 5 gegenüber dem Halterahmen 21 gelöst werden. Die Mikrotiterplatte kann dann bei geöffnetem Deckel 13 einfach entnommen werden.This locking device can prevent the lid 13 from being closed inadvertently. In particular, the locking device in combination with the above-described closing mechanism of the thermocycler device allows the temperature control block 5 to be lowered when the lid 13 is open. This allows the microtiter plate to be released by lowering the temperature control block 5 relative to the holding frame 21 when the lid 13 is open. The microtiter plate can then be easily removed when the lid 13 is open.
Die Erfindung ist oben anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das komplette Ausführungsbeispiel beschränkt. Für die Erfindung ist wesentlich, dass der Temperierblock und der Deckel mechanisch gekoppelt sind, so dass mit lediglich einer einzigen Stelleinrichtung beide betätigbarThe invention has been explained above using an exemplary embodiment. However, the invention is not limited to the complete exemplary embodiment. It is essential for the invention that the tempering block and the lid are mechanically coupled so that both can be operated with just one single actuating device.
30 sind.30 are.
Die Erfindung kann folgendermaßen kurz zusammengefasst werden:The invention can be briefly summarized as follows:
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Die Erfindung betrifft eine Thermocyclervorrichtung mit einem automatisch betätigbaren Deckel.The invention relates to a thermal cycler device with an automatically operable lid.
Erfindungsgemäß ist ein Temperierblock beweglich in einem Basiskörper angeordnet und der Temperierblock ist mechanisch mit dem Deckel gekoppelt, so dass durch Bewegen des Temperierblockes der Deckel geöffnet und geschlossen wird.According to the invention, a tempering block is movably arranged in a base body and the tempering block is mechanically coupled to the lid, so that the lid is opened and closed by moving the tempering block.
Hierdurch ist lediglich eine einzige Stelleinrichtung zum Betätigen des Temperierblockes und des Deckels notwendig.
10This means that only a single adjustment device is required to operate the temperature control block and the lid.
10
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Claims (10)
einen Basiskörper (2), in dem ein die Temperiereinrichtung aufweisender Temperierblock (5) angeordnet ist, an dem ein Aufnahmebereich (7) zum Aufnehmen von Reaktionsgefäßen ausgebildet ist,
einen Deckel (13) zum Verschließen des Aufnahmebereichs (7),
eine Hubeinrichtung (6) zum Anheben und Absenken des Temperierblocks (5) zum Erzeugen eines Anpressdruckes zwischen im Aufnahmebereich (7) befindlichen Reaktionsgefäßen und dem Deckel (13), und
einen Kopplungsmechanismus (9) zum Koppeln des Temperierblocks (5) mit dem Deckel (13), so dass beim Anheben des Temperierblockes (5) der Deckel (13) geschlossen und beim Absenken geöffnet wird. 1. Thermocycle device with a temperature control device for tempering reaction vessels, comprising
a base body ( 2 ) in which a tempering block ( 5 ) having the tempering device is arranged, on which a receiving area ( 7 ) for receiving reaction vessels is formed,
a lid ( 13 ) for closing the receiving area ( 7 ),
a lifting device ( 6 ) for raising and lowering the tempering block ( 5 ) to generate a contact pressure between reaction vessels located in the receiving area ( 7 ) and the lid ( 13 ), and
a coupling mechanism ( 9 ) for coupling the tempering block ( 5 ) to the lid ( 13 ) so that when the tempering block ( 5 ) is raised the lid (13) is closed and when it is lowered the lid ( 13 ) is opened.
dass ein Verriegelungsmechanismus (18) zum Verriegeln des Deckels (13) in einer geschlossenen Stellung vorgesehen ist, und
der Kopplungsmechanismus (9) derart ausgebildet ist, dass das der Deckel (13) vor dem Erzeugen des Anpressdruckes verriegelt wird. 2. Thermocycler device according to claim 1, characterized in
that a locking mechanism ( 18 ) is provided for locking the lid ( 13 ) in a closed position, and
the coupling mechanism ( 9 ) is designed such that the cover ( 13 ) is locked before the contact pressure is generated.
dass der Verriegelungsmechanismus einen Verriegelungshaken (18) aufweist, der am Basiskörper (2) schwenkbar angeordnet ist, und
der Deckel (13) eine vom Verriegelungshaken (18) hintergreifbare Verriegelungskante (17) aufweist,
wobei der Verriegelungshaken (18) von einem Federelement (20) derart beaufschlagt ist, dass er in ein Position gedrückt wird, bei welcher der Verriegelungshaken (18) nicht mit der Verriegelungskante (17) in Eingriff steht, und
der Verriegelungshaken (18) derart am Basiskörper (2) angeordnet ist, dass er bei einer Bewegung des Temperierblockes in Richtung zum Deckel vom Temperierblock entgegen der Wirkung des Federelements (20) in eine Position gedrückt wird, in welcher der Verriegelungshaken (18) die Verriegelungskante (17) hintergreift. 3. Thermocycler device according to claim 2, characterized in
that the locking mechanism has a locking hook ( 18 ) which is pivotally arranged on the base body ( 2 ), and
the cover ( 13 ) has a locking edge ( 17 ) which can be engaged behind by the locking hook ( 18 ),
wherein the locking hook ( 18 ) is acted upon by a spring element ( 20 ) such that it is pressed into a position in which the locking hook ( 18 ) is not in engagement with the locking edge ( 17 ), and
the locking hook ( 18 ) is arranged on the base body ( 2 ) in such a way that when the tempering block moves in the direction of the cover of the tempering block, it is pressed against the action of the spring element ( 20 ) into a position in which the locking hook ( 18 ) engages behind the locking edge ( 17 ).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20030417 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20041221 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20080501 |