DE60110831T2

DE60110831T2 - Behälter für laborzentrifuge

Info

Publication number: DE60110831T2
Application number: DE60110831T
Authority: DE
Inventors: Q. Patrick MOORE; L. Christopher STEWART
Original assignee: Beckman Coulter Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 2000-12-30
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: DE60110831D1; EP1349664A2; JP2004516932A; US20020085957A1; US6866826B2; WO2002053289A2; JP4375961B2; EP1349664B1; WO2002053289A3

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Laborzentrifugengerät bzw. Zentrifugenlaborgerät und insbesondere auf ein Laborzentrifugengerät großen Volumens.
Hintergrund der Erfindung
Zentrifugen bieten ein sehr gebräuchliches Verfahren zum Trennen von Gemischen in einer Laboratoriumsumgebung. Probengemische, welche Trennung erfordern, werden in einer Mehr- bzw. Vielzahl von individuellen bzw. einzelnen, als „Laborzentrifugengerät" bezeichneten Behältern platziert. Die Proben werden sodann mit hoher Drehzahl bzw. Geschwindigkeit innerhalb der Zentrifuge in Rotation versetzt, bis die verschiedenen Komponenten des Gemischs durch Zentrifugalkraft getrennt werden. Die am gebräuchlichsten verwendeten Zentrifugen sind so ausgestaltet, um ein Laborgerät bzw. Laborgeräte mit verhältnismäßig kleinem Volumen zu handhaben. Das Laborgerät ist in typischer Weise reagenzglasförmig und das Laborgerät wird innerhalb der Zentrifuge unter einem feststehenden Winkel in Bezug auf die Vertikale angeordnet.
Zum Trennen von Proben größeren Volumens werden schwingende bzw. pendelnde Eimer- bzw. Becherzentrifugen verwendet. Derartige schwingende Becherzentrifugen sind so ausgestaltet, um ein Laborgerät bzw. Laborgeräte mit einer Volumenkapazität bis zu einem Liter oder mehr zu handhaben. In einer schwingenden Becherzentrifuge wird das Laborgerät anfänglich innerhalb schwenk- bzw. klappbarer Becher gehalten, derart, dass das Laborgerät anfänglich in einer vertikalen Ausrichtung gehalten ist. Während der Operation der Zentrifuge veranlassen auf den Becher einwirkende Zentrifugalkräfte die Becher dazu, um die Gelenke auswärts zu rotieren bzw. sich zu drehen, wodurch das Laborgerät unter einem Winkel in Bezug auf die Vertikale angeordnet wird.
Ein Laborgerät großen Volumens wird normalerweise dazu verwendet, um gentechnisch veränderte Bakterien und andere einfache, zelluläre Materialien zu vermehren und schließlich zu ernten. Die Bakterien und/oder anderen zellulären Materialien werden innerhalb einer Nährflüssigkeit („Nährlösung") vermehrt, die innerhalb großer „Fermentoren" mit einem typischen Volumen bzw. Fassungsvermögen von 1 bis 1.000 Litern angeordnet ist. An dem Ende des Wachstums- bzw. Vermehrungszyklus wird ein Teil der Nährflüssigkeit in dem Laborgerät platziert und das Laborgerät wird sodann in eine schwingende Becherzentrifuge eingebracht. In der Zentrifuge wird das Laborgerät mit hoher Drehzahl in Rotation versetzt, bis das biologische Material an dem Boden des Laborgeräts in einer Masse konzentriert ist, die überweise als ein „Pellet" bezeichnet wird. Nach Trennung in der Zentrifuge wird das verbleibende flüssige Material („Überstand bzw. überstehende Flüssigkeit") dekantiert bzw. abgegossen und das Pellet wird typischerweise durch Abschaben bzw. Abkratzen des Pellets von dem Boden des Laborgeräts unter Verwendung eines Spatels oder eines ähnlichen Werkzeuges „geerntet".
Ein großvolumiges Laborgerät bzw. Laborgeräte nach dem Stand der Technik, die bei derartigen biotechnischen, bioindustriellen und biopharmazeutischen Anwendungen brauchbar sind, sind typischerweise Behälter mit flachen Böden, engen Öffnungen und einem oberen Schraubdeckel. Es gibt einige, bei solchem Laborgerät inhärente Probleme. Die flachen Böden bedeuten, dass die Verbindung der Bodenwand mit den vertikalen Seitenwänden einen über den Umfang verlaufenden Rand bzw. Kante definiert, wo es schwierig sein kann, das Pellet zu entfernen bzw. zu beseitigen. Darüber hinaus wird bei Laborgerät nach dem Stand der Technik mit einem unrunden Querschnitt die Verbindung der, Bodenwand mit den vertikalen Seitenwänden ebenfalls eine Mehr bzw. Vielzahl von Ecken definieren, von welchen das Pellet-Material zu beseitigen, sehr schwierig sein kann.
Zusätzlich macht es die verhältnismäßig enge Öffnung an der Oberseite von derartigem Laborgerät nach dem Stand der Technik schwierig, die Pellets von dem Boden des Laborgeräts zu beseitigen.
Weiterhin dichtet der obere Schraubdeckel von derartigem Laborgerät nach dem Stand der Technik in der Zentrifuge nicht gut ab. Dies ist deswegen, weil, wenn die Zentrifuge arbeitet, der Behälterbereich des Laborgeräts dazu neigt, sich unter den hohen Zentrifugalkräften zu dehnen. Ein derartiges Dehnen des Behälterbereichs neigt dazu, die obere Öffnung einzuengen, und löst bzw. lockert die Dichtung mit der Schraubkappe.
Noch ein anderes Problem mit derartigem Laborgerät nach dem Stand der Technik ist die relative Unmöglichkeit des Herstellers bzw. Bildens und Verwenders einer praktischen Auskleidung, welche das Laborgerät schützen und das Reinigen des Laborgeräts erleichtern wird.
Noch ein anderes Problem mit derartigem Laborgerät nach dem Stand der Technik ist die relative Schwierigkeit des Dekantierens von flüssigem Material durch die obere Öffnung, ohne Vergießen bzw. Verschütten oder Tropfenlassen von einigem des flüssigen Materials. Weil das flüssige Material potentiell toxisches Material enthalten kann, kann dies dem Laboratoriumspersonal ein Gesundheitsrisiko auferlegen.
Dementsprechend besteht eine Notwendigkeit für Laborzentrifugengerät, welches einige oder sämtliche der oben erwähnten Probleme bzw. Schwierigkeiten bei dem Stand der Technik vermeidet.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung befriedigt diese Notwendigkeit. Die Erfindung besteht in einer Laborzentrifugenvorrichtung, welche einen Behälter und einen Deckel aufweist, entsprechend Anspruch 1. Der Behälter weist eine untere Wand und eine oder mehrere, im Wesentlichen vertikale Seitenwände auf. Die untere Wand und die eine oder mehreren Seitenwände arbeiten zusammen, um eine Innenkammer mit einem Innenkammerquerschnittsbereich bzw. -fläche zu definieren. Der Behälter weist eine obere Öffnung auf, welche einen offenen Bereich der oberen Öffnung definiert, welcher wenigstens etwa 90% des Innenkammerquerschnittsbereichs beträgt. Der Deckel ist entfernbar bzw. abnehmbar und nicht mit Gewinde versehen. Der Deckel ist so kalibriert und dimensioniert, um die obere Öffnung abzudecken, um die Innenkammer zu verschließen bzw. abzudichten.
Beschreibung der Zeichnungen
Diese und weitere Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die beigefügten schematischen Zeichnungen besser verstanden, in welchen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Laborzentrifugengeräts mit Merkmalen der Erfindung;
2 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des in 1 veranschaulichten Laborgeräts;
3 eine Halbschnittansicht des Behälterbereichs des in 1 veranschaulichten Laborgeräts;
3A eine detaillierte Ansicht eines Randes des in 3 veranschaulichten Behälters,
3B eine detaillierte Ansicht eines zweiten Randes des in 3 veranschaulichten Behälters;
4 eine perspektivische Ansicht einer Deckelbefestigungsklammer und eines Handgriffs, die bei der Erfindung brauchbar sind;
5 eine Draufsicht auf den in 3 veranschaulichten Behälterbereich;
6 in der Draufsicht auf das in 1 veranschaulichte Laborgerät;
7 eine Halbschnittansicht des in 1 veranschaulichten Laborgeräts;
7A eine detaillierte Ansicht eines Randes des in 7 veranschaulichten Laborgeräts;
8 eine Unteransicht des Deckelbereichs des in 1 veranschaulichten Laborgeräts;
9 eine Seitenansicht des Deckelbereichs des in 8 veranschaulichten Laborgeräts;
9A eine detaillierte Schnittansicht des Ausschütt- bzw. Ausgießbereichs des in 9 veranschaulichten Deckels;
10 eine Draufsicht auf den in 8 veranschaulichten Deckelbereich;
11 eine perspektivische Ansicht des in 8 veranschaulichten Deckelbereichs; und
12 eine perspektivische Ansicht einer Zentrifuge, in welcher das in 1 veranschaulichte Laborgerät angeordnet ist.
Detaillierte Beschreibung
Die nachfolgende Erörterung beschreibt in Einzelheiten eine Ausführungsform der Erfindung und einige Änderungen jener Ausführungsform. Diese Erörterung soll jedoch nicht als Beschränkung der Erfindung auf diese besonderen Ausführungsformen aufgefasst werden. Fachleute werden zahlreiche andere Ausführungsformen ebenfalls erkennen.
Die Erfindung besteht in einem Laborzentrifugengerät 10, welches einen Behälter 12 und einen Deckel 14 aufweist. Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform ist der Behälter 12 eine eine große Öffnung aufweisende Vorrichtung, welche eine untere Wand 16 und eine oder mehrere, im wesentlichen vertikale Seitenwände 18 aufweist. Die untere Wand 16 und die eine oder mehreren Seitenwände 18 arbeiten zusammen, um eine Innenkammer 20 mit einer oberen Öffnung 22 zu definieren. Der Behälter 12 ist in typischer Weise aus einem thermoplastischen Material hoher Festigkeit, z.B. einem Polyphenylsulfon, geformt. Ein derartiges Polyphenylsulfon ist Radel R1000, das von BP Amoco Performance Products of Alphareta, Georgia, vermarktet wird. Der Behälter 12 weist eine sehr hohe axiale Festigkeit bzw. Stärke auf, d.h., eine sehr hohe Festigkeit bzw. Stärke entlang seiner Längsachse, derart, dass der Behälter wenigstens etwa 1000 × g, vorzugsweise wenigstens etwa 4000 × g, und am meisten bevorzugt größer als etwa 5000 × g, widerstehen kann, welche auf die innere Fläche oder Seite 24 der unteren Wand 16 aufgemacht werden.
Die eine oder mehren Seitenwände 18 des Behälters 12 können durchscheinend oder durchsichtig sein, um es dem Benutzer zu erlauben, die Höhe bzw. den Stand des flüssigen Materials innerhalb des Behälters 12 leicht zu erkennen. Bei solchen Ausführungsformen können die eine oder mehreren Seitenwände 18 außerdem mit das Volumen anzeigenden Markierungen graduiert sein.
Die in den Zeichnungen veranschaulichte Ausführungsform weist einen im Allgemeinen ovalen Querschnitt mit einer ersten Querachse 26 und einer zweiten Querachse 28 auf, die im Wesentlichen senkrecht bzw. rechtwinklig zu der ersten Querachse 26 angeordnet ist. Die erste Querachse 26 kann die gleiche Länge wie die zweite Querachse 28 aufweisen. Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform ist die erste Querachse 26 länger als die zweite Querachse 28. In allen Fällen wird es bevorzugt, dass die beiden ersten und zweiten Querachsen 26 und 28 wenigstens etwa 9 cm in der Länge sind, um die Entfernung bzw. Beseitigung eines Pellets an der unteren Wand 16 des Behälters 12 zu erleichtern.
Die Innenkammer 20 des Behälters 12 weist einen Innenkammerquerschnittsbereich auf und die obere Öffnung 22 definiert einen oberen Öffnungsbereich. Der obere Öffnungsbereich beträgt wenigstens etwa 90% des Innenkammerquerschnittsbereichs. Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform wird die obere Öffnung 22 durch einen Umfangsrand 30 definiert, welcher entlang der obersten Bereiche der einen oder mehreren Seitenwände 18 verläuft. Bei dieser Ausführungsform ist der obere, offene Bereich im Wesentlichen der Gleiche wie der Innenkammerquerschnittsbereich.
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform ist der Querschnitt des Behälters 12 an der zweiten Querachse 28 „eingezwängt bzw. zusammengedrückt", um dem Querschnitt etwas von einer „8"-Gestalt zu verleihen. Diese Gestalt erleichtert das Anbringen des Deckels 14 quer über die obere Öffnung 22 des Behälters 12. Wegen dieses 8-förmigen Querschnitts steigt der Meniskus der Flüssigkeit, die innerhalb des Behälters 12 zentrifugiert wird, zu einem größeren Ausmaß entlang der einen oder mehreren Seitenwände 18 an der zweiten Querachse 28 an. Um den Meniskus am Ansteigen oberhalb des Umfangsrandes 30 zu hindern, sind die eine oder mehren Seitenwände 18 nahe an der zweiten Querachse 28 aufwärts gekrümmt, so dass die Höhe der einen oder mehreren Seitenwände 18 nahe an der zweiten Querachse 28 etwas höher in der Höhe als der verbleibende bzw. restliche Teil der einen oder mehreren Seitenwände 18 ist.
Der Deckel 14 ist eine abnehmbare, nicht mit Gewinde versehene Struktur mit einer äußeren Fläche 32, einer inneren Fläche 34 und einer sehr hohen axialen Festigkeit bzw. Stärke. „Sehr hohe axiale Festigkeit" bedeutet, dass der Deckel 14 axialem Drücken von wenigstens etwa 1000 × g, vorzugsweise wenigstens etwa 4000 × g, und am meisten bevorzugt 5000 × g, widerstehen kann, die auf die äußere Fläche 32 des Deckels 14 aufgebracht werden. Der Deckel 14 ist so kalibriert und dimensioniert, um die obere Öffnung 22 abzudecken, um die Innenkammer 20 des Behälters 12 zu verschließen bzw. abzudichten.
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform weist die innere Fläche 34 des Deckels 14 eine Mehr- bzw. Vielzahl von miteinander verbindenden Verstärkungsrippen 36 auf, welche zusammenarbeiten, um den Deckel 14 mit seiner sehr hohen, axialen Festigkeit zu versehen.
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform weist die innere Fläche 34 des Deckels 14 außerdem einen über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflansch 38 mit einer Breite von wenigstens etwa 3 mm, vorzugsweise wenigstens etwa 5 mm, auf. Der horizontale Deckelflansch 38 ist so kalibriert und dimensioniert, um mit dem Umfangsrand 30 des Behälters 12 zusammenzupassen, so dass der Deckel 14 die obere Öffnung 22 des Behälters 12 dicht verschließt. Um diesen Verschluss zu erleichtern, ist eine Dichtung 40 vorzugsweise zwischen dem Umfangsrand 30 und dem horizontalen Deckelflansch 38 an geordnet. Wie in 7A veranschaulicht, definiert die obere Fläche 42 der Dichtung 40 vorzugsweise eine Mehr- bzw. Vielzahl von parallelen Rippen 44, welche die obere Fläche 42 der Dichtung 40 mit einem gekrümmten bzw. gewundenen Verlauf bzw. Weg versehen. Ein derartiger, gewundener Verlauf wirkt, um den Verschluss bzw. Dichtung zwischen dem Deckel 14 und dem Behälter 12 zu verstärken, und minimiert irgendeine Änderung des Flüssigkeitsentweichens oder von „aerosoling bzw. Aerosolbildung" aus dem Laborgerät 10 während der Anwendung. Die Dichtung 40 kann aus einem Silikon hergestellt sein.
Vorzugsweise weist der Deckel 14 weiterhin einen über den Umfang verlaufenden, vertikalen Deckelflansch 46 auf, welcher abwärts unterhalb des horizontalen Deckelflanschs 38 um einen Abstand von wenigstens etwa 3 mm, vorzugsweise wenigstens etwa 5 mm, angeordnet ist. Der vertikale Deckelflansch 46 ist so kalibriert und dimensioniert, um von dem Umfangsrand 30 des Behälters 12 um wenigstens etwa 1 mm beabstandet zu sein. Bei Ausführungsformen mit dem vertikalen Deckelflansch 46 ist der Verschluss bzw. Dichtung zwischen dem Deckel 14 und dem Umfangsrand 30 selbst unter extremen Zentrifugenbedingungen aufrechterhalten, bei denen sich die eine oder mehreren Seitenwände 18 des Behälters 12 ausdehnen und sich die obere Öffnung 22 des Behälters 12 deformiert.
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform wird der Deckel 14 durch eine angelenkte bzw. schwenkbare Klemm- bzw. Haltevorrichtung in der Form einer Drahtklammer 48 mit einem Paar von einander gegenüberliegenden Befestigungsgabeln bzw. -zinken 50 an dem Behälter 12 leicht angebracht und von dem Behälter 12 leicht gelöst. Die Befestigungsgabeln 50 greifen in entsprechende Befestigungsöffnungen 52 (vgl. 3A) ein, die innerhalb eines Gelenkstützglieds 54 definiert sind, das nahe an der Oberseite der einen oder mehreren Seitenwände 18 des Behälters 12 angeordnet ist. Bei Betrieb greift die Klammer 48 innerhalb paralleler Klammernuten 56 ein, die innerhalb der äußeren Fläche 32 des Deckels 14 definiert sind, um den Luftwiderstand an der Klammer 48 zu minimieren. Die Klammer 48 weist ferner ein horizontales Verriegelungselement 58 auf, welches innerhalb einer Haltenut 60 reversibel gehalten ist, die innerhalb eines Verriegelungsstützglieds 62 angeordnet ist. Das Verriegelungsstützglied 62 ist nahe an dem oberen Bereich der einen oder mehreren Seitenwände 18 des Behälters 12 entgegengesetzt zu dem Stützglied 54 (vgl. 3B) angeordnet. Das Verriegelungselement 58 kann aus der Haltenut 60 durch Auswärtsziehen an einem Fingerschleifenelement 64 leicht gelöst werden.
Wie in 4 veranschaulicht, ist ein Traggriff 66 an der schwenkbaren Klammer 48 drehbar angebracht, um das Tragen des Laborgeräts 10 zu erleichtern. Der Griff 66 ist an der Klammer 48 so drehbar angebracht, dass er an die äußere Fläche 32 des Deckels 14 während der Operation geklappt werden kann, um hierdurch den Luftwiderstand an dem Griff 66 zu minimieren. Sowohl die Klammer 48 als auch der Griff 66 können aus nichtrostendem Stahldraht hergestellt sein.
Der Deckel 14 kann außerdem eine Ausschütt- bzw. Ausgießtülle 68 aufweisen, um das sichere Ausbringen von Flüssigkeit aus den Fermentoren des Laborgeräts 10 unter Verwendung eines Schlauchs zu erleichtern. Ein derartiges Ausbringen unter Verwendung eines Schlauchs minimiert die Gefahr von unbeabsichtigtem bzw. versehentlichem Zurückspritzen. Die Ausgießtülle 68 erleichtert ebenfalls das Dekantieren bzw. Abgießen von flüssigem Material aus dem Behälter 12 nach dem Zentrifugieren. Die Ausgießtülle 68 weist vorzugsweise eine entfernbare bzw. abnehmbare, selbstabdichtende Ausgießtüllenabdeckung bzw. -deckel 70 auf. „Selbstabdichtend" bedeutet, dass der Ausgießtüllendeckel 70 dazu neigt, sich selbst abzudichten, wenn das Laborgerät 10 in einer Zentrifuge in Rotation versetzt wird. Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform ist der Ausgießtüllendeckel 70 zum Einpressen in die Ausgießtülle 68 entlang eines Weges befähigt, welcher zu der Längsachse 72 des Behälters parallel ist. Eine derartige selbstabdichtende Konfiguration bzw. Ausgestaltung minimiert die Gefahr von Flüssigkeitsleckage bzw. -verlust oder „aerosoling" bzw. Aerosolbildung während der Operation.
Vorzugsweise weist die Ausgießtülle 68 eine scharfe, vordere Kante bzw. Rand 74 auf, wie in 9A veranschaulicht, so dass das Dekantieren von Flüssigkeit aus dem Behälter zu der Ausgießtülle sickerfrei ist und im Wesentlichen tropfenfrei ist. Wie in 9A und 11 veranschaulicht, umgibt eine kreisförmige, mulden- bzw. rinnenartige Vertiefung 76 etwa ¾ des Umfangs der Tülle, um den scharfen, vorderen Rand 74 zu erzeugen.
Es ist ebenfalls vorzuziehen, dass die Ausgießtülle 68 einen abwärts gerichteten Bereich 78 aufweist, der sich unterhalb des über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflanschs 38 erstreckt. Der abwärts gerichtete Bereich 78 erleichtert das Beschicken des Behälters 12 durch die Ausgießtülle 68 dadurch, dass der Benutzer mit einem geeigneten „Beobachtungsfenster" versehen wird, um zu erkennen, wenn sich der Flüssigkeitspegel innerhalb des Behälters 12 den oberen Rändern der einen oder mehreren Behälterseitenwände 18 annähert, indem die Bildung einer meniskusförmigen Flüssigkeits- bzw. Fluidoberfläche an dem untersten Teil 80 des abwärts gerichteten Bereichs 78 bemerkt wird.
Der abwärts gerichtete Bereich 78 verhindert außerdem das Überfüllen des Behälters 12 durch die Ausgießtülle 68. Wenn einmal der Flüssigkeitspegel innerhalb des Behälters 12 den untersten Teil 80 des abwärts gerichteten Bereichs 78 erreicht, wird zusätzliche Flüssigkeit, die in die Ausgießtülle 68 abgegeben wird, am Eintreten in die Innenkammer 20 durch die eingefangene Luftmasse gehindert, die unmittelbar unterhalb des Deckels 14 angeordnet ist. Überschussflüssigkeit, die in die Ausgießtülle 68 abgegeben wird, bewegt sich nur in die Ausgießtülle 68 zurück, tritt jedoch nicht in die Innenkammer 20 ein. Dies ist im Allgemeinen auch bei Ausführungsformen zutreffend, welche eine Belüftungs- bzw. Entlüftungsöffnung in dem Deckel 14 aufweisen, wie in dem nächsten Absatz beschrieben.
Um das Füllen bzw. Dekantieren von flüssigem Material in den bzw. aus dem Behälter 12 durch die Ausgießtülle 68 zu erleichtern, weist der Deckel 14 vorzugsweise weiterhin ein Belüftungs- bzw. Entlüftungsfilter 82 auf. Das Be- bzw. Entlüftungsfilter 82 kann ein Polypropylen-Stöpsel bzw. -Verschluss mit einer leichten Verjüngung in der Längsrichtung sein, um eine leichte Presspassung mit einer entsprechenden Be- bzw. Entlüftungsöffnung 84 in dem Deckel zu ergeben. Vorzugsweise ist das Be- bzw. Entlüftungsfilter 82 innerhalb des Deckels 14 eingelassen, um Luftwiderstand zu minimieren.
Der Deckel 14 ist in typischer Weise aus einem thermoplastischen Material hoher Festigkeit geformt, z.B. einem Polyphenylsulfon. Ähnlich wie bei dem Behälter 12, ist ein geeignetes Polyphenylsulfon, das beim Formen des Deckels 14 brauchbar ist, Radel R1000.
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform ist die äußere Fläche 32 des Deckels 14 im Wesentlichen gleichmäßig bzw. glatt (ausgenommen für die Klammernuten 56), so dass ein wesentlicher Bereich der äußeren Flächen 32 des Deckels 14 als eine Beschriftungsfläche für Laborgerät- oder Proben-Identifikation verwendet werden kann.
Eine ebene strukturelle Stütze bzw. Träger oder ein ebenes strukturelles Stütz- bzw. Tragglied 86 kann wahlweise dazu verwendet werden, um den Behälter 12 mit zusätzlicher axialer Abstützung während des Zentrifugierens zu versehen. Die Verwendung dieser strukturellen Stütze 86 wirkt ebenfalls als ein Wirbelbrecher und dazu, um eine Behälterauskleidung an Ort und Stelle zu halten. Die strukturelle Stütze 86 kann aus einem thermoplastischen Material, z.B. Polyetherimid, hergestellt sein. Ein geeignetes Polyetherimid ist Ultem 1000, das von GE Plastics of Pittsfiled, Massachusetts, vermarktet wird.
Die strukturelle Stütze 86 kann in zweckmäßiger Weise dadurch in den Behälter 12 eingesetzt und aus dem Behälter 12 entfernt werden, dass die Längsstütze in ein Paar von zueinander entgegengesetzten, ersten strukturellen Stütz- bzw. Tragschlitzen 88, die an zueinander entgegengesetzten Seiten der Innenfläche 90 der einen oder mehreren vertikalen Seitenwände 18 des Behälters 12 angeordnet sind, entlang der ersten Querachse 26 geschoben wird.
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform ist die strukturelle Stütze 86 entlang ihres obersten Randes 92 aufwärts gekrümmt. Der unterste Rand 94 der strukturellen Stütze 86 ist von der unteren Wand 16 des Behälters 12 beabstandet, um einen Spielraum bzw. Zwischenraum 96 zu bilden, so dass ein Pellet entlang der unteren Wand 16 des Behälters 12 gebildet werden kann, ohne die strukturelle Stütze 86 zu berühren.
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform ist ein Paar von zweiten strukturellen Stütz- bzw. Tragschlitzen 98 an der Innenfläche 90 des Behälters 12 entlang der zweiten Querachse 28 angeordnet. Derartige zweite, strukturelle Stützschlitze 98 können dazu verwendet werden, um eine (nicht gezeigte) zweite, ebene strukturelle Stütze bzw. Träger zu halten, der senkrecht bzw. rechtwinklig zu der ersten strukturellen Stütze 86 angeordnet ist. Die Zusammenarbeit der ersten strukturellen Stütze 86 und der zweiten struk turellen Stütze kann dazu verwendet werden, um die Innenkammer 20 des Behälters 12 in vier getrennte Unterkammern zu trennen.
Die Zeichnungen veranschaulichten außerdem die Verwendung einer wahlweisen Auskleidung 100. Die Auskleidung 100 ist so kalibriert und dimensioniert, um den Konturen bzw. Umrissen der inneren Flächen der Behälterwände 16 und 18 eng zu folgen. Vorzugsweise kann die Auskleidung 100 von Hand bzw. manuell ohne Verwendung von speziellen Werkzeugen in den Behälter 12 eingesetzt und aus dem Behälter 12 entfernt werden. Die Auskleidung 100 kann irgendein geeignetes, biegsames oder halbsteifes Material sein, welches Proben oder andere Fluide bzw. Flüssigkeiten abstützt bzw. trägt. Die Auskleidung 100 kann aus einem Polyethylen mit niedriger Dichte hergestellt sein. Auskleidungen 100, die bei der Erfindung brauchbar sind, können von dem Typ sein, der in der US-Patentanmeldung Serial-No. 09/607.232 beschrieben ist, die am 30. Juni 2000 mit der Bezeichnung „Removable Conformal Liners for Centrifuge Containers" (Entfernbare, konforme Auskleidungen für Zentrifugenbehälter) eingereicht wurde.
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform weist die Auskleidung 100 eine oder mehr vertikale Seitenwände 102 auf, welche in einem auswärts gerichteten, über den Umfang verlaufenden, horizontalen Auskleidungsflansch 104 enden. Bei dieser Ausgestaltung ist der über den Umfang verlaufende, horizontale Auskleidungsflansch 104 innerhalb des Laborgeräts 10 nach der Erfindung zwischen dem Umfangsrand 30 des Behälters und dem über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflansch 38 eingebaut bzw. eingefügt. Weil der horizontale Auskleidungsflansch 104 zwischen dem Umfangsrand 30 und dem horizontalen Deckelflansch 38 angeordnet ist, ist die Auskleidungen 100 fest an Ort und Stelle gehalten und ist am Falten über sich selbst gehindert.
Das Laborgerät nach der Erfindung kann in zweckmäßiger Weise bei einer großen Vielfalt von Zentrifugen 106 verwendet werden, z.B. bei der Avanti J und J2-Familie von Zentrifugen, die von Beckman Coulter, Inc., in Fullerton, California, vermarktet werden.
Beispiel
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Behälter 12 eine erste Querachse 26, welche 177,8 mm misst, und eine zweite Querachse 28 auf, welche 137,2 mm misst. Die Gesamthöhe des Behälters 12 beträgt 168,7 mm. Die untere Wand 16 des Behälters 12 weist einen Krümmungsradius von 115,1 mm auf. Die oberen Bereiche 108 der einen oder mehreren Seitenwände 18 an der zweiten Querachse 28 weisen einen Krümmungsradius von 821,2 mm auf. Die äußere Fläche 32 des Deckels 14 weist einen Krümmungsradius von 254,0 mm auf. Die Gesamthöhe des Laborgeräts 10 beträgt 204,7 mm. Das Design- bzw. Entwurfsvolumen des Laborgeräts 10 beträgt 2,25 Liter. Sowohl der Behälter 12 als auch der Deckel 14 sind aus Polyphenylsulfon hergestellt. Die schwenkbare Klammer 48 und der Griff 66 sind aus nichtrostendem Stahl hergestellt. Die strukturelle Stütze 86 ist aus Polyetherimid hergestellt. Die Auskleidung 100 ist aus Niedrigdichte-Polyethylen hergestellt. Die Dichtung 40 ist aus Lebensmittelgütegrad- bzw. -qualitäts-Silikon hergestellt und das Be- bzw. Entlüftungsfilter 82 ist aus Polypropylen hergestellt. Diese Ausführungsform ist zur Verwendung in einer Avanti J-HC-Zentrifuge und einem JS-5,0-Rotor konzipiert.
Nachdem somit die Erfindung beschrieben worden ist, soll es offensichtlich sein, dass von zahlreichen strukturellen Modifikationen und Adaptionen Gebrauch gemacht werden kann.

10: Laborzentrifugengerät
12: Behälter
14: Deckel
16: untere Wand
18: Seitenwand
20: Innenkammer
22: obere Öffnung
24: Innenseite
26: erste Querachse
28: zweite Querachse
30: Umfangsrand
32: äußere Fläche
34: innere Fläche
36: Verstärkungsrippen
38: horizontaler Deckelflansch
40: Dichtung
42: Oberseite bzw. obere Fläche
44: parallele Rippen
46: vertikaler Deckelflansch
48: schwenkbare Drahtklammer
50: Gabeln bzw. Zinken
52: Öffnungen
54: Gelenkstützglied
56: Klammernuten
58: horizontales Verriegelungselement
60: Haltenut
62: Verriegelungsstützglied
64: Fingerschleifenelement
66: Traggriff
68: Ausschütt- bzw. Ausgießtülle
70: Ausgießtüllendeckel
72: Längsachse
74: vorderer Rand
76: mulden- bzw. rinnenartige Vertiefung
78: abwärts gerichteter Bereich
80: unterster Teil
82: Belüftungs- bzw. Entlüftungsfilter
84: Belüftungs- bzw. Entlüftungsöffnung
86: strukturelles Stütz- bzw. Tragglied
88: erste strukturelle Stütz- bzw. Tragschlitze
90: innere Fläche
92: oberster Rand
94: unterster Rand
96: Spielraum bzw. Zwischenraum
98: zweite strukturelle Stütz- bzw. Tragschlitze
100: Auskleidung
102: vertikale Seitenwände
104: horizontaler Auskleidungsflansch
106: Zentrifugen
108: obere Bereiche

Claims

Laborzentrifugenvorrichtung (10), aufweisend: (a) einen Behälter (12), wobei der Behälter (12) aufweist: eine untere Wand (16) mit einer Innenseite (24), wobei der Behälter eine ausreichende axiale Festigkeit bzw. Stärke aufweist, um der Kraft von wenigstens 1000 × g zu widerstehen, die auf die Innenseite (24) aufgebracht wird, und eine oder mehrere, im wesentlichen vertikale Seitenwände (18), wobei die untere Wand (16) und die eine oder mehreren Seitenwände (18) zusammenarbeiten, um eine Innenkammer (20) mit einem Innenkammerquerschnittsbereich zu definieren, wobei der Behälter (12) eine obere Öffnung (22) mit einer ersten Querachse (26) und einer zweiten Querachse (28) im wesentlichen rechtwinklig zu der ersten Querachse (26) aufweist, wobei jede Querachse (26, 28) wenigstens etwa 9 cm in der Länge beträgt, wobei die obere Öffnung (22) einen offenen Bereich der oberen Öffnung definiert, welcher wenigstens etwa 90% des Innenkammerquerschnittsbereichs beträgt; und (b) einen entfernbaren bzw. beseitigbaren, nicht mit Gewinde versehene Deckel (14) mit einer äußeren Fläche (32), einer inneren Fläche (34), wobei der Deckel eine ausreichende axiale Festigkeit bzw. Stärke aufweist, um der Kraft von wenigstens 1000 × g zu widerstehen, die auf die äußere Seite des Deckels aufgebracht wird, wobei der Deckel (14) so bemessen und dimensioniert ist, um die obere Öffnung (22) zu bedecken bzw. abzudecken, um die Innenkammer (20) abzudichten bzw. zu verschließen.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die untere Wand (16) des Behälters (12) eine Innenseite (24) aufweist, wobei der Behälter (12) eine ausreichende axiale Festigkeit bzw. Stärke aufweist, um der Kraft von 5000 × g zu widerstehen, die auf die Innenseite der unteren Wand (16) aufgebracht wird und wobei der Deckel (14) eine ausreichende Festigkeit bzw. Stärke aufweist, um der Kraft von 5000 × g zu widerstehen, die auf die äußere Seite des Deckels (14) aufgebracht wird.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin einen Hand- bzw. Traggriff (66) aufweisend.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin eine angelenkte bzw. schwenkbare Klemm- bzw. Haltevorrichtung (48) aufweisend, um den Deckel (14) an den Behälter (12) zu befestigen.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die angelenkte bzw. schwenkbare Klemm- bzw. Haltevorrichtung (48) innerhalb einer oder mehrerer Nuten (56) eingelassen ist, die in der äußeren Fläche (32) des Deckels (14) angeordnet sind.
Laborzentrifugenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin eine Ausschütt- bzw. Ausgießtülle (68) in dem Deckel (14) aufweisend, wobei die Ausgießtülle (68) eine entfernbare bzw. abnehmbare, selbstabdichtende Ausgießtüllenabdeckung bzw. -deckel (70) aufweist.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Ausgießtülle (68) einen scharfen vorderen Rand (74) aufweist, so dass das Dekantieren bzw. Abgießen von Flüssigkeit aus dem Behälter (12) durch die Ausgießtülle (68) im wesentlichen tropfenfrei ist.
Laborzentrifugenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die innere Fläche (34) des Deckels einen über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflansch (38) mit einer Breite von wenigstens etwa 3 mm aufweist.
Laborzentrifuge nach Anspruch 8, bei der der Deckel (14) weiterhin eine Ausschütt- bzw. Ausgießtülle (68) aufweist und bei der die Ausgießtülle (68) einen abwärts gerichteten Bereich (78) aufweist, der sich unterhalb des über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflanschs (38) abwärts erstreckt.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die innere Fläche (34) des Deckels (14) weiterhin einen über den Umfang verlaufenden, vertikalen Deckelflansch (46) aufweist, der innerhalb des über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflanschs (38) angeordnet ist, wobei der vertikale Deckelflansch (46) unterhalb des horizontalen Deckelflanschs (38) um eine Distanz bzw. Abstand von wenigstens etwa 3 mm abwärts angeordnet ist.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 10, bei der der vertikale Deckelflansch (46) so bemessen und dimensioniert ist, um von dem Umfangsrand (30) des Behälters (12) um wenigstens etwa 1 mm beabstandet zu sein.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die obere Öffnung (22) des Behälters (12) durch einen Umfangsrand (30) definiert ist, welcher mit dem über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflansch (38) zusammenpasst, und bei der eine Dichtung (40) zwischen dem Umfangsrand (30) und dem über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflansch (38) angeordnet ist.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Dichtung (40) eine obere Fläche (42) aufweist, welche einen gekrümmten bzw. gewundenen Verlauf bzw. Weg definiert.
Laborzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die erste Querachse (26) länger als die zweite Querachse (28) ist und bei der die Seitenwände (18) des Behälters (12) entlang der zweiten Querachse (28) in der Elevation bzw. Aufriß höher als die Seitenwände (18) entlang der ersten Querachse (26) sind.
Laborzentrifugenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, weiterhin eine Auskleidung (100) aufweisend, die innerhalb des Behälters (12) angeordnet ist, wobei die Auskleidung (100) so bemessen und dimensioniert ist, um gegen die Wände (16, 18) des Behälters (12) satt anzuliegen.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 15, bei der die innere Fläche (34) des Deckels (14) einen über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflansch (38) aufweist, bei der die obere Öffnung (22) des Behälters (12) durch einen Umfangsrand (30) definiert ist, welcher dem Zusammenpassen des über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflanschs (38) entspricht, bei der die Auskleidung (100) eine oder mehrere vertikale Seitenwände (102) aufweist, welche in einem auswärts gerichteten, über den Umfang verlaufenden, horizontalen Auskleidungsflansch (104) enden und bei der der über den Umfang verlaufende, horizontale Auskleidungsflansch (104) zwischen dem Umfangsrand (30) des Behälters (12) und dem über den Umfang verlaufenden, horizontalen Deckelflansch (38) angeordnet ist.
Laborzentrifugenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der die eine oder mehreren Seitenwände (18) des Behälters (12) eine äußere Fläche und eine innere Fläche (24) aufweisen, wobei die innere Fläche (24) der einen oder der mehreren Seitenwände (18) ein Paar von entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden, ersten strukturellen Stütz- bzw. Tragschlitzen (88) aufweist.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 17, weiterhin ein ebenes horizontales Stütz- bzw. Tragglied (86) aufweisend, das innerhalb des ersten strukturellen Stütz- bzw. Tragschlitzes (88) angeordnet ist.
Laborzentrifugenvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, weiterhin ein Paar von zweiten strukturellen Stütz- bzw. Tragschlitzen (98) aufweisend, die an der inneren Fläche (24) des Behälters (12), beabstandet von den ersten strukturellen Stütz- bzw. Tragschlitzen (88), angeordnet sind.
Laborzentrifugenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei der die innere Fläche (24) der unteren Wand (16) schalenförmig ist und bei der der Übergang der unteren Wand (16) zu der einen oder mehreren Seitenwänden (18) glatt bzw. gleichmäßig ist und keine Ecken oder Ränder bzw. Kanten definiert.
Laborzentrifugenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, weiterhin ein Luft- Belüftungs- bzw. -Entlüftungsfilter (82) aufweisend, das innerhalb des Deckels (14) angeordnet ist.
Laborzentrifugenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei der die eine oder mehreren Seitenwände (18) durchscheinend oder transparent bzw. lichtdurchlässig sind.
Laborzentrifugenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei der die Laborzentrifugenvorrichtung (10) innerhalb einer Zentrifuge (106) angeordnet ist.