DE2425165A1 - Vorrichtung zur zentrifugalen behandlung bzw. zum waschen von biologischen proben - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. Waiter Abitz
Dr. Dieter. R Morf
Dr. Hans-Α. Brauns 2*. Mai 1974

8 München 86, Hsnzenauerstr. 28 SV-7114·

E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY lOth and Market Streets, Wilmington, Delaware, V.St.A.

Vorrichtung zur zentrifugalen Behandlung bzw. zum Waschen von biologischen Proben

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein System zur Behandlung und zum Waschen biologischen Materials, wobei eine Verteileranordnung mit dem Zentrifugenrotor verbunden ist und mit diesem umläuft, um Waschmedium in die Röhrchen der Zentrifuge auszustossen.

Die US-PS 3 4-20 437 offenbart eine für Zellen bestimmte Waschzentrifuge, in welcher ein Schwingröhrchen-Zentrifugenrotor abwechselnd ein Zentrifugieren und Dekantieren des Materials ermöglicht, ohne dass der Rotor von der Vorrichtung abgenommen wird. Bei diesem System ist es jedoch erforderlich, den Deckel der Vorrichtung zu entfernen, um eine frische Waschflüssigkeit Jedem der Proberöhrchen zuzuführen, bevor der nächste Arbeitsgang des Zentrifugierens und Dekantierens stattfindet.

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Die US-PS 3 706 4-13 beschreibt eine selbsttätige Einrichtlang zum Füllen der Zentrifugenrohrchen mit Waschflüssigkeit, welche eine Anordnung aufweist, um die Waschflüssigkeit mittels einer Kolbenpumpe zu einem stationären Verteiler zu leiten, welcher im Abstand vom Zentrifugenrotor angeordnet und von diesem unabhängig ist. Eine zweite Kolbenpumpe ist zur Erzeugung von Luftstrahlen vorgesehen, welche zur Entfernung von Flüssigkeitsrückständen aus den Düsen des Verteilers dienen und ferner dazu, um diese Rückstände in die Jeweiligen Zentrifugenrohrchen auszustossen. Bei der bekannten Vorrichtung ist es erforderlich, die Waschflüssigkeit mittels einer Kolbenpumpe zuzuführen, wodurch die Gefahr einer Verunreinigung der sterilen Waschflüssigkeiten besteht, die im Behandlungsverfahren erforderlich sind. Barüberhinaus ist eine Einstellvorrichtung notwendig, um die Zentrifugenrohrchen genau gegenüberliegend den jeweiligen stationären Verteilerdüsen anzuordnen, wenn das Füllen der Röhrchen stattfindet.

Bei den bekannten Anordnungen ist es daher notwendig, dass der Zentrifugenrotor während des Füllvorganges stationär gehalten wird. Ferner ist dabei ein eigenes Reinigungssystem erforderlich und ein weiteres System zur Verteilung von festem Material, welches sich am Boden des Zentrifugenröhrchens nach jedem Dekantieren ansammelt.

Zur Verbesserung der bekannten Vorrichtungen und Systeme wird erfindungsgemässe eine Vorrichtung und ein System zur Behandlung von Proben vorgesehen, welches einen von einem Motor angetriebenen Rotor aufweist, sowie eine Anzahl von Röhrchenhaltern, die schwenkbar in kreisförmiger Anordnung am Rotor angeordnet sind, wobei die Röhrchenhalter bei der Drehung des Motors unter Einwirkung der Zentrifugalkraft nach aussen schwenkbar sind, und eine Speisequelle für Behandlung smedi um vorgesehen ist, sowie ein Verteiler, welcher am Rotor angeordnet ist und mit diesem umläuft, um Behand-

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lungsmedium den an den Eöhrchenhaltern angeordneten Röhrchen bei umlaufendem Rotor zuzuführen, und ferner eine Verbindungsvorrichtung, welche die Speisequelle mit dem Verteiler verbindet, sowie eine der Verbindungsvorrichtung zugeordnete Pumpe, um Behandlungsmedium von der Speisequelle zum. Verteiler zu fördern.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner einen mit zwei Drehzahlen arbeitenden Antrieb zur Drehung des Motors mit hoher und niedriger Geschwindigkeit auf, wobei die Röhrchenhalter bei hoher Geschwindigkeit eine nach aussen gerichtete Zentrifugierstellung annehmen, während sie bei niedriger Drehzahl in einer vertikalen Dekantierstellung bleiben. Der Verteiler enthält eine Anzahl von im Abstand angeordnet en, radial-verteilten Düsen, deren Anzahl der Anzahl der Röhrclienhalter entspricht, und die Pumpe führt über die Düseil. Behandlungsmedium den an den Röhrchenhaltern angeordneten Röhrchen nur dann zu, wenn sich die Röhrchen in der Zentrifugierstellung befinden.

Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner einen ringförmigen, den Rotor umgebenden ' Trog auf, welcher flüssiges Material von den an den Röhrchenhaltern angeordneten Röhrchen aufnimmt, wenn die Röhrchen sich in der vertikalen Dekantierstellung befinden.

Die Verbindungsvorrichtung und die Pumpe können beliebig ausgebildet sein, jedoch ist bei der Verwendung der Vorrichtung und des Systems in Verbindung mit sterilen Materialien die Speisequelle für das Behandlungsmedium vorzugsweise mit dem Verteiler über ein biegsames Rohr verbunden und die Pumpe besteht aus einer peristaltischen Pumpe, welche auf das Rohr einwirkt. Die peristaltische Pumpe erzeugt an dem biegsamen Rohr von aussen Impulse,mittels welcher das Behandlungsmedium unmittelbar vom Speicher zum Zentrifugenverteiler geleitet wird. Das Rohr kann aus Vinyl oder dgl. bestehen.

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Da der Verteiler während des Füllvorgangs der Röhrchen mit dem Zentrifugenrotor umläuft, entfällt die Notwendigkeit, eine Einstellvorrichtung vorzusehen und die Zentrifugalkraft reinigt die Verteilerdüsen von restlichen Tropfen von Waschflüssigkeit, welche in die jeweiligen Zentrifugenröhrchen abgegeben werden.

Die Vorrichtung kann derart ausgebildet sei , dass sie selbsttätig das Waschen der Zellen über die aufeinanderfolgenden Schritte der Röhrchenfüllung, des Zentrifugierens und Dekantierens von Anfang zu Ende durchführt, ohne dass eine Verunreinigung oder ein Hantieren mit Waschmedium erfolgt und ohne die Notwendigkeit, wiederholte manuelle Tätigkeiten zum Füllen und Nachfüllen der schwenkbaren Röhrchen des Zentrifugenrotors vorzunehmen.

Die Erfindung wird anschliessend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Zellenwaschsystems, aus welcher ein Teil des Reservoirs, eine Vorderansicht der ρeristaltischen Pumpe und eine Seitenansicht der Zentrifuge und der Dekantiervorrichtung ersichtlich sind, wobei ein Teil der letzteren Anordnung weggebrochen ist, um einen Blick auf das Innere freizugeben,

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch einen oberen Teil der in Fig. 1 dargestellten Zentrifuge, wobei einige Teile in Seitenansicht und weitere Teile gestrichelt dargestellt sind,

Fig. 3 eine auseinandergezogene Seitenansicht eines Abschnitts der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung, wobei einige Teile weggelassen und einige Teile geschnitten dargestellt sind,

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Flg. 4 eine Draufsicht längs der Linie 4-4 der Fig. 3> wobei einige Teile weggelassen und einige Teile weggebrochen dargestellt sind,

Fig. 5 einen Grundriss längs der Linie 5-5 der Fig. 3> wobei einige Teile weggebrochen sind,

Fig. 6 eine stark vergrösserte Draufsicht auf den in den Fig. 3 und 5 dargestellten Verteiler, wobei einige Teile weggebrochen und einige Teile gestrichelt dargestellt sind,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7~7 der Fig. 6,

Fig. 8 eine etwas vergrösserte perpektivische. Darstellung eines Teils der in Fig. 1 gezeigten peristaltischen Pumpe, und

Fig. 9 eine schematische Darstellung des Steuerkreises für die in den vorausgehenden Figuren gezeigte Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Zellenwaschsystems, welches eine selbsttätige Zellenwaschvorrichtung 11 aufweist, deren Basisabschnitt Λ2. auf Füssen 13 befestigt ist, die auf einem Labortisch oder dgl. ruhen.

Der Basisabschnitt 12 weist einen elektrischen Zentrifugenmotor 14- sowie einen elektrischen Schaltkreis auf, der durch einen Steuerschalter 15 betätigt wird. Vom Basisabschnitt wird ein im wesentlichen kreisförmiger, schalenartiger Zentrifugen!) ehält er 16 gehalten, mit welchem mittels eines Gelenks 17 ein kreisförmiger Deckel verbunden ist, welcher, aus einer- ringförmigen Wand 18 und einer einteilig mit dieser ausgebildeten Deckelplatte 19 besteht. Die Abdeckung wird lösbar durch ein Verriegelungselement 20 gehalten. Der Behälter 16 und die Abdeckung 18 nehmen eine Zentrifuge auf,

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die anschliessend näher beschrieben wird. Im mittleren, oberen Bereich der Abdeckung 18 ist ein winkelförmiger, rohrförmiger Anschluss 21 angeordnet.

Das System enthält einen Vaschwasserspeicher 22, welcher mittels eines biegsamen Rohrs 23 mit dem Anschluss 21 auf der Zentrifuge verbunden ist. Zwischen dem Speicher 22 und der Zentrifuge 11 liegt eine peristaltische Pumpe 24-, die durch einen elektrischen Motor 25 angetrieben wird. Ein Zwischenabschnitt des Rohres 23 ist um einen drehbaren VeI-lenabschnitt 26 der peristaltischen Pumpe 24- (Fig. 8) geführt, wobei im Abstand angeordnete Rollen 27 des Vellenabschnittes aufeinanderfolgend am Rohr 23 Druckstösse erzeugen, wo durch VoLSchmedium zur Zentrifuge fliesst. Ein einstellbares Drosselventil 28 kann in jenem Abschnitt des Rohrs 23 vorgesehen sein, welches sich zwischen dem Speicher 22 und der Pumpe 24 erstreckt, um die Menge an Vaschmedium zu begrenzen, die vom Speicher zur Zentrifuge fliesst.

Die Zentrifuge zur Drehung einer Anzahl schwingender Probenröhrchen ist ähnlich der in der US-PS 3 420 437 beschriebenen Anordnung ausgebildet, aus welcher der einzelne Aufbau zur Steuerung der Einstellung der Röhrchen während des Zentrifugier- und Dekantiervorgangs ersichtlich ist. Eine derartige Steueranordnung oder eine entsprechende Abänderung derselben kann auch in der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendet werden.

Durch eine im Boden des Behälters 16 angeordnete Öffnung erstreckt sich eine Antriebswelle 32, die von einem elektrischen Motor 14 im Basisabschnitt 12 gemäss den Fig. 2 und angetrieben wird.

An der Antriebswelle 32 ist zum Umlauf mit derselben eine kreisförmige Schale 33 befestigt. Am mittleren inneren Bereich der Schale befindet sich ein kreisförmiger Basisabschnitt 34,,

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welcher mit der Schale umläuft. Durch den Basisabschnitt erstreckt sich in.axialer Fluchtung mit der Antriebswelle eine Spindel 36, die von der Antriebswelle 32 angetrieben wird. Auf der Spindel sitzt eine . rohrförmige Nabe 37» die durch die Spindel angetrieben wird. An der Habe 37 erstreckt sich eine horizontale Trägerplatte 38 nach aussen. Koaxial zur Nabe 37 ist in der Nähe des äusseren Bereichs der Platte 38 in kreisförmiger Anordnung eine Anzahl von im gleichmassigen Abstand voneinanderliegenden Schlitzen 39 vorgesehen. In jedem Schlitz ist schwenkbar eine gekrümmte Aufhängung eines skelettartig aufgebauten Röhrchenträgers 42 angeordnet, der einteilig mit dem Gelenk ausgebildet ist. Jeder Röhrchenträger 42 besteht aus einem länglichen Halter, an welchem ein Halteband oder mehrere kreisförmige Haltebänder oder Ringe 43 angeordnet sind, die mit dem Halter ein einteiliges Bauelement bilden. Der Bodenabschnitt des Röhrchenträgers 42 mündet in einen nach aussen gerichteten gekrümmten Halteflansch 44. Jeder schwingend aufgehängte Röhrchenträger nimmt ein längliches Röhrchen 46 auf.

Befindet sich die Zentrifuge in Ruhestellung oder in Dekantierstellung, so sind die Röhrchenträger 42 mit den Röhrchen 46 in vertikaler oder nahezu vertikaler Stellung angeordnet. Ist die Anordnung in Zentrifugierstellung, so schwingen die Röhrchentrager 42 mit den Röhrchen 46 gemäss Fig. 2 nach aussen, wobei sie in der geneigten Lage mittels der nach aussen gebogenen Enden der Flansche 44 gehalten werden, die unter Einwirkung der Zentrifugalkraft gegen die Innenwand der Schale 33 anliegen. Dabei können verschiedene Vorrichtungen verwendet werden, um die Röhrchenträger 42 lösbar in der Dekantierstellung zu verriegeln, die beispielsweise in der US-PS 3 420 437 beschrieben sind, oder es kann eine ähnlich ausgebildete Anordnung für diesen Zweck eingesetzt werden.

Am oberen inneren Ende der rohrförmigen Nabe 37 ist ein

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Zapfen 47 angeordnet. Das obere Ende des Zapfens 47 endet in einen Knopf 48, welcher sich nach oben über die Trägerplatte 38 hinaus erstreckt. Der Knopf 48 besitzt eine obere und untere, nach innen geneigte ringförmige Fläche 49 bzw. 51, deren Zweck anschliessend beschrieben wird.

Der ringförmige Sammeltrog 56, welcher innerhalb der ringförmigen Deckelwandung 18 angeordnet ist, weist einen einstückig damit ausgeführen Ringflansch 57 auf, welcher gemäss Pig. 2 an einem Umfangsabschnitt der Bodenfläche der Deckelplatte 19 befestigt ist. Der Boden des Sammlers 56 besitzt eine einteilig mit ihm ausgebildete, nach innen gerichtete ringförmige Sammlerfläche 58· Die innere kreisförmige Kante der Sammlerfläche 58 befindet sich in einer Stellung, bei welcher dekantierte Flüssigkeiten von den Röhrchen 46 aufgenommen werden, wenn diese in eine vertikale oder nahezu vertikale Stellung verschwenkt werden. In einem Bereich der Sammlerfläche 58 ist an der Verbindungsstelle mit dem vertikalen Teil des Sammlers 56 ein Abzug 59 angeordnet. Ein Ende eines biegsamen Abzugsrohrs 61 ist mit dem Abzug 59 verbunden, welcher sich durch eine öffnung in der ringförmigen Wand 18 erstreckt. Das andere, nicht dargestellte Ende des Rohrs 61 mündet an einer Stelle, wo die dekantierten Stoffe gesammelt oder abgegeben werden.

Am inneren mittleren oberen Abschnitt der Deckelplatte 19 ist ein mittlerer Basisbereich 62 einer nach unten und aussen gerichteten ringförmigen Prallplatte 63 befestigt. Der vertikale Abschnitt des Rohranschlusses 21 ist mit der Deckelplatte 19 mittels einer kreisförmigen Abschirmung 64 verbunden, welche die mittige öffnung in der Deckelplatte 19 und im Basisbereich 62 abschliesst. Das untere Ende des Rohranschlusses 21 ist einstückig mit einer Düse 66 ausgebildet, welche sich geringfügig unter die innere Fläche des Basisbereichs 62 in das Innere der Zentrifuge erstreckt.

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Der Verteiler 70 weist eine Anordnung von zwei lösbar miteinander verbundenen Elementen auf, die aus einem kreisförmigen Düsenhalter 71 und einem Deckel bestehen, welcher mit dem Düsenhalter durch im Abstand angeordnete Schrauben 73 verbunden ist. Diesbezüglich wird auf die Fig. 2, 4-, 5> 6 und 7 verwiesen. Der Bodenbereich des Düsenhalters 71 besitzt eine mittige kreisförmige Ausnehmung 74-, welche an zwei Seiten durch längliche,180° auseinanderliegende Einschnitte 75 mit gekrümmten Begrenzungsflächen begrenzt ist. Im umfangsseitigen Bodenbereich des Deckels 72 sind kreisförmig verteilt nach unten gerichtete Füsse 76 im Abstand voneinander angeordnet und einstückig mit dem Deckel ausgebildet, welche eine Anzahl von Fluchtungsnuten bilden. Die Aufgabe dieser Nuten wird anschliessend beschrieben.

Am inneren Ende der Ausnehmung 74· ist die Basis eines Federelements 78 mittels einer Schraube 77 befestigt. Das Federelement weist einstückig mit ihm ausgebildete, nach unten gerichtete und nach innen vorgespannte Federflügel 79 auf. Wird der Verteiler 70 mit der Vorrichtung verbunden, so wird er über den Knopf 46 nach unten gepresst, dessen abgeschrägte Fläche 4-9 die Federflügel 79 auseinanderdrückt. Die Federn 79 gleiten anschliessend über den breiten Bereich des Knopfes und kommen an der Schrägfläche 51 zur Anlage, um den Verteiler am Knopf zu sichern. Die Einschnitte 75 stellen genügend Raum für das Ausbiegen der Federflügel 79 zur Verfügung, die fluchtend zu den Einschnitten angeordnet sind. Die Trägerplatte 38 weist eine Anzahl von Halterungen 81 auf, die kreisförmig verteilt sind und die entsprechend angeordnete, nach unten gerichtete Zapfen 82 aufnehmen. Die Zapfen 82 sind in der Bodenfläche des Düsenhalters 71 befestigt, und bewirken eine gemeinsame Drehung des Verteilers mit der Zentrifuge.

Der Düsenhalter 71 ist mit einer Anzahl radial gerichteter, im Abstand voneinander liegender Kanäle 83 versehen, die

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sich vom oberen Mittelpunkt des Halters nach unten und aussen erstrecken. Im äusseren Abschnitt der Kanäle 8j5 sind jeweils rohrartige Düsen 84 vorgesehen, deren äussere Enden sich nach aussen erstrecken und radial gegen zugeordnete Röhrchen 46 gerichtet sind. Der Zugang zu den inneren Enden der Kanäle 83 erfolgt über eine mittige Öffnung 85 im Deckel 72, über Vielehe Waschmedium von der Düse 66 geleitet wird.

Das äussere Ende jeder Düse 84 kann unter einem Winkel gegenüber der Düsenachse verlaufen, um zu verhindern, dass aus der Düse austretendes Medium nach oben versprüht wird. Die Waschflüssigkeit, die dem durch die Öffnung 85 und dem Scheitel 86 des Halters 71 gebildeten Schacht zugeführt wird, gelangt über die Düsen 84 als Düsenstrahl in die jeweiligen Röhrchen 46, wenn der Halter 71 mit Zentrifugierdrehzahl umläuft. Mit Hilfe eines gleichen Abstands der Kanäle 83 gegenüber dem symmetrisch ausgebildeten konischen Scheitel 86 erfolgt eine Verteilung von im wesentlichen gleichen Pluidmengen in die Röhrchen 46.

Als Folge des Eingriffs der Zapfen 82 in entsprechende Öffnungen 81 der Trägerplatte 38 befinden sich die Düsen 84 ständig in richtiger Fluchtung mit den zugehörigen Röhrchen

Das elektrische Schalt schema nach Fig. 9d zeigt eine Ausführungsform eines Steuersystems zur Betätigung der selbsttätig arbeitenden Waschvorrichtung für Zellenmaterial gemäss der vorliegenden Erfindung. Der Zentrifugenmotor, mit welchem die Welle 32 verbunden ist, wird mittels eines durch einen Betätigungsknopf 15 gesteuerten Zeitrelais betrieben. -Der Motor 25 für die peristaltische Pumpe wird durch ein eigenes Zeitrelais gesteuert, das durch einen zweiten, nicht dargestellten Betätigungsknopf eingestellt wird. Beide Einstellknöpfe sind in dem geneigt verlaufenden Vorderabschnitt des Basisbereichs 12 angeordnet. Nachdem biologische Proben in jedes Zentrifugenrohrchen 46 eingegeben wurden, wird der Zen-

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trifugenmotor 14 eingeschaltet. Die Trägerplatte 38 läuft um und die Röhrchen 46 schwingen nach aussen in die in Fig. 2 angegebene geneigte Zentrifugierstellung. Das Zentrifugenzei'trelais wird eingestellt, um die Dauer des Zentrifugiervorganges zu bestimmen.

Sobald die Röhrchen 46 ihre geneigte Zentrifugierstellung erreicht haben, betätigt ein Signal im elektrischen Steuerkreis einen Magnet-Wählerschalter. Dieser schaltet die ρeristaltische Pumpe 24 über den Pumpenmotor 25 ein. Eine vorgegebene Fluidmenge gelangt vom Speicher 22 über das Rohr 23 in den Schacht des Verteilers 70 und die Waschflüssigkeit wird mittels Zentrifugalkraft durch die Düsen in die jeweiligen Röhrchen 46 ausgestossen. Die Menge der ausgestossenen Waschflüssigkeit wird von dem mit dem Pumpenmotor verbundenen Zeitrelais"bestimmt und ausserdem durch die Einstellung des Drosselventils 28. Die Einstellung des Zeitrelais für den Pumpenmotor kann derart geeicht sein, dass eine Bedienungsperson die Einschaltzeit des Pumpenmotors für eine Zeitspanne einstellen kann, die erforderlich ist, um die Röhrchen 46 mit der richtigen Menge von Waschflüssigkeit zu füllen.

Nachdem die Waschflüssigkeit in die umlaufenden Röhrchen 46 eingegeben wurde, wird der Zentrifugiervorgang ausreichend lange fortgesetzt, um die gewünschte Trennung zu erzielen. Diese Zeitspanne kann empirisch durch Versuche ermittelt werden. Die entsprechende Zeit wird durch das Zeitrelais festgelegt, welches mit dem Zentrifugenmotor 14 verbunden ist.

Nach Beendigung des Zentrifugierens beendet das Zentrifugen-Zeitrelais selbsttätig die Drehung der Zentrifuge. Die Röhrchen 46 bewegen sich dann in eine Hängestellung, in v/elcher sie im wesentlichen selbsttätig eine vertikale oder nahezu vertikale Dekantierlage gemäss der gestrichelten Stellung mach Fig. 2 einnehmen. In dieser Lage werden sie

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durch geeignete Vorrichtungen gehalten, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 420 437 "beschrieben sind.

Anschliessend betätigt das Zeitrelais erneut den Zentrifugenmotor 14, um eine Drehung der Röhrchen 46 in vertikaler oder nahezu vertikaler Stellung mit geringerer Drehzahl zu veranlassen. Diese Drehung wird während einer vorgegebenen Zeitspanne fortgesetzt, die ausreicht, um ein Dekantieren des oben stehenden Fluids von den Röhrchen auf die Sammlerfläche 58.ZU verursachen. Von der Sammlerflache 58 gelangt Fluid unter Schwerkraftwirkung durch den Auslass 59 und das Auslassrohr 61 in einen geeigneten Auffangbehälter. Die vorausgehend aufgeführten Schritte bestimmen einen einzigen Zellenwaschzyklus.

Bei der Angabe, dass sich die Röhrchen in einem vertikalen Dekantierzustand befinden, wird unter "vertikal" auch "nahezu vertikal" verstanden, da es in verschiedenen Ausführungsformen der Vorrichtung erwünscht sein kann, dass sich im Dekantierzustand die Röhrchen geringfügig in einer nach aussen oder innen gegenüber der Vertikalen geringfügig geneigten Lage befinden, zum Unterschied von der stark geneigten Stellung der Röhrchen beim Zentrifugieren. Diese alternativen Ausführungsformen sind in der US-PS 3 420 437 beschrieben.

Nachdem der vorgegebene Dekantierzyklus stattgefunden hat, wie er durch das Zeitrelais für den Zentrifugenmotor gesteuert wird, gibt eine nicht dargestellte Röhrchenhaltevorrichtung an der Zentrifuge selbsttätig die Halter 42 der Röhrchen 46 frei, worauf der Zentrifugenmotor erneut zwecks Erzielung des Zentrifugierzustandes betätigt wird, damit die Röhrchen ihre geneigte Zentrifugierstellung gemäss Fig. 2 einnehmen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Pumpenmotor 25 selbsttätig eingeschaltet und veranlasst die peristaltische Pumpe 24, frische Salzlösung vom Reservoir 22 anzusaugen und

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sie durch das Rohr 23 und den Anschluss 21 in den durch die öffnung 85 gebildeten Schacht zu fördern. Während dieses Füllvorgangs läuft der Zentrifugenmotor mit einer Drehzahl von etwa 1200 U/min, um. Die Salzlösung gelangt unter Zentrifugalkrafteinwirkung durch die Düsen 84· in die zugeordneten Röhrchen 46. Als Folge der geometrischen Anordnung des Verteilers des Rotors ragen die Düsen 84· geringfügig in die oberen offenen Enden der Röhrchen 46 hinein, die umlaufen und unter einem Winkel von näherungsweise 42 gegenüber der Vertikalen gehalten werden. Während der Zeitspanne zwischen dem Eintritt der Salzlösung in den Verteiler bis zum Auftreffen derselben auf die vorausgehend zentrifugierten Rückstände in jedem Röhrchen wird die Salzlösung durch die ansteigende Zentrifugalkraft beschleunigt." Durch die Geschwindigkeit des in die jeweiligen Röhrchen 46 ausgestossenen Fluids werden Rückstände im Röhrchen erneut suspendiert und es wird ein Waschvorgang erhalten, welcher mit der Vorrichtung beabsichtigt ist.

Nachdem eine vorgegebene abgemessene Menge der Salzlösung · unter Zentrifugalkraftwirkung in die Röhrchen 46 ausgestossen wurde, wird der Pumpenmotor 25 durch sein zugeordnetes Zeitrelais angehalten. Anschliessend wird das Zentrifugieren durch denZentrifugenmotor 14 fortgesetzt, bis die jeweilige vorgegebene Zeitspanne im Einklang mit der Einstellung des Zeitrelais für den Zentrifugenmotor abgelaufen ist. Anschliessend kann das Füllen der Röhrchen, das Zellenwasch-Zentrifugieren, und das Dekantieren im Einklang mit den jeweiligen klinischen oder experimentellen Erwägungen wiederholt werden. Ein geeigneter Waschzykluswähler kann im Steuerkreis für die Vorrichtung vorgesehen sein, um es der Bedienungsperson zu ermöglichen, eine bestimmte Anzahl vollständiger Röhrchenfüllvorgänge, Zentrifugiervorgänge und Dekantiervorgange durchzuführen.

Die beschriebene Zellenwaschvorrichtung stellt ein geschlos-

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senes System vom Speicher 22 für die Salzlösung bis zum Abzug 59 dar, wodurch mögliche Verunreinigungen und fehlerhafte Ergebnisse auf ein Mindestmass verringert oder völlig beseitigt werden. Durch die Anordnung eines emnstückigen Rohrs 23, welches die Salzlösung vom Reservoir 22 bis zum Schacht 85 im Verteiler 70 fördert, bleibt die Lösung von äusseren Einflüssen frei, was bei anderen Geräteausführungen nicht zutrifft, bei denen Fluid durch das Innere von Pumpenzylindern und dgl. geleitet wird.' Das Rohr 23 ist um den umlaufenden Wellenabschnitt 26 gelegt und die Pumpwirkung wird auf das Äussere des Rohres 23 über eine Anzahl von drei oder mehr im Abstand angeordneter Rollen 27 übertragen, welche das Eohr zusammendrücken, um eine Bewegung des im Rohr befindlichen Mediums zu erzeugen.

Die benötigte Lösungsmenge, die den Röhrchen 46 zugeführt werden muss, wird empirisch ermittelt, bevor die Vorrichtung in Betrieb genommen wird. Dies erfolgt durch ein= Einstellung des Drosselventils 28 zwecks Eichung des Fördervolumens der peristaltischen Pumpe 24. Das Drosselventil 28 befindet sich im Strömungsweg des Rohres 23 und .kann in solcher Weise eingestellt werden, dass der Betrieb der Vorrichtung auf jene Faktoren abgestellt wird, welche die Förderkapazität des Rohres 23 bestimmen, beispielsweise auf die Art des Materials, aus welchem das Rohr besteht und seinen Innendurchmesser.

Sollte die salinische Waschlösung im Reservoir 22 oder im Bohr 23 verunreinigt werden, so ist es lediglich notwendig, das Rohr 23, das Reservoir 22 und den Verteiler 70 zu ersetzen oder erneut zu sterilisieren.

Da die Verteilerdüsen 84 während der Förderung des Waschmediums in die Röhrchen 46 mit hoher Geschwindigkeit umlaufen, werden die Düsen durch Zentrifugalkrafteinwirkung selbsttätig von jeglichen Resten von Wasehflüssigkeit gereinigt, so dass keine Hilfsgeräte notwendig sind, um die

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Düsen von Waschflüssigkeit zu reinigen.

Da der Verteiler am Zentrifugenrotor befestigt ist und mit diesem umläuft, besteht nicht die Notwendigkeit, den Rotor in einer bestimmten.Stellung zur Fluchtung der Röhrchen an der Zentrifuge mit stationären Düsen anzuhalten, wie das bei einigen bekannten Anordnungen erforderlich ist. Ausserdem ist es bei der vorliegenden Anordnung nicht notwendig, einen Druck des Waschmediums vorzusehen, der höher ist als bei einer stationären Füllvorrichtung für das Waschmedium. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird das von den Düsen 84 abgegebene Waschmedium unter Zentrifugalkraftwirkung mit ausreichendem Druck in die Röhrchen 46 geschleudert, um in den Röhrchen ein erneutes Suspendieren der darin enthaltenen Stoffe zu erzeugen.

Befinden sich die Röhrchen 46 in der in Fig. 2 mit vollausgezogenen Linien dargestellten geneigten Zentrifugierlage, so liegen die oberen Bereiche der Röhrchen innerhalb der zwischen den Kissen 76 gebildeten Einschnitte. Diese Einschnitte verhindern ein unbeabsichtigtes Kippen der Röhrchen an ihren zugeordneten Gelenken 41, wodurch gewährleistet wird, dass die von den Düsen 84 austretende Flüssigkeit in die jeweiligen Röhrchen der Zentrifuge gelangen.

Zur Erzielung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung zwischen dem Halter 71 und dem Deckel 72 kann zwischen diesen Teilen ein elastischer O-Ring 87 vorgesehen sein, welcher beispielsweise aus Nylon, Teflon (eingetragenes Warenzeichen von E. I. du Pont de Nemours and Company), Pluorkohlenstoffharz oder Gummi besteht.

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Claims (1)

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   Patentanspruch

   Vorrichtung zur Zentrifugenbehandlung "bzw. zum Waschen von insbesondere biologischen Proben, mit einem Rotor, welcher mit einem Motor verbunden ist und von diesem angetrieben wird und mit einer Anzahl von Röhrchenhaltem, die schwenkbar in kreisförmig verteilter Anordnung am Rotor befestigt sind, wobei die Röhrchenhalter unter Einwirkung der Zentrifugalkraft bei umlaufendem Rotor nach aussen verschwenkt werden, mit einer Vorratsquelle von Behandlungsfluid und einer Einrichtung, um das Behandlungsfluid den an den Röhrchenhaltem angeordneten Röhrchen zuzuführen, gekennzeichnet durch einen Verteiler (-70), v/elcher am Rotor zum Umlauf mit demselben befestigt ist, um Behandlungsmedium den vom Röhrchenhalter (42) gehaltenen Röhrchen (46) während des Umlaufs des Rotors zuzuführen, durch eine Verbindungsvorrichtung (23), welche den Vorrat (22) des Behandlungsmediums mit dem Verteiler verbindet, und durch eine Pumpenvorrichtung (26, 27), welche der Verbindungsvorrichtung zugeordnet ist, um das Behandlungsmedium von der Vorratsquelle über die Verbindungsvorrichtung dem Verteiler zuzuführen.

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