EP4680381A1 - Mischungsvorrichtung und verfahren zur bereitstellung eines gemisches - Google Patents

Mischungsvorrichtung und verfahren zur bereitstellung eines gemisches

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Publication number
EP4680381A1
EP4680381A1 EP23711047.3A EP23711047A EP4680381A1 EP 4680381 A1 EP4680381 A1 EP 4680381A1 EP 23711047 A EP23711047 A EP 23711047A EP 4680381 A1 EP4680381 A1 EP 4680381A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
liquid
fluid
interior
magnetic particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23711047.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Konstantin Lutze
Roberto CAVALLONI
Alexander Frey
Patrick Kappler
Selina KRIEG
Gian-luca LENDL
Patrick RUOSS
Sven SCHÄDLER
Christoph SCHLITTLER
Thomas Stucki
Sandro VILLIGER
Cyrill PORTMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hombrechtikon Systems Engineering AG
Original Assignee
Hombrechtikon Systems Engineering AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hombrechtikon Systems Engineering AG filed Critical Hombrechtikon Systems Engineering AG
Publication of EP4680381A1 publication Critical patent/EP4680381A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/21—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/405—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes in receptacles having guiding conduits therein, e.g. for feeding the gas to the bottom of the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/406—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes in receptacles with gas supply only at the bottom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/713—Feed mechanisms comprising breaking packages or parts thereof, e.g. piercing or opening sealing elements between compartments or cartridges
    • B01F35/7137—Piercing, perforating or melting membranes or closures which seal the compartments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/75—Discharge mechanisms
    • B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
    • B01F35/75465—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using suction, vacuum, e.g. with a pipette

Definitions

  • the invention relates to a mixing device and a method for providing a mixture according to the preamble of the independent claims.
  • DNA extraction in which the DNA is precipitated in a non-polar environment.
  • DNA can also be purified by centrifugation, e.g. after cell disruption, or by electrophoretic methods.
  • Biomolecules can also be synthesized and purified by immobilization on an insoluble support.
  • Common substrates for immobilizing biomolecules are glass and other less common substrates such as gold, platinum, oxides, semiconductors and various polymer substrates.
  • Magnetic beads magnetic particles play a major role in the automation of laboratory methods.
  • Magnetic bead-based clean-up and “magnetic bead-based normalization” are widely used methods for immobilization, purification and concentration adjustment of nucleic acids. Typical areas of application for these methods are sample preparation in the context of DNA sequencing or DNA detection (e.g. using PCR, polymerase chain reaction).
  • the magnetic particles were developed in 1995 at the Whitehead Institute for the purification of PCR products.
  • the magnetic particles are usually paramagnetic and can consist of polystyrene coated with iron, for example.
  • Various molecules with carboxyl groups can then be attached to the iron. These carboxyl groups can reversibly bind the DNA molecules. This immobilizes the DNA molecules.
  • Methods using magnetic particles include the following steps, for example. First, the PCR products are bound to the magnetic particles.
  • the magnetic particles with the attached PCR products are then separated from impurities (this step is carried out, for example, by pipetting the solution from the solid/from the container).
  • the magnetic particles with the attached PCR products are then washed. After washing, the PCR products are eluted from the magnetic particles and transferred to a new plate.
  • the necessary reagents are automatically pipetted to the sample and then removed again in an isolation process after the starting material has been introduced.
  • the magnetic particle-bound nucleic acids are collected at the bottom and edge of the containers and, depending on the routine, are dissolved again by optimized pipetting up and down. Finally, the DNA or RNA is eluted into separate containers with lids for direct storage or further applications.
  • One of the most important methods for the synthesis, normalisation and purification of biomolecules is the method using magnetic particles.
  • the biomolecules are bound to the surface of the magnetic particles.
  • the magnetic particles are then fixed using a magnet and the solution, which contains byproducts and impurities, can be easily separated. This allows the biomolecules to be easily and can be cleaned and isolated quickly.
  • the advantage of magnetic beads is that the beads can move freely in the test mixture, which is important for the binding steps. If you now want to remove the liquid from the container, e.g. in a washing step, you simply hold a magnet to the container and can then separate the liquid.
  • the magnetic particles are small paramagnetic or ferromagnetic beads that are coated with various materials that provide the required properties. Nickel particles coated with a plastic are often used.
  • bioreactors in which the magnetic particles and the liquid are mixed with biomolecules in order to ensure that the biomolecules bind as completely as possible to the magnetic particles.
  • bioreactors or mixing devices can also be used for processing and mixing other biological or chemical substances such as cells.
  • a corresponding mixing device is known from US 2022/0135924 A1.
  • the mixing device of US 2022/0135924 A1 is intended to provide optimal conditions with regard to mixing a reaction liquid.
  • the mixing is based on a change in the internal volume of the reaction container, which triggers a movement of the liquid.
  • the change in the internal volume is based in particular on a change in the shape of the reaction container, for which the reaction container has at least one flexible area/region.
  • the flexible area is a flexible base, which is moved by a magnetic drive element that is connected to the base. This creates a mixing movement.
  • such mixing devices do not guarantee efficient or complete mixing.
  • the flexible areas of the container represent a weak point in the material. It is known from the state of the art that materials that are frequently stretched and compressed and exposed to changing temperatures fatigue over time, which can lead to liquid leakage.
  • the object of the invention is therefore to provide a mixing device and a method for using a mixing device which avoid the disadvantageous effects known from the prior art, in particular enabling rapid, complete and efficient mixing.
  • a volume of liquid taken to always contain a reproducible concentration/amount of in particular cells, magnetic particles, molecules or other particles or components, whereby leakage of liquid is prevented.
  • the object is achieved by a mixing device and by a method for providing a mixture having the features of the independent claims.
  • a method for providing a mixture from an interior of a container is proposed.
  • a content in the interior comprises a liquid and a (particularly solid) component and the container has at least one opening for receiving and/or removing the content.
  • a feed element is arranged on the container so that a fluid can be fed into the interior of the container via the feed element.
  • the method according to the invention comprises the following steps. The fluid is fed into the liquid in the interior via the feed element, the liquid being set in motion by the addition of the fluid in such a way that the liquid and the component are mixed so that the component is distributed in the liquid (particularly evenly).
  • the mixture is prepared by removing a predetermined amount of the contents from the interior while the fluid is being supplied.
  • the mixture can be used for further chemical, biochemical and/or biological processes and/or process steps, in particular the mixture can be transferred to another container for this purpose.
  • the mixture is preferably removed from the interior of the container using an instrument for removing the liquid, such as a pipette or a syringe.
  • the instrument can therefore comprise the pipette or the syringe, which can in particular also be designed as a robot and can comprise a plurality of pipettes and/or syringes.
  • the component can, for example, comprise cells (or a plurality of cells), in particular consist of cells.
  • the liquid can comprise biomolecules and the liquid can be a suitable solvent and in particular comprise water.
  • the component may comprise magnetic particles (or a plurality of them), in particular consisting of magnetic particles.
  • the method according to the invention may comprise the magnetic particles being collected by a magnet on a wall of the container.
  • the collected magnetic particles are resuspended.
  • these steps can be performed by a movement of the magnet.
  • a molecule such as biomolecules
  • a molecule in the liquid can bind to the magnetic particles.
  • the magnetic particles and the molecules bound to them can be transferred to a second container and/or the magnetic particles and the molecules bound to them can be separated from each other and/or the biomolecules can be enriched by an elution buffer and a washing step.
  • the fluid is preferably a gas, the gas comprising in particular CO2 and/or oxygen and/or an inert gas and/or air. If the fluid is a gas, this has the advantage that the volume of the liquid in the interior and the concentration of the component are not changed by supplying the fluid.
  • the gas can be introduced at a bottom/underside/lower area of the container in such a way that the gas, when it rises in the liquid, sets the liquid in motion in such a way that the liquid and the component are mixed and the component is distributed in the liquid.
  • the supply of fluid may be controlled by a regulating element and the fluid may be supplied from a source (such as a gas container or gas cylinder) to the container via a conduit element (such as a pipe/pipeline).
  • a source such as a gas container or gas cylinder
  • a conduit element such as a pipe/pipeline
  • the fluid can be in a liquid state when it is added, in particular it can be a liquid. In this way, the concentration of the component can be adjusted by adding the fluid and at the same time mixing and concentration adjustment can take place.
  • the fluid can be added in a liquid state and then change into a gaseous state in the liquid.
  • a cooling effect can be created, for example, by using liquid nitrogen.
  • a mixing device is also proposed for use in the method according to the invention.
  • the mixing device comprises the container with the interior for receiving the contents, the container comprising the opening for receiving and/or removing the contents and a connecting element separate from the opening.
  • the container is exchangeable, i.e. can be removed from the mixing device and replaced with another container.
  • the mixing device comprises a housing with a feed element for feeding the fluid into the interior of the container and a receiving element for receiving the container.
  • the container is arranged in the receiving element and the feed element can be arranged on the connecting element in such a way that the fluid can be fed into the interior of the container.
  • the mixing device can comprise a plurality of feed elements and/or connecting elements (which are arranged in particular at different points on the container/are evenly distributed on the container) in order to achieve more flexible control and more thorough mixing.
  • the feed element can comprise a regulating element for adjusting a flow rate of the fluid, wherein the regulating element can be and/or comprise a nozzle and/or a valve (such as a lip check valve).
  • the regulating element and the other device parts and method steps can be controlled via a control device.
  • the mixing device can comprise the control device.
  • the container can be supported on a support surface of the receiving element and the feed element can comprise a fixing element.
  • the feed element can be displaceable relative to the receiving element so that the container can be fixed in place after being arranged in the receiving element can be fixed between the fixing element and the support surface.
  • the mixing device can comprise a movement device which can be connected to the feed element or is part of the feed element, so that the feed element can be moved by the movement device.
  • the movement device can comprise a drive, in particular a motor (such as an electric motor, in particular a servo motor).
  • the feed element can comprise a rail, so that a movement of the feed element (and thus also a movement distance) is predetermined by the rail.
  • the feed element can be arranged on an element/a support/a holder which is moved by the drive.
  • the connecting element is a connection opening separate from the opening and the feed element comprises a feed pipe, which feed pipe can be inserted/extended into the connection opening such that the fluid can be fed into the interior of the container.
  • the connection opening can comprise a sealing element which seals the connection opening and into which the feed pipe can be inserted.
  • the sealing element can be designed in the form of a membrane (which can consist of a polymer/plastic, for example), through which the opening is closed.
  • the feed pipe can be passed through/pierced through the membrane such that the fluid can be fed into the interior of the container.
  • the feed pipe is designed as a needle/needle-shaped for piercing.
  • the opening can also be provided with such a sealing element/membrane.
  • the mixing device can comprise the source connected to the feed element via the line element, wherein the fluid can be conducted from the source to the feed element via the line element.
  • the container can be designed in particular as a "consumable", i.e. as a consumable material that is introduced into the mixing device and can be disposed of after a corresponding process or procedure has been carried out. A new container can then be introduced into the mixing device. The container is therefore replaceable.
  • the container according to the invention is particularly preferably chemically resistant, pH-resistant and temperature-resistant.
  • the container can be designed to hold at least 10 ml of liquid/content, preferably 10 ml to 500 ml or 20 ml to 100 ml, particularly preferably 20 ml to 50 ml of liquid/content.
  • the container can in particular comprise a polymer, particularly preferably consist of a polymer. Examples of polymers are polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate and/or polyetheretherketone.
  • the interior of the container can contain the liquid and, as a component, a large number of magnetic particles/cells/molecules, other particles or parts that sink in a liquid.
  • the liquid and the large number of magnetic particles/cells/molecules, other particles or sinking parts can be mixed by introducing the fluid.
  • a container pre-filled in this way can be provided and sold in particular as a "consumable”. The mixability ensures in particular that a concentration of magnetic particles/cells/molecules, other particles or sinking parts is the same for each volume of the liquid/contents (i.e. the mixture/the predeterminable amount) taken, which can then be used in further steps or methods for processing e.g. biomolecules.
  • the mixing device/container can in particular be a mixing device/container for providing a liquid with magnetic particles/cells/molecules, other particles or sinking parts.
  • the mixing device can further comprise the magnet, wherein the magnet can be arranged on the container in such a way that magnetic particles that can be introduced into the interior can be fixed in the container. This allows the liquid to be drained and new liquid to be added without removing the magnetic particles from the interior.
  • the magnet can be a permanent magnet and/or an electromagnet.
  • the instrument for removing the liquid such as the pipette, can be used to drain (or add) the liquid, so that the liquid can be removed from the container after molecules have been immobilized on the surface of the magnetic particles. This can be done via the opening of the container.
  • the instrument for removing the liquid can also be the syringe or another suitable instrument.
  • the container according to the invention and the mixing device are preferably used to provide liquid with magnetic particles for other processes such as processes for processing biomolecules (in this case, an equal / reproducible concentration of magnetic particles can be provided for each volume of liquid withdrawn).
  • the container according to the invention can be a reaction container and the mixing device a bioreactor in which biomolecules are processed with magnetic particles.
  • the magnet When used as a reaction container, the magnet can be arranged so as to be movable on the container/in the mixing device that the magnetic particles can be moved freely in the container during a reaction step and are fixed in the container during a washing step by changing the magnet position.
  • the magnet can be movable so that the magnet is arranged in a first position on the container and the magnetic particles are fixed and by moving the magnet to a second position, the magnetic particles can be moved.
  • the container can also be moved relative to the magnet to achieve the same effect.
  • the content can also optionally be introduced into the interior of the container first.
  • the content can, for example, comprise magnetic particles and the liquid, and the magnetic particles and the liquid can be mixed in the interior by supplying the fluid, so that the magnetic particles are prevented from sinking.
  • the method can be a method for providing a liquid with magnetic particles/cells/molecules, other particles or sinking parts, in which magnetic particles/cells/molecules, other particles or sinking parts and the liquid (as contents) are introduced into the interior of the mixing device and the liquid and magnetic particles/cells/molecules, other particles or sinking parts are mixed in the interior.
  • a predeterminable volume of liquid/contents can be removed from the container, particularly preferably while the mixing/supply of the fluid is taking place.
  • the method can be a method for processing biomolecules, in which magnetic particles and a liquid with biomolecules (as contents) are introduced into the interior of the mixing device and the liquid and magnetic particles are mixed in the interior.
  • the method can further comprise that the magnetic particles are fixed in the container by arranging a magnet on the container and/or the liquid with magnetic particles is removed from the interior with the instrument for removing the liquid.
  • the magnetic particles (also magnetic particles) / cells / molecules, other particles or sinking parts and the liquid are mixed by the fluid acting on the contents in order to form a liquid with magnetic particles / cells / molecules, other particles or sinking components which has a uniform concentration of magnetic particles / cells / molecules, other particles or sinking parts.
  • the supply of the fluid is designed to keep the particles, cells, molecules or sinking parts contained in the interior in suspension in such a way that sedimentation at the bottom of the container can be prevented.
  • a mixing or swirling process is improved by keeping the particles in the vessel floating freely and/or preventing or reducing coagulation of beads. Allowing the magnetic particles to float freely and/or preventing sedimentation of the magnetic particles advantageously improves biochemical reactions in the mixing device, namely biomolecule immobilization.
  • biomolecule can be understood as DNA, RNA, nucleic acids, proteins, start sequences, monomers or other biologically active molecules.
  • Such biomolecules can be processed in the mixing device according to the invention and introduced into the container according to the invention (preferably in a liquid).
  • the processing can include washing steps and/or reaction steps and can be carried out with magnetic particles.
  • a washing step is a process step in which the liquid is removed from the container after mixing and in particular the contaminants are separated from the magnetic particles with the attached biomolecules.
  • a washing step can also include rinsing with a rinsing fluid.
  • a reaction step is a process step in which the biomolecules bound to the magnetic particles are converted, bound to the particles or extended (chain extension, e.g. PCR "polymerase chain reaction").
  • a contaminant is in particular a substance which has not fully reacted or is not bound to the magnetic particles, the solvent, by-products and contaminants, as well as a mixture of two or more of the above-described.
  • a liquid or the content can be a solution or suspension, in particular a mixture of liquid and magnetic particles or a reaction mixture of biomolecules and/or reagents and/or impurities.
  • magnetic particle (also “magnetic bead”) can be understood to mean a particle in the micrometer or millimeter range.
  • the magnetic particles can also be porous.
  • a biomolecule can be bound to the surface of the magnetic particles in particular via thiol groups and/or amino groups and/or hydroxyl groups and/or carboxyl groups and/or carbonyl groups and/or ester groups and/or nitrile groups and/or amine groups and/or any other functional groups or other interactions.
  • Magnetic particles can also be coated nickel particles or any other ferromagnetic or paramagnetic particles.
  • Magnetic particles typically have a diameter of approximately 1 micrometer.
  • approximately 1 micrometer is understood to mean 0.5 to 1.5 micrometers, in particular 0.7 to 1.3 micrometers, particularly preferably 0.9 to 1.1 micrometers.
  • the magnetic particles mentioned above can therefore be functionalized magnetic particles that bind biomolecules such as DNA in a sample material. They can then be immobilized using magnetic force and thus separated from a reagent liquid. This is removed and the biomolecules can then be separated from the particles.
  • the magnetic particles should preferably be added in a precise amount. This is made possible by the devices and the method according to the invention.
  • the mixing device can be used for Preparation of or in any enzymatic process involving nucleic acids (e.g. polymerase chain reaction (PCR), isothermal DNA amplification, reverse transcription).
  • PCR polymerase chain reaction
  • the biomolecules bound to the magnetic particles can be detached from the surface of the magnetic particles and subsequently reused.
  • Fig. 1 is a sectional view of a first embodiment of a mixing device according to the invention
  • Fig. 2A is a plan view of a receiving element with container according to the invention.
  • Fig. 2B is a side view of the receiving element according to the invention with container according to Fig. 2A;
  • Fig. 3 is a schematic representation of a second embodiment of a mixing device according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a mixing device with pipette according to the invention.
  • a mixing device is in particular a device with a container in which liquids with magnetic particles can be provided under adjustable and thus optimal conditions.
  • the operation of a mixing device is therefore in particular an application of chemistry, biochemistry or biotechnology, which enables chemical and biological processes or provides starting materials for them.
  • Factors that can be controlled or regulated in mixing devices are the composition of the contents, the gas supply, temperature, pH, sterility and others.
  • the mixing device can be used to provide a liquid with a predeterminable concentration of magnetic particles / cells / molecules / other particles and / or sinking parts or to extract and process biomolecules. The processing and degradation of chemical compounds can also take place in mixing devices.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a first embodiment of a mixing device 11 according to the invention for use in the method according to the invention.
  • the mixing device 11 comprises a housing 4 and a container 1, which comprises an interior space 17.
  • This interior space 17 is suitable for receiving a content such as a liquid and a component.
  • the container 1 further comprises an opening 2. Through this opening 2, the content can be removed from the interior space 17 of the container 1 using a pipette, or another substance can be added to the content of the interior space 17.
  • the container 1 can be connected to a feed element 5 via a connecting element 3 that is different from the opening.
  • a fluid can be fed into the interior space 17 of the container 1 via this feed element 5, which can be arranged on or in the housing 4. In the present exemplary embodiment, this takes place via a side chamber 31, which is connected to the interior space 17 via a side opening 32 on the bottom of the container 1.
  • the housing 4 comprises a receiving element 6 which can receive the container 1.
  • the container 1 is arranged in the receiving element 6 in such a way that the feed element 5 can be arranged on the connecting element 3 (by introducing a feed pipe 18 into the connecting element 3) that the fluid can be guided into the interior 17 of the container 1.
  • the liquid already contained therein is set in motion. This leads to the liquid and the component also located in the container 1 being mixed and thus a uniform concentration of the component in the liquid can be achieved.
  • the mixing device 11 shown here also has a source 13, which is also arranged in or on the housing 4 and is connected to the feed element 5 by means of a line element 12, so that the fluid can pass from the source 13 via the line element 12 to the feed element 5 and from there into the container 1.
  • the receiving element 6 comprises a support surface 8, wherein the container 1 is supported on the support surface 8 of the receiving element 6.
  • the feed element 5 comprises a fixing element 9, wherein the feed element 5 is displaceable relative to the receiving element 6, so that the container 1 can be fixed between the fixing element 9 and the support surface 8 after being arranged in the receiving element 6 by moving the fixing element 9 over the container 1. Since the container 1 is arranged on a spring 20 via the support surface 8 (or via a support element), the container 1 can be clamped between the fixing element 9 and the support surface 8, since the spring 20 can exert pressure on the container 1 located in the receiving element 6.
  • Fig. 2A shows a plan view of a receiving element 6 according to the invention with container 1.
  • the container 1 is arranged in the receiving element 6 so that the receiving element 6 surrounds the container 1.
  • the interior 17 of the container 1 can be accessed from above via the opening 2.
  • the fixing element 9 is arranged so as to be movable in the housing 4 / on the receiving element 6 that the container 1 can be inserted into the receiving element 6 and is fixed in the receiving element 6 by moving the fixing element 9 over the wall 19.
  • Fig. 2B shows a side view of the receiving element 6 with container 1.
  • the support surface 8 is arranged by a cylindrically shaped pressure transmission element 80 on a platform 22, which in turn is arranged by the spring 20 in such a way that pressure can be exerted on the container 1 located in the receiving element 6 by means of the spring 20 via the platform 22 and the support surface 8.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of a mixing device 11 according to the invention.
  • the interior 17 of the container 1 comprises a liquid 14 and the component 15 located therein.
  • the container 1 comprises the opening 2 for receiving and/or removing the contents 14, 15, wherein a feed element 5 is arranged on a lower side of the container 1, so that a gas can be fed via the feed element 5 through the connecting element 3 into the interior 17 of the container 1.
  • the gas is fed along direction A via the feed element 5 into the liquid 14 in the interior space 17, wherein the liquid 14 is set in motion by the addition of the gas in such a way that the liquid 14 and the component 15 are mixed so that the component 15 is distributed in the liquid 14.
  • the gas is introduced at the bottom of the container 1 in such a way that the gas, when rising in the liquid 14, the liquid 14 is set in motion so that the liquid 14 and the component 15 are mixed.
  • a predeterminable amount of the contents 14, 15 can be removed from the interior 17 via the opening 2 during the supply of the gas.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a section of a mixing device 11 according to the invention with the pipette 16, wherein, among other things, the feed element is not explicitly shown.
  • the pipette 16 can be guided through the opening 2 of the container 1 into the interior 17 and dipped into the liquid 14 with the components 15 located therein.
  • the liquid 14 and component 15 which is kept suspended in the liquid by a fluid flow, can be picked up and removed from the container 1 through the opening 2.
  • liquid 14 and/or component 15 can be fed into the interior 17 of the container 1 through this opening 2.
  • the component 15 is a plurality of magnetic particles 15.
  • the mixing device 11 comprises the magnet 7, wherein the magnet 7 is arranged on the container 1 in such a way that the magnetic particles 15 located in the container 1 are fixed. This allows the liquid 14 to be removed by means of a pipette 16 without magnetic particles 15 after the pipette 16 has been inserted via the opening 2 into the interior 17 of the container 1. If the magnet 7 is moved away from the container 1, the liquid 14 with a predeterminable concentration of magnetic particles 15 can be removed.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Bereitstellung eines Gemisches aus einem Innenraum (17) eines Behälters (1), wobei ein Inhalt (14, 15) im Innenraum (17) eine Flüssigkeit (14) und einen Bestandteil (15) umfasst und der Behälter (1) mindestens eine Öffnung (2) zur Aufnahme und / oder Entnahme des Inhalts (14,15) umfasst, wobei ein Zuführelement (5) an dem Behälter (1) angeordnet ist, sodass ein Fluid über das Zuführelement (5) in den Innenraum (17) des Behälters (1) zugeführt werden kann, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Zuführen des Fluids über das Zuführelement (5) in die Flüssigkeit (14) im Innenraum (17), wobei die Flüssigkeit (14) durch die Zugabe des Fluids derart in Bewegung versetzt wird, dass die Flüssigkeit (14) und der Bestandteil (15) durchmischt werden, sodass der Bestandteil (15) in der Flüssigkeit (14) verteilt wird; Bereitstellen des Gemisches durch Entnehmen einer vorgebbaren Menge des Inhalts (14, 15) aus dem Innenraum (17) während des Zuführens des Fluids.

Description

Hombrechtikon Systems Engineering AG, Garstliqweq 6, CH-8634
Hombrechtikon
Mischunqsvorrichtunq und Verfahren zur Bereitstellung eines Gemisches
Die Erfindung betrifft eine Mischungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Bereitstellung eines Gemisches gemäss Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Im Stand der Technik sind viele Methoden zur Aufreinigung und Verarbeitung von Zellen, DNS und anderen Biomolekülen bekannt. Eine Art der Aufreinigung ist die DNS-Extraktion, bei welcher die DNS in unpolarer Umgebung ausgefällt wird. Auch kann DNS über Zentrifugation, z. B. nach einem Zellaufschluss gereinigt werden oder über elektrophoretische Methoden.
Biomoleküle können auch durch Immobilisierung auf einem unlöslichen Träger synthetisiert und gereinigt werden. Übliche Substrate, um Biomoleküle zu immobilisieren, sind Glas sowie andere, weniger verbreitete Substrate wie Gold, Platin, Oxide, Halbleiter und diverse Polymersubstrate.
Da eine manuelle Aufreinigung und Verarbeitung bei zahlreichen Arbeitsgängen zu viel Zeit erfordert, erfolgen die Prozesse heutzutage vollautomatisiert. So spielen für die Automatisierung von Labormethoden sogenannte „magnetic beads“ (magnetische Partikel / Magnetpartikel) eine grosse Rolle.
“Magnetic bead-based clean-up” und “magnetic bead-based normalization” sind weitverbreitete Verfahren zur Immobilisierung, Aufreinigung und Konzentrationsanpassung von Nukleinsäuren. Typische Anwendungsgebiete dieser Verfahren sind die Probenvorbereitung im Kontext von DNS- Sequenzierung oder DNS-Detektion (z. B. mittels PCR, englisch polymerase chain reaction, deutsch Polymerase-Kettenreaktion). Die magnetischen Partikel wurden 1995 am Whitehead Institute zur Aufreinigung von PCR Produkten entwickelt. Die magnetischen Partikel sind meist paramagnetisch und können z. B. aus Polystyrol bestehen, welches mit Eisen beschichtet ist. Auf dem Eisen können dann verschiedene Moleküle mit Carboxylgruppen angebracht sein. Diese Carboxylgruppen können die DNS- Moleküle reversibel binden. Dadurch werden die DNS-Moleküle immobilisiert.
Verfahren mit magnetischen Partikeln umfassen zum Beispiel folgende Schritte. Zuerst werden die PCR-Produkte an die magnetischen Partikel gebunden.
Hierbei erfolgt in der Regel eine Durchmischung der Flüssigkeit und der darin befindlichen magnetischen Partikel. Anschliessend werden die magnetischen Partikel mit den angehefteten PCR-Produkten von Verunreinigungen getrennt (dieser Schritt wird z. B. durch Abpipettieren der Lösung vom Feststoff / aus dem Behälter realisiert). Dann werden die magnetischen Partikel mit den angehefteten PCR-Produkten gewaschen. Nach dem Waschen werden die PCR-Produkte von den magnetischen Partikeln eluiert und auf eine neue Platte transferiert.
Bei vollautomatisierten Prozessen werden die notwendigen Reagenzien nach dem Einbringen des Ausgangsmaterials in einem Isolationsprozess automatisch zur Probe pipettiert und wieder entfernt. Die Magnetpartikel-gebundenen Nukleinsäuren werden am Boden und am Rand der Behälter gesammelt und in Abhängigkeit der Routine durch optimiertes Auf- und Abpipettieren wiederum in Lösung gebracht. Final werden die DNS oder die RNS für eine direkte Lagerung oder weitere Anwendungen in separate Gefässe mit Deckel eluiert.
So ist eines der wichtigsten Verfahren zur Synthese, Normalisierung und zum Reinigen von Biomolekülen das Verfahren mit magnetischen Partikeln. Hierbei werden die Biomoleküle an die Oberfläche von den magnetischen Partikeln gebunden. Die magnetischen Partikel werden dann mittels eines Magneten fixiert und die Lösung, in welcher sich Nebenprodukte und Verunreinigungen befinden, können einfach abgetrennt werden. So können die Biomoleküle einfach und schnell gereinigt und isoliert werden. Der Vorteil der magnetischen Kügelchen liegt darin, dass sich die Kügelchen im Versuchsansatz frei bewegen können, was wichtig für die Bindungsschritte ist. Will man nun, z. B. in einem Waschschritt die Flüssigkeit aus dem Gefäss entfernen, hält man einfach einen Magneten an den Behälter und kann dann die Flüssigkeit abtrennen.
Bei den magnetischen Partikeln handelt es sich um kleine para- oder ferromagnetische Kügelchen, welche mit verschiedenen Materialien beschichtet werden, welche die benötigten Eigenschaften vermitteln. Oft werden Nickel parti kel verwendet, welche mit einem Kunststoff beschichtet sind.
Im Stand der Technik erfolgen die vorangehend genannten Schritte in der Regel in Bioreaktoren, in welchen eine Durchmischung der magnetischen Partikel und der Flüssigkeit mit Biomolekülen durchgeführt wird, um eine möglichst vollständige Anbindung der Biomoleküle an die magnetischen Partikel zu gewährleisten. Derartige Bioreaktoren beziehungsweise Mischungsvorrichtungen können jedoch auch bei der Prozessierung und Durchmischung von anderen biologischen oder chemischen Substanzen wie zum Beispiel Zellen verwendet werden.
Eine entsprechende Mischungsvorrichtung ist aus der US 2022/0135924 A1 bekannt. Die Mischungsvorrichtung der US 2022/0135924 A1 soll optimale Bedingungen mit Bezug auf eine Durchmischung einer Reaktionsflüssigkeit bereitstellen. Die Durchmischung basiert dabei auf einer Änderung des internen Volumens des Reaktionsbehälters, wodurch eine Bewegung der Flüssigkeit ausgelöst wird. Die Änderung des internen Volumens beruht insbesondere auf einer Formänderung des Reaktionsbehälters, wofür der Reaktionsbehälter mindestens einen flexiblen Bereich / eine flexible Region aufweist. Der flexible Bereich ist dabei ein flexibler Boden, welcher durch ein magnetisches Antriebselement bewegt wird, welches mit dem Boden verbunden ist. Hierdurch wird eine Durchmischungsbewegung erzeugt. Derartige Mischungsvorrichtungen gewährleisten jedoch keine effiziente oder vollständige Durchmischung. Zudem stellen die flexiblen Bereiche des Behälters eine Materialschwachstelle dar. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Materialien, die häufig gedehnt und komprimiert werden sowie wechselnden Temperaturen ausgesetzt sind, mit der Zeit ermüden, sodass es zu einer Leckage der Flüssigkeit kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Mischungsvorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung einer Mischungsvorrichtung bereitzustellen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten nachteiligen Wirkungen vermeiden, insbesondere eine schnelle, vollständige und effiziente Durchmischung ermöglichen. Im speziellen soll es möglich sein, dass in einem entnommenen Volumen von Flüssigkeit immer eine reproduzierbare Konzentration / Menge von insbesondere Zellen, magnetischen Partikeln, Molekülen oder anderen Partikeln oder Bestandteilen vorhanden ist, wobei ein Austreten von Flüssigkeit verhindert wird.
Die Aufgabe wird durch eine Mischungsvorrichtung und durch ein Verfahren zur Bereitstellung eines Gemisches mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Erfindungsgemäss wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines Gemisches aus einem Innenraum eines Behälters vorgeschlagen. Dabei umfasst ein Inhalt in dem Innenraum eine Flüssigkeit und einen (insbesondere festen) Bestandteil und der Behälter hat mindestens eine Öffnung zur Aufnahme und / oder Entnahme des Inhalts. Ausserdem ist ein Zuführelement an dem Behälter angeordnet, sodass ein Fluid über das Zuführelement in den Innenraum des Behälters zugeführt werden kann. Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst folgende Schritte. Das Fluid wird über das Zuführelement in die Flüssigkeit im Innenraum zugeführt, wobei die Flüssigkeit durch die Zugabe des Fluids derart in Bewegung versetzt wird, dass die Flüssigkeit und der Bestandteil durchmischt werden, sodass der Bestandteil in der Flüssigkeit (insbesondere gleichmässig) verteilt wird. Dabei wird das Gemisch durch Entnehmen einer vorgebbaren Menge des Inhalts aus dem Innenraum während des Zuführens des Fluids bereitgestellt.
Durch das Zuführen des Fluids in die Flüssigkeit in dem Innenraum des Behälters wird eine Bewegung des Inhalts, insbesondere der Flüssigkeit erzeugt, sodass eine Durchmischungsbewegung / eine Strömung der Flüssigkeit induziert wird, welche zu der Durchmischung führt. Durch das Zuführen des Fluids wird also insbesondere die Strömung im Behälter erzeugt, durch die eine homogene Vermischung des Inhaltes stattfindet. Durch das Zuführen des Fluids kann der Inhalt des Behälters flexibel und effizient durchmischt werden, wobei die Durchmischung durch Einstellung einer Zuführmenge des Fluids einfach eingestellt werden kann.
Das Gemisch kann für weitere chemische, biochemische und / oder biologische Verfahren und / oder Verfahrensschritte verwendet werden, insbesondere kann das Gemisch dafür in einen anderen Behälter überführt werden. Bevorzugt wird das Gemisch mit einem Instrument zum Entfernen der Flüssigkeit wie einer Pipette oder einer Spritze aus dem Innenraum des Behälters entnommen.
Hierbei kann das Instrument also die Pipette oder die Spritze umfassen, welches insbesondere auch als Roboter ausgestaltet sein kann und eine Vielzahl von Pipetten und / oder Spritzen umfassen kann.
In Ausführung der Erfindung kann der Bestandteil zum Beispiel Zellen (beziehungsweise eine Vielzahl von) umfassen, insbesondere aus Zellen bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Flüssigkeit Biomoleküle umfassen und die Flüssigkeit kann ein geeignetes Lösungsmittel sein und insbesondere Wasser umfassen.
Alternativ oder zusätzlich kann der Bestandteil magnetische Partikel (beziehungsweise eine Vielzahl von) umfassen, insbesondere aus magnetischen Partikeln bestehen. Dabei kann das erfindungsgemässe Verfahren umfassen, dass die magnetischen Partikel durch einen Magneten an einer Wand des Behälters gesammelt werden. Ausserdem können die gesammelten magnetischen Partikel resuspendiert werden. Insbesondere können diese Schritte durch eine Bewegung des Magneten erfolgen. In der Praxis kann ein Molekül (wie Biomoleküle) in der Flüssigkeit an die magnetischen Partikel binden. Die magnetischen Partikel und die daran gebundenen Moleküle können in einen zweiten Behälter überführt werden und / oder die magnetischen Partikel und die daran gebundenen Moleküle können voneinander getrennt werden und / oder die Biomoleküle können durch einen Elutionspuffer und einen Waschschritt angereichert werden.
Bevorzugt ist das Fluid ein Gas, wobei das Gas insbesondere CO2 und / oder Sauerstoff und / oder ein Inertgas und / oder Luft umfasst. Ist das Fluid das Gas, hat dies den Vorteil, dass durch Zuführen des Fluids das Volumen der Flüssigkeit im Innenraum sowie die Konzentration des Bestandteils nicht verändert werden. Dabei kann das Gas derart an einem Boden / einer Unterseite / einem unteren Bereich des Behälters eingeführt werden, dass das Gas bei einem Aufsteigen in der Flüssigkeit die Flüssigkeit derart in Bewegung versetzt, dass die Flüssigkeit und der Bestandteil durchmischt werden und der Bestandteil in der Flüssigkeit verteilt wird.
In der Praxis kann die Zufuhr des Fluids über ein Regulierelement gesteuert werden und das Fluid von einer Quelle (wie ein Gasbehälter oder eine Gasflasche) über ein Leitungselement (wie ein Rohr / eine Rohrleitung), zu dem Behälter zugeführt werden.
Das Fluid kann beim Zuführen einen flüssigen Aggregatszustand aufweisen, insbesondere die Flüssigkeit sein. So kann durch Zuführen des Fluids insbesondere die Konzentration des Bestandteils angepasst werden und gleichzeitig eine Durchmischung sowie eine Konzentrationsanpassung erfolgen. Alternativ kann das Fluid in einem flüssigen Aggregatszustand zugeführt werden und dann in der Flüssigkeit in einen gasförmigen Aggregatszustand übergehen. So kann zusätzlich zur Durchmischung zum Beispiel durch Verwendung von flüssigem Stickstoff eine Kühlwirkung erzeugt werden.
Erfindungsgemäss wird weiter eine Mischvorrichtung zur Verwendung in dem erfindungsgemässen Verfahren vorgeschlagen. Hierbei umfasst die Mischungsvorrichtung den Behälter mit dem Innenraum zur Aufnahme des Inhaltes, wobei der Behälter die Öffnung zur Aufnahme und / oder Entnahme des Inhalts und ein von der Öffnung separates Verbindungselement umfasst. Dabei ist der Behälter austauschbar, kann also aus der Mischungsvorrichtung entnommen werden und durch einen anderen Behälter ausgetauscht werden. Dafür umfasst die Mischungsvorrichtung ein Gehäuse mit einem Zuführelement zum Zuführen des Fluids in den Innenraum des Behälters und einem Aufnahmeelement zur Aufnahme des Behälters. Ausserdem ist der Behälter in dem Aufnahmeelement angeordnet und das Zuführelement kann derart an dem Verbindungselement angeordnet werden, dass das Fluid in den Innenraum des Behälters zugeführt werden kann.
In der Praxis kann die Mischungsvorrichtung eine Vielzahl von Zuführelementen und / oder Verbindungselementen umfassen (welche insbesondere an verschiedenen Stellen des Behälters angeordnet sind / gleichmässig am Behälter verteilt sind), um eine flexiblere Steuerung und stärkere Durchmischung zu erreichen. In Ausführung der Erfindung kann das Zuführelement ein Regulierelement zur Einstellung einer Durchflussmenge des Fluids umfassen, wobei das Regulierelement eine Düse und / oder ein Ventil (wie ein Lippenrückschlagventil) sein und / oder umfassen kann. Das Regulierelement sowie die anderen Vorrichtungsteile und Verfahrensschritte können über ein Steuergerät gesteuert werden. Dabei kann die Mischungsvorrichtung das Steuergerät umfassen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Behälter auf einer Stützfläche des Aufnahmeelements abgestützt sein und das Zuführelement kann ein Fixierelement umfassen. Hierbei kann das Zuführelement relativ zum Aufnahmeelement verschiebbar sein, sodass der Behälter nach dem Anordnen in dem Aufnahmeelement zwischen dem Fixierelement und der Abstützfläche fixierbar ist. Dabei kann die Mischungsvorrichtung eine Bewegungsvorrichtung umfassen, welche mit dem Zuführelement verbindbar ist oder ein Teil des Zuführelements ist, sodass das Zuführelement durch die Bewegungsvorrichtung bewegt werden kann. Hierfür kann die Bewegungsvorrichtung einen Antrieb, insbesondere einen Motor (wie einen Elektro-, insbesondere Servomotor) umfassen. Dabei kann das Zuführelement eine Schiene umfassen, sodass eine Bewegung des Zuführelements (und somit auch eine Bewegungsstrecke) durch die Schiene vorgegeben wird. Alternativ kann das Zuführelement auf einem Element / einer Stütze / einer Halterung angeordnet sein, welche durch den Antrieb bewegt wird.
Bevorzugt ist das Verbindungselement eine von der Öffnung separate Verbindungsöffnung und das Zuführelement umfasst ein Zuführrohr, welches Zuführrohr derart in die Verbindungsöffnung einbringbar / einstreckbar ist, dass das Fluid in den Innenraum des Behälters zugeführt werden kann. Hierfür kann die Verbindungsöffnung ein Dichtelement umfassen, welches die Verbindungsöffnung abdichtet und in welches das Zuführrohr einführbar ist. Insbesondere kann das Dichtelement in Form einer Membran (welche zum Beispiel aus einem Polymer / Kunststoff bestehen kann) ausgestaltet sein, durch welche die Öffnung verschlossen ist. Dabei kann das Zuführrohr derart durch die Membran durchgeführt / eingestochen werden, dass das Fluid in den Innenraum des Behälters zugeführt werden kann. Vorzugsweise ist das Zuführrohr zum Durchstechen als Nadel / nadelförmig ausgestaltet. Zudem kann auch die Öffnung mit einem derartigen Dichtelement / einer derartigen Membran versehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Mischungsvorrichtung die über das Leitungselement mit dem Zuführelement verbundene Quelle umfassen, wobei das Fluid von der Quelle über das Leitungselement zu dem Zuführelement leitbar ist. In der Praxis kann der Behälter insbesondere als ein «Consumable» ausgestaltet sein, also als Verbrauchsmaterial, welches in die Mischungsvorrichtung eingebracht wird und nach Durchführung eines entsprechenden Prozesses beziehungsweise Verfahrens entsorgt werden kann. Anschliessend kann dann ein neuer Behälter in die Mischungsvorrichtung eingebracht werden. Der Behälter ist also austauschbar.
Der erfindungsgemässe Behälter ist besonders bevorzugt chemisch beständig, pH-beständig sowie temperaturbeständig. Ausserdem kann der Behälter für eine Aufnahme von mindestens 10 ml Flüssigkeit / Inhalt, vorzugsweise 10 ml bis 500 ml oder 20 ml bis 100 ml, besonders bevorzugt 20 ml bis 50 ml Flüssigkeit / Inhalt ausgelegt sein. Dabei kann der Behälter insbesondere ein Polymer umfassen, besonders bevorzugt aus einem Polymer bestehen. Beispiele für Polymere sind dabei Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat und / oder Polyetheretherketon.
Im Innenraum des Behälters kann die Flüssigkeit und als Bestandteil eine Vielzahl von magnetischen Partikeln / Zellen / Molekülen, anderen Partikeln oder in einer Flüssigkeit absinkende Teile als Inhalt angeordnet sein. Dabei sind die Flüssigkeit und die Vielzahl von magnetischen Partikeln / Zellen / Molekülen, anderen Partikeln oder absinkenden Teilen durch das Einbringen des Fluids durchmischbar. Ein derartig vorbefüllter Behälter kann insbesondere als «Consumable» bereitgestellt und vertrieben werden. Durch die Durchmischbarkeit wird insbesondere gewährleistet, dass eine Konzentration von magnetischen Partikeln / Zellen / Molekülen, anderen Partikeln oder absinkenden Teilen bei jedem entnommen Volumen der Flüssigkeit / des Inhalts (also des Gemisches / der vorgebbaren Menge) gleich ist, welches dann in weiteren Schritten beziehungsweise Verfahren zur Verarbeitung von z.B. Biomolekülen verwendet werden kann. Die Mischungsvorrichtung / der Behälter kann dabei insbesondere eine Mischungsvorrichtung / ein Behälter zur Bereitstellung einer Flüssigkeit mit magnetischen Partikeln / Zellen / Molekülen, anderen Partikeln oder absinkenden Teilen sein. In einer Ausführungsform kann die Mischungsvorrichtung weiter den Magnet umfassen, wobei der Magnet derart am Behälter angeordnet werden kann, dass in den Innenraum einbringbare magnetische Partikel im Behälter fixierbar sind. Dies erlaubt ein Abführen der Flüssigkeit und ein Zuführen einer neuen Flüssigkeit, ohne die magnetischen Partikel aus dem Innenraum zu entfernen. Dabei kann der Magnet ein Permanentmagnet und/oder ein Elektromagnet sein. Zum Abführen (oder auch Zuführen) der Flüssigkeit kann das Instrument zum Entfernen der Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Pipette verwendet werden, sodass die Flüssigkeit nach dem Immobilisieren von Molekülen an der Oberfläche der magnetischen Partikel aus dem Behälter entfernt werden kann. Dies kann über die Öffnung des Behälters erfolgen. Das Instrument zum Entfernen der Flüssigkeit kann ausserdem die Spritze oder ein anderes geeignetes Instrument sein.
In der Praxis wird der erfindungsgemässe Behälter und die Mischungsvorrichtung bevorzugt dafür verwendet, Flüssigkeit mit magnetischen Partikeln für andere Verfahren wie Verfahren zur Verarbeitung von Biomolekülen bereitzustellen (dabei kann eine gleiche / reproduzierbare Konzentration von magnetischen Partikeln bei jedem entnommen Volumen der Flüssigkeit bereitgestellt werden). Alternativ kann der erfindungsgemässe Behälter ein Reaktionsbehälter und die Mischungsvorrichtung ein Bioreaktor sein, in welchen Biomoleküle mit magnetischen Partikeln verarbeitet werden.
Bei Verwendung als Reaktionsbehälter kann der Magnet derart beweglich am Behälter / in der Mischungsvorrichtung angeordnet sein, dass die magnetischen Partikel während einem Reaktionsschritt frei bewegbar im Behälter sind und während eines Waschschritts durch Ändern der Magnetposition im Behälter fixiert werden. Insbesondere kann der Magnet derart bewegbar sein, dass der Magnet in einer ersten Position am Behälter angeordnet ist und die magnetischen Partikel fixiert und durch Bewegung des Magneten in eine zweite Position, die magnetischen Partikel bewegbar werden. Selbstverständlich kann z. B. in einer automatisierten Vorrichtung auch der Behälter relativ zum Magneten bewegt werden und den gleichen Effekt zu erzielen.
Im erfindungsgemässen Verfahren kann auch zuerst optional der Inhalt in den Innenraum des Behälters eingebracht werden. Der Inhalt kann zum Beispiel magnetische Partikel und die Flüssigkeit umfassen und die magnetischen Partikel und die Flüssigkeit können im Innenraum durch das Zuführen des Fluids durchmischt werden, sodass ein Absinken der magnetischen Partikel verhindert wird.
Insbesondere kann das Verfahren ein Verfahren zur Bereitstellung einer Flüssigkeit mit magnetischen Partikeln / Zellen / Molekülen, anderen Partikeln oder absinkenden Teilen sein, bei welchem magnetische Partikel / Zellen / Moleküle, andere Partikel oder absinkende Teile und die Flüssigkeit (als Inhalt) in den Innenraum der Mischungsvorrichtung eingebracht werden und die Flüssigkeit und magnetischen Partikel / Zellen / Moleküle, andere Partikel oder absinkenden Teile im Innenraum durchmischt werden. Dabei kann dem Behälter ein vorgebbares Volumen an Flüssigkeit / Inhalt entnommen werden, besonders bevorzugt, während die Durchmischung / das Zuführen des Fluids stattfindet.
Zusätzlich kann das Verfahren ein Verfahren zur Verarbeitung von Biomolekülen sein, bei welchem magnetische Partikel und eine Flüssigkeit mit Biomolekülen (als Inhalt) in den Innenraum der Mischungsvorrichtung eingebracht werden und die Flüssigkeit und magnetischen Partikel im Innenraum durchmischt werden. Weiter kann das Verfahren umfassen, dass die magnetischen Partikel im Behälter durch Anordnen eines Magneten am Behälter fixiert werden und / oder die Flüssigkeit mit magnetischen Partikeln mit dem Instrument zum Entfernen der Flüssigkeit aus dem Innenraum entfernt wird.
Im erfindungsgemässen Verfahren erfolgt insbesondere ein Mischen der magnetischen Partikel (auch Magnetpartikel) / Zellen / Moleküle, anderen Partikel oder absinkenden Teile und der Flüssigkeit durch Einwirken des Fluids auf den Inhalt, um eine Flüssigkeit mit Magnetpartikeln / Zellen / Molekülen, anderen Partikeln oder absinkenden Bestandteilen zu erhalten, welche eine gleichmässige Konzentration an Magnetpartikeln / Zellen / Molekülen, anderen Partikeln oder absinkenden Teilen aufweist.
Zusätzlich oder alternativ ist das Zuführen des Fluids dazu ausgebildet, die im Innenraum enthaltenen Partikel, Zellen, Moleküle oder absinkende Teile derart in Schwebe zu halten, dass eine Sedimentation am Boden des Behälters verhindert werden kann. Ferner wird ein Misch- oder Verwirbelungsprozess verbessert, indem die Teilchen in dem Gefäss freischwebend gehalten werden und/oder dass eine Koagulation von Kügelchen verhindert oder verringert wird. Vorteilhafterweise verbessert das Freischwebenlassen der Magnetpartikel und / oder das Vermeiden einer Sedimentation der Magnetpartikel biochemische Reaktionen in der Mischungsvorrichtung, nämlich die Biomolekül- Immobilisierung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff Biomolekül DNS, RNS, Nukleinsäuren, Proteine, Startsequenzen, Monomere oder andere biologisch aktive Moleküle verstanden werden. Derartige Biomoleküle können in der erfindungsgemässen Mischungsvorrichtung verarbeitet und in den erfindungsgemässen Behälter (vorzugsweise in einer Flüssigkeit) eingebracht werden. Das Verarbeiten kann unter anderem Waschschritte und / oder Reaktionsschritte aufweisen und mit magnetischen Partikeln durchgeführt werden. Ein Waschschritt ist im Rahmen der Erfindung ein Verfahrensschritt, bei welchem die Flüssigkeit nach Durchmischung aus dem Behälter entfernt wird und insbesondere so die Verunreinigungen von den magnetischen Partikeln mit den angehafteten Biomolekülen abgetrennt werden. Zu einem Waschschritt kann auch das Spülen mit einem Spülfluid gehören. Ein Reaktionsschritt ist im Rahmen der Erfindung ein Verfahrensschritt, bei welchem die an die magnetischen Partikel gebundenen Biomoleküle umgesetzt, an die Partikel gebunden oder verlängert (Kettenverlängerung, z. B. PCR „Polymerase- Kettenreaktion“) werden. Eine Verunreinigung ist dabei insbesondere als ein Stoff zu verstehen, welcher nicht vollständig reagiert ist, beziehungsweise nicht an die magnetischen Partikel gebunden ist, das Lösungsmittel, Nebenprodukte und Kontaminationen sowie ein Gemisch von zwei oder mehrerer der vorangehend beschriebenen.
Eine Flüssigkeit beziehungsweise der Inhalt kann im Rahmen der Erfindung eine Lösung oder Suspension sein, insbesondere ein Gemisch aus Flüssigkeit und Magnetpartikeln oder ein Reaktionsgemisch aus Biomolekülen und / oder Reagenzien und / oder Verunreinigungen sein.
Unter «magnetischer Partikel» (auch „magnetic bead“) kann im Rahmen der Erfindung ein Partikel im Mikrometer oder im Millimeterbereich verstanden werden. Weiter können die magnetischen Partikel porös sein. Ein Biomolekül kann insbesondere über Thiolgruppen und / oder Aminogruppen und / oder Hydroxygruppen und / oder Carboxylgruppen und / oder Carbonylgruppen und / oder Estergruppen und / oder Nitrilgruppen und / oder Amingruppen und / oder irgendwelchen anderen funktionellen Gruppen oder andere Wechselwirkungen an die Oberfläche der magnetischen Partikel gebunden werden. Magnetische Partikel können ausserdem beschichtete Nickelpartikel sein, oder irgendwelche anderen ferro- oder paramagnetischen Partikel. Magnetische Partikel haben typischerweise einen Durchmesser von ungefähr 1 Mikrometer. Unter ungefähr 1 Mikrometer ist im Rahmen der Erfindung 0,5 bis 1 ,5 Mikrometer, insbesondere 0,7 bis 1 ,3 Mikrometer, besonders bevorzugt 0,9 bis 1 ,1 Mikrometer zu verstehen.
Die vorangehend genannten magnetischen Partikel können also funktionalisierte Magnetpartikel sein, welche in einem Probenmaterial Biomoleküle wie DNS binden. Anschliessend können sie mit Magnetkraft immobilisiert werden und so von einer Reagenzflüssigkeit getrennt werden. Diese wird entfernt und anschliessend können die Biomoleküle von den Partikeln abgelöst werden. Die Magnetpartikel sollten bevorzugt in einer genauen Menge zugegeben werden. Dies wird durch die erfindungsgemässen Vorrichtungen und das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht. Die Mischungsvorrichtung kann zur Vorbereitung von oder in jedem enzymatischen Verfahren verwendet werden, das Nukleinsäuren beinhaltet (z. B. Polymerase-Kettenreaktion (PCR), isothermische DNA-Amplifikation, reverse Transkription). Die an den magnetischen Partikeln gebundenen Biomoleküle können von der Oberfläche der magnetischen Partikel abgelöst werden und anschliessend weiterverwendet werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Mischvorrichtung;
Fig. 2A eine Draufsicht eines erfindungsgemässen Aufnahmeelements mit Behälter;
Fig. 2B eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Aufnahmeelements mit Behälter gemäss Fig. 2A;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Mischvorrichtung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Mischungsvorrichtung mit Pipette.
Eine Mischungsvorrichtung ist insbesondere eine Vorrichtung mit einem Behälter, in dem Flüssigkeiten mit magnetischen Partikeln unter einstellbaren und somit möglichst optimalen Bedingungen bereitgestellt werden können. Der Betrieb einer Mischungsvorrichtung ist somit insbesondere eine Anwendung der Chemie, Biochemie oder Biotechnologie, welche chemische und biologische Prozesse ermöglicht beziehungsweise Edukte dafür bereitstellet. Faktoren, die in Mischungsvorrichtungen steuerbar oder kontrollierbar sein können, sind die Zusammensetzung des Inhalts, die Gaszufuhr, Temperatur, pH- Wert, Sterilität und andere. Die Mischungsvorrichtung kann der Bereitstellung einer Flüssigkeit mit einer vorgebbaren Konzentration von Magnetpartikeln / Zellen / Molekülen / anderen Partikeln und/oder absinkenden Teilen oder der Gewinnung und Verarbeitung von Biomolekülen dienen. Auch die Verarbeitung und der Abbau von chemischen Verbindungen kann in Mischungsvorrichtungen stattfinden.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Mischvorrichtung 11 zur Verwendung in dem erfindungsgemässen Verfahren.
Die Mischvorrichtung 11 umfasst ein Gehäuse 4 und einen Behälter 1 , der einen Innenraum 17 umfasst. Dieser Innenraum 17 ist zur Aufnahme eines Inhalts wie einer Flüssigkeit und eines Bestandteils geeignet. Dabei umfasst der Behälter 1 weiter eine Öffnung 2. Durch diese Öffnung 2 kann mittels einer Pipette der Inhalt aus dem Innenraum 17 des Behälters 1 entfernt werden oder dem Inhalt des Innenraums 17 eine weitere Substanz hinzugefügt werden. Über ein von der Öffnung verschiedenes Verbindungselement 3 kann der Behälter 1 mit einem Zuführelement 5 verbunden werden. Über dieses Zuführelement 5, dass am oder im Gehäuse 4 angeordnet sein kann, kann ein Fluid in den Innenraum 17 des Behälters 1 geleitet werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt dies über eine Seitenkammer 31 , welche über eine Seitenöffnung 32 am Boden des Behälters 1 mit dem Innenraum 17 verbunden ist.
Zudem umfasst das Gehäuse 4 ein Aufnahmeelement 6, das den Behälter 1 aufnehmen kann. Der Behälter 1 ist dabei dergestalt in dem Aufnahmeelement 6 angeordnet, dass das Zuführelement 5 derart an dem Verbindungselement 3 angeordnet werden kann (indem ein Zuführrohr 18 in das Verbindungselement 3 eingebracht wird), dass das Fluid in den Innenraum 17 des Behälters 1 geführt werden kann. Durch die Einführung dieses Fluids in den Behälter 1 , wird die darin bereits enthaltene Flüssigkeit in Bewegung versetzt. Dies führt dazu, dass die Flüssigkeit und der sich ebenfalls im Behälter 1 befindliche Bestandteil durchmischt werden und so eine gleichmässige Konzentration des Bestandteils in der Flüssigkeit erreicht werden kann.
Die hier gezeigte Mischungsvorrichtung 11 verfügt zudem über eine Quelle 13, die ebenfalls im oder am Gehäuse 4 angeordnet ist und mittels eines Leitungselements 12 mit dem Zuführelement 5 verbunden ist, sodass das Fluid von der Quelle 13 über das Leitungselement 12 zum Zuführelement 5 und von dort in den Behälter 1 gelangen kann.
Des Weiteren umfasst das Aufnahmeelement 6 eine Stützfläche 8, wobei der Behälter 1 auf der Stützfläche 8 des Aufnahmeelements 6 abgestützt ist. Das Zuführelement 5 umfasst dabei ein Fixierelement 9, wobei das Zuführelement 5 relativ zum Aufnahmeelement 6 verschiebbar ist, sodass der Behälter 1 nach dem Anordnen in dem Aufnahmeelement 6 zwischen dem Fixierelement 9 und der Abstützfläche 8 fixierbar ist, in dem das Fixierelement 9 über den Behälter 1 bewegt wird. Da der Behälter 1 über die Stützfläche 8 (beziehungsweise über ein Stützelement) auf einer Feder 20 angeordnet ist, kann der Behälter 1 zwischen Fixierelement 9 und Stützfläche 8 eingeklemmt werden, da durch die Feder 20 auf den im Aufnahmeelement 6 befindlichen Behälter 1 einen Druck ausgeübt werden kann.
Fig. 2A zeigt eine Draufsicht eines erfindungsgemässen Aufnahmeelements 6 mit Behälter 1 .
Der Behälter 1 ist im Aufnahmeelement 6 angeordnet, sodass das Aufnahmeelement 6 den Behälter 1 umgibt. Hierbei kann von oben über die Öffnung 2 auf den Innenraum 17 des Behälters 1 zugegriffen werden. Das Fixierelement 9, das über eine Wand 19 des Behälters 1 geschoben werden kann und den Behälter 1 so im Aufnahmeelement 6 fixiert. Dabei ist das Fixierelement 9 dergestalt bewegbar im Gehäuse 4 / am Aufnahmeelement 6 angeordnet, dass der Behälter 1 in das Aufnahmeelement 6 einsetzbar ist und durch Bewegung des Fixierelements 9 über die Wand 19 in dem Aufnahmeelement 6 fixiert wird.
Fig. 2B zeigt eine Seitenansicht des Aufnahmeelements 6 mit Behälter 1 . Dabei ist die Stützfläche 8 durch ein zylindrisch geformtes Druckübertragungselement 80 auf einer Plattform 22 angeordnet, welche wiederum durch die Feder 20 derart angeordnet ist, dass mittels der Feder 20 über die Plattform 22 und die Stützfläche 8 ein Druck auf den sich im Aufnahmeelement 6 befindlichen Behälter 1 ausgeübt werden kann.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Mischvorrichtung 11.
Der Innenraum 17 des Behälters 1 umfasst eine Flüssigkeit 14 und den darin befindlichen Bestandteil 15. Der Behälter 1 umfasst die Öffnung 2 zur Aufnahme und / oder Entnahme des Inhalts 14, 15, wobei ein Zuführelement 5 an einer unteren Seite des Behälters 1 angeordnet ist, sodass ein Gas über das Zuführelement 5 durch das Verbindungselement 3 in den Innenraum 17 des Behälters 1 zugeführt werden kann.
Das Gas wird entlang Richtung A über das Zuführelement 5 in die Flüssigkeit 14 im Innenraum 17 zugeführt, wobei die Flüssigkeit 14 durch die Zugabe des Gases derart in Bewegung versetzt wird, dass die Flüssigkeit 14 und der Bestandteil 15 durchmischt werden, sodass der Bestandteil 15 in der Flüssigkeit 14 verteilt wird.
Insbesondere wird das Gas derart an der Unterseite des Behälters 1 eingeführt, dass das Gas bei einem Aufsteigen in der Flüssigkeit 14, die Flüssigkeit 14 derart in Bewegung versetzt, dass die Flüssigkeit 14 und der Bestandteil 15 durchmischt werden.
Über die Öffnung 2 kann eine vorgebbare Menge des Inhalts 14, 15 aus dem Innenraum 17 während dem Zuführen des Gases entnommen werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer erfindungsgemässen Mischvorrichtung 11 mit der Pipette 16, wobei unter anderem das Zuführelement nicht explizit dargestellt ist.
Die Pipette 16 kann in diesem Beispiel durch die Öffnung 2 des Behälters 1 in den Innenraum 17 geführt werden und in die Flüssigkeit 14 mit den darin befindlichen Bestandteilen 15 getaucht werden. Durch Betätigung der Pipette 16 kann die Flüssigkeit 14 und Bestandteil 15, der durch einen Fluidstrom in der Flüssigkeit in Schwebe gehalten wird, aufgenommen und durch die Öffnung 2 aus dem Behälter 1 entnommen werden. Ebenso kann durch diese Öffnung 2 Flüssigkeit 14 und / oder Bestandteil 15 in den Innenraum 17 des Behälters 1 zugeführt werden.
Der Bestandteil 15 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von magnetischen Partikeln 15. Die Mischungsvorrichtung 11 umfasst dabei den Magnet 7, wobei der Magnet 7 derart am Behälter 1 angeordnet ist, dass die im Behälter 1 befindlichen magnetischen Partikel 15 fixiert sind. Dies erlaubt ein Abführen der Flüssigkeit 14 mittels Pipette 16 ohne magnetische Partikel 15 nach Einbringen der Pipette 16 über die Öffnung 2 in den Innenraum 17 des Behälters 1. Wird der Magnet 7 vom Behälter 1 wegbewegt, kann die Flüssigkeit 14 mit einer vorgebbaren Konzentration von magnetischen Partikeln 15 entnommen werden.
Während die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung im Detail dargestellt und beschrieben wurde, sind eine solche Darstellung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als einschränkend anzusehen.
Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
Andere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können von Fachleuten beim Praktizieren einer beanspruchten Erfindung aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der abhängigen Ansprüche verstanden und bewirkt werden. In den Ansprüchen schliesst das Wort „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte aus, und der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine“ schliesst keine Vielzahl aus. Die blosse Tatsache, dass bestimmte Massnahmen in voneinander verschiedenen abhängigen Ansprüchen wiederholt werden, bedeutet nicht, dass eine Kombination dieser Massnahmen nicht vorteilhaft verwendet werden kann. Jegliche Bezugszeichen in den Ansprüchen sollten nicht als Einschränkung des Umfangs ausgelegt werden.

Claims

1 . Verfahren zur Bereitstellung eines Gemisches aus einem Innenraum (17) eines Behälters (1), wobei ein Inhalt (14, 15) im Innenraum (17) eine Flüssigkeit (14) und einen Bestandteil (15) umfasst und der Behälter (1) mindestens eine Öffnung (2) zur Aufnahme und / oder Entnahme des Inhalts (14, 15) umfasst, wobei ein Zuführelement (5) an dem Behälter (1) angeordnet ist, sodass ein Fluid über das Zuführelement (5) in den Innenraum (17) des Behälters (1) zugeführt werden kann, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Zuführen des Fluids über das Zuführelement (5) in die Flüssigkeit
(14) im Innenraum (17), wobei die Flüssigkeit (14) durch die Zugabe des Fluids derart in Bewegung versetzt wird, dass die Flüssigkeit (14) und der Bestandteil (15) durchmischt werden, sodass der Bestandteil
(15) in der Flüssigkeit (14) verteilt wird, b) Bereitstellen des Gemisches durch Entnehmen einer vorgebbaren Menge des Inhalts (14, 15) aus dem Innenraum (17) während des Zuführens des Fluids.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Bestandteil (15) Zellen umfasst, insbesondere aus Zellen besteht.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkeit (14) Biomoleküle umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Bestandteil (15) magnetische Partikel (15) umfasst, insbesondere aus magnetischen Partikeln (15) besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die magnetischen Partikel (15) durch einen Magneten (7) an einer Wand des Behälters (1) gesammelt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die gesammelten magnetischen Partikel (15) resuspendiert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei ein Molekül in der Flüssigkeit (14) an die magnetischen Partikel (15) bindet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die magnetischen Partikel (15) und die daran gebundenen Moleküle in einen zweiten Behälter überführt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die magnetischen Partikel (15) und die daran gebundenen Moleküle voneinander getrennt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Biomoleküle durch einen Elutionspuffer und einen Waschschritt angereichert werden.
11 . Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gemisch in einen anderen Behälter überführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gemisch mit einer Pipette (16) oder einer Spritze aus dem Innenraum (17) des Behälters (1) entnommen wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fluid ein Gas ist, insbesondere CO2 und / oder Sauerstoff und / oder ein Inertgas umfasst.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Gas derart an einem Boden und / oder einer Unterseite des Behälters (1) eingeführt wird, dass das Gas bei einem Aufsteigen in der Flüssigkeit (14), die Flüssigkeit (14) derart in Bewegung versetzt, dass die Flüssigkeit (14) und der Bestandteil (15) durchmischt werden und der Bestandteil (15) in der Flüssigkeit (14) verteilt wird.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Zufuhr des Fluids über ein Regulierelement gesteuert wird.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fluid von einer Quelle (13) über ein Leitungselement (12) zu dem Behälter (1) zugeführt wird.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fluid beim Zuführen einen flüssigen Aggregatszustand aufweist, insbesondere die Flüssigkeit (14) ist.
18. Mischvorrichtung zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend einen austauschbaren Behälter (1) mit einem Innenraum (17) zur Aufnahme eines Inhaltes (14, 15), wobei der Behälter (1) eine Öffnung (2) zur Aufnahme und / oder Entnahme des Inhalts (14, 15) und ein von der Öffnung (2) separates Verbindungselement (3) umfasst; und ein Gehäuse (4) mit einem Zuführelement (5) zum Zuführen eines Fluids in den Innenraum (17) des Behälters (2) und einem Aufnahmeelement (6) zur Aufnahme des Behälters (1), wobei der Behälter (1) in dem Aufnahmeelement (6) angeordnet ist und das Zuführelement (5) derart an dem Verbindungselement (3) angeordnet werden kann, dass das Fluid in den Innenraum (17) des Behälters (1) zugeführt werden kann.
19. Mischvorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Zuführelement (5) ein Regulierelement zur Einstellung einer Durchflussmenge des Fluids umfasst.
20. Mischvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Behälter (1) auf einer Stützfläche (8) des Aufnahmeelements (6) abgestützt ist und das Zuführelement (5) ein Fixierelement (9) umfasst, wobei das Zuführelement (5) relativ zum Aufnahmeelement (6) verschiebbar ist, sodass der Behälter (1) nach dem Anordnen in dem Aufnahmeelement (6) zwischen dem Fixierelement (9) und der Stützfläche (8) fixierbar ist.
21. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei das Verbindungselement (3) eine von der Öffnung (2) separate Verbindungsöffnung (3) ist und das Zuführelement (5) ein Zuführrohr (11) umfasst, welches Zuführrohr (18) derart in die Verbindungsöffnung (3) einbringbar ist, dass das Fluid in den Innenraum (17) des Behälters (1) zugeführt werden kann.
22. Mischvorrichtung nach Anspruch 21 , wobei die Verbindungsöffnung (3) durch eine Membran verschlossen ist und das Zuführrohr (18) derart durch die Membran durchführbar ist, dass das Fluid in den Innenraum (17) des Behälters (1) zugeführt werden kann.
23. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22 umfassend eine über ein Leitungselement (12) mit dem Zuführelement (5) verbundene Quelle (13), wobei das Fluid von der Quelle (13) über das Leitungselement (12) zu dem Zuführelement (5) leitbar ist.
24. Mischvorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Regulierelement eine Düse und/oder ein Ventil umfasst.
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