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Title:
CONDITIONING DEVICE FOR LIQUID HANDLING SYSTEM LIQUIDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/071613
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for conditioning a system liquid for a liquid handling apparatus, comprising a degassing chamber (2) for degasifying the system liquid, said degassing chamber (2) being provided with a system liquid injection point (3), a system liquid discharge pipe (4), and a gas discharge pipe (5). The inventive device is characterized in that the same further comprises a collection chamber (6) for degasified system liquid, which is spatially separated from the degassing chamber (2) and is connected to the system liquid discharge pipe (4) of the degassing chamber (2) via a circulation pump (7). At least one such device (1) is preferred which is integrated into a mobile station that conditions a system liquid for a liquid handling apparatus and can be connected to a liquid handling apparatus. A liquid handling workstation encompassing at least one liquid handling apparatus for pipetting or dispensing liquid samples with the aid of a system liquid or such a liquid handling apparatus can also comprise at least one inventive device (1).

Inventors:
SPISS MARKUS (CH)
Application Number:
PCT/EP2006/069702
Publication Date:
June 28, 2007
Filing Date:
December 14, 2006
Export Citation:
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Assignee:
TECAN TRADING AG (CH)
SPISS MARKUS (CH)
International Classes:
B01D19/00; C02F1/20
Domestic Patent References:
WO1997014922A11997-04-24
Foreign References:
US4371383A1983-02-01
GB1294090A1972-10-25
EP1262720A22002-12-04
US4483697A1984-11-20
US4316725A1982-02-23
US4698136A1987-10-06
US20030211633A12003-11-13
DE19937690C12000-11-09
EP0933109A21999-08-04
Attorney, Agent or Firm:
HEUSCH, Christian (Chamerstrasse 50, Zug, CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquid- handlinggerät, die eine Entgasungskammer (2) zum Entgasen der Systemflüssigkeit umfasst, wobei die Entgasungskammer (2) eine Systemflüssig- keits-Einspritzstelle (3), eine Systemflüssigkeits-Ablassleitung (4) und eine Gas-Ablassleitung (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine gegenüber der Entgasungskammer (2) räumlich getrennte Sammelkammer (6) für entgaste Systemflüssigkeit umfasst, welche über eine Umwälzpumpe (7) mit der Systemflüssigkeits-Ablassleitung (4) der Entgasungskammer (2) verbunden ist.

2. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgasungskammer (2) eine Prallwand (8) umfasst, die auf einer durch die

Systemflüssigkeits-Einspritzstelle (3) und deren Einspritzdüse (9) verlaufende Einspritzachse (10) so angeordnet ist, dass die eingespritzte Systemflüssigkeit an der Prallwand (8) aufprallt und verwirbelt wird.

3. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Prallwand (8) mit der Einspritzachse (10) einen Winkel einschliesst, der kleiner als 90° ist, wobei dieser Winkel vorzugsweise gegen oben gerichtet ist.

4. Vorrichtung ( 1) gemäss einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Entgasungskammer (2) einen Gasausströmstutzen ( 11) umfasst, der oberhalb der Einspritzdüse (9) und in der Einspritzrichtung nach der Einspritzdüse (9) angeordnet ist.

5. Vorrichtung ( 1) gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Entgasungskammer (2) einen Systemflüssigkeits-

Ansaugstutzen ( 12) umfasst, der unterhalb der Einspritzdüse (9) und in der Einspritzrichtung nach der Einspritzdüse (9) angeordnet ist.

6. Vorrichtung (1) gemäss den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasausströmstutzen (11) und der Systemflüssigkeits- Ansaugstutzen (12) mit einem zwischen diesen liegenden Teil der Entgasungskammer (2) einen Zylinder darstellen in welchen der ebenfalls zylin- derförmige restliche Teil der Entgasungskammer (2) in einem rechten Winkel einmündet.

7. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die

Einspritzdüse (9) und die Prallwand (8) symmetrisch auf der Einspritzachse (10) angeordnet sind, wobei diese Einspritzachse (10) mit der Zylinderachse des restlichen Teils der Entgasungskammer (2) identisch ist.

8. Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallwand (8) zumindest teilweise in diesem zylinder- förmigen, restlichen Teil der Entgasungskammer (2) angeordnet ist.

9. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer (6) einen Auslauf (13) für entgaste Systemflüssigkeit aufweist und als Raum zwischen zwei ineinander beweglichen und gegeneinander abgedichteten Zylindern (14, 15) oder als

Raum in einem flexiblen Beutel ausgebildet ist.

10. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Zylinder ( 14) als Sammelkammer (6) für entgaste Systemflüssig- keit und der innere Zylinder (15) als Vorratskammer ( 16) für die zu entgasende Systemflüssigkeit ausgebildet ist.

11. Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer (6) als ein individuell transportierbarer Systemflüssigkeitskanister ausgebildet ist.

12. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorratskammer (16) oder eine Zuleitung (17) für die zu entgasende Systemflüssigkeit umfasst.

13. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Heizung (42) für die zu entgasende Systemflüssigkeit und/oder eine Kühlung (43) für die entgaste Systemflüssigkeit umfasst.

14. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (42) für die zu entgasende Systemflüssigkeit und die Kühlung (43) für die entgaste Systemflüssigkeit in ein Heiz-Kühl-Gerät (44) integriert sind, wobei das Heiz-Kühl-Gerät (44) zumindest ein Peltier-Element (45) umfasst.

15. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Thermostat zur Thermostatisierung oder Temperierung der entgasten Systemflüssigkeit im Sammelraum (6) umfasst.

16. Mobile Anlage (18) zum Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine Vorrichtung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, die zumindest an ein Liquidhandlinggerät anschliessbar ist.

17. Liquidhandlinggerät zum Pipettieren oder Dispensieren von Flüssigkeitsproben unter Zuhilfenahme einer Systemflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Liquidhandlinggerät zumindest eine Vorrichtung (1) zum Konditionieren der Systemflüssigkeit gemäss einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.

18. Liquidhandling Workstation (19) mit zumindest einem Liquidhandlinggerät zum Pipettieren oder Dispensieren von Flüssigkeitsproben unter Zuhilfenahme einer Systemflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass diese Liquidhandling Workstation zumindest eine Vorrichtung (1) zum Konditionie- ren der Systemflüssigkeit gemäss einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.

19. Verwendung einer Vorrichtung (1) zum Konditionieren, insbesondere zum Entgasen, einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät, gemäss einem der Ansprüche 1 bis 15.

Description:

KONDITIONIER-VORRICHTUNG FüR LIQUIDHANDLING-SYSTEMFLüSSIGKEITEN

Die Erfindung betrifft gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 eine Vorrichtung zum Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät, die eine Entgasungskammer zum Entgasen der Systemflüssigkeit um- fasst, wobei die Entgasungskammer eine Systemflüssigkeits-Einspritzstelle, eine Systemflüssigkeits-Ablassleitung und eine Gas-Ablassleitung umfasst.

Industriezweige, die sich z.B. in der pharmazeutischen Forschung bzw. in der klinischen Diagnostik mit biochemischen Techniken befassen, benötigen Anlagen zum Verarbeiten von Flüssigkeitsvolumina und Flüssigkeitsproben. Automatisierte Anlagen umfassen üblicherweise ein Liquidhandlinggerät, wie z.B. ein einzelnes Pipetiergerät oder mehrere Pipetiergeräte, welche an Flüssigkeitsbehältern eingesetzt werden, die sich auf dem Arbeitstisch einer Arbeitsstation bzw. einer sogenannten „Liquidhandling Workstation" befinden. Solche Arbeitsstationen sind oftmals fähig, unterschiedlichste Arbeiten an diesen Flüssigkeitsproben auszufüh- ren, wie z.B. optische Messungen, Pipettieren, Waschen, Zentrifugieren, Inkubieren und Filtrieren. Ein oder mehrere Roboter, operieren diese nun nach kartesi- schen oder polaren Koordinaten, können zur Probenbearbeitung an einer solchen Arbeitsstation eingesetzt werden. Solche Roboter können Flüssigkeitsbehälter, wie. z.B. Probenröhrchen oder Mikroplatten tragen und umplatzieren. Solche Ro- boter können auch als sogenannte „Robotic Sample Processor" (RSP), wie z.B. als Pipetiergerät zum Aspirieren und Dispensieren, oder als Dispenser zum Verteilen von Flüssigkeitsproben eingesetzt werden. Vorzugsweise werden solche Anlagen durch einen Rechner kontrolliert und gesteuert. Ein entscheidender Vor-

teil solcher Anlagen besteht darin, dass grosse Zahlen von Flüssigkeitsproben über lange Zeiträume von Stunden und Tagen automatisch bearbeitet werden können, ohne dass ein menschlicher Operator in den Bearbeitungsprozess eingreifen muss. Solche Anlagen können ganze Testserien automatisiert bearbeiten. Solche Testserien, wie z.B. die sogenannten „ELISA-Tests" (ELISA = Enzyme- Linked Immuno Sorbent Assay; vgl. "PSCHYREMBEL Klinisches Wörterbuch" Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, Berlin 1999, 258. Auflage) sind aus der heutigen Klinischen Diagnostik und Live Science Forschung nicht mehr wegzudenken.

Zum Automatisieren müssen im Liquidhandling zwei Vorgänge grundsätzlich voneinander unterschieden werden: Die definierte Aufnahme (Aspiration) und die anschliessende Abgabe (Dispensierung) von Flüssigkeitsproben. Zwischen diesen Vorgängen wird üblicherweise die Pipettenspitze vom Experimentator oder einem Automaten bewegt, so dass der Aufnahmeort einer Flüssigkeitsprobe von deren Abgabeort verschieden ist. Für die Genauigkeit einer Abgabe bzw. Aufnahme/Abgabe ist vorzugsweise nur das Flüssigkeitssystem wesentlich, welches aus Pumpe (z.B. ein als Spritzenpumpe ausgebildeter Diluter), Flüssigkeitsleitung mit Endstück (Pipettenspitze) und allenfalls einer Systemflüssigkeit besteht. Dabei verlängert die Systemflüssigkeit, die in erster Näherung als unkomprimierbar an- genommen wird, in elastischer bzw. nicht-starrer Weise den Kolben des Diluters. Der Diluter ist zu diesem Zweck vorzugsweise über ein sogenanntes, mit Systemflüssigkeit gefülltes, vorzugsweise zumindest teilweise elastisches „Tubing" mit der Pipettenspitze verbunden. Dadurch gelingt es mit solchen Pipetiergeräten, Proben mit einem Volumen von mehreren Millilitern, aber auch sehr kleine Pro- benvolumina von wenigen Nanolitern in relativ grosser räumlicher Distanz zum Diluter kontrolliert und reproduzierbar aufzunehmen oder abzugeben. Vorzugsweise sind die zu pipettierenden Flüssigkeiten und deren Gase in der Systemflüssigkeit nicht löslich.

Wie beispielsweise aus dem europäischen Patent des gleichen Anmelders mit der Nummer EP 1 221 341 Bl hervorgeht, kann die Richtigkeit (ACC = Accuracy) und Reproduzierbarkeit (CV = Coefficient of Variation) der Abgabe bzw. Aufnahme/Abgabe einer Flüssigkeitsprobe durch verschiedenste Parameter beeinflusst

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werden. Beim Pipettieren werden zwei grundsätzliche Modi unterschieden : Single Pipetting und Multi Pipetting. Beim Single Pipetting Modus wird eine Flüssigkeitsprobe aspiriert und an einem anderen Ort dispensiert. Beim Multi Pipetting Modus wird einmal ein grosseres Flüssigkeitsvolumen aspiriert und anschliessend in mehreren - meist äquivalenten - Portionen (Aliquots) an einem oder mehreren verschieden Orten z.B. in verschiedene Aufnahmetöpfchen einer Standard- Mikrotiterplatte™ (Handelsmarke von Beckman Coulter, Inc., USA) bzw. Mikroplatten dispensiert. Beim Pipettieren von Flüssigkeiten tritt oft die Frage nach der Art, d.h. nach den physikalischen Merkmalen oder Konstanten dieser Flüssigkeit auf. Es ist deshalb aus dem Stand der Technik bekannt, dass Flüssigkeiten an Hand ihrer physikalischen Konstanten, wie z.B. Oberflächenspannung, Viskosität oder Dampfdruck klassifiziert werden.

Es spielen aber auch andere Parameter beim Pipettieren eine wesentliche Rolle. In der US-Patentanmeldung Nr. 11/009,247 des gleichen Anmelders mit dem Titel „Pipetting apparatus with integrated liquid level and/or gas bubble detection" wird auf die Wichtigkeit des Detektierens bzw. der Abwesenheit von Gasblasen hingewiesen. So ist wegen des unterschiedlichen Dampfdrucks bekannt, dass Proben von Wasser oder Aceton in völlig unterschiedlicher Weise pipettiert werden müssen. Die Oberflächenspannung dieser Lösungsmittel ist ebenfalls sehr unterschiedlich (vgl. Tabelle 1).

Tabelle 1

Aus dieser Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die Oberflächenspannung von Aceton derjenigen von Ethanol sehr ähnlich ist. Trotzdem sind diese beiden Lösungsmittel wegen den sehr unterschiedlichen Werten ihrer Parameter Viskosität und/oder Dampfdruck beim Pipetieren nicht gleich zu behandeln.

Aus dem bisher Gesagten ergibt sich, dass die Systemflüssigkeit in einem Liquidhandlinggerät reproduzierbare Pipetier- bzw. Dispens-Ergebnisse ermöglichen muss. Weil sich aber die zu pipettierenden oder zu dispensierenden Flüssigkeitsproben sehr unterschiedlich verhalten, darf die Systemflüssigkeit selbst nicht noch zusätzliche Variabein in das ohnehin komplexe System einführen. Mit anderen Worten, die Systemflüssigkeit muss sich immer gleich und vorhersehbar verhalten.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Konditionieren einer Systemflüs- sigkeit für ein Liquidhandlinggerät, wie das Deionisieren, Demineralisieren, Entgasen und Temperieren bekannt. Diese Techniken können auf eine Systemflüssigkeit angewandt werden so dass diese in einer festgelegten Qualität bereitgestellt werden kann. Deionisierte und demineralisierte Systemflüssigkeiten sind relativ stabil und können über grossere Zeiträume gelagert bzw. transportiert wer- den. Anders verhält es sich mit dem Temperieren der Systemflüssigkeit auf eine bestimmte Temperatur, die normalerweise eine Thermostatisierung verlangt. Ist die Systemflüssigkeit z.B. Wasser, so ist bekannt, dass die in der Umgebungsluft enthaltenen Gase (wie vor allem N 2 , O 2 und CO 2 ) spontan in das Wasser hinein diffundieren. Tests zum Nachweisen des Sauerstoffgehalts von Wasser sind z.B. unter dem Namen AQUAMERCK (MERCK KGaA, D-64293 Darmstadt, Deutschland) bekannt. Die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten bzw. der Dampfdruck von Flüssigkeiten sind bekannterweise temperaturabhängig.

Aus der Labortechnik sind mehrere Methoden zum Entgasen von Flüssigkeiten (Eluenten) für den Einsatz in der Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC = High Pressure Liquid Chromatography) bekannt. Solche Flüssigkeiten können entgast werden, indem sie in einer Flasche:

• Erwärmt und gegenüber einem Vakuum exponiert werden. Die erhöhte Temperatur und der erniedrigte Druck reduzieren dabei die Löslichkeit vorhandener Gase in der Flüssigkeit.

• Einer Bestrahlung durch Ultraschall ausgesetzt und gegenüber einem Vakuum exponiert werden. Die erhöhte Bewegung der Teilchen und der er-

niedrigte Druck reduzieren dabei die Löslichkeit vorhandener Gase in der Flüssigkeit. • Einer Gaswäsche mit Heliumgas ausgesetzt werden. Durch das Einleiten von wenig löslichem Helium werden die gelösten Gasmoleküle aus der Flüssigkeit verdrängt. Das Entgasen mit Helium ist allerdings ein kostspieliges Verfahren und verlangt den Einsatz von Helium in Druckflaschen, deren Betriebsdruck von 200 bar nicht in allen Labors geschätzt wird.

Eine weitere Methode ist das Durchleiten der zu entgasenden Flüssigkeit in gas- durchlässigen Schläuchen (PTFE) durch eine Vakuumkammer. Dieses Verfahren wird „On-Line-Entgasen" genannt. Mit einem solchen On-Line-Entgaser können bis zu 10 ml Flüssigkeit pro Minute entgast werden. Allerdings werden routine- mässig allein 30 bis 40 ml Systemflüssigkeit bei der Inbetriebnahme eines Pipe- tiergerätes verwendet, um das Tubing eines Pipetierkanals zu spülen und damit von störenden Luftblasen zu befreien. Auch beim Wechseln der Pipetiernadeln wird ein sogenannter „Flash" von Systemflüssigkeit zum Spülen verwendet, wobei in 4 bis 5 Sekunden 5 bis 10 ml Systemflüssigkeit verbraucht werden. Es ist offensichtlich, dass wesentlich grossere Mengen von entgaster Systemflüssigkeit gebraucht wird, als diese durch einen On-Line-Entgaser zur Verfügung gestellt werden könnten. Mit der Anzahl paralleler Kanäle vervielfacht sich der Bedarf an Systemflüssigkeit.

Aus der Haustechnik sind grossere und kleinere Vorrichtungen (vgl. z.B. EP 1 262 720) zum Entgasen von Wasser in Heiz- oder Kühlanlagen bekannt. In solchen Heiz- oder Kühlanlagen wird Wasser, öl oder Wasser mit Zusätzen (um dessen Einfrieren zu verhindern) zur Wärmeübertragung verwendet. Gase (vor allem Umgebungsluft) sind oft in den Flüssigkeitskreisläufen dieser Anlagen gelöst und fördern im Innern der Leitungen deren Korrosion. Um diesem schädlichen Ein- fluss vorzubeugen, werden die Gase regelmässig aus der Kreislaufflüssigkeit aus- geschieden. Eine solche Vorrichtung umfasst eine Entgasungskammer zum Entgasen des Wassers. Dabei umfasst die Entgasungskammer eine Einspritzstelle, eine Ablassleitung und eine Gas-Ablassleitung. Die bekannten Vorrichtungen sind für die Integration in Haustechnikanlagen ausgelegt und lassen sich nicht einfach

für das Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät verwenden.

Aus WO 97/14922 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entgasen einer Flüssigkeit in einem im wesentlichen geschlossenen System bekannt. Offenbart ist auch ein Rückfluss-System zum Wiedereinleiten von entgaster Flüssigkeit in den Entgasungsraum. Zudem ist aus EP 0 933 109 A2 eine Vorrichtung zum Entgasen von flüssigen Medien bekannt, welche einen Unterdruckbehälter mit entga- sungsfördernden Einbauten umfasst. Diese entgasungsfördernden Einbauten sind beispielsweise als Prallbleche ausgebildet. Eine Pumpe, welche einen Unterdruck im Entgasungsbehälter erzeugt ist ebenfalls offenbart. Des weiteren ist aus US 4,483,697 ein kompakter Gas/Flüssigkeit-Separator für Rohöl bekannt, der eine Sammelkammer für das entgaste Rohöl umfasst.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine alternative Vorrichtung zum Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät vorzuschlagen, mit dem grossere Mengen an Systemflüssigkeit bereitgestellt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäss den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst, indem eine Vorrichtung zum Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät vorgeschlagen wird, welche eine Entgasungskammer zum Entgasen der Systemflüssigkeit umfasst. Dabei umfasst die Entgasungskammer eine Systemflüssigkeits-Einspritzstelle, eine Systemflüssigkeits-Ablassleitung und eine Gas-Ablassleitung umfasst. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine gegenüber der Entgasungskammer räumlich getrennte Sammelkammer für entgaste Systemflüssigkeit umfasst, welche über eine Umwälzpumpe mit der Systemflüssigkeits-Ablassleitung der Entgasungskammer verbunden ist. Zusätzliche, bevorzugte und erfinderische Merkmale ergeben sich jeweils aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass einerseits nur ein geringer Unterdruck notwendig ist, um Systemflüssigkeiten erfolg-

reich zu entgasen. Andererseits kann auf die Verwendung der wenig geliebten, nicht in jedem Fall von den Sicherheitsbehörden zugelassenen Druckgasflaschen verzichtet werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird nun an Hand von schematischen, den Umfang der Erfindung nicht beschränkenden Zeichnungen von beispielhaften Ausführungsformen im Detail erläutert. Dabei zeigen :

Fig. 1 einen Vertikalteilschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2A eine Mobile Anlage zum Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät, die eine erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss der ersten Ausführungsform umfasst;

Fig. 2B eine Liquidhandling Workstation mit zumindest einem Liquidhandlinggerät zum Pipettieren oder Dispensieren von Flüssigkeitsproben unter Zuhilfenahme einer Systemflüssigkeit, die eine erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss der ersten Ausführungsform umfasst;

Fig. 3 einen Vertikalteilschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 einen Vertikalteilschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss einer dritten Ausführungsform.

Figur 1 zeigt einen Vertikalteilschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform. Diese Vorrichtung 1 zum Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät umfasst eine Entgasungs- kammer 2 zum Entgasen der Systemflüssigkeit. Die Entgasungskammer 2 selbst umfasst eine Systemflüssigkeits-Einspritzstelle 3, eine Systemflüssigkeits-Ablass- leitung 4 und eine Gas-Ablassleitung 5. Zudem umfasst die Vorrichtung 1 eine Sammelkammer 6 für entgaste Systemflüssigkeit, die gegenüber der Entga-

sungskammer 2 räumlich getrennt ist. Diese Sammelkammer 6 ist über eine Umwälzpumpe 7 mit der Systemflüssigkeits-Ablassleitung 4 der Entgasungskammer 2 verbunden. Die zu entgasende Systemflüssigkeit tritt an der Einspritzstelle 3 über eine Einspritzdüse 9 in die Entgasungskammer 2 ein. Dabei umfasst die Vorrichtung in ihrer Entgasungskammer 2 eine Prallwand 8. Diese Prallwand 8 ist vorzugsweise auf einer durch die Systemflüssigkeits-Einspritzstelle 3 und deren Einspritzdüse 9 verlaufende Einspritzachse 10 so angeordnet, dass die eingespritzte Systemflüssigkeit an der Prallwand 8 aufprallt und verwirbelt wird. Diese Prallwand 8 kann mit der Wand der Entgasungskammer 2 identisch sein und senkrecht verlaufen (vgl. z.B. Fig. 4). Ist diese Prallwand 8, wie in den Figuren lund 3 gezeigt, in die Entgasungskammer 2 eingesetzt, schliesst sie bevorzugt mit der Einspritzachse 10 einen Winkel ein, der kleiner als 90° ist, wobei dieser Winkel vorzugsweise gegen oben gerichtet ist. Diese Anordnung hat in den in den Figuren 1 und 3 gezeigten Ausführungsformen den Vorteil, dass der sich im We- sentlichen entlang der Einspritzachse 10 bewegende Einspritzstrahl der zu entgasenden Systemflüssigkeit abgelenkt wird, so dass er mehrfach auf die Wände der Entgasungskammer 2 auftrifft und effizient verwirbelt wird.

In der in Fig. 1 gezeigten, ersten Ausführungsform umfasst die Entgasungskam- mer 2 einen Gasausströmstutzen 11, der oberhalb der Einspritzdüse 9 und in der Einspritzrichtung nach der Einspritzdüse 9 angeordnet ist. Zudem umfasst hier die Entgasungskammer 2 einen Systemflüssigkeits-Ansaugstutzen 12, der unterhalb der Einspritzdüse 9 und in der Einspritzrichtung nach der Einspritzdüse 9 angeordnet ist. Vorzugsweise stellen dieser Gasausströmstutzen 11 und dieser Systemflüssigkeits-Ansaugstutzen 12 mit einem zwischen diesen liegenden Teil der Entgasungskammer 2 einen Zylinder dar, in welchen der ebenfalls zylinderförmige restliche Teil der Entgasungskammer 2 in einem rechten Winkel einmündet. Diese Konstruktion ist sehr einfach und deshalb kostengünstig zu realisieren.

Die Einspritzdüse 9 und die Prallwand 8 sind hier symmetrisch auf der Einspritzachse 10 angeordnet. Dabei ist diese Einspritzachse 10 mit der Zylinderachse des restlichen (horizontal verlaufenden) Teils der Entgasungskammer 2 gerade identisch. Abweichend von dieser Darstellung, kann die Einspritzdüse auch oberhalb

oder unterhalb der Zylinderachse des restlichen (horizontal verlaufenden) Teils der Entgasungskammer 2 liegen (wie etwa in Fig. 4 gezeigt). Zudem kann die Prallplatte bzw. Prallwand 8 profiliert sein oder exzentrisch gegenüber der Einspritzachse 10 angeordnet werden, falls damit z.B. die Verwirbelung noch ver- bessert werden kann (nicht gezeigt).

In dieser ersten Ausführungsform ist die Prallwand 8 ganz in diesem zylinderförmigen und horizontal verlaufenden, restlichen Teil der Entgasungskammer 2 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der abgelenkte Einspritzstrahl der System- flüssigkeit auf keinen Fall auf die öffnung für die Gas-Ablassleitung 5 trifft. Falls die Prallwand 8 ganz in diesem zylinderförmigen und horizontal verlaufenden, restlichen Teil der Entgasungskammer 2 angeordnet ist, so kann sie auch vertikal ausgerichtet sein und damit einen Winkel von 90° mit der Einspritzachse 10 ein- schliessen (nicht gezeigt). Je weiter die Prallwand 8 gegen den senkrechten Zy- linder verschoben angeordnet wird, welcher durch den Gasausströmstutzen 11, den Systemflüssigkeits-Ansaugstutzen 12 und den zwischen diesen liegenden Teil der Entgasungskammer 2 gebildet wird, desto kleiner sollte der Winkel zwischen der Prallwand 8 und der Einspritzachse 10 gewählt werden. Damit kann verhindert werden, dass der abgelenkte Einspritzstrahl der Systemflüssigkeit auf die öffnung für die Gas-Ablassleitung 5 trifft.

Die Sammelkammer 6 weist einen Auslauf 13 mit einem Ventil 47 für entgaste Systemflüssigkeit auf und ist hier als Raum zwischen zwei ineinander beweglichen und gegeneinander abgedichteten Zylindern 14,15 ausgebildet. Die Abdich- tung wird vorzugsweise mit einem O-Ring oder einer Lippendichtung in an sich bekannter Weise bewerkstelligt. Zudem ist der innere Zylinder 15, der mit seinem Boden den Deckel der Sammelkammer 6 bildet, vorzugsweise im äusseren Zylinder 14 so geführt, dass er sich ohne Verkanten bewegen kann. Wie gezeigt, kann der äussere Zylinder 14 oben offen sein, wobei der innere Zylinder 15 sich teleskopartig im äusseren Zylinder 14 bewegen kann. Ziel dieser Anordnung ist es, einen Raum zum Sammeln der entgasten Systemflüssigkeit zu schaffen, dessen Volumen variabel ist und der frei von Gasblasen aller Art ist. Solche Gasblasen können z.B. Luft oder Bestandteile derselben in beliebiger Zusammensetzung

enthalten. Wichtig ist somit, dass die Sammelkammer 6 für entgaste Systemflüssigkeit keinerlei (oder möglichst wenig) Gase enthält, welche wieder in die Systemflüssigkeit eindiffundieren könnten,

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der äussere Zylinder 14, wie beschrieben als Sammelkammer 6 für entgaste Systemflüssigkeit ausgebildet. Der innere Zylinder 15 ist gleichzeitig als Vorratskammer 16 für zu entgasende Systemflüssigkeit ausgebildet. Somit erfüllt der Doppelzylinder 14,15 auch eine Doppelfunktion. Dies hat zudem den Vorteil, dass das Gewicht des inneren Zylinders 15 (je nach vorrätiger, zu entgasender Systemflüssigkeit) mit seinem Gewicht auf die Sammelkammer 6 für entgaste Systemflüssigkeit drückt, so dass am Auslauf 13 mit dem Ventil 47 ein gewisser Druck aufgebaut wird. Dieser Druck reduziert das Risiko, dass nach einer erfolgten Entnahme von entgaster Systemflüssigkeit rückströmende Luft in die Sam- melkammer 6 gelangen kann.

In die Vorratskammer 16 gelangt die zu entgasende Systemflüssigkeit beispielweise über einen Einfülltrichter 20, der dem Bedienungspersonal das Einfüllen erleichtert (siehe Pfeil). Alternativ kann die Vorratskammer 16 auch mit einer Zulei- tung versehen sein und automatisch befüllt werden (nicht gezeigt). Sobald das Ventil 22 geöffnet wird, strömt zu entgasende Systemflüssigkeit in die Entgasungskammer 2. Dieser Zufluss wird vorzugsweise mit einem Drosselventil 23 reguliert. Verstärkt wird der Zufluss durch die Saugwirkung der Umwälzpumpe 7, die an der Systemflüssigkeits-Ablassleitung 4 angreift. Diese Saugwirkung wird vorzugsweise ebenfalls mit einem Drosselventil 24 reguliert. über das Rückschlagventil 25 gelangt die Systemflüssigkeit dann in die Sammelkammer 6. Damit dies möglich ist, muss die Umwälzpumpe 7 zumindest einen Förderdruck erzeugen der gross genug ist, um das Gewicht des inneren Zylinders 15 mit gefüllter Vorratskammer 16 zu heben. Die Lieferleitung 40 und die Gas-Ablassleitung 5 sind zumindest teilweise flexibel ausgebildet (strichpunktierte Linie), damit sie die Höhenbewegungen des inneren Zylinders 15 mitmachen können.

Systemflüssigkeit kann höchstens so lange in die Entgasungskammer 2 einströmen, bis deren Pegel den Sensor 26 erreicht. Ist dies der Fall, so meldet der Sensor 26 den Maximalpegelstand an die Steuerung 27, welche darauf das Ventil 22 schliesst. Nach dem Schliessen des Ventils 22 wird die Umwälzpumpe 7 ver- zögert abgestellt. Dadurch wird in der Entgasungskammer 2 ein Unterdruck erzeugt, der mit einem Manometer 21 gemessen wird. Beim Erreichen eines Unterdrucks von 500 mbar kann die Pumpe 7 über eine Zeitverzögerung um wenige Minuten oder beim Erreichen eines Unterdruckes von 150 mbar sofort abgeschaltet werden. Der Unterdruck bewirkt während einer Wartezeit von etwa 1 bis 2 Minuten ein zusätzliches Entgasen der Systemflüssigkeit. Ein normaler Entgasungszyklus umfasst somit eine Pumpenlaufzeit von etwa 3 bis 5 Minuten und eine Stillstandzeit von etwa der Hälfte dieser Zeit.

Vor dem Wiederingangsetzen der Pumpe 7 wird das Ventil 22 wieder geöffnet. Weil in der Entgasungskammer 2 immer noch ein Unterdruck herrscht, spritzt die Systemflüssigkeit mit grosser Geschwindigkeit in die Entgasungskammer 2, trifft dort auf die Prallwand 8 auf und wird heftig verwirbelt. Gleichzeitig wird die Umwälzpumpe 7 wieder in Gang gesetzt und entgaste Systemflüssigkeit wird aus der Entgasungskammer 2 in die Sammelkammer 6 gepumpt. Je nach eingestelltem Durchfluss in den Drosselventilen 23 und 24 wird nach wenigen Minuten, das Ventil 22 wieder geschlossen und die Pumpe nach Erreichen eines bestimmten Unterdrucks (vorzugsweise 150 mbar) wieder abgestellt. Bei ausgeschalteter Pumpe 7 verhindert das Rückschlagventil 25, dass entgaste Systemflüssigkeit in die Entgasungskammer 2 zurückfliessen kann. Wie durch die unterbrochenen Li- nien in Figur 1 symbolisiert, sind die Drosselventile 23 und 24, das Manometer 21 und die Pumpe 7 mit der Steuerung 27 verbunden.

Diese Steuerung ist vorzugsweise ein Rechner, der z.B. ein Teil der Vorrichtung 1 ist. Eine solche Vorrichtung 1 kann beispielsweise in einem geeigneten Gehäuse 30 untergebracht und auf einem Rollwagen 31 angeordnet werden (vgl. Fig. 2A). Eine solche mobile Anlage 18 zum Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät umfasst zumindest eine Vorrichtung 1 und ist zumindest an ein Liquidhandlinggerät anschliessbar.

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Die Vorrichtung 1 kann aber auch in eine Liquidhandling Workstation 19 mit zumindest einem Liquidhandlinggerät zum Pipettieren oder Dispensieren von Flüssigkeitsproben unter Zuhilfenahme einer Systemflüssigkeit integriert sein (vgl, Fig. 2B). Dabei umfasst diese Liquidhandling Workstation zumindest eine Vorrich- tung 1 zum Konditionieren der Systemflüssigkeit. Eine Liquidhandling Workstation 19 bzw. ein aus mehreren Workstations bestehender Cluster kann aber auch mehrere solche Vorrichtungen umfassen. Je nach den Gegebenheiten kann die Steuerung 27 mit der Steuerung der Workstation kommunizieren oder in diese direkt eingebaut sein.

Nachdem dieser Vorgang mehrmals wiederholt wurde, befindet sich ein gewisses Volumen von bis zu mehreren Litern Systemflüssigkeit im Sammelraum 6. Dieses Volumen kann nun über den Auslauf 13 mit dem Ventil 47 einem Liquidhandlinggerät zum Pipettieren oder Dispensieren von Flüssigkeitsproben unter Zuhilfe- nähme einer Systemflüssigkeit zur Verfügung gestellt werden. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass dieses Volumen nochmals einem Entgasungszyklus unterworfen wird. Sinngemäss wird dann der Entgasungsvorgang mehrmals wiederholt, wobei an Stelle des Ventils 22 (wie eben beschrieben), jeweils das Ventil 28 geöffnet oder geschlossen wird. Dieses Ventil 28 schliesst die Rücklaufleitung 29 ab, welche ebenfalls über das Drosselventil 23 in die Systemflüssigkeits- Einspritzstelle 3 mündet.

Die Vorratskammer 16 für zu entgasende Systemflüssigkeit kann mit einem Schwimmer 32 ausgerüstet sein. Dieser Schwimmer 32 ist vorzugsweise kon- stant in der Systemflüssigkeit untergetaucht (vgl. Fig. 1) oder in die Systemflüssigkeit eingetaucht (nicht gezeigt). Vorzugsweise ist der Schwimmer 32 an einer Aufhängung 33 unverdrehbar und in der Höhe verschiebbar befestigt. Ein Näherungssensor 34 zeigt an, dass die Vorratskammer 16 für den Betrieb der Vorrichtung 1 genügend gefüllt ist. In den Schwimmer 32 mündet eine Kapillare 35, die mit der Gas-Ablassleitung 5 verbunden ist. Strömt beim Einspritzen von Systemflüssigkeit in die Entgasungskammer 2 Gas über die Gas-Ablassleitung 5, den Entlüfter 36 und das Rückschlagventil 37 in die Kapillare 35, so ergibt sich durch den geringen Kapillardurchmesser ein so grosser Gasstrom, dass der Schwimmer

32 etwas nach unten gedrückt wird. über den Näherungssensor 34 wird der Steuerung der diesem Gasstrom entsprechende Weg des Schwimmer 32 angezeigt. Fehlt der Auftrieb für den Schwimmer 32, so wird ein Alarm ausgelöst damit die Vorratskammer 16 wieder nachgefüllt wird. Ein automatischer Nachfüll- Vorgang kann so ebenfalls ausgelöst werden.

Ein überfüllen des Sammelraums 6 wird dadurch vermieden, dass ein Näherungsschalter mit zwei Elementen 38,38' den Höchstfüllzustand des Sammelraums 6 anzeigt. Dabei ist je ein Element 38 oder 38' an einem der beiden inein- ander verschiebbaren Zylinder 14,15 befestigt.

Figur 3 zeigt einen Vertikalteilschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 gemäss einer zweiten Ausführungsform. Diese unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im wesentlichen dadurch, dass die Vorratskammer 16 und die Sammelkammer 6 funktionell völlig voneinander getrennt sind. Zudem ist die Sammelkammer 6 als ein Raum in einem flexiblen Beutel 39 ausgebildet. Ziel auch dieser Anordnung ist es, einen Raum zum Sammeln der entgasten Systemflüssigkeit zu schaffen, dessen Volumen variabel ist und der frei von Gasblasen aller Art ist. Solche Gasblasen können z.B. Luft oder Bestandteile derselben in beliebiger Zusammensetzung enthalten. Der Beutel kann aus dehnbarem Material gebildet sein, er kann aber auch balgartig gefaltet sein. Wichtig ist somit, dass die Sammelkammer 6 für die entgaste Systemflüssigkeit keinerlei (oder möglichst wenig) Gase enthält, welche wieder in die Systemflüssigkeit eindiffundieren könnten. Die Lieferleitung 40 ist hier in den Einfülltrichter 20 der Vorratskammer 16 eingetaucht und definiert den tiefsten erreichbaren Pegel in dieser Vorratskammer 16. Ein Alarm zum Melden des Bedarfs zum Nachfüllen der Vorratskammer 16 wird hier über einen Flüssigkeitssensor 41 ausgelöst. Der Entlüfter 36 ist hier als Einweg-überdruckventil ausgebildet.

Figur 4 zeigt einen Vertikalteilschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 gemäss einer dritten Ausführungsform. Diese unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im wesentlichen dadurch, dass sie keine Vorratskammer 16 sondern eine Zuleitung 17 für die zu entgasende Systemflüssigkeit umfasst. Zu-

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dem ist die Sammelkammer 6 als ein Raum in einem flexiblen Beutel 39 ausgebildet. Ziel auch dieser Anordnung ist es, einen Raum zum Sammeln der entgasten Systemflüssigkeit zu schaffen, dessen Volumen variabel ist und der frei von Gasblasen aller Art ist. Solche Gasblasen können z.B. Luft oder Bestandteile derselben in beliebiger Zusammensetzung enthalten. Der Beutel kann aus dehnbarem Material gebildet sein, er kann aber auch balgartig gefaltet sein. Wichtig ist somit, dass die Sammelkammer 6 für entgaste Systemflüssigkeit keinerlei (oder möglichst wenig) Gase enthält, welche wieder in die Systemflüssigkeit eindiffundieren könnten. Der Entlüfter 36 ist hier als Einweg-überdruckventil ausgebildet. Der Dampfdruck einer Flüssigkeit bzw. die Löslichkeit von Gasen in einer Flüssigkeit ist vom Umgebungsdruck und von der Temperatur der Flüssigkeit abhängig. Um die Entgasungsrate der Systemflüssigkeit zu verbessern wird nicht nur der Druck im Entgasungsraum 2 auf einen Bereich von etwa 500 mbar bis 150 mbar erniedrigt. Die folgende Tabelle soll zeigen, wie der Dampfdruck von der Systemflüssigkeitstemperatur abhängt:

Tabelle 2

Aus dieser Tabelle 2 ist ersichtlich, dass Wasser bei einer Temperatur von 80 0 C bereits bei einem Entgaserdruck von 500 mbar siedet. Ethanol siedet bereits bei einem Entgaserdruck von 300 mbar und einer Temperatur von 50 0 C. Die folgende Tabelle soll zeigen, wie die Löslichkeit von Gasen von der Systemflüssigkeitstemperatur (hier Wassertemperatur) abhängt:

Tabelle 3

" I J "

Aus dieser Tabelle 3 ist ersichtlich, dass sich die Löslichkeit dieser Gase in Wasser bei einer Temperaturerhöhung von 24 0 C um ca. einen Faktor 1.5 bis 2.2 verringert. Bei einer Temperatur von 50 0 C wird eine Verringerung der Löslichkeit gegenüber 24 0 C um etwa einen Drittel angenommen.

Wenn also einerseits der Druck in der Entgasungskammer 2 erniedrigt und dazu die Temperatur der zu entgasenden Systemflüssigkeit erhöht wird, so unterstützen diese beiden Massnahmen die Entgasung der Systemflüssigkeit. Vorzugsweise wird dazu die Systemflüssigkeit auf etwa 50 0 C erhitzt. Diese Temperatur ist um ca. 25 0 C höher als diejenige, welche die Systemflüssigkeit beim Einsatz während des Pipettierens bzw. Dispensierens aufweist. Es ist von Vorteil, wenn die Systemflüssigkeit nach dem Entgasen wieder auf die übliche Verwendungstemperatur abgekühlt wird. Vorzugsweise geschieht die Erwärmung der zu entgasenden Systemflüssigkeit über eine Heizung 42 und die Abkühlung der entgasten Sys- temflüssigkeit über eine Kühlung 43. Besonders bevorzugt werden die Leitungen, welche zu entgasende Systemflüssigkeit der Einspritzdüse 9 zuführen (wie z.B. die Leitung 40 in den Figuren 1 bzw. die Leitung 17 in Figur 4) in mäandrierenden Schleifen über die Heizungsseite 42 eines Heizkühlgerätes 44 geführt. Ebenso werden die Leitungen, welche entgaste Systemflüssigkeit dem Sammelraum 6 zuführen (wie z.B. die Leitung 4 in den Figuren 1, 3 und 4) in mäandrierenden Schleifen über die Kühlungsseite 43 des selben Heiz-Kühl-Gerätes 44 geführt. Speziell bevorzugt umfasst dieses Heiz-Kühl-Gerät 44 zumindest ein Peltier- Element 45, welches so zwischen den beiden genannten mäandrierenden Schleifen angeordnet ist, dass die zu entgasende Systemflüssigkeit geheizt und die be- reits entgaste Systemflüssigkeit gleichzeitig gekühlt wird. Ein zusätzliches Peltier- Element 46 oder eine andere geeignete Einrichtung kann in Kombination mit der Steuerung 27 als Thermostat zur Thermostatisierung bzw. Temperierung der entgasten Systemflüssigkeit im Sammelraum 6 verwendet werden.

Die hier besprochene, dritte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 ist eine Weiterbildung der in EP 1 262 720 Bl offenbarten Haustechnik- Entgasungsvorrichtung. Allerdings fehlen dort Hinweise auf so wesentliche Merkmale, wie z.B. ein gegenüber der Entgasungskammer räumlich abgetrennter

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Sammelbehälter 6 mit variablem Volumen, ein Heiz-Kühl-Gerät 44 oder die Verwendung von Peltier-Elementen. Diese Merkmale der dritten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Konditionieren einer Systemflüssigkeit für ein Liquidhandlinggerät sind in dieser Anmeldung bereits beschrieben worden. Wie auch im Dokument EP 1 262 720 Bl beschrieben, soll bei der dritten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung eine relativ grosse Flüssigkeitsoberfläche vorhanden sein und beim Einspritzen der zu entgasenden Systemflüssigkeit soll eine gute Verwirbelung derselben erzielt werden. Es ist wichtig, dass der Strahl der von der Einspritzdüse 9 eingespritzten Systemflüssigkeit ein ge- bündelter, scharfer Strahl ist. Der Strahl prallt dadurch an der gegenüberliegenden Prallwand 8 der Entgasungskammer 2 auf und erfasst nicht etwa die Systemflüssigkeit in der Entgasungskammer 2, so dass diese auf eine Seite spritzen würde. Dadurch könnte der Systemflüssigkeits-Ansaugstutzen freigelegt werden, so dass die Pumpe 7 würde gar Luft ansaugen könnte. Der Einspritzeffekt durch Aufprallen des dünnen Strahls an der Prallwand 8 bewirkt ein Aufwirbeln der gesamten Oberfläche der Systemflüssigkeit in der Entgasungskammer 2. Durch diesen Aufprall wird die Systemflüssigkeit zerstäubt, was zu einer erhöhten Ausgasung führt. Diese Zerstäubung wird, wie schon erwähnt, durch den bestehenden Unterdruck und die erhöhte Temperatur der Systemflüssigkeit vorzugsweise un- terstützt. In dieser dritten Ausführungsform ist es wichtig, dass der Gasausströmstutzen 11 über der Einspritzdüse 9 leicht nach hinten versetzt angeordnet sein, sodass seine Mittelachse etwas hinter der Düsenmündung liegt. Dadurch wird der Entlüfter 36 durch die Injektorwirkung sofort entleert, wenn darin allfällig etwas Systemflüssigkeit vorhanden ist. Dies ist auch der Bereich, wo beim Be- füllen der Entgasungskammer 2 bis zuletzt ein leerer Raum bestehen bleibt, in dem sich die Gase sammeln und ungehindert in den Entlüfter 36 gelangen. Erst beim Nachströmen der Systemflüssigkeit werden die freien Gase über den Entlüfter 36 ausgeschieden.

Durch diese Anordnung wird bei einem Unterdruck der Entgasungskammer 2 von lediglich 800 mbar bis 500 mbar trotzdem eine hervorragende Ausgasung erreicht. Die Druckwerte für den Betrieb sind am Drosselventil 24, das auch als Druckeinstellschraube ausgebildet sein kann, einstellbar. Dass der Betrieb dieser

Vorrichtung mit sehr geringem Unterdruck auskommt, bringt zusätzlich den Vorteil, dass die Pumpe 7 nicht in einen Gravitationsbereich kommt und dadurch geschont bleibt. Um das Vakuum nicht unter 500 mbar absinken zu lassen, wird dies elektronisch von der Steuerungseinheit 27 gesteuert. Der Unterdruck kann mittels eines Drucksensors und oder mittels eines Druckschalters überwacht werden. Bei der Anwendung mit dem Druckschalter wird das durch die Pumpe 7 erzeugte Vakuum überwacht, indem die Pumpe nach Unterschreiten von 500 mbar zeitverzögert abgeschaltet wird. Ein normaler Entgasungszyklus besteht aus einer Pumpenlaufzeit von 3.5 Min. und einer Stillstandzeit von 1.5 Minuten Wird der Wert von 500 mbar unterschritten, so schaltet die Pumpe nach 1.5 Minuten ab. Diese Zeitverzögerung ist vorzugsweise in einem Menü der Steuerung 27 einstellbar. Bei der Version mit dem Drucksensor wird die Abschaltung gestaffelt vorgenommen. Auslösepunkt ist wieder ein Unterdruck. Bei einem Wert von 500 mbar tritt eine erste zeitgesteuerte Periode von maximal 3.0 Minuten Lauf- zeit bis zum Erreichen von 350 mbar in Kraft. Sinkt der Druck jedoch unter 350 mbar, so wird eine zweite Zeitsteuerung aktiviert, welche nur noch eine maximale Laufzeit von 1.5 Minuten zulässt. Erreicht das Vakuum einen Wert von 200 mbar, so wird die Pumpe 7 sofort abgeschaltet. Auch diese Zeiten sind im Menü der Steuerung 27 einstellbar. Die beschriebene Steuerung bringt den Vorteil, dass bei einer schlechten Grundeinstellung des Vakuums, oder wenn sich der Einstellwert veränderte, die Vorrichtung immer noch optimal gesteuert läuft.

Der Systemfiüssigkeits-Ansaugstutzen 12 zur Pumpe 7 befindet sich genau unter der Einspritzdüse 9. Dieser ist so gross ausgeführt, dass immer reichlich System- flüssigkeit zur Pumpe 7 gelangt, wodurch ein Trockenlaufschutz realisiert ist. In diesem gezeigten Beispiel mündet die Zuleitung 17 also über die Einspritzdüse 9 in die obere Hälfte des Innenraumes der Entgasungskammer 2. Die Pumpe 7 mit integrierter Druckregelung fördert Systemflüssigkeit aus der Entgasungskammer 2, wodurch in dieser ein Unterdruck entsteht. Sobald ein Druckunterschied zwi- sehen dem Innern der Entgasungskammer 2 und der Zuführleitung 17 entstanden ist, kann das Ventil 22 geöffnet werden und Systemflüssigkeit beginnt über die Einspritzdüse 9 in die Entgasungskammer 2 nachzuströmen. Die durch die Düse 9 nachströmende Systemflüssigkeit erreicht infolge der Düse 9 eine hohe

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Geschwindigkeit und ein Strahleffekt entsteht. Nach dem Bernoulli'schen Strömungsgesetz entsteht dadurch im Strahl und auch über der Düse 9 ein stärkerer Unterdruck, der sehr schnell den Entlüfter 36 von allfällig darin vorhandener Systemflüssigkeit entleert. Da infolge der Pumpenleistung mehr Systemflüssigkeit aus der Entgasungskammer 2 abgesaugt wird als solche durch die Einspritzdüse 9 einströmt, entsteht ein Unterdruck in der Entgasungskammer 2. Durch eine Regulierung an der Druckeinstellschraube am Pumpenkopf wird eine gleichmässi- ge Durchströmung im Unterdruck der zu entgasenden Systemflüssigkeit erzielt.

Eine effiziente Entgasung wird bereits durch den Betrieb mit einer sehr kleinen Entgasungskammer 2 mit einem Inhalt weniger als einem Liter ermöglicht. Selbst mit einer so kleinen Entgasungskammer 2 kann bis zu 5 Minuten ohne Unterbruch entgast werden. Danach wird die Umwälzpumpe 7 für 90 Sekunden abgeschaltet, um das freigesetzte Gas über den Entlüfter 36 auszustossen. Die Be- schaffenheit der Umwälzpumpe 7 lässt nur eine minimale Rückströmung von Systemflüssigkeit zu. Dieser Rückfluss ist aber ausreichend, um eventuelle Gase, die sich im Pumpenkopf gesammelt haben, in die Entgasungskammer 2 zurücksteigen zu lassen. Der Hauptanteil an Flüssigkeit fliesst jedoch nach Abstellen der Umwälzpumpe 7 über die Einspritzdüse 9 in die Entgasungskammer 2 nach, was wiederum einen Druckanstieg in seinem Innern bewirkt. Sobald ein Druck von 1010 bar in der Entgasungskammer 2 überschritten wird, werden sämtliche freien Gase über den Entlüfter 36 ausgestossen.

Eine vierte, erfindungsgemässe Vorrichtung 1 (nicht gezeigt) sieht vor, dass die Systemflüssigkeits-Ablassleitung 4 und die Rücklaufleitung 29 (vgl. Figuren 1, 3 und 4) an einem Deckel für einen Systemflüssigkeitskanister befestigt sind. Solche Systemflüssigkeitskanister sind an sich bekannt und seit Jahren mit einem Volumen von üblicherweise 10, 20 oder 30 I im Gebrauch. Die Systemflüssig- keits-Ablassleitung 4 und die Rücklaufleitung 29 sind vorzugsweise so konfektio- niert, dass sie bei aufgesetztem bzw. aufgeschraubtem Deckel den Boden des Systemflüssigkeitskanisters beinahe berühren und so als Tauchrohre ausgelegt sind. Ein so an die Entgasungskammer 2 angeschlossener Systemflüssigkeitskanister stellt eine alternative Sammelkammer 6 für entgaste Systemflüssigkeit

dar. Dank dieser Anordnung kann entgaste, von der Umwälzpumpe 7 gelieferte Systemflüssigkeit im Systemflüssigkeitskanister gelagert werden. Auch ein Zirkulieren und wiederholtes Einspritzen der Systemflüssigkeit in die Entgasungskammer 2 ist möglich. Zur Vermeidung eines überdruckes im Systemflüssigkeitska- nister ist im Deckel vorzugsweise noch ein überdruckventil oder eine einfache öffnung zum Druckausgleich vorgesehen.

Zum Transport des Systemflüssigkeitskanisters und zu dessen Anschluss an z.B. ein einzelnes Pipetiergerät wird vorzugsweise der Deckel mit der Systemflüssig- keits-Ablassleitung 4 und mit der Rücklaufleitung 29 abgenommen und durch einen geeigneten Transportdeckel (der vorzugsweise völlig abschliessend ist) oder durch einen Entnahmedeckel (der vorzugsweise nur ein einziges Tauchrohr zur Entnahme von Systemflüssigkeit aufweist) ersetzt. Der Entnahmedeckel weist bevorzugt zudem eine einfache öffnung oder ein Einlassfilter auf, über die ein Gas oder Umgebungsluft in den Systemflüssigkeitskanister eindringen kann, so dass sich darin bei der Systemflüssigkeitsentnahme kein Unterdruck bildet.

Die vorgängig beschriebenen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtungen lassen sich praktisch beliebig kombinie- ren, so dass solche Kombinationen, aber auch das Weglassen von weniger essentiellen Merkmalen zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehören. Die Bezugszeichen bezeichnen jeweils die gleichen oder die entsprechenden Teile der erfindungsgemässen Vorrichtung, auch wenn diese nicht in jedem Fall ausführlich beschrieben sein sollten.

Anwendungsbeispiel :

In der Entgasungskammer eines Prototypen gemäss der vorliegenden Erfindung wurde Wasser als Systemflüssigkeit verwendet. Als Beispiel für die erfolgte Entgasung wurde der Sauerstoffgehalt im Wasser gemessen. Nach einer halben Stunde Entgasen (ohne zusätzliches Heizen des Wassers) enthielt dieses bei Raumtemperatur 1.9 mg O 2 /l. Nach einem mehrstündigen Betrieb konnte nur noch ein Sauerstoffgehalt von 1.1 bis 1.3 mg O 2 /l gemessen werden. Als Vergleichsversuch wurde eine standardmässige Heliumentgasung durchgeführt, nach

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welcher ein Sauerstoffgehalt von 4.1 bis 4.5 mg O 2 /I gemessen wurde. Dieses Resultat bedeutet, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung bereits nach einer kurzen Entgasungsdauer von 30 Minuten ein Ergebnis liefert, das um mehr als einen Faktor 2 besser ist als das Entgasungsresultat mit der bekannten Helium- methode.

Es konnte zudem festgestellt werden, dass nicht nur Gasblasen die Genauigkeit des Pipettierens beeinflussen; selbst in der Systemfüssigkeit gelöste Gase tragen zu Verschlechterung der Reproduzierbarkeit, also zur Vergrösserung des CV- Werts bei der Abgabe einer Flüssigkeitsprobe bei. Solche Gase sind üblicherweise die in der Umgebungsluft enthaltenen Gase wie vor allem N 2 , O 2 , CO 2 und allenfalls Edelgase. Die erreichten CV-Werte, die in Pipetierreihen mit dem erfin- dungsgemäss entgasten Wasser als Systemflüssigkeit durchgeführt wurden, waren durchwegs niedriger als diejenigen, die mit nicht entgastem Wasser erreicht wurden.

Bezugszeichenliste:

1 Vorrichtung

2 Entgasungskammer 3 Systemflüssigkeits-Einspritzstelle

4 Systemflüssigkeits-Ablassleitung

5 Gas-Ablassleitung

6 Sammelkammer für entgaste Systemflüssigkeit

7 Umwälzpumpe 8 Prallwand

9 Einspritzdüse

10 Einspritzachse

11 Gasausströmstutzen

12 Systemflüssigkeits-Ansaugstutzen 13 Auslauf

14 äusserer Zylinder

15 innerer Zylinder

16 Vorratskammer für zu entgasende Systemflüssigkeit

17 Zuleitung für die zu entgasende Systemflüssigkeit

18 mobile Anlage

19 Liquidhandling Workstation

20 Einfülltrichter

21 Manometer

22 Ventil

23 Drosselventil

24 Drosselventil

25 Rückschlagventil

26 Sensor

27 Steuerung

28 Ventil

29 Rücklaufleitung

30 Gehäuse

31 Rollwagen

32 Schwimmer

33 Aufhängung

34 Näherungssensor

35 Kapillare

36 Entlüfter

37 Rückschlagventil

38 Näherungsschalter mit zwei Elementen 38,38'

39 flexibler Beutel

40 Lieferleitung

41 Flüssigkeitssensor

42 Heizung, Heizungsseite

43 Kühlung, Kühlungsseite

44 Heiz-Kühl-Gerät

45 Peltier-Element

46 zusätzliches Peltier-Element

47 Ventil