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Title:
SAMPLE TREATMENT STATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/008154
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a sample treatment station in which an evacuation plate unit (8) spanning a microtiter plate (6) is removably arranged on top of said microtiter plate (6) that is placed upon a vibrator table leaf (3). Said evacuation plate unit (8) is embodied in a sealable manner such that a vacuum can be created therewith in all sample vessels of the microtiter plate. The evacuation plate unit (8) can be joined in a controllable manner to a vacuum source or an aeration source via connections which originate at the base of an apparatus.

Inventors:
HERZ HELMUT (DE)
KAUFMANN KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/007653
Publication Date:
January 22, 2004
Filing Date:
July 15, 2003
Export Citation:
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Assignee:
HERZ HELMUT (DE)
KAUFMANN KLAUS (DE)
International Classes:
B01F33/40; G01N1/40; G01N35/02; G01N35/00; (IPC1-7): G01N35/02; G01N1/40; B01F11/00; B01F13/06
Domestic Patent References:
WO2000025925A12000-05-11
WO1998020965A11998-05-22
WO1998020975A11998-05-22
Foreign References:
US4054151A1977-10-18
EP1201297A12002-05-02
EP0281958A21988-09-14
US5061448A1991-10-29
US5571283A1996-11-05
Attorney, Agent or Firm:
Lang, Friedrich (Bavariaring 29, München, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Probenbehandlungsstation, welche folgendes enthält : eine Gerätebasisplatte (1) ; eine gegenüber dieser vertikal abgestützte (2) und in einer Horizontale bene beweglichen Schütteltischplatte (3) ; einen zwischen diesen beiden Platten angeordneten und mit ihnen ge koppelten Schüttelantrieb (4) zur Horizontalbewegung der Schütteltisch platte im wesentlichen ausschließlich translatorisch, mit Mitteln zur Stillsetzung der Schütteltischplatte in einer präzisen Ruhestellung ; eine auf der Schütteltischplatte (3) vorgesehenen Mikrotiterplattenhalte rung (5) ; und eine in die Halterung entnehmbar eingesetzte, eine Vielzahl von Proben behältnissen (7) aufweisende Mikrotiterplatte (6), deren Probenbehält nisse mittels einer automatisch betätigten Befüllungsund Entnahmeein richtung mit Proben befüllbar bzw. entleerbar sind ; dadurch gekennzeichnet, daß über der Mikrotiterplatte (6) eine diese über spannende Evakuierplatteneinheit (8) abnehmbar angeordnet ist, die so ab dichtbar ausgebildet ist, daß sie in allen Probenbehältnissen der Mikrotiter platte (6) ein Vakuum zu erzeugen gestattet und die über Anschlüsse (14,17) der Gerätebasisplatte (1) steuerbar mit einer Vakuumquelle bzw. einer Belüftungsquelle verbindbar ist.
2. Probenbehandlungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den unteren Enden der Probenbehältnisse (7) Wärme von einer auf der Schüttel tischplatte (3) vorgesehenen elektrischen Flächenheizeinrichtung (24) zuführ bar ist, die über flexible Leitungen (36) mit einem Leistungszuführungsan schluß (37) der Gerätebasisplatte (1) verbunden ist.
3. Probenbehandlungsstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenheizeinrichtung auf der Schütteltischplatte (3) eine über einem Flä chenheizelement angeordnete metallische Wärmeverteilungsplatte (25) auf weist, von der einstückig Wärmeübertragungsnoppen (26) aufragen, die jeweils dem unteren Ende eines zugehörigen Probenbehältnisses (7) zugeordnet sind.
4. Probenbehandlungsstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Wärmeübertragungsnoppen (26) und den ProbenbehältnisUnter enden eine durchgehende, nachgiebige Wärmeübertragungsschicht (27), ins besondere in Gestalt einer wärmeleitenden Schaumstoffmatte, befindet.
5. Probenbehandlungsstation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum über der Wärmeverteilungsplatte (25) und unter der Wärmeübertra gungsschicht (27) um die Wärmeübertragungsnoppen (26) herum längs der seitlichen Schütteltischplattenränder abgedichtet ist und über eine die Wärme verteilungsplatte (25), das Flächenheizelement (24) und die Schütteltischplatte (3) durchdringende Durchführungskanalanordnung (28,29) sowie flexible Leitungsabschnitte (30,31) zur Gerätebasisplatte (1) hin steuerbar an einen Kühlmittelkreislauf anschließbar ist.
6. Probenbehandlungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mikrotiterplatte (6) auf dem Niveau der BodenbehältnisUn terenden und/oder auf den Niveau der ProbenbehältnisMündungsöffnungen eine durchgehende ProbenbehältnisVerbindungsplatte aufweist, daß der Raum um die einzelnen Probenbehältnisse (7) herum oberhalb bzw. unterhalb der ProbenbehältnisVerbindungsplatte sowie längs der seitlichen Mikrotiterplat tenränder abgedichtet ist und über eine bis zur Unterseite der Schütteltisch platte reichende Durchführungskanalanordnung (47,48) sowie über flexible Leitungen (49,50) zur Gerätebasisplatte (1) hin steuerbar an einen Heizmittel kreislauf und/oder einen Kühlmittelkreislauf anschließbar ist.
7. Probenbehandlungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß sich über der bzw. einer die Probenbehältnisse (7) auf den Niveau ihrer Mündungsöffnungen verbindenden ProbenbehältnisVerbindungsplatte eine mit der Mikrotiterplatte (6) fest verbundene Mündungskanalplatte (53) be findet, von der einstückig insbesondere mit unteren Schwappschutzringen (56) versehene Kanalansätze (55) zu den einzelnen Probenbehältnismündungen rei chen und daß der Raum über der Probenbehältnisverbindungsplatte und unter der Mündungskanalplatte um die einzelnen Kanalansätze (55) herum längs der seitlichen Mikrotiterplattenränder abgedichtet ist und über eine durch die Mi krotiterplatte (6) hindurch schließlich bis unter die Schütteltischplatte (3) rei chende Durchführungskanalanordnung (58,59) und flexible Leitungsabschnitte (60,61) zur Gerätebasisplatte (1) hin steuerbar an einen Kühlmittelkreislauf (62) anschließbar ist.
8. Probenbehandlungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß über der Evakuierplatteneinheit (8) eine Blasdüsenplattenein heit (39, 40) mit einer der Zahl der Probenbehältnisse (7) der Mikrotiterplatte (6) entsprechenden Anzahl von Blasdüsen (41) vorgesehen ist, deren Düsenkanäle, jeweils auf die entsprechende Probenbehältnismündung ausgerichtet, eine der Mikrotiterplatte zugekehrte Wand der Evakuierungsplatteneinheit durchdringen und sämtlich mit einem Blasmittel Zuführungsraum (39) oder einem BlasmittelZuführungskanalsystem verbunden sind, der bzw. das steuerbar mit einer Blasgasquelle verbunden ist.
9. Probenbehandlungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Evakuierplatteneinheit (8) seitliche Wände (10) aufweist, de ren unterer Rand gegenüber der gasdicht zur Umgebung hin ausgebildeten Ge rätebasisplatte (1) lösbar dicht abschließt (11).
10. Probenbehandlungsstation nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsamplitude des Schüttelantriebs (4) so gewählt ist, daß die aus den einzelnen Düsenkanälen (41) austretenden, gegenüber der Gerätebasis platte (1) unveränderliche Lage aufweisenden Blasgasströme stets auf die Mündungsöffnung des zugehörigen Probenbehältnisses allein treffen.
11. Probenbehandlungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Evakuierplatteneinheit (8) seitliche Wände (10) aufweist, de ren unterer Rand gegenüber der gasdicht zur Umgebung hin ausgebildeten Schütteltischplatte (3) um den MikrotiterplattenSeitenrand herum lösbar dicht abschließt und daß der Innenraum der Evakuierplatteneinheit über eine die Schütteltischplatte (3) durchdringende Durchführungskanalanordnung und über flexible Leitungsabschnitte (20,21) zur Gerätebasisplatte (1) mit der Va kuumquelle bzw. der Belüftungsquelle steuerbar verbindbar ist.
12. Probenbehandlungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Evakuierplatteneinheit (8) seitliche Wände (10) aufweist, de ren unterer Rand gegenüber einem sämtliche Probenbehältnismündungsöff nungen umschließenden Dichtrand der Mikrotiterplatte (6) lösbar dicht ab schließt, und daß der Innenraum der Evakuierplatteneinheit über eine die Mi krotiterplatte (6) und die Schütteltischplatte (3) durchdringende Durchfüh rungskanalanordnung (12,13, 15,16) und über flexible Leitungsabschnitte zur Gerätebasisplatte (1) mit der Vakuumquelle bzw. der Belüftungsquelle steuer bar verbindbar ist.
13. Probenbehandlungsstation nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der Mikrotiterplatte (6) bzw. auf der Oberseite einer dar auf aufgesetzten Mündungskanalplatte (53) zwischen Probenbehältnismündun gen gelegene Stütznoppen (63) aufragen, gegen die sich die nach unten wei sende Wandfläche der Deckenwand der Evakuierplatteneinheit bei Vaku umeinwirkung auf deren Innenraum abstützt.
14. Probenbehandlungsstation nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Evakuierplatteneinheit (8) eine mit dieser fest ver bundene oder fest verbindbare Matrixanordnung von Rührstiften vorgesehen ist, wobei die Matrixanordnung auf solches Niveau an der Evakuierplattenein heit eingestellt oder einstellbar ist, daß bei an Vakuum angeschlossener und gegen die Gerätebasis abgedichteter Evakuierplatteneinheit die einzelnen je einem Probenbehältnis der Mikrotiterplatte zugeordneten Rührstifte mit ihren unteren Enden in die zugehörigen Probenbehältnisse reichen, ohne deren Bo den zu berühren, wobei die Lage der Rührstifte in der Matrixanordnung und die Antriebsamplitude des Schüttelantriebs so eingestellt sind, daß im Betrieb und im Ruhezustand die Rührstifte nicht in Berührung mit den Probenbehält nisInnenwänden kommen.
15. Probenbehandlungsstation nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mikrotiterplatte (6), welche Indexmittel aufweist, eine mit VakuumDurchgriffsöffnungen versehene Rührstiftplatte (64) abnehmbar aufgesetzt ist, welche eine Matrixanordnung nach abwärts weisender, je einem Probenbehältnis (7) zugeordneter Rührstifte oder Rührlöffel trägt, die bei auf der Mikrotiterplatte aufliegender Rührstiftplatte mit deren unteren Enden in die zugehörigen Probenbehältnisse (7) reichen, ohne deren Boden zu berühren, wobei die Rührstiftplatte (64) mit den Indexmitteln der Mikrotiterplatte über ein horizontales Bewegungsspiel zusammenwirkende GegenIndexmittel auf weist und die Lage der Rührstifte in der Matrixanordnung und das horizontale Bewegungsspiel so gewählt sind, daß im Betrieb und im Ruhezustand des Schüttelantriebs (4) die Rührstifte nicht in Berührung mit den Probenbehält nisInnenwänden kommen, und wobei die träge Masse der Rührstiftplatte und ihre Reibverbindung zur Mikrotiterplatte so bemessen sind, daß im Betrieb des Schüttelantriebs die Rührstiftplatte innerhalb des genannten horizontalen Be wegungsspiels Relativbewegungen gegenüber der Mikrotiterplatte ausführt.
16. Probenbehandlungsstation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührstiftplatte (64) eine auf die Probenbehältnismündungen der Mikrotiter platte ausgerichtete Matrixanordnung von Durchbrüchen aufweist, von deren Berandung die Rührstifte oder Rührflügel jeweils nach abwärts ragen, und welche zum Befüllen und Entleeren der Probenbehältnisse ohne Abnahme der Rührstiftplatte von der Mikrotiterplatte dienen.
17. Probenbehandlungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei welcher die Mikrotiterplatte auf dem Niveau der ProbenbehältnisUnterenden und/oder auf dem Niveau der ProbenbehältnisMündungsöffnungen eine Probenbehält nisVerbindungsplatte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwi schen einer jeweiligen Vierergruppe von ProbenbehältnisUnterenden bzw. von ProbenbehältnisMündungsöffnungen DauermagnetsockelDurchtrittsöffnun gen vorgesehen sind und daß eine DauermagnetsockelMatrixanordnung sich entweder unter der Mikrotiterplatte oder über der Mikrotiterplatte befindet, de ren Dauermagnetsockel entweder von unten nach aufwärts oder von oben nach abwärts durch die DauermagentDurchtrittsöffnungen in die Räume zwischen den Vierergruppen von Probenbehältnissen einschiebbar sind.
18. Probenbehandlungsstation nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnetsockel (67) von einer DauermagnetsockelVerbindugsplatte (66) wegragen, die unter bzw. über der Mikrotiterplatte von dieser trennbar ange ordnet ist.
19. Probenbehandlungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge kennzeichnet, daß relativ zu der Gerätebasisplatte (1) und der darauf abge stützten Schütteltischplatte (3) die Mikrotiterplatte (6), eine bzw. die gegebe nenfalls unter oder über dieser angeordnete Dauermagnetsockelplatte, eine oder die gegebenenfalls über der Mikrotiterplatte (6) angeordnete Rührstift platte (64), die die Mikrotiterplatte (6) überspannende Evakuierplattenein heit (8) RoboterManipulatorAngriffsorgane zur Zusammenwirkung mit dem Manipulator eines einzigen Roboters aufweisen und in gewünschter Auswahl aufstapelbar bzw. voneinander trennbar sind.
Description:
Beschreibung Probenbehandlungsstation Die Erfindung betrifft eine Probenbehandlungsstation, welche folgendes ent- hält : eine Gerätebasisplatte ; eine gegenüber dieser vertikal abgestützten und in einer Horizontalebene beweglichen Schütteltischplatte ; einem zwischen diesem beiden Platten angeordneten und mit ihnen gekop- pelten Schüttelantrieb zur Horizontalbewegung der Schütteltischplatte im wesent- lichen ausschließlich translatorisch, mit Mitteln zur Stillsetzung der Schütteltisch- platte in einer präzisen Ruhestellung ; einer auf der Schütteltischplatte vorgesehenen Mikrotiterplattenhalterung ; und einer in die Halterung entnehmbar eingesetzten, eine Vielzahl von Proben- behältnissen aufweisenden Mikrotiterplatte, deren Probenbehältnisse mittels einer automatisch betätigten Befüllungs-und Entnahmeeinrichtung mit Proben befüllbar bzw. entleerbar sind.

Probenbehandlungsstationen dieser Art sind aus der deutschen Gebrauchs- muster-schrift 200 18 633.7 an sich bekannt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung seien folgende allgemeine Be- trachtun-gen vorausgeschickt.

In der Pharma-Forschung, der chemischen Synthese von Wirkstoffen, in der Mi-krobiologie, der Züchtung von Zellen in Nährlösungen, bei der Analyse bei- spielsweise von Blut oder Gewebeproben und dergleichen, besteht seit Jahren der Trend zu immer geringeren Probemengen und der Parallelverarbeitung einer grö- ßer werdenden Zahl von unterschiedlichen Einzelproben unter in engen Grenzen gleichen Bedingungen. Die Handhabung dieser großen Zahl von Einzelproben wurde durch den Einsatz von Pipet-tier-Roboter-Stationen, von Positionierungs- Robotern, von vollautomatischen Analyse-Systemen und der Entwicklung der zu- gehörigen Software ermöglicht. Die Außen-abmessungen von Probenbehältnisein- heiten, sogenannten Mikrotiterplatten, wurden im Zuge der Vereinheitlichung von Probenbehandlungsmethoden standardisiert. Die Mi-krotiterplatten haben je nach Bedarf 24 Probenbehältnisse im Milliliter-Bereich oder 96 Probenbehältnisse im 100-Mikroliter-Bereich oder 384 Probenbehältnisse im 10-Mi-kroliter-Bereich oder gar 1536 Probenbehältnisse im Mikroliter-Bereich. Bei den Mi-krotiterplatten handelt es sich zum größten Teil um Kunststoff-Einwegartikel, nachdem ihre Ste- rilisierung oder vollständige Reinigung zur Wiederverwendung nur schwer zu er- reichen ist.

Eine der wichtigsten Behandlungsmaßnahmen stellt die gute Durchmischung der Proben in den einzelnen Behältnissen dar, welche um so schwieriger wird, je geringer das Probenvolumen ist.

Eine weitere sehr wichtige Behandlungsmaßnahme ist auch die Wärmebe- hand-lung der Proben in den Probenbehältnissen jeweils unter weitestgehend glei- chen Bedin-gungen, also das entweder wahlweise oder in bestimmter Folge durch- geführte Erwär-men, Abkühlen oder Temperieren der Proben, sowie das Aufkon-

zentrieren durch Ab-dampfenlassen einer Suspensionsflüssigkeit oder eines Lö- sungsmittels, was ebenfalls unter weitestgehend gleichen Bedingungen in den ein- zelnen Probenbehältnissen zu geschehen hat.

Um wäßrige oder andersartige Suspensionsflüssigkeiten und wäßrige oder anders-artige Lösungsmittel zu verdampfen und die in Suspension vorliegenden Inhaltsstoffe oder die gelösten Inhaltsstoffe zu konzentrieren, hat man bisher im wesentlichen zwei unterschiedliche Verfahren angewendet, nämlich das Sieden der Proben unter Zufuhr von Heizleistung und das Anblasen der Proben mit Luft oder Inertgas zur Beschleuni-gung der Verdunstung.

Oft liegen Inhaltsstoffe vor, die beim Sieden unter Normaldruck (etwa 100°C bei wäßrigen Suspensions-oder Lösungsmitteln) zerstört werden, weshalb ein schonendes Aufkonzentrieren etwa durch Anblasen mit Luft zur Beschleunigung der Verdunstung bevorzugt wird.

Es ist jedoch auch die Methode bekannt, die Proben in einer Vakuumkammer sie-den zu lassen, derart, daß beispielsweise wäßrige Suspensions-oder Lösungs- mittel bei einem Druck von 20 mbar bei etwa 20°C sieden. Hierbei besteht jedoch das Problem einer Blasenbildung und eines Siedeverzugs, was unausweichlich zu einem Überkochen der Proben in den Probenbehältnissen über den Behältnisrand hinaus und zu einem Schäumen der Probe führt. Dieser Erscheinung versuchte man durch die Probenbe-handlung in einer Zentrifuge zu begegnen, da bei geeig- neten Beschleunigungen aufstei-gende Blasen zerplatzen oder aufgrund des Schwerefeldes die aufsteigenden Blasen in der Probe klein bleiben.

Es zeigt sich jedoch, daß die einzelnen Probenbehandlungsmaßnahmen an in die Probenbehältnisse von Mikrotiterplatten eingefüllten Proben, nämlich das Durchmi-schen durch Schütteln, verschiedene Wärmebehandlungsmaßnahmen,

das Aufkonzen-trieren und beispielsweise auch das Separieren von Inhaltsstoffen durch Magnetperlen-behandlung und dergleichen, bisher eine Reihe von Proben- behandlungsstationen erfor-derlich machten, welche entweder von Hand oder durch eine Mehrzahl von Roboter-Manipulatoren zu bedienen waren und demge- mäß einen großen Platzaufwand und Ko-stenaufwand bedingten.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Probenbehand- lungssta-tion der eingangs definierten Art so auszugestalten, daß an einem Ort und mit einer Ge-räteeinheit die in die Probenbehältnisse einer Mikrotiterplatte einge- füllten Proben nicht nur durch Schütteln intensiv durchmischt, sondern auch einer Vakuumbehandlung un-terzogen werden können, ohne daß die Mikrotiterplatten- handhabung und die automati-sche Probenbefüllung und Probenentnahme, bei- spielsweise durch eine Roboter-Pipet-tiereinrichtung behindert oder unmöglich gemacht wird, und ferner, ohne daß die betref-fende Mikrotiterplatte durch meh- rere unterschiedliche Behandlungsstationen geführt werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei also über der Mikrotiterplatte eine diese überspannende Evakuier- platten-einheit abnehmbar angeordnet ist, die so abdichtbar ausgebildet ist, daß sie in allen Probenbehältnissen der Mikrotiterplatte ein Vakuum zu erzeugen gestattet, und die über Anschlüsse der Gerätebasisplatte steuerbar mit einer Vakuumquelle bzw. einer Belüf-tungsquelle verbindbar ist.

Der einer Bahandlungsstation der hier angegebenen Art zugrunde liegende Kon-struktionsgedanke sieht vor, die Behandlungsstation aus einem über der Ge- rätebasis und/oder der Schütteltischplatte aufgebauten Stapel von plattenartigen Geräteeinheiten aufzubauen, die sämtlich an ihrem Rand mit Eingriffselementen zur Zusammenwirkung mit dem Manipulator eines einzigen Roboters versehen sind und in gewünschter Aus-wahl aufstapelbar bzw. voneinander trennbar sind,

wobei einzelne plattenartige Geräte-einheiten mit Dichtungen zur Randabdichtung gegenüber den benachbarten plattenarti-gen Geräteeinheiten sowie auch mit Dich- tungen zur Abdichtung von Durchführungska-nalanordnungen versehen sind und diese Dichtungen in erster Linie durch Wirksamwer-den eines Vakuums zwischen den plattenartigen Geräteeinheiten ihre Abdichtwirkung entfalten und bei Belüf- tung der Vakuumräume ein einfaches Lösen der zuvor abge-dichteten plattenarti- gen Geräteeinheiten voneinander ermöglichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Probenbehandlungs- station der hier angegebenen Art sind in den dem anliegenden Anspruch 1 nachge- ordneten Pa-tentansprüchen gekennzeichnet, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wort- laut zu wiederholen.

Zwar sind diese Ansprüche, wie soeben gesagt, dem Anspruch 1 nachgeord- net, doch beinhalten sie durchaus Merkmale und Merkmalskombinationen, die unabhängig von den Merkmalen des Anspruches 1 von selbständiger erfinderischer Bedeutung sind, worauf in der nachfolgenden Beschreibung im Einzelnen einge- gangen wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsformen unter Bezug-nahme auf die Zeichnung beschrieben, in welcher : Fig. 1 eine schematische perspektivische, ausschnittsweise Darstellung einer Probenbehandlungsstation der hier betrachteten allgemeinen Art ist, wobei die Mikrotiterplatte von der Schütteltischplatte abgehoben dar-gestellt ist ;

Fig. 2 eine perspektivische, schematisch ausschnittsweise Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist ; Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Probenbehandlungsstation der hier angegebenen Art in ähnlicher Darstellungsweise wie in Fig. 2 wieder-gibt ; Fig. 4 eine dritte Ausführungsform einer Probenbehandlungsstation der hier angegebenen Art in ähnlicher Darstellungsweise wie Fig. 2 und Fig. 3 zeigt ; Fig. 5A und 5B schematisierte Vertikalschnittdarstellungen des linken Teiles bzw. des rechten Teiles einer Weiterbildung einer Probenbehandlungsstation der grundsätzlichen Konstruktion nach Fig. 2 zeigen ; Fig. 6 eine perspektivische schematische, ausschnittsweise Darstellung einer Einzelheit einer Probenbehandlungsstation der hier angegebenen Art wiedergibt, wobei diese Einzelheit als Weiterbildung in Probenbe-handlungsstationen nach den Fig. 2 bis 5B vorgesehen sein kann ; und Fig. 7 eine schematische ausschnittsweise Vertikalschnittdarstellung einer Probenbehandlungsstation der hier angegebenen Art in der grundsätz-lichen Ausbildung gemäß Fig. 4 mit einer Reihe von Weiter- bildungen und Ergänzungen zur Durchführung zusätzlicher B ehandlungsmaß-nahmen.

Fig. 1 zeigt eine Probenbehandlungsstation mit einer Gerätebasisplatte 1, über welcher durch eine Schwenkstützenkonstruktion mit einer Reihe von der Ge- rätebasis-platte 1 aufragenden Schwenkstützen, von denen in Fig. 1 eine bei 2 schematisch angedeutet ist, eine gegenüber der Gerätebasisplatte 1 vertikal abge- stützte und in einer Horizontalebene bewegliche Schütteltischplatte 3 angeordnet ist. Zwischen der Geräte-basisplatte und der Schütteltischplatte befindet sich ein elektromagnetischer Schüttelan-trieb 4 zur Horizontalbewegung der Schütteltisch- platte 3 im wesentlichen ausschließlich translatorisch gegenüber der Geräteplatte 1. Der Schüttelantrieb 4, beispielsweise zur Erzeugung kreisförmiger translatorischer Bewegungen der Schütteltischplatte 3 gegen-über, der Gerätebasis 1, kann, wie in der bereits zuvor erwähnten deutschen Gebrauchs- musterschrift 200 18 633.7 beschrieben ist, ausgebildet sein, so daß sich eine ins einzelne gehende Beschreibung des Schüttelantriebs 4 hier erübrigt.

Bedeutsam ist jedoch, daß beispielsweise durch besondere Ausbildung der Schwenkstützen 2 oder durch federbelastete Indexstifte, die zwischen der Geräte- basis-platte 1 und der Schütteltischplatte 3 wirksam sind, oder auch durch eine in bestimmter Weise gesteuerte Erregung des elektromagnetischen Schüttelantriebs 4 während eines Ruhezustandes, dafür Sorge getragen ist, daß die Schütteltischplatte in einer präzisen Ruhestellung gegenüber der Gerätebasisplatte stillgesetzt wird, sobald die Schüttelbe-wegungen der Schütteltischplatte beendet sind. Die Bedeut- samkeit der Mittel zum Still-setzen der Schütteltischplatte in einer präzisen Ruhe- stellung ergibt sich aus der Notwendigkeit der automatischen Befüllung und Ent- leerung einer Vielzahl von Probenbehältnissen mittels einer roboterbetätigten Pi- pettiereinrichtung, deren Pipetten auf die präzise positionierten Behältnismündun- gen treffen müssen.

Auf der Schütteltischplatte 3 befindet sich eine Mikrotiterplattenhalterung 5 in Gestalt von am Rand der Schütteltischplatte 3 angeordneten Haltewinkeln, die nahe den Ecken der Schütteltischplatte angeordnet sind und zwischen sich eine Haltefläche definieren, über der eine Mikrotiterplatte 6 durch Einsetzen zwischen die Haltewinkel der Mikrotiterplattenhalterung positioniert werden kann. Die Mi- krotiterplattenhalterung kann mit Rastmitteln auf der nach einwärts weisenden Seite der Haltewinkel oder mit elastisch nachgiebigen Wänden dieser Haltewinkel ausgestattet sein, um die Mikrotiter-platte 6 gegen einen bestimmten Reibungswi- derstand oder Rastwiderstand auf die Schütteltischplatte 3 aufsetzen zu können und gegen die genannten Widerstände, bei-spielsweise mittels des Manipulators eines Rotors, von der Schütteltischplatte 3 abheben zu können.

Die Mikrotiterplatte 6 weist eine Vielzahl von Probenbehältnissen 7 auf, de- ren In-nenraum mittels einer automatisch betätigten Befüllungs-und Entnahmeein- richtung, beispielsweise einer Pipettiereinrichtung mit einer Vielzahl von Befül- lung-und Ent-nahmepipetten, mit Proben befüllbar bzw. nach Behandlung wieder enleerbar sind. Die roboterbetätigte und in ihrer Funktion rechnergesteuerte Pipet- tiereinrichtung ist in der Zeichnung aus Übersichtlichkeitsgründen nicht darge- stellt, dem Fachmann jedoch auf diesem Gebiete bekannt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Probenbehandlungsstation der anhand von Fig. 1 beschriebenen allgemeinen Art. Es sei hier bemerkt, daß die in der Zeichnung gewählten Größenverhältnisse und Abmessungen keinen Anspruch auf Maßstäblichkeit erheben und daß insbesondere auch die Lage und Quer- schnittsdimensionierung von Zuleitungen und Ableitungen für Wärmetauschmittel, Dämpfe oder Gase in der Zeich-nung mitunter aus Darstellungsgründen an be- stimmten Orten, insbesondere mit Bezug auf die Aufsicht, einzelner plattenartiger Geräteeinheiten gewählt ist, praktisch jedoch in einer Aufsicht der betreffenden plattenförmigen Geräteeinheit auch weit auseinanderlie-gend gewählt sei kann.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Probenbehandlungsstation der hier angegebenen Art mit dem grundsätzlichem Aufbau gemäß Fig. 1, wobei wie- derum eine Gerätebasisplatte 1, ein mit dieser und einer Schütteltischplatte 3 ge- koppelter Schüt-telantrieb 4 und ein auf die Schütteltischplatte 3 abnehmbar aufge- setzte Mikrotiter-platte 6 vorgesehen sind.

Über der Mikrotiterplatte 6 befindet sich eine diese überspannende Evaku- ierplat-teneinheit 8 in Gestalt einer Haube, die eine Deckplatte 9 sowie an diese einstückig anschließende seitliche Wände 10 aufweist, deren unterer Rand gegen- über der gasdicht zur Umgebung hin ausgebildeten Gerätebasisplatte 1 über eine rundumlaufende Dicht-leiste 11 dicht abgeschlossen ist, wenn die Evakuierplatten- einheit 8 über die Schüttel-tischplatte 3 und die Mikrotiterplatte 6 gestülpt ist.

Im Bereich des Randes der nach oben weisenden Fläche zwischen der ge- genüber den Gerätebasisplatte 1 zurückgesetzten Schütteltischplatte 3 und den In- nenwänden der Evakuierplatteneinheit 8 befinden sich eine Mündungsöffnung 12 eines durch die Gerä-tebasisplatte 1 geführten Evakuierkanales 13, über den die Gerätebasisplatte 1 mittels eines schematisch angedeuteten Anschlusses 14 mit einer Vakuumpumpe verbindbar ist, sowie ferner eine Mündungsöffnung 15 eines durch die Gerätebasisplatte 1 geführten Belüftungskanal 16, über den die Geräte- basisplatte 1 mittels eines Anschlusses 17 mit einer Belüftungseinrichtung ver- bindbar ist. Im Leitungszug zur Vakuumquelle oder Va-kuumpumpe und zu der Belüftungsquelle können Steuermittel und Meßeinrichtungen vorgesehen sein, welche in Fig. 2 zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt sind.

An den Seitenrändern der Mikrotiterplatte 6 befinden sich in Fig. 2 schema- tisch angedeutete Angriffsorgane zur Zusammenwirkung mit einem Roboter-Ma- nipulator, wobei diese Angriffsorgane, beispielsweise in Gestalt von Randausneh-

mungen, mit 18 bezeichnet sind. In entsprechender Weise sind an den Seitenwän- den 10 der Evakuier-platteneinheit 8 Angriffsorgane 19 vorgesehen.

Ist also beispielsweise durch einen Roboter-Manipulator die Mikrotiterplatte 6 zwischen die Haltewinkel 5 der Mikrotiterplattenhalterung eingesetzt worden, was bei von der Gerätebasisplatte 1 abgenommener Evakuierplatteneinheit 8 geschieht, so kann danach mittels einer Pipettiereinrichtung ein Befüllen der Probenbehältnisse 7 der Mi-krotiterplatte 6 geschehen, falls dies nicht zuvor bereits vor Einsetzen der Mikrotiter-platte 6 in die Mikrotiterplattenhalterung geschehen ist.

Sodann wird die Evakuierplatteneinheit 8 über die Schütteltischplatte 3 und die befüllte Mikrotiterplatte 6 gestülpt, so daß die rundumlaufende Dichtung 11 am unteren Rand der Seitenwände 10 auf der nach oben weisenden Fläche der Geräte- basisplatte 1 aufliegt.

Wird jetzt die Verbindung des Innenraumes der Evakuierplatteneinheit 8 zu einer Vakuumquelle über den Anschluß 14, den Evakuierungskanal 13 und die Mündungsöff-nung 12 hergestellt, so saugt sich bei abgesperrtem Belüftungskanal 16 die Evakuier-platteneinheit 8 an der Gerätebasisplatteneinheit fest und es wird ein Vakuum im Innen-raum der Evakuierplatteneinheit 8 erzeugt, das über sämtlichen Probenbehältnissen 7 wirksam ist. Dieses Vakuum kann so eingestellt werden, daß selbst bei Umgebungstem-peratur (beispielsweise 20°C) der Inhalt der Probenbehältnisse 7 zum Sieden kommt, derart, daß Suspensionsträgerflüssigkeit oder Lösungsflüssigkeit in den Proben inner-halb der Probenbehältnisse 7 verdampft und die Proben aufkonzentriert werden.

Durch gleichzeitiges Einschalten des Schüttelantriebs 4 wird erreicht, daß die Proben an den Innenwänden der Probenbehältnisse 7 kreisen und dadurch gegen-

über der evakuierten Umgebung innerhalb der Evakuierplatteneinheit 8 eine große Oberfläche darbieten. Zusätzlich hat die Schüttelbewegung aufgrund der auf die Proben wirkenden Zentrifugalkräfte den Effekt, daß eine Blasenbildung oder Schaumbildung in den Pro-ben beim Sieden unter vermindertem Druck einge- schränkt und ein Siedeverzug vermieden wird. Hierauf war eingangs schon einge- gangen worden.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 in erster Linie dadurch, daß die Evakuierplatteneinheit 8, welche die Ober- seite der Mikro-titerplatte 6 überspannt, hier mit ihren Seitenwänden 10 nach ab- wärts zu einem außer-halb des Randes der Mikrotiterplatte gelegenen, rundumlau- fenden, nach oben weisen-den Randbereich der Schütteltischplatte 3 reicht und gegenüber dieser, welche gegen-über der Umgebung strömungsmitteldicht ausge- bildet ist, durch eine rundumlaufende Dichtung 11 abgedichtet werden kann. Im Randbereich der Oberseite der Schüttel-tischplatte 3 zwischen den Seitenrändern der Mikrotiterplatte 6 und der Innenwand der Seitenwände 10 der Evakuierplatten- einheit 8 befinden sich die Mündungsöffnung 12 eines Evakuierkanales 13 und die Mündungsöffnung 15 eines Belüftungskanales 16, wobei aber im Verlauf des Eva- kuierkanales 13 zwischen der Mündungsöffnung 12 und dem Anschluß 14 an der Gerätebasisplatte 1 bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ein elastisch verformba- rer Kanalabschnitt 20 vorgesehen ist, und im Verlauf des Belüf-tungskanales 16 zwischen der Mündungsöffnung 15 und dem Anschluß 17 der Geräte-basisplatte 1 ein elastisch verformbarer Kanalabschnitt 21 vorgesehen ist. Die elastisch ver- formbaren Kanalabschnitte 20 und 21, welche beispielsweise die Gestalt flexibler Schlauchabschnitte haben, dienen zum Herstellen der Vakuumverbindung bzw.

Belüf-tungsverbindung unter Ausgleich der horizontalen Schüttelbewegungen zwi- schen der Gerätebasisplatte 1 und der Schütteltischplatte 3 bei in Betrieb befindli- chem Schüt-telantrieb 4.

Im übrigen sind auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 an den Seitenrän- dern der Mikrotiterplatte 6 und an den Seitenwänden 10 der Evakuierplatteneinheit 8 Robo-ter-Manipulator-Angriffsorgane 18 bzw. 19 vorgesehen, deren Funktion im Zusammen-hang mit der Beschreibung der Ausführungsform nach Fig. 2 schon erläutert wurde.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Evakuierplatteneinheit 8 in Auf-sicht im wesentlichen mit der Mikrotiterplatte 6 fluchtet und gegenüber deren die Mün-dungen der Probenbehältnisse 7 umgebenden, nach oben weisenden Rand mittels einer Dichtung 11 am unteren Rand der Seitenwände 10 abgedichtet wer- den kann, sobald der Innenraum der Evakuierplatteneinheit 8 evakuiert wird.

In einem nicht von den Mündungen der Probenbehältnisse 7 eingenommenen Be-reich der Mikrotiterplatte 6 ist diese mit Durchführungskanalabschnitten verse- hen, deren obere Enden von den wiederum mit 12 und 15 bezeichneten Mün- dungsöffnungen gebil-det sind und die mit entsprechenden Durchführungskanalab- schnitten fluchten und über Ringdichtungen in der Trennfläche abgedichtet sind, wobei diese weiteren Durchfüh-rungskanalabschnitte nach abwärts durch die Schütteltischplatte 3 verlaufen. Diese durch die Schütteltischplatte 3 verlaufenden Durchführungskanalabschnitte gehen dann in die flexiblen Kanalabschnitte 20 bzw. 21 des Evakuierungskanals 13 bzw. des Be-lüftungskanals 16 über, um die Schüttelbewegungen zwischen der Gerätebasisplatte 1 und der Schütteltischplatte 3 auszugleichen, derart, daß wiederum schließlich die Mün- dungsöffnung 12 mit dem Anschluß 14 für die Vakuumquelle und die Mündungsöff-nung 15 mit dem Anschluß 17 für die Belüftungsquelle in Verbindung gesetzt werden. Im übrigen entsprechen Aufbau und Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 4, auch bezüglich der Roboter- Manipulator-Angriffsorgane 18 und 19, im Aufbau bzw. der Wirkungsweise den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Es sei hier angemerkt, daß aus Gründen der übersichtlichen Darstellung die Verti-kalabmessungen insbesondere der Evakuierplatteneinheit 8 und auch der Schütteltisch-platte 3 stark übertrieben dargestellt sind. Praktisch ist jedenfalls darauf Wert gelegt, daß der Schwerpunkt der durch den Schüttelantrieb 4 translato- risch bewegten Massen vergleichsweise wenig über den Schüttelantrieb 4 aufragt, um ein durch Trägheitskräfte bewirktes Aufkippen des Schütteltisches und darauf angeordneter plattenförmiger Bau-teile und Massen zu vermeiden.

Zu den Ausführungsformen nach den Figuren 2 bis 4 sowie auch den nach- folgend zu beschreibenden Ausführungsformen ist allgemein noch zu sagen, daß selbstverständ-lich zwischen den aufeinandersetzbaren bzw. voneinander abhebba- ren plattenförmigen Geräteeinheiten Indexmittel zur präzisen Ausrichtung vorge- sehen sind, etwa Indexstifte und Index-Bohrungen, übergreifende Flanschteile und dergleichen, wobei aber in den Zeichnungen diesbezügliche Einzelheiten weitest- gehend zur Vereinfachung der Dar-stellung weggelassen sind.

In den Figuren 5A und 5B ist im Vertikalschnitt, teilweise schematisch, der rechte Teil bzw. der linke Teil einer Ausführungsform des grundsätzlichen Auf- baus nach Fig. 2 gezeigt, wobei jedoch die Probenbehandlungsstation nach den Figuren 5A und 5B aufgrund bestimmter Weiterbildungen und besonderer Ausge- staltungen eine Reihe zu-sätzlicher Funktionen und besonderer Behandlungsmaß- nahmen ermöglicht.

Die Ausführungsform nach den Figuren 5A und 5B enthält wiederum eine Gerä-tebasisplatte 1, eine Schütteltischplatte 3, einen zwischen diesen beiden Platten wirksa-men Schüttelantrieb 4 und auf der Schütteltischplatte 3 vorgesehene Haltemittel zum lösbaren Aufsetzen einer Mikrotiterplatte 6. Schwingstützen nach der Art der Bauele-mente 2 von Fig. 1 sind in der Darstellung nach den Figuren SA

und 5B ebenso wegge-lassen wie in der Darstellung nach den Figuren 2 bis 4, sind jedoch in Bereichen außer-halb der für die Darstellung gewählten Querschnittse- bene vorgesehen, um die Schüttel-tischplatte 3 vertikal und in einer horizontalen Ebene beweglich abzustützen.

In die Gerätebasisplatte 1 ist ein Evakuierungskanal 13 eingeformt, der zu einer Mündungsöffnung 12 auf der Oberseite der Gerätebasisplatte 1 führt. Auf die Geräteba-sisplatte ist eine haubenförmige Evakuierungsplatteneinheit 8 aufgesetzt, welche Sei-tenwände 10 aufweist, an deren unterem Ende eine rundumlaufende Dichtung 11 für eine vakuumdichte Abdichtung gegenüber der Gerätebasisplatte 1 sorgt, sobald der Evakuierungskanal 13 an eine Vakuumquelle angeschlossen ist und die Evakuierplat-teneinheit 8 gegen die Gerätebasisplatte 1 ansaugt. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 5A und 5B kann auch ein Belüftungskanal mit einer der Mündungsöffnung 12 entsprechenden Belüftungsöffnung vorgesehen sein, wobei jedoch diesbezügliche Ein-zelheiten bei der vorliegend betrachteten Darstellung weder gezeichnet noch unbedingt erforderlich sind.

Auf der Schütteltischplatte 3, welche eine thermisch isolierende Schicht ent- halten kann, die in den Figuren SA und 5B nicht eingezeichnet ist, befindet sich ein Flächen-heizelement 24, und auf diesem eine Wärmeverteilungsplatte 25, von der, einstückig an die Wärmeverteilungsplatte angeformt, Wärmeübertragungs- noppen in Gestalt zylindri-scher Stifte 26 aufragen. Die Wärmeübertragungsnop- pen 26 bilden auf der Wärmever-teilungsplatte 25 eine Matrixanordnung, welche mit der Matrixanordnung von Probebe-hältnissen 7 der Mikrotiterplatte 6 überein- stimmt, derart, daß jeweils eine nach aufwärts weisende Oberfläche der Wärme- übertragungsnoppen 26 der Bodenfläche eines Proben-behältnisses 7 gegenüber- steht.

Über die Oberenden der Wärmeübertragungsnoppen 26 ist eine Wärmeüber- tra-gungsschicht aus gut wärmeleitendem Schaumkunststoff 27 gebreitet, welche längs ih-rer Außenränder rundum gegenüber einem Randflansch der Wärmeüber- tragungsplatte 25, oder in Abwandlung hiervon, gegenüber einem Randflansch, welcher von der Schütteltischplatte 3 aufragt, derart abgedichtet ist, daß zwischen der Oberseite der Wärmeverteilungsplatte 25 und der Unterseite der Wärmeüber- tragungsschicht 27 rund um die Wärmeübertragungsnoppen 26 ein abgeschlosse- ner Raum gebildet ist.

Von diesem Raum aus führt eine Durchführungskanalanordnung 28 bzw. 29, wel-che die Wärmeverteilungsplatte 25, das Flächenheizelement 24 und die Schütteltisch-platte 23 durchdringt, zu einem Schlauchansatz der Schütteltisch- platte, von wo aus ein flexibler Schlauchabschnitt 30 bzw. 31 zum Ausgleich von Schüttelbewegungen zwi-schen der Gerätebasisplatte 1 und der Schütteltischplatte 3 zu einem Schlauchansatz eines in der Gerätebasisplatte 1 eingeformten Kanalsystems 32 bzw. 33 führt. Über die-ses Kanalsystem ist der oberhalb der Wärmeverteilungsplatte 25 und unterhalb der Wärmeübertragungsschicht 27 gelegene Raum um die Wärmeübertragungsnoppen 26 herum, welcher mit 34 bezeichnet ist, zu einem nachfolgend im einzelnen erläuterten Zwecke an einen äußeren Kühlmittelkreislauf anschließbar. Dichtmittel zum Abdichten der Wärmeverteilungsplatte 25 gegenüber dem Flächenheizelement 24 und gegenüber der Schütteltischplatte 3 im Bereich der Durchführungskanalanordnung 28 bzw. 29 sind zur Vereinfachung der Darstellung nicht eingezeichnet, jedoch werden solche Dicht-mittel vom Fach- mann ebenso vorgesehen wie ausreichend bemessene Durchbrüche in dem Flä- chenheizelement 24 zum Durchleiten der Durchführungskanalanordnung 28 bzw. 29.

Aus Fig. 5A ist noch zu ersehen, daß das Flächenheizelement 24 über durch eine Leitungsdurchführung 35 verlegte flexible elektrische Zuleitungen 36 zum Ausgleichen der Relativbewegungen zwischen der Gerätebasisplatte 1 und der Schütteltischplatte 3 mit einem Anschluß 37 der Gerätebasisplatte 1 zum Zuleiten elektrischer Heizenergie zum Flächenheizelement 24 verbunden ist.

Im Unterschied zu der in Fig. 2 nur schematisch dargestellten Ausführungs- form hat bei der Ausführungsform nach den Figuren 5A und 5B die Evakuierplat- teneinheit 8 einen auf einen von den Seitenwänden 10 gebildeten Rahmen aufge- schraubten und durch eine Dichtung 38 abgedichteten Deckel 9. Unterhalb des Deckels 9 befindet sich innerhalb der durch die Seitenwände 10 definierten Um- grenzung eine flache Bega-sungskammer 39, welche durch eine auf einen Rand- flansch der Seitenwände 10 der Evakuierplatteneinheit 8 dicht aufgelegte Loch- platte 40 von dem unmittelbar über der Mikrotiterplatte 6 gelegenen Hauptraum der Evakuierplatteneinheit 8 getrennt ist.

Blasdüsen 41 der Lochplatte oder Blasdüsenplatte 40 bilden eine Ma- trixanord-nung, die mit Bezug auf die Vertikalrichtung der Matrixanordnung der Probenbehält-nisse 7 der Mikrotiterplatte 6 entspricht. Die Düsenkanäle der Blas- düsen sind also je-weils auf die entsprechenden Probenbehältnismündungen ausge- richtet, wobei die An-triebsamplitude des Schüttelantriebs 4 so gewählt ist, daß die aus den einzelnen Düsen-kanälen 41 austretenden und gegenüber der Gerätebasis 1 unveränderliche Lagen auf-weisenden Blasgasströme stets auf die Mündungsöff- nungen der zugehörigen Probenbe-hältnisse allein treffen und sich nicht an Rand- bereichen um die Probenbehältnisöffnun-gen herum verwirbeln.

Aus Fig. 5B ist ersichtlich, daß die flache Kammer 39, die auch die Gestalt eines Blasmittel-Führungskanalsystems haben kann, das in den Deckel 9 der Eva- kuierplatten-einheit 8 eingeformt ist, was allerdings nicht dargestellt ist, über einen

sich durch die Seitenwand 10 der Evakuierplatteneinheit 8 erstreckenden Durch- führungskanalabschnitt 42 und einen weiteren Durchführungskanalabschnitt 43 in der Gerätebasisplatte 1 Ver-bindung zu einem steuerbar mit einem bestimmten Blasgas beaufschlagbaren Zufüh-rungskanal 44 der Gerätebasisplatte 1 Verbin- dung hat.

Zur Vorbereitung einer Probenbehandlung wird die Evakuierplatteneinheit 8 von der Probenbehandlungsstation abgenommen und es wird eine Mikrotiterplatte 6 passend auf die Schütteltischplatte 3 aufgesetzt, wobei die Mikrotiterplattenhalterung und/oder gesonderte Ausrichtmittel sicherstellen, daß jeweils der Boden eines Pobenbehältnis-ses 7 über einem Wärmeübertrangungsnoppen 26 der Wärmeverteilungsplatte 25 zu liegen kommt und aufgrund der Nachgiebigkeit der zwischengelagerten, gut wärmelei-tenden Wärmeübertragungsschicht 27 aus wärmeleitendem Schaumstoff eine innige thermische Kopplung zwischen dem Flächenheizelement 24 über die Wärmevertei- lungsplatte 25, die Wärmeübertragungsnoppen 26 und die Wärmeübertragungs- schicht 27 sowie schließlich den Boden des jeweiligen Probenbehältnisses zur Probe hin zustande kommt.

Sodann wird die Evakuierplatteneinheit 8 auf die Gerätebasisplatte 1 aufge- setzt und der Innenraum wird über die Mündungsöffnung 12 der Gerätebasisplatte 1 sowie den Anschluß 13 durch Verbinden desselben mit einer Vakuumquelle evakuiert. Wird der Schüttelantrieb 4 eingeschaltet, so erfolgt ein Durchmischen der Probenbehältnisse 7 und gleichzeitig ein Sieden beispielsweise bei Umgebungstemperatur aufgrund des Va-kuums innerhalb der Evakuierplatteneinheit zum schonenden Aufkonzentrieren der Pro-ben.

Um bei der Aufkonzentration kurze Prozesszeiten zu erreichen, ist zusätzlich zur Evakuierung die Zufuhr von Heizleistung notwendig, wozu den Proben durch

Anschalten des Flächenheizelementes 24 an eine elektrische Leistungsquelle Wärme-energie zugeführt wird.

Ist ein bestimmtes Behandlungsergebnis, beispielsweise eine bestimmte Konzen-tration der Proben in den Probenbehältnissen 7, erreicht, was durch den von in der Zeichnung nicht gezeigten Detektoren detektierten Temperaturanstieg in den Proben oder in den über den Anschluß 13 abgezogenen Dämpfen ermittelt werden kann, so ist es wünschenswert, nunmehr die Wärmezufuhr zu den Proben sehr rasch zu beenden. Zu diesem Zwecke wird dann die elektrische Energiezufuhr zu dem Flächenheizelement abgeschaltet und über die Anschlüsse 32 und 33, die flexiblen Leitungsverbindun-gen 30 und 31, die Durchführungskanalanordnung 28, 29 und den Raum 34 um die Wärmeübertragungsnoppen 26 herum wird ein Kühl- mittelkreislauf zur Wirkung ge-bracht, welcher eine sehr rasche Absenkung der Temperatur der Böden der Probenbe-hältnisse 7 und der Proben bewirkt, so daß ein Siedevorgang nahezu augenblicklich an sämtlichen Probenbehältnissen zum Stillstand gebracht werden kann.

Während des Einwirkens des Vakuums auf die Proben in sämtlichen Pro- benbe-hältnissen 7 durch Evakuieren des Innenraums der Evakuierplatteneinheit 8 können in die einzelnen Probenbehältnisse 7 Blasgasströme über die Düsenkanäle 41 von dem Blasmittel-Zuführungsraum 39 aus eingeführt werden, wobei diese Blasgasströme die Wirkung haben, daß, selbst bei stillgesetztem Schüttelantrieb 4, die Oberfläche der Probe, welche dem Vakuum ausgesetzt ist vergrößert wird, was den Verdampfungsvor-gang fördert. Bei in Betrieb befindlichen Schüttelantrieb 4 haben die einzelnen Blas-gasströme, welche in den Innenraum der Probenbehältnisse 7 eintreten, auch die Wir-kung von Rührorganen zur Auflösung der Oberfläche wiederum zur Verbesserung des Verdampfungsverhaltens. Da bei der Ausführungsform nach den Fig. 5A und 5B die Blasgasströme relativ zur Gerätebasisplatte 1 stillstehen, während die

Mikrotiterplatte 6 aufgrund der Einschaltung des Schüttelantriebs 4 translatorische kreisende Bewegung ausführt, bewirken die Blasgasströme nicht nur eine Auflösung der Oberfläche zur Ver-besserung des Verdampfungsverhaltens, sondern bewirken auch ein Niederhalten und Zerstören von ansonsten aufsteigenden Gasblasen und aufsteigendem Schaum.

Man erkennt, daß über den Zuführungskanal oder Anschluß 44 das Blasgas, bei-spielsweise Kohlendioxid oder ein Inertgas, nicht notwendigerweise mit er- höhtem Druck zugeführt werden muß. Vielmehr kann die Gaszuführung über den Zuführungs-kanal 44 auch mit Umgebungsdruck oder gar mit niedrigerem Druck erfolgen, da es für die Entwicklung der Blasgasströme auf den Druckunterschied zwischen dem Blasmittel-Zuführungsraum 39 und dem Innenraum der Evakuier- platteneinheit 8 ankommt.

Es hat sich gezeigt, daß mit Ausführungsformen von Probenbehandlungssta- tionen etwa nach den Fig. SA und 5B ein schonendes Aufkonzentrieren von Pro- ben mit ver-hältnismäßig geringer äußerer Wärmezufuhr unter Einsatz von auf die Proben in Pro-benbehältnissen gerichteter Blasgasströme in Zeiten möglich war, welche nur die Hälfte der bei herkömmlicher Behandlung erforderlichen Zeiten betrug. Dabei erweist es sich als sehr vorteilhaft, daß die Temperierung, die Erhit- zung und die Abkühlung oder Rückkühlung in sehr engen Grenzen von Probenbe- hältnis zu Probenbehältnis in gleicher Weise gesteuert werden kann.

Anstelle der Wärmezufuhr zu den Proben über das Flächenheizelement 24, die Wärmeverteilungsplatte 25 und die Wärmeübertragungsnoppen 26 sowie die Wärme-übertragungsschicht 27 oder aber auch zusätzlich zu diesem Heizsystem kann ein Tem-perieren, Erhitzen oder Abkühlen der Proben in dem Probenbehält- nissen durch eine in Fig. 6 schematisch gezeigte Anordnung vorgenommen wer- den. Bei der Ausbildung des Heizsystems der Probenbehandlungsstation der hier

angegebenen Art gemäß Fig. 6 hat die Mikrotiterplatte 6 auf dem Niveau der Pro- benbehältnis-Mündungsöffnungen eine durchgehende Probenbehältnis-Verbin- dungsplatte 46 und auf dem Niveau der Proben-behältnis-Unterenden ist entweder ein dichter Abschluß durch die Auflage auf eine ela-stisch nachgiebige Matte ge- geben oder auch auf diesem Niveau ist eine durchgehende Probenbehältnis-Ver- bindungsplatte vorgesehen, wobei der Raum um die einzelnen Pro- benbehältnisse 7 herum nach oben und nach unten sowie auch längs der seitlichen Rän-der der Mikrotiterplatte 6 abgedichtet ist. Über eine außerhalb des Bereiches der Pro-benbehältnisse 7 nach unten aus der Mikrotiterplatte 6 ausmündende und durch die Schütteltischplatte reichende Durchführungskanalanordnung 47 bzw. 48 sowie über flexible Leitungsverbindungen 49 bzw. 50 zur Gerätebasisplatte 1 hin ist der abge-schlossene Raum seitlich um die Probenbehältnis-Außenwände 7 herum mit einem Heizmittelkreislauf oder einem Kühlmittelkreislauf steuerbar verbindbar, wobei der äußere Teil des Heizmittelkreislaufs bzw.

Kühlmittelkreislaufs in Fig. 6 mit 51 bezeich-net ist.

Durch mehrere strichpunktierte Linien 52 sind in Fig. 6 Strömungsleitwände schematisch angedeutet, die in den Räumen zwischen den Probenbehältnissen 7 und der oberen und unteren Probenbehälnis-Verbindungsplatte eingebaut sind, um eine weitest-gehend gleichmäßige Umströmung der Außenwände der einzelnen Probenbehältnisse und damit eine von Probenbehältnis zu Probenbehältnis im we- sentlichen gleichförmige Wärmeübertragung zwischen den Proben und dem Wär- metauschmittel zu erreichen. Wird das Heizsystem gemäß Fig. 6 zusätzlich zu dem anhand der Fig. SA und 5B er-läuterten Heizsystem in einer Probenbehandlungs- station nach den Fig. 5A und 5B ein-gesetzt, so zeigt es sich, daß eine individuelle Temperierung, Kühlung und Heizung verschiedener Niveaus der Füllhöhe der Probe in den Probenbehältnissen 7 nach einem vorbestimmten Programm beliebig vorgenommen werden kann.

Fig. 7 zeigt eine praktische Ausgestaltung einer Probenbehandlungsstation der hier angegebenen Art gemäß der grundsätzlichen Konstruktion nach Fig. 4, wobei hier allerdings auf der Mikrotiterplatte 4 eine mit dieser fest verbundene Mündungskanal-platte 53 angeordnet ist, die mit der Mikrotiterplatte fest verbun- den, beispielsweise ver-schweißt ist. Auf dem Niveau der Ausmündungen der Pro- benbehältnisse 7 der Mikroti-terplatte 4 befindet sich eine Probenbehältnis-Ver- bindungsplatte 54 und von der Mün-dungskanalplatte 53 ragen Kanalansätze 55 einstückig zu den einzelnen Probenbehält-nissmündungen. Die Kanalansätze 55 haben die Gestalt von Rohrflanschen mit unteren, einstückig angeformten Schwappschutzringen 56 mit pyramidenstumpfförmigem Ringquerschnitt. Die von der Mündungsöffnung der Probenbehältnisse 7 nach einwärts gerichteten Schwappschutzringe 56 bewirken, daß auch bei vergleichsweise größerer Füllhöhe der Proben in den Probenbehältnissen 7 der Probeninhalt bei kräftigen Schüt-tel- bewegungen der Schütteltischplatte 3 bzw. der Mikrotiterplatte 4 nicht aus dem je- weiligen Probenbehältnis herausgeschleudert wird.

Zwischen der oberen Probenbehältnis-Verbindungsplatte der Mikrotiterplatte 4 und der Unterseite der Mündungskanalplatte 53 ist ein die Mündungskanalansätze um-gebendes und seitlich längs der oberen Ränder der Mikrotiterplatte 4 abgedichtetes Ka-nalsystem 57 gebildet, das über eine durch die Mikrotiterplatte 4 hindurch und durch die Schütteltischplatte 3 hindurch reichende Durchführungskanalanordnung 58 bzw. 59 sowie über flexible Leitungsverbindungen 60 bzw. 61 zur Gerätebasisplatte 1 hin steu-erbar an den äußeren Teil 62 eines Kühlmittelkreislaufs anschließbar ist. Der Wämeent-zug im Bereich der Mündungsöffnung der Probenbehältnisse 7 bewirkt bei bestimmten Behandlungsmaßnahmen eine Verminderung des Probenverlustes durch ungewünschtes Abdampfen und kann auch dazu beitragen eine Probenüberhitzung zuverlässig zu ver-meiden, da das Kanalsystem bzw. die Räume 57 unabhängig von den übrigen Wärme-tauscheinrichtungen willkürlich rasch mit Kühlmittel

beaufschlagt werden kann. Es sei hier bemerkt, daß auch die in Zusammenhang mit den Fig. SA und 5B erwähnten Blas-gasstrahlen aus den diesen Kanälen 41, falls das Blasgas gekühlt ist, zu einer Proben-kühlung beitragen und eine Probenüberhitzung zu vermeiden helfen.

Auf den oberen Rand der Mündungskanalplatte 53 ist abdichtend die Eva- kuier-platteneinheit 8 aufgesetzt, deren Innenraum wie in Fig. 7 nicht gezeigt ist, über eine die Mündungskanalplatte 53, die Mikrotiterplatte 4 und die Schüttel- tischplatte 3 durchdrin-gende Durchführungskanalanordnung sowie über flexible Leitungsabschnitte mit einem Vakuumanschluß bzw. Belüftungsanschluß der Ge- rätebasisplatte 1 verbunden ist, in ganz entsprechender Weise, wie dies für die Ausführungsform nach Fig. 4 beschrieben wurde.

Gemäß einem sehr vorteilhaften Merkmal der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Mündungskanalplatte 53 auf ihrer Oberseite mit einer Reihe von Stütznop- pen 63 verse-hen, gegen welche sich der Deckel 9 der Evakuierplatteneinheit 8 abstützen kann, wenn der Innenraum der Evakuierplatteneinheit 8 evakuiert wird und der Deckel 9 das Bestre-ben hat, sich durchzubiegen.

Eine entsprechende Anordnung von Stütznoppen kann auch auf der Ober- seite der Probenbehältnis-Verbindungsplatte der Mikrotiterplatte 6 bei der Ausfüh- rungsforrn nach den Fig. 3 und 4 vorgesehen sein. Sind solche Stütznoppen auf der Oberseite der Mikrotiterplatte 6 gemäß Fig. 3 vorgesehen, so haben diese Stütz- noppen den zusätzli-chen Vorteil, daß bei sich unter Vakuumeinwirkung leicht nach unten durchwölbendem Deckel 9 die Mikrotiterplatte 6 durch eine zusätzliche Haltekraft gegen die Oberseite der Schütteltischplatte 3 gedrückt wird und so eine zusätzliche Fixierung während des Schüttelbetriebes erfährt.

Bestimmte Proben oder bestimmte Suspensionsträgerflüssigkeiten oder Lö- sungs-mittel haben solche Konsistenz bzw. Zähigkeit, daß selbst bei hohen Schüt- telfrequenzen keine ausreichende Durchmischung mehr erzielt werden kann. Auch kleine Probenbe-hältnisse bedingen aufgrund von Oberflächen-und Trennflächen- erscheinungen oft eine erschwerte Durchmischung. In diesen Fällen kann es zweckmäßig sein, in die einzelnen Probenbehältnisse einer Mikrotiterplatte Rührorgane in miniaturisierter Ausführung einzuführen. Gemäß einer in der Zeichnung nicht gezeigten Ausführungsform kann an der nach unten weisenden Wand des Deckels 9 der Evakuierplatteneinheit 8 oder an der Unterseite einer an dieser vorgesehenen Blasdüseneinheit eine Matrixanordnung von Rührstiften vor- gesehen sein, wobei die Matrixanordnung im zusammengesetzten Zu-stand der Probenbehandlungsstation auf solchem Niveau an der Evakuierplatteneinheit an- geordnet ist, daß bei an Vakuum angeschlossener und gegen die Gerätebasisplatte abgedichteter Evakuierplatteneinheit die einzelnen je einem Probenbehältnis 7 der Mi-krotiterplatte 6 zugeordneten Rührstifte mit ihren unteren Enden in die zugehö- rigen Probenbehältnisse reichen, ohne den Boden der Probenbehältnisse zu berüh- ren. Die Lage der Rührstifte innerhalb der Matrixanordnung ist so gewählt und die Antriebsam-plitude des Schüttelantriebs wird so eingestellt, daß die Rührstifte im Betrieb und natür-lich auch im Ruhezustand die Wände der Probenbehältnisse nicht berühren. Die Rühr-wirkung kommt dadurch zustande, daß bei stillstehenden Rührstiften sich die Probenbe-hältnisse zusammen mit ihrem Probeninhalt trans- latorisch kreisend um die Rührstifte bewegen.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist auf die Mikrotiterplatte 6 eine mit Vakuum-Durchgriffsöffnungen versehene Rührstiftplatte durch einen Ro- boter-Manipu-lator abnehmbar oder aufsetzbar aufgelegt, welche eine Ma- trixanordnung nach abwärts reichender, je einem Probenbehältnis 7 zugeordneter Rührstifte oder Rührlöffel 65 trägt. Die Rührstiftplatte liegt lose auf der Oberseite der Mündungskanalplatte 53 auf, wobei die Vakuum-Durchgriffsöffnungen der

Rührstiftplatte 64 und Durchbrüche in den Rührlöffeln 65 die Möglichkeit geben, ohne Abnehmen der Rührstiftplatte 64 nach Trennen der Evakuierplatteneinheit 8 von dem übrigen Gerät die Probenbehältnisse 7 durch eine Pipettiereinrichtung zu befüllen bzw. zu entleeren. Die Rührstiftplatte 64 trägt Indexmittel, beispielsweise Indexdurchbrüche, und von der Mikrotiterplatte oder von der Mündungskanalplatte 53 ragen Gegen-Indexmittel, etwa in Gestalt der Stütz- noppen 63 auf, derart, daß bei Schüttelbewegungen der Schütteltischplatte 3 und damit der Mikrotiterplatte 6 und der Mündungskanalplatte 53 die Rührstiftplatte 64 innerhalb eines bestimmten Spiels aufgrund ihrer trägen Masse Relativbewegungen zur Mikroti-terplatte ausführt und somit die Rührlöffel 65 Bewegungen in den Probenbehältnissen 7 ausführen und den Probeninhalt innig durchmischen, wobei dafür Sorge getragen ist, daß aufgrund der Bemessung des Spiels zwischen der Rührstiftplatte 64 und der Mün-dungskanalplatte 57 bzw. der Mikrotiterplatte 6 die Rührlöffel 65 weder am Boden noch an den Innenwänden der Probenbehältnisse 7 anlaufen.

Der Fachmann erkennt, daß die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform auch noch dahingehend weitergebildet werden kann, daß über der Evakuierplattenein- heit 8 eine dicht auf diese aufsetzbare und von ihr wieder abnehmbare Blasdüsen- einheit vorgesehen wird. Von der Blasdüsen-Platteneinheit aus ist dann wiederum getrennt von den ande-ren, in Fig. 7 gezeigten Kanalverbindungen eine gesonderte Durchführungskanalanord-nung durch die Mündungskanalplatte 57, durch die Mi- krotiterplatte 6 und durch die Schütteltischplatte 3 zu flexiblen Leitungsverbin- dungen zu Anschlüssen der Geräteba-sisplatte 1 zu führen, um die Blasdüsen- Platteneinheit an eine Quelle für ein Blasgas oder Inertgas anschließen zu können.

Fig. 7 zeigt weiterhin die Möglichkeit auf, in den Probenbehältnissen 7 der Mi-krotiterplatte 6 eine Durchmischung oder Separation mittels Magnetperlen, insbeson-dere mittels beschichteter Magnetperlen, vorzunehmen. Zu diesem

Zwecke ist auf die Schütteltischplatte 3, und, genauer gesagt, auf die mit den Wärmeübertragungsnoppen 26 versehene Wärmeverteilungsplatte 25 eine Dauer- magnetsockel-Verbindungsplatte 66 aufgelegt, welche mit einer Matrixanordnung von Durchbrüchen versehen ist, durch die die Wärmeübertragungsnoppen 26 der Wärmeverteilungsplatte 25 hindurchreichen. Von der Dauermagnetsockel-Verbin- dungsplatte 66 ragen in den Bereich zwischen einer je-weiligen Vierergruppe von Behältnis-Unterenden Dauermagnetsockel 67 nach aufwärts, die an ihren oberen Enden Dauermagnetringe 68 tragen. Die Dauermagnet-Verbin-dungsplatte 66 ist wiederum mit Roboter-Manipulator-Angriffsorganen versehen, derart, daß sie auf die Schütteltischplatte 3 bzw. auf die Wärmeverteilungsplatte 25 mit den Wärme- übertragungsnoppen 26 roboterbetätigt aufgesetzt werden kann, bevor über die Dauermagnetsockel-Verbindungsplatte dann die Mikrotiterplatte 6 mit der Mün- dungs-kanalplatte 57 und über diese dann die Evakuierplatteneinheit 8 gesetzt wird, letzteres gegebenenfalls erst nach roboterbetätigtes Auflegen der Rührstift- platte 64.

In Fig. 7 sind durch den Dauermagnetring 68 aus den Proben der vier be- nachbar-ten Probebehältnisse 7 separierte Magnetperlenansammlungen an der Pro- benbehältnis-wand mit 69 bezeichnet.