Die Erfindung betrifft Träger zur Aufbewahrung von empfindlichen Substanzen gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur automatisierten Verarbeitung von empfindlichen Substanzen, sowie ein Verfahren zur Verarbeitung von empfindlichen Substanzen gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Es sind viele Substanzen und Reagenzien bekannt, welche sowohl auf verschiedene Temperatureinflüsse, also auch auf Kontakt mit anderen Stoffen aus der Umgebung empfindlich reagieren, also sich eventuell zersetzen. So können viele Substanzen und Reagenzien durch Umgebungssauerstoff oxidiert werden, oder zersetzten sich bei Kontakt mit Wasser. Solche Stoffe können zum Beispiel in einer Inertgas-Atmosphäre oder mittels einer aktiven Kühlung gelagert werden.

Substanzen wie zum Beispiel Biomoleküle können teilweise über Jahre ohne Aktivitätsverlust bei -70°C oder sogar -20°C gelagert werden können, andere Biomoleküle lassen sich jedoch nur kurze Zeit (Tage oder Stunden) lagern, bevor sie irreversibel aus einer Lösung ausfallen beziehungsweise ihre Aktivität verlieren. Generell wird eine Halbwertszeit eines Biomoleküls in Lösung durch eine niedrige Temperatur verlängert. Wichtig ist es also beim Aufbewahren und Prozessieren von Biomolekülen, wie zum Beispiel Proteinen die Temperatur zu kontrollieren und zu stabilisieren, damit keine Phasentrennung innerhalb der Suspension auftreten kann.

Im Stand der Technik werden bei der Aufbewahrung und den Prozessen, insbesondere bei den vollautomatisierten Prozessen, aktive Kühlungen verwendet oder externe Schutzgaskreisläufe benötigt, welche die Behälter mit den Substanzen auf eine vorgebbare Temperatur kühlen und diese zum Beispiel mittels Inertgas vor Oxidation schützen, sodass die Substanzen ihre Funktion und spezifische Aktivität nicht verlieren.

Die wesentlichen Nachteile des Standes der Technik sind, dass die bekannten Systeme einerseits sehr viel Platz und Energie verbrauchen. Andererseits kann kaum eine Vorrichtung mit den aktiven Kühlsystemen nachgerüstet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung und Aufbewahrung von empfindlichen Substanzen bereitzustellen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten nachteiligen Wirkungen vermeiden.

Die Aufgabe wird durch einen Träger zur Aufbewahrung von empfindlichen Substanzen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, eine Vorrichtung zur automatisierten Verarbeitung von empfindlichen Substanzen , sowie ein Verfahren zur Verarbeitung von empfindlichen Substanzen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Erfindungsgemäss wird ein Träger zur Aufbewahrung von empfindlichen Substanzen umfassend eine Trägerwand und ein wärmeführendes Element vorgeschlagen. Die Trägerwand besitzt dabei eine Oberfläche zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen, wobei das wärmeführende Element derart in einem wärmeleitenden Kontakt mit der Oberfläche angeordnet ist, dass die Oberfläche durch Abführung oder Zuführung einer Wärme zu oder von dem wärmeführenden Element auf eine vorgebbare Temperatur temperiert werden kann. Der Träger ist dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeführende Element ein Phasenwechselmaterial mit einer Phasenwechseltemperatur TPC umfasst.

Phasenwechselmaterialien (auch Latentwärmespeichermaterialien) sind bekannt und werden im Folgenden als Phasenwechselmaterial oder PCM bezeichnet. Prinzipiell kann das wärmeführende Element als wärmeabführendes Element ausgestaltet sein, welches derart in einem wärmeleitenden Kontakt mit der Oberfläche angeordnet ist, dass die Oberfläche durch Abführung einer Wärme zu dem wärmeabführenden Element auf eine vorgebbare Temperatur gekühlt werden kann oder als wärmezuführendes Element ausgestaltet sein, welches derart in einem wärmeleitenden Kontakt mit der Oberfläche angeordnet ist, dass die Oberfläche durch Zuführung einer Wärme von dem wärmezuführenden Element auf eine vorgebbare Temperatur erhitzt werden kann.

Phasenwechselmaterialien im Sinne dieser Erfindung sind Materialien, die während ihres Phasenwechsels abhängig von der jeweiligen Phasenwechseltemperatur TPC (z.B. Schmelzpunkt) und der

Umgebungstemperatur, Wärme oder Kälte abgeben, beziehungsweise aufnehmen können.

Phasenwechselmaterialien können also ihren Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig, fest zu flüssig oder ihren Kristallisationszustand von fest zu fest in einem definierten Temperaturbereich, also bei der Phasenwechseltemperatur

T _PC , verändern (Phasenwechsel oder auch Phasenübergang). Dieser Vorgang ist reversibel (reproduzierbarer Phasenübergang) und wärmetechnisch nutzbar. Die Phasenwechseltemperatur TPC kann also insbesondere auch einem Temperaturbereich entsprechen. Vorzugsweise wird der Phasenübergang von fest zu flüssig genutzt. Aus technischer Sicht ist dieser Phasenübergang besser beherrschbar als ein Übergang von flüssig zu gasförmig. Ein im Temperaturbereich des Phasenübergangs gespeicherter Energiebetrag ist deutlich grösser als eine Energieaufnahme in einem gleich grossen Temperaturintervall während eines "normalen" Erwärmens (spezifische Wärmekapazität). Die spezifische Wärme, die während des 'normalen' Erwärmens aus einem Material austritt, wird auch sensible Wärme genannt und bringt eine Temperaturerhöhung mit sich. Bei der während des

Phasenüberganges gespeicherten, versteckten (latenten) Übergangswärme des Phasenwechselmaterials geschieht dies nicht.

Dies wird im Folgenden Anhand des Phasenübergangs fest / flüssig genauer erläutert. Wird das Phasenwechselmaterial erwärmt und nähert sich die Temperatur dem Schmelzpunkt, wird eine Umgebungswärme (also auch die Wärme der Oberfläche) dazu genutzt, den Phasenübergang zu vollziehen. Während diesem Phasenübergang von fest zu flüssig kommt es daher zu keiner Temperaturveränderung. Erst wenn das Phasenwechselmaterial vollständig flüssig vorliegt, erwärmt sich das Phasenwechselmaterial und somit die Oberfläche weiter.

Wird das flüssige Phasenwechselmaterial nun wieder abgekühlt, beginnt es zu erstarren. Die Energie beziehungsweise die Umgebungswärme, die zuvor aufgenommen wurde, wird wieder abgegeben. Dies ist damit begründet, dass es sich bei einem flüssigen Zustand um einen höheren Energiezustand handelt. Im flüssigen Zustand ist demnach Energie gespeichert und kann vollständig reversibel durch Erstarren wieder abgegeben werden. Im Rahmen dieser Erfindung sind unter dem Begriff empfindliche Substanzen, Substanzen wie DNS, RNS, Nukleinsäuren, Proteine, Zellen und Zellbestandteile, Monomere oder chemische Substanzen zu verstehen. Chemische Substanzen können insbesondere auch Reagenzien für eine Tandem-Massen-Markierung, im speziellen aminreaktive, cyste in reaktive oder carbonylreaktive Reagenzien für eine Tandem-Massen-Markierung sein. Diese Substanzen sollen durch das Phasenwechselmaterial vorzugsweise derart erwärmt oder gekühlt werden, dass diese sich nicht zersetzten.

Das erfindungsgemässe Phasenwechselmaterial wird vorzugsweise dazu genutzt, um Kälte zu speichern, sodass die Oberfläche zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen durch Abführung der Wärme zu dem wärmeabführenden Element auf die vorgebbare Temperatur gekühlt werden kann. Somit kann ein auf der Oberfläche befindliche empfindliche Substanz auf die vorgebbare Temperatur gekühlt werden und dies für eine vorgebbares Zeitintervall. Die Temperatur der empfindlichen Substanzen wird somit stabilisiert, sodass die empfindlichen Substanzen nicht denaturieren und / oder sich zersetzen. Das Phasenwechselmaterial sollte also derart gewählt werden, dass die Phasenwechseltemperatur unterhalb einer kritischen Temperatur der empfindlichen Substanzen liegen, bei welcher diese denaturieren und / oder sich zersetzen. Alternativ kann das erfindungsgemässe Phasenwechselmaterial dazu genutzt werden, um Wärme zu speichern, sodass die Oberfläche zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen durch Zuführung der Wärme von dem wärmezuführenden Element auf die vorgebbare Temperatur erwärmt werden kann. Prinzipiell muss keine Temperaturveränderung stattfinden, sondern die Oberfläche kann einfach auf eine im Wesentlichen konstante Temperatur temperiert werden, insbesondere auf eine Temperatur über einer Umgebungstemperatur erhitzt oder unter der Umgebungstemperatur gekühlt werden. Das erfindungsgemässe Phasenwechselmaterial kann ein organisches und / oder anorganisches Phasenwechselmaterial sein. Das erfindungsgemässe Phasenwechselmaterial kann insbesondere ein Clathrat und / oder Salz und / oder ein Salzhydrat und / oder ein Paraffin sein. Im speziellen kann das Phasenwechselmaterial Natriumacetat-Trihydrat oder Paraffin Rubitherm® RT58, RT2HC, RT5HC oder RT-9HC sein.

Ausserdem kann das Phasenwechselmaterial rein und / oder gekapselt und / oder gebunden sein. Die gekapselten und / oder gebundenen Phasenwechselmaterialien sind vorzugsweise als ein PCM-Verbund ausgestaltet, welcher ein Materialverbunden ist, der das Phasenwechselmaterial enthält.

Durch den Verbund aus Phasenwechselmaterial und mindestens einem weiteren Material kann dem Phasenwechselmaterial eine neue oder veränderte Eigenschaft hinzugefügt werden.

Unter einem gekapselten Phasenwechselmaterial kann ein Phasenwechselmaterial verstanden, welches in offene / poröse Partikel eingebracht wurde. Dabei kann der Materialverbund ein PCM-gefüllter Metall- Verbundwerkstoff, insbesondere ein PCM-gefüllter Kupfer-Verbundwerkstoffe sein. Offen poröse Metall-Formkörper können dabei mit ausgewählten Phasenwechselmaterial befüllt werden. Durch eine Porosität des Metall- Formkörpers wird dabei eine Isolationswirkung erzeugt, sodass die Oberfläche gegenüber einer Umgebung thermisch isoliert wird, sodass die Oberfläche zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen effektiver auf die vorgebbare Temperatur gekühlt werden kann.

Unter einem gebundenen Phasenwechselmaterialien kann ein Phasenwechselmaterial verstanden werden, welches eine anorganische Trägerstruktur umfasst. Das Phasenwechselmaterial befindet sich in der Trägerstruktur und eine Volumenänderung des Phasenwechselmaterials während des Phasenübergangs bleibt innerhalb der Trägerstruktur verborgen. Die Partikel und die Trägerstruktur können als eine Art Schwamm für das Phasenwechselmaterial dienen. Im festen als auch im flüssigen Zustand ist das Phasenwechselmaterial somit fest gebunden. Hierdurch wird die Verwendung des fest / flüssig Phasenwechselmaterialien erleichtert, da das Phasenwechselmaterial im Partikel / Trägerkörper gebunden ist und somit auch im flüssigen Zustand „trocken“ und einfach verwendet werden kann. Die Form und stoffliche Integrität des PCM-Verbundes bleiben also auch im geschmolzenen / flüssigen Zustand des Phasenwechselmaterials erhalten.

In der Praxis kann die Trägerwand als eine Hohlwand mit einem Wandinnenraum ausgestaltet sein. Das wärmeführende Element mit dem Phasenwechselmaterial ist dann vorzugsweise im Wandinnenraum der Trägerwand angeordnet. Die Oberfläche zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen steht dabei über die Trägerwand mit dem wärmeabführenden Element in dem wärmeleitenden Kontakt, sodass das Phasenwechselmaterial die Wärme von der Oberfläche aufnehmen kann und die Oberfläche somit auf die vorgebbare Temperatur kühlen kann, oder steht dabei über die Trägerwand mit dem wärmezuführenden Element in dem wärmeleitenden Kontakt, sodass das Phasenwechselmaterial die Wärme an die Oberfläche abgeben kann und die Oberfläche somit auf die vorgebbare Temperatur erwärmen kann. Ausserdem kann die Trägerwand das wärmeführende Element (und somit auch das Phasenwechselmaterial) umfassen oder aus dem Phasenwechselmaterial bestehen. So können das wärmeführende Element und somit auch das Phasenwechselmaterial in direktem Kontakt mit den empfindlichen Substanzen stehen. In Ausgestaltung der Erfindung kann das wärmeabführende Element ein erstes Phasenwechselmaterialien und ein zweites Phasenwechselmaterial, sowie einen ersten Bereich an der Oberfläche angeordneten Bereich und einen zweiten am ersten Bereich angeordneten Bereich umfassen. Hierbei ist das erste Phasenwechselmaterial, welches eine geringere Phasenwechseltemperatur aufweist als das zweite Phasenwechselmaterial, im ersten Bereich und somit näher an der Oberfläche angeordnet. Über eine derartige kaskadenartige Anordnung von verschiedenen Phasenwechselmaterialien mit verschiedenen Phasenwechseltemperaturen kann eine verlängerte Kühlung der Oberfläche erzeugt werden, da zuerst das äussere (weiter weg von der Oberfläche angeordnete) Phasenwechselmaterial den Phasenübergang vollziehen muss, bevor das innere (näher an der Oberfläche angeordnete) Phasenwechselmaterial den Phasenübergang vollziehen kann. Im einfachsten Fall ist der T räger als eine Platte ausgestaltet, auf dessen Oberfläche die empfindlichen Substanzen aufgebracht werden können. Vorzugsweise ist der Träger jedoch als ein Behälter mit einer Vertiefung zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen ausgestaltet, dessen Vertiefungsoberfläche der zu kühlenden Oberfläche entspricht. Die Oberfläche ist dabei in Form der Vertiefung als ein Volumen zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen ausgestaltet. Selbstverständlich kann der Behälter auch eine Vielzahl von Vertiefungen aufweisen. In einer besonders bevorzugten Ausführung kann der Behälter eine Multiwellplatte, insbesondere eine Mikrotitrierplatte, mit mehreren Vertiefungen sein. Ausserdem können auch Röhrchen mit den empfindlichen Substanzen in die Vertiefungen eingesteckt werden.

Der Wandinnenraum kann eine Vielzahl von Flohlräumen umfassen, in welchen das Phasenwechselmaterial angeordnet ist. Des Weiteren kann das Phasenwechselmaterial im festen und / oder flüssigen Zustand weniger als 80% eines Volumens des Wandinnenraumes, insbesondere 25 bis 75% im speziellen 50 bis 75% füllen, sodass die Volumenänderung des Phasenwechselmaterials bei dem Phasenübergang in dem Volumen des Wandinnenraums stattfinden kann. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig, der Wandinnenraum kann also auch vollständig befüllt sein, da die meisten Phasenwechselmaterialien den Vorteil gegenüber Wasser aufweisen, sich beim Kristallisieren nicht auszudehnen.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Träger einen Deckel umfassen, welcher derart an der Oberfläche angeordnet ist, dass zwischen der Oberfläche und dem Deckel ein Deckelraum gebildet wird. Der Deckel kann dabei einfach ein aufgesetzter Rand sein, weicher den Deckelraum nicht vollständig abschliesst. Alternativ kann der Deckel auch geschlossen sein und den Deckelraum gegenüber dem Umgebung abschliessen. Zusätzlich kann der Träger dabei eine Gaszuführung umfassen, welche derart mit dem Deckelraum strömungsverbunden ist, dass dem Deckelraum ein Gas, insbesondere ein Inertgas zugeführt werden kann. So kann einerseits während der Verarbeitung der empfindlichen Substanzen eine Oxidation vermieden werden, wenn ein Inertgas wie Argon oder Stickstoff verwendet wird und anderseits kann bei der Verwendung eines trockenen Gases verhindert werden, dass eine Flüssigkeit wie zum Beispiel Wasser an der Oberfläche und somit an den empfindlichen Substanzen auf kondensiert und diese verunreinigt. Der Deckel kann den Deckelraum abdichten oder der Deckel kann eine Öffnung besitzen, sodass die Oberfläche und insbesondere die Vertiefungen weiter zugänglich bleiben, aber trotzdem noch durch das Gas, insbesondere durch das Inertgas von der Umgebungsluft abgeschlossen ist.

Die Gaszuführung kann zur Zuführung des Gases mit einem Gasbehälter strömungsverbunden sein, insbesondere mit einer austauschbaren und / oder wiederbefüllbaren Gasbehälter strömungsverbunden sein. Der Gasbehälter kann als eine Gaspatrone ausgestaltet sein und entweder wieder befüllt werden oder als Verbrauchsmaterial verwendet werden.

Ausserdem kann ein Ventil derart an der Gaspatrone / dem Gasbehälter angeordnet sein, dass ein Ausströmen des Gases aus der Gaspatrone / dem Gasbehälter kontrollierbar, insbesondere auf eine vorgebbare Ausströmungsgeschwindigkeit einstellbar ist. So kann bei Verwendung des Trägers gewährleistet werden, dass die empfindlichen Substanzen mit einer ausreichenden Menge an Gas beaufschlagt werden. In der Praxis kann ein Gassensor derart an dem Gasbehälter und / oder der Gaszuführung angeordnet sein, dass ein Druck in dem Gasbehälter und / oder ein Gasfluss aus dem

Gasbehälter darstellbar (sichtbar gemacht werden kann), insbesondere messbar ist. Auch diese Massnahme dient dazu festzustellen, ob die empfindlichen Substanzen mit einer ausreichenden Menge an Gas beaufschlagt werden, beziehungsweise ob der Gasbehälter mit ausreichend Gas gefüllt ist. Des Weiteren kann ein Temperatursensor derart an dem Träger angeordnet sein, dass eine Temperatur des Phasenwechselmaterials bestimmbar ist. Dabei kann der gemessen Druck und auch die Temperatur des Phasenwechselmaterials über eine Anzeige ausgegeben werden.

Erfindungsgemäss wird weiter eine Vorrichtung zur automatisierten Verarbeitung von empfindlichen Substanzen mit einem erfindungsgemässen Träger, sowie einer Halterung für den Träger und einer Dispensiervorrichtung zum automatischen zu- und abführen eines Stoffes (zum Beispiel einer Flüssigkeit oder ein Reagenz) vorgeschlagen. Der Träger ist derart in der Halterung angeordnet, dass die Dispensiervorrichtung den Stoff der Oberfläche des Trägers zu- und abführen kann, beziehungsweise den Vertiefungen des Behälters. Zum Kühlen des Phasenwechselmaterials kann der Behälter aus der Vorrichtung entfernt werden und in die Kühlvorrichtung eingebracht werden. Umfasst der Behälter den Deckel, kann dieser auch eine Öffnung besitzen, durch welche die Dispensiervorrichtung die Stoffe zu- und abführen kann. Erfindungsgemäss wird weiter ein Verfahren zur Verarbeitung von empfindlichen Substanzen vorgeschlagen, welches die folgenden Schritte umfasst. Bereitstellen des wärmeführenden Elementes, welches das Phasenwechselmaterial mit der Phasenwechseltemperatur TPC umfasst. Bereitstellen des Trägers mit der Oberfläche zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen. Zuführen der empfindlichen Substanzen zu der Oberfläche des Trägers. Temperieren der empfindlichen Substanzen auf die vorgebbare Temperatur mittels des wärmeführenden Elements. Der erfindungsgemässe Träger ist somit sowohl zur Aufbewahrung, als auch zur Verarbeitung der empfindlichen Substanzen geeignet. Wie vorangehend bereits beschrieben kann das wärmeführende Element zur Kühlen als wärmeabführendes und zum Erwärmen als wärmezuführendes Element ausgestaltet sein.

Ist der Träger als Behälter mit mehreren Vertiefungen ausgestaltet, können die empfindlichen Substanzen dem Behälter auch zugeführt werden, indem Röhrchen mit den empfindlichen Substanzen in die Vertiefungen eingesteckt werden.

Das erfindungsgemässe Phasenwechselmaterial wird unter Betrachtung der aufzu bewahren den empfindlichen Substanzen und deren Stabilitätsbereich gewählt. Das Phasenwechselmaterial wird dabei vorzugsweise derart gewählt, dass die Phasenwechseltemperatur (oder der Temperaturbereich), die empfindlichen Substanzen bei einer Temperatur hält, bei welcher diese nicht denaturieren und / oder sich zersetzen.

Die Phasenwechseltemperatur kann dabei vorzugsweise in einem Bereich von -100°C bis 30°C liegen, insbesondere -50°C bis 10°C, im speziellen -30°C bis 5°C. Es können also zum Beispiel vorangehend genannte

Phasenwechselmaterialien verwendet werden, welche eine Phasenwechseltemperatur von -10°C bis -9°C oder 2°C bis 3°C aufweisen. Die Phasenwechseltemperatur kann auch der kritischen Temperatur der empfindlichen Substanzen entsprechen oder mindestens 1°C bis 30°C, insbesondere 5°C bis 20°C unter der kritischen Temperatur der empfindlichen Substanzen liegen. In der Praxis liegt die Phasenwechseltemperatur vorzugsweise in einem Bereich von -25°C bis 25°C, insbesondere um oder bei 0°C. In diesem Bereich von -25°C bis 25°C, insbesondere um 0°C, kommen verschiedene Phasenwechselmaterialien wie Paraffine, Clathrate, Salzhydrate und wässrige Salzlösungen in Frage.

Vor der Verwendung kann das Phasenwechselmaterial gekühlt werden, indem der Träger mit dem wärmeabführenden Element in eine Kühlvorrichtung wie ein Kühlschrank oder eine Kühltruhe eingebracht wird, welche Kühlvorrichtung eine Kühltemperatur aufweist, die geringer ist als die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials, insbesondere 1°C bis 10°C geringer, im speziellen ungefähr 5°C geringer. Ist das Phasenwechselmaterial ein fest / flüssig Phasenwechselmaterial, wird es durch die Kühlung in den festen Zustand überführt (wird aufgeladen) und kann anschliessend bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden. Erwärmt werden kann das Phasenwechselmaterial zum Beispiel in einem Wasserbad.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren können die empfindlichen Substanzen in einer Flüssigkeit verarbeitet werden. Eine Flüssigkeit kann im Rahmen der Erfindung eine Lösung sein, insbesondere ein Reaktionsgemisch aus empfindlichen Substanzen und / oder Reagenzien und / oder Verunreinigungen und / oder Lösungsmitteln sein. Als Stoffe gelten hierbei Reagenzien und / oder Verunreinigungen und / oder Lösungsmitteln und / oder Flüssigkeiten. Erfindungsgemäss wird weiter ein T räger zur Aufbewahrung von empfindlichen

Substanzen umfassend eine Vertiefung zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen vorgeschlagen, wobei der Träger einen Gasbehälter umfasst, weicher derart mit der Vertiefung strömungsverbundenen ist, dass der Vertiefung ein Gas, insbesondere ein Inertgas zuführbar ist. Der Träger wird im Folgenden als Träger mit dem Gasbehälter bezeichnet, um ihn von den Träger mit dem wärmeführenden Element zu unterscheiden, obwohl der Träger mit dem Gasbehälter in Ausgestaltung der Erfindung prinzipiell die zusätzlichen Merkmale des Trägers mit dem wärmeführenden Element umfassen kann. Der Träger mit dem Gasbehälter kann prinzipiell als Behälter angesehen werden, welcher den Gasbehälter umfasst und in dessen Vertiefung die empfindlichen Substanzen aufgenommen werden. Die Vertiefung bildet prinzipiell ein Volumen zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen. Selbstverständlich kann der Träger mit dem Gasbehälter auch eine Vielzahl von Vertiefungen aufweisen. In einer besonders bevorzugten Ausführung kann der Träger mit dem Gasbehälter eine Multiwellplatte, insbesondere eine Mikrotitrierplatte, mit mehreren Vertiefungen sein. Ausserdem können auch Röhrchen mit den empfindlichen Substanzen in die Vertiefungen eingesteckt werden. Der T räger mit dem Gasbehälter benötigt keine externe Gaszufuhr, sondern umfasst eine autarke Gasversorgung durch den Gasbehälter, welcher mit dem Gas befällt ist, sodass der Träger in allen möglichen Vorrichtungen und Prozessen flexibel verwendet werden kann, wobei immer ein Schutz der empfindlichen Substanzen durch das Gas / Inertgas aus dem Gasbehälter gewährleistet ist.

In dem Volumen der Vertiefung (beziehungsweise einem Volumen des Röhrchens) und zumindest auch teilweise über der Vertiefung, kann durch die erfindungsgemässe Vorrichtung ein Gasballast durch Gas, insbesondere Inertgas wie zum Beispiel Stickstoff, Argon oder Kohlenstoffdioxid, aus dem Gasbehälter erzeugt werden, welcher ausreicht, um ein Eindringen von Luft in die Vertiefungen und zu den empfindlichen Substanzen zu verhindern beziehungsweise weitgehend zu vermeiden.

Der Träger mit dem Gasbehälter kann einen Trägerboden umfassen, welcher Trägerboden separat von einem Vertiefungsboden der Vertiefungen angeordnet ist, wobei der Gasbehälter zwischen dem Vertiefungsboden und dem

Trägerboden angeordnet ist. Hierfür kann der Träger extra einen inneren Hohlraum für den Gasbehälter umfassen. Selbstverständlich muss der Gasbehälter nicht zwischen Trägerboden und Vertiefungsboden (also in einem Inneren des Behälters) angeordnet sein, sondern kann auch aussen an dem Behälter angeordnet sein.

Der Gasbehälter kann insbesondere eine Gaspatrone sein, welche im speziellen eine austauschbare und / oder wiederbefüllbare Gaspatrone ist, welche besonders bevorzugt in den Träger mit dem Gasbehälter eingeschraubt ist. Der Gasbehälter kann in der Praxis über eine Leitung mit der Vertiefung strömungsverbunden sein.

Der Träger mit dem Gasbehälter kann in der Praxis einen Deckel umfassen, welcher derart an der Vertiefung angeordnet ist, dass zwischen der Vertiefung und dem Deckel ein Deckelraum gebildet wird. Der Deckel kann insbesondere eine Öffnung umfassen. Der Deckel kann dabei einfach ein aufgesetzter Rand sein, welcher den Deckelraum nicht vollständig abschliesst. Alternativ kann der Deckel auch geschlossen sein und den Deckelraum gegenüber dem Umgebung abschliessen. Zusätzlich kann der Träger mit dem Gasbehälter dabei die Leitung umfassen, welche den Deckelraum mit dem Gasbehälter strömungsverbindet, sodass dem Deckelraum das Gas, insbesondere das Inertgas zugeführt werden kann, sodass in und über den Vertiefungen der Gasballast erzeugt wird.

In der Praxis kann ein Ventil, insbesondere ein Regelventil, derart an dem Gasbehälter angeordnet sein, dass ein Ausströmen des Gases aus der Gasbehälter kontrollierbar, insbesondere auf eine vorgebbare

Ausströmungsgeschwindigkeit einstellbar ist. Um einen kontinuierlichen Gasstrom zu ermöglichen, kann der Gasbehälter oder der T räger mit dem Gasbehälter ausserdem einen Gassensor umfassen, welcher derart an dem Gasbehälter und / oder der Leitung angeordnet ist, dass ein Druck in dem Gasbehälter und / oder ein Gasfluss aus dem Gasbehälter darstellbar, insbesondere messbar ist. Der Träger mit dem Gasbehälter kann eine aktive Kühlung und / oder eine passive Kühlung umfassen, welche derart in einem wärmeleitendem Kontakt mit der Vertiefung angeordnet ist, dass die Vertiefung durch Abführung einerWärme auf eine vorgebbare Temperatur kühlbar ist. Bei der aktiven Kühlung wird die Wärme von der zu kühlenden Komponente (der Vertiefung) mit Hilfe eines Lüfters oder einer Pumpe abtransportiert. Der Lüfter / die Pumpe fördern hierfür in der Regel ein Kühlfluid.

Als passive Kühlung kann das vorangehend beschriebene wärmeabführende Element verwendet werden, welches mit der Vertiefung in einem wärmeleitenden Kontakt angeordnet wird. Insbesondere kann der Träger mit dem Gasbehälter eine umfassen Trägerwand, welche als eine Hohlwand mit einem Wandinnenraum ausgestaltet ist, wobei das wärmeführende Element in dem Wandinnenraum der Trägerwand angeordnet sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Trägerwand auch als die Hohlwand mit dem Wandinnenraum ausgestaltet sein, wobei der Gasbehälter platzsparend im Wandinnenraum angeordnet ist.

Erfindungsgemäss kann Vorrichtung zur automatisierten Verarbeitung von empfindlichen Substanzen alternativ auch den Träger mit dem Gasbehälter umfassen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Trägers zur Verarbeitung von empfindlichen Substanzen;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Behälters mit mehreren Vertiefungen; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen

Vorrichtung zur automatisierten Verarbeitung von empfindlichen Substanzen mit einem Deckel;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Trägers gemäss Fig. 1 mit zwei verschiedenen Phasenwechselmaterialien;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Trägers mit Gasbehälter;

Fig. 6 eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemässen

Trägers mit Gasbehälter. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Trägers 1 zur Verarbeitung von empfindlichen Substanzen.

Der Träger 1 umfasst eine Trägerwand 11 und ein wärmeführendes Element 2, wobei die Trägerwand 11 eine Oberfläche 12 zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen besitzt. Hierbei ist der Träger 1 als ein Behälter 1 mit einer Vertiefung 10 ausgestaltet, in welcher eine Flüssigkeit mit empfindlichen Substanzen angeordnet ist.

Die Trägerwand 11 ist als eine Flohlwand 11 mit einem Wandinnenraum 110 ausgestaltet und das wärmeführende Element 2 ist in dem Wandinnenraum 110 angeordnet. Hierbei steht das wärmeführende Element 2 über die Flohlwand 11 in einem wärmeleitenden Kontakt mit der Oberfläche 12.

Das wärmeführende Element 2 umfasst dabei ein Phasenwechselmaterial PCM mit einer Phasenwechseltemperatur TPC, ZU welchem eine Wärme der Oberfläche 12 abgeführt wird, sodass die Oberfläche 12 auf eine vorgebbare Temperatur gekühlt werden kann. Das wärmeführende Element 2 ist also als wärmeabführendes Element ausgestaltet, kann aber selbstverständlich auch als wärmezuführendes Element ausgestaltet sein.

Die empfindlichen Substanzen werden somit stabilisiert, da die empfindlichen Substanzen nicht derart erhitzt werden, dass sie denaturieren und / oder sich zersetzen.

Das Phasenwechselmaterial PCM befindet sich in einem festen Zustand und füllt ungefähr 80% eines Volumens des Wandinnenraumes 110. Das Phasenwechselmaterial PCM kühlt also temperiert die Flüssigkeit mit den empfindlichen Substanzen so lange auf eine (weitgehend) konstante Temperatur, bis ein Phasenübergang zu einem flüssigen Zustand erfolgt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Behälters 1 mit mehreren Vertiefungen 10, in welchen die Flüssigkeit mit den empfindlichen Substanzen angeordnet ist. Das wärmeabführende Element 2 steht in wärmeleitenden Kontakt mit den Vertiefungen 10 (also mit einem durch die Vertiefung gebildeten Volumen), sodass die Oberfläche 12 gekühlt werden kann, indem die Wärme der Oberfläche 12 an das wärmeabführende Element 2 abgegeben wird.

Die T rägerwand 11 ist als eine Flohlwand 11 mit einem Wandinnenraum 110 ausgestaltet und das wärmeabführende Element 2 ist in dem Wandinnenraum 110 angeordnet.

Das Phasenwechselmaterial PCM des wärmeabführenden Elements 2 befindet sich im festen Zustand und kühlt die Oberfläche mindestens bis zum Phasenübergang in den flüssigen Zustand. Die empfindlichen Substanzen werden somit stabilisiert, da die empfindlichen Substanzen nicht derart erhitzt werden, dass sie sich zersetzen.

Das Phasenwechselmaterial PCM befindet sich in dem festen Zustand und füllt ungefähr 80% eines Volumens des Wandinnenraumes 110. Das Phasenwechselmaterial PCM kühlt die Flüssigkeit mit den empfindlichen

Substanzen so lange, bis der Phasenübergang zu dem flüssigen Zustand erfolgt.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird somit das wärmeabführende Element 2, mit dem Phasenwechselmaterial PCM und der Behälter mit den Oberfläche 12 zur Aufnahme von empfindlichen Substanzen bereitgestellt. Die empfindlichen Substanzen wurden in einer Flüssigkeit zur Oberfläche 12 also in die Vertiefungen 10 zugeführt und werden durch das Phasenwechselmaterial PCM auf eine vorgebbare Temperatur gekühlt.

Hierfür umfasst der Wandinnenraum 110 eine Vielzahl von Flohlräumen 111 , in welchen das Phasenwechselmaterial PCM angeordnet ist. Die Flohlräume 111 können als gekapselten Phasenwechselmaterialien ausgestaltet sein, wobei die Flohlräume 111 offene / poröse Partikel sind, in welche das Phasenwechselmaterial PCM eingebracht wurde. Die Flohlräume 111 können dabei offen poröse Metall-Formkörper sein die mit einem Paraffin als Phasenwechselmaterial PCM befüllt sind. Durch Flohlräume 111 wird dabei eine thermische Isolationswirkung erzeugt, welche insbesondere die Oberfläche 12 vor externen Temperatureinflüssen isoliert.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zur automatisierten Verarbeitung von empfindlichen Substanzen mit einem Deckel 3.

Die Vorrichtung 100 zur automatisierten Verarbeitung umfasst den Behälter 1 mit mehreren Vertiefungen 10, in welchen die Flüssigkeit mit den empfindlichen Substanzen angeordnet ist. Das wärmeabführende Element 2 steht in wärmeleitenden Kontakt mit den Vertiefungen 10 (Vertiefungsoberflächen), sodass die Oberfläche 12 gekühlt werden kann, indem die Wärme der Oberfläche 12 an das wärmeabführende Element 2 abgegeben wird. Das wärmeabführende Element 2 ist in dem Wandinnenraum 110 der Hohlwand 11 angeordnet. Das Phasenwechselmaterial PCM des wärmeabführenden Elements 2 befindet sich im festen Zustand und füllt ungefähr 75% des Volumens des Wandinnenraums 110 (solange es sich im festen Zustand befindet, bei dem Phasenübergang kann eine Volumenänderung stattfinden). Die Vorrichtung 100 umfasst ausserdem eine Halterung 5 für den Behälter 1 und eine Dispensiervorrichtung 6 zum automatischen zu- und abführen eines Stoffes, wobei der Behälter 1 derart in der Halterung 5 angeordnet ist, dass die Dispensiervorrichtung 6 den Stoff der Oberfläche 12, also in die Vertiefungen 10 zu- und abführen kann. Der Behälter 1 umfasst dabei den Deckel 3, welcher derart über das Scharnier 7 an der Oberfläche 12 angeordnet ist, dass zwischen der Oberfläche 12 und dem Deckel 3 ein Deckelraum 30 gebildet wird. Der Deckel kann dabei über das Scharnier 7 in Richtung eines Pfeiles A geöffnet werden

Ausserdem umfasst der Behälter 1 eine Gaszuführung 4, welche derart mit dem Deckelraum 30 strömungsverbunden ist, dass dem Deckelraum 30 ein Inertgas, wie Argon oder Stickstoff zugeführt werden kann.

Hierfür umfasst die Gaszuführung 4 einen Gasbehälter 43 welcher als Gaskapsel 43 oder Gaspatrone 43 ausgestaltet ist, welche mit dem Inertgas gefüllt ist, eine Regelventil 41 zum Regeln des Inertgasflusses und eine Leitung 42, welche die Gaskapsel 43 und das Regelventil 41 verbindet. So kann einerseits während der Verarbeitung oder Aufbewahrung der empfindlichen Substanzen eine Oxidation vermieden werden und ausserdem kann verhindert werden, dass eine Flüssigkeit wie zum Beispiel Wasser an der Oberfläche 12 und somit an den empfindlichen Substanzen auf kondensiert und diese verunreinigt.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Trägers 1 gemäss Fig. 1 mit zwei Phasenwechselmaterialien.

Im Unterschied zu Fig. 1 umfasst der Träger 1 gemäss Fig. 4 das wärmeabführende Element 2, welches ein erstes Phasenwechselmaterial PCM1 und ein zweites Phasenwechselmaterial PCM2, sowie eine ersten an der Oberfläche 12 angeordneten Bereich B1 und einen zweiten am ersten Bereich B1 angeordneten Bereich B2 umfasst. Hierbei besitzt das erste Phasenwechselmaterial PCM1 eine geringere Phasenwechseltemperatur, insbesondere eine um 10°C geringere Phasenwechseltemperatur als das zweite Phasenwechselmaterial PCM2

Das erste Phasenwechselmaterial PCM1 im ersten Bereich B1 und somit näher an der Oberfläche 12 angeordnet. Über eine derartige kaskadenartige Anordnung von verschiedenen

Phasenwechselmaterialien mit verschiedenen Phasenwechseltemperaturen kann eine verlängerte Kühlung der Oberfläche 12 erreicht werden, da zuerst das äussere (weiter weg von der Oberfläche angeordnete) Phasenwechselmaterial PCM2 den Phasenübergang vollziehen muss, bevor das innere (näher an der Oberfläche angeordnete) Phasenwechselmaterial PCM1 den Phasenübergang vollzieht.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Trägers 1 mit Gasbehälter 43. Der Träger 1 mit dem Gasbehälter 43 umfasst mehrere Vertiefungen 10 zur Aufnahme der empfindlichen Substanzen. Der Gasbehälter 43 ist derart mit den Vertiefungen 10 strömungsverbundenen, dass den Vertiefungen 10 in einem Betriebszustand ein Gas, insbesondere ein Inertgas zuführbar ist.

Dabei umfasst der Träger 1 mit Gasbehälter 43 einen Trägerboden 13, welcher Trägerboden 13 separat von einem Vertiefungsboden 14 der Vertiefungen 10 angeordnet ist, wobei der Gasbehälter 43 zwischen dem Vertiefungsboden 14 und dem Trägerboden 13 angeordnet ist.

Der Gasbehälter 43 ist als eine Gaspatrone 43 ausgestaltet, welche insbesondere austauschbar und / oder wied erbefüll bar ist. Die Gaspatrone kann zwischen Vertiefungsboden 14 und Trägerboden 13 eingeschraubt sein. Dabei ist der Gasbehälter 43 über eine Leitung 42 mit den Vertiefung 10 strömungsverbunden. Die Leitung 42 führt dabei zu einem Ventil 41 , welches insbesondere ein Regelventil ist. Durch das Ventil 41 kann ein Ausströmen des Gases aus der Gasbehälter 43 kontrolliert werden, insbesondere auf eine vorgebbare Ausströmungsgeschwindigkeit einstellt werden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn bei der Verwendung des Behälters ein kontinuierlicher Gasstrom zu den Vertiefungen eingestellt wird.

In Fig. 5 ist das Ventil 41 am Ende der Leitung 42 angeordnet und bildet den Auslass zu den Vertiefungen. Das Ventil könnt selbstverständlich auch an einer anderen geeigneten Stelle am Gasbehälter oder der Leitung angeordnet sein.

Prinzipiell kann der Träger eine Vielzahl von Leitungen und oder Ventilen umfassen, welche von dem Gasbehälter zu den Vertiefungen führen. Ausserdem könnte der Träger auch eine Vielzahl von Gasbehältern umfassen.

Durch den erfindungsgemässen Träger 1 mit dem Gasbehälter 43 kann einerseits während der Verarbeitung oder Aufbewahrung der empfindlichen Substanzen eine Oxidation vermieden werden und ausserdem kann verhindert werden, dass eine Flüssigkeit wie zum Beispiel Wasser in den Vertiefungen und somit an den empfindlichen Substanzen auf kondensiert und diese verunreinigt. In dem Volumen der Vertiefung 10 (beziehungsweise einem Volumen eines Röhrchens welches in die Vertiefungen eingesteckt werden kann) und zumindest auch teilweise über der Vertiefung, kann durch die erfindungsgemässe Vorrichtung ein Gasballast durch Gas (vorzugsweise Inertgas) aus dem Gasbehälter 43 erzeugt werden, welcher ausreicht, um ein Eindringen von Luft in die Vertiefungen 10 und zu den empfindlichen Substanzen zu verhindern beziehungsweise weitgehend zu vermeiden.

Der Träger 1 mit dem Gasbehälter 43 kann eine aktive Kühlung und / oder eine passive Kühlung umfassen, welche derart in einem wärmeleitendem Kontakt mit der Vertiefung angeordnet ist, dass die Vertiefung durch Abführung einerWärme auf eine vorgebbare Temperatur kühlbar ist. Durch den Gasballast kann ein Auffrieren von Wasser (z.B. aus der Luftfeuchtigkeit) an den gekühlten empfindlichen Substanzen vermieden werden.

Fig. 6 zeigt weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Trägers 1 mit Gasbehälter 43, welche im Wesentlichen dem Aufbau von Fig. 5 entspricht.

Der Träger 1 gemäss Fig. 6 umfasst zusätzlich einen Deckel 3, welcher derart an der Vertiefungen 10 angeordnet ist, dass zwischen den Vertiefungen 10 und dem Deckel 3 ein Deckelraum 30 gebildet wird. Der Deckel kann den Deckelraum 30 dabei abschliessen oder eine Öffnung umfassen, sodass Stoffe zu den Vertiefungen zugeführt (pipettiert) werden können. Durch den Deckelraum 30 kann der Gasballast vergrössert werden.

Der T räger umfasst weiter einen Gassensor, welcher im Gasbehälter 43 integriert ist, um einen Druck in dem Gasbehälter 43 und / oder eine Gasfluss aus dem Gasbehälter 43 darstellzustellen, insbesondere zu messen. Alternativ könnte und der Gassensor auch an der Gaszuführung 42 angeordnet sein.

Der Deckel 3, ist über ein Scharnier 7 am Träger 1 befestigt. Der Deckel kann dabei über das Scharnier 7 geöffnet werden.