專利名稱：用于將第一和第二成分混合的筒、離心機(jī)以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將第一和第二成分混合的一種筒、一種離心機(jī)以及一種方法。用于實(shí)施許多生化的過(guò)程的基礎(chǔ)是不同的液體的混合。所述液體的混合在此有規(guī)律地在混合室中進(jìn)行。
背景技術(shù)：
比如公開(kāi)文獻(xiàn)WO 2007066783描述了一種微芯片，該微芯片包括混合室。所述混合室則包含在離心力的作用下運(yùn)動(dòng)的顆粒。
The Royal Society of Chemistry, Grumann et al 2005年的出版物“Batch-modemixing on centrifugal microfluidic platforms” 描述了一種具有多個(gè)混合室的盤片。所述混合室用磁性的顆粒來(lái)填充。在所述盤片旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，所述磁性的顆粒借助于沿著環(huán)形軌道布置的永久磁體來(lái)回運(yùn)動(dòng)，用于將所述混合室中的液體混合。

發(fā)明內(nèi)容
在權(quán)利要求I中所定義的筒、在權(quán)利要求10中所定義的離心機(jī)以及在權(quán)利要求14中所定義的方法相對(duì)于傳統(tǒng)的解決方案具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即所述具有第一及第二成分的筒可以裝到所述離心機(jī)中并且此后所述成分可以在電磁力的作用下容易地混合。這可以以恒定的或者變化的轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行，也就是說(shuō)所述混合過(guò)程可以在不依賴于轉(zhuǎn)速以及用轉(zhuǎn)速起作用的離心力的情況下進(jìn)行。從從屬權(quán)利要求中獲得本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案。“成分”在此是指液體、氣體或者顆粒。用“第一和第二成分”也可以只指同一種材料的兩種不同的狀態(tài)比如所述第一成分可以構(gòu)造為凝結(jié)的份額并且所述第二成分可以構(gòu)造為同一種材料的液態(tài)的份額?！半姶帕Α痹诖耸且环N力，該力作用于電場(chǎng)中的帶電的材料或者磁場(chǎng)中的磁體、尤其永久磁體或者導(dǎo)電的導(dǎo)體尤其線圈?！坝糜诋a(chǎn)生電磁力的器件”可以構(gòu)造為永久磁體、線圈或者電容。相應(yīng)的磁場(chǎng)為典型地10-300mT的場(chǎng)強(qiáng)度?！半姶诺念w粒”在此是指相應(yīng)的顆粒，所述顆粒具有帶電的材料或者磁性的或者能夠磁化的材料比如鐵或鎳。按照一種設(shè)計(jì)方案，所述筒另外具有第一轉(zhuǎn)筒和調(diào)節(jié)裝置，其中所述第一轉(zhuǎn)筒具有第一腔室，并且其中所述調(diào)節(jié)裝置設(shè)置用于在離心力超過(guò)預(yù)先確定的閾值時(shí)使所述第一轉(zhuǎn)筒圍繞著其中軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，用于由此使所述第一腔室與第二腔室進(jìn)行傳導(dǎo)的連接，其中所述第一和/或第二腔室構(gòu)造為混合室。由此-在相應(yīng)地選擇具有所述筒的離心機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的情況下-可以有利地使所述第一和/或第二成分在所述第一與第二腔室之間轉(zhuǎn)移。按所述第一和/或第二腔室是否構(gòu)造為混合室的情況，所述相應(yīng)的成分可以有效地在所述第一和/或第二腔室中混合。“傳導(dǎo)”在此是指液體傳導(dǎo)、氣體傳導(dǎo)和/或顆粒傳導(dǎo)。
按照所述按本發(fā)明的筒的一種設(shè)計(jì)方案，所述調(diào)節(jié)裝置包括第一斜面，該第一斜面與所述第一轉(zhuǎn)筒的第二斜面共同作用，用于將所述第一轉(zhuǎn)筒從第一位置沿著中軸線并且克服所述復(fù)位機(jī)構(gòu)的作用置于第二位置中，其中在所述第一位置中所述第一轉(zhuǎn)筒與所述筒的殼體沿圍繞著中軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)方向形狀配合連接地處于嚙合之中，并且其中在所述第二位置中取消了所述形狀配合連接并且所述第一轉(zhuǎn)筒圍繞著中軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。由此提供一種簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)，用于沿圍繞著所述中軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)方向在至少兩個(gè)所定義的位置之間調(diào)節(jié)所述第一轉(zhuǎn)筒。按照所述按本發(fā)明的筒的另一種設(shè)計(jì)方案，所述第二腔室和/或第三腔室關(guān)于所述中軸線布置在所述第一轉(zhuǎn)筒的前面或后面，其中優(yōu)選所述第一腔室能夠借助于所述調(diào)節(jié)裝置選擇性地與所述第二腔室或者第三腔室進(jìn)行傳導(dǎo)的連接。所述混合室因而可以布置在所述第一轉(zhuǎn)筒的前面和/或后面或者也可以設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)筒本身中。此外，所述混合室可以優(yōu)選與其它不同的腔室-按需要-進(jìn)行可選的連接。按照所述按本發(fā)明的筒的另一種設(shè)計(jì)方案，設(shè)置了具有所述第二腔室的第二轉(zhuǎn)筒和/或具有所述第三腔室的第三轉(zhuǎn)筒。但是，同樣比如所述第二轉(zhuǎn)筒也可以具有所述第二 腔室和所述第三腔室。同樣的情況適用于所述第三轉(zhuǎn)筒。由于設(shè)置了多個(gè)尤其具有多個(gè)相對(duì)于彼此調(diào)節(jié)的腔室的轉(zhuǎn)筒，所以極為不同的過(guò)程可以借助于所述筒自動(dòng)地執(zhí)行。按照所述按本發(fā)明的筒的另一種設(shè)計(jì)方案，該筒另外具有用于產(chǎn)生電磁力的器件。所述器件是所述筒的組成部分，由此可以使所述器件與相應(yīng)的筒類型相協(xié)調(diào)并且可靠地與相應(yīng)的筒相連接。比如所述器件可以構(gòu)造為線圈或者永久磁體。按照所述按本發(fā)明的筒的另一種設(shè)計(jì)方案，所述器件集成到所述筒的殼體中，集成到第一、第二和/或第三轉(zhuǎn)筒中。由此所述器件可以容易地布置在所述混合室的區(qū)域中。按照所述按本發(fā)明的筒的另一種設(shè)計(jì)方案，所述混合室包括柔性的膜片，該膜片將所述容器劃分為第一和第二空間，其中在所述第一空間中能夠接納所述至少一種第一和第二成分并且在所述第二空間中能夠接納所述電磁的顆粒，其中借助于所述電磁的顆粒在電磁力的作用下所述膜片能夠變形，用于將所述至少一種第一和第二成分混合。由此在每個(gè)時(shí)刻將所述顆粒與所述第一及第二成分分開(kāi)，因而所述顆粒也可以由比如非無(wú)菌的材料構(gòu)成。按照另一種設(shè)計(jì)方案，所述按本發(fā)明的筒另外具有所述第一和第二成分以及所述電磁的顆粒，其中所述第一成分構(gòu)造為生化的探測(cè)劑并且所述第二成分構(gòu)造為捕獲分子(Fjingermolekiil),所述捕獲分子結(jié)合所述生化的探測(cè)劑,其中所述電磁的顆粒攜帶著所述第一成分或者第二成分。由此所述捕獲分子在最短的時(shí)間內(nèi)結(jié)合到所述生化的探測(cè)劑上。按照所述按本發(fā)明的離心機(jī)的另一種設(shè)計(jì)方案，所述至少一個(gè)器件設(shè)置用于產(chǎn)生電磁力，所述電磁力反向于離心力、垂直于離心力并且/或者沿著和所述離心力相同的方向起作用。由此可以獲得不同的混合效果。按照所述按本發(fā)明的離心機(jī)的另一種設(shè)計(jì)方案，設(shè)置了至少一個(gè)第一和第二器件，其中所述第一器件布置在環(huán)形軌道的一側(cè)上并且所述第二器件布置在所述環(huán)形軌道的另一側(cè)上，其中所述筒在離心分離時(shí)能夠沿著所述環(huán)形軌道運(yùn)動(dòng)，并且所述第一和第二器件沿著所述環(huán)形軌道彼此隔開(kāi)。由此所述顆?？梢匀菀椎匮卮怪庇谒霏h(huán)形軌道的平面的方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)。
按照所述按本發(fā)明的離心機(jī)的另一種設(shè)計(jì)方案，所述至少一個(gè)器件集成到所述離心機(jī)的殼體中，尤其集成到底部和/或蓋子中。由此獲得一種簡(jiǎn)單的構(gòu)造。按照所述按本發(fā)明的方法的一種設(shè)計(jì)方案，所述電磁力在所述筒進(jìn)行離心分離的過(guò)程中發(fā)生變化。所述電磁力可以在其量和/或方向方面有變化。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且在下面的描述中進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖示出如下
圖I是按本發(fā)明的一種實(shí)施例的筒的剖面的示意 圖2A-2G是圖I的筒的不同的構(gòu)件的透視圖；
圖3A-3E是圖I的筒的不同的運(yùn)行狀態(tài)；
圖4A-4E是調(diào)節(jié)裝置的相應(yīng)于圖3A-3E的不同的運(yùn)行狀態(tài)的詳細(xì)視 圖5是圖I的混合室連同其它的元件的剖面；
圖6A和6B是按本發(fā)明的一種實(shí)施例的離心機(jī)的示意性的俯視圖或者說(shuō)所述離心機(jī)的示意性的側(cè)視圖；并且
圖7A和7B是一種相對(duì)于按圖5的實(shí)施例的變型方案,其中不出了兩種不同的狀態(tài)。在附圖中，如未作相反的說(shuō)明，相同的附圖標(biāo)記則表示相同的或者功能相同的元件。
具體實(shí)施例方式圖I以剖視圖示出了按本發(fā)明的一種實(shí)施例的筒100。所述筒100包括小管的形式的殼體102。比如所述殼體102可以構(gòu)造為15mL的離心機(jī)小管、I. 5mL到2mL的Eppendorf小管或者作為替代方案構(gòu)造為微量滴定盤(比如每型腔20 μ L)。所述殼體102的縱軸線用104來(lái)表示。在所述殼體102中比如接納了第一轉(zhuǎn)筒108、第二轉(zhuǎn)筒106和第三轉(zhuǎn)筒110。所述轉(zhuǎn)筒106、108、110先后并且以其各自的中軸線與所述縱軸線104同軸地布置。所述殼體102在其第一端部112上構(gòu)造為封閉的結(jié)構(gòu)。在所述封閉的端部112與所述和該端部112相鄰地布置的第三轉(zhuǎn)筒110之間布置了彈簧114的形式的復(fù)位機(jī)構(gòu)。所述彈簧114可以構(gòu)造為螺旋彈簧或者聚合物尤其彈性體的形式。所述殼體102的另一個(gè)端部116借助于蓋子118來(lái)封閉。優(yōu)選可以取下所述蓋子118，用于將所述轉(zhuǎn)筒106、108、110從所述殼體102中取出。按照另一種實(shí)施例，所述彈簧114布置在所述蓋子118與所述第二轉(zhuǎn)筒106之間，從而將所述彈簧114拉長(zhǎng)以產(chǎn)生復(fù)位力。也可以設(shè)想所述彈簧114的其它布置方式。相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒106、108、110可以具有一個(gè)或者多個(gè)腔室
因此比如所述第二轉(zhuǎn)筒106包括多個(gè)用于試劑的腔室120以及另一個(gè)用于接納試樣比如從病人身上提取的血樣的腔室122。布置在所述第二轉(zhuǎn)筒106后面的第一轉(zhuǎn)筒108包括混合室124，在該混合室124中將來(lái)自腔室120的試劑與來(lái)自腔室122的試樣相混合。此外，所述第一轉(zhuǎn)筒108比如包括另一個(gè)腔室126，在該腔室126中來(lái)自所述混合室124的混合物被分離為液相及固相128或者說(shuō)130。所述又布置在第一轉(zhuǎn)筒108后面的第三轉(zhuǎn)筒110包括用于接納來(lái)自所述腔室126的廢料134的腔室132。此外，所述第三轉(zhuǎn)筒110包括另一個(gè)用于接納所期望的成品138的腔室136。所述筒100具有外部的幾何形狀，從而可以將該筒100裝入到所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)子的固定座中尤其裝入到離心機(jī)的振蕩轉(zhuǎn)子或者固定角轉(zhuǎn)子的固定座。在離心分離的過(guò)程中，所述筒100圍繞著在圖I中示意性地示出的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140高速旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140在此處于所述縱軸線104上，使得相應(yīng)的離心力142沿著所述縱軸線104作用于所述筒100的每個(gè)組成部分。現(xiàn)在目的是，借助于轉(zhuǎn)速的合適的控制來(lái)控制所述筒100內(nèi)部的不同的過(guò)程。因此，比如所述混合室124首先應(yīng)該與所述腔室122進(jìn)行流體連接，用于接納來(lái)自所述腔室122的試樣。此后所述混合室124應(yīng)該與所述腔室120相連接，用于接納來(lái)自這些腔室120的試劑。隨后，所述試劑和所述試樣應(yīng)該在所述混合室124中相混合。也應(yīng)該類似地控制 所述腔室126、132和136中的過(guò)程。圖2A-2G透視地示出了圖I的筒100的不同的構(gòu)件。下面要借助于圖2A-2G尤其對(duì)調(diào)節(jié)裝置300 (參見(jiàn)圖3A)進(jìn)行解釋，該調(diào)節(jié)裝置能夠在部分地依賴于轉(zhuǎn)速的情況下對(duì)前面提到的過(guò)程進(jìn)行控制。如在圖2A中示出的一樣，所述殼體102在其內(nèi)側(cè)面上具有凸起200。所述凸起200在徑向上從殼體內(nèi)壁202朝縱軸線104突出。所述凸起200在其之間形成縫隙204，所述縫隙204沿著縱軸線104延伸。所述凸起200在其一個(gè)端部上分別設(shè)有斜面206。所述斜面206在具有所述筒100的離心機(jī)的運(yùn)行中背向所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140。圖2B示出了所述殼體102的端部112，該端部112按照這種實(shí)施例構(gòu)造為能夠拆下的罩子。該端部112在其里面的圓周上具有多條沿著所述縱軸線104延伸的槽208。圖2C示出了具有腔室120、122的第二轉(zhuǎn)筒106。該轉(zhuǎn)筒106在其外壁210上具有多個(gè)從所述外壁210在徑向上向外延伸的凸起212。在所述筒100的組裝的狀態(tài)中，所述轉(zhuǎn)筒106的凸起212嚙合到所述殼體102的縫隙204中。由此阻止所述轉(zhuǎn)筒106圍繞著所述縱軸線104轉(zhuǎn)動(dòng)。但是所述轉(zhuǎn)筒106能夠沿著所述縱軸線104在所述縫隙204中移動(dòng)。此夕卜，所述第二轉(zhuǎn)筒106在其外壁210上尤其在其朝向第一轉(zhuǎn)筒108的端部214上具有王冠狀的輪廓216，該輪廓216包括大量的斜面218、220。兩個(gè)斜面218、220分別構(gòu)成所述王冠狀的輪廓216的一個(gè)齒口。所述斜面218、220在具有所述筒100的離心機(jī)的運(yùn)行中同樣背向所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140。圖2D示出了圖2C的第二轉(zhuǎn)筒106的從下面看的視圖。所述轉(zhuǎn)筒106的分配給端部214的下側(cè)面222具有多個(gè)開(kāi)口 224，用于使所述腔室120、122與所述第一轉(zhuǎn)筒108的混合室124進(jìn)行液體傳導(dǎo)、氣體傳導(dǎo)和/或顆粒傳導(dǎo)的(下面稱為“傳導(dǎo)”)連接。作為替代方案或者補(bǔ)充方案，所述開(kāi)口 224也可以使所述腔室120、122與所述第一轉(zhuǎn)筒108的腔室126進(jìn)行傳導(dǎo)的連接。相應(yīng)的傳導(dǎo)的連接根據(jù)相應(yīng)的開(kāi)口 224的關(guān)于腔室124、126的位置來(lái)確定。如后面還要詳細(xì)解釋的一樣，這個(gè)位置通過(guò)所述第一轉(zhuǎn)筒108的相對(duì)于轉(zhuǎn)筒106的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)獲得。圖2E示出了未在圖I中示出的刺針裝置226。該刺針裝置226包括一塊設(shè)有一根或者多根頂針230的板228，所述頂針?lè)謩e在與開(kāi)口 232相鄰的情況下布置在所述板228中。所述頂針230用于在轉(zhuǎn)速控制的情況下穿破所述第二轉(zhuǎn)筒106的下側(cè)面222中的相應(yīng)的開(kāi)口 224，隨后尤其來(lái)自相應(yīng)的腔室120、122的液體穿過(guò)所述開(kāi)口 232流到所述腔室124或者126中。圖2F示出了所述具有腔室124、126的第一轉(zhuǎn)筒108。在所述腔室126的底部234上，比如設(shè)置了一個(gè)用于使所述腔室126與所述第三轉(zhuǎn)筒110的腔室132、136進(jìn)行傳導(dǎo)的連接的開(kāi)口 236。所述第一轉(zhuǎn)筒108在其外壁238上具有多個(gè)凸起240。所述凸起240設(shè)置用于嚙合到所述縫隙204中(就像所述第二轉(zhuǎn)筒106的凸起212 —樣)。只要所述凸起240與所述縫隙240處于嚙合之中，那就阻止所述第一轉(zhuǎn)筒108圍繞著所述縱軸線104轉(zhuǎn)動(dòng)。不過(guò)，所述凸起240連同所述第一轉(zhuǎn)筒108能夠沿著所述縱軸線104在所述縫隙204中運(yùn)動(dòng)。所述凸起240具有斜面242，所述斜面242在具有所述筒100的離心機(jī)的運(yùn)行中指向所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140的方向并且構(gòu)造為與所述斜面206及220相一致的結(jié)構(gòu)。
圖2G示出了所述具有腔室132、136的第三轉(zhuǎn)筒110。所述轉(zhuǎn)筒110具有凸起244，所述凸起244從所述轉(zhuǎn)筒110的外壁246上相應(yīng)地突出。所述凸起244設(shè)置用于插入到所述端部112的槽208中，使得所述轉(zhuǎn)筒110能夠沿縱向方向104在所述槽208中移動(dòng)。但是由此阻止了所述轉(zhuǎn)筒110的圍繞著縱軸線104的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3A-3E示出了多種在圖I的筒100運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)，其中示出了一個(gè)額外的轉(zhuǎn)筒302，但是這在這里并不重要。圖4A-4E分別與圖3A-3E相對(duì)應(yīng)并且圖解了所述斜面206、218、220、242的相對(duì)于彼此的運(yùn)動(dòng)。但是在此要補(bǔ)充地指出，圖3B示出了所述筒100的一種運(yùn)行狀態(tài)，該運(yùn)行狀態(tài)先于在圖4B中示出的狀態(tài)。在圖3A-3E中所述殼體102部分透明地示出，以便釋放對(duì)其內(nèi)部的視線。所述凸起200、縫隙204、斜面206、凸起212、斜面218、220、凸起240以及斜面242
在與復(fù)位彈簧114的共同作用中構(gòu)成前面提到的調(diào)節(jié)裝置300，所述調(diào)節(jié)裝置300用于以所定義的方式使所述第一轉(zhuǎn)筒108相對(duì)于其它的轉(zhuǎn)筒106、110圍繞著所述縱軸線104扭轉(zhuǎn)。圖3A和4A不出了第一位置,在所述第一位置中所述第一轉(zhuǎn)筒108的凸起240哨合到所述縫隙204中并且由此阻止所述轉(zhuǎn)筒108圍繞著所述縱軸線104轉(zhuǎn)動(dòng)。如果現(xiàn)在提高所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，那么所述第二轉(zhuǎn)筒106就借助于所述輪廓216的斜面220克服所述彈簧114的作用擠壓到所述第一轉(zhuǎn)筒108的斜面242上，其中所述彈簧114被壓縮。由此所述第一轉(zhuǎn)筒108如通過(guò)圖4A和4B中的相應(yīng)的箭頭表示的一樣沿離開(kāi)所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140的方向運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)一直延續(xù)，直到所述凸起240與所述凸起200脫嚙。在這種第二位置中，如在圖4C中說(shuō)明的一樣釋放所述第一轉(zhuǎn)筒108的圍繞著縱軸線104的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于所述比如相對(duì)于所述縱軸線104分別以45°的角度來(lái)定向的斜面220和242的共同作用，產(chǎn)生一個(gè)分力，該分力在所述第一轉(zhuǎn)筒108如通過(guò)圖4C中向左指向的箭頭表示的一樣到達(dá)所述第二位置中時(shí)使該第一轉(zhuǎn)筒108自動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)。如果現(xiàn)在又降低轉(zhuǎn)速，這會(huì)伴隨著離心力的相應(yīng)的降低，那么所述彈簧114就借助于所述第三轉(zhuǎn)筒110又將所述第一轉(zhuǎn)筒108朝所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140的方向擠壓。由此所述第二轉(zhuǎn)筒106連同其斜面220同樣又朝所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140的方向運(yùn)動(dòng)，由此所述第一轉(zhuǎn)筒108的斜面242朝所述殼體102的斜面206抵靠并且如在圖4D和4E中示出的一樣在執(zhí)行所述第一轉(zhuǎn)筒108的進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下沿著所述斜面206滑動(dòng)到第三位置中。在所述第三位置中，所述第一轉(zhuǎn)筒108的凸起240又布置在所述殼體102的縫隙204中，從而又阻止所述轉(zhuǎn)筒108進(jìn)一步圍繞著所述縱軸線104轉(zhuǎn)動(dòng)。前面所描述的過(guò)程可以任意地多次重復(fù)，用于以所定義的方式使所述第一轉(zhuǎn)筒108相對(duì)于其它的轉(zhuǎn)筒106和110轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖5以剖面圖示出了圖I的按本發(fā)明的一種實(shí)施例的混合室124。當(dāng)然同樣可以根據(jù)所述混合室124來(lái)構(gòu)造所述第二轉(zhuǎn)筒106的腔室120、122之一或者也構(gòu)造所述第三轉(zhuǎn)筒110的腔室132、136之一，所述腔室布置在所述第一轉(zhuǎn)筒108的前面或者說(shuō)后面。所述混合室124包括一個(gè)用于接納至少兩種成分502、504的容器500。優(yōu)選涉及這樣的成分，它們借助于所述第二轉(zhuǎn)筒106比如借助于所述腔室120、122中的一個(gè)或者多個(gè)腔室來(lái)提供。比如所述成分502、504可以構(gòu)造為試劑或者試樣尤其血樣。圖5示出了所述容器500，該容器500包含由兩種液體502、504構(gòu)成的混合物。所述液體502、504可以具有相同的或者不同的密度。在所述容器500中能夠容納的液體體積典型地為3mL以下。此外，所述混合室124包括磁性的顆粒506。所述顆粒506可以已經(jīng)在開(kāi)始離心分離之前比如已經(jīng)在將所述筒100裝到離心機(jī)中之前布置在所述混合室124中。作為替代方案，可以在所述第二轉(zhuǎn)筒106的一個(gè)或者多個(gè)腔室120、122中提供所述顆粒506并且在某個(gè)時(shí)刻在轉(zhuǎn)速控制的情況下將其導(dǎo)入。就這一點(diǎn)而言請(qǐng)參照前面的說(shuō)明，在前面的說(shuō)明中描述了所述調(diào)節(jié)裝置300的作用原理。此外，可以在一個(gè)或者多個(gè)腔室120、122中與所述液體502、504 —起提供所述顆粒506并且后來(lái)借助于所述調(diào)節(jié)裝置300 —起(也就是說(shuō)比如所述液體502連同顆粒506)導(dǎo)入到所述混合室124中。另外，在將血樣從所述腔室122加入到所述混合室124中之前或者之后，比如可以從所述腔室120中供給所述顆粒506。所述顆粒506優(yōu)選具有永磁的材料比如鐵。進(jìn)一步優(yōu)選所述顆粒506具有比所述液體502、504的密度大的密度。所述顆粒506典型地具有大約200 μ m的直徑。所述離心機(jī)或者所述筒100具有用于產(chǎn)生磁力510的器件508，所述磁力508作用于相應(yīng)的顆粒506。所述器件508優(yōu)選構(gòu)造為永久磁體、線圈或者電容。所述器件508在當(dāng)前的實(shí)施例中關(guān)于所述混合室124或者說(shuō)所述筒100在徑向上布置在里面。也可以將所述器件508在徑向上布置在外面。所產(chǎn)生的磁力510優(yōu)選隨時(shí)間而變化。這比如可以一次性地通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即所述器件508產(chǎn)生在時(shí)間上變化的磁場(chǎng)。為此所述器件508比如構(gòu)造為線圈，借助于控制裝置適當(dāng)?shù)叵蛩鼍€圈通電。在這種情況下，所述線圈508可以是所述離心機(jī)的位置固定的組成部分。作為替代方案可以將所述線圈508設(shè)置為可以運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，比如它可以運(yùn)動(dòng)到所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)子、專用的轉(zhuǎn)子支架、所述筒100、所述第一轉(zhuǎn)筒108或者所述容器500中，并且尤其可以以無(wú)線方式向所述線圈508通電。此外，所述器件508可以設(shè)置用于產(chǎn)生在時(shí)間上恒定的磁場(chǎng)，其中所述混合室124連同所述顆粒506相對(duì)于所述磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。為此，所述器件508比如構(gòu)造為永久磁體。在這種情況下，如果所述筒100在所述器件508的環(huán)形軌道上經(jīng)過(guò)該器件508，那么所述器件508就總是使所述顆粒506偏移。按照按圖5的實(shí)施例，所述器件508構(gòu)造為線圈。由所述線圈508借助于控制裝置產(chǎn)生的磁力反向于離心力142起作用并且比如周期性地超過(guò)所述離心力142。尤其由此并且由于所述顆粒506具有比所述液體502、504高的密度這個(gè)事實(shí)，所述顆粒506沿著所述筒100的縱軸線104在所述液體502、504中來(lái)回運(yùn)動(dòng)，這由于出現(xiàn)的流動(dòng)也引起所述顆粒506的沿橫向于所述縱軸線104的方向的運(yùn)動(dòng)。作為替代方案，所述顆粒508的運(yùn)動(dòng)也可以僅僅借助于所述線圈508來(lái)控制。也就是說(shuō)，所述線圈508產(chǎn)生磁力510，該磁力510交替地反向于所述離心力142并且沿著所述離心力142的方向起作用。在這種情況下，所述顆粒506的密度以及所述離心力142的強(qiáng)度不起作用或者說(shuō)僅僅起微不足道的作用。除了將液體502、504混合之外，所描述的方法也可以用于使生化的結(jié)合過(guò)程加速。而后在所述混合室124中至少有一種液體502，該液體502包含至少一種類型的生化的探測(cè)劑(比如DNA、抗原、抗體、蛋白質(zhì)、細(xì)胞、基因序列、氣基酸)。在所述顆粒506上有一種類型的捕獲分子(比如DNA、抗原、抗體、蛋白質(zhì)、細(xì)胞、基因序列、氨基酸)，所述捕獲分子剛好結(jié)合這種生化的探測(cè)劑類型。通過(guò)所述顆粒506的穿過(guò)所述液體502的運(yùn)動(dòng),加快地向所述顆粒506加載所述生化的探測(cè)劑。在另一種實(shí)施方式中，在一個(gè)過(guò)程步驟中將所述液體502、504混合并且使生 化的探測(cè)劑結(jié)合到相應(yīng)的顆粒506的表面上。圖6A示出了按本發(fā)明的一種實(shí)施例的離心機(jī)600的示意性的俯視圖。圖6B示意性地示出了所述離心機(jī)600的側(cè)視圖。所述筒100-除了所述混合室124之外-為簡(jiǎn)便起見(jiàn)未在圖6B中示出。所述筒100連同所述腔室124在所述離心機(jī)600的未示出的支架中在環(huán)形軌道602上圍繞著所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140運(yùn)動(dòng)。所述離心機(jī)600具有兩個(gè)永久磁體508,所述永久磁體508相應(yīng)地設(shè)置為位置固定的結(jié)構(gòu)并且為更好地區(qū)別起見(jiàn)用附圖標(biāo)記604、606來(lái)表示。如可以在圖6B中看出的一樣，其中一個(gè)永久磁體604布置在所述環(huán)形軌道602的下方并且另一個(gè)永久磁體606布置在所述環(huán)形軌道602的上方。為此比如所述下面的永久磁體604集成到所述離心機(jī)600的底部608中并且所述上面的永久磁體606集成到所述離心機(jī)600的蓋子610中。此外，所述永久磁體604、606在圖6A的俯視圖中沿著所述環(huán)形軌道602相對(duì)于彼此偏置。比如所述永久磁體604、606在此關(guān)于所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140相互對(duì)置。如果現(xiàn)在所述筒100連同腔室124在所述環(huán)形軌道602上從所述永久磁體604、606的旁邊經(jīng)過(guò)，那么所述永久磁體就相應(yīng)地產(chǎn)生磁力510，該磁力不是平行于而是尤其基本上垂直于所述離心力142作用于相應(yīng)的顆粒506。所述永久磁體604、606布置在所述環(huán)形軌道602的不同的側(cè)翼上，由此所述磁力510在經(jīng)過(guò)所述永久磁體604、606時(shí)一會(huì)兒向下起作用并且一會(huì)兒向上起作用，從而引起所述顆粒506的相應(yīng)的垂直于離心力142的向下并且向上的來(lái)回運(yùn)動(dòng)。尤其所述顆粒506在此在整個(gè)里面的容器寬度512的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。也可以取代所述永久磁體604、606而比如使用線圈，在所述筒100或者說(shuō)混合室124經(jīng)過(guò)所述線圈時(shí)剛好給所述線圈通電并且由此產(chǎn)生磁力508。圖7A和7B不出了一種相對(duì)于按圖5的實(shí)施例的變型方案,其中不出了兩種不同的狀態(tài)。按圖7A和7B的混合室124包括一層柔性的尤其有彈性的膜片700，該膜片700比如由硅酮、熱塑性的彈性體或者聚酰胺構(gòu)成。該膜片700將所述容器500劃分為第一空間702和第二空間704。在所述第一空間702中接納了所述液體502、504。所述第二空間704則包含所述顆粒506并且必要時(shí)包含氣體706。作為替代方案，所述顆粒506也可以設(shè)置為所謂的鐵磁流體。
在時(shí)間上變化的磁力510現(xiàn)在在與所述離心力142的相互作用中使得所述顆粒506關(guān)于所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140也就是沿著所述縱軸線104來(lái)回運(yùn)動(dòng)并且在這過(guò)程中使所述膜片700變形。所述膜片700由此作用于所述液體502、504并且由此將其混合。圖7A示出了第一種狀態(tài)，在該第一種狀態(tài)中所述磁力510作用于相應(yīng)的顆粒506，并且圖7B示出了第二種狀態(tài)，在該第二種狀態(tài)中沒(méi)有磁力510而僅僅所述離心力142作用于相應(yīng)的顆粒506。在所述第二種狀態(tài)中，正是所述第一和第二液體502、504使所述膜片700變形。在所有前面的實(shí)施例中，有利的是，由此可以在不依賴于所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的情況下進(jìn)行混合。比如可以在轉(zhuǎn)速恒定、上升或者下降時(shí)進(jìn)行混合。按照一種實(shí)施例，可以如此選擇所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得相應(yīng)的離心力142超過(guò)預(yù)先確定的閾值，從而所述調(diào)節(jié)裝置300轉(zhuǎn)動(dòng)著所述具有混合室124的轉(zhuǎn)筒108，由此所述腔室124與其它的腔室120、 122、132、136進(jìn)行傳導(dǎo)的連接。在一種或者兩種成分502、504流入到所述混合室124中或者從中流出時(shí)，同時(shí)所述顆粒506已經(jīng)在所述容器500中運(yùn)動(dòng)并且由此可以將所述成分502、504彼此混合。特別優(yōu)選將在此所描述的實(shí)施例彼此組合。尤其這一點(diǎn)適合于按圖5和圖6A和6B以及圖7A和7B以及圖6A和6B的實(shí)施例。由此而后所述顆粒506在所述筒100每完整地旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)沿縱向方向104并且垂直于該縱向方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)。此外，所述混合室124可以具有未示出的障礙結(jié)構(gòu)，比如濾網(wǎng)或者柵格結(jié)構(gòu)，所述障礙結(jié)構(gòu)設(shè)置用于在離心力的作用下(也就是在所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)先確定的閾值時(shí))穿過(guò)所述液體502、504來(lái)運(yùn)動(dòng)或者被所述液體502、504所繞流(在使用位置固定的障礙結(jié)構(gòu)的情況下出現(xiàn)后一種情況)，用于由此將這些液體混合。所述殼體102和所述轉(zhuǎn)筒106、108、110可以由相同或者不同的聚合物制成。一種或者幾種聚合物尤其是熱塑性塑料、彈性體或者熱塑性的彈性體。實(shí)施例是環(huán)烯烴聚合物(C0P)、環(huán)烯烴共聚物(C0C)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。一個(gè)或者兩個(gè)轉(zhuǎn)筒106、110可以與所述殼體102構(gòu)成一體的結(jié)構(gòu)。盡管在此借助于優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明絕不局限于此，而是能夠以多種多樣的方式加以改動(dòng)。尤其要指出，在此為所述按本發(fā)明的筒所描述的設(shè)計(jì)方案和實(shí)施例能夠相應(yīng)地運(yùn)用到所述用于將第一和第二成分混合的按本發(fā)明的離心機(jī)以及按本發(fā)明的方法上，并且反之亦然。此外要指出，“一”在此不排除大量數(shù)目的情況。
權(quán)利要求
1.用于裝在離心機(jī)(600)中的筒(100)，具有混合室(124)，所述混合室(124)則包括用于至少一種第一和第二成分(502、504)以及電磁的顆粒(506)的容器(500)，其中所述電磁的顆粒(506)能夠借助于電磁力(510)來(lái)運(yùn)動(dòng)以用于將所述第一和第二成分(502、504)混口 O
2.按權(quán)利要求I所述的筒，另外具有 第一轉(zhuǎn)筒(108)和調(diào)節(jié)裝置(300)，其中所述第一轉(zhuǎn)筒(108)具有第一腔室(124)并且所述調(diào)節(jié)裝置(300)設(shè)置用于在離心力(142)超過(guò)預(yù)先確定的閾值時(shí)使所述第一轉(zhuǎn)筒(108)圍繞著其中軸線(104)轉(zhuǎn)動(dòng)，以便由此使所述第一腔室(124)與第二腔室(120、122)進(jìn)行傳導(dǎo)的連接，其中所述第一和/或第二腔室(124)構(gòu)造為混合室。
3.按權(quán)利要求2所述的筒，其中所述調(diào)節(jié)裝置(300)包括第一斜面(220)，該第一斜面(220)與所述第一轉(zhuǎn)筒(108)的第二斜面(242)共同作用，以便將所述第一轉(zhuǎn)筒(108)從第 一位置沿著所述中軸線(104)并且克服復(fù)位機(jī)構(gòu)(114)的作用置于第二位置中，其中在所述第一位置中所述第一轉(zhuǎn)筒(108)與所述筒(100)的殼體(102)沿圍繞著所述中軸線(104)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向形狀配合連接地處于嚙合之中，并且其中在所述第二位置中取消了所述形狀配合連接且所述第一轉(zhuǎn)筒(108)圍繞著所述中軸線(104)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.按權(quán)利要求2或3中任一項(xiàng)所述的筒，其中關(guān)于所述中軸線(104)在所述第一轉(zhuǎn)筒(108)的前面或者后面布置了所述第二腔室(120、122)和/或第三腔室(132、136)，其中優(yōu)選所述第一腔室(124)能夠借助于所述調(diào)節(jié)裝置(300)選擇性地與所述第二腔室(120、122)或者第三腔室(132、136)進(jìn)行傳導(dǎo)的連接。
5.按權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的筒，其中設(shè)置了具有所述第二腔室(120、122)的第二轉(zhuǎn)筒(106)和/或具有所述第三腔室(132、136)的第三轉(zhuǎn)筒(110)。
6.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的筒，另外具有用于產(chǎn)生電磁力(510)的器件(508)。
7.按權(quán)利要求6所述的筒，其中所述器件(508)集成到所述筒(100)的殼體(102)中、集成到所述第一、第二和/或第三轉(zhuǎn)筒(106、108、110)中。
8.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的筒，其中所述混合室(124)包括柔性的膜片(700)，該膜片將所述容器(500)劃分為第一和第二空間(702、704)，其中在所述第一空間(702)中能夠接納所述至少一種第一和第二成分(502、504)并且在所述第二空間(704)中能夠接納所述電磁的顆粒(506)，其中借助于所述電磁的顆粒(506)在電磁力(510)的作用下所述膜片(700)能夠變形，以便將所述至少一種第一和第二成分(502、504)混合。
9.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的筒，另外具有所述第一和第二成分(502、504)以及所述電磁的顆粒(506)，其中所述第一成分(502)構(gòu)造為生化的探測(cè)劑并且所述第二成分構(gòu)造為捕獲分子，所述捕獲分子結(jié)合所述生化的探測(cè)劑，其中所述電磁的顆粒(506)攜帶所述第一或者第二成分(502、504)。
10.離心機(jī)(600)，具有 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的筒(100)以及至少一個(gè)用于產(chǎn)生電磁力(510)的器件(508、604、606)。
11.按權(quán)利要求10所述的離心機(jī)，其中所述至少一個(gè)器件(508、604、606)設(shè)置用于產(chǎn)生電磁力(510)，所述電磁力反向于所述離心力(142)、垂直于所述離心力(142)并且/或者沿和所述離心力(142)相同的方向起作用。
12.按權(quán)利要求10或11所述的離心機(jī)，其中設(shè)置了至少一個(gè)第一及第二器件(604、606),其中所述第一器件(606)布置在環(huán)形軌道(602)的一側(cè)上并且所述第二器件(604)布置在所述環(huán)形軌道(602)的另一側(cè)上，其中所述筒(100)在離心分離時(shí)能夠沿著所述環(huán)形軌道(602)運(yùn)動(dòng)，并且所述第一和第二器件(604、606)沿著所述環(huán)形軌道(602)彼此隔開(kāi)。
13.按權(quán)利要求10到12中任一項(xiàng)所述的離心機(jī)，其中所述至少一個(gè)器件(604、606)集成到所述離心機(jī)(600)的殼體中，尤其集成到所述離心機(jī)的底部(608)和/或蓋子(610)中。
14.用于在尤其按權(quán)利要求I到9中任一項(xiàng)所述的筒(100)中將至少一種第一和第二成分(502、504)混合的方法，該方法具有以下步驟 用所述第一和第二成分(502、504)來(lái)裝填所述混合室(124)的容器(500);并且 產(chǎn)生電磁力(510)，其中所述電磁的顆粒(506 )將所述第一和第二成分(502、504 )彼此 混合。
15.按權(quán)利要求14所述的方法，其中在所述筒(100)進(jìn)行離心分離的過(guò)程中所述電磁力(510)發(fā)生變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將第一和第二成分混合的筒、離心機(jī)以及方法。提供一種筒(100)用于裝在離心機(jī)(600)中并且使其進(jìn)行離心分離，該筒(600)具有混合室(124)，所述混合室(124)則包括用于至少一種第一和第二成分(502、504)以及電磁的顆粒(506)的容器(500)，其中所述電磁的顆粒(506)能夠借助于電磁力(510)來(lái)運(yùn)動(dòng)，用于將所述第一和第二成分(502、504)混合。
文檔編號(hào)B04B5/04GK102814240SQ20121018400
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者M.多布, J.施泰格特 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司