EP1372851A1

EP1372851A1 - Vorrichtung zur thermischen beeinflussung von in einem behältnis enthaltenem, vorzugsweise flüssigem probenmaterial

Info

Publication number: EP1372851A1
Application number: EP02722282A
Authority: EP
Inventors: Joachim Pedina
Original assignee: Biometra Biomedizinische Analytik GmbH
Current assignee: Biometra GmbH
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2004-01-02
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: WO2002078849A1; DE10115848A1; EP1372851B1

Abstract

Eine Vorrichtung zur thermischen Beeinflussung von in einem Behältnis enthaltenem, vorzugsweise flüssigem Probenmaterial, umfassend wenigstens einen Temperierblock (12), an welchem das Behältnis zur Wärmeübertragung in einer Betriebspositionierung positionierbar ist, sowie eine dem wenigstens einen Temperierblock (12) zugeordnete Temperieranordnung, weist eine Ausstossanordnung (72) auf, welche dazu ausgebildet ist, das Behältnis wenigstens teilweise aus seiner Betriebspositionierung herauszubewegen und darauf folgend eine Zurückbewegung des Behältnisses in Richtung zur Betriebspositionierung zuzulassen.

Description

Vorrichtung zur thermischen Beeinflussung von in einem Behältnis enthaltenem, vorzugsweise flüssigem Probenmaterial

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Beeinflussung von in einem Behältnis enthaltenem, vorzugsweise flüssigem Probenmaterial, umfassend wenigstens einen Temperierblock, an welchem das Behältnis zur Wärmeübertragung in einer Betriebspositionierung positionierbar ist, sowie eine dem wenigstens einen Temperierblock zugeordnete Temperieranordnung.

Aus der DE 196 46 1 15 A1 ist eine derartige in Fachkreisen als Thermo- cycler bekannte Vorrichtung bekannt, bei welcher auf die mit Einsenkungen ausgebildete Oberfläche des Temperierblocks wenigstens ein Gefäß aufgesetzt werden kann, das eine zur Reaktion zu bringende Flüssigkeit enthält. Beispielsweise ist es bekannt, derartige Einrichtungen zur Durchführung sogenannter Polymerase-Ketten-Reaktionen einzusetzen. Das bzw. die die Probenflüssigkeit enthaltenden Gefäße werden durch einen Abschlussdeckel in festen thermischen Kontakt mit dem Temperierblock gepresst. Um die Durchführung derartiger Reaktionen mit einer Vielzahl an Probenflüssigkeiten gleichzeitig zu erleichtern, ist es bekannt, an Stelle von einzelnen Gefäßen sogenannte Microtiterplatten einzusetzen. Diese enthalten eine Vielzahl an Probenflüssigkeiten aufnehmenden Einsenkungen bzw. Ausbauchungen, die dann in entsprechende Einsenkungen im Temperierblock eingreifen, wenn dieses Behältnis, also beispielsweise die Mikrotiter- platte, in ihrer Betriebspositionierung am Temperierblock ist. Vor allem bei derartigen Vorrichtungen, bei welchen dieses Behältnis durch einen Deckel oder eine sonstige Vorkehrung in festem Kontakt mit dem Temperierblock gehalten ist, besteht die potentielle Gefahr, dass insbesondere bei Durchführung von Reaktionen bei vergleichsweise hohen Temperaturen im Be- reich von bis zu 95 °C das Behältnis an dem Temperierblock "anbäckt", so dass es nachfolgend nur schwer vom Temperierblock gelöst werden kann. Vor allem bei automatisiert ablaufenden Prozessen, bei welchen derartige Behältnisse nicht manuell, sondern von einem Roboter in ihre Betriebsposi- tionierung am Temperierblock gebracht werden und auch wieder aus der Vorrichtung entnommen werden, führt dieses Anbacken oder Anhaften des Behältnisses am Temperierblock häufig zu Funktionsstörungen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vor- richtung derart weiterzubilden, dass sie eine bessere Eignung zur automatisierten Eingabe bzw. Entnahme von Behältnissen aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur thermischen Beeinflussung von in einem Behältnis enthaltenem, vorzugs- weise flüssigem Probenmaterial, umfassend wenigstens einen Temperierblock, an welchem das Behältnis zur Wärmeübertragung in einer Betriebspositionierung positionierbar ist, sowie eine dem wenigstens einen Temperierblock zugeordnete Temperieranordnung.

Diese Vorrichtung weist eine Ausstoßanordnung auf, welche dazu ausgebildet ist, das Behältnis wenigstens teilweise aus seiner Betriebspositionierung herauszubewegen und darauf folgend eine Zurückbewegung des Behältnisses in Richtung zur Betriebspositionierung zuzulassen.

Zunächst ist also gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Bereitstellen einer Ausstoßanordnung dafür gesorgt, dass nach Durchführung einer Reaktion oder mehrerer Reaktionen das zunächst in seiner Betriebspositionierung am Temperierblock gehaltene Behältnis zumindest teilweise vom Temperierblock gelöst wird und somit nachfolgend deutlich leichter ent- nommen werden kann, als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Ein weiterer wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dabei, dass durch die Ausstoßanordnung nicht nur ein wenigstens teilweises Loslösen bzw. Herausbewegen des Behältnisses aus seiner Betriebspositionierung erreicht wird, um die Anhaftwirkung aufzuheben oder zumindest zu reduzieren, sondern dass diesem Behältnis unmittelbar nach diesem teilweisen oder vollständigen Loslösen wieder das Zurückkehren in Richtung zu seiner Betriebspositionierung ermöglicht wird. Bei automatisiertem Betrieb, bei welchem also ein Roboterarm ein Behältnis in der Betriebspositionierung ablegt, wird die Entnahme des Behältnisses nach Durchführung der Reaktion deutlich erleichtert, wenn es für den Roboterarm auch wieder in dieser Betriebspostionierung zum Herausnehmen bereitliegt. Der Roboterarm muss dann sowohl zum Einlegen als auch zum Entnehmen in nur eine einzige der Betriebspositionierung zugeordnete Stellung gebracht werden. Es ist nicht erforderlich, verschiedene Stellungen des Roboterarms einzulernen, um einerseits das Behältnis in die Vorrichtung einzulegen und andererseits dieses dann aus der Vorrichtung nach durchgeführter Reaktion wieder zu entnehmen. Dies erleichtert den automatisierten Ablauf deutlich und reduziert die Gefahr von Fehlern insbesondere beim Entnehmen eines Behältnisses aus der Vorrichtung.

Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei- spielsweise vorgesehen sein, dass die Ausstoßanordnung wenigstens ein zum Ausstoßen eines Behältnisses zwischen einer Ruhestellung und einer Ausstoßstellung bewegbares Ausstoßorgan umfasst. Dabei kann der konstruktive Aufbau zur Betätigung des Ausstoßorgans dadurch vereinfacht werden, dass das wenigstens eine Ausstoßorgan in Richtung zu seiner Ruhestellung vorgespannt ist. Es muss lediglich für eine aktive Bewegung des Ausstoßorgans in einer Richtung gesorgt werden. In der anderen Richtung sorgt die Vorspannug automatisch für eine Zurückbewegung.

Um die Bewegung des wenigstens einen Ausstoßorgans erlangen zu kön- nen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass dem wenigstens einen

Ausstoßorgan ein Ausstoßschieber zugeordnet ist, der zum Bewegen des

Ausstoßorgans von der Ruhestellung zur Ausstoßstellung von einer ersten Verschiebestellung zu einer zweiten Verschiebestellung verschiebbar ist. Hier kann zur Kraftübertragung insbesondere dann, wenn eine Bewegungs- richtungsumlenkung erforderlich ist, vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Ausstoßorgan mit dem zugeordneten Ausstoßschieber über eine Rampenflächenanordnung zusammenwirkt.

Auch im Zusammenhang mit dem wenigstens einen Ausstoßschieber ist es zum Erleichtern der Betätigung desselben vorteilhaft, wenn dieser in Richtung zu seiner ersten Verschiebestellung vorgespannt ist.

Die Bewegung des wenigstens einen Ausstoßschiebers kann beispielsweise durch eine Verschiebeanordnung zum Verschieben desselben zwischen seiner ersten Verschiebestellung und seiner zweiten Verschiebestellung erlangt werden.

Wie bereits angesprochen, ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass durch die erfindungsgemäße Ausstoßanordnung nicht nur ein Behältnis aus seiner Betriebspositionierung herausgehoben wird, sondern dass dem Behältnis unmittelbar darauf zur nachfolgenden automa- tisierten Entnahme auch wieder die Zurückkehr in seine bzw. in Richtung zu seiner Betriebspositionierung ermöglicht wird. Um dies zu erreichen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Verschiebeanordnung ein Verschiebenockenelement umfasst, welches zum Verschieben des Ausstoßschiebers zur zweiten Verschiebestellung an diesem angreift und nach Erreichen der zweiten Verschiebestellung ein Rückkehren des Ausstoßschiebers zu seiner ersten Verschiebestellung zulässt.

Dazu ist es möglich, dass die Verschiebeanordnung jedem Ausstoßschieber zugeordnet einen um eine Drehachse drehbaren Kipphebelträger sowie einen an dem Kipphebelträger schwenkbaren Kipphebel umfasst, wobei der Kipphebel bezüglich des Kipphebelträgers in eine Grund-Kippstellung vorgespannt ist und bei Drehung des Kipphebelträgers von einer ersten Dreh- Stellung in Richtung zu einer zweiten Drehstellung an dem Ausstoßschieber zum Verschieben desselben von der ersten Verschiebestellung zur zweiten Verschiebestellung angreift. Erreicht der Ausstoßschieber die zweite Verschiebestellung, so kann der Kipphebel außer Verschiebeeingriff mit dem Ausstoßschieber kommen und somit eine Bewegung desselben in Richtung zur ersten Verschiebestellung zurück zulassen.

Um die erfindungsgemäße Vorrichtung zur erneuten Durchführung einer Reaktion und somit zum erneuten Herausbewegen eines Behältnisses aus seiner Betriebspositionierung vermittels der Ausstoßanordnung vorzubereiten, ist es erforderlich, den Kipphebelträger wieder zurück in die erste Drehstellung zu bewegen. Um dabei eine ungeeignete Wechselwirkung zwischen dem Kipphebel und dem zugeordneten Ausstoßschieber zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass bei Drehung des Kipphebelträgers von der zweiten Drehstellung, in welcher der Kipphebel außer Verschiebeeingriff mit dem Ausstoßschieber ist, zur ersten Drehstellung der Kipphebel durch den sich im Wesentlichen in der ersten Verschiebestellung befindenden Ausstoßschieber aus seiner Grund-Kippstellung bezüglich des Kipphebelträgers verkippbar ist.

Wie voranstehend bereis ausgeführt, werden häufig sogenannte Mikrotiter- platten eingesetzt, in welchen eine Vielzahl an Einsenkungen zur Aufnahme von Probenflüssigkeiten vorgesehen ist. Um auch bei derartigen sich über eine größere Fläche eines Temperierblocks hinweg erstreckenden Behält- nissen das Loslösen von dem Temperierblock zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass zwei Ausstoßorgane an zwei zueinander entgegengesetzten Seiten des wenigstens einen Temperierblocks vorgesehen sind, dass bei jedem Ausstoßorgan ein Ausstoßschieber vorgesehen ist und dass für jeden Ausstoßschieber ein Kipphebelträger mit einem daran getragenen Kipphebel vorgesehen ist. Um bei der Durchführung von thermisch induzierten Reaktionen den Temperierblock in Wärmeübertragungskontakt mit dem die Probenflüssigkeit enthaltenden Behältnis zu halten, wird vorgeschlagen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner einen Deckel aufweist, welcher zwischen einer Öffnungsstellung, in welcher ein Behältnis in seiner Betriebspositionierung an dem wenigstens einen Temperierblock positionierbar ist, und einer Schließstellung bewegbar ist, in welcher Schließstellung der Deckel das an dem wenigstens einen Temperierblock positionierte Behältnis überdeckt und vorzugsweise gegen den wenigstens einen Temperierblock presst.

Dabei kann zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus dann weiter vorgesehen sein, dass der Deckel mit dem Kipphebelträger zur gemeinsamen Drehung gekoppelt ist, wobei bei Drehung des Kipphebelträgers zwischen der ersten Drehstellung und der zweiten Drehstellung der Deckel sich zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung bewegt. Zum Geschlossenenhalten dieses Deckels kann unter Ausnützung der bestmöglichen Hebelverhältnisse eine Deckelverriegelungsanordnung vorgesehen sein, durch welche der Deckel in einem der Bewegungslagerung desselben entfernten Endbereich in seiner Schließstellung verriegelbar ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen deatilliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht von der Rückseite her betrachtet;

Fig. 3 eine die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen

Vorrichtung darstellende Explosionsansicht; Fig. 4 eine Teil-Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Darstellen der Wirkungsweise einer Ausstoßanordnung;

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Ansicht, welche die Verschie- bung eines Ausstoßorgans in Richtung zu seiner Ausstoßstellung darstellt;

Fig. 6 eine weitere der Fig. 4 entsprechende Ansicht, welche das sich in der Ausstoßstellung befindende Ausstoßorgan dar- stellt;

Fig. 7 eine weitere der Fig. 4 entsprechende Ansicht, welche das wieder in seine Ruhestellung zurückgekehrte Ausstoßorgan darstellt;

Fig. 8 eine weitere der Fig. 4 entsprechende Ansicht, welche die

Zurückdrehung eines das Verschieben des Ausstoßorgans auslösenden Kipphebelträgers darstellt.

In den Figuren 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Derartige Vorrichtungen, die in Fachkreisen als sogenannte "Thermocycler" bekannt sind, werden beispielsweise bei der Durchführung von Polymerase-Ketten-Reaktionen eingesetzt. Sie weisen einen Temperierblock 12 auf, der in seiner nach oben hin freiliegenden Ober- fläche eine Mehrzahl von Einsenkungen 14 aufweist. In diese Einsenkungen 14 tauchen verschiedene Gefäße oder Gefäßabschnitte eines Behältnisses ein, in welchen dann die zur Reaktion zu bringenden Proben, im Allgemeinen Flüssigkeiten, enthalten sind. An der nicht dargestellten Unterseite des Temperierblocks 12 können beispielsweise in Form von Peltier-Elementen ausgebildete Heiz-/Kühl-Organe vorgesehen sein, wobei durch Bereitstellen einer Mehrzahl von voneinander getrennt ansteuerbaren Heiz-/Kühl-Organen über den Temperierblock 12 hinweg beispielsweise auch ein Temperatur- gradient eingestellt werden kann. Der Temperierblock 12 ist in einer auch in Fig. 3 erkennbaren Trageplatte 16 getragen, welche beidseits des Temperierblocks 12 jeweils ein Paar von Durchgriffsaussparungen 18, 20, 22, 24 mit langlochartiger Konfiguration aufweist. An der Rückseite der Trage- platte 16 bzw. des Temperierblocks 12 kann beispielsweise ein Kühlrippenträger 26 vorgesehen sein. Ferner sind beispielsweise zwei die Trageplatte 16 in festem Kontakt mit dem Kühlrippenträger 26 haltende winkelartig ausgebildete Rahmenteile 28, 30 vorgesehen.

Die den Kühlrippenträger 26, den Temperierblock 12, die Trageplatte 16 und die Rahmenteile 28, 30 umfassende Baugruppe 32 ist bei zusammengesetzter Vorrichtung in ein unteres Gehäuse 34 eingesetzt. In diesem unteren Gehäuse 34 können beispielsweise ferner Kühlventilatoren 35 vorgesehen sein. Nach oben hin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 durch einen schwenkbar getragenen Deckel 36 abgeschlossen bzw. abschließbar. Dieser Deckel 36 ist vermittels eines nachfolgend noch detaillierter beschriebenen Mechanismus 38 an der Vorrichtung 10 bzw. dem unteren Gehäuse 34 zwischen der in den Figuren 1 und 2 erkennbaren Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar, in welcher er ein auf dem Temperierblock 12 positioniertes Behältnis, beispielsweise eine Mikrotiterplatte, in festen Kontakt mit dem Temperierblock 12 drückt.

Der bereits angesprochene Mechanismus 38 umfasst zwei an dem unteren Gehäuse 34 gehaltene Trägerelemente 40, 42. Zwischen diesen Träger- elementen 40, 42 ist ein Elektromotor 44 angeordnet, auf dessen Ausgangswelle ein Zahnrad 46 drehfest getragen ist. Das Zahnrad 46 kämmt mit einem auf einer Welle 48 am Trägerelement 42 drehbar getragenen Zahnrad 50 und treibt dieses bei Erregung des Elektromotors 44 zur Drehung an. Das Zahnrad 50 ist derart aufgebaut, dass es nur in einem axialen Bereich desselben einen im Wesentlichen in Umfangsrichtung durchgehenden Zahnkranz 51 trägt, während es im anderen axialen Bereich nur in einem Umfangsbereich mit Verzahnung ausgebildet ist, im dargestellten Beispiel nur einen einzigen Zahn 52 aufweist.

In den Trägerelementen 40, 42 ist eine weitere Welle 54 drehbar getragen. Auf dieser Welle 54 ist drehfest ein weiteres Zahnrad 56 getragen. Das Zahnrad 56 weist eine nur in einem Umfangsbereich ausgebildete Verzahnung 58 auf, weist einen verzahnungsfreien Bereich 60 auf sowie einen Übergangsbereich, in dem nur in einem axialen Bereich eine Verzahnung, im vorliegenden Beispiel ein einziger Zahn 62, vorgesehen ist.

An den im zusammengefügten Zustand über die Trägerelemente 40, 42 hinausreichenden Endbereichen der Welle 54 sind zwei zylinderartig ausgebildete Kipphebelträger 62, 64 drehfest getragen. An diesen Kipphebelträgern 62, 64 sind Befestigungsplatten 66, 68 angebracht, an welchen wiederum der Deckel 36 fest angebracht ist. Die Welle 54 weist einen mit dieser fest zu verbindenden Wellenabschnitt 55 auf, welcher letztendlich den in Figur 3 rechts dargestellten Kipphebelträger 64 und das Plattenteil 68 drehfest trägt und mit der Welle 54 sowie auch dem Zahnrad 56 zur gemeinsamen Drehung fest gekoppelt ist.

Befindet sich bei zusammengebauter Vorrichtung 10 der Deckel 36 in seiner Schließstellung, so sind die beiden Zahnräder 50, 56 in einer derartigen Relativdrehstellung, dass die Verzahnung 51 des Zahnrads 50 nicht in Kämmeingriff mit der Verzahnung 58 des Zahnrads 56 steht, sondern dass der Verzahnung 51 der verzahnungsfreie Bereich 60 gegenüberliegt. Auch die beiden einander in axialer Richtung überlappenden Zähne oder Verzahnungsabschnitte 52, 62 sind in diesem Zustand nicht in Kämmeingriff. Dies bedeutet, dass bei in der Schließstellung sich befindendem Deckel 36 eine Erregung des Elektromotors 44 zunächst zwar zur Drehung der Zahnräder 46, 50, nicht jedoch zur Drehung des Zahnrads 56 und somit auch nicht zur Drehung der Welle 54 führen wird. Vielmehr wird durch diese zunächst stattfindende Erregung des Elektromotors 44 über einen nicht dargestellten Übertragungsmechanismus ein im Rahmenteil 28 vorgesehener Riegel 70 von einer ein entsprechendes Gegenstück am Deckel 36 übergreifenden und dadurch den Deckel 36 in seinem von der Schwenklagerung entfernten Endbereich in Richtung auf den Temperier- block 12 zu vorspannenden Stellung herausbewegt, bis eine Verriegelungswechselwirkung dieses Riegels 70 mit dem am Deckel 36 vorgesehenen und in der Figur nicht dargestellten Gegenstück aufgegeben ist. Zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Riegel 70 nicht mehr in der Lage ist, eine Ver- schwenkbewegung des Deckels 36 zu behindern, beginnt nunmehr die Antriebswechselwirkung zwischen den Zahnrädern 50 und 56. Es kommt zunächst der Zahn 52 in Eingriff mit dem Zahn 62, so dass das Zahnrad 56 zur Drehung angetrieben wird und nunmehr dessen Verzahnung 58 in Kämmeingriff mit der Verzahnung 51 des Zahnrads 50 tritt. Eine weiter anhaltende Erregung des Elektromotors 44 führt nunmehr also dazu, dass auch die Welle 54 zur Drehung angetrieben wird. Mit der Welle 54 drehen sich die beiden Kipphebelträger 62, 64 und die daran vorgesehenen Platten 66, 68.

Durch die Drehung der Welle 54 und auch des Wellenabschnitts 55 ver- schwenkt der Deckel 36 von seiner Schließstellung zu der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Öffnungsstellung. Es ist dann die Vorrichtung 10 in einem Zustand, in welcher ein Probenflüssigkeit entahltendes Behältnis entweder auf dem Temperierblock 12 zur Durchführung einer Reaktion abgelegt werden kann, oder vom Temperierblock 12 entnommen werden kann. Um diese Entnahme eines Behältnisses, welches zuvor zur Durchführung einer Reaktion von darin enthaltener Probenflüssigkeit vermittels des Temperierblocks 12 bzw. der daran vorgesehenen Heiz-/Kühl-Organe erwärmt worden ist, zu erleichtern, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 eine mit Bezug auf die Figuren 4 bis 8 im Folgenden detailliert beschriebene Ausstoßanordnung 72 auf. Diese Ausstoßanordnung 72 umfasst die bereits mit Bezug auf Fig. 3 angesprochenen Kipphebelträger 62, 64, von welchen in den Figuren 4 bis 8 der Kipphebelträger 64 dargestellt ist. Jeder der beiden Kipphebelträger 62, 64 weist in seinem axial näherungsweise mittigen Bereich eine Aus- sparung 74 bzw. 76 auf. In diesen Aussparungen 74, 76 ist jeweils ein Kipphebel 78, 80 um eine zur Drehachse A der Kipphebelträger 62, 64 exzentrische Kippachse B schwenkbar getragen. Diese Achse B kann gebildet sein durch in die Kipphebelträger 62, 64 eingesetzte Achsteile, von welchen in Fig. 4 das im Kipphebelträger 64 vorgesehene Achsteil 82 erkennbar ist.

Der nähere Aufbau bzw. die Funktionsweise der Kipphebelträger 62, 64 wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 4 bis 8 beschrieben. Es sei darauf hingeweisen, dass der in der Fig. 3 links angeordnete Kipphebel- träger 62 in entsprechender Weise wirkt.

Der Kipphebel 80 ist durch eine in den Figuren nicht dargestellte Vorspannfeder in die in Fig. 4 dargestellte Grund-Kippstellung bezüglich des Kipphebelträgers 64 vorgespannt, in welcher ein erster Hebelabschnitt 84 an einer die Aussparung 76 in Umfangsrichtung begrenzenden Wandung 86 des Kipphebelträgers 64 anliegt. Die Feder kann beispielsweise eine Schenkelfeder sein, welche das Achsteil 82 bereichsweise umgebend angeordnet ist und mit ihren Federschenkeln am Kipphebelträger 64 einerseits und am Kipphebel 80 andererseits angreift. Ein zweiter Hebelabschnitt 88 bildet einen Nockenbereich der Ausstoßanordnung 72. D.h., ein von dem Achsteil 82 entfernt liegender Endbereich 90 dieses Hebelabschnitts 88 bildet eine Nockenfläche, die, wie im Folgenden beschrieben, an einer Anlagefläche 92 eines dem Kipphebelträger 64 zugeordneten Ausstoßschiebers 94 zur Anlage bringbar ist. Der Ausstoßschieber 94 ist beispielsweise in einer im Kühlrippenträger 26 ausgebildeten kanalartigen Führung 96 in seiner Längsrichtung, d.h. im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse A des Kipphebelträgers 64, verschiebbar aufgenommen. Eine Vorspannfeder 98 stützt sich an dem die kanalartige Führung aufweisenden Kühlrippenträger 26 einerseits und an dem Ausstoßschieber 94 andererseits ab und spannt diesen in eine in Fig. 4 dargestellte erste Verschiebestellung vor. In dieser ersten Verschiebestellung ist der Ausstoßschieber 94 in maximalem Ausmaß aus der kanalartigen Führung 96 heraus und in Richtung auf den Kipphebel 80 zu verlagert.

Dem Ausstoßschieber 94 zugeordnet ist an der Trageplatte 16 ein allgemein mit 100 bezeichnetes Ausstoßorgan vorgesehen. Das Ausstoßorgan 100 weist zwei Ausstoßabschnitte 102, 104 auf, welche die bereits angesprochenen Öffnungen 22, 24 in der Trageplatte 16 durchsetzen bzw. in diese eingreifen. An einem die beiden Ausstoßabschnitte 102, 104 verbindenden Verbindungsabschnitt 106 des Ausstoßorgans 100 stützt sich eine beispielsweise als Blattfeder ausgebildete Vorspannfeder 108 ab, wodurch das Ausstoßorgan 100 in die in Fig. 4 dargestellte Ruhestellung vorgespannt ist. In dieser Ruhestellung ist das Ausstoßorgan 100 in maximalem Ausmaß auf den Ausstoßschieber 94 zu verlagert, so dass vorzugsweise die Ausstoßabschnitte 102, 104 nicht durch die zugeordneten Öffnungen 22, 24 über die Oberseite der Trageplatte 16 hinausragen.

Im Bereich der Ausstoßabschnitte 102, 104 weist das Ausstoßorgan 100 an seiner dem Ausstoßschieber 94 zugewandt positionierten Seite Rampenflächen 1 10, 1 12 auf. Diese Rampenflächen 1 10, 1 12 erstrecken sich näherungsweise in der Längsrichtung des Ausstoßschiebers 94 und ver- laufen derart, dass sie sich in dieser Längsrichtung dem Ausstoßschieber 94 annähern bzw. zunehmend von diesem entfernt liegen. Am Ausstoßschieber 94 sind jeder der Rampenflächen 1 10, 1 12 des Ausstoßorgans 100 zugeordnete Verschiebevorsprünge 1 14, 1 16 vorgesehen. Der Ver- schiebevorsprung 1 14 weist eine zur Rampenfläche 1 10 komplementäre Rampenfläche 1 18 auf. Der Verschiebevorsprung 1 16 weist eine vergleichsweise kurze Erstreckungslänge in Längsrichtung des Ausstoßschie- bers 94 auf und geht durch eine bogenförmig gekrümmte Fläche 120 in den Körperbereich des Ausstoßschiebers 94 über.

Die in Fig. 4 dargestellte Positionierung der verschiedenen Baugruppen ist letztendlich diejenige Positionierung, die diese im Schließzustand des Dek- kels 36 einnehmen. Wird nun der Elektromotor 44 zum Öffnen des Deckels 36 erregt, so wird also, nachdem das Zahnrad 50 das Zahnrad. 56 zur Drehung antreibt, jeder der Kipphebelträger 62, 64 zusammen mit dem Deckel 36 um die Drehachse A in Richtung eines Pfeils P_t in Fig. 4 gedreht. Dabei bleiben zunächst der Ausstoßschieber 94 und auch das Ausstoßorgan 100 in der in Fig. 4 dargestellten ersten Verschiebestellung bzw. Ruhestellung. Der Nockenbereich bzw. das freie Ende 90 des Kipphebels 80 nähert sich jedoch der zur Längsachse des Ausstoßschiebers 94 geneigt verlaufenden Fläche 92 an. In dem in Fig. 5 dargstellten Drehzustand erreicht der Kipphebel 80 mit seinem als Nockenbereich wirkenden freien Endbereich 90 diese Fläche 92 und kommt zur Anlage an dieser. Eine weiter anhaltende Drehbewegung des Kipphebelträgers 64 führt dazu, dass der bezüglich der Drehachse A exzentrisch liegende freie Endbereich 90 des Kipphebels 80 nunmehr gegen die Fläche 92 des Ausstoßeschiebers 94 presst und diesen dabei aus seiner ersten Verschiebestellung heraus in Richtung eines Pfeils P₂ in Richtung zu einer zweiten Verschiebestellung entgegen der Vorspannwirkung der Vorspannfeder 98 verschiebt. Dabei bewegen sich die Verschiebevorsprünge 1 14, 1 16 des Ausstoßschiebers 94 entlang der Rampenflächen 1 10, 1 12 des Ausstoßorgans 100. Da das Ausstoßorgan 100 sich nicht zusammen mit dem Ausstoßschieber 94 in Richtung P₂ verschieben kann, wird dieses in Richtung von Pfeilen P₃ angehoben. Die Ausstoßabschnitte 102, 104 treten nunmehr über die Oberfläche der Trageplatte 16 hervor und greifen an einem Randbereich 122 eines beispielsweise in Form einer Mikrotiterplatte 124 ausgebildeten und zunächst in einer Betriebspositionierung an dem Temperierblock 12 angeordneten Behältnisses an. Durch die anhaltende Aufwärtsbewegung der Ausstoßabschnitte 102, 104 wird also die Mikrotiterplatte 124 bezüg- lich des Temperierblocks 12 angehoben, so dass sie mit ihren die Probenflüssigkeit enthaltenden Gefäßbereichen 126 aus den Einsenkungen 14 zumindest teilweise herausgehoben wird. Diese Heraushubbewegung der Mikrotiterplatte 124 bzw. der Gefäßabschnitte 126 derselben hält an, bis bei der Drehbewegung des Kipphebelträgers 64 in Drehrichtung P, der freie Endbereich 90 des Kipphebels 80 das obere Ende der Fläche 92 am Ausstoßschieber 94 erreicht. In diesem Zustand erreicht der Ausstoßschieber 94 seine in Fig. 6 dargestellte zweite Verschiebestellung, in welcher er in maximalem Ausmaß in die kanalartige Führung 96 im Kühlrippenträger 26 eingeschoben ist. Auch das Ausstoßorgan 100 erreicht seine in maximalem Ausmaß nach oben verschobene Stellung, welche letztendlich einer Ausstoßstellung desselben entspricht. In diesem Zustand, in welchem also keine Weiterbewegung des Ausstoßschiebers 94 und des Ausstoßorgans 100 auftritt, ist die Mikrotiterplatte 126 in maximalem Ausmaß vom Tem- perierblock 12 abgehoben, d.h. in maximalem Ausmaß aus ihrer Betriebspositionierung, welche diese bei Durchführung der thermisch induzierten Reaktionen bezüglich des Temperierblocks 12 einnimmt, ausgelenkt.

Man erkennt in Fig. 6 ferner, dass auf Grund des Bereitsteilens des Ver- schiebevorsprungs 116 mit kürzerer Erstreckungslänge in der Längsrichtung des Ausstoßschiebers 96 ein gegenseitiger Kontakt dieses Verschie- vorsprungs 1 16 mit der Trageplatte 16 bei Annäherung des Ausstoßschiebers 94 an seine zweite Verschiebestellung vermieden wird.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Positionierung bzw. der zugeordneten Drehstellung des Kipphebelträgers 64 hat der Deckel 36 noch nicht seine in den Figuren 1 und 2 erkennbare Öffnungsstellung erreicht. Es wird daher der Elektromotor weiter erregt mit der Folge, dass zusammen mit dem Deckel 36 auch die Kipphebelträger 62, 64 weiter um die Drehachse A gedreht werden. Bei dieser weiter anhaltenden Drehbewegung kommt nunmehr der freie Endbereich 90 des Kipphebels 80 außer Eingriff mit der Fläche 92 des zugeordneten Ausstoßschiebers 94. Unter der Wirkung der Vorspannfeder 98 kehrt der Ausstoßschieber 94 in Richtung eines Pfeils P₄ nunmehr zu seiner ersten Verschiebestellung zurück. Dabei kehrt auch unter Einwirkung der Vorspannfeder 108 das Ausstoßorgan 100 in Richtung von Pfeilen P₅ zu seiner Ruhestellung zurück, in welcher die Ausstoßabschnitte 102, 104 wieder vollständig in die Trageplatte 16 eingefahren sind. Da in diesem Zustand keine die Mikrotiterplatte 124 anhebenden Organe mehr vorhanden sind, wird auch diese in Richtung zu ihrer Betriebspositionierung, welche in Fig. 4 dargestellt ist, zurückkehren und somit wieder in Anlage an dem Temperierblock 12 kommen. Da die thermisch induzierte Reaktion bereits abgeschlossen ist und der Temperierblock 12 in dieser Betriebsphase nicht mehr geheizt ist, besteht nicht die Gefahr, dass die Mikrotiterplatte 124, welche im Allgemeinen aus Kunststoffmaterial aufgebaut ist, erneut in stärkerem Ausmaß an dem Temperierblock 12 anhaftet.

In dem in Fig. 7 dargestellten Betriebszustand ist also, nachdem durch die Ausstoßanordnung 72 der Mikrotiterplatte 24 die Rückkehr zu ihrer Betriebspositionierung ermöglicht worden ist, diese zur Herausnahme durch einen Roboterarm oder einen sonstigen Mechanismus bereit. Insbesondere befindet sie sich in der gleichen Positionierung, in welcher sie durch diesen Roboterarm oder Mechanismus auch auf dem Temperierblock 12 abgelegt worden ist. Nachdem also eine zuvor eingesetzte Mikrotiterplatte 124 entnommen worden ist und beispielsweise eine neue Mikrotiterplatte 124 in ihrer Betriebspositionierung am Temperierblock 12 angeordnet worden ist, wird nunmehr der Elektromotor 44 zur Drehung in der entgegengesetz- ten Richtung erregt. Dies bedeutet, dass, wie in Fig. 8 dargestellt, der Kipphebelträger 64 zusammen mit dem Deckel 36 in Drehrichtung P₆, welche der Drehrichtung P, entgegengesetzt gerichtet ist, ausgehend von seiner in der Öffnungsstellung des Deckels 36 eingenommenen zweiten Drehstellung wieder in Richtung zu seiner in der Schließstellung des Deckels 36 eingenommenen ersten Drehstellung gedreht wird. Dabei kommt nun der Hebelabschnitt 88 in Anlage an dem Ausstoßschieber 94 und wird bei weiter anhaltender Drehung des Kipphebelträgers 64 um die Drehachse B in Dreh- bzw. Schwenkrichtung P₇ bezüglich des Kipphebelträgers 64 entgegen der Vorspannwirkung des vorangehend angesprochenen Federelementes verschwenkt. Dabei hebt der Hebelabschnitt 84 von der Wandung 86 des Kipphebelträgers 64 ab. Der Hebelabschnitt 88 gleitet also dabei an der Fläche 92 des Ausstoßschiebers 94 ab. Eine Verschiebung des Ausstoßschiebers 94 aus seiner in diesem Zustand eingenommenen ersten Verschiebestellung heraus findet dabei nicht statt. Hat durch die anhaltende Drehbewegung des Kipphebelträgers 64 in der Richtung P₆ der Kipphebel 80 sich mit seinem Hebelabschnitt 88 an dem Ausstoßschieber 94 vorbeibewegt, kehrt auch der Kipphebel 80 wieder in seine Grund- Kippstellung bezüglich des Kipphebelträgers 64 zurück, in welcher der Hebelabschnitt 84 in Anlage an dem Wandungsabschnitt 86 des Kipphebelträgers 64 ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausstoßanordnung, bei welcher zwei Kipphebelträger 62, 64 und somit letztendlich zwei Ausstoßschieber 94 und zwei Ausstoßorgane 100 vorgesehen sind, deren jeweilige Ausstoßabschnitte im Bereich der Öffnungen 18, 20, 22, 24 der Trageplatte 16 an dem Behältnis bzw. der Mikrotiterplatte 24 angreifen, wird eine sehr gleich- mäßig verteilte Anhebebelastung auf das Behältnis ausgeübt, so dass dieses über seine gesamte mit dem Temperierblock 12 in Kontakt stehende Fläche möglichst gleichmäßig in Richtung vom Temperierblock 12 weg beaufschlagt werden kann. Insbesondere erfolgt die Beaufschlagung in den vier Eckbereichen einer derartigen Mikrotiterplatte. Da noch während der Anhubbewegung des Deckels 36, um diesen zu seiner Öffnungsstellung zu bringen, das Behältnis, nachdem es vom Temperierblock 12 zumindest teilweise abgehoben worden war, wieder zu seiner Betriebspositionierung zurückkehren kann, steht dieses bereits bevor, spätestens jedoch dann, wenn der Deckel 36 seine Öffnungsstellung erreicht hat, zur Herausnahme durch einen Roboterarm oder einen sonstigen Mechanismus zur Verfügung. Dies ermöglicht eine sehr rasche Durchführung mehrerer aufeinander folgender Reaktionen an verschiedenen Mikrotiterplatten bzw. Behältnissen. Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in verschiedenen Bereichen anders ausgeführt sein kann, als vorangehend beschrieben. So ist es grundsätzlich möglich, beispielsweise nur in einem Seitenbereich an dem Behältnis ein Ausstoßorgan angreifen zu lassen. Gleichwohl ist es auch möglich, an jedem Ausstoßorgan mehr als nur die zwei dargestellten Ausstoßabschnitte vorzusehen. Auch kann der Übertragungsmechanismus, mit welchem die Antriebskraft vom Aπtriebsmotor auf die Kipphebelträger übertragen wird anders ausgestaltet sein. Insbesondere ist es möglich, zur Verriegelung des Deckels bezüglich des Gehäuses einen eigenen Antrieb einzusetzen, so dass der in Fig. 3 dargstellte Mechanismus 38 nicht den durch entsprechende Ausgestaltung von Verzahnungen bereitgestellten Totgangbereich aufweisen muss.

Es sei des Weiteren noch darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Prinzip des kurzzeitigen Anhebens und wieder Zurückkehrenlassens eines Behältnisses nicht nur in Verbindung mit dem dargestellten als Mikrotiterplatte ausgebildeten Behältnis vorgesehen sein kann. Selbstverständlich ist dieses Prinzip auch mit einzelnen Probenaufnahmegefäßen kombinierbar, an welchen dann jeweils wenigstens ein Ausstoßorgan zum Ausheben an- greifen kann.

Claims

Ansprüche

1 . Vorrichtung zur thermischen Beeinflussung von in einem Behältnis (124) enthaltenem, vorzugsweise flüssigem Probenmaterial, umfassend: wenigstens einen Temperierblock (12), an welchem das Behältnis (124) zur Wärmeübertragung in einer Betriebspositionierung positionierbar ist, - eine dem wenigstens einen Temperierblock (12) zugeordnete

Temperieranordnung, gekennzeichnet durch eine Ausstoßanordnung (72), welche dazu ausgebildet ist, das Behältnis (124) wenigstens teilweise aus seiner Betriebspositionierung herauszubewegen und darauf folgend eine Zurückbewegung des Behältnisses (124) in Richtung zur Betriebspositionierung zuzulassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstoßanordnung (72) wenigs- tens ein zum Ausstoßen eines Behältnisses (124) zwischen einer

Ruhestellung und einer Ausstoßstellung bewegbares Ausstoßorgan (100) umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Ausstoßorgan

(1 00) in Richtung zu seiner Ruhestellung vorgespannt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen Ausstoßorgan (1 00) ein Ausstoßschieber (94) zugeordnet ist, der zum Bewegen des Ausstoßorgans (100) von der Ruhestellung zur Ausstoßstellung von einer ersten Verschiebestellung zu einer zweiten Verschiebestellung verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Ausstoßorgan

(100) mit dem zugeordneten Ausstoßschieber (94) über eine Ram- penflächenanordnung (1 10, 1 12, 1 14, 1 16) zusammenwirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausstoßschieber (94) in Richtung zu seiner ersten Verschiebestellung vorgespannt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Verschiebeanordnung (62, 64, 78, 80) zum Verschieben des Ausstoßschiebers (94) zwischen seiner ersten

Verschiebestellung und seiner zweiten Verschiebestellung.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeanordnung (62, 64, 78, 80) ein Verschiebenockenelement {78, 80) umfasst, welches zum

Verschieben des Ausstoßschiebers (94) zur zweiten Verschiebestellung an diesem angreift und nach Erreichen der zweiten Verschiebestellung ein Rückkehren des Ausstoßschiebers (94) zu seiner ersten Verschiebestellung zulässt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeanordnung (62, 64, 78, 80) jedem Ausstoßschieber (94) zugeordnet einen um eine Drehachse (A) drehbaren Kipphebelträger (62, 64) sowie einen an dem Kipphebelträger (62, 64) schwenkbaren Kipphebel (78, 80) umfasst, wobei der Kipphebel (78, 80) bezüglich des Kipphebelträgers (62, 64) in eine Grund-Kippstellung vorgespannt ist und bei Drehung des Kipphebelträgers (62, 64) von einer ersten Drehstellung in Richtung (P^zu einer zweiten Drehsteilung an dem Ausstoßschieber (94) zum Verschieben desselben von der ersten Verschiebestellung zur zweiten Verschiebestellung angreift.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der zweiten Verschiebestellung der Kipphebel (78, 80) außer Verschiebeeingriff mit dem Ausstoßschieber (94) kommt und eine Bewegung desselben in Rich- tung zur ersten Verschiebestellung zulässt.

1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Drehung des Kipphebelträgers (62, 64) von der zweiten Drehstellung, in welcher der Kipphebel (78, 80) außer Verschiebeeingriff mit dem Ausstoßschieber (94) ist, zur ersten Drehstellung der Kipphebel (78, 80) durch den sich im Wesentlichen in der ersten Verschiebestellung befindenden Ausstoßschieber (94) aus seiner Grund-Kippstellung bezüglich des Kipphebelträgers (62, 64) verkippbar ist.

1 2. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ausstoßorgane (100) an zwei zueinander entgegengesetzten Seiten des wenigstens einen Temperierblocks (1 2) vorgesehen sind, dass bei jedem Ausstoßorgan (100) ein Ausstoßschieber (94) vorgesehen ist und dass für jeden Ausstoßschieber (94) ein Kipphebelträger (62, 64) mit einem daran getragenen Kipphebel (78, 80) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 2, gekennzeichnet durch einen Deckel (36), welcher zwischen einer

Öffnungsstellung, in welcher ein Behältnis (1 24) in seiner Betriebspositionierung an dem wenigstens einen Temperierblock (12) positio- nierbar ist, und einer Schließstellung bewegbar ist, in welcher Schließstellung der Deckel (36) das an dem wenigstens einen Temperierblock (12) positionierte Behältnis (124) überdeckt und vorzugsweise gegen den wenigstens einen Temperierblock (12) presst.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (36) mit dem Kipphebelträger (62, 64) zur gemeinsamen Drehung gekoppelt ist, wobei bei Drehung des Kipphebelträgers (62, 64) zwischen der ersten Dreh- Stellung und der zweiten Drehstellung der Deckel (36) sich zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung bewegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch eine Deckelverriegelungsanordnung (70), durch welche der Deckel (36) in einem der Bewegungslagerung desselben entfernten Endbereich in seiner Schließstellung verriegelbar ist.