DE102008042971A1 - Centrifuge for use in e.g. industry for separation of components of liquids from magnetizable particles, has magnet device arranged and designed such that magnetic force acts on lower area of container for holding particles - Google Patents
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Abstract
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft die Stofftrennung von Fluiden.The The present invention relates to the separation of fluids.
Zentrifugen werden häufig zur Stofftrennung insbesondere bei Fluiden (wie Flüssigkeiten und Gasen) verwendet. Dabei nutzen Zentrifugen durch Rotation die Massenträgheit aus. Partikel oder Medien mit höherer Dichte wandern aufgrund der höheren Trägheit verstärkt nach außen. Dabei verdrängen sie die Bestandteile mit niedrigerer Dichte, die hierdurch zur Mitte gelangen.centrifuges are often used for substance separation, especially for fluids (such as liquids and gases) used. It uses centrifuges by rotation, the inertia. Particles or media with higher density migrate due to the higher inertia reinforced to the outside. At the same time displace they use the lower density ingredients that hereby become the center reach.
Derartige
Zentrifugen sind im Stand der Technik hinreichend bekannt und stellen
Standardgeräte in Industrie und Labor dar.
Insbesondere
im Bereich der Proteinisolation werden häufig sogenannte
magnetische Beads verwendet um bestimmte Proteine zu isolieren.
So können zum Beispiel die zu isolierenden Proteine an
diese magnetischen Beads gebunden werden. In einem anschließenden
Separationsprozess werden die magnetischen Beads durch Anlegen einer
Magnetkraft gebunden und die verbleibende Flüssigkeit kann
entnommen werden. Dies wird zum Beispiel beschrieben in der Broschüre
Zur
Trennung von Flüssigkeiten von magnetischen Beads ist eine
Vorrichtung der Firma Invitrogen Dynal AS, Oslo, bekannt. Dieser
OFFENBARUNGEPIPHANY
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Trennen von Fluiden mit darin enthaltenen magnetischen Beads zu verbessern. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.It The object of the present invention is the separation of fluids with To improve magnetic beads contained therein. The task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous embodiments are in the dependent claims.
Eine Zentrifuge gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Zentrifugierkörper und eine Magneteinrichtung auf. Der Zentrifugierkörper ist um eine Achse rotierbar und weist eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines oder mehrerer Gefäße auf. Jedes Gefäß kann ein Fluid enthalten. Durch Rotation des Zentrifugierkörpers können Bestandteile des Fluids aufgrund der Massenträgheit getrennt werden, so dass sich schwerere Bestandteile des Fluids vermehrt in einem unteren Bereich des Gefäßes ansammeln. Typischerweise weist das Gefäß einen Bereich mit einer Öffnung auf, der als oberer Bereich bezeichnet werden soll, und der untere Bereich befindet sich am dazu entgegengesetzten Ende des Gefäßes.A Centrifuge according to the present invention has a centrifuging and a magnetic device. The centrifuge is rotatable about an axis and has a receiving device for receiving one or more Vessels open. Every vessel can contain a fluid. By rotation of the centrifuging may be components of the fluid due to inertia be separated, so that heavier components of the fluid Increased in a lower area of the vessel accumulate. Typically, the vessel has a Area with an opening referred to as the upper area should be, and the lower area is on the opposite End of the vessel.
Die Magneteinrichtung ist so angeordnet und ausgeführt, dass zumindest ab einer Beendigung einer Rotation des Zentrifugierkörpers auf den unteren Bereich des Gefäßes (oder mehrere der Gefäße) zumindest eine Zeitlang eine Magnetkraft wirkt, um so magnetisierbare Partikel (z. B. die magnetischen Beads wie eingangs beschrieben), die sich in dem unteren Bereich des Gefäßes befinden, dort mittels der Magnetkraft zu halten. Dabei soll der Begriff „Halten” bedeuten, dass die magnetisierbaren Partikel unter dem Einfluss der Magnetkraft verstärkt in dem unteren Bereich des Gefäßes gegenüber einem Zustand ohne Magnetkraft zurückgehalten werden, bzw. dass die magnetisierbaren Partikel gegenüber nicht magnetisierbaren Partikeln unter dem Einfluss der Magnetkraft verstärkt in dem unteren Bereich des Gefäßes zurückgehalten werden.The Magnetic device is arranged and designed so that at least from a termination of a rotation of the centrifuging on the lower part of the vessel (or more the vessels) at least for a time a magnetic force acts as magnetizable particles (eg the magnetic beads as described above), located in the lower part of the vessel to hold there by means of magnetic force. It should be the Term "hold" mean that the magnetizable Particles under the influence of magnetic force amplified in the lower area of the vessel opposite a state without magnetic force are retained, or that the magnetisable particles are not magnetizable Particles reinforced under the influence of magnetic force retained in the lower area of the vessel become.
Indem die Magnetkraft bereits zumindest ab Beendigung der Rotation (und damit des Zentrifugierens) wirkt, werden die durch das Zentrifugieren getrennten und sich im unteren Bereich des Gefäßes angesammelten magnetisierbaren Partikel unmittelbar ab Beendigung der Rotation gehalten, und es kann so bestmöglich einer Rück-Diffusion der magnetisierbaren Partikel zurück in das Fluid entgegengewirkt werden. Das Fluid oder zumindest ein Teil davon kann entnommen werden und die magnetisierbaren Partikel verbleiben weitgehend in dem Gefäß (insbesondere gegenüber einem Zustand ohne Anlegung eines Magnetfledes). Die Erfindung verhindert so, dass die erfolgte Trennung wieder zumindest teilweise verloren geht, z. B. indem das Gefäß aus der Zentrifuge entnommen werden muss, um es dann in dem eingangs beschriebenen Rack mit Magnetwand zu haltern, um das Fluid dort zu entnehmen. Dies führt zu einer verbesserten Trennleistung und verringert die notwendigen Arbeitsschritte.By the magnetic force already acts at least from the end of the rotation (and thus the centrifuging), the magnetizable particles separated by the centrifugation and accumulated in the lower region of the vessel are held immediately from the completion of rotation, and it can thus best a back-diffusion of magnetizable particles are counteracted back into the fluid. The fluid or at least a part thereof can be removed and the magnetisable particles remain largely in the vessel (in particular in relation to a state without application of a magnetic flux). The invention prevents so that the separation takes place again at least partially lost, z. B. by the vessel must be removed from the centrifuge to then hold it in the rack with magnetic wall described above, to remove the fluid there. This leads to an improved separation efficiency and reduces the necessary work steps.
Es ist klar, dass auch trotz angelegten Magnetfeldes eine Rück-Diffusion der magnetisierbaren Partikel erfolgen wird, die umso stärker ist, je schwächer das angelegte Magnetfeld ist. Dennoch erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine deutlich verbesserte Trennleistung, insbesondere indem Zeitverluste und ein Transport der Reaktionsgefäße vermieden wird.It it is clear that even despite applied magnetic field, a back-diffusion the magnetizable particles will be made, the stronger is, the weaker the applied magnetic field. Yet allows the device according to the invention a significantly improved separation performance, especially by losing time and avoid transport of the reaction vessels becomes.
Dieser erfindungsgemäße Vorteil ergibt sich bereits dadurch, dass die Magnetkraft zumindest ab Beendigung der Rotation des Zentrifugierkörpers auf den unteren Bereich eines jeweiligen Gefäßes einwirkt und diese zumindest eine Zeitlang, z. B. bis dass das darüberstehende Fluid zumindest teilweise entfernt wird, gehalten wird. Natürlich kann die Magnetkraft auch bereits während der Rotation und insbesondere auch vor Beendigung der Rotation angelegt werden.This Advantage according to the invention already results from that the magnetic force at least from the completion of the rotation of the centrifuging on the lower part of each vessel acts and this at least for a time, z. B. until that the above Fluid is at least partially removed is maintained. Naturally The magnetic force can already during the rotation and especially before the rotation is completed.
Für viele Anwendungen wird es nicht erforderlich sein die Magnetkraft abzuschalten, so dass Permanentmagnete geeignet verwendet werden können und die Magnetkraft permanent wirkt. Alternativ kann die Magneteinrichtung so ausgeführt werden, dass die Magnetkraft ein- oder ausschaltbar wird, z. B. durch Verwendung von Elektromagneten.For Many applications will not require the magnetic force shut off so that permanent magnets can be suitably used and the magnetic force acts permanently. Alternatively, the magnetic device be executed so that the magnetic force is switched on or off, z. B. by use of electromagnets.
Die Magneteinrichtung kann sich sowohl in einem bewegten Element der Zentrifuge, also insbesondere dem Zentrifugierkörper, als auch in einem unbewegten Element der Zentrifuge, einem so genannten Stator, befinden. Zudem kann die Magneteinrichtung sich auch auf beide, beweglichen und unbeweglichen Elemente der Zentrifuge verteilen. Durch Anordnung der Magneteinrichtung innerhalb des Zentrifugierkörpers, insbesondere dicht beabstandet zu der Aufnahmeeinrichtung, kann das Magnetfeld besonders geeignet auf das jeweilige Gefäß angepasst werden. Durch eine Verringerung der Abstände zwischen Magneteinrichtungen und Gefäß kann zudem die Stärke des auf das Gefäß wirkenden Magnetfeldes erhöht werden bzw. muss nur ein geringeres Magnetfeld angelegt werden.The Magnetic device can be found both in a moving element of Centrifuge, ie in particular the centrifuging, as also in a stationary element of the centrifuge, a so-called Stator, are located. In addition, the magnetic device can also be up distribute both movable and immovable elements of the centrifuge. By Arrangement of the magnetic device within the centrifuging body, in particular closely spaced from the receiving device can the magnetic field particularly adapted to the particular vessel become. By reducing the distances between magnet devices and vessel can also increase the strength of increases the vessel acting magnetic field be or must be applied only a lower magnetic field.
Alternativ oder in Ergänzung kann die Magneteinrichtung sich in dem Stator befinden oder als Teil dessen angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stator so gestaltet, dass er sich entlang und beabstandet zu einer Kreisbahn befindet, die der untere Bereich eines in der Aufnahmeeinrichtung des Zentrifugierkörpers sich befindlichen Gefäßes bei einer Rotation beschreibt. Vorzugsweise ist die Magneteinrichtung in dem Stator rotationsförmig, insbesondere ringförmig, zu der Kreisbahn angeordnet.alternative or in addition, the magnetic device may be in the Stator be located or be arranged as part of it. In a preferred embodiment the stator is designed to be along and spaced located to a circular path, which is the lower area of a in the Recording device of Zentrifugierkörpers located vessel at a rotation describes. Preferably, the magnetic device in the stator rotationally, in particular annular, arranged to the circular path.
Bei einer Ausführungsform, bei der die Gefäße während einer Rotation (in einem Winkel gegenüber der Rotationsachse) geschwenkt werden, so dass die Gefäße zunehmend horizontal oder zumindest in einem verkleinerten Winkel gegenüber der Horizontalen gehaltert werden, ist die Magneteinrichtung vorzugsweise so angeordnet, dass sie zumindest ab einer Beendigung der Rotation dem unteren Bereich eines jeweiligen Gefäßes (möglichst) dicht gegenüber liegt. Ein Mitschwenken der Magneteinrichtung kann erfolgen, wird aber für viele Anwendungen nicht erforderlich sein und den erhöhten mechanischen Aufwand rechtfertigen.at an embodiment in which the vessels during a rotation (at an angle opposite the axis of rotation) are pivoted so that the vessels increasingly horizontal or at least at a reduced angle held against the horizontal, is the magnetic device preferably arranged so that they at least from a termination the rotation of the lower portion of a respective vessel (as close as possible). A pivoting The magnet device can be done, but for many Applications may not be required and the increased mechanical Justify the effort.
Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform ist der so genannte „Swinging
Bucket” Modus oder Schwenkbecherzentrifuge, wie im Stand
der Technik hinreichend bekannt und z. B. in der
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die Erfindung wird im Folgenden weiter unter Heranziehung der Zeichnungen erläutert, wobei sich gleiche Referenzzeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Merkmale beziehen.The The invention will be further described below with reference to the drawings explained, with the same reference characters to the same or functionally identical or similar features.
In
Der
Zentrifugierkörper
Durch
Rotation des Zentrifugierkörpers
In
der Ausführungsform nach
Durch
die Magneteinrichtung
Während
der äußere Aufbau prinzipiell dem nach
Zur
Trennung von Bestandteilen des Fluids von den in dem Fluid
Im
Falle der Verwendung einer Magneteinrichtung
Bei
einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung, die in den Figuren nicht näher ausgeführt
ist, ist die Zentrifuge
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110502 |