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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Probenaufnahmevorrichtung, insbesondere für Probenanalytik im medizinischen, pharmazeutischen oder biologischen Bereich.
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Oftmals ist es für eine Probenanalyse nötig, bestimmte Mengen einer flüssigen Probe verschiedenen Analyseschritten zu unterziehen. Neben der Aufnahme der vorgesehenen Menge der Probe ist hierbei auch wesentlich, die Probe nicht zu verschmutzen und mit einem zur Analyse benötigten Stoff oder Substrat, also einem Reagenzen, in Kontakt zu bringen. Hierfür sind aus dem Stand der Technik bereits Lösungen bekannt. So ist in der Druckschrift
DE 10 2019 204 633 A1 eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Handhaben einer flüssigen Probe bekannt, deren Benutzung allerdings komplex sein kann, da z. B. unter Umständen ein zweiter Behälter zur Aufnahme der die Probe enthaltenden Vorrichtung nötig ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Probenaufnahmevorrichtung vorzuschlagen, die diese Nachteile vermeidet, die also mechanisch stabil aufgebaut und einfach zu benutzen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die Probenaufnahmevorrichtung weist einen Aufsetzer als ersten Teil und einen Aufnehmer als zweiten Teil auf. Der Aufnehmer ist mit einem einseitig offenen Hohlraum ausgebildet, wobei der Hohlraum mit einer Abdeckung verschlossen oder verschließbar ist. Durch die Abdeckung ist der Hohlraum gegen die Umgebung abgedichtet. Der Aufsetzer weist einen Grundkörper und ein Öffnungselement auf, wobei der Grundkörper mit einem Probenbehälter mit einer Austrittsöffnung versehen ist. Das Öffnungselement ist derart ausgestaltet, dass durch ein Andrücken des Öffnungselements auf die Abdeckung die Abdeckung mit dem Öffnungselement bzw. durch das Öffnungselement durchdringbar ist. Der Aufsetzer ist derart auf dem Aufnehmer aufsetzbar und befestigbar, dass der Probenbehälter mit seiner Austrittöffnung und das Öffnungselement im Hohlraum angeordnet sind. Der Probenbehälter und das Öffnungselement sind im auf dem Aufnehmer aufgesetzten Zustand vom Grundkörper wegweisend in die gleiche Richtung zeigend angeordnet.
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Eine zu analysierende Probe kann im Probenbehälter aufgenommen und aufbewahrt werden. Durch das Andrücken des Öffnungselements, d.h. Ausüben einer Kraft durch das Öffnungselement auf die Abdeckung und durchdringen der Abdeckung aufgrund des ausgeübten Drucks bzw. der ausgeübten Kraft, kann die Abdeckung zerstört werden und somit der Zugang zu dem Hohlraum des Aufnehmers hergestellt werden kann. Da der Aufnehmer einseitig offen ist und nach dem Aufsetzen bzw. Befestigen des in den Hohlraum eingeführten Aufsetzers die Probe von allen Seiten geschützt ist durch den Aufnehmer bzw. den Grundkörper, der typischerweise geschlossen ausgebildet ist, kann zum einen die Probe in dieser Konfiguration sicher gehalten und transportiert werden, zum anderen kann aber auch durch einen bereits in dem Aufnehmer enthaltenen Stoff die Probe zu einer chemischen Reaktion mit diesem Stoff gebracht werden. Da in diesem Zustand sowohl das Öffnungselement, das auch als Öffner bezeichnet werden kann, als auch der Probenbehälter von dem Grundkörper wegweisend und typischerweise in die gleiche Richtung zeigend angeordnet sind (worunter insbesondere verstanden werden soll, dass sich das Öffnungselement und der Probenbehälter auf der gleichen Seite des Grundkörpers befinden), wird nicht nur eine klar vorgegebene Bewegung zum Einbringen definiert, bei der die beiden Elemente in gleicher Richtung bewegt werden und die einfach durchzuführen ist, sondern auch eine mechanisch stabile Verbindung und ein kompakter Aufbau geschaffen.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Probenhalter einteilig mit dem Öffnungselement ausgestaltet ist. Durch diese auch als integrale Ausführung bezeichnete Verbindung, bei der die beiden Elemente stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wird ein besonders einfacher Aufbau realisiert.
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Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, das Öffnungselement und den Probenhalter zweiteilig auszugestalten, wobei der Probenhalter typischerweise in eine Aussparung des Öffnungselements einsetz- oder aufnehmbar ist. Durch diese mehrteilige Ausgestaltung ergibt sich eine größere Flexibilität, beispielsweise können anders als bei einem einteiligen Aufbau nun unterschiedliche Werkstoffe für das Öffnungselement und den Probenhalter verwendet werden. Insbesondere können das Öffnungselement und der Probenbehälter mittels einer form- bzw. kraftschlüssigen oder reibschlüssigen Durchsteckverbindung miteinander verbunden sein.
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Der Probenbehälter und das Öffnungselement können konzentrisch und bzw. oder parallel entlang der Längsachse des Aufsetzers zueinander angeordnet, anordenbar oder ausgerichtet sein. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, in dem die Richtung der Kraft zum Durchdringen der Abdeckung durch die Anordnung entlang der Längsachse klar definiert ist, und das Aufbringen der Kraft ebenfalls entlang dieser Längsachse erfolgen sollte.
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Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass ein zusätzlicher Behälter zusätzlich zu dem Probenbehälter rechtwinklig zu dem Öffnungselement angeordnet, anordenbar oder ausgerichtet ist, um von dem Probenbehälter eventuell nicht aufgenommene Probenteile aufzunehmen. Dieser zusätzliche Behälter ist typischerweise mit dem Probenbehälter verbunden und tunnelförmig bzw. kanalförmig ausgeführt.
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Die aufzunehmende Probe ist typischerweise eine flüssige Probe, d. h. der Probenbehälter ist in der Regel dazu ausgebildet, flüssige Proben aufzunehmen. Die Probe selbst liegt hierfür typischerweise als Probenmenge im Mikroliterbereich vor, d. h. der Probenbehälter ist dazu eingerichtet, Probenmengen im Bereich von 0,5 µl bis 100 µl aufzunehmen und zu halten. Die beanspruchte Vorrichtung kann somit ist Massen- bzw. Einwegartikel zur reproduzierbaren Aufnahme von Proben angesehen werden, mit der die Probe einer Vielzahl verschiedener Analyseschritte wie beispielsweise das Mischen mit einer Substanz, zugänglich gemacht werden kann.
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Die Abdeckung selbst ist vorzugsweise als Dichtplatte oder Dichtfolie ausgebildet. Dadurch, dass der Aufnehmer als einseitig offener Körper mit einem innenliegenden Hohlraum ausgebildet ist, kann der Aufnehmer nicht nur den Aufnehmer aufnehmen, sondern auch bereits vor dem Einbringen des Aufnehmers, d. h. bei intakter Abdeckung, in seinem Hohlraum für eine Analyse gewünschte Stoffe bzw. Substanzen enthalten. Der Hohlraum, der auch als Kavität bezeichnet werden kann, ist also typischerweise als ein einen Reagenzen enthaltenes Reservoir ausgebildet. Durch die Bereitstellung des Reagenzen oder einer anderen Substanz in einem abgedichteten Reservoir lassen sich Kontaminationen des Reagenzen, aber auch Kontaminationen der Umgebung vermeiden. Insbesondere gefährliche Substanzen, z. B. biogefährliche Substanzen oder krebserregende Stoffe können somit sicher und ohne unkontrollierten Kontakt zur Umgebung transportiert und gehandhabt werden. Der Hohlraum als Reservoir kann außerdem an unterschiedlichen Orten befüllt und entleert werden. Dadurch werden in einem einzigen Hohlraum alle relevanten Substanzen aufbewahrt und gemischt (d. h. Probe und Reagenzien), was die Größe, Komplexität und Kosten reduziert. Durch das aufgrund der verringerten Komplexität schneller mögliche Mischen wird somit auch ein Probenverlust durch Verdampfen reduziert.
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Der Hohlraum kann mit einer festen, flüssigen oder gasförmigen Substanz, insbesondere einem Fluid oder mehreren Fluiden wie z. B. einer fließfähigen Flüssigkeit, einem fließ- oder rieselfähigen Feststoff, beispielsweise einem Pulver, Granulat oder Agglomerat, oder Mischungen aus diesen befüllbar bzw. befüllt sein. Es kann aber auch einen zähflüssigen Stoff wie ein Gel oder eine Paste oder einen festen Stoff aufnehmen, der mittels der Probe oder einer anderen Flüssigkeit aus dem Hohlraum herausgespült werden kann.
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Das Öffnungselement kann ein stumpfes Ende oder ein abgeschrägtes Ende zum Durchdingen der Abdeckung aufweisen. Unter einem stumpfen Ende soll hierbei insbesondere ein Ende mit einer Endfläche verstanden werden, deren Oberflächennormale in Richtung oder parallel zur Längsachse des Öffners gerichtet ist, während bei einem abgeschrägten Ende die Oberflächennormale gegenüber dieser Längsachse um einen festen Winkel verkippt ist. Typischerweise weist das Öffnungselement ein dem Grundkörper abgewandtes abgeschrägtes Ende auf, das vorzugsweise um einen Winkel zwischen 0,1° und 89°, besonders vorzugsweise um 45° bis 60°, insbesondere um genau 60° Abgewinkelt ist (d. h. die Oberflächennormale des Endes schließt mit der Längsachse diesen Winkel ein).
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Das Öffnungselement kann außerdem eine Spitze, einen Vorstecher, einen Lochdorn und bzw. oder eine Schneidkante aufweisen, um die Abdeckung leichter durchtrennen zu können. Bevorzugt ist wenigstens eine Spitze, ein Vorstecher oder ein Lochdorn an der Stelle des Öffnungselements angeordnet, die beim Andrücken des Öffnungselements die Abdeckung als erstes berührt. Die Schneidkante ist bevorzugt am Rand der Fläche des Öffnungselements bzw. des Endes des Öffnungselements angeordnet. Die Schneidkante kann insbesondere mit einer einseitigen oder beidseitigen, flachen, balligen, hohlförmigen oder konkaven Schneidgeometrie ausgebildet sein. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Schneidkante Schneidzähne oder eine Mikrofase aufweist, die einen besonders sauberen Schnitt ermöglicht.
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Das Öffnungselement kann komplementär geformt sein zu einer von der Abdeckung verschlossenen Öffnung des Aufnehmers, d. h. das Öffnungselement kann insbesondere passend bzw. passgenau geformt zu dieser Öffnung sein.
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Der Probenbehälter kann als Hohlkörper, insbesondere als Kapillarröhrchen ausgestaltet sein, das ausgebildet ist, eine definierte Probenmenge mittels Kapillarkräften in sich aufzunehmen. Der Probenbehälter kann aber auch als eine Pipette, als ein Schwamm oder als ein Tropfer ausgebildet sein.
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Zur leichteren Handhabung kann vorgesehen sein, dass der Aufsetzer eine Haltevorrichtung aufweist, an der der Aufsetzer gehalten bzw. gegriffen werden kann. Die Haltevorrichtung ist in der Regel an einer dem Probenbehälter und dem Öffnungselement abgewandten Seite des Grundkörpers angeordnet. Zudem kann der Probenbehälter auch den zusätzlichen Behälter als eine Kavität aufweisen, die im Grundkörper ausgebildet ist und eingerichtet ist, größere Mengen der Probe bei Bedarf aufzunehmen. Insbesondere ist diese Kavität dazu eingerichtet, die Probe aufzunehmen, falls während des Öffnens der Abdeckung die Probe den Probenbehälter verlassen sollte. Vorzugsweise beträgt ein Abstand von einem dieser Kavität zu einem dem Grundkörper zugewandten Ende des Probenbehälters zwischen 0,01 mm und 10 mm, besonders vorzugsweise 1 mm, um einen kompakten und dennoch mechanisch stabilen Aufbau zu gewährleisten.
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Zum Befestigen des Aufsetzers an dem Aufnehmer kann eine Befestigungs- und Auslösevorrichtung an einem oder beiden der genannten Elemente vorgesehen sein. Der Aufsetzer ist hierdurch derart an dem Aufnehmer befestigbar, dass eine relative Bewegung beider Bauteile zueinander blockiert ist und erst nach Betätigen der Auslösevorrichtung freigegeben wird. Die Befestigungs- und Auslösevorrichtung kann beispielsweise als Einrastvorrichtung mit einem lösbaren Einklick- oder Schnappmechanismus ausgebildet sein oder als Schraubverbindung mit einem Verriegelungsmechanismus wie einem Stift, einem Zapfen, einem Splint oder einem Hebel, der die relative Bewegung der beiden Bauteile zueinander erst nach dessen Entfernen oder Betätigen freigibt. Die Auslösevorrichtung ist typischerweise rein manuell betätigbar.
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Der Aufsetzer und der Aufnehmer sowie die Abdeckung bestehen typischerweise aus Werkstoffen, die eine Langzeitaufbewahrung der Probe bzw. weiterer Substanzen ermöglichen, d. h. die chemisch bzw. thermisch beständig sind und die Probe gegebenenfalls gegen Umwelteinflüsse, wie UV-Strahlung, Feuchtigkeit oder Sauerstoff schützen. Die genannten Bauteile können aus Kunststoffen hergestellt sein, z. B. aus thermoplastischen Kunststoffen wie Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polystyrol, Cycloolefin-Polymeren bzw. Copolymeren, Acrylnitrilbutadienstyrol, Polyetheretherketon, Polycarbonat, Polyamiden, insbesondere Nylon, Polyoxymethylen oder Polyacryl, oder duroplastischen Kunststoffen, wie Epoxid-, Polyurethan- oder Phenolharzen. Der Aufnehmer und der Aufsetzer sind vorzugsweise durch Spitzgussverfahren hergestellt, können aber auch durch additive Fertigungstechniken, wie 3D-Druck oder Sintern, Lamination, Extrusion, Kleben, Fräsen, Zerspanen oder Ablation hergestellt sein.
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Die Abdeckung besteht typischerweise aus einem wasser- bzw. luftundurchlässigen Werkstoff, insbesondere einem Metall, beispielsweise Aluminium, oder einem nicht-elastischen Kunststoff, d. h. einem Kunststoff mit einem Elastizitätsmodul größer als 0,1 GPa bei 20 °C. Die Dicke der Abdeckung beträgt typischerweise zwischen 5 µm und 200 µm, vorzugsweise zwischen 20 µm und 100 µm. Die Abdeckung kann zum Abdichten beispielsweise auf die Ränder des Hohlraums aufgeklebt, laminiert oder geschweißt sein.
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Der Aufnehmer kann, zumindest in seiner der Abdeckung abgewandten Seite, transparent für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich, d. h. im Wellenlängenbereich zwischen 380 nm und 750 nm, ausgestaltet sein, um eine optische Analyse von in den Hohlraum eingebrachten Proben bzw. mit der Probe reagierenden Reagenzien durchführen zu können. Unter „Transparenz“ soll hierbei insbesondere verstanden werden, dass nicht mehr als 20 Prozent, vorzugsweise nicht mehr als 10 Prozent der Intensität der einfallenden elektromagnetischen Strahlung von dem Aufnehmer absorbiert oder reflektiert werden.
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Bei einem Verfahren zum Aufnehmen und Handhaben der Probe mit der beschriebenen Vorrichtung wird die Probe in den Probenbehälter aufgenommen und der Aufsetzer derart auf den Aufnehmer aufgesetzt, dass durch Andrücken des Öffnungselements auf die Abdeckung die Abdeckung durchdrungen wird und der Aufsetzer derart auf den Aufnehmer aufgesetzt und befestigt wird, dass der Probenbehälter mit der Austrittsöffnung und dem Öffnungselement im Hohlraum angeordnet sind
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Das beschriebene Verfahren kann insbesondere mit der beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden, das heißt, die beschriebene Vorrichtung ist zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens eingerichtet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der 1 bis 15 erläutert.
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Es zeigen:
- 1 in einer schematischen, perspektivischen Ansicht ein Beispiel eines Aufnehmers und eines Aufsetzer;
- 2 in einer Schnittansicht den in 1 dargestellten Aufnehmer und Aufsetzer in einem zusammengefügten Zustand;
- 3 in einer 1 entsprechenden Ansicht ein weiteres Beispiel eines Aufsetzers und eines Aufnehmers, wobei der Aufsetzer nun ein abgeschrägtes Ende aufweist;
- 4 in einer 2 entsprechenden Ansicht die in 3 dargestellten Bauteile im zusammengebauten Zustand;
- 5 eine Schnittansicht durch einen Aufsetzer, bei dem ein Probenbehälter gegenüber einer Mittelachse versetzt angeordnet ist;
- 6 den in 5 dargestellten Aufsetzer in einer seitlichen Schnittansicht im in den Aufnehmer eingebrachten Zustand;
- 7 eine 4 entsprechende Ansicht, bei der der ein zusätzlicher Behälter zusätzlich zu dem Probenbehälter rechtwinklig zu einem Öffnungselement angeordnet ist;
- 8 eine 6 entsprechende Darstellung des in 7 dargestellten Aufsetzers in einer seitlichen Schnittansicht im in den Aufnehmer eingebrachten Zustand;
- 9 eine schematische Teilschnittansicht einer mehrteiligen Ausführungsform einer Probenaufnahmevorrichtung;
- 10 die in 9 dargestellte Vorrichtung in einem zusammengesetzten Zustand;
- 11 eine perspektivische Ansicht einer Probenaufnahmevorrichtung, bei der der Aufnehmer und das Öffnungselement über eine scharnierförmige Verbindung mechanisch miteinander verbunden sind;
- 12 eine perspektivische Teilschnittansicht eine Ausführungsform, bei der der Aufnehmer und das Öffnungselement miteinander verbunden sind, der Probenbehälter jedoch noch nicht;
- 13 das in 12 wiedergegebene Ausführungsbeispiel im zusammengesetzten Zustand;
- 14 eine Schnittansicht eines Aufnehmers mit mehreren Kammern und
- 15 eine perspektivische Ansicht von Aufnehmern mit mehreren Hohlräumen.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Probenaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen einer flüssigen Probe im Mikroliterbereich. Die Probenaufnahmevorrichtung weist einen Aufsetzer 1 und einen Aufnehmer 2 auf, die beide aus einem Kunststoff ausgebildet sind. Der Aufsetzer 1 weist einen mittigen Grundkörper 8 auf, an dessen Oberseite eine Greiffläche als Haltevorrichtung 9 angeordnet ist, um den Aufsetzer 1 mit Fingern oder einer Maschine leicht greifen und bewegen zu können. Auf der der Haltevorrichtung 9 abgewandten Seite des Grundkörpers 8 ist ein zylinderförmiges, einseitig offenes Kapillargefäß als Probenbehälter 5 angeordnet, dass sich mittig entlang der Längsachse des Aufsetzers 1 ausgehend von dem Grundkörper 8 erstreckt und zur Aufnahme der Probe ausgebildet ist. An dem dem Grundkörper 8 abgewandten Ende des Probenbehälters 5 ist ein Öffnungselement 7 angeordnet, dass im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kreisförmig ist, in weiteren Ausführungsbeispielen jedoch auch noch mit einer Schneidkante oder einem Lochdorn verwehen sein kann.
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Der Aufnehmer 2 ist als Kavität ausgebildet, d. h. weist in seinem Inneren einen Hohlraum auf, der entweder unbefüllt sein kann, wenn ein geschützter Probentransport gewünscht ist, typischerweise aber mit einer Substanz wie einem Reagenz gefüllt ist. Um eine ungewollte Kontamination des Hohlraums zu vermeiden, ist der Aufnehmer 2 einseitig offen, wobei die Öffnung durch eine Abdeckfolie als Abdeckung 4 geschlossen ist. Die Abdeckung 4 ist typischerweise aus einem wasser- und luftundurchlässigen Werkstoff ausgebildet, im dargestellten Ausführungsbeispiel als Aluminiumfolie mit einer Dicke von 25 µm.
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Durch Aufsetzen des Aufsetzers 1 auf die Abdeckung 4 des Aufnehmers 2 und ausüben eines Drucks auf die Abdeckung 4 kann diese durch das Öffnungselement 7 durchdrungen werden, so dass der Probenbehälter 5 in den Hohlraum gelangt. Hierbei kann eine rein vertikal verlaufende Relativbewegung durchgeführt werden, die im Wesentlichen entlang der Längsachse von Aufsetzer 1 und Aufnehmer 2 vollzogen wird und wobei nichts manuell geöffnet werden muss. Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass Öffnungselement 7 und Probenbehälter 5 auf der gleichen Seite des Grundkörpers 8 des Aufsetzers 1 angeordnet sind, da somit ein kompakter Aufbau realisiert wird und die Handhabung deutlich vereinfacht ist. Die Abdeckung 4 kann somit durchstoßen, durchbrochen, perforiert oder abgehoben werden, indem mit nur einer Bewegung auch gleichzeitig die Probe in den Aufnehmer 2 eingebracht wird.
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Dieser Zustand, indem der Aufsetzer 1 in den Aufnehmer 2 eingebracht ist, ist in 2 dargestellt. In dieser Figur sind, wie auch in den folgenden Figuren, identische Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Probenbehälter 5 ist nun in den Hohlraum 3 des Aufnehmers 2 eingebracht und die im Probenbehälter 5 aufgenommene Probe kann durch die Öffnung 6 des Probenbehälters 5 in den Hohlraum 3 entlassen werden oder zumindest mit einer in dem Hohlraum 3 enthaltenen Substanz reagieren, indem sie über eine an dem Probenbehälter 5 angeordnete Austrittsöffnung 6 mit der Probe in Kontakt treten kann. Die Austrittsöffnung 6 befindet sich typischerweise an dem dem Grundkörper 8 abgewandten Ende des Probenbehälters 5, d.h. sie weist insbesondere in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einen größtmöglichen Abstand zu dem Grundkörper 8 auf. Insbesondere kann hierzu der untere Teil des Aufnehmers 2, d. h. der der Abdeckung 4 abgewandte Teil, für Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich transparent ausgestaltet sein.
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In weiteren Ausführungsformen kann die der Haltevorrichtung 9 zugewandte Oberfläche des Grundkörpers 8 bündig mit einem Rand der Öffnung des Aufnehmers 2 abschließen, wobei an diesem Rand vor dem Durchdringen die Abdeckung 4 befestigt war. Alternativ kann der Grundkörper 8 selbst aber auch außerhalb des Hohlraums 3 verbleiben. Zusätzlich kann auch eine Befestigungs- und Auslösevorrichtung vorgesehen sein, um den Aufnehmer 2 und den von dem Aufnehmer 2 aufgenommenen Aufsetzer 1 mechanisch sicher in einer kraftschlüssigen oder formschlüssigen Verbindung miteinander zu verbinden.
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Zudem kann auch vorgesehen sein, im Probenbehälter 5 eine Verengung vorzusehen, die zum um einen Winkel zwischen 1° und 179° hinsichtlich der Probeneinfüllrichtung gebogen ist, um einerseits ein einfaches Befüllen des Probenbehälters 5 mit der Probe zu ermöglichen, die Probe andererseits aber auch sicher zu halten und ein unfreiwilliges Entlassen der Probe aus dem Probenbehälter 5 zu verhindern, insbesondere während des Öffnungsprozesses der Abdeckung 4. Generell kann hierzu eine Biegung um jeden beliebigen Winkel in Frage kommen, der nicht koaxial zu einer Fließrichtung ist. Alternativ oder zusätzlich zu einer gebogenen Verengung kann auch eine als „Ventil“ dienende Verengung vorgesehen sein, die den Fließwiderstand erhöht und somit ein Ausfließen der Probe aus dem Probenbehälter 5 verhindert. wiederum insbesondere während des Öffnungsprozesses. In dem in den 1 un2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Aufsetzer 1 komplementär geformt zu der von der Abdeckung 4 verschlossenen Öffnung des Aufnehmers 2, d. h. das Öffnungselement 7 ist insbesondere passend bzw. passgenau geformt zu dieser Öffnung. Da zudem der Grundkörper 8 mit der Haltevorrichtung 9 eine geschlossene Oberfläche aufweist, kann der Hohlraum 3 auch nach dem Öffnend er Abdeckung 4 durch den Aufnehmer 2 rundum geschlossen werden.
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In 3 ist in einer 1 entsprechenden Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Probenaufnahmevorrichtung wiedergegeben, in der das Öffnungselement 7 nun jedoch wie zuvor einteilig bzw. integral mit dem Probenbehälter 5 ausgebildet ist, aber eine abgeschrägte Endfläche aufweist. 4 zeigt in einer 2 entsprechenden Ansicht den zusammengesetzten Zustand von Aufnehmer 2 und Aufsetzer 1. Die Oberflächennormale der Endfläche schließt mit der Längsachse des Aufsetzers 1 bzw. des Probenbehälters 5 einen Winkel von 60° ein, d. h. es gibt ein spitzes Ende, mit dem die Abdeckung 4 leichter durchstochen werden kann.
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5 zeigt in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel des Aufsetzers 1, bei dem der Probenbehälter 5 nicht mehr mittig entlang der Längsachse angeordnet ist, sondern räumlich versetzt und parallel zu dieser Längsachse verläuft. Die Austrittsöffnung 6 weist eine Oberflächennormale auf, die ebenfalls parallel zur Längsachse ist und mit einer Längsachse des Probenbehälters 5 zusammenfällt, während das immer noch einteilig ausgestaltete Öffnungselement 7 eine abgeschrägte Endfläche mit Spitze aufweist. Hierdurch kann die Abdeckung 4 einfach durchdrungen werden, ohne, dass die Austrittöffnung und damit gegebenenfalls die Probe mit der Abdeckung 4 in Berührung kommt. In 6 ist der in 5 gezeigte Aufsetzer 1 in einer Schnittansicht in einem in den Aufnehmer 2 eingebrachten Zustand zu sehen. Das Öffnungselement 7 ist hierbei länger als der Probenbehälter 5 ausgestaltet, d.h. weist eine größere Länge auf als der Probenbehälter 5.
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7 zeigt im linken Teil in einer seitlichen Darstellung, im mittleren Teil in einer seitlichen Schnittansicht und im rechten Teil in einer perspektivischen Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel des Aufsetzers 1, bei dem der kapillarförmige Probenbehälter 5 an seinem der Austrittsöffnung 6 abgewandten Ende mit einem zusätzlichen Behälter 14 als weiterer Kavität verbunden ist, damit mehr Volumen zum Aufnehmen der Probe zur Verfügung steht. Der tunnelförmige zusätzliche Behälter 14 weist zwei einander gegenüberliegende Austrittsöffnungen 13 auf und ist mit seiner Längsachse orthogonal zur Längsachse des Aufsetzers 1 bzw. des Probenbehälters 5 und des zusätzlichen Behälters 14 angeordnet. Unter einer orthogonalen Anordnung soll hierbei ein Winkel von zwischen 85° und 95°, vorzugsweise 90° zwischen der Längsachse des Aufsetzers 1 und der Längsachse des zusätzlichen verstanden werden. Die Austrittsöffnung 13 bzw. die Austrittsöffnungen 13 befinden sich entsprechend räumlich beabstandet von der Endfläche des Öffnungselements 7 und der Austrittsöffnung 6 seitlich an dem Aufsetzer 1, so dass eine tunnelförmige Konfiguration ermöglicht wird. 8 offenbart den in 7 wiedergegebenen Aufsetzer 1 im in den Aufnehmer 2 eingeführten Zustand, wobei der Aufsetzer 1 und der Aufnehmer 2 an ihrer Oberseite bündig miteinander abschließen.
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Bei den in den 8 und 9 dargestellten Ausführungsformen kann ein Ein-Schritt-Prozess oder ein Zwei-Schritt-Prozess durchgeführt werden. Bei dem Ein-Schritt-Prozess wird der Probenhalter 5 zuerst in das Öffnungselement 7 eingeführt und beide zusammen werden dann in den Aufnehmer 2 gesteckt. Bei dem Zwei-Schritt-Verfahren wird zunächst der Aufnehmer 2 durch das Öffnungselement 7 geöffnet und nachfolgend erst der Probenbehälter 5 eingebracht. Hierbei kann die Flexibilität der verwendeten Probenbehälter 5 erhöht werden und beispielsweise auch einfacher Probenbehälter 5 wie eine Pipette, ein Schwamm oder ein Tropfer verwendet werden.
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Dass das Öffnungselement 7 und der Probenbehälter 5 auch mehrteilig ausgestaltet sein können, ist in 9 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Aufnehmer 2 entspricht hierbei den bereits diskutierten Ausführungsbeispielen, das Öffnungselement 7 ist nun jedoch ein Aufsatz auf den Aufnehmer 2, der am Ende eines röhrenförmigen Elements 10 eine abgeschrägte Endfläche aufweist. In das röhrenförmige Element 10 ist der Grundkörper 8 mit dem Probenbehälter 5 einsetzbar, die nun als separates Bauteil ausgebildet sind. Der Aufsetzer 1 selbst ist somit zweiteilig ausgestaltet und umfasst das Öffnungselement 7 und den einteilig mit dem Grundkörper 8 ausgebildeten Probenbehälter 5. Zum Einsetzen wird zunächst das Öffnungselement 7 auf den Aufnehmer 2 aufgesetzt und hierbei die Abdeckung 4 geöffnet. Nachfolgend wird in die entstandene Öffnung der Grundkörper 8 mit dem Probenbehälter 5 eingeführt. Der zusammengesetzte Zustand ist in 10 in einer 9 entsprechenden Ansicht gezeigt. Während bei einer einteiligen Ausgestaltung das Öffnungselement 7 länger sein muss als der Probenbehälter 5 (um zuerst auf die Abdeckung 4 aufzukommen und diese zu durchstoßen), ist dies bei dem zweiteiligen Aufbau nicht zwangsweise nötig. Da gegebenenfalls zuerst das Öffnungselement 7 in den Aufnehmer 2 eingebracht wird, kann der nachfolgend in das Öffnungselement 7 eingesetzte Probenbehälter 5 auch eine größere Länge als das Öffnungselement 7 aufweisen.
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In einer weiteren, in 11 in einer den 9 und 10 entsprechenden Darstellung gezeigten Ausführungsform sind der Aufnehmer 2 und das Öffnungselement 7 mechanisch miteinander verbunden, bei dem in 11 wiedergegebenen Beispiel durch eine scharnierförmige Verbindung. Wie zuvor kann in das röhrenförmige Element 10 nach dem Durchdringen der Abdeckung 4 der Probenbehälter 5 eingesetzt werden. Dieser Zustand ist in den 12 und 13 wiedergegeben.
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Zudem kann der Aufnehmer 2 auch mir mehreren Kammern bzw. Hohlräumen versehen sein, die jeweils durch Abdeckungen voneinander getrennt sind. In 14 ist in einer Schnittansicht der Aufnehmer 2dargestellt, bei dem nun neben der Abdeckung 4 noch eine weitere Abdeckung 12 vorhanden ist. Im Hohlraum 3 als erster Kammer kann somit eine erste Substanz enthalten sein, während in dem zwischen der Abdeckung 4 und der zweiten Abdeckung 12 gebildeten zweiten Kammer 11 als weiterer Kavität oder Hohlraum eine andere Substanz enthalten sein kann. Somit wird beim Einbringen des Öffnungselements 7 nacheinander die weitere Abdeckung 12 und dann die Abdeckung 4 durchstoßen und die Reagenzien mischen sich wiederum erst mit der Probe im Hohlraum 3.
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Wie in 15 gezeigt, ist es zudem auch möglich, die in 15 links wiedergegebene Grundform des Aufnehmers 2 dahingehend zu modifizieren, dass einteilig mehrere Aufnehmer 2 nebeneinander angeordnet sind (im mittleren Teil von 15 zwei, im rechten Teil drei). Die Hohlräume 3 weisen in diesem Fall typischerweise parallel zueinander verlaufende Längsachsen auf. Die Hohlräume 3 können hierbei auch jeweils unterschiedliche Volumen aufweisen.
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Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019204633 A1 [0002]
