DE29812445U1

DE29812445U1 - Verschließbares Reaktionsgefäß

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Publication number: DE29812445U1
Application number: DE29812445U
Authority: DE
Original assignee: Institut fuer Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung
Current assignee: Thielmann Jens Dr De
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2008-07-14

Description

MAIWALD GMBH

PATENTANWÄLTE

Aktenzeichen Unser Zeichen

Neuanmeldung 17097

IPK Institut für Pflanzengenetik ...

München

Dr. Walter Maiwald

Patentanwalt

European Patent Attorney

European Trademark Attorney

Dr. Volker Hamm

Dr. Stefan Michalski

Patentanwälte

European Trademark Attorneys

Lörrach

Dr. Walter Maiwald European Patent Attorney

in Zusammenarbeit mit: Schulze & Althoff Anwaltskanzlei

München,

13. Juli 1998

IPK Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung 06466 Gatersleben, Corrensstraße

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Verschließbares Reaktionsgefäß

Die Erfindung betrifft ein verschließbares Reaktionsgefäß der im Oberbegriff des Anspruchs definierten Art.

Derartige Einweg-Reaktionsgefäße, in der Standardausführung 1,5 ml fassend, sind aus, insbesondere biologischen, Laboratorien nicht mehr wegzudenken.

WM:re:em

POSTFACH 15 13 09 · 80048 MÜNCHEN

POCCISTRASSE 11 · 80336 MÜNCHEN

TELEFON +49/(0)89-74 72 66-0 · FAX +49/(0)89-77 64 24 · VOICE +49/(0)89-74 72 66

Email: maiwald @ maiwald-partner. com Geschäftsführer: Dr. Walter Maiwald · HRB Nr. 111307

Diese Gefäße müssen den unterschiedlichsten Aufgaben gewachsen sein. Beispielsweise finden sie Verwendung als Zentrifugengefäße, um suspendiertes Material wie z.B. DNA, Protein oder Mikroorganismen zusammenzuzentrifugieren und werden dabei der 15.800fachen (Standard-Tischzentrifuge mit Standardrotor von Eppendorf) bis 23.000fachen Erdbeschleunigung ausgesetzt. Sie werden in weiten Temperaturbereichen eingesetzt und müssen beim Einfrieren in flüssigem Stickstoff (bei -196 ⁰C = 77K) ebenso funktionsfähig bleiben wie im siedenden Wasserbad. Weiterhin müssen sie 15minütiges Autoklavieren (bei 121⁰C = 394K) aushalten. Es ist ebenso erforderlich, daß sie chemisch resistent gegen Säuren, Basen und organische Lösungsmittel wie Alkohole, Aceton oder Phenol sind.

Für die meisten Anwendungen ist die Dichtheit von großer Wichtigkeit, damit bei der Handhabung oder beim Zentrifugieren kein Verlust wertvoller Proben sowie keine Kontamination des Arbeitsplatzes oder der Zentrifuge mit z.B. gefährlichen Chemikalien, Radioisotopen oder (transgenen) Mikroorganismen auftritt. Ferner muß der Deckel einem erhöhten Innendruck standhalten, verursacht z.B. durch organische Lösungsmittel, erhöhte Temperatur oder durch Erwärmen von in flüssigem Stickstoff eingefrorenen Proben.

Gleichzeitig müssen die Reaktionsgefäße auch aus verschiedenen Gründen leicht zu öffnen sein. Bei kleinerer, zum Öffnen notwendiger Kraft verringert sich die Gefahr, daß durch plötzliches Aufschnappen des Deckels Probenmaterial austritt (Kontamination oder Verlust). Wird eine größere Anzahl an Proben bearbeitet, werden bei zu hohem Öffnungswiderstand Fingernägel und Fingerspitzen stark beansprucht. Zudem erschwert das zum Selbstschutz oder zum Schutz empfindlicher Proben oft gebotene Tragen von Schutzhandschuhen (z.B. aus Latex) schon die Handhabung der Gefäße. Außerdem hält der Benutzer oft in einer Hand z.B. eine Pipette und möchte die im Ständer stehenden Gefäße schnell und gefahrlos

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einhändig öffnen können. Wenn der Deckel aber zu schwergängig ist, kann es zum Umkippen des gesamten Ständers kommen.

Bei bisher bekannten Reaktionsgefäßen stehen sich die beiden Eigenschaften der Dichtheit und des leichten Öffnens unvereinbar gegenüber. Auch Neuerungen wie Easy-to-open (Biozym), SafeLock (Eppendorf), Kugel-Sicherheitsverschluß (Heinemann), Deckelöffner oder Deckelklemme haben noch nicht zur Lösung aller auftretenden Probleme geführt. Die Reaktionsgefäße gehen entweder zu leicht auf, sind undicht oder sind zu schwer zu öffnen. Die Verwendung eines Öffners oder von Deckelklemmen ist für den Routinegebrauch zu umständlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Reaktionsgefäß mit verbesserten Verschlußeigenschaften zu realisieren, bei dem der Klemmwiderstand des Deckels gegenüber der bekannten Reaktionsgefäße deutlich erhöht wird und gleichzeitig die zum Öffnen notwendige Kraft reduziert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei den im Stand der Technik bekannten Reaktionsgefäßen liegt der Deckelunterrand über den gesamten Umfang auf dem Rand des Gefäßteils des Reaktionsgefäßes auf; zumindest sind am Deckelunterrand Füßchen angebracht, die ein Wippen des Deckels auf dem Gefäßrand verhindern. Die Erfindung verläßt dieses Prinzip und ermöglicht bewußt ein solches Wippen, durch den erfindungsgemäß vorgesehenen keilförmigen Freiraum. "Keilförmig ist hier funktionell, nicht geometrisch zu verstehen; es gibt von der exakten "Keil"-Form abweichende Gestaltungen, beispielsweise begrenzt durch nicht ebene Flächen, die

funktionell jedoch der Keilform entsprechen und hier definitionsgemäß einbezogen sein sollen. Bei diesem Wippen werden gleichzeitig die Schnappvorrichtungselemente an Gefäßteil und Deckel außer Eingriff gebracht. Bei den vorzugsweise vorhandenen Schnappvorrichtungen, die einen Eingriff einer Ringwulst in eine Ringnut vorsehen, wird bei diesem Wippen der Ring wulst, üblicherweise am Deckel, auf der Seite des Gefäßteils, wo die Abschrägung vorgesehen ist, nach unten aus der Ringnut herausgedrückt und auf der gegenüberliegenden Seite nach oben aus dieser herausgezogen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Das erfindungsgemäße Reaktionsgefäß ist so leicht zu öffnen, daß in einem Ständer stehende Gefäße einhändig bedient werden können, während man in der anderen Hand beispielsweise eine Pipette hält.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die Dichtheit des Gefäßes in keiner Weise von der Wippmöglichkeit beeinflußt wird, da sich ein erhöhter Innendruck im Gefäß gleichmäßig auf den ganzen Umfang des Deckels (in Richtung nach außen) auswirkt. Gleichzeitig führt das Wippen beim manuellen Öffnen aber dazu, daß die Abstützkraft des (Zeige)Fingers an der Scharnierseite des Deckels nicht nutzlos "verpufft", sondern ebenso wie der Zug (durch den Daumen) an der Deckelvorderkante dem Öffnen dient (Doppelhebel).

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Reaktionsgefäßes;

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Fig. 2 das Reaktionsgefäß im geschlossenen Zustand; Fig. 3 das Reaktionsgefäß bei der Öffnung.

Das in den Figuren gezeigte erfindungsgemäße Reaktionsgefaß 10 besteht aus einem Gefäßteil 12 und einem daran über ein Filmscharnier 28 befestigten Deckel 20, mit dem das Reaktionsgefaß dicht verschlossen werden kann.

Das Gefäßteil 12 hat eine Mündung 14, die von einem Rand 13 umgeben ist. Dieser Rand 13 ist so ausgebildet, daß er an seiner zum Deckel hinweisenden Oberseite eine Auflagefläche ausbildet, die im wesentlichen in der Mündungsebene liegt.

An der Innenwand des Gefäßteils 12 ist einwärts von der Mündung 14, also etwas unterhalb des Randes 13, eine Ringnut 18 vorgesehen, die ein gefäßseitiges Schnappvorrichtungselement bildet.

Damit der Deckel dichtend am Gefäßteil anbringbar ist, ist auch ein deckelseitiges Schnappvorrichtungselement vorgesehen, gebildet von einem Ringwulst 24, der am freien Ende eines Ringbereichs 22 sitzt, der sich vom Deckel 20 erhebt. Wird der Deckel zum Schließen des Reaktionsgefäßes in die Mündung 14 des Gefäßteils 12 gedrückt, wird der Ringbereich 22 am Deckel 20 durch die Mündung 14 in das Innere des Gefäßteils 12 vorgeschoben. An der Unterseite des Deckels 20, die der Mündung 14 des Gefäßteils 12 zugewandt ist, ist am Außenrand eine Auflagefläche 26 ausgebildet, die im verschlossenen Zustand des Reaktionsgefäßes parallel zur Auflagefläche 16 des Gefäßteils 12 verläuft und an dieser anliegt. In dieser Stellung von Deckel 20 und Gefäßteil 12 liegt der Ringwulst 24 in der Ringnut 18,

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d.h. die beiden Schnappvorrichtungselemente sind im eingeschnappten Zustand. Die Dichtigkeit des Reaktionsgefäßes wird durch diesen Schnappeingriff von Ringwulst 24 und Ringnut 18 gewährleistet.

Es versteht sich, daß eine kinematische Umkehr möglich ist, also an der Innenwand des Gefäßteils 12 statt der Ringnut 18 ein Ringwulst 24 vorgesehen ist, und der Ringbereich 22 des Deckels 20 eine Ringnut 18 trägt.

Es versteht sich weiterhin, daß auch andere einschnappbare oder vergleichbare Dichtungsund Halterungselemente vorgesehen werden können, solange deren Funktion der von Ringnut 18 und Ringwulst 24 im Sinne der Erfindung entspricht.

Im Ausführungsbeispiel hat das Gefäßteil 12 eine in einer Ebene liegende, also plane Auflagefläche 16. Hingegen hat die Auflagefläche 26 des Deckels 20 eine Abschrägung 32, und zwar im Bereich des Filmscharniers 28. Die Abschrägung 32 am Deckel 20 verläuft unter einigen Grad Neigung zur Ebene der Auflagefläche 26 am Deckel 20, im Sinne eines sich zum Außenumfang des Reaktionsgefäßes 10 hin öffnenden Winkels. Sie bildet mit der planen Auflagefläche 16 des Gefaßteils 12 einen keilförmigen Freiraum.

Es ist statt dessen denkbar, zwei Abschrägungen vorzusehen, am Deckel und am Gefäßteil.

Fig. 2 zeigt das Reaktionsgefäß 10 im geschlossenen Zustand, d.i. mit angebrachtem Deckel 20 und eingeschnappten Schnappvorrichtungselementen 18, 24. Bis auf den Bereich, in dem die Abschrägung 32 vorgesehen ist, liegen die Auflageflächen 16, 26 eng aneinander.

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Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist die Abschrägung 32 so ausgebildet, daß in ihrem Bereich kein Material mehr vorhanden ist, das in der Ebene der entsprechenden Auflagefläche liegt. Im Bereich der Abschrägungen entsteht so ein etwa keilförmiger Freiraum 34, in dem sich der Deckel 20 und das Gefäßteil 12 nicht berühren. Die Dichtung erfolgt in diesem Bereich ausschließlich durch den Eingriff der Schnappvorrichtungselemente, d.i. der Ringnut 18 und des Ringwulsts 24.

Zum Öffnen des verschlossenen Reaktionsgefäßes 10 drückt der Benutzer im Bereich der Abschrägung 32 auf die Oberseite des Deckels 20 und die Unterseite des Randes 13 des Gefäßteils 12. Wie Fig. 3 zeigt, wird dabei, bei ausreichendem Druck, der Deckel 20 im Bereich des keilförmigen Freiraums 34 so weit auf das Gefäßteil 12 zubewegt, daß der Ringwulst 24, in das Gefäßteil 12 hinein, außer Eingriff mit der Ringnut 18 gebracht wird. Gleichzeitig wird im gegenüberliegenden Bereich der Ringwulst 24 nach oben, also zur Mündung 14 des Gefäßteils 12 hin, außer Eingriff mit der Ringnut 18 gebracht, weil der Deckel insgesamt eine Kippbewegung um eine Achse vollführt, die etwa senkrecht zur Längsachse des Reaktionsgefäßes 10 und senkrecht zur Winkelhalbierenden des keilförmigen Freiraums 34 liegt. Ist der Deckel ganz heruntergedrückt, und der keilförmige Freiraum 34 praktisch verschwunden, so daß die Abschrägungen 30, 32 aufeinander liegen, ist der einzig verbliebene Halt des Deckels 20 am Gefäßteil 12 durch die Berührungspunkte geblieben, die noch zwischen Ringnut 18 und Ringwulst 24 bestehen. Diese punktuellen Kontakte lassen sich durch leichten Druck auf die Auflagefläche 26 des Deckels 20 dort, wo der Abstand zwischen dieser und der Auflagefläche 16 des Gefäßteils 12 jetzt am größten ist, aufheben. Der Deckel läßt sich dann mittels des Filmscharniers 28 in seine geöffnete Stellung verschwenken, ohne daß dies großen Kraftaufwand erfordert.

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Der Winkel der Abschrägung 32 zur zugehörigen Auflagefläche 26 bewegt sich im allgemeinen zwischen etwa 1° und 20°, und wird passend gewählt werden, je nach dem, was für Abschrägungen vorgesehen werden und ob sie am Deckel und am Gefäßteil oder nur an einem von beiden vorgesehen sind.

Die Schnappvorrichtungselemente lassen sich so ausgestalten, daß die Öffnungsbewegung des Deckels beim Druck im Abschrägungsbereich erleichtert wird. Beispielsweise lassen sich die Ringnut und/oder der Ringwulst durch asymmetrische Ausbildung so ausgestalten, daß das Einschnappen weniger Kraft erfordert als das Ausschnappen. Dies könnte die Dichtigkeit des Deckels vergrößern, ohne die Öffnung des Reaktionsgefäßes entscheidend zu erschweren.

Erfindungsgemäße Reaktionsgefäße werden in vorteilhafter Weise beispielsweise dadurch gegenüber dem Stand der Technik weitergebildet, daß der Scharnieransatz verstärkt und vergrößert wird und ein breites Filmscharnier gewählt wird. Dies bietet eine komfortablere Fläche zum Ausüben des Druckes auf den Abschrägungsbereich und erleichtert so das Öffnen des Gefäßes.

Entsprechend sollte der vordere Deckelrand breit und abgerundet sein, damit die Abhebung des Deckels beim Ausschnappen erleichtert wird, insbesondere weil hierfür normalerweise nur der Daumen einer Hand zur Verfügung steht.

Statt einer Ringnut kann selbstverständlich auch ein Paar von Ringwulsten vorgesehen werden.

Das Reaktionsgefäß wird üblicherweise aus Kunststoffmaterial ausgeführt werden. Solches

Kunststoffmaterial eignet sich auch für erfindungsgemäße Reaktionsgefäße. Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung liegt auf dem Gebiet von Reaktionsgefäßen aus Kunststoffmaterial, die gleichzeitig auch zur Zentrifugierung benutzt werden können, und üblicherweise etwa 1,5 ml fassen. Es ist jedoch vorstellbar, die Erfindung auch für andere, insbesondere größere Reaktionsgefäße einzusetzen, und es ist denkbar, die Erfindung auch für solche Gefäße zu verwenden, die nicht als Zentrifugengefäße verwendet werden.

Der Begriff "Reaktionsgefäß" ist im Kontext der vorliegenden Beschreibung nicht so zu verstehen, daß nur Gefäße gemeint sind, in denen auch Reaktionen durchgeführt werden. Vielmehr wird für den Fachmann ersichtlich sein, daß sich die Erfindung für eine Vielzahl von Gefäßen für unterschiedlichste Zwecke eignet, bei denen einerseits ein dichter Sitz von Deckel und Gefäßteil gewünscht wird, andererseits eine problemlose, insbesondere einhändige Öffnung des verschlossenen Gefäßes vorgesehen wird.

Claims

- io- SCHUTZANSPRUCHE

1. Verschließbares Reaktionsgefäß mit einem Gefäßteil, das eine Mündung und einen diese umgebenden Rand mit einer sich im wesentlichen in der Mündungsebene erstreckenden Auflagefläche aufweist und einwärts von der Mündung mit wenigstens einem gefäßseitigen Schnappvorrichtungselement versehen ist, und einem Deckel, der dichtend am Gefäßteil anbringbar ist und wenigstens ein deckelseitiges Schnappvorrichtungselement aufweist, das im verschlossenen Zustand des Reaktionsgefäßes mit dem gefäßseitigen Schnappvorrichtungselement eingeschnappt ist, und zum Öffnen des Reaktionsgefäßes ausgeschnappt wird, sowie mit einer Auflagefläche, die im verschlossenen Zustand des Reaktionsgefäßes wenigstens bereichsweise an der Auflagefläche des Gefäßteils anliegt, sowie ggf. mit einem Verbindungselement zur beweglichen Verbindung von Deckel und Gefäßteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (26) des Deckels (20) und/oder die Auflagefläche (16) des Gefäßteils (12) in einem Teilbereich ihrer Erstreckung eine Abschrägung (32) derart aufweist, daß im verschlossenen Zustand des Reaktionsgefäßes (10) ein etwa keilförmiger Freiraum (34) zwischen den Auflageflächen (16, 26) verbleibt, in dessen Bereich der Abstand zwischen den Auflageflächen (16, 26) zum Außenumfang des Randes (13) hin größer wird.

2. Reaktionsgefäß nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß Deckel (20) und Gefäßteil (12) durch ein Filmscharnier (28) verbunden sind, das am Deckel (20) und am Gefäßteil (12) im Bereich der Abschrägung (32) ansetzt.

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3. Reaktionsgefäß nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der etwa keilförmige Freiraum (34) so bemessen ist, daß sich die Auflageflächen (16, 26) im Bereich des Freiraums an keiner Stelle berühren.

4. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung (32) unter einem Winkel von 1 ° bis 20° zur zugehörigen Auflagefläche (16, 26) verläuft.

5. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (20) gegenüber dem Gefäßteil (12) durch Aufeinanderzu-Bewegung der Auflageflächen (16, 26) im Bereich des keilförmigen Freiraums (34) so gekippt werden kann, daß die Schnappvorrichtungselemente (18, 24) von Gefäßteil (12) und Deckel (20) außer Eingriff gebracht werden.

6. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappvorrichtungselemente eine Ringnut (18) an der Gefäßteil-Innenwand bzw. an einem im verschlossenen Zustand ins Gefäßteil vortretenden Ringbereich des Deckels und einen in die Ringnut (18) einschnappbaren Ringwulst (24) am Ringbereich (22) des Deckels (20) bzw. an der Gefäßteil-Innenwand umfassen.

7. Reaktionsgefäß nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß Ringnut (18) und Ringwulst (24) asymmetrisch ausgebildet sind, so daß das Einschnappen der Schnappvorrichtungselemente gegenüber dem Ausschnappen weniger Kraft erfordert.

8. Reaktionsgefäß nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut durch zwei parallele Ringwulste gebildet wird.