阅读说明：本技术 用于对生物样品进行超声处理的方法和装置 (Method and apparatus for being ultrasonically treated to biological sample ) 是由 P·H·罗彻尔 P·伯克纳 U·尼尔森 M·霍尔泽 于 2019-04-04 设计创作，主要内容包括：本公开文本涉及一种用于对生物样品进行超声处理的装置。简而言之,样品管支架可枢转地悬挂在超声处理装置的支座中,从而允许旋转自由度以及在超声波发生器与样品管之间的优化的接触面积。还公开了一种用于使用本文描述的装置对生物样品进行超声处理的方法。(The disclosure is related to a kind of device for being ultrasonically treated to biological sample.In brief, sample tube rack is pivotly suspended in the support of ultrasonic processing apparatus, to allow the contact area of rotary freedom and the optimization between supersonic generator and sample cell.Also disclose a kind of method for being ultrasonically treated using device described herein to biological sample.)

用于对生物样品进行超声处理的方法和装置

技术领域

本发明属于用于进行生物或生物化学测定的分析系统领域。在本领域内，它涉及借助于超声波处理来对液体生物样品的处理，例如含有生物分子的样品。

背景技术

待分析的初级生物样品(例如在体外诊断的情况下)通常需要预先分析处理，然后才能通过生物化学或生物物理分析仪等对它们进行处理。

例如，在检测病原体的情况下，分析试剂对该病原体内的特定分析物的接近可以通过典型的制备步骤来实现，在此步骤中病毒颗粒或细菌细胞被裂解使得对应内容物被释放，然后才能应用用于富集所讨论的分析物的进一步措施。大多数常见病毒颗粒和细菌细胞的标准裂解程序是公认的并且是本领域技术人员已知的。

然而，某些病原体需要更严格的处理以进行成功裂解，包括结核分枝杆菌复合群(MTBC)物种，在下文中也称为“分枝杆菌”。这些细菌被相对较厚且复杂的细胞壁包裹，其与在大多数其他临床上相关的细菌中发现的它们的对应物相比，表现出明显更高的稳健性。

怀疑含有分枝杆菌(或其他具有挑战性的生物材料)的样品可以通过施加超声波(也称为超声处理或超声波处理)来进行预处理。该途径通常是本领域已知并且确立的。然而，在一些情况下，超声波从超声处理装置到样品的高效传输可能难以实现。本领域中的一些途径依赖于超声处理，而对应样品容器浸没在液体介质中，通常只是水中。在这种情况下，水实际上将由超声波引起的振动传递到样品容器并因此传递到内部的样品，其中一部分主要动能通常作为热量损失。更高效的途径涉及通过超声波发生器与对应容器之间的物理接触直接转移超声能量。同样地，这里，如果超声波发生器与样品容器的壁之间的接触面积不是最佳的，则可能阻碍能量转移。

本领域中应用的相关途径包括例如US 6,686,195，其公开了控制超声波发生器与样品容器之间的耦合程度的重量。然而，样品容器的表面通常不是理想的均匀，而是表现出某些基于材料和/或生产的公差，这些公差可以减少有效的物理耦合并因此减少超声能量的传输。

本公开文本描述了一种避免本领域中的这些缺点的途径。

发明内容

在本文描述的第一方面，公开了一种用于对在样品管中包含的生物样品进行超声处理的装置。该装置至少包括样品管支架、超声波发生器和致动器。

样品管支架被从接合到超声处理装置内的支座的枢轴处柔性地悬挂。枢轴允许管支架在竖直方向上绕x轴线旋转。只要管支架没有旋转偏转，它就会沿着z轴线将对应样品管保持在竖直方向，该z轴线本质上沿着重力方向并垂直于x轴线，使得管和内部的样品是基本上直立的。容器支架具有到至少一侧的开口，以允许管与超声波发生器之间物理接触。

后者包括超声处理区域，在接触其本质上圆形的侧壁时通过超声处理区域将超声波传输到样品管。超声波发生器与样品支架对准，使得超声处理区域的竖直中心(沿着z轴线)与旋转枢轴点(由x轴线表示，样品管支架可绕其旋转)处于相同的高度。超声波发生器安装在导轨上，使得它可以借助于致动器沿着y轴线朝向或远离样品支架移动。后者垂直于x轴线和z轴线。为了超声处理，超声处理区域可以通过样品管支架中的对应开口与样品管的侧壁接触。通过将导轨的一端固定到样品管支架的支座来改进对此运动的引导。如果由于管的侧壁表面的不均匀性或者在渐缩形或圆锥形管壁的情况下，管壁的一部分在管壁的其他部分之前与超声处理区域接触，则可以通过经由超声波发生器向样品支架施加预定的力，通过超声处理区域的接触(从而优化了实际的接触面积，并且从而优化了超声波的传输)来引起样品管以及因此样品管支架的旋转运动。超声处理区域的凹面有助于沿着x轴线在横向方向上使接触面积最大化。

作为一个进一步的方面，本文公开了一种用于使用上述装置对在样品管中包含的生物样品进行超声处理的方法。

附图说明

图1示出了本文描述的超声处理装置(10)的实施方案的透视侧视图，其中超声波发生器(200)处于远离样品管支架(100)的位置并处于超声处理位置。

图2描绘了与图1的实施方案相对应的横截面侧视图。

图3示出了说明样品管支架(100)的旋转运动的透视侧视图。

图4提供了图3的图示的横截面视图。

图5显示了超声波发生器(200)朝向样品管支架(100)移动的各个阶段，并且将对样品管(300)沿着x轴线(150)的调节进行了可视化。

具体实施方式

本文描述的第一方面是一种超声处理装置，用于对在具有本质上圆形侧壁的样品管中包含的生物样品进行超声处理，该超声处理装置包括：

-样品管支架，其可枢转地悬挂在相应的支座中，允许该样品管支架在竖直方向上绕x轴线进行旋转运动，该x轴线是枢轴定义的旋转轴线，其中该样品管支架被配置为在没有旋转运动的情况下将该样品管沿着z轴线保持在竖直方向上，该z轴线本质上平行于重力方向并且垂直于该x轴线，并且其中该样品管支架包括朝向至少一侧的开口；

-超声波发生器，其包括用于将超声波施加到该样品管的超声处理区域，该超声处理区域包括凹面并且安装在本质上与该枢轴相同的高度上，该x轴线本质上在该超声处理区域的竖直中心的高度上，其中该超声波发生器安装在用于沿着垂直于该x轴线和该z轴线的y轴线朝向或远离该样品管支架移动该超声波发生器的导轨上，其中该样品管支架的该支座固定到该导轨的一端，其中该样品管支架的该开口面向该超声处理区域，使得处于超声处理位置的该超声处理区域与该样品管支架中的该样品管的侧壁物理接触；

-致动器，其用于沿着该y轴线相对于该样品管支架在该导轨上移动该超声波发生器。

这种超声处理装置使技术人员能够优化从超声波发生器到对应样品管中的生物样品的超声能量的传输，从而有效地对其进行处理，例如以裂解诸如分枝杆菌的强健病原体并释放其生化内容物，诸如核酸。

可枢转地悬挂的样品管支架与力控制的超声波发生器的相互作用允许几何灵活性，补偿了样品管侧壁的表面中或表面上的变化。

在可能是例如由于管的生产过程中的公差而导致的管壁不均匀的情况下，超声处理区域之间的接触面积可以如前面提到的那样减小，使得向管以及因此向其中的生物样品的能量转移可能受到阻碍。在本文描述的超声处理装置中，在没有样品管支架的旋转运动的情况下，沿着z轴线本质上竖直地保持的样品管可能具有略微不平均或翘曲的表面。可替代地或另外地，在一些实施方案中管可以具有朝向其顶部或更常见地朝向其底部的渐缩形状。例如，在一些实施方案中管可以具有圆锥形状。

在这种或类似的情况下，样品管的侧壁可能不会形成理想的平面。更确切地说，沿着与超声处理区域接触的样品管壁的竖直维度，表面的某些部分可以相对于其他部分突起。在刚性安装的样品管支架的情况下，在将超声波发生器移动到样品管支架时，超声处理区域将压靠在管壁上，而不可能调整位置或方向。在施加力较小的情况下，超声处理区域仅在其一个或多个突起部分处接触管壁，导致非最佳接触面积和相关能量传输损失。另一方面，在施加力较大的情况下，超声波发生器可能使管变形，这可能危及样品管的完整性。后一种情况甚至可能导致样品材料的损失，包括超声处理装置的污染，并且在生物样品确实含有病原体的情况下对操作人员造成安全风险。

然而，本文描述的超声处理装置通过提供几何灵活性优化样品管的侧壁与超声处理区域之间的接触面积来避免这些风险。更准确地说，在上述情况下，以预定义的力压靠在侧壁上的超声波发生器不会使样品管支架保持在导致接触面积减小的构造中，但样品管支架可以在管壁与超声波发生器的超声处理区域接触时绕着由枢轴的枢轴点限定的x轴线旋转。例如，如果管具有朝向其底部的渐缩形状并且被竖直地保持在样品管支架内，那么竖直的、基本上均匀的超声处理区域通常将首先接触管壁的上部。在经由超声波发生器从致动器向管壁施加预定义的力时，管现在可以启动旋转运动，其中其接触的上部跟随超声波发生器的运动，而下部(目前未接触)朝向超声处理区域旋转，与超声波发生器的运动相反，因为超声处理区域的竖直中心和由x轴线表示的枢轴点安装在基本上相同的高度上。结果，侧壁的上部将保持与超声处理区域物理接触，而下部(先前未接触)将朝向超声处理区域旋转并触碰它，从而优化了管壁与超声处理区域之间的可能的接触面积。在这个位置，“超声处理位置”，样品管支架的旋转运动和超声波发生器的平移运动都到达了止动点，使得只要从超声波发生器施加到样品管并且因此施加到样品管支架的力保持恒定，就在整个超声处理过程中保持优化的接触面积。然而，如果在超声处理区域与样品管的侧壁初级接触时接触面积已经是最佳的，则也可以在没有旋转运动的情况下到达超声处理位置。

术语

本文使用的术语“超声处理”是指将电信号转换成可以指向生物样品的物理振动(在这种情况下是超声波)的过程。超声波发电机产生为换能器供电的初级信号。在一些实施方案中，信号具有从20kHz、35kHz或50kHz至75kHz、100kHz或250kHz的频率。在一些实施方案中，频率为约20kHz。经由中间元件(例如可以是堆叠在超声波发生器内的压电晶体的晶体)，此信号被转换成机械振动，该过程也可以称为转换。超声波发生器可以是诸如金属杆的杆，并且它可以例如具有圆柱形或圆锥形。可以选择电流的频率作为超声波发生器的共振频率，使得后者在其共振频率处利用驻波纵向振动。振动可以被例如增强器放大，然后经由包括超声波发生器的超声处理表面的传输单元将其传输到样品管。超声处理面的快速运动产生超声波，其通过样品管中的生物样品迁移，引起生长和坍塌的压力变化。相应的动能用于处理样品中的生物材料，例如以便裂解细胞，诸如分枝杆菌或临床感兴趣的其他细胞或病毒。

“超声波发生器”通常包括附装到渐缩形金属杆的一叠压电换能器。其他合适的材料和形状是本领域技术人员已知的。杆的末端应用于工作材料。在超声频率下振荡的交流电通过单独的电源单元施加到压电换能器。电流使它们扩大和收缩。

在本公开文本的意义上，“生物靶标材料”或“生物材料”包括各种生物分子，例如蛋白质或核酸，以及还有天然存在的其他分子或是其衍生物或合成类似物或变体。此外，术语“生物材料”包括病毒和真核细胞和原核细胞。在一些实施方案中，生物靶标材料是核酸，例如DNA、RNA或PNA。DNA可以是例如病毒DNA、基因组DNA或质粒DNA。生物靶标材料可以是天然的或修饰的。与对应的天然存在的生物材料例如从生物体中分离的DNA或RNA相比，原生生物材料不会不可逆地改变。修饰的生物材料包括生物素化的分子，例如核酸或蛋白质等。

如本文所用，术语“生物样品”是指可能潜在地含有感兴趣分析物的生物材料。在“生物样品”是“液体生物样品”的实施方案中，样品可以来自任何生物来源，例如生理样本，包括血液、唾液、晶状体液、脑脊液、汗液、尿液、粪便、***、***液、乳汁、腹水、粘液、滑液、腹膜液、羊水、组织、培养细胞、痰液等。可以在使用前对测试样品预处理，例如从血液制备血浆、稀释粘性流体或总体进行稀释、裂解等。处理方法可涉及过滤、蒸馏、浓缩、干扰组分的灭活以及试剂的添加。生物样品可在从来源获得时直接使用或在预处理以修改样品的特征后使用。在一些实施方案中，初始固体或半固体生物材料可通过使用合适的液体介质将其溶解或悬浮而呈现为液体。在一些实施方案中，怀疑生物样品含有某种抗原或核酸。

“样品管”是指被配置为保持生物样品的容器。样品管通常具有顶部和底部，其中底部通常是封闭的，而顶部则包括用于引入或移除样品、试剂等的开口。开口可以由例如可移除的盖子密封。合适的盖子是技术人员已知的并且包括螺帽、成型或压配帽、密封箔等。如本文所用，样品管具有大致细长的形状，例如圆柱形、圆锥形或类似形状。它包括底壁和侧壁。后者可以是一个连续侧壁或由角度分开的多个侧壁。样品管的内部表面通常是惰性的，使得它不会干扰例如在管内发生的分析或制备型化学反应。用于本文公开的装置和方法中的样品管通常具有从2cm、3.5cm或5cm至10cm、15cm或20cm的长度。在一些实施方案中，从底部到顶部的长度约为7.5cm。在一些实施方案中，(侧壁到侧壁的)宽度或直径为从0.5cm、1cm或1.5cm至2cm、3.5cm、5cm，在更具体的实施方案中，它为约1cm。

“样品管支架”是指用于接收样品管的装置。样品管支架可以是单管支架或多管支架。多管支架包括例如用于2、3、4、5、10或更多个管的架子。在一些实施方案中，样品管支架具有用于***样品管并将其保持在特定位置的槽。在本文描述的上下文中，样品管支架本质上在样品管***时将样品管固定在特定方向上。在没有样品管支架的旋转偏转的情况下，样品管支架将样品管保持在本质上竖直的位置。在一些实施方案中，样品管被成型装配在样品管支架内，从而在固定方向上提供紧密装配。

在本文描述的上下文中，“可枢转地悬挂”意味着诸如可移除样品管支架的物体以旋转自由度接合到另一物体(诸如相应支座)。本文描述的样品管支架可以在它从支座悬挂时绕作为枢轴点的x轴线旋转。

本文描述的样品管支架在一些实施方案中是可移除的，其中“可移除”意味着它可以与其相应的支座分离，而不会破坏两个部件中的任何一个。例如，样品管支架可以包括铰链，该铰链可以灵活地接合到由对应支座包括同时允许旋转自由度的相应轴承。例如，在对所讨论的样品进行超声处理之后，可以通过使样品管支架的铰链与支座的相应轴承脱离而将样品管支架从支座和超声处理装置上移除。因此，样品管支架可以转移到例如生化分析仪或分析模块。此外，样品管可以在已经由样品管支架保持时在超声处理装置外部填充、制备或以其他方式处理，因此既简化了工作流程又降低了由于例如超声处理装置内的样品或试剂的溢出而导致污染的风险。

在一些实施方案中，样品管支架的支座包括两个部分，在一些实施方案中甚至包括多于两个部分。在更具体的实施方案中，样品管支架的支座包括固定基底部分和可旋转部分，可旋转部分包括枢轴和用于保持样品管支架的基底，其中枢轴是可枢转地悬挂在固定基底部分的相应枢轴轴承内的铰链。

支座的这种两件式布置的优点包括例如如果可旋转部分显示出磨损迹象，则可以移除和更换此部分而不必影响固定基底部分。因此，后者可以作为其必不可少的部分永久地固定在超声处理装置的底部。

为了优化超声波发生器的超声处理区域与样品管(当存在于其相应的支座中的样品管支架中时)中包含的生物样品的对准，本文公开的超声处理装置的支座在一些实施方案中包括高度调节器，该高度调节器用于调节在样品管支架中的样品管在z轴线上的位置。以这种方式，由于重力的作用，生物样品特别是主要包含在管底部的液体或部分液体样品可以到达处于超声处理位置的超声波发生器的超声处理区域的高度。这可以避免超声处理区域接触没有或仅有很少样品被定位的一部分管壁的情况，该情况可能使样品的超声处理更加困难。用于调节样品管支架内的样品管的高度的装置包括例如弹簧、线圈、螺旋机构、空气缓冲器、致动器等。在一些实施方案中，高度调节器是可手动操作的。在其他实施方案中，高度调节器包括自动机构。

本文描述的超声处理装置的“导轨”可以通过任何合适的结构来实施，该结构为超声波发生器在限定的方向上的运动提供引导。在最简单的情况下，导轨是直的(一维)结构，超声波发生器沿着该结构由致动器来回移动。然而，在适当的情况下，导轨也可以延伸跨越第二或第三维度。例如，两个或更多个彼此相邻安装的样品管支架可以受益于具有分支点的导轨，使得超声波发生器可以被单独地引导到其对应支座中的每个样品管支架，因为应用可能需要那样。导轨可以在一些实施方案中包括悬挂超声波发生器的框架。同样在一些实施方案中，导轨可以由保持超声波发生器的隧道实施。在一些实施方案中，本文描述的超声处理装置的导轨包括滑板。在更具体的实施方案中，滑板安装在栏杆上并在其顶部承载了超声波发生器。

本文描述的超声处理装置可以包括控制单元和/或数据管理单元。

“控制单元”控制自动系统的方式是由自动系统执行处理协议的必要步骤。这意味着控制单元可以例如指示自动系统用移液器执行某些移液步骤以将液体生物样品与试剂混合，或者控制单元控制自动系统以在某一温度下在某一时间孵育生物样品或试剂或两者的混合物，或者控制单元控制本文描述的超声处理装置的超声波发生器的精确运动，或其他运动或相关参数。控制单元可以从数据管理单元(DMU)接收关于需要对某个样品执行哪些步骤的信息。在一些实施方案中，控制单元可以与数据管理单元集成在一起，或者可以由通用硬件实施。例如，控制单元可以实施为运行计算机可读程序的可编程逻辑控制器，该计算机可读程序提供有根据过程操作计划执行操作的指令。具体而言，控制单元可以包括调度器，用于在预定时间内执行诸如上述运动的一系列步骤。控制单元可以根据测定类型、紧急度等进一步确定待处理样品的顺序。控制单元还可以从与样品的参数的测量相关的检测单元接收数据。

“数据管理单元”是用于存储和管理数据的计算单元。这可能涉及与要由自动系统处理的液体样品相关的数据，或与由本文描述的超声处理装置执行的步骤相关的数据。数据管理单元可以连接到LIS(实验室信息系统)和/或HIS(医院信息系统)。数据管理单元(DMU)可以是与其交互的自动系统内的单元或与该自动系统共同定位的单元。它可能是控制单元的一部分。可替代地，DMU可以是远离自动系统定位的单元。例如，它可以在经由网络连接到自动系统的计算机中实施。

为了超声波发生器启动样品管支架绕x轴线的限定的旋转，控制并且(如果需要的话)调整从致动器施加到超声波发生器以及因此施加到其相应支架中的样品管的力可能是有利的。

因此，在本文描述的超声处理装置的一些实施方案中，致动器被配置为向超声波发生器施加可变力。在一些实施方案中，致动器被配置为向超声波发生器施加10N、50N、100N或500N至750N、1000N、2500N或5000N的力。在更具体的实施方案中，力为约800N。

例如，如果要在同一超声处理装置中处理不同类型的样品管支架，控制和改变这个力可能是有利的。例如，基于样品管支架的质量，可能需要增加的力来启动绕x轴线的旋转运动，并且复位力可能比在较轻样品管支架的情况下更大。此外，可以使用不同类型的样品管，其中某些类型可以具有比其他类型更精妙的结构。因此，减少施加力可能是有用的，以便不会损害更加压敏的管的种类的完整性。

为了并行化和增大通量的益处，本文描述的超声处理装置可以被配置为一次支持和处理多于一个样品管。这可能要求对样品管支架和/或超声波发生器进行某些调整，其中一些在本文中公开为示例性实施方案。

因此，在本文描述的超声处理装置的一些实施方案中，样品管支架被配置为保持多个样品管，并且超声处理区域包括具有凹面的一个或多个子区域。在一些实施方案中，超声处理区域包括与样品管支架被配置来保持的样品管的数量相同数量的具有凹面的子区域。

本公开文本的另外的方面是一种用于使用本文公开的超声处理装置对在具有本质上圆形侧壁的样品管中包含的生物样品进行超声处理的方法，该方法包括以下步骤：

a)将样品管***样品管支架中，并将样品管支架***超声处理装置的相应支座中，其中这些***步骤的顺序是可互换的；

b)将超声波发生器沿着y轴线和导轨经由致动器朝向样品管支架移动，直到超声处理区域通过开口接触样品管的侧壁；

c)将来自致动器的预定义的力沿着y轴线经由超声波发生器施加到样品管并因此施加到样品管支架，使得超声处理区域接触样品管侧壁并将样品管推向样品管支架的内壁或其可旋转部分，从而将样品管牢固地固定好并通过将它们与超声处理区域所包括的凹面进行对中来沿着x轴线调节其位置，超声波发生器的运动在侧壁未与超声处理区域的表面对准的情况下进一步使得样品管支架绕x轴线旋转运动，直到达到止动点，导致超声处理区域与样品管侧壁之间的接触面积增大；

d)通过超声处理区域与样品管侧壁之间的接触面积将超声波从超声波发生器施加到样品管。

关于步骤a)，如前所述，在一些实施方案中在超声处理装置外部的样品管支架中制备样品管可能是有利的。例如，可以将多个样品管放入多管样品管支架中并且例如由实验室人员手动预处理。这样的步骤可能涉及向多个样品管添加液体生物样品(有或没有试剂)，并为后者封盖。在下一步骤中，通过将样品管支架接合到相应的支座，实验室人员可以方便地将同一样品管支架内的所有预处理的样品管放入超声处理装置中。这有利于整个工作流程，并可导致缩短的周转时间。可替代地，可以首先将样品管支架放入超声处理装置中。作为实施例，需要更换前面描述的多个管中的一个，或者需要添加额外的管，然后可以将样品管支架留在超声处理装置内部(其他管都要进行超声处理)，而单个管可以被替换或添加。

如本文描述的超声处理装置的情况下，根据样品管和/或样品管支架的类型调节步骤c)中的预定义的力可能是有利的。

在本文描述的方法的一些实施方案中，步骤a)还包括调节样品管支架内的样品管的高度。

同样在本文描述的方法的一些实施方案中，样品管支架被配置为保持多个样品管，并且超声处理区域包括具有凹面的一个或多个子区域。这种实施方案的优点包括增大通量，如结合本文公开的超声处理装置所描述的。

如上所述，一方面样品管中的样品与另一方面超声处理区域的竖直对准对于样品中生物材料的超声处理效率而言是有利的。对应地，借助超声处理区域的凹面或其子区域，横向对准也是如此。

本文公开的方法的所有其他具体实施方案也适用于本文公开的装置。

示例性实施方案

以下实施例旨在说明本文公开的方法和装置的具体实施方案，而它们不是限制性的。

图1A的示意图描绘了本文公开的超声处理装置(10)的实施方案的透视侧视图。在本实施方案中，为了更好地查看其他部件，省略了一个或多个样品管(300)和样品管支架(100)。在所示的部件间是样品管支架的相应支座(110)。在本实施方案中的支座(110)包括固定基底部分(160)和可旋转部分(170)，该可旋转部分包括基底(171)，该基底用于在这种情况下保持具有五个单独样品管(300)的样品管支架(100)。可旋转部分(170)在两侧还包括枢轴(130)，该枢轴的枢轴点限定x轴线(150)，可旋转部分(170)以及因此样品管支架(100)在***时可绕x轴线旋转。枢轴(130)(这里描绘为铰链)由支座的固定基底部分(160)的相应枢轴轴承(161)保持。本实施方案的可旋转部分(170)进一步具有高度调节器(120)，在所描绘的情况下该高度调节器是基于螺钉(120)的可手动操作的机构，用于提升或降低保持样品管支架(100)的基底(171)。因此在本实施方案中，可以竖直调节整个样品支架(100)，使得样品管(300)和其中包含的生物样品可以调节到超声波发生器(200)的超声处理区域(210)的高度。转到后者，可以看出本实施方案的超声处理区域(210)包括五个子区域(211)，用于五个单独样品管(300)的最大负载。超声波发生器(200)的这个超声处理区域(210)面向样品管支架(100，未示出)的一侧的开口(140)，使得该超声处理区域可以通过开口(140)与一个或多个样品管(300)物理接触。本实施方案的超声波发生器(200)的导轨(220)包括滑板(221)，滑板上安装着超声波发生器(200)，而滑板(221)本身经由连接器(222)安装到栏杆(223)。这种导轨(220)布置提供了超声波发生器(200)沿着y轴线(250)的可移动性。可以看出，这种可移动性是一维的，使得超声波发生器(200)可以借助于致动器(400)朝向或远离样品管支架(100)的支座(110)移动，而导轨(220)的一端固定在所述支座(110)上，在本实施方案中固定在其固定基底部分(160)上。支座(110)与z轴线(350)本质上是对准的，并本质上平行于重力方向。在此描绘中还可以看到这里示出的实施方案的超声波发生器(200)的化合物。压电元件包含在转换器(201)内，将初级电信号转换成机械振动。在随后的传输单元(203)经由其超声处理区域(210)传输能量之前，机械振动被随后的增强器(202)放大。

图1B示出了处于超声处置位置的图1A的超声处理装置(10)。超声波发生器已朝向安装到相应支座(110)的可旋转部分(170)上的样品管支架(100)移动。具有其各个子区域(211)的超声处理区域(210)通过相应的开口(140)与保持在样品管支架(100)内的样品管(300)接触。

转到图2A，现在图1的超声处理装置(10)被描绘为横截面侧视图。超声处理区域(210)安装在与枢轴(130)本质上相同的高度处。还可以看到超声处理区域(210)的竖直维度，连同其竖直中心(215)，该竖直中心安装在与由x轴线(150)限定的枢轴点相同的高度处。

如图1B所示，图2B的超声处理位置中示出了对图2A的横截面侧视图中的超声处理装置(10)的描绘。

图3和图4提供了使用如在前述图示中描绘的本文所述的超声处理装置(10)的本文描述的方法的实施方案的图示。

图3A示出了本文描述的超声处理装置(10)的上述实施方案的透视侧视图。为了更好地查看具有***的样品管支架(100)的支座(110)，已省略了导轨(220)。如图1A和图2B所示，超声波发生器(200)位于远程位置，在此位置中超声处理区域(210)与样品管(300)的侧壁(310)之间没有直接物理接触。与前述图示相比之下，支座(110)的可旋转部分(170)相对于z轴线(350)略微倾斜，这可以在图4A的相应横截面侧视图中更详细地查看。

处于超声处理位置的本实施方案的超声处理装置(10)的配置在图3B和图4B中示出。在超声波发生器(200)的超声处理区域(210)与样品管(300)的侧壁(310)接触的同时施加预定义的力时，侧壁(310)的部分位于超声处理区域(210)的竖直中心(215)上方，并且因此作为枢轴(130)的枢轴点的x轴线(150)绕x轴线(150)逆时针旋转。由于样品管(300)紧密地装配在样品管支架(100)内部，并且样品管支架紧密地装配在相应支座(110)的可旋转部分(170)内部，可旋转部分(170)跟随样品管(300)的这种旋转运动，直到到达当前图3B和图4B中所示的止动点。在本实施方案产生的超声处理位置中，样品管(300)是竖直的，并且因此平行于z轴线(350)。这是由于以下情况导致的：图3和图4中示出的样品管(300)的侧壁(310)没有表现出任何实质性不均匀性，并且超声波发生器(200)的超声处理区域(210)(包括超声处理子区域(211))平行于z轴线(350)对准。因此，样品管支架(100)中的样品管(300)和支座(110)的可旋转部分(170)的竖直位置表示这样的位置：在该位置处，样品管侧壁(310)和超声处理区域(210)具有最佳接触面积，从而促进超声能量(动能)从超声波发生器(200)到生物样品的有效转移。在此处示出的实施方案中，这意味着每个单独的子区域(211)与每个相应的样品管(300)的侧壁(310)接触。

图5A-图5C的图示提供了对沿着x轴线(150)调节样品管(300)的机构的进一步显示，从各个角度显示了样品管支架(100)(在描绘的实施方案中，更准确地说是它的可旋转部分(170))。

图5A描绘了具有超声处理区域(210)的超声波发生器(200)的传输单元(203)以时间顺序朝向样品管支架(100)的运动。样品管支架(100)的可旋转部分(170)从上面看是如图5B所见的由平面“A”限定的高度处的横截面。

该运动的第一个描绘阶段如图5A(i)所示。在包括五个不同超声处理子区域(211)的本实施方案中，超声处理区域(210)已经位于距离在样品管支架(100)的可旋转部分(170)中保持的样品管(300)的侧壁(310)的短距离处。可以看出，大多数样品管(300)没有沿着x轴线(150)与它们相应的超声处理子区域(211)对准。转到图5A(ii)，超声处理子区域(211)与相应的样品管(300)的侧壁(310)物理接触。超声处理子区域(211)借助于它们的凹面使样品管(300)沿着x轴线(150)朝向每个相应子区域(211)的中心运动，这在图5A(iii)的描绘中已经进一步展开。通过继续施加预定义的力，使具有传输单元(203)的超声波发生器(200)沿着y轴线(250)朝向样品管支架(100)移动，凹形超声处理子区域(211)使得具有其本质上圆形侧壁(310)的样品管(300)实现滑动运动。可以看出，此处示出的实施方案涉及从样品管支架(100)的可旋转部分(170)的内后壁突起的支撑元件(171)。这些突起表现出与超声处理子区域(211)的表面类似的凹面，并有助于在x方向上对准样品管(300)。然而，超声处理子区域(211)的凹面也能够通过将样品管(300)压靠在后壁的平面上而实现对准。因此，在一些实施方案中，后壁不包括此处示出的支撑元件(171)。在图5A(iv)中到达终点，在这里样品管(300)沿着x轴线(150)与它们相应的超声处理子区域(211)对准。本领域技术人员将理解，超声处理区域(210)不一定如此处描绘的那样作为支撑各个超声处理子区域(211)的表面实施。例如，超声处理区域(210)可以具有一个没有任何突起的子区域(211)的单个凹面，其可以例如被布置成用于接合单个样品管(300)。在一些实施方案中，支座(110)的可旋转部分(170)可以柔性地悬挂，使得给出一个或多个自由度，可旋转部分(170)以所述自由度可能有助于所涉及的部件的最佳对准。