DE102021204571A1 - Dosing head and dosing system for receiving and dosing a medium - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Dosiersystem (100) mit einem Dosierkopf (110) zur Aufnahme und Dosierung eines Mediums und einem Anschlussstück (150), wobei der Dosierkopf (110) einen Medienzugang, ein Ausgabeterminal (114) einem Medienausgang (118, 119) und den Medienzugang mit dem Medienausgang (118, 119) verbindende Fluidleitungen (116, 117) aufweist, wobei das Ausgabeterminal (114) eine Verbindungsstruktur (130) zur Aufnahme und ein Verriegelungselement (170) zur lösbaren Fixierung von einem Anschlussstück (150) aufweist, wobei das Anschlussstück (150) einen Fluidkanal (152, 153) und eine Verbindungsstruktur (154) aufweist, wobei die Verbindungsstruktur (130) des Ausgabeterminals (114) und die Verbindungsstruktur (154) des Anschlussstücks (150) in einer Einsteckrichtung (156) ineinander steckbar sind und im eingesteckten Zustand der Fluidkanal (152, 153) und der Medienausgang (118, 119) fluidisch kommunizieren, wobei das Verriegelungselement (170) aus einer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung und umgekehrt überführbar angeordnet ist, und wobei das Verriegelungselement (170) in der Verriegelungsstellung das Anschlussstück (150) im eingesteckten Zustand arretiert und in der Freigabestellung freigibt.The invention relates to a dosing system (100) with a dosing head (110) for receiving and dosing a medium and a connecting piece (150), the dosing head (110) having a media access, an output terminal (114), a media outlet (118, 119) and the Fluid lines (116, 117) connecting media access to the media outlet (118, 119), wherein the output terminal (114) has a connecting structure (130) for receiving and a locking element (170) for releasably fixing of a connecting piece (150), wherein the Connection piece (150) has a fluid channel (152, 153) and a connection structure (154), wherein the connection structure (130) of the output terminal (114) and the connection structure (154) of the connection piece (150) can be plugged into one another in an insertion direction (156). and in the inserted state of the fluid channel (152, 153) and the media outlet (118, 119) communicate fluidly, wherein the locking element (170) from a locking position to a Release position and vice versa is arranged transferrable, and wherein the locking element (170) in the locking position locks the connecting piece (150) in the plugged-in state and releases it in the release position.
Description
Die Erfindung betrifft ein Dosiersystem mit einem Dosierkopf zur Aufnahme und Dosierung eines Mediums, der einen Medienzugang, ein oder mehrere Ausgabeterminals mit jeweils einem Medienausgang und den Medienzugang mit dem Medienausgang des einen oder den Medienausgängen der mehreren Ausgabeterminals verbindende Fluidleitungen aufweist.The invention relates to a dosing system with a dosing head for receiving and dosing a medium, which has a media access, one or more output terminals, each with a media outlet, and fluid lines connecting the media access to the media outlet of the one or the media outlets of the multiple output terminals.
Die Erfindung ist sowohl in das Gebiet der Pipettierköpfe als auch in das Gebiet der fluidischen Lab-on-Chip-Systeme einzuordnen.The invention can be classified both in the field of pipetting heads and in the field of fluidic lab-on-chip systems.
Es sind Pipetten und Mehrkanalpipetten bekannt, die nach dem Hubkolbenprinzip arbeiten. Hiermit assoziierte Probleme sind, dass der Einsatz solcher Pipetten auf vorgegebene Volumina beschränkt ist, so dass verschiedene Pipettentypen für verschiedene Volumina verwendet werden müssen, wobei diese wiederum verschiedene Größen an Pipettenspitzen aufnehmen. Anders gesagt genügt für das exakte Pipettieren von Flüssigkeiten mit verschiedenen Volumina nicht nur eine einzige Mehrkanalpipette bzw. ein einziger Mehrkanalpipettenkopf. Dies macht das Verwenden dieser Pipettentypen insbesondere Mehrkanalpipetten in automatisierten Pipettiersystemen aufwendig. Diese Hubkolbenpipetten sind zudem auf ein bestimmtes Druckniveau fixiert, der Druck kann also nicht variiert werden.There are known pipettes and multi-channel pipettes that work on the reciprocating principle. Problems associated with this are that the use of such pipettes is limited to given volumes, so that different types of pipettes must be used for different volumes, which in turn accommodate different sizes of pipette tips. In other words, a single multi-channel pipette or a single multi-channel pipette head is not sufficient for the exact pipetting of liquids with different volumes. This makes the use of these types of pipettes, in particular multi-channel pipettes, expensive in automated pipetting systems. These reciprocating pipettes are also fixed at a specific pressure level, so the pressure cannot be varied.
Dosierköpfe der eingangs genannten Art lösen diese Probleme. Beispielhaft wird auf die Offenlegungsschrift
Aus der Schrift
Weder die bekannten Dosierköpfe noch die zuvor beschriebenen Pipetten und Mehrkanalpipetten erlauben das Ablassen von Flüssigkeiten in einzelnen Kanälen zu unterschiedlichen Zeiten. Auch sind aus dem Stand der Technik keine Pipettensysteme bekannt, bei denen unterschiedliche Pipettenspitzen zum Einsatz kämen oder mittels automatischer Pipettenspitzenabwurfmechanismen abgeworfen werden könnten. Die bekannten Dosier- oder Pipettensysteme sind daher für einen universellen Einsatz nur eingeschränkt tauglich.Neither the known dosing heads nor the pipettes and multi-channel pipettes described above allow liquids to be drained in individual channels at different times. Also, no pipette systems are known from the prior art in which different pipette tips would be used or could be ejected by means of automatic pipette tip ejection mechanisms. The known dosing or pipette systems are therefore suitable for universal use only to a limited extent.
Anders als bei der Ausgabe von Fluiden in Mikrotiterplatten wird die Fluidik bei der Ansteuerung von mikrofluidischen Lab-on-Chip-Systemen überwiegend über mindestens eine in einem Betreibergerät verbaute Spritzenpumpe oder ähnliches betrieben. Fluidische Schnittstellen zum Anschluss eines mikrofluidischen Chips, hierin auch unter dem allgemeineren Begriff „Analysekartusche“ subsummiert, sind meistens fest in dem Betreibergerät verbaut. Für die zuverlässige Verbindung des Betreibergeräts mit der mikrofluidischen Kartusche sind beispielsweise Positionsstifte und ein Mechanismus zum Positionieren des Chips und Abdichten der Schnittstelle notwendig. Viele Chipsysteme besitzen eine komplexe Infrastruktur zum Aufteilen von Proben oder Reagenzien, sowie Mischstrukturen und sonstige funktionelle Struktureinheiten (u. a. Ventile). Die fluidischen Schnittstellen und der Chipaufbau sind daher komplex. Abzuarbeitende Prozessabläufe bei aufwendigen Protokollen sind komplex und fehleranfällig, z. T. auch nicht umsetzbar, insbesondere, wenn von großen Probenvolumina ausgegangen werden muss, die nachfolgend im System zu kleinen Analytvolumina prozessiert werden. Die Fertigung ist zeitaufwendig und kostspielig.. Insbesondere die automatisierte Bestückung des Chipsystems mit Reagenzien stellt sich als schwierig dar. Zudem sind die Betreibergeräte und Chipsysteme starr in ihrer Anwendung, da Sie jeweils für feste, d. h. immer wiederkehrende Abläufe konzipiert sind. Es mangelt insofern an Flexibilität.In contrast to the dispensing of fluids in microtiter plates, the fluidics in the control of microfluidic lab-on-chip systems are mainly operated via at least one syringe pump or similar built into an operator device. Fluidic interfaces for connecting a microfluidic chip, here also subsumed under the more general term “analysis cartridge”, are usually permanently installed in the operator device. For example, positioning pins and a mechanism for positioning the chip and sealing the interface are necessary for the reliable connection of the operator device with the microfluidic cartridge. Many chip systems have a complex infrastructure for dividing samples or reagents, as well as mixed structures and other functional structural units (including valves). The fluidic interfaces and the chip structure are therefore complex. Process flows to be processed for complex protocols are complex and error-prone, e.g. Partly not feasible either, especially if large sample volumes are to be assumed, which are subsequently processed in the system to form small analyte volumes. Production is time-consuming and expensive. In particular, the automated equipping of the chip system with reagents is difficult. H. recurring processes are designed. In this respect, there is a lack of flexibility.
Diese und zahlreiche weitere Probleme werden durch die Erfindung gelöst, die deshalb in einem erheblich erweiterten Aufgabengebiet einsetzbar ist. Die Aufgabe ist demgemäß ein hochgradig automatisierbares Dosiersystem für ein breites Anwendungsspektrum bereitzustellen.These and numerous other problems are solved by the invention, which can therefore be used in a significantly expanded field of tasks. Accordingly, the task is to provide a highly automatable dosing system for a wide range of applications.
Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Dosiersystem mit einem Dosierkopf zur Aufnahme und Dosierung eines Mediums und wenigstens einem Anschlussstück, wobei der Dosierkopf einen Medienzugang, ein oder mehrere Ausgabeterminals mit jeweils einem Medienausgang und den Medienzugang mit dem Medienausgang des einen oder den Medienausgängen der mehreren Ausgabeterminals verbindende Fluidleitungen aufweist, wobei das eine oder die mehreren Ausgabeterminals jeweils eine Verbindungsstruktur zur Aufnahme und ein Verriegelungselement zur lösbaren Fixierung von jeweils einem Anschlussstück aufweist, wobei das Anschlussstück einen Fluidkanal und eine Verbindungsstruktur aufweist, wobei die Verbindungsstruktur des Ausgabeterminals und die Verbindungsstruktur des Anschlussstücks in einer Einsteckrichtung ineinander steckbar sind und im eingesteckten Zustand der Fluidkanal und der Medienausgang fluidisch kommunizieren, wobei das Verriegelungselement in und/oder an dem Ausgabeterminal aus einer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung und umgekehrt überführbar angeordnet ist, und wobei das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung das Anschlussstück im eingesteckten Zustand arretiert und in der Freigabestellung freigibt.The object is achieved according to one aspect of the invention by a dosing system with a dosing head for receiving and dosing a medium and at least one connector, the dosing head having a media access, one or more output terminals, each with a media outlet and the media access with the media outlet of one or the Has fluid lines connecting media outlets of the multiple output terminals, wherein the one or more output terminals each have a connecting structure for receiving and a locking element for releasably fixing a connecting piece in each case, wherein the connecting piece has a fluid channel and a connecting structure, wherein the connecting structure of the output terminal and the connecting structure of the connecting piece can be plugged into one another in an insertion direction and the fluid channel and the media outlet communicate fluidically in the inserted state, the locking element being in and/or on the outlet eterminal is arranged transferrable from a locking position to a release position and vice versa, and wherein the locking element in the locking position locks the connecting piece in the plugged-in state and releases it in the release position.
Der Dosierkopf kann zur Ausgabe verschiedener Medien eingerichtet sein. Darunter sind Reagenzien oder auch Transportmedien, wie Luft, oder Spülmedien zu verstehen. Funktional betrachtet kann also eins der Medien als Aktuator genutzt werden und das oder die anderen können Verbrauchsmedien sein. Unabhängig von der Medienfunktion und dem Aggregatszustand werden hierin für die Förderung der Medien durch die Fluidikstruktur vereinheitlichend die Begriffe Dosieren, Verteilen, Bewegen, Transportieren oder eben Fördern verwendet.The dosing head can be set up to dispense different media. This includes reagents or also transport media, such as air, or rinsing media. From a functional point of view, one of the media can be used as an actuator and one or the other can be consumable media. Irrespective of the media function and the state of aggregation, the terms dosing, distribution, moving, transporting or even conveying are used here for the conveyance of the media through the fluidic structure.
Vorbereitende Arbeiten außerhalb der mikrofluidischen Kartusche können im erfindungsgemäßen Dosierkopf in Einheiten zwischen 1 - 10.000 µL ausgeführt werden. Mit dem gleichen Dosierkopf können dann Volumina auf der mikrofluidischen Kartusche in sehr viel kleineren Volumina von typischerweise 10 - 500 µL prozessiert werden. Die pro Prozessschritt zu bewegenden Volumina liegen daher vorzugsweise im Bereich kleiner 10 ml, bei Betrieb einer mikrofluidischen Kartusche vorzugsweise kleiner oder gleich 1 ml, und größer oder gleich 1 µL. Im erfindungsgemäßen Dosierkopf sind die kleinsten Strukturgrößen der Fluidstruktur quer zur Strömungsrichtung kleiner als 5 mm, vorzugsweise kleiner 2 mm, besonders bevorzugt kleiner als 1 mm.Preparatory work outside of the microfluidic cartridge can be carried out in units between 1-10,000 μL in the dosing head according to the invention. With the same dosing head, volumes on the microfluidic cartridge can then be processed in much smaller volumes of typically 10 - 500 µL. The volumes to be moved per process step are therefore preferably in the range of less than 10 ml, when operating a microfluidic cartridge preferably less than or equal to 1 ml and greater than or equal to 1 μL. In the dosing head according to the invention, the smallest structure sizes of the fluid structure transverse to the direction of flow are less than 5 mm, preferably less than 2 mm, particularly preferably less than 1 mm.
Der Dosierkopf weist ein Substrat, beispielsweise aus einem Polymermaterial, Metall, Nichteisenmetall, Silizium, Glas oder Keramik auf, in dem die Fluidleitungen als Kanäle ausgebildet sind. Die Ausgabeterminals sind an das Substrat vorzugsweise einstückig angeformt. Beispielsweise kann der Dosierkopf mittels Prägen, Spritzguss- oder Tiefziehtechnik oder mittels additiver Fertigungsverfahren (3D-Druck) hergestellt werden. Wahlweise können die Fluidikstrukturen auch abschnittsweise gebohrt oder mittels Erodierverfahren in das Substratmaterial eingearbeitet sein.The dosing head has a substrate, for example made of a polymer material, metal, non-ferrous metal, silicon, glass or ceramic, in which the fluid lines are formed as channels. The output terminals are preferably integrally formed on the substrate. For example, the dosing head can be manufactured using embossing, injection molding or deep-drawing technology or using additive manufacturing processes (3D printing). Optionally, the fluidic structures can also be drilled in sections or incorporated into the substrate material by means of eroding processes.
Medienzugänge, Medienausgänge und Fluidleitungen stehen mit den Medien in Kontakt und werden hierin neben weiteren medienführenden Elementen unter dem Begriff Fluidikstruktur zusammengefasst. Als Ausgabeterminal wird die funktionale Einheit des Dosierkopfes um die Medienausgänge bezeichnet.Media inlets, media outlets and fluid lines are in contact with the media and are summarized here in addition to other media-carrying elements under the term fluidic structure. The functional unit of the dosing head around the media outlets is called the output terminal.
Der Dosierkopf kann beispielsweise als Ein- oder Mehrkanalpipette verwendet werden. Dessen Anwendung ist aber nicht auf den Flüssigkeitstransfer mit Pipettenspitzen beschränkt. Vielmehr kann der Dosierkopf über das Anschlussstück auch mit anderen Verbindungselementen ausgestattet werden. Das Anschlussstück ist dementsprechend zur Aufnahme eines Verbindungselements eingerichtet. Als Verbindungselement kommen beispielsweise in Betracht: Dichtelemente, insbesondere Dichtringe, Pipettenspitzen, Kapillare, Dosiernadeln, Kanülen, Luer-Verbinder, Kanalmündungen mit Dichtelement, Düsen oder mikrofluidischer Kopfadapter. Über das Verbindungselement werden die Medien aus dem Dosierkopf in ein konnektiertes Trägersubstrat, wie beispielsweise eine Mikrotiterplatte, oder eine mikrofluidische Kartusche ausgegeben. Als Kopfadapter wird ein Verbindungselement zwischen einem oder vorzugsweise mehreren Anschlussterminals und einem oder vorzugsweise mehreren Eingängen einer mikrofluidischen Kartusche bezeichnet. Er ist dementsprechend eigens für die Verwendung zusammen mit einer bestimmten mikrofluidischen Kartusche angepasst. Als Dichtelement für die Kanalmündung kann eine Elastomerdichtung oder ein angeformtes elastisches Dichtelement, beispielsweise in Form einer Dichtlippe, oder einfach eine konische oder ebene Dichtfläche in Betracht kommen.The dosing head can be used, for example, as a single or multi-channel pipette. However, its application is not limited to liquid transfer with pipette tips. Rather, the dosing head can also be equipped with other connecting elements via the connection piece. Accordingly, the connection piece is set up to accommodate a connecting element. Examples of possible connecting elements are: sealing elements, in particular sealing rings, pipette tips, capillaries, dosing needles, cannulas, Luer connectors, channel openings with sealing elements, nozzles or microfluidic head adapters. The media are dispensed from the dosing head into a connected carrier substrate, such as a microtiter plate, or a microfluidic cartridge via the connecting element. A connection element between one or preferably several connection terminals and one or preferably several inlets of a microfluidic cartridge is referred to as a head adapter. Accordingly, it is specifically adapted for use with a specific microfluidic cartridge. An elastomer seal or a molded elastic sealing element, for example in the form of a sealing lip, or simply a conical or flat sealing surface can be considered as the sealing element for the duct opening.
Wenn vorgesehen ist, dass der Dosierkopf eine Mehrzahl von Anschlussterminals aufweist, und diese getrennt voneinander ansteuerbar sind, kann er auch gleichzeitig mit unterschiedlichen Verbindungselementen bestückt werden und/oder teilweise unbestückt bleiben.If it is provided that the dosing head has a plurality of connection terminals and these can be controlled separately from one another, it can also be equipped with different connection elements at the same time and/or remain partially unequipped.
Die Erfindung schafft die Grundlage für eine universelle Einsatzmöglichkeit des Dosierkopfes und insbesondere dafür, eine Mehrzahl von unterschiedlichen fluidischen Verbindungsmöglichkeiten zwischen dem Dosierkopf und einem Trägersubstrat, wie beispielsweise einer Mikrotiterplatte oder mit einer mikrofluidischen Kartusche bereitzustellen, je nachdem, welche Anwendung der Dosierkopf gerade bedient. Das Anschlussstück dient insofern nicht nur als Universaladapter zur Aufnahme einer Vielzahl von Verbindungselementen, sondern es sorgt zugleich dafür, dass die Abwurffunktion unabhängig von dem jeweiligen Verbindungselement zuverlässig funktioniert.The invention creates the basis for a universal application of the dosing head and in particular for a plurality of different fluidic connection options between the dosing head and a carrier substrate, such as a microtiter plate or with a microfluidic cartridge, depending on which application the dosing head is currently serving. In this respect, the connecting piece not only serves as a universal adapter for accommodating a large number of connecting elements, but at the same time ensures that the ejection function works reliably independently of the respective connecting element.
Die Verbindungsstrukturen des Ausgabeterminals und des Anschlussstücks sind zunächst einmal Einführhilfen, die ein Einführen des Anschlussstückes in das Ausgabeterminal oder umgekehrt erleichtern und mittels eines gewissen Formschlusses eine fluidische Verbindung zwischen dem Fluidkanal des Anschlussstücks und dem Medienausgang des Ausgabeterminals sicherstellen. Das Verriegelungselement ist ein zwischen mindestens zwei Stellungen in und/oder an dem Ausgabeterminal bewegbar angeordnetes Element mit der Funktion das Anschlussstück entweder an dem Ausgabeterminal zu halten oder es zwecks Wechsel freizugeben. Das Verriegelungselement kann einstückig (monolithisch) mit dem Ausgabeterminal verbunden sein. Beispielsweise kann es mittels eines Festkörpergelenks beweglich an diesem angeordnet sein. Es kann weiterhin als elastische Schnappverbindung ausgebildet sein. Alternativ kann das Verriegelungselement als separates Bauteil ausgeführt sein.The connection structures of the output terminal and the connection piece are first of all insertion aids that facilitate the insertion of the connection piece into the output terminal or vice versa and ensure a fluidic connection between the fluid channel of the connection piece and the media outlet of the output terminal by means of a certain positive fit. The locking element is an element arranged to be movable between at least two positions in and/or on the output terminal, with the function of either holding the connection piece on the output terminal or releasing it for the purpose of changing. The locking element can be integrally (monolithically) connected to the output terminal. For example, it can be movably arranged on this by means of a solid joint. It can also be designed as an elastic snap connection. Alternatively, the locking element can be designed as a separate component.
Bevorzugt ist das Verriegelungselement in und/oder an dem Ausgabeterminal aus der Freigabestellung in eine Auswurfstellung überführbar angeordnet, wobei das Verriegelungselement ein Auswurfmittel umfasst, das eingerichtet ist das Anschlussstück beim Überführen in die Auswurfstellung entgegen der Einsteckrichtung zu bewegen.The locking element is preferably arranged in and/or on the output terminal so that it can be transferred from the release position to an ejection position, the locking element comprising an ejection means which is set up to move the connecting piece counter to the insertion direction when transferring to the ejection position.
Somit verkörpert das Verriegelungselement zugleich einen Auswerfer, der das Anschlussstück (samt Verbindungselement) nach Gebrauch entgegen der Einsteckrichtung bewegt, und somit aktiv abwirft. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn sich das Anschlussstück beispielsweise aufgrund von Adhäsion oder einer Klemmung trotz Freigabe nicht allein aufgrund der Schwerkraft von dem Ausgabeterminal löst.Thus, the locking element also embodies an ejector, which moves the connection piece (including the connecting element) after use in the opposite direction to the insertion direction, and thus actively ejects it. This is particularly advantageous if the connection piece does not detach from the output terminal solely due to gravity, for example due to adhesion or clamping despite release.
Weiterhin weist das Ausgabeterminal bevorzugt ein erstes Dichtelement und das Anschlussstück ein zweites Dichtelement auf, wobei das erste und das zweite Dichtelement in der Verriegelungsstellung fluiddicht gegeneinander angedrückt sind. Das erste Dichtelement kann beispielsweise eine Dichtfläche oder eine Dichtlippe oder eine Elastomerdichtung sein, die im verbundenen Zustand an einem komplementären Dichtelement des zweiten Dichtelements anliegt, oder umgekehrt.Furthermore, the output terminal preferably has a first sealing element and the connecting piece has a second sealing element, with the first and the second sealing element being pressed against one another in a fluid-tight manner in the locking position. The first sealing element can be, for example, a sealing surface or a sealing lip or an elastomeric seal which, in the connected state, bears against a complementary sealing element of the second sealing element, or vice versa.
Besonders bevorzugt sind die ersten und zweiten Dichtelemente korrespondierende Mündungen des Medienausgangs und des Fluidkanals umschließend angeordnet. Diese Form der Abdichtung hat insbesondere den Vorteil, dass bei zwei Medienausgängen und zwei korrespondierenden Fluidkanälen eine separate Abdichtung beider Fluidleitungen erfolgt und an der Schnittstelle keine Mischung der Medien stattfindet.The first and second sealing elements are particularly preferably arranged so as to enclose corresponding openings of the media outlet and of the fluid channel. This form of sealing has the particular advantage that with two media outlets and two corresponding fluid channels, the two fluid lines are sealed separately and the media do not mix at the interface.
Weiterhin bevorzugt sind die ersten und zweiten Dichtelemente in Einsteckrichtung axial wirkende Dichtelemente. Axialdichtungen haben gegenüber Radialdichtungen oder Konusdichtungen aufgrund fehlender Klemmung den Vorteil, dass sich das Anschlussstück in der Freigabestellung leichter von dem Ausgabeterminal lösen lässt.Furthermore, the first and second sealing elements are preferably sealing elements that act axially in the direction of insertion. Due to the lack of clamping, axial seals have the advantage over radial seals or conical seals that the connecting piece can be detached more easily from the output terminal in the release position.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Verbindungsstruktur des Anschlussstücks einen zylinderförmigen Schaft und die Verbindungsstruktur des Ausgabeterminals eine korrespondierende Zylinderbohrung umfassen, in die der Schaft einsteckbar ist.An advantageous further development provides that the connection structure of the connection piece comprises a cylindrical shank and the connection structure of the output terminal comprises a corresponding cylindrical bore into which the shank can be inserted.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verriegelungselement entlang einer Führungslinie quer zur Einsteckrichtung zwischen der Verriegelungsstellung und der Freigabestellung verschiebbar geführt. Es handelt sich hierbei um eine translatorische Bewegung. Eine andere Ausführungsform sieht eine Drehführung vor, wobei das Verriegelungselement eine Art Drehschalter bildet.According to a preferred embodiment, the locking element is guided in a displaceable manner along a guide line transversely to the direction of insertion between the locking position and the release position. This is a translatory movement. Another embodiment provides a rotary guide, with the locking element forming a type of rotary switch.
Bevorzugt umfasst das Verriegelungselement wenigstens zwei sich entlang der Führungslinie erstreckende Riegel und das Ausgabeterminal wenigstens zwei jeweils korrespondierende Führungen, in der die Riegel verschiebbar geführt sind. Hierdurch wird das Verriegelungselement entlang der Führung linear bewegt und ist durch eine doppelte Führung besser gegen ein Verkanten gesichert.The locking element preferably comprises at least two bolts extending along the guide line and the output terminal at least two corresponding guides in each case, in which the bolts are displaceably guided. As a result, the locking element is moved linearly along the guide and is better secured against tilting by a double guide.
Dabei sind die wenigstens zwei Riegel in der Verriegelungsstellung vorzugsweise den Schaft gabelartig umgreifend angeordnet, was die Voraussetzung für eine symmetrische Krafteinleitung beim Andrücken in der Verriegelungsstellung und beim Auswerfen sorgt.The at least two latches in the locking position are preferably arranged in a fork-like manner encompassing the shaft, which provides the prerequisite for a symmetrical application of force when pressing in the locking position and when ejecting.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Verbindungsstruktur des Anschlussstücks eine Hinterschneidung aufweist und wenigstens ein Riegel in der Verriegelungsstellung an der Hinterschneidung angreifend angeordnet ist. Die Hinterschneidung des Anschlussstücks ist ein konstruktives Element, welches mit dem Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung formschlüssig der Gestalt zusammenwirkt, das Anschlussstück nicht aus der Aufnahme, d. h. der Verbindungsstruktur des Ausgabeterminals, entnommen werden kann. Die Hinterschneidung kann beispielsweise in Form einer Nut, einer Bohrung oder sonstigen Öffnung, eines Vorsprungs oder eines Absatzes in der Verbindungsstruktur, insbesondere in dem Schaft, ausgebildet seinIt is also advantageous if the connection structure of the connection piece has an undercut and at least one bolt is arranged engaging the undercut in the locking position. The undercut of the connecting piece is a constructive element which interacts with the locking element in the locking position in a form-fitting manner, the connecting piece does not come out of the receptacle, ie the connecting structure of the Output terminals, can be removed. The undercut can be designed, for example, in the form of a groove, a bore or other opening, a projection or a shoulder in the connection structure, in particular in the shaft
Bevorzugt weist wenigstens ein Riegel einen in Einsteckrichtung hervorstehenden Andrücknocken auf, der in der Verriegelungsstellung an der Hinterschneidung angreift. Der Andrücknocken ist so ausgeprägt, dass er durch eine Krafteinleitung in Einsteckrichtung über die Hinterschneidung in das Anschlussstück das Dichtelement des Anschlussstücks unter elastischer Verformung gegen das Dichtelement des Ausgabeterminals andrückt. Verformen kann sich dabei eines der Dichtelemente oder der Riegel oder der Andrücknocken selbst, je nachdem, wie die Verformbarkeit der einzelnen Elemente ausgelegt ist. Entscheidend ist, dass das Anschlussstück in der Verriegelungsstellung auf diese Weise fluiddicht an das Ausgabeterminal gekoppelt ist. Ein entsprechend wirkender Andrücknocken ließe sich auch einem drehgeführten Verriegelungselement, beispielweise in Form eines Exzenters, ausbilden.Preferably, at least one bolt has a pressing cam which protrudes in the direction of insertion and which acts on the undercut in the locking position. The pressure cam is so pronounced that it presses the sealing element of the connecting piece against the sealing element of the output terminal with elastic deformation by introducing force in the direction of insertion via the undercut in the connecting piece. One of the sealing elements or the locking bar or the pressure cam itself can be deformed, depending on how the deformability of the individual elements is designed. What is decisive is that the connecting piece is coupled to the output terminal in a fluid-tight manner in this way in the locking position. A correspondingly acting pressure cam could also be formed in a rotary locking element, for example in the form of an eccentric.
Weiterhin vorteilhaft weist wenigstens ein Riegel einen entgegen der Einsteckrichtung hervorstehenden Auswurfnocken auf, der das Auswurfmittel bildet. In ähnlicher Weise wie der Andrücknocken wirkt der Auswurfnocken mit einer Fläche (Absatz, Stirnfläche, etc.) des Anschlussstücks zusammen und leitet eine Kraft entgegen der Einsteckrichtung ein, die das Anschlussstück entgegen der Einsteckrichtung bewegt, und damit aktiv abwirft. Auch ein entsprechend wirkender Auswurfnocken ließe sich an einem drehgeführten Verriegelungselement, beispielweise in Form eines Exzenters, ausbilden.Also advantageously, at least one bolt has an ejection cam that protrudes counter to the insertion direction and forms the ejection means. In a similar way to the pressure cam, the ejection cam interacts with a surface (height, end face, etc.) of the connection piece and applies a force counter to the insertion direction, which moves the connection piece counter to the insertion direction and thus actively ejects it. A correspondingly acting ejection cam could also be formed on a rotary locking element, for example in the form of an eccentric.
Besonders bevorzugt sind der Andrücknocken und der Auswurfnocken entlang der Führungslinie versetzt zueinander angeordnet. Im Fall eines drehgeführten Verriegelungselements wären der Andrücknocken und der Auswurfnocken winkelversetzt anzuordnen.Particularly preferably, the pressing cam and the ejection cam are offset from one another along the guide line. In the case of a rotary-guided locking element, the pressure cam and the ejection cam would have to be angularly offset.
Weiterhin bevorzugt umfasst das Verriegelungselement vier sich entlang der Führungslinie erstreckende, vier parallele Kanten eines rechteckigen Quaders aufspannende Riegel und das Ausgabeterminal vier jeweils korrespondierende Führungen, in der die Riegel verschiebbar geführt sind. Hierdurch wir eine in zwei Raumrichtungen noch besser definierte Führung sichergestellt. Dabei definieren besonders bevorzugt zwei der vier Riegel eine erste Ebene senkrecht zur Einsteckrichtung und die beiden anderen der vier Riegel eine zweite Ebene senkrecht zur Einsteckrichtung, wobei die erste Ebene bezogen auf die Einsteckrichtung dem Anschlussstück zugewandt ist und davon beabstandet die zweite Ebene dem Dosierkopf zugewandt ist.Furthermore, the locking element preferably comprises four bolts extending along the guide line and spanning four parallel edges of a rectangular cuboid, and the output terminal comprises four corresponding guides in each case, in which the bolts are displaceably guided. This ensures an even better defined guidance in two spatial directions. Two of the four bars particularly preferably define a first plane perpendicular to the direction of insertion and the other two of the four bars define a second plane perpendicular to the direction of insertion, with the first plane facing the connecting piece in relation to the direction of insertion and the second plane facing the dosing head at a distance from it .
In diesem Fall weisen die zwei die erste Ebene definierenden Riegel jeweils den in Einsteckrichtung hervorstehenden Andrücknocken und die zwei die zweite Ebene definierenden Riegel jeweils den entgegen der Einsteckrichtung hervorstehenden Auswurfnocken auf.In this case, the two bars defining the first plane each have the pressing cam protruding in the direction of insertion and the two bars defining the second plane each have the ejection cam protruding counter to the direction of insertion.
Das Anschlussstück weist besonders bevorzugt auf einer der Verbindungsstruktur des Anschlussstücks abgewandten Seite eine Universalaufnahme auf, die eingerichtet ist wenigstens zwei Verbindungselemente mit unterschiedlicher Anschlussstruktur aufzunehmen.The connection piece particularly preferably has a universal receptacle on a side facing away from the connection structure of the connection piece, which is set up to accommodate at least two connection elements with different connection structures.
Grundsätzlich ist das Anschlussstück geeignet, ein Verbindungselement fluiddicht aufzunehmen. Es weist dazu ein Dichtelement auf, das durch eine Dichtfläche oder eine Dichtlippe oder eine Elastomerdichtung gebildet sein kann, die im verbundenen Zustand an einem komplementären Dichtelement des Verbindungselementes anliegt. Das Anschlussstück kann beispielsweise einen kegelstumpfförmigen Ansatz als Aufnahme umfassen, auf den eine Pipettenspitze mit komplementärer Innenfläche unmittelbar fluiddicht aufgesteckt werden kann. Eine Abdichtung wird dann über die aneinander anliegenden Kegelflächen erzielt. Das Anschlussstück kann auch eine Bohrung oder eine konische Senkung als Aufnahme aufweisen, in die beispielsweise eine Kanüle mit komplementärer Außenfläche fluiddicht eingesteckt werden kann. In der Regel ist der Konus der Dichtflächen des Anschlussstückes einerseits und des Verbindungselements andererseits so ausgebildet, dass das Verbindungselement kraftschlüssig durch Klemmung auf oder in der jeweiligen Aufnahme des Ausgabeterminals bzw. des Anschlussstückes fixiert ist.In principle, the connecting piece is suitable for accommodating a connecting element in a fluid-tight manner. For this purpose, it has a sealing element which can be formed by a sealing surface or a sealing lip or an elastomeric seal which, in the connected state, bears against a complementary sealing element of the connecting element. The connection piece can, for example, comprise a truncated cone-shaped attachment as a receptacle, onto which a pipette tip with a complementary inner surface can be attached directly in a fluid-tight manner. A seal is then achieved across the abutting cone surfaces. The connecting piece can also have a bore or a conical countersink as a receptacle into which, for example, a cannula with a complementary outer surface can be inserted in a fluid-tight manner. As a rule, the cone of the sealing surfaces of the connecting piece on the one hand and the connecting element on the other hand is designed in such a way that the connecting element is fixed in a non-positive manner by clamping on or in the respective receptacle of the output terminal or the connecting piece.
Im Fall einer Universalaufnahme umfasst das Anschlussstück eine Mehrzahl von verschiedenen solcher Dichtflächen zur fluiddichten Aufnahme von Verbindungselementen mit unterschiedlichen Dichtflächen.In the case of a universal receptacle, the connecting piece comprises a plurality of different sealing surfaces of this type for receiving connecting elements with different sealing surfaces in a fluid-tight manner.
Neben dem Dichtelement kann das Anschlussstück zusätzlich ein Rastelement umfassen, das mit einem komplementären Rastelement an dem Verbindungselement der Gestalt zusammenwirkt, dass das Verbindungselement im verbundenen Zustand formschlüssig an dem Anschlussstück gehalten wird. Wo solche Rastelemente vorhanden sind, umfassen die Begriffe „Universalaufnahme“ und „Anschlussstruktur“ jeweils sowohl die Dichtelemente als auch eben jene Rastelemente.In addition to the sealing element, the connecting piece can also comprise a latching element which interacts with a complementary latching element on the connecting element in such a way that the connecting element is held positively on the connecting piece in the connected state. Where such latching elements are present, the terms "universal receptacle" and "connecting structure" each include both the sealing elements and those latching elements.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das eine oder die mehreren Ausgabeterminals jeweils wenigstens zwei fluidisch getrennte Medienausgänge aufweisen und dass das Anschlussstück wenigstens zwei fluidisch getrennte Fluidkanäle aufweist, wobei im eingesteckten Zustand jeder der wenigstens zwei Fluidkanäle mit jeweils einem der wenigstens zwei Medienausgänge fluidisch kommuniziert. Dadurch, dass das eine oder mehrere Ausgabeterminals jeweils wenigstens zwei Medienausgänge aufweisen, können unterschiedliche Terminals beispielswiese verschiedene Medien zu gleichen Zeitpunkten und/oder auch sequentiell verschiedenen Medien ausgeben.An advantageous development provides that the one or more output terminals each have at least two fluidically separate media outlets and that the connecting piece has at least two fluidically separate fluid channels, wherein in the inserted state each of the at least two fluid channels communicates fluidly with one of the at least two media outlets. Because the one or more output terminals each have at least two media outlets, different terminals can, for example, output different media at the same time and/or sequentially different media.
Weiterhin bevorzugt weist in diesem Fall das Ausgabeterminal ein erstes Dichtelement und das Anschlussstück ein zweites Dichtelement auf, wobei das erste und das zweite Dichtelement in der Verriegelungsstellung fluiddicht gegeneinander angedrückt sind und wobei die ersten und zweiten Dichtelemente korrespondierende Mündungen jedes Medienausgangs der wenigstens zwei Medienausgänge und jedes Fluidkanals der wenigstens zwei Fluidkanäle separat umschließend angeordnet sind. Hierdurch können die an den Medienausgängen anstehenden Fluide oder Medien bis zur Mündung der Fluidkanäle in die Verbindungselemente fluidisch getrennt transportiert werden.In this case, the output terminal also preferably has a first sealing element and the connecting piece has a second sealing element, the first and second sealing elements being pressed against one another in a fluid-tight manner in the locking position and the first and second sealing elements having corresponding openings of each media outlet of the at least two media outlets and each Fluid channel of the at least two fluid channels are arranged separately enclosing. As a result, the fluids or media present at the media outlets can be transported in a fluidically separated manner up to the opening of the fluid channels into the connecting elements.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Anschlussstück optional ein in den Fluidkanal integriertes Funktionselement, insbesondere ein aktiv ansteuerbares Element zum Manipulieren und/oder Detektieren des Mediums, eine passive Mischstruktur, einen aktivierbaren Mischer, eine Heizeinrichtung, eine Kühleinrichtung, einen passiven oder ansteuerbaren Magneten, eine Elektrode, einen Temperatursensor und/oder ein Mittel zum Zurückhalten eines Zuflusses von Fluiden aus der mikrofluidischen Kartusche in den Dosierkopf auf.According to an advantageous embodiment of the invention, the connecting piece optionally has a functional element integrated into the fluid channel, in particular an actively controllable element for manipulating and/or detecting the medium, a passive mixing structure, an activatable mixer, a heating device, a cooling device, a passive or controllable magnet , an electrode, a temperature sensor and/or a means for holding back an inflow of fluids from the microfluidic cartridge into the dosing head.
Durch das in dem Anschlussstück integrierte Mittel zum Zurückhalten eines Zuflusses von Fluiden aus der mikrofluidischen Kartusche in den Dosierkopf ist dieses Mittel dem für den Einmalgebrauch konzipierten Anschlussstück zugeordnet und wird mit dem Anschlussstück nach Gebrauch entsorgt. Damit ist die Kontaminationsgefahr nochmals verringert. Zusätzlich oder alternativ zu dem Anschlussstück kann aber auch weiterhin das Ausgabeterminal und/oder das Verbindungselement Mittel zum Zurückhalten eines Zuflusses von Fluiden durch die Medienausgänge in den Dosierkopf aufweisen. Damit würde die Wahrscheinlichkeit eines Eintritts eines beispielsweise mit der zu untersuchenden Probe kontaminierten Fluides in jeder Stufe von dem Verbindungselement über das Anschlussstück bis zum Dosierkopf verringert. Da sowohl das Verbindungselement als auch das Anschlussstück für den Einmalgebrauch konzipiert sind, ist nur entscheidend, dass in keinem Fall die zu analysierende Probe von der ebenfalls für den Einmalgebrauch konzipierten mikrofluidischen Kartusche bis in den Dosierkopf gelangen darf, wohingegen Verbrauchsmedien im Dosierkopf oder in dem Verbindungselement zeitnah vorgemischt und dann ausdosiert werden könnten.The means integrated in the connection piece for holding back an inflow of fluids from the microfluidic cartridge into the dosing head means that this means is associated with the connection piece designed for single use and is disposed of with the connection piece after use. This further reduces the risk of contamination. In addition or as an alternative to the connection piece, however, the output terminal and/or the connecting element can also have means for holding back an inflow of fluids through the media outlets into the dosing head. This would reduce the probability of a fluid contaminated, for example with the sample to be examined, entering each stage from the connecting element via the connecting piece to the dosing head. Since both the connecting element and the connection piece are designed for single use, it is only decisive that the sample to be analyzed must never get from the microfluidic cartridge, which is also designed for single use, to the dosing head, whereas consumable media in the dosing head or in the connecting element promptly premixed and then metered out.
Bevorzugt ist das Ausgabeterminal und das Verriegelungselement zum automatischen Abwerfen eines Anschlussstückes eingerichtet. Als Antrieb kommen beispielsweise ein Spindeltrieb, ein Hubmagnet oder dgl. in Betracht. Der Antrieb kann im Dosierkopf selbst oder extern angeordnet sein.The output terminal and the locking element are preferably set up for the automatic release of a connecting piece. For example, a spindle drive, a lifting magnet or the like can be considered as a drive. The drive can be located in the dosing head itself or externally.
Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch einen Dosierkopf zur Aufnahme und Dosierung eines Mediums als Bestandteil des vorstehend beschriebenen Dosiersystems, welcher Dosierkopf einen Medienzugang, ein oder mehrere Ausgabeterminals mit einem Medienausgang und den Medienzugang mit dem Medienausgang des einen oder den Medienausgängen der mehreren Ausgabeterminals verbindende Fluidleitungen aufweist, wobei das eine oder die mehreren Ausgabeterminals jeweils eine Verbindungsstruktur zur Aufnahme und ein Verriegelungselement zur lösbaren Fixierung von jeweils einem Anschlussstück aufweisen, wobei die Verbindungsstruktur eingerichtet ist das Anschlussstück in einer Einsteckrichtung aufzunehmen, wobei das Verriegelungselement in dem Ausgabeterminal entlang einer Führungslinie quer zur Einsteckrichtung zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Freigabestellung verschiebbar geführt ist.According to a further aspect of the invention, the object is achieved by a dosing head for receiving and dosing a medium as part of the dosing system described above, which dosing head has a media access, one or more output terminals with a media outlet and the media access with the media outlet of one or the media outlets of the has fluid lines connecting multiple output terminals, wherein the one or more output terminals each have a connecting structure for receiving and a locking element for releasably fixing a connecting piece in each case, wherein the connecting structure is set up to receive the connecting piece in an insertion direction, with the locking element in the output terminal along a Guide line is guided transversely to the insertion direction between a locking position and a release position.
Gleichermaßen wird die Aufgabe gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Anschlussstück als Bestandteil des vorstehend beschriebenen Dosiersystems, wobei das Anschlussstück einen Fluidkanal, eine Verbindungsstruktur zur Verbindung mit einem Ausgabeterminal eines Dosierkopfes und eine Dichtfläche zur eines Verbindungselementes. Das Verbindungselement ist, wie oben ausgeführt, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pipettenspitze, Kapillare, Dosiernadel, Kanüle, Luer-Verbinder, Kanalmündung mit Dichtelement, Düse und mikrofluidischer Kopfadapter.Likewise, the object is achieved according to a further aspect of the invention by a connecting piece as part of the dosing system described above, the connecting piece having a fluid channel, a connecting structure for connection to an output terminal of a dosing head and a sealing surface for a connecting element. As stated above, the connecting element is preferably selected from the group consisting of a pipette tip, capillary, dosing needle, cannula, Luer connector, channel opening with sealing element, nozzle and microfluidic head adapter.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines Dosiersystems mit Dosierkopf und eingesetzten Anschlussstücken; -
2 der Dosierkopf gemäß1 mit herausgenommenen Anschlusstücken; -
3 eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform eines Ausgabeterminals im seitlichen Schnitt; -
4 eine vergrößerte Ansicht des Ausgabeterminals gemäß5 in der Ansicht von unten; -
5 eine vergrößerte Ansicht des Anschlussstückes; -
6 ein zu dem Dosierkopf gehöriges Verriegelungselement; -
7 eine vergrößerte Ansicht eines zweiten Anschlussstückes; -
8 eine vergrößerte Ansicht eines dritten Anschlussstückes; -
9 eine vergrößerte Ansicht eines vierten Anschlussstückes; -
10 das Anschlussstück gemäß10 mit Verbindungselement; -
11 ein fünftes Anschlussstück mit Verbindungselement; -
12 ein sechstes Anschlussstück mit Verbindungselement und -
13 das sechste Anschlussstück gemäß12 mit angeschlossener mikrofluidischer Kartusche.
-
1 an embodiment of a dosing system with dosing head and used connectors; -
2 the dosing head according to1 with connectors removed; -
3 Figure 14 is an enlarged side sectional view of one embodiment of a dispensing terminal; -
4 an enlarged view of the output terminal according to FIG5 in bottom view; -
5 an enlarged view of the connector; -
6 a locking element associated with the dosing head; -
7 an enlarged view of a second fitting; -
8th an enlarged view of a third fitting; -
9 an enlarged view of a fourth fitting; -
10 the connector according to10 with connecting element; -
11 a fifth connector fitting; -
12 a sixth connector with connecting element and -
13 the sixth connector according to12 with connected microfluidic cartridge.
Das Dosiersystem 100 gemäß den
Diese Ausführungsform des Dosierkopfes 110 beinhaltet keine weiteren funktionalen Elemente und dient allein der Verteilung zweier Medien auf die vier Medienausgänge 118, 119 der vier Ausgabeterminals 114. So können die Fluidleitungen 116, 117 beispielsweise zur getrennten Ausgabe eines über den ersten Medienzugang zugeführten Transportmediums (z.B. Luft) und eines über den zweiten Medienzugang zugeführten Reagenzmediums genutzt werden.This embodiment of the
Zum Zweck der Verteilung ist eine Verteilerstruktur vorgesehen, in der sich die mit den Medienzugängen verbundenen Fluidleitungen 116, 117 jeweils in vier mit je einem Medienausgang 118, 119 verbundene Leitungszweige verzweigen. Die Verteilerstruktur umfasst dazu je Fluidleitung 116, 117 jeweils drei Einfachverzweigungen, an der sich die verzweigenden Fluidleitungen 116, 117 jeweils in zwei Leitungszweige aufteilt. Die jeweils drei Einfachverzweigungen sind so angeordnet, dass in jeder Fluidleitungen 116, 117 jeweils zwei Einfachverzweigungen in Strömungsrichtung aufeinander folgen, wodurch am Ende die m = 22 Leitungszweige entstehen.For the purpose of distribution, a distribution structure is provided in which the
Das Dosiersystem 100 umfasst ferner vier identische Anschlussstücke 150. Jedes der Anschlusstücke 150 dient als Adapter zwischen den Ausgabeterminals 114 des Dosierkopfes 110 und einem Verbindungselement (nicht gezeigt). Die Anschlussstücke sind gemäß
In
Das Ausgabeterminal 114 bzw. das Anschlussstück 150 sind in diesem Beispiel automatisch oder manuell abwerfbar ausgestaltet. Dabei ist vorgesehen, dass das Anschlussstück 150 zusammen mit dem Verbindungselement nach Gebrauch gewechselt wird. Die Wechselwirkung zwischen dem Verriegelungselement 170 und dem Anschlussstück 150 zwecks Auswurf desselben wird im Zusammenhang mit
In den
Das Ausgabeterminal 114 weist zwei fluidisch getrennte Medienausgänge 118, 119 auf, die senkrecht zur Darstellungsebene der
Ferner weist das Ausgabeterminal 114 auf seiner Unterseite eine Ausnehmung 138 auf zur Aufnahme eines ersten Dichtelements in Form einer ovalen Elastomer-Scheibe (nicht dargestellt). Das erste Dichtelement ist vorzugsweise unverlierbar mit dem Ausgabeterminal verbunden. Es weist zwei jeweils vollumfänglich von dem Elastomermaterial umgebene Öffnungen auf, die mit den Mündungen der beiden Medienausgänge 118, 119 korrespondieren. Das Anschlussstück weist am Boden des Hohlzylinders 155 ein zweites Dichtelement in Form einer Dichtfläche 160 auf, die die zwei Mündungen der beiden Fluidkanäle 152, 153 jeweils vollumfänglich umgibt. In diesem Sinne sind die ersten und zweiten Dichtelemente korrespondierende Mündungen jedes Medienausgangs und jedes Fluidkanals separat, d. h. jeweils einzeln umschließend angeordnet. Sind das erste und das zweite Dichtelement in der Verriegelungsstellung fluiddicht gegeneinander angedrückt bilden sie eine Axialdichtung, die die Fluidleitungen 116, 117 in dem Dosierkopf voneinander fluidisch isoliert in die zwei Fluidkanälen 152, 153 fortsetzt.Furthermore, the
Das Anschlussstück 150 dient als Adapter zwischen dem Ausgabeterminal 114 und einem Verbindungselement (nicht dargestellt). Es hat verschiedene stufenförmig abgesetzte Außenquerschnitte 162, 163 zur Aufnahme unterschiedlicher Verbindungselemente. Das Anschlussstück 150 kann daher als Universaladapter bezeichnet werden, wobei die verschiedenen Außenquerschnitte 162, 163 eine Universalaufnahme bilden. Als Dichtelement zwischen dem Anschlussstück 150 und dem Verbindungselement dienen jeweils komplementäre konische Dichtflächen 164, 165. Der Konus der Dichtflächen des Anschlussstücks 150 und des Verbindungselements ist so ausgebildet, dass das Verbindungselement kraftschlüssig auf oder in der jeweiligen Aufnahme fixiert ist. Zusätzlich ist jedem Außenquerschnitt auch noch ein Rastelement in Form einer Ringnut 166, 167 zugeordnet, das mit einem komplementären Rastelement in Form einer innenliegenden Ringwulst an dem Verbindungselement der Gestalt zusammen wirkt, dass das Verbindungselement im verbundenen Zustand formschlüssig an dem Anschlussstück 150 gehalten wird.The
Das Verriegelungselement 170 weist gemäß
Zwei der vier Riegel 174, 175 definieren eine erste Ebene senkrecht zur Einsteckrichtung 156, die bezogen auf die Einsteckrichtung 156 dem Anschlussstück 150 zugewandt ist. In der Verriegelungsstellung greifen die zwei die erste Ebene definierenden Riegel 174, 175 in die im eingesteckten Zustand korrespondierenden Führungsnuten 158 in der Außenwand des Hohlzylinders 153 des Anschlussstücks 150 ein, wodurch das Verriegelungselement 170 das Anschlussstück 150 arretiert. Die beiden anderen der vier Riegel 176, 177 definieren eine zweite Ebene senkrecht zur Einsteckrichtung 156, die bezogen auf die Einsteckrichtung 156 dem Dosierkopf 110 zugewandt ist.Two of the four
Die zwei die erste Ebene definierenden Riegel 174, 175 weisen jeweils einen in Einsteckrichtung 156 hervorstehenden Andrücknocken 178 und jeweils eine Freimachung 180 für den Hohlzylinder 155 des Anschlussstückes 150 auf. Die Andrücknocken 178 greifen in der Verriegelungsstellung an den nach unten weisenden Flächen 159 der Führungsnuten 158 an, die eine Hinterschneidung bilden. Die Andrücknocken 178 sind so ausgeprägt, dass sie durch eine Krafteinleitung in Einsteckrichtung über die Flächen 159 bzw. Hinterschneidung in das Anschlussstück 150 die Dichtfläche 160 des Anschlussstücks 150 unter elastischer Verformung der Elastomer-Scheibe gegen das Ausgabeterminal 114 andrückt. Auf diese Weise wird das Anschlussstück 150 fluiddicht an das Ausgabeterminal 114 gekoppelt.The two
Die zwei die zweite Ebene definierenden Riegel 176, 177 weisen jeweils einen entgegen der Einsteckrichtung 156 hervorstehenden Auswurfnocken 179 auf. Die Andrücknocken 178 und die Auswurfnocken 179 sind entlang der Führungslinie 172 versetzt zueinander angeordnet. Die Auswurfnocken 179 sind so ausgeprägt, dass sie in ähnlicher Weise wie die Andrücknocken 178 an der nach oben weisenden Stirnfläche 161 des Anschlussstücks 150 angreifen, wenn das Verriegelungselement 170 in die Auswurfstellung überführt wird. Dabei leiten die Auswurfnocken 179 eine entgegen der Einsteckrichtung 156 gerichtete Kraft in das Anschlussstück 150 ein, die es entgegen der Einsteckrichtung 156 bewegt. Damit das Anschlussstück 150 dabei abgeworfen werden kann, geben die Freimachungen 180 den Schaft bzw. den Hohlzylinder 155 des Anschlussstückes 150 in der Auswurfstellung frei.The two latches 176, 177 defining the second plane each have an
Das in
Das in
Das in
Das in
Das in
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Dosiersystemdosing system
- 110110
- Dosierkopfdosing head
- 111111
- Substratsubstrate
- 114114
- Ausgabeterminaloutput terminal
- 116116
- Fluidleitungfluid line
- 117117
- Fluidleitungfluid line
- 118118
- Medienausgangmedia exit
- 119119
- Medienausgang media exit
- 130130
- Verbindungsstrukturconnection structure
- 131131
- Zylinderbohrungcylinder bore
- 132132
- Zentrierzapfencentering pin
- 133133
- Ringspaltannular gap
- 134134
- Zentrierkonuscentering cone
- 136136
- Führungskanalguide channel
- 138138
- Ausnehmung recess
- 150150
- Anschlussstückfitting
- 152152
- Fluidkanalfluid channel
- 153153
- Fluidkanalfluid channel
- 154154
- Verbindungsstrukturconnection structure
- 155155
- Hohlzylinderhollow cylinder
- 156156
- Einsteckrichtunginsertion direction
- 158158
- Führungsnutguide groove
- 159159
- Nach unten weisende Fläche, Hinterschneidung Down-facing surface, undercut
- 160160
- Dichtflächesealing surface
- 161161
- nach oben weisende Stirnflächeupward facing face
- 162162
- Außenquerschnittexternal cross section
- 163163
- Außenquerschnittexternal cross section
- 164164
- Dichtflächesealing surface
- 165165
- Dichtflächesealing surface
- 166166
- Ringnutring groove
- 167167
- Ringnut ring groove
- 170170
- Verriegelungselementlocking element
- 172172
- Führungslinieleader line
- 174174
- Riegelbars
- 175175
- Riegelbars
- 176176
- Riegelbars
- 177177
- Riegelbars
- 178178
- Andrücknockenpressure cam
- 179179
- Auswurfnockenejection cam
- 180180
- Freimachung clearance
- 250250
- Anschlussstückfitting
- 252252
- Fluidkanalfluid channel
- 253253
- Fluidkanalfluid channel
- 254254
- Verbindungsstrukturconnection structure
- 255255
- Hohlzylindershollow cylinder
- 258258
- Führungsnutguide groove
- 259259
- Nach unten weisende Fläche, Hinterschneidung Down-facing surface, undercut
- 260260
- Dichtflächesealing surface
- 261261
- nach oben weisende Stirnflächeupward facing face
- 262262
- Außenquerschnittexternal cross section
- 263263
- Außenquerschnittexternal cross section
- 264264
- Dichtflächesealing surface
- 265265
- Dichtflächesealing surface
- 266266
- Ringnutring groove
- 267267
- Ringnutring groove
- 268268
- Mischstruktur mixed structure
- 350350
- Anschlussstückfitting
- 352352
- Fluidkanalfluid channel
- 353353
- Fluidkanalfluid channel
- 354354
- Verbindungsstrukturconnection structure
- 355355
- Hohlzylinderhollow cylinder
- 358358
- Führungsnutguide groove
- 359359
- Nach unten weisende Fläche, Hinterschneidung Down-facing surface, undercut
- 360360
- Dichtflächesealing surface
- 361361
- nach oben weisende Stirnflächeupward facing face
- 362362
- Außenquerschnittexternal cross section
- 363363
- Außenquerschnittexternal cross section
- 364364
- Dichtflächesealing surface
- 365365
- Dichtflächesealing surface
- 366366
- Ringnutring groove
- 367367
- Ringnutring groove
- 368368
- Mischstrukturmixed structure
- 369369
- Temperatursensor temperature sensor
- 10501050
- Anschlussstückfitting
- 10521052
- Fluidkanalfluid channel
- 10531053
- Fluidkanalfluid channel
- 10541054
- Verbindungsstrukturconnection structure
- 10551055
- Hohlzylinderhollow cylinder
- 10581058
- Führungsnutguide groove
- 10601060
- Dichtflächesealing surface
- 10681068
- Aufnahme, Luer-KonusInlet, luer cone
- 10701070
- Dosiernadel dosing needle
- 12501250
- Anschlussstückfitting
- 12521252
- Fluidkanalfluid channel
- 12541254
- Verbindungsstrukturconnection structure
- 12681268
- Aufnahmerecording
- 12721272
- Kapillare capillary
- 13501350
- Anschlussstückfitting
- 13521352
- Fluidkanalfluid channel
- 13531353
- Fluidkanalfluid channel
- 13541354
- Verbindungsstrukturconnection structure
- 13551355
- Hohlzylinderhollow cylinder
- 13581358
- Führungsnutguide groove
- 13601360
- Dichtflächesealing surface
- 13681368
- Aufnahmerecording
- 13741374
- Dichtelement, ElastomerdichtungSealing element, elastomer seal
- 13761376
- Zentrierelement, ZentrierstiftCentering element, centering pin
- 13801380
- mikrofluidische Kartuschemicrofluidic cartridge
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102020201143 A1 [0004]DE 102020201143 A1 [0004]
- EP 3189897 B1 [0005]EP 3189897 B1 [0005]
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