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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten, Füllen und Entleeren von auswechselbaren Pipetten.
Bekannte Vorrichtungen dieser Art arbeiten nach dem Kolbenspritzenprinzip. Demzufolge wird das Füllen und Entleeren der aufgenommenen Pipette durch entsprechende Bewegung eines Kolbens von Hand in einem
Hohlzylinder vorgenommen. Eine derartige Vorrichtung hat insbesondere den Nachteil, dass bei ihr in der Pipette eine leicht ausdehnbare Luftsäule bleibt, so dass das Volumen der bei einer gegebenen Bewegung des Kolbens in die Pipette gesaugten Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Viscosität und/oder dem spez. Gewicht der Flüssigkeit veränderlich ist. Wegen dieses Luftpolsters eignet sich diese bekannte Vorrichtung mit Kolben nicht zum
Pipettieren von sich leicht verflüchtigenden Flüssigkeiten, wie Äther.
Eine andere bekannte Vorrichtung zum Halten, Füllen und Entleeren von auswechselbaren Pipetten arbeitet nach folgendem zweistufigen Prinzip : In der ersten Stufe wird die zu pipettierende Flüssigkeit in einer
Kapillar-Hilfsröhre durch Eintauchen derselben in die Flüssigkeit infolge Kapillarwirkung aufgenommen. Danach wird in einer zweiten Stufe die in der Kapillar-Hilfsröhre enthaltene Flüssigkeit durch Zusammendrücken einer über die Hilfsröhre gestülpten elastischen Hülse mit der Hand in die Pipette gedrückt. Diese Vorrichtung hat insbesondere den Nachteil eines sehr umständlichen und zeitraubenden zweistufigen Füllvorganges.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Halten, Füllen und Entleeren von auswechselbaren Pipetten zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermeidet, die also einfach und genau arbeitet, die im Gebrauch sowohl hinsichtlich der Art und des Volumens der zu pipettierenden
Flüssigkeiten variabel ist, die transportabel oder ortsfest verwendbar ist und die in der Bedienung einfach und narrensicher ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Pipettenhalter vorgesehen ist, mit dem eine
Pipette aufgenommen, gehalten und mit ihrem oberen Ende über einen ringförmigen Dichtungseinsatz mit einem im Pipettenhalter angeordneten Hohlraum in abgedichtete Verbindung gebracht wird, dass eine Saugleitung, eine
Druckleitung und ein Mehrwegventil vorgesehen sind, die im Verhältnis zueinander und zu dem genannten Hohlraum so angeordnet sind, dass die Pipette durch Umschaltung des Ventils über den genannten Hohlraum wahlweise entweder mit der Saugleitung zur Füllung oder mit der Druckleitung zur Entleerung verbunden werden kann, während in der dritten Stellung (Sperrstellung) des Ventils die obere, der Pipette abgewandte Öffnung des Hohlraumes sowohl gegenüber der Saugleitung, als auch gegenüber der Druckleitung verschlossen ist,
und dass an die fest eingebauten Saug- und Druckleitungen vorzugsweise biegsame Zuleitungen angeschlossen sind, in denen der Vorrichtung die erforderlichen Saug- und Druckmittel, vorzugsweise Saug- und Druckluft, zugeführt werden, die in einem Hilfsgerät erzeugt werden.
Vorzugsweise ist der Hohlraum im Pipettenhalter als Mikropipette ausgebildet, die mit der betriebsmässig eingesetzten Pipette verbunden ist.
Die Vorrichtung kann in der Weise ausgestaltet werden, dass das Ventil einen starren Rahmen aufweist, in dem die Saugleitung, die Druckleitung und ein mit beiden Leitungen verbundener elastischer Schlauchleitungsteil befestigt sind, dass sich der als Mikropipette ausgebildete Hohlraum durch die untere Wandung hindurch bis in den Hohlraum des elastischen Schlauchleitungsteiles erstreckt und dass in einem bestimmten Abstand rechts und links von der Achse des Hohlraumes auf der Oberseite des elastischen Schlauchteils zwei Federbeine einer Torsionsfeder so angeordnet sind, dass sie in der Ruhestellung beide auf die Oberseite des elastischen Schlauchteils drücken und damit die obere Öffnung des Hohlraumes im Innern des Schlauchteils verschliessen (Sperrstellung), während durch Betätigung eines Schaltknopfes das eine Federbein angehoben wird,
so dass eine Verbindung des Hohlraumes mit der Saugleitung zur Füllung der Pipette bewirkt wird, und durch Betätigung eines zweiten Schaltknopfes das andere Federbein angehoben wird, so dass eine Verbindung des Hohlraumes mit der Druckleitung für die Entleerung der Pipette hergestellt wird.
Die Vorrichtung kann aber auch in der Weise ausgestaltet werden, dass das Ventil aus einem Block mit einem als durchgehende Bohrung parallel zur Achse des Bolzens ausgebildeten Hohlraum und einem auf dem Block federnd aufgesetzten, um die Achse drehbaren Block mit zwei versetzt, aber im gleichen Abstand wie die Achse der Bohrung von der Drehachse entfernt angeordneten, parallel zur Drehachse verlaufenden, als Bohrungen ausgeführten Saug-und Druckleitungen besteht, und dass der Block einen radialen Arm besitzt, an dem eine Schaltstange drehbar befestigt ist, die von einem schwenkbaren Schalthebel bewegbar ist, so dass der Block mit dem Schalthebel wahlweise in drei Stellungen gedreht werden kann, nämlich'in die Füllstellung, in der die Saugleitung mit der Bohrung verbunden ist, oder in die Entleerungsstellung,
in der die Druckleitung mit der Bohrung verbunden ist, oder in die Sperrstellung, in der die Bohrung durch den Block verschlossen ist.
Nachstehend wird die Vorrichtung nach der Erfindung und weitere Ausgestaltungen derselben an in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar : Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Gesamtanordnung einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit Hilfsgerät und Verbindungsschläuchen ; Fig. 2 das Schema der einen Ausführungsform der Gesamtanordnung einer Vorrichtung nach der Erfindung ; Fig. 3 das Schema einer andern Ausführungsform der Gesamtanordnung einer Vorrichtung nach der Erfindung ; Fig. 4 die Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach der Erfindung, teilweise geschnitten ; Fig. 5 die Ansicht von oben (Draufsicht) auf die Vorrichtung der Fig. 4, teilweise geschnitten ;
Fig. 6 die Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Vorrichtung,
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teilweise geschnitten, Fig. 7 eine vergrösserte Draufsicht-teilweise aufgeschnitten-des in Fig. 6 dargestellten Ventils ; Fig. 8 eine Seitenansicht des in Fig. 7 dargestellten Ventils im Schnitt ; Fig. 9, 10,11 Funktionsskizzen des Ventils in der Ausführungsform der Fig. 7 und 8 ; Fig. 12 bis 15 Detailskizzen zur Erläuterung der Pipetten-Aufnahme, der Abdichtung und des Pipettenhalters.
In der Fig. 1 ist die Gesamtanordnung--30--zum Pipettieren schematisch dargestellt. Die eigentliche Vorrichtung zum Halten Füllen und Entleeren der Pipette mit-32-bezeichnet. Sie besteht aus dem Pipettenhalter-34--, der das obere Ende --35-- der Pipette aufnimmt und hält, sowie aus dem mit der Hand-25-erfassbaren Handgriff-37-. Sie weist ferner einen Druckknopf --38-- zum Betätigen
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auf. --36--bezeichnet.
Das Hilfsgerät --80-- dient der Erzeugung der für den Betrieb der Vorrichtung --32-- erforderlichen Saug- und Druckmittel, insbesondere Saug- und Druckluft. Es ist in einem Gehäuse --28-- eingebaut und über flexible Saug-und Druckleitungen-55, 65-- mit der Vorrichtung--32--verbunden. Das Gehäuse - weist einen Raum--39-zur Aufnahme der Vorrichtung --32-- auf, wenn diese nicht in Gebrauch ist, und einen Schalter--41--, mit dem der bzw. die Motoren --89-- für die Saug- und Druckpumpen--82, 83 bzw. 86-geschaltet werden. In dem Becherglas --45-- ist eine Flüssigkeit --44-- angedeutet, die mit der Vorrichtung --32-- entnommen und in ein anderes Becherglas-46entleert werden kann.
Aus Fig. 2 ist insbesondere der Verlauf der Saug- und Druckleitungen von den Pumpen zu dem Ventil
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-100-- ersichtlich.- -126--, der die Enden der in den starren Rahmen oder Körper --124-- fest eingebauten Saug- und Druckleitungen-50 bzw. 60-verbindet. Durch den Rahmen --124-- und die untere Wand des elastischen
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--126-- hindurchFederbein--128 oder 129--durch entsprechende Schaltknöpfe --138, 139-- (Fig.4 und 5) gedrückt werden, wodurch die Pipette über die Mikropipette --210-- entweder mit der Druckleitung --60-- oder mit der Saugleitung --50-- verbunden wird.
Dadurch wird zum Füllen der Pipette in der Saugleitung--50--, und damit in der Mikropipette--210--und in der Pipette --36-- ein Unterdruck erzeugt, während beim Entleerungsvorgang in der mit der Druckleitung--60--verbundenen Pipette ein Überdruck zur Wirkung kommt. Das Ventil--100--erlaubt auch eine dritte Stellung, bei der beide Federbeine auf die Oberseite des elastischen Schlauchteils --126-- gedrückt werden, so dass das Pipettenende --35-- sowohl gegen die Saugleitung als auch gegen die Druckleitung abgesperrt und gegen die Umgebung abgedichtet wird. In dieser Stellung des Ventils kann die gefüllte Pipette --36-- leicht z.B. vom Becherglas --45-- zu einem andern Becherglas --46-- gebracht werden.
Dabei zeigt sich auch ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Pipettiervorrichtung, nämlich der, dass die Pipette bei jedem Füllvorgang vollständig mit der aufzunehmenden Flüssigkeit gefüllt wird, dass also kein Luftpolster bleibt. Bei jedem Füllvorgang dient überdies der erste Teil der in die Pipette gesaugten Flüssigkeit zum Vorspülen der Pipette. Das Ventil --100-- trennt dabei mechanisch die abgemessene Menge der eingefüllten Flüssigkeit von dem Vorspülteil der Flüssigkeit, u. zw. durch Trennung an einer einzigen Stelle. Der Vorspülteil der Flüssigkeit bleibt in der Vorrichtung --32-- und wird durch die Saugleitung-50, 55-in die Flüssigkeitsfalle --85-- gesaugt, von wo aus er beseitigt werden kann.
Mit der vollständigen Füllung der Pipette und mit der mechanischen Trennung der abgemessenen Flüssigkeitsmenge werden viele der beim Pipettieren flüchtiger Flüssigkeiten auftretenden Mängel und Schwierigkeiten beseitigt.
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das Ventil --100-- in der Sperrstellung, der Füllstellung oder der Entleerstellung befindet. Die Mikropipette --210-- wird beispielsweise, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, von denjenigen Teilen des Ventils --100-- und des Dichtungseinsatzes --200-- gebildet, die einen Teil der Flüssigkeitsmenge--44--einschliessen, die durch die Pipette--36--entleert werden soll.
Das Abmessen hängt also nicht vom Füllen bis zu einer Meniskuslinie ab, wie beim manuellen Pipettieren, oder von der Kalibrierung der Verschiebung eines Kolbens, wie beim
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Zumessen mittels einer Kolbenspritze. Das Volumen der Mikropipette--210--des Pipettierers--32--ist klein im Verhältnis zum Volumen der Pipette--36--selbst. Beispielsweise kann das Mikropipettenvolumen in der Grössenordnung von 1 joli oder weniger bis zu 15 je 1 liegen, das sind 1% oder weniger bis zu 15% oder mehr des pipettierten Gesamtvolumens, je nach dem Volumen der speziell verwendeten Pipette-36-.
Das von der Mikropipette --210-- abgemessene Volumen der Flüssigkeit-44-ist von einer Pipettierung zur andern praktisch gleich, unabhängig davon, ob die gleiche Pipette oder unterschiedliche Pipetten mit gleichen oder verschiedenen Volumina verwendet werden. Demnach kann die Pipettierung unterschiedlicher Volumina einfach dadurch ausgeführt werden, dass man mehrere Pipetten--36--, die jeweils auf ein gewünschtes Flüssigkeitsvolumen geeicht sind, in Verbindung mit der Mikropipette --210-- verwendet. Wie später noch genauer erläutert wird, ist durch das Zusammenwirken der verschiedenen Elemente der Vorrichtung-32mit Pipetten unterschiedlicher Grösse eine vielseitige integrierte Pipettiervorrichtung geschaffen worden, die fähig ist, Flüssigkeiten in einem grossen Volumenbereich rasch und genau zu pipettieren.
Weitere Vorzüge der Erfindung und zusätzliche Konstruktionseinzelheiten sowie deren Funktionen gehen aus der nachfolgenden genauen Beschreibung hervor, in der die verschiedenen Elemente der Gesamtanordnung der Pipettiervorrichtung an Beispielen gesondert erläutert sind. In den Zeichnungen sind jeweils für gleiche Elemente, die in verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung erscheinen, die gleichen Bezugsziffern verwendet worden.
1. Hilfsgerät --80--, Verbindungsleitungen --55, 65-- und Saug- und Druckleitungen --50, 60--.
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beispielsweise herkömmliche Luftpumpen, die für einen Unterdruck und einen überdruck in der Grössenordnung von 0, 07 bis 0,35 kg/cm2 ausgelegt sind, verwendet werden. Die Pumpen-82, 84, 88-werden von einem oder mehreren Elektromotoren--89--oder sonstwie angetrieben. Zur Erzeugung des Überdruckes bzw.
Unterdruckes kann auch ein Pressluftbehälter, eine Strahlpumpe od. dgl. verwendet werden. Der Entleerungsdruck kann auch durch eine gegenüber dem zu pipettierenden Stoff inerte Flüssigkeit aufgebracht werden, obwohl ein Gas, insbesondere Luft, allgemein geeigneter und zweckdienlicher ist. Die Falle--85--kann eine
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--55-- aufrechterhält.60--sind üblicherweise flexible Schläuche aus einem polymeren Kunststoff, etwa aus Polyäthylen, Gummi, plastiziertem Polyvinylchlorid oder Polypropylen. Sie sind vorzugsweise elastisch und transparent. Flexible Schläuche mit einem Innendurchmesser zwischen 1 und 10 mm und einem Aussendurchmesser von 4 bis 20 mm sind zweckmässig.
Es ist jedoch vorzuziehen, den Verbindungsschlauch--55--für den Unterdruck aus einem Material zu wählen, das von der zu pipettierenden Flüssigkeit oder den Flüssigkeiten gut benetzt wird. So ist zum Pipettieren wässriger Lösungen ein Schlauch--55--aus Gummi zweckdienlich. Im Fall sich wiederholender Pipettiervorgänge kann der Unterdruck führende Verbindungsschlauch --55-- mehrere aufeinanderfolgende Anteile einer Vorspülflüssigkeit enthalten, die durch die Saugwirkung in die Falle--85-- abgesaugt werden.
Die Verwendung eines Verbindungsschlauches--55--aus netzbarem Material setzt die zum
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--32-- zur Falle --85--Leitungen-50, 60- oder Teilen davon in der Pipettiervorrichtung --32-- durch Reibungssitz auf rohrförmigen Kupplungen --90-- oder durch sonstige Anschlussstücke angeschlossen.
Die Leitungen, die das Ventil --100- mit den Pumpen-82 und 84 oder 88-verbinden, können-wie bereits erwähnt - Mittel zum Regeln des überdruckes oder Unterdruckes enthalten. So können
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pipettiert werden sollen.
Für das rasche Füllen und Entleeren grosser Volumina (z. B. 25 oder 50 ml) können hohe Druckunterschiede erstrebenswert sein. Überdruck und Unterdruck können unabhängig voneinander durch
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65-,--28-- oder auch an den aussen laufenden Teilen der Verbindungsschläuche--55 und 65--selbst. Oder aber die Druckunterschiede können mit Hilfe einer Druckkammer --92-- in dem Überdruck führenden Verbindungsschlauch--83--reguliert werden, wobei die Druckkammer-92--über ein einstellbares
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Steuerung des Unterdruckes kann mit Hilfe einer gleichartigen Druckkammer und eines Druckentlastungsventils in der Unterdruck führenden Leitung --81-- hinter der Falle--85--erzielt werden.
Zweckmässig kann die entlüftete Druckkammer--92-ein kurzes Schlauchstück aufweisen, das an einer T-oder Y-förmigen Gabelung an die Leitung-83 oder 81-angeschlossen ist und mit einer Schraubklemme oder einer andern einstellbaren Klemme versehen ist, die das Schlauchstück gegen bestimmte Druckunterschiede absperrt und somit als Ventil --93-- dient.
Um eine Pipette --36-- zu füllen, wird ein Vorspülvolumen der Flüssigkeit durch ein Ventil--100--in die Saugleitung --50-- eingesaugt. In der Saugleitung--50, 55- ist ein transparentes Struck-95--, ein Sichtfenster od. dgl. eingesetzt, um eine visuelle Beobachtung der Saugleitung
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Schraubklemme in der Saugleitung vorgesehen, um die Strömung der Flüssigkeitssäule in der Saugleitung vorgesehen, um die Strömung der Flüssigkeitssäule in der Saugleitung --50,55-- zur Falle --85-- zu drosseln und den Flüssigkeitsdurchsatz in der Saugleitung-50, 55-zu vermindern, wenn die eingefüllte Flüssigkeit die Drossel-91 oder 90-erreicht.
Die Herabsetzung der Durchflussleistung erleichtert die Beobachtung des Endes der Füllung und vermindert die Flüssigkeitsmenge, die unbeabsichtigt in die Saugleitung --50, 55--gesaugt werden kann, wenn durch die Unaufmerksamkeit des Benutzers od. dgl. versäumt wird, die gefüllte Mikropipette --210-- rechtzeitig abzuschliessen. Ein gleicher Strömungswiderstand oder eine Drossel kann in der Druckleitung-60, 65- angeordnet sein, um das Volumen des zum Entleeren dienenden Druckmittels, insbesondere Druckluft, zu begrenzen, das zu Beginn des Entleerens in das Ventil einströmt. Auf diese Weise erhält man eine stetige, gleichmässige Druckmittelströmung ungeachtet des anfänglichen Druckgefälles zwischen der Druckleitung --60-- und der Mikropipette--210-, wenn das Entleeren beginnt.
Der Strömungswiderstand --90-- oder die Drossel --91-- ist in der Druckleitung --60-- so angeordnet, dass das innere Volumen der Leitung --60-- hinter der Drossel --91-- und dem Strömungswiderstand --90--, gesehen in Durchströmungsrichtung, kleiner ist als das kleinste Volumen der mit der Vorrichtung --32-- zu pipettierenden Flüssigkeit.
Das in der Leitung --60-- strömungsabwärts von dem Widerstand-90enthaltene Gasvolumen für die Entleerung ist vorzugsweise im Verhältnis zum Pipettenvolumen ausreichend klein, um während des grössten Teiles des Entleerungsvorganges eine praktisch gleichmässige Strömungsgeschwindigkeit aus der Pipette--36--zu gewährleisten, ungeachtet des Druckanstieges in der Druckleitung-60, 65--, wenn das Ventil --100-- sperrt.
2. Ventil-100- a) Erstes Ausführungsbeispiel
Wie in den Fig. 2, 4 und 5 veranschaulicht, weist das Ventil --100-- einen starren Rahmen oder Körper - 124-- auf, der aus einem festen Kunststoff, aus Glas oder Metall hergestellt und mit dem Pipettenhalter - -34-- der Vorrichtung --32-- in einem Stück ausgebildet sein kann. Im Körper --124-- sind eine
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--50-- undKörper-124--und durch die untere Wand des flexiblen Schlauchteils-126-und bildet einen Arm einer Dreiweg-Gabelung mit den Leitungen-50 und 60--.
In der Vorrichtung --32-- ist auf einem Stift - 134-- eine Doppeltorsionsfeder --130-- angebracht, deren Endteil --131-- fest in dem Körper --132-- der Vorrichtung --32-- verankert ist. Zwei bewegliche Federbeine --128, 129-- der Feder --130-- liegen quer über dem flexiblen Schlauchteil-126-, der die Enden der Leitungen-50 bzw.
60--, um diese normalerweise geschlossen zu halten, indem sie gegenüberliegende Wandteile des flexiblen
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gelagert. Ein Arm jedes Hebels-136, 137-- greift jeweils unter eines der Federbeine--128, 129--, während die jeweils zweiten Arme der Hebel --136, 137-- mit Schaltköpfen --138, 139-- für das Füllen bzw. Entleeren versehen sind. Drückt man den Schaltknopf --138-- für den Füllvorgang, dann schwenkt der Hebel--136--um den Stift --134-- als Drehachse und hebt das Federbein-128-von dem flexiblen Schlauchteil --126-- hoch, so dass die Saugleitung --50-- für den Füllvorgang geöffnet wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Entsprechend schwenkt beim Drücken des Schaltknopfes --139-- der Hebel --137-- um den Stift --134-- und hebt das Federbein --129-- von dem flexiblen Schlauchteil --126-- ab, so dass die Überdruckleitung --60-- für den Entleervorgang geöffnet wird. Wird keiner der beiden Schaltknöpfe --138, 139-- niedergedrückt, so drücken beide Federbeine-128, 129-- auf den flexiblen Schlauchteil
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Einwirkung der Federbeine--128, 129-- auf die Hebel--136, 137-- an und holt sie in die Ruhestellung (Sperrstellung) zurück.
Der Ventilkörper --124-- weist vorzugsweise einen festen Anschlag--125--für die
Federbeine auf, der vom Ventilkörper nach oben steht, u. zw. um ein Stück, das grösser ist als die Wandstärke des flexiblen Schlauchteils--126--und vorzugsweise etwas kleiner als die doppelte Wandstärke. Wenn die
Federbeine--128, 129-- den flexiblen Schlauchteil --126-- durch Zusammenpressen abdichten, begrenzt der Anschlag--125--ihre Bewegung in Richtung zum Ventilkörper --124--.
Die Dicke des Anschlags --125-- ist so gewählt, dass jedes Federbein --128, 129- mit einer Kraft gegen die flexible Schlauchwand gepresst werden kann, die weit grösser ist als zum Abdichten der Leitungen--50, 60--erforderlich wäre, ohne die Schlauchwand unmässig zu deformieren oder zu beschädigen.
Der Anschlag--125--gestattet eine
Kompression des flexiblen Schlauchteils -126- durch die Federbeine--128, 129--bis auf einen Abstand von weniger als zwei Wandstärken, um die Abdichtung zu verstärken und die Schlauchwand so weit zu deformieren, dass etwaige Unzulänglichkeiten der Innenfläche abgedichtet werden, zugleich aber eine unerwünschte Quetschung des flexiblen Schlauchteils--126--an der Gabelung mit der Bohrung der Mikropipette--210--zu verhindern. Durch die Anwendung eines Anschlags--125--kann der flexible
Schlauchteil auch bei Verwendung sehr viel höherer Leitungsdrücke als sonst ohne Beschädigung der Schlauchwand gedichtet werden.
Die Mikropipette--210--ist zylindrisch, und die Federbeine--128, 129- sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie sich in parallelen Ebenen tangential zu gegenüberstehenden Wänden der Mikropipette --210-- bewegen. Diese Anordnung erleichtert eine präzise Abdichtung, da der von dem Federbein--128 oder 129--bewegte Teil der oberen Wand des flexiblen Schlauchteils--126--in diesem Fall gegen ein gegenüberliegendes Wandstück gepresst wird, das tangential zur Mikropipette ist, die im am Schnittpunkt der Wand des flexiblen Schlauchteils--126--mit einer der gegenüberstehenden Wände der Mikropipette --210--. Durch das Absperren einer der beiden Leitungen--50,
60--auf die vorbeschriebene Weise wird die Dreiweggabelung der Leitungen--50 und 60-und der Bohrung--210--in eine Zweiweggabelung der Bohrung--210--mit einer der beiden Leitungen umgewandelt. Wenn der von der Wand des flexiblen Schlauchteiles-126--eingeschlossene Hohlraum den gleichen Durchmesser hat wie die Bohrung--210der Mikropipette, hat die auf diese Weise gebildete Zweiweggabelung einen annähernden Kreisquerschnitt von praktisch dem gleichen Durchmesser wie die Bohrung der Mikropipette und die offene Leitung (50 oder 60), und hat eine glatte Wand. Eine solche Konstruktion im Ventil --100-- beseitigt weitgehend Wirbelströme während des Füllens und vermindert die notwendige Menge an Vorspülflüssigkeit, um ein Mitschleppen der Flüssigkeit von einem Pipettiervorgang zum nächsten zu vermeiden.
Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, reichen die Leitungen--50, 60--bis jenseits des Ventils und sind in dem Handgriff --37-- der Vorrichtung --32-- eingeschlossen, um schliesslich mit den Unterdruck bzw.
Überdruck führenden Verbindungsschläuchen--55 bzw. 65--verbunden zu werden. Der Pipettenhalter - 34-- der Vorrichtung -32- weist einen Dichtungseinsatz --200-- aus Gummi, Silikonkautschuk od. dgl. auf, der an dem Ventilkörper --124-- anliegt, und eine Fassung-202--, die zur Aufnahme der Pipette --36-- ausgebildet ist.
Eine in der Fassung--202--aufgenommene und gegen den Dichtungseinsatz--200--gepresste Pipette --36-- kann nach Wunsch von einem Sicherungshebel --300-- nach Art eines. Auslösers festgehalten werden. Der Sicherungshebel--300--weist ein Kontaktstück --302-- aus Gummi od. dgl. auf, mit dem er die Pipette erfasst, sowie einen Auslöser-40-. Der Sicherungshebel --300-- ist in der Vorrichtung --32-- schwenkbar gelagert, wozu übliche Befestigungsmittel, z. B. ein Drehzapfen--306-und ein Flansch --318-- dienen können.
Eine Torsionsfeder--316--, die auf dem Stift--306--sitzt, hält den Sicherungshebel --300- normalerweise in einer Sicherungsstellung vorgespannt, die in Fig. 4 gezeigt ist, und in der das Kontaktstück --302-- die Pipette --36-- gegen die Fassung --202-- presst. Zwischen dem Kontaktstück--302--und der gegenüberliegenden Wand der Fassung--202--des Pipettenhalters--34-des Pipettierers--32--wird somit die Pipette --36-- eingespannt.
Wenn eine Pipette--36--auf diese Weise eingesetzt ist und die Saug-bzw. Druckleitungen--50, 60-an die entsprechenden Saug-bzw. Druckpumpen-82, 84--angeschlossen sind, drückt man den Schaltknopf
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drückt das Federbein--128--auf die obere Wand des flexiblen Schlauchteils--126--, dichtet dadurch die Leitung--50--ab und trennt eine Vorspülflüssigkeitsmenge in der Saugleitung--50--von dem abgemessenen Flüssigkeitsvolumen in der Pipette --36-- und der Mikropipette--210--. Die Vorspülmenge unterliegt weiter der Saugkraft in der Leitung-50, 55--und wird schliesslich durch die Saugleitung--50-und den Verbindungsschlauch--55--abgesaugt.
Zum Entleeren der Pipette wird der Schaltknopf--139--
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b) Zweites Ausführungsbeispiel
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 11 weist das Ventil --100-- einen Ventilkörper --150-- auf, der in dem Körper --132-- der Pipettiervorrichtung mit üblichen Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben, befestigt ist. Ein Dichtungseinsatz --200-- ist in die Fassung --202-- und an den Ventilkörper
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gelegt.Sicherungsstift-165--, befestigt ist.
Am Block --160-- sind Mittel zu seiner Drehung vorgesehen, zu denen ein radialer Arm-168--, der von dem Block --160-- und dem Drehzapfen --164-- nach aussen ragt, und eine Verbindungsstange --170-- gehören, die mit dem Arm --168-- durch einen Zapfen - 169-- gelenkig verbunden ist. Mit dem andern Ende ist die Verbindungsstange --170-- mit einem
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den Block --160-- um den Drehzapfen --164-- dreht.
Der Block --160-- hat eine Fläche --162--, mit der er auf den Zapfen --154-- und der Dichtfläche --152-- des Hohlzapfens --155-- gleitet, so dass die Fläche--162--ständig in dichtendem Gleitkontakt mit der Fläche --152-- des Hohlzapfens --155-- steht. Der Block --160-- wird mit üblichen Vorspannungsmitteln dichtend gegen den Hohlzapfen --155-- gepresst, etwa mit Hilfe einer Tellerfeder-166--, wobei der federnde Andruck auf die Zapfen --154-- und den Hohlzapfen--155- verteilt wird.
Ein Saugleitungsstück --53-- und ein Druckleitungsstück --63--, beide mit flexibler Wandung, sind an den Block--160--mit Hilfe von Rohrkupplungen --52, 62--angeschlossen und stehen mit den entsprechenden Leitungen-50 und 60--, die sich durch den Block --160-- bis zur Fläche --162-erstrecken, in Verbindung. Die Druckleitung --60-- und die Saugleitung --50-- in dem Block --160-haben den gleichen Querschnitt wie die Bohrung der Mikropripette --210--.
Zweckmässig sind die Teile der Leitungen--50, 60--im Bereich der Fläche --162-- zylindrische Bohrungen, deren Achsen parallel zur Achse der Mikropipette verlaufen, so dass bei Fluchtung einer der Leitungen-50, 60--mit der Bohrung der Mikropipette--210--, wie dies in den Fig. 9 und 11 gezeigt ist, eine durchgehende, glattwandige Bohrung mit
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Der Körper --150-- und der Block-160--können aus einem festen Material sein, das gegenüber den zu pipettierenden Flüssigkeiten inert ist. So können beispielsweise Glas, hochverdichtetes Polyäthylen, Akrylharze, Polytetrafluoräthylen oder rostfreier Stahl verwendet werden. Der Ventilkörper-150-muss aus einem Material sein, das ausreichend fest ist, um eine erkennbare Deformation der volumetrischen Verformung in der Mikropipette --210-- im Gebrauch zu verhindern.
Ausserdem muss es widerstandsfähig und inert gegenüber den zu pipettierenden Flüssigkeiten sein. Die Fläche --162-- des Blocks --160-- kommt ebenfalls mit der pipettierten Flüssigkeit in Berührung und dient zum Abdichten und Begrenzen des abgemessenen Flüssigkeitsvolumens in der Mikropipette-210--. Sie muss daher auch gegenüber der pipettierten Flüssigkeit widerstandsfähig und inert und im Gebrauch formbeständig sein.
Glas oder rostfreier Stahl und Polytetrafluoräthylen-Polymeren sind geeignete Grundmaterialien für die Herstellung des Blocks-160-. Wie sich weiter herausgestellt hat, erhält man eine bessere Präzision und eine gute Funktionsfähigkeit, wenn vom Block --160-- mindestens die Fläche --162-- und vom Ventilkörper
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die Fläche --162-- des Blockes unter der Kraft des Federtellers --166-- trotz etwaiger kleiner Oberflächenunregelmässigkeiten eine feste Abdichtung zustandekommt und beim Gleiten des Blockes --160-auf dem Ventilkörper-150-ein Wischeffekt eintritt.
Ferner ist es zweckmässig, den Ventilkörper --150-aus einem Material zu fertigen, das von den für die Pipettierung in Frage kommenden Flüssigkeiten nicht benetzt
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wird. Für den allgemeinen Gebrauch bietet ein Ventilkörper --150-- aus einem Polytetrafluor- äthylen-Polymeren und ein Block --160-- aus rostfreiem Stahl, Glas oder einem zusammengesetzten Polytetrafluoräthylen-Kunststoff den gewünschten Härteunterschied und die richtigen Benetzungseigenschaften.
Die Fig. 9, 10 und 11 veranschaulichen die Füll-, Sperr- und Entleerungsphasen eines typischen Pipettiervorganges mit dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel des Ventils-100-. Wenn eine Pipette --36-- so eingesetzt ist, dass sie am Dichtungseinsatz--200--anliegt, und wenn die Saugleitung--50- und die Druckleitung --60-- über die vorher genannten Kupplungen und Verbindungsleitungen an die Saugpumpe-82-und die Druckpumpe -84- oder an die Ansaug- bzw. Drucköffnung --86, 87-einer einzigen Pumpe--88--angeschlossen sind, wird in der Saugleitung --50-- beständig ein Unterdruck herrschen und in der Leitung--60--stets ein Überdruck.
Zum Füllen wird der Schaltknopf -38- und der Schalthebel -172-- von Hand zum Ventil - 100-- hingeschoben, wobei sic der Block --160-- um den Drehzapfen --164-- dreht und die Saugleitung --50-- mit der Mikropipette --210-- in Deckung kommt, wie dies in Fig. 9 veranschaulicht ist. Die Druckleitung-60-, die im Block -160- einen grösseren Abstand hat als der Wandstärke des Hohlzapfens--155--entspricht, wird zur Atmosphäre entlüftet.
Wenn das Füllen beendet ist, d. i. wenn eine Flüssigkeitssäule --44-- durch die Pipette -36-- und die Mikropipette --210-- in die Saugleitung --50-- angesaugt ist, werden der Schaltknopf -38-- und der Schalthebel --172-- so weiterbewegt, dass sich der Block--160--in die Stellung der Fig. 10 dreht. In dieser Stellung verschliesst der Block --160-die Mikropipette-210-und hält damit das geeichte Flüssigkeitsvolumen --44-- zurück. Bei dem Drehen des Blocks-160-in die Stellung der Fig. 10 wird eine Vorspül-Flüssigkeitsmenge --47-- von der geeichten
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--44-- abgetrennt,Mikropipette--210--mit einem andern Teil der Fläche --162-- dichtend verschlossen wird. Beim Weitergleiten des Blocks --160-- wird die Saugleitung --50-- zur Umgebung geöffnet.
Dann wird die Vorspülflüsigkeit --47-- durch die Leitung--50--abgesaugt und die Leitung--50--in der Sperr- und Entleerungsphase noch mit angesaugter Luft durchgespült.
Wenn man die Pipette entleeren will, werden der Schaltknopf --38-- und der Schalthebel-172von Hand vom Ventil--100--zurückgezogen, wobei sich der Block --160-- entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Dabei wird die Druckleitung -60-- mit der Mikropipette --210-- zur Deckung gebracht, während
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der Mikropipette-210-mit der Leitung --50-- oder mit der Leitung-60--, oder eine Absperrung der Mikropipette --210-. Die selektive Verbindung und Absperrung geschieht durch Bewegen der in dem Block --160-- enthaltenen Teile der Saugleitung -50- oder der Druckleitung--60--, u. zw. durch Bewegen dieser in einer zur Achse der Leitungen senkrechten Ebene.
In der ersten Ausführungsform des Ventils --100-- werden die Leitungen--50, 60-- durch Zusammendrücken bestimmter beweglicher sich
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gehalten werden. So können beispielsweise in einem Ventil--100-gemäss der Ausführungsform der Fig. 9 bis 11 die Leitungen--50, 60--und die Mikropipette --210-- einen Innendurchmesser von etwa einem Millimeter haben, und der zylindrische Hohlzapfen --155-- kann einen Aussendurchmesser von etwas über drei Millimetern haben ; die resultierende Fläche des dichtenden Kontaktes zwischen dem Hohlzapfen --155-- und der Gleitfläche --162-- ist dann weniger als zehn Quadratmillimeter gross.
Eine kleine Abdichtungsfläche, die durch die erfindungsgemässe Ventilkonstruktion möglich wird, bietet einen geringen Reibungswiderstand im Betrieb und erleichtert die rasche Funktion des Ventils. Zudem werden die Anforderungen hinsichtlich präzis bearbeiteter oder abgeschlifferner Ventilflächen herabgesetzt.
Das Ventil --100- bietet weitere Vorzüge, die darin liegen, dass die Umschaltung zwischen dem Betriebszustand für das Füllen, das Absperren und das Entleeren nur einige bewegte Teile benötigt und die erforderliche Bewegung dieser bewegten Teile in einer einzigen Ebene erfolgt. Bei den oben beschriebenen
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Die notwendige Bewegung kann leicht auf kurze Strecken begrenzt werden, beispielsweise auf eine Strecke zwischen dem Einfachen und dem Sechsfachen des Durchmessers der Mikropipette --210-- oder der Leitungen-50, 60-. Im Gegensatz zur Methode des Zumessens mittels Kolbenspritzen ist das Ausmass der Bewegung im Ventil --100-- unabhängig vom pipettierten Flüssigkeitsvolumen.
Im Gegensatz zu Pipettiervorrichtungen, die herkömmliche Sperrhähne verwenden, benötigt das erfindungsgemässe Ventil - -100-- die Relativbewegung sich dichtend berührender Flächen an nur einer einzigen gleitend dichtenden Planfläche, nämlich der Grenzfläche zwischen dem Hohlzapfen --155-- und der Gleitfläche-162-.
Aus vorstehender Beschreibung wird offenbar, dass das Ventil--100--in der Lage ist, eine aufgezogene Flüssigkeit durch mechanische Trennung der Flüssigkeit an einer einzigen Stelle in zwei kontinuierliche Mengen
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zu teilen. Das Ventil --100-- kann zwar so modifiziert werden, dass es die Flüssigkeit an mehreren Stellen unterteilt, doch bietet eine mechanische Absonderung an einer einzigen Stelle in der Flüssigkeitsströmung wesentliche Vorteile beim Pipettieren flüchtiger Flüssigkeiten. Da die Vorspülmenge --47-- fortwährend der Saugwirkung ausgesetzt ist, erzeugt die Verdampfung der Vorspülflüssigkeitsmenge--47--keinen rückwärts gerichteten Druck gegen eine lösbare Abdichtung im Ventil-100--.
Die mechanische Abtrennung der pipettierten Flüssigkeit --44-- im Ventil --100-- beseitigt den Verschlussabstand in der Pipette--36-und der Mikropipette--210--, wodurch die Gefahr einer vorzeitigen Entleerung infolge des Dampfdruckes der pipettierten Flüssigkeit vermindert wird. Die erfindungsgemässe Pipettiervorrichtung kann daher zum Pipettieren flüchtiger Flüssigkeiten, wie Äther, verwendet werden, der in den bekannten automatischen Pipettiervorrichtungen nicht pipettiert werden kann.
3. Pipettenhalterung und Pipetten
Der Pipettenhalter --34-- der Vorrichtung --32-- enthält eine Fassung --202-- zur Aufnahme der Pipette, die das in den Pipettenhalter einzusetzende Ende --35-- einer Pipette --36-- aufnimmt und es bis zur dichtenden Anlage an dem Dichtungseinsatz --200-- führt. In der Ausführungsform der Fig. 4 hat die Fassung --202--- die Form einer zylindrischen Bohrung in dem Pipettenhalter-34--, die dem zylindrischen
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Pipette--36--angepasstAuslöser-40--einen Druck ausübt, der das Kontaktstück --302-- des Sicherungshebels --300-- von der Fassung --202-- wegrückt.
Die Pipette --36-- kann dann von Hand aus der Fassung-202herausgezogen werden oder sie kann auch durch ihr Eigengewicht aus der Fassung herausgleiten, um dann durch eine andere Pipette --36-- ersetzt zu werden.
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sind im allgemeinen Röhren aus einem transparenten, masshaltigen und chemisch inerten Material, etwa aus Glas, mit einer sich verjüngenden Spitze --236--, durch die Flüssigkeiten aufgezogen und entleert werden. Sie haben im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt, wie bei Pipetten üblich. Jedoch haben die erfindungsgemässen Pipetten
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alle--200-- rund um die Mikropipette--210--abdichtet.
Die erfindungsgemässen Pipetten --36-- sind auf ein bestimmtes Volumen geeicht, das zwischen der Spitze --236-- und der Dichtfläche --235-- enthalten ist, und weisen eine Beschriftung --238-- in Standard-Volumeneinheiten auf, die das von der Pipette abgegebene Gesamtvolumen bei Verwendung in der Vorrichtung--32--angibt. Die Beschriftung --238-- kann also ein Volumen anzeigen, das sich vom Volumeninhalt der Pipette --36-- zwischen der Spitze --236-- und der Dichtfläche--235-- unterscheidet, wobei der Unterschied des angegebenen Volumens gegenüber dem Pipettenvolumen dem Volumen
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Pipettierers--32-entspricht.--36-- mit grossem Volumen, die einen erweiterten Teil mit grösserem Durchmesser hat,
befindet sich diese Ausbauchung zwischen dem Bund --240-- und der Spitze-236--.
Der Pipettenhalter --34-- in der in den Fig. 12 bis 15-dargestellten Form hat eine Fassung--202und einen Dichtungseinsatz--200--, der die Mikropipette--210--umgibt. Die Fassung --202-- weist einen inneren zylindrischen Teil --248-- auf, der das konische Ende --242-- und die Dichtfläche --235-- einer Pipette--36--aufnimmt und die Pipette --36-- bis zur dichtenden Anlage der Dichtfläche
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anPipette --36-- in Verbindung steht.
Ferner hat die Fassung --202-- ein konisch sich erweiterndes Stück--250--, das eine sich nach aussen trichterförmig erweiternde Verlängerung des innen liegenden zylindrischen Fassungsteils--248--ist. An
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Auf diese Weise wirken die Pipette --36-- und der Pipettenhalter --34-- der Pipettiervorrichtung --32-zusammen, um einem Benutzer die Möglichkeit zu geben, eine Pipette--36--, die horizontal auf einem Tisch oder in einer Schublade liegt, mit einer Hand aufzunehmen, wobei der Pipettenhalter--34--als eine Art Schaufel dient.
Weiter sind an dem Pipettenhalter--34--noch ein Sicherungshebel--300--, der mit einem
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--40-- befestigt.--40-- sind mit einer Stange --308-- und Zapfen -309-- mechanisch verbunden. Der Sicherungshebel --300-- weist zwei Gabelarme -310-- auf, die das zylindrische Endstück --35-- einer Pipette eingabeln, und eine teilweise konische Tasche--312--, in die sich der Bund --240-- einer Pipette --36-- einbettet, so dass die Pipette von ihrem Bund --240- getragen wird. Der Sicherungshebel --300-- ist normalerweise in Richtung zu der die Pipette festhaltenden Stellung, s.
Fig. 15, vorgespannt durch übliche Federmittel,
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der Achse der Fassung --202- zentriert gegenüber dem Dichtungseinsatz--200--und der Mikropipette --210--. Der Abstand des Sicherungshebels--300--vom Dichtungseinsatz--200--ist vorzugsweise geringfügig kleiner als die vorgegebene Länge der Pipetten -36-- vom Bund --240-- bis zur Dichtfläche
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durch die Feder--314-, den Auslöser --40-- und die Stange -308-- reicht aus, um eine abdichtende Pressung der Dichtfläche --235-- gegen den Dichtungseinsatz--200--ungeachtet der Orientierung der Vorrichtung,
des Volumens und Gewichtes der Pipette--36--und deren Füllungsgrad mit Flüssigkeit zu
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trichterförmigen Fassungsteils--250--kann--320-- verhindert eine übermässige Bewegung des Sicherungshebels --300-- und einer von diesem erfassten Pipette--36--bis in eine Lage, in der unter der Pressung der Dichtfläche einer Pipette eine unerwünschte Deformation des Dichtungseinsatzes eintreten könnte, gestattet aber eine ausreichende Bewegung zum Dichtungseinsatz--200--hin und eine genügende Deformation des Dichtungseinsatzes, um eine Abdichtung der Pipette--36--am Dichtungseinsatz--200--zu gewährleisten.
Da der Anschlag--320--eine Deformation des Dichtungseinsatzes--200--über ein vorgegebenes Höchstmass hinaus verhindert, kann die Federkraft der Feder--314--nach Wunsch grösser gemacht werden als zum Dichten einer schweren Pipette --36-- erforderlich. Im normalen Gebrauch sind sich die Pipetten in ihrem Gewicht ähnlich genug und der
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Der Sicherungshebel -300-- ist (beispielsweise durch Fingerdruck auf den Auslöser --40--) -zwischen der Festhaltestellung der Fig. 15 und einer Einsatzstellung der Fig. 13 verschwenkbar. In der Einsatzstellung sind die Gabelarme--310--und die Tasche --312- weit genug von der trichterförmigen Erweiterung --250-- der Fassung abgerückt, um eine Pipette -36-- ungehindert zwischen die Gabelarme--310- bringen und den Bund--240-in die Tasche --312-- einsetzen zu können, oder um eine Pipette-36aus dem Sicherungshebel--300--herausnehmen zu können, wenn sie durch eine andere Pipette--36-ersetzt werden soll.
Beim Gebrauch wird auf den Auslöser--40--mit den Fingern ein Druck ausgeübt, um den Sicherungshebel--300--in die Einsetzstellung der Fig. 13 zu überführen. Dann wird eine Pipette--36--so zwischen die Gabelarme--310--gesetzt, dass ihr Bund -240-- sich in die Tasche--312--einschmiegt. Dies kann beispielsweise durch Einsetzen der Pipette--36--die vertikal in einem nicht gezeigten Pipettenständer steht, so dass die Pipette zwischen den Gabelarmen --310-- erfasst wird, geschehen.
Wenn der Auslöser --40-- losgelassen wird, dreht sich der Sicherungshebel--300--um den Zapfen--306--zur Fassung --202-- hin und führt den Endteil --35-- der Pipette --36-- in die Fassung --202-- ein. Wie Fig. 14 erkennen lässt, kann das abgeschrägte Ende--242--der Pipette an der Wand der Erweiterung --250-- entlang in den zylindrischen Fassungsteil--248--gleiten, während sich der Sicherungshebel bewegt.
Der Bund--240--kann frei in der Tasche--312--kippen, während die Dichtfläche--235--
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--242-- auf--300-- seine in Fig. 15 gezeigte Festhaltestellung erreicht hat, verhindert der abdichtende Kontakt der Dichtfläche --235-- mit dem Dichtungseinsatz --200-- rund um die Mikropipette oder auch, falls verwendet, der Anschlag--320--eine weitere Bewegung. Der zylindrische Fassungsteil--249-braucht nicht den gleichen Durchmesser zu haben wie die Pipette-36-, so lange er nur die Dichtfläche ordnungsgemäss zur dichtenden Anlage am Dichtungseinsatz --200-- führen kann, so dass die Mikropipette --210-- mit dem Inneren der Pipette--36--in Verbindung steht.
Vorrichtung --32-- und Pipetten --36-- können gemäss der Erfindung also zusammenwirken, um die
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Pipetten --36-- aufzunehmen, festzuhalten und freizugeben, ohne dass dazu die Pipetten --36-- manuell gehandhabt werden müssen.
Die freie Beweglichkeit der Vorrichtung --32-- und die zusammenwirkenden Strukturelemente des Pipettenhalters-34--, des Sicherungshebels --300-- und der Pipetten --36-- selbst ermöglichen das Aufnehmen, Festhalten und Abdichten der Pipetten --36-- aus den zwei häufigsten Lagen im Laborbetrieb, nämlich aus einer horizontalen Lage der Pipetten auf einem Tisch oder in einer Schublade und aus der vertikalen
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--36-- inSchaltknopf --38-- verbindet. Der Schalthebel --172-- ist, wie in Fig. 6 gezeigt, in der Vorrichtung --32-- um eine Achse--190--schwenkbar gelagert, die in der Vorrichtung --32-- gelagert ist und durch einen Schlitz im Schalthebel tritt.
Zur Halterung des Schalthebels --172-- auf der Achse gehört auch noch ein Vorrichtungsteil, um den Schalthebel von der Achse weg nach aussen zu drücken, beispielsweise eine Feder - -176--. Das andere Ende des Schalthebels tritt durch einen Schlitz--191--in dem Gehäuse --132-der Vorrichtung --32-- nach aussen und endigt in einem Schaltknopf--38--. Die Innenfläche des Gehäuses --132-- entlang den Seiten des Schlitzes--191--bildet eine Führungsbahn-175-. Der Schalthebel --172-- hat auf jeder Seite einen nach aussen abstehenden Stift--174--, der an der Führungsbahn --175-- entlanggleitet und normalerweise von der Feder --176-- in Gleitkontakt mit der Führungsbahn gedrückt wird.
Der Schlitz --191-- ist an seinen beiden Enden von einem vorderen Anschlag --177-- für die Füllstellung und einem hinteren Anschlag-179-für die Entleerungsstellung begrenzt. Die Anschläge - 177 und 179-stellen Teile des Gehäuses --132-- der Vorrichtung --32-- am vorderen bzw. hinteren Ende des Schlitzes --191-- dar. Sie entsprechen den Stellungen der Stange--170--und des Schalthebels - -172--, wenn sich das Ventil --100-- in seiner Füllstellung bzw. in seiner Entleerungsstellung befindet.
Zwischen den beiden Anschlägen --177 und 179-weist die Führungsbahn --175-- eine Nut --178-- auf, die den Stift --174-- aufnimmt, wenn der Schalthebel --172-- und der Stift --174-- die der Sperrfunktion des Ventils --100-- entsprechende Stellung einnehmen. Mit Hilfe der Nut-178kommt es zu einer zwangsläufigen Arretierung des Schalthebels in der der Sperrfunktion des Ventils entsprechenden Lage dadurch, dass der Stift-174-in der Führungsbahn --175-- entlanggleitet, bis er unter dem Druck der Feder --176-- in die Nut --178-- einrastet. Diese zwangsläufige Arretierung des
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oder Entleeren gewünscht wird.
Eine unbeabsichtigte Bewegung des Ventils --100-- über die Füll- oder Entleerungsstellung hinaus verhindern die Anschläge-177, 179--.
Funktionsweise der gesamten Vorrichtung
Zum Pipettieren mit der erfindungsgemässen Vorrichtung --32-- wird das Hilfsgerät --80-- etwa durch Herstellen der entsprechenden Anschlüsse an eine Energiequelle und Schliessen des Schalters --41-- in Betrieb genommen, um Unterdruck bzw. Überdruck an die Verbindungsschläuche --55, 65-- und die Saugbzw. Druckleitung--50, 60--in der Vorrichtung --32-- anzulegen. Der Benutzer ergreift mit seiner Hand --25-- den Handgriff --37-- der Vorrichtung --32--, hebt sie aus ihrem Verstauraum-39-im Gehäuse-28-heraus und bringt sie in eine günstige Position. Ihr Bewegungsbereich wird nur durch die Länge der Schläuche --55, 65-- eingeschränkt.
Dann wird eine Pipette --36-- mit dem gewünschten Volumen gewählt, der Auslöser --40-- von Hand niedergedrückt und das Endstück-35-der Pipette --36--indieFassung--202--eingeführt.
Nun wird der Auslöser-40-losgelassen, und die Pipette --36-- ist mit Hilfe des Sicherungshebels
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die Pipette --36-- vor dem Füllen im allgemeinen Luft enthält, wird im Anfangsstadium des Füllens die Mikropipette-210--, das Ventil --100-- und die Saugleitung --50-- mit Luft gewaschen.
Wenn das Füllen beendet ist, werden die Schaltelemente betätigt, um das Ventil --100-- in die Sperrstellung zu überführen, und die gefüllte Pipette --36-- kann mit der Vorrichtung --32-- nach Wunsch bewegt werden, um die Pipettenspitze-236--in oder über einem andern Becherglas--46--od. dgl., in das die pipettierte Flüssigkeit entleert werden soll, in Stellung zu bringen. Die entsprechenden Steuerelemente, die in entweder der Schaltknopf --38-- oder der Schaltknopf-139-für das Entleeren, werden betätigt, um das Ventil in seine Entleerungsstellung zu überführen, worauf die Flüssigkeit entleert wird.
Wenn das die Entleerung
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bewirkende Druckmedium (Gas oder inerte Flüssigkeit) in die Pipette --36-- einströmt, werden das Ventil --100-- und die Mikropipette von dem Druckmedium ausgewaschen. Wenn das Entleeren beendet ist, kann der Vorgang der Füllung und Entleerung wiederholt werden. Oder das Ventil--100--kann wieder in die Sperrstellung gebracht werden und die Pipette--36--kann von der Vorrichtung --32-- abgenommen und durch eine andere Pipette--36--ersetzt werden.
Im normalen Gebrauch ist es zweckmässig, mehrere genormte Pipetten --36-- mit gleichen Dichtflächen-235-, abgeschrägten Enden --242-- und Bünden --240--, aber mit unterschiedlichen Volumina vorzusehen, beispielsweise mit 0, 1 ; 1 ; 2 ; 5 ; 10 ; 15 mm usf., wobei die Anzahl der Pipetten mit jedem Volumen je nach Bedarf des Benutzers zu wählen ist.
Bei einem typischen analytischen Verfahren kann eine einzige Pipettierungsvorrichtung--32--mit mehreren gleichen Pipetten --36-- nacheinander verwendet werden, um einige 0, 1 Millimeter-Mengen von verschiedenen Serumproben in eine Reihe von Teströhrchen zu pipettieren, und dann kann die Vorrichtung direkt zusammen mit einer einzigen grösseren Pipette--36--benutzt werden, um in jedes Röhrchen 5 mm des Biuretreagens zu pipettieren für die Analyse von Protein durch die Biuretreaktion. In den meisten Fällen reicht das Waschen der Mikropipette -210-- und des Ventils --100-- während des Pipettierens aus, um mehrere unterschiedliche Flüssigkeiten nacheinander pipettieren zu können, wobei kaum eine Beeinträchtigung der Flüssigkeitsproben auftritt.
Die gegenseitige Störung kann jedoch weiter vermindert werden, wenn man für jede
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auseinandergenommen werden muss. Im Verlauf einer Reihe von Pipettierungen wird die Falle --85-- von Zeit zu Zeit je nach Bedarf geleert, um ein überlaufen oder eine Ansammlung von unverträglichen Substanzen in der Falle--85--zu verhindern.
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alle in einem Sicherungshebel --300-- vereinigt sein, wie in Fig. 6 gezeigt.
Die Wände des zylindrischen Teils - 248-und der trichterförmigen Erweiterung-250-der Fassung-202-können aus Glas oder einem transparenten Kunststoff sein, etwa aus Polystyrol oder einem Akrylharz ; oder sie können einen durchsichtigen
Teil, eine Sichtöffnung od. dgl. haben, um eine visuelle Beobachtung des Sitzes einer Pipette--36--am Dichtungseinsatz--200--zu gestatten. In einer andern abgewandelten Form kann jede Pipette--36--ihren eigenen Dichtungseinsatz --200-- haben.
In dem Hilfsgerät--80--können verschiedene Mittel angewendet werden, um den Flüssigkeitsstand in der Falle--85--wahrzunehmen und den Betrieb der Saug- und Druckpumpe automatisch zu unterbrechen, wenn der Flüssigkeitsspiegel in der Falle--85--eine bestimmte Höhe erreicht. Die Vorrichtung zur Anzeige des Flüssigkeitsspiegels in der Falle--85--kann auch mit einer Signallampe, einem Summer od. dgl. gekoppelt sein, um dem Benutzer anzuzeigen, dass die Falle--85--geleert werden muss. Wenn auf die Beweglichkeit verzichtet werden kann, können die Vorrichtung--32--und das Hilfsgerät --80-- mit geeigneten Befestigungsmitteln aneinander festgemacht sein.
Zum Betätigen des Ventils --100-- können auch elektrische Einrichtungen, wie Solenoide, Elektromotoren od. dgl. verwendet werden.
Ausser den beschriebenen Ausführungsbeispielen können noch weitere Ausgestaltungen der Pipettiervorrichtung vorgenommen werden. So können beispielsweise ein zweites Ventil, eine zweite Fassung, ein zweiter Dichtungseinsatz sowie zweite Saug- und Druckleitungen vorgesehen werden, um gleichzeitig zwei Pipetten füllen und anschliessend nacheinander an einer oder mehreren Stellen entleeren zu können. Bei Verwendung mehrerer Ventile, Leitungen und Pipetten ist es auch möglich, gleichzeitig eine Pipette zu entleeren und eine andere Pipette zu füllen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Halten, Füllen und Entleeren von auswechselbaren Pipetten, gekennzeich- net durch einen Pipettenhalter (34), mit dem eine Pipette (36) aufgenommen, gehalten und mit ihrem oberen Ende (35) über einen ringförmigen Dichtungseinsatz (200) mit einem im Pipettenhalter angeordneten Hohlraum (210) in abgedichtete Verbindung gebracht wird, durch eine Saugleitung (50), eine Druckleitung (60) und ein Ventil (100), die im Verhältnis zueinander und zu dem Hohlraum (210) so angeordnet sind, dass die Pipette durch Umschaltung des Ventils über den Hohlraum (210) wahlweise entweder mit der Saugleitung (50) zur Füllung oder mit der Druckleitung (60) zur Entleerung verbunden werden kann, während in der dritten Stellung (Sperrstellung) des Ventils die obere, der Pipette abgewandte öffnung des Hohlraumes (210)
sowohl gegenüber der Saugleitung, als auch gegenüber der Druckleitung verschlossen ist, und durch, vorzugsweise elastisch-biegsame, Zuleitungen (55,65), welche an die fest eingebauten Saug und Druckleitungen (50,60) angeschlossen sind und der Vorrichtung die erforderlichen Saug- und Druckmittel, vorzugsweise Saug und Druckluft, zuführen, die in einem an die Zuleitungen (55,65) angeschlossenen Hilfsgerät (80) erzeugt werden.
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