CH695986A5 - Spritze zum Transport von Flüssigkeiten sowie Verwendung zum Transport von Flüssigkeiten. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung betrifft eine Spritze zum Transport von Flüssigkeiten sowie Verwendungen zum Transport von Flüssigkeiten sowie zum Durchmischen von Flüssigkeiten.

[0002] Zum Transport von Flüssigkeiten und Gasen werden u.a. Spritzen eingesetzt. Diese bestehen aus einem Zylinder mit einem Kolben, der durch Heben und Senken nach dem Verdrängungsprinzip direkt oder über ein Luftpolster zu dem gewünschten Transport von Flüssigkeiten führt. Die Kolben können manuell oder mit einem elektrisch betriebenen Antrieb bewegt werden. Die Kolben sind so gestaltet, dass ihr Querschnitt mit der Innenwand des Zylinders dicht abschliesst. Dazu werden die Kolben überwiegend mit einem Stempel versehen, der eine Abdichtung des Kolbens mit der Zylinderinnenwand bewirkt.

   Die nach dem Stand der Technik bekannten Spritzen weisen Kolben auf, die aus einer massiven Kolbenstange bestehen, die an einen Antrieb angeschlossen sind oder manuell betrieben werden können. Das zum Auslass des Zylinders mündende Ende des Kolbens bildet einen Stempel, der im Querschnitt bündig mit der Zylinderinnenwand abschliesst. Beim Befüllen dieser Spritzen mit Flüssigkeiten, z.B. mittels eines Gasstroms, bildet sich im Spritzenzylinder ein Gaspolster, das nicht entweichen kann. Dies hat den Nachteil, dass die Flüssigkeit nur mit der Gasphase zusammen weitertransportiert werden kann und diese Gasphase z.B. auch in den Leitungen verbleibt. Weiterhin ist es nicht möglich, eine homogene Durchmischung von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte innerhalb der Spritze zu erreichen. Die erste Flüssigkeit wird in die Spritze gesaugt.

   Wird nun eine Flüssigkeit mit einer höheren Dichte nachgefüllt, so kann es zwar durch den Kolbenhub zu einer turbulenten Vermischung der Flüssigkeiten kommen, die jedoch nicht zu einer homogenen Durchmischung führt. Mit den herkömmlichen Spritzen ist es lediglich möglich, Flüssigkeiten durch den Auslass herein- bzw. herauszutransportieren.

[0003] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spritze zum Transport von Flüssigkeiten zu schaffen, mit der es möglich ist, eine Flüssigkeit von der Gasphase, die während des Transports in die Spritze gelangt ist oder schon als Gaspolster in der Spritze vorlag, zu trennen und weiterzutransportieren.

[0004] Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spritze zu schaffen, mit der eine homogene Durchmischung von Flüssigkeiten innerhalb der Spitze möglich ist.

   Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, eine Spritze zum Transport von Flüssigkeit zu schaffen, mit der es möglich ist, auch nach dem Verschliessen der Öffnung des Spritzenzylinders Flüssigkeiten zu transportieren. Unter der Bezeichnung "Öffnung des Spritzenzylinders" soll der bei handelsüblichen Spritzen vorhandene Auslass, durch den Flüssigkeiten sowohl eingesaugt als auch herausgedrückt werden, verstanden werden. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Transport von Flüssigkeiten zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine Flüssigkeit von der Gasphase zu trennen und weiterzutransportieren. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine homogene Durchmischung von Flüssigkeiten innerhalb des Spritzenkörpers ermöglicht wird.

   Es soll weiterhin ein Verfahren geschaffen werden, mit dem es möglich ist, auch nach Verschliessen der Öffnung des Spritzenzylinders, Flüssigkeiten zu transportieren.

[0005] Ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die Aufgabe erfindungsgemäss gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Weiterhin wird die Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 14 erfindungsgemäss gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 14 angegebenen Merkmalen.

   Die Aufgabe wird weiterhin ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 17 erfindungsgemäss gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 17 angegebenen Merkmalen.

[0006] Mit der erfindungsgemässen Spritze und der Verwendung bzw. dem Verfahren ist es nunmehr möglich, eine Flüssigkeit, die z.B. durch einen Gasstrom befördert wurde, von der Gasphase zu trennen und gasphasenfrei weiterzutransportieren. Weiterhin ist es möglich, Flüssigkeiten sowie Gase, die sich auf Grund unterschiedlicher Dichte nur schwer miteinander mischen, durch die Zufuhr von Gas in den Innenraum der Spritze homogen miteinander zu mischen.

   Mit Hilfe der erfindungsgemässen Spritze können Flüssigkeiten sowie auch Gase noch nach Verschliessen der Öffnung des Spritzenzylinders transportiert werden.

[0007] Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0008] Die Zeichnung zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Spritze und des Verfahrens.

[0009] Es zeigt:
Fig. 1: Seitlicher Querschnitt der Spritze

[0010] Fig. 1 zeigt einen seitlichen Querschnitt der Spritze 1. Der Kolben 2 mit der Längsbohrung 3 wird von einem Zylinder 4 umgeben. Die Längsbohrung 3 ist mit einer Leitung 5 ausgestattet, die durch ein 2-Wege-Ventil 6 geöffnet oder geschlossen werden kann. Der Kolben 2 kann in vertikaler Richtung auf und ab bewegt werden.

   Durch das Heben des Kolbens 2 entsteht im Zylinder 4 ein Hohlraum 7, der über eine Leitung 8, die sowohl Zulauf- als auch Ablaufleitung ist, mit Flüssigkeit gefüllt werden kann. Das Öffnen bzw. Verschliessen dieser Leitung 8 kann über ein 3-Wege-Ventil 9 gesteuert werden. Das 3-Wege-Ventil 9 reguliert weiterhin die Verbindung zu der Zufuhrleitung 10 und der Abfuhrleitung 11, die bei geeigneter Einstellung des 3-Wege-Ventils 9 auch mit der Leitung 8 in Verbindung stehen, die aus dem Hohlraum 7 des Zylinders 4 kommt. Die Bewegung des Kolbens 2 erfolgt entweder manuell oder durch einen elektrisch betriebenen Motor 12, der über eine Hub-/Senkvorrichtung 13 am Kopf 14 des Kolbens 2 eine Auf-und Abwärtsbewegung ausübt. Der Zylinder 4 mit dem Kolben 2 wird zur Fixierung in die Hub-/Senkvorrichtung 13 gehängt, die durch einen Motor 12 angetrieben wird.

   Ein Stativ 15 stabilisiert die gesamte Vorrichtung.

[0011] Im Folgenden soll die Erfindung beispielhaft beschrieben werden.

[0012] Von der Zufuhrleitung 10 in die Leitung 8 des Zylinders 4 wird eine Flüssigkeit mittels eines Gasstroms in den Hohlraum 7 des Zylinders 4 geleitet. Während dieses Transportvorgangs befindet sich der Kolben 2 am oberen Ende des Zylinders 4. Das 3-Wege-Ventil 9 ist dabei so eingestellt, dass die Flüssigkeit durch die Zufuhrleitung 10 in die Leitung 8 in den Hohlraum 7 fliesst. Das 2-Wege-Ventil 6 ist währenddessen geöffnet. Das Transportgas kann so ungehindert entweichen. Die Flüssigkeit sammelt sich im unteren Bereich des Hohlraums 7 des Zylinders 4. Das Volumen des Zylinders 4 ist so zu wählen, dass der Gasstrom die Flüssigkeit nicht durch die Längsbohrung 3 aus der Spritze 1 herausschleppt.

   Nach Beendigung des Transports wird der Kolben 2 so weit nach unten gefahren, dass nur noch das restliche Gasvolumen in der Längsbohrung 3 des Kolbens 2 verbleibt. Besonders bevorzugt ist eine zentrisch verlaufende Längsbohrung 3, da diese Anordnung besonders stabil ist. Anschliessend wird das 2-Wege-Ventil 6 geschlossen. Das 3-Wege-Ventil 9 wird so umgeschaltet, dass die Flüssigkeit durch die Leitung 8 in die Abfuhrleitung 11 fliesst. Der Kolben 2 wird mit Hilfe eines Motors 12, z.B. eines Schrittmotors, über die Hub-/Senkvorrichtung 13 nach unten gefahren. Das Absenken des Kolbens 2 führt zum Abstreifen von Flüssigkeitstropfen, die durch den Gasstrom an die Innenwände des Zylinders 4 gelangt sind.

   Die Flüssigkeit kann so verlustarm und gasphasenfrei ohne zu verspritzen aus der Abfuhrleitung 11 z.B. in eine Syntheseapparatur gedrückt werden.

[0013] Durch die Vorrichtung mit der Längsbohrung 3 des Kolbens 2 wird es weiterhin möglich, eine Flüssigkeit durch die Zufuhrleitung 10 und die Leitung 8 in den Hohlraum 7 des Zylinders 4 zu leiten und anschliessend eine weitere Flüssigkeit mit einer höheren Dichte in den Hohlraum 7 zu leiten oder durch Kolbenhub anzusaugen. Durch Gaszufuhr über die Leitungen 10 oder 11 in die Leitung 8 können diese beiden Flüssigkeiten homogen miteinander gemischt werden. Diese Durchmischung wäre ohne die Gaszufuhr nicht möglich.

   Das Gas kann während der Durchmischung durch die Längsbohrung 3 im Kolben 2 bei geöffnetem 2-Wege-Ventil 6 entweichen.

[0014] Durch die Leitung 5 der Längsbohrung und die Längsbohrung 3 kann ebenfalls ein Transport von Flüssigkeiten erfolgen. Die Leitung 5 kann sich beispielsweise entlang der gesamten Strecke der Längsbohrung 3 erstrecken und bündig mit dem Stempel 2a des Kolbens 2 abschliessen. Sie kann beispielsweise aber auch nur an einen entsprechenden Anschluss am Kopf 14 des Kolbens 2 oder innerhalb der Längsbohrung 3 angeschlossen werden, so dass die Längsbohrung 3 selbst die Fortführung der Leitung 5 bildet. Dabei ist zu beachten, dass sich durch den Anschluss der Leitung 5 der Längsbohrung kein Totraum zwischen der Leitung 5 und der Längsbohrung 3 bilden sollte.

   Wenn durch diese Leitung 5 eine Zufuhr von Flüssigkeit erfolgen soll, muss der Kolben 2, bei geschlossener Leitung 8 durch entsprechende Stellung des 3-Wege-Ventils 9, vorzugsweise entsprechend dem Volumen, das zugegeben werden soll, angehoben werden. Dadurch wird ein Unterdruck erzeugt, der Flüssigkeit beispielsweise aus einem geschlossenen Vorratsgefäss oder aus flüssigkeitsgefüllten Zufuhrleitungen durch die Leitung 5 der Längsbohrung in den Hohlraum 7 des Zylinders 4 ansaugt. Eine Gasphase, die mit angesaugt wurde, kann durch Absenken des Kolbens wieder auf das Volumen der Längsbohrung 3 des Kolbens 2 reduziert werden.

   Anschliessend wird die Leitung 5 der Längsbohrung durch entsprechende Stellung des 2-Wege-Ventils geschlossen, die Leitung 8 durch entsprechende Stellung des 3-Wege-Ventils 6 geöffnet und die Flüssigkeit durch Absenken des Kolbens 2 aus dem Zylinder 4 herausgedrückt.

Ausführungsbeispiel:

Synthese von <18>F-fluorierten Verbindungen z.B. unter Einbeziehung einer elektrochemischen [<18>F]Fluorid-Abscheidung

1. Transport der Targetflüssigkeit zur Syntheseapparatur

[0015] Durch die vom Target z.B. eines Zyklotrons zur Spritze 1 führende Zufuhrleitung 10 (Länge ca. 40 m) wird das [<18>F]Fluorid-haltige <18>O-Wasser (ca. 1,3 ml) mittels eines He-Gasstroms in den Zylinder 4 geleitet. Während des Transportvorgangs befindet sich der Kolben 2 am oberen Ende des Zylinders 4.

   Das 2-Wege-Ventil 6 ist dabei geöffnet, so dass das Transportgas ungehindert entweichen kann, ohne die Flüssigkeit mitzureissen. Das 3-Wege-Ventil 9 ist so eingestellt, dass eine Verbindung zwischen der Zufuhrleitung 10 und der Leitung 8 besteht. Nach Beendigung des Transfers wird das 3-Wege-Ventil 9 so umgeschaltet, dass die Leitung 8 geschlossen ist. Der Kolben 2 wird motorisch so weit nach unten gefahren, dass nur noch ein restliches Gasvolumen in der Längsbohrung 3 des Kolbens 2 verbleibt. Daran anschliessend wird das 2-Wege-Ventil 6 geschlossen und das 3-Wege-Ventil 9 so eingestellt, dass eine Verbindung zwischen der Leitung 8 und der Abfuhrleitung 11 besteht. Die Targetflüssigkeit wird durch Absenken des Kolbens 2 über die Leitung 8 des Zylinders 4 und die Abfuhrleitung 11 in eine elektrochemische Zelle transportiert.

   Das zuvor in der Spritze 1 verbliebene Gasvolumen sollte maximal so bemessen werden, dass es dem Volumen der Leitungen zwischen dem 3-Wege-Ventil 9 und dem Volumen der Zufuhrleitung bis zur elektrochemischen Zelle entspricht. Hierdurch gelangt das [<18>F]Fluorid-haltige <18>O-Wasser verlustarm und gasphasenfrei ohne zu verspritzen in eine elektrochemische Zelle, in der das [<18>F]Fluorid elektrochemisch abgeschieden wird.

2. Vermischung flüssiger Phasen mit nachfolgendem, kontrollierten Flüssigkeitstransport

[0016] Nach Beendigung der im organischen Solvens ablaufenden <18>F-Fluorierungsreaktion wird die Lösung (ca. 1,5 ml Dimethylsulfoxid) aus der elektrochemischen Zelle mit Hilfe eines Gasstroms durch eine Leitung in eine zweite Spritze 1 geleitet. In der Spritze 1 (Gesamtvolumen: 20 ml) befinden sich 9 ml Wasser. Das 2-Wege-Ventil 6 ist dabei wieder geöffnet.

   Der Gasstrom führt innerhalb der Spritze 1 zu einer Homogenisierung der organisch-wässrigen Lösung. Nach dem Schliessen des 2-Wege-Ventils 6 wird die Mischphase durch regulierbares Absenken des Kolbens 2 mit einem definierten Volumenstrom durch eine Festphasen-Kartusche geleitet. Im nächsten Schritt wird das 2-Wege-Ventil 6 wieder geöffnet und es werden z.B. 3 ml eines organischen Lösungsmittels wie oben beschrieben durch Gastransport aus einem Vorratsgefäss in die Spritze 1 geleitet. Nach Schliessen des 2-Wege-Ventils 6 wird die Flüssigkeit anschliessend mit einem definierten Volumenstrom durch eine Festphasen-Kartusche gedrückt. Das zuvor fixierte, <18>F-markierte Produkt wird durch diesen Prozess eluiert und liegt so in einem organischen Lösungsmittel vor, das für die HPL-chromatographische Produkttrennung geeignet ist.

Claims (18)

1. Spritze zum Transport von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Zylinder (4) mit einem Kolben (2) umfasst, der eine Längsbohrung (3) aufweist.

2. Spritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (3) eine Schliessvorrichtung umfasst.

3. Spritze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessvorrichtung ein Ventil umfasst.

4. Spritze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein 2-Wege-Ventil (6) umfasst.

5. Spritze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) an der Öffnung der Leitung (8) eine Schliessvorrichtung umfasst.

6. Spritze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessvorrichtung ein 3-Wege-Ventil (9) umfasst.

7. Spritze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) aus chemisch inertem Material gefertigt ist.

8. Spritze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) aus Polytetrafluorethylen (Teflon) gefertigt ist.

9. Spritze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) einen Motor (12) mit einer Hub-/Senkvorrichtung (13) umfasst.

10. Spritze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (3) mit einer Leitung (5) versehen ist.

11. Spritze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Leitung (5) der Längsbohrung (3) entlang der Längsbohrung (2) erstreckt und mit einem Stempel (2a) des Kolbens (2) bündig abschliesst.

12. Spritze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) aus chemisch inertem Material gefertigt ist.

13. Spritze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) aus Glas gefertigt ist.

14. Verwendung der Spritze nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritze zum Transport von Flüssigkeiten eingesetzt wird.

15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte durchgeführt werden: a) Öffnen der Leitung (5) der Längsbohrung (3) durch 2-Wege-Ventil (6) b) Transport von Flüssigkeit mittels Gasstrom durch die Leitung (8) in den Hohlraum (7) des Zylinders (4) c) Absenken des Kolbens (2), bis nur noch in der Längsbohrung (3) eine Gasphase verbleibt d) Schliessen des 2-Wege-Ventils (6) e) Absenken des Kolbens (2) und Transport der Flüssigkeit durch die Leitung (8) aus der Spritze.

16. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte durchgeführt werden: a) Schliessen der Leitung (8) durch 3-Wege-Ventil (9) b) Heben des Kolbens (2) c) Transport von Flüssigkeit durch Leitung (5) in Hohlraum (7) des Zylinders (4).

17. Verwendung der Spritze nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritze (1) zum Durchmischen von Flüssigkeiten eingesetzt wird.

18. Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte durchgeführt, werden: a) Öffnen der Leitung (5) der Längsbohrung (3) durch 2-Wege-Ventil (6) b) Transport von Flüssigkeit mittels Gasstrom durch die Leitung (8) in den Hohlraum (7) des Zylinders (4) c) Transport einer weiteren Flüssigkeit wie in b) d) Zufuhr von Gas durch die Leitung (8) in den Hohlraum (7) des Zylinders (4).