DE102004025588B4

DE102004025588B4 - Dosierspitzenaufnehmer zur Aufnahme einer Dosierspitze

Info

Publication number: DE102004025588B4
Application number: DE200410025588
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Deuter; Ralph Pinzenöller; Udo Bartsch
Original assignee: LRE Technologies Partner GmbH
Current assignee: LRE Technologies Partner GmbH
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2024-05-26
Also published as: DE102004025588A1

Abstract

Dosierspitzenaufnehmer zur Aufnahme einer Dosierspitze,
mit einem Verbindungsstutzen (18), mit dem eine Dosierspitze (30) verbindbar ist, wobei eine Sensoranordnung (26, 24) zum Detektieren der korrekten Verbindung zwischen Dosierspitze und Verbindungsstutzen (18) vorhanden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Sensoranordnung (26) und der Dosierspitze (30) ein in Längsrichtung des Dosierspitzenaufnehmers (10) verschiebbares mit diesem verbundenes Detektionselement (20) angeordnet ist, das beim Aufstecken der Dosierspitze (30) auf den Dosierspitzenaufnehmer (10) in Richtung der Sensoranordnung (26) verschoben wird, wobei die Sensoranordnung (26) die Lage des Detektionselements (20, 24) erfasst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dosierspitzenaufnehmer zur Aufnahme einer Dosierspitze, bei dem die Dosierspitze mit einem Verbindungsstutzen des Dosierspitzenaufnehmers verbindbar ist. Die Verbindung der Dosierspitze und des Dosierspitzenaufnehmers erfolgt vorzugsweise mittels einer Klemmverbindung. Bei teil- und vollautomatischen Laborgeräten dienen Dosierspitzen, die auch als Pipettenspitzen bezeichnet werden, zum Entnehmen und Einbringen von Flüssigkeiten in Proben und Auswertevorrichtungen. Der Dosierspitzenaufnehmer ist vorzugsweise verschiebbar an einem Schwenkarm angeordnet, wodurch der Dosierspitzenaufnehmer relativ frei im Schwenkbereich des Schwenkarms positioniert werden kann.
Ferner sind Vorrichtungen bekannt, mit deren Hilfe eine neue Dosierspitze auf den Dosierspitzenaufnehmer gesteckt sowie eine auf dem Dosierspitzenaufnehmer aufgesteckte Dosierspitze von diesem wieder entfernt werden kann. Dieser Vorgang des Dosierspitzenwechsels wird vorzugsweise mittels einer Steuereinheit gesteuert und erfolgt vollautomatisch. Jedoch ist nur bei korrektem Sitz der Dosierspitze auf dem Dosierspitzenaufnehmer eine dichte und si chere Verbindung zwischen Dosierspitze und Dosierspitzenaufnehmer gewährleistet. Löst sich die Dosierspitze vom Dosierspitzenaufnehmer und/oder tritt Flüssigkeit an der Verbindungsstelle zwischen Dosierspitze und Dosierspitzenaufnehmer aus, können Proben und Laboreinrichtungen verunreinigt werden, wodurch erhebliche Schäden entstehen. Bei einer Undichtigkeit der Klemmverbindung ist ferner die Genauigkeit der Dosierung nicht mehr gewährleistet.

Aus dem Dokument DE 691 09 802 T2 ist eine Pipettierstation bekannt, bei der Pipettenspitzen auf Pipetten aufgesetzt werden. Die Pipette wird mit der Pipettenspitze zum Ausführen verschiedener Arbeitsschritte bewegt. Die Position der Pipettenspitze wird in einer definierten Lage der Pipette mit Hilfe einer Lichtschranke überwacht.

Aus dem nachveröffentlichten Dokument WO 2005/059568 A1 ist ein Verfahren zum Detektieren der Spitze einer austauschbaren Pipettenspitze bekannt. Mit Hilfe einer Lichtschrankenanordnung wird überprüft, ob eine austauschbare Pipettenspitze weit genug auf einen Pipettenkörper geschoben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dosierspitzenaufnehmer zur Aufnahme einer Dosierspitze anzugeben, der auf einfache Art und Weise die Überwachung der Verbindung zwischen Dosierspitze und Dosierspitzenaufnehmer ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch einen Dosierspitzenaufnehmer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Durch einen Dosierspitzenaufnehmer zur Aufnahme einer Dosierspitze mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 wird erreicht, dass die korrekte Verbindung zwischen Dosierspitze und Verbindungsstutzen auf einfache Art und Weise überprüft und überwacht werden kann. Damit ist ein sicherer Halt der Dosierspitze auf dem Dosierspitzenaufnehmer nach dem Überprüfen gegeben. Wird beim Überprüfen jedoch eine fehlerhafte Verbindung festgestellt, so kann der weitere Ablauf einfach unterbrochen werden oder es können andere geeignete Maßnahmen ergriffen werden, um Schäden zu verhindern. Insbesondere wird eine Verunreinigung eines Laborgeräts oder von Proben durch unkontrolliert austretende Flüssigkeit verhindert.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im folgenden auf das in den Zeichnungen dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel Bezug genommen, das anhand spezifischer Terminologie beschrieben ist.
Die Figuren zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines Dosierspitzenaufnehmers; und
2 eine Schnittdarstellung des Dosierspitzenaufnehmers nach 1 mit aufgesetzter Dosierspitze.
In 1 ist eine Schnittdarstellung eines Dosierspitzenaufnehmers 10 mit einer Vorrichtung zum Detektieren einer Dosierspitze gezeigt. Der Dosierspitzenaufnehmer 10 hat einen Befestigungsbereich 12. Die im Befestigungsbereich 12 enthaltenen Befestigungselemente dienen zum Eingriff und zur Verbindung mit einem Stativ oder mit einem Schwenkarm einer Laborvorrichtung (nicht dargestellt). Ein rohrförmiges Element 14 ist in eine Öffnung im Befestigungsbereich 12 eingebracht und mit dem Befestigungsbereich 12 fest verbunden. Das obere Ende 16 des rohrförmigen Elements 14 ist derart verjüngt ausgebildet, dass ein nicht dargestellter Schlauch einfach auf dieses Ende geschoben werden kann. Ferner können Sicherungsmittel vorgesehen sein, die ein Lösen des Schlauchs vom Ende 16 des rohrförmigen Elements 14 verhindern.
Am entgegengesetzten Ende des rohrförmigen Elements 14 ist ein Aufnahmekonus 18 vorgesehen. Der Aufnahmekonus dient als Verbindungsstutzen, auf den eine komplementäre Dosierspitze aufsteckbar ist, so dass die Dosierspitze und das rohrförmige Element 14 über eine Klemmverbindung fest verbunden sind.
Der Dosierspitzenaufnehmer 10 enthält einen in Längsrichtung des rohrförmigen Elements 14 verschiebbaren Sicherheitsring 20, der in einem mittleren Bereich des rohrförmigen Elements 14 auf diesem verschiebbar ist. Die Bewegung des Sicherheitsrings 20 ist nach oben durch die Unterkante des Befestigungsbereichs 12 begrenzt. Nach unten ist die Bewegung des Sicherheitsrings 20 durch einen Anschlag begrenzt, der durch eine Vergrößerung des Außenquerschnitts des rohrförmigen Elements 14 und eine Verjüngung des Innenquerschnitts des Sicherheitsrings 20 im Bereich 22 gebildet ist. Durch diese Anordnung ist der Sicherheitsring 20 unverlierbar am Dosierspitzenaufnehmer 10 angeordnet. Beim Aufschieben einer Dosierspitze auf den Aufnahmekonus 18 wird durch die Dosierspitze (nicht dargestellt) der Sicherheitsring 20 nach oben in Richtung des Befestigungsbereichs 12 des Dosierspitzenaufnehmers 10 geschoben, wie nachfolgend im Zusammenhang mit 2 noch näher erläutert wird. Der Sicherheitsring 20 ist durch geeignete Mittel gegen Verdrehen gesichert. Diese Mittel können z.B. durch eine im rohrförmigen Element 14 vorgesehene Nut und eine im Sicherheitsring 20 vorgesehene Feder realisiert sein, wobei Nut und Feder mit einem Spiel komplementär zueinander und in Längsrichtung des rohrförmigen Elements 14 ausgebildet sind.
An der oberen Stirnseite des beweglichen Sicherheitsrings ist ein Magnet 24 eingelassen, dessen Position mit Hilfe eines im Befestigungsbereich 12 enthaltenen Sensors 26 erfasst wird. Ein solcher Sensor 26 kann zum Beispiel ein Reedkontakt oder ein Hallsensor sein. Ist der Sicherheitsring 20 nach oben bis an den Befestigungsbereich 12 gedrückt, so gibt der Sensor 26 ein erstes Signal ab. Ist die Dosierspitze korrekt auf den Aufnahmekonus 18 des rohrförmigen Elements 14 gedrückt, wird der Sicherheitsring 20 in eine solche Position gedrückt, in der der Sensor 26 dieses erste Signal ausgibt. In diesem Zustand wirkt die Gewichtskraft des Sicherheitsrings 20 im wesentlichen auf die auf den Aufnahmekonus 18 geschobene Dosierspitze. Die Gewichtskraft des Sicherheitsrings 20 ist dabei so bemessen, dass sie den festen Sitz der Dosierspitze auf dem Aufnahmekonus 18 und damit die Dichtheit an der Verbindungsstelle Dosierspitze-Aufnahmekonus 18 nicht beeinträchtigt. Bei nicht korrektem Sitz der Dosierspitze auf dem Aufnahmekonus 18 wird die Dosierspitze durch die Gewichtskraft des Sicherheitsrings 20 vom Aufnahmekonus 18 wieder abgedrückt.
Grenzt die obere Stirnfläche des Sicherheitsrings 20 nicht an den Befestigungsbereich 12 an, wie z.B. in der in 1 dargestellten Position ohne Dosierspitze oder bei nicht korrekt aufgesetzter Dosierspitze, befindet sich der Magnet 24 nicht nahe genug am Sensor 26, wodurch der Sensor 26 ein zweites Sensorsignal ausgibt. Eine Steuereinheit (nicht dargestellt) wertet die Signale des Sensors 26 aus und steuert die Gesamtvorrichtung so, dass Schäden verhindert werden. Somit wird nur bei korrekt sitzender Dosierspitze das erste Sen sorsignal ausgegeben. Der am oberen Ende 16 des rohrförmigen Elements 14 mit diesem verbundene Schlauch ist ferner mit einer Druckluftsteuereinrichtung verbunden, die einen verstellbaren Unterdruck im rohrförmigen Element 14 erzeugt. Mit diesem Unterdruck können Flüssigkeiten über die Dosierspitze angesaugt und bei einer Verringerung des Unterdrucks wieder aus der Dosierspitze ausgegeben werden.
In 2 ist der Dosierspitzenaufnehmer 10 nach 1 dargestellt, wobei eine Dosierspitze 30 auf den Aufnahmekonus 18 aufgeschoben worden ist. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. Wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert, wird der Sicherheitsring 20 beim Aufschieben der Dosierspitze 30 nach oben in Richtung des Befestigungsbereichs 12 geschoben, so dass der Magnet 24 an den Sensor 26 herangeführt wird. Ist die Dosierspitze 30 so weit auf den Aufnahmekonus 18 geschoben, wie in 2 dargestellt, ist durch eine Klemmverbindung zwischen Aufnahmekonus 18 und Dosierspitze 30 ein sicherer Haft der Dosierspitze 30 auf dem Dosierspitzenaufnehmer 10 gewährleistet. Die Gewichtskraft des Sicherheitsrings 20 beeinträchtigt diese festen Sitz der Dosierspitze 30 auf dem Aufnahmekonus 18 nicht. Bei korrektem Sitz der Dosierspitze 30, wie in 2 dargestellt ist, wird der Sicherheitsring 20 so weit nach oben geschoben, dass der Magnet 24 nah an den Sensor 26 herangeführt wird, so dass der Sensor 26 bei diesem relativ geringen Abstand des Magneten 24 zum Sensor 26 ein erstes Signal ausgibt, das angibt, dass die Dosierspitze 30 korrekt auf dem Dosierspitzenaufnehmer 10 bzw. auf dem Aufnahmekonus 18 sitzt.
Ist die Dosierspitze 30 nicht korrekt auf den Dosierspitzenaufnehmer 10 bzw. auf den Aufnahmekonus 18 aufgesetzt, so wird der Sicherheitsring 20 nicht so weit nach oben in Richtung des Befestigungsbereichs 12 gedrückt, wie in 2 dargestellt. Dadurch hat der Magnet 24 einen größeren Abstand zum Sensor 26, so dass dieser nicht das erste sondern das zweite Sensorsignal ausgibt, das angibt, dass keine Dosierspitze 30 auf den Aufnahmekonus 18 aufgesteckt ist bzw. dass eine auf diesen Aufnahmekonus 18 aufgesteckte Dosierspitze 30 keinen korrekten Sitz hat. Somit kann der korrekte Sitz der Dosierspitze 30 auf dem Aufnahmekonus 18 auf einfache Art und Weise überwacht werden, wobei das ausgegebene Sensorsignal von einer Steuereinheit ausgewertet und weitere Steuerschritte von diesem Sensorsignal abhängig gemacht werden können. Der Sicherheitsring 20 hat eine umlaufende Eingriffsnut 32, in die ein komplementäres gabelförmiges Element eingreifen kann, wodurch nach Eingriff eines ortsfesten gabelförmigen Elements in die Nut 32 bei einer Bewegung des Dosierspitzenaufnehmers 10 nach oben der Sicherheitsring 20 in der horizontalen Ebene des gabelförmigen Elements gehalten wird. Dadurch wird die Dosierspitze 30 nach unten gedrückt und vom Aufnahmekonus 18 gelöst. Anschließend fällt die Dosierspitze 30 nach unten ab.
Bei nicht korrektem Sitz der Dosierspitze 30 auf dem Aufnahmekonus 18 wird die Dosierspitze 30 bereits durch die Gewichtskraft des Sicherheitsrings 20 wieder vom Aufnahmekonus 18 gelöst und fällt nach unten ab.
Bei anderen Ausführungsbeispielen sind alternative Sensoranordnungen, insbesondere Anordnungen mit einem induktiven Geber, einer Lichtschranke, einem Lichttaster oder anderen geeigneten Sensoren möglich.

Claims

Dosierspitzenaufnehmer zur Aufnahme einer Dosierspitze, mit einem Verbindungsstutzen (18), mit dem eine Dosierspitze (30) verbindbar ist, wobei eine Sensoranordnung (26, 24) zum Detektieren der korrekten Verbindung zwischen Dosierspitze und Verbindungsstutzen (18) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sensoranordnung (26) und der Dosierspitze (30) ein in Längsrichtung des Dosierspitzenaufnehmers (10) verschiebbares mit diesem verbundenes Detektionselement (20) angeordnet ist, das beim Aufstecken der Dosierspitze (30) auf den Dosierspitzenaufnehmer (10) in Richtung der Sensoranordnung (26) verschoben wird, wobei die Sensoranordnung (26) die Lage des Detektionselements (20, 24) erfasst.
Dosierspitzenaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstutzen (18) und die Dosierspitze (30) kraftschlüssig miteinander verbindbar sind, und dass die Sensoranordnung (26, 24) so ausgebildet ist, dass sie auf eine vorgegebene Position der Dosierspitze (30) an dem Verbindungsstutzen (18) anspricht.
Dosierspitzenaufnehme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstutzen (18) zur Aufnahme der Dosierspitze (30) konisch ist, und dass die Dosierspitze (30) auf den Verbindungsstutzen (18) aufgesteckt ist.
Dosierspitzenaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionselement (20, 24) unverlierbar mit dem Dosierspitzenaufnehmer (10) verbunden ist.
Dosierspitzenaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (26) einen Hallsensor und das Detektionselement (20) einen Magneten (24) enthält.
Dosierspitzenaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (26) einen induktiven Geber und das Detektionselement (20) ein eisenhaltiges Metall enthält.
Dosierspitzenaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (26) einen optischen Sensor, vorzugsweise einen Lichttaster oder eine Lichtschranke und das Detektionselement ein komplementäres Lichtschrankenelement oder ein das von der Lichtschranke ausgesendete Licht reflektierendes Material enthält.
Dosierspitzenaufnehmer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionselement (20) einen Bereich des Dosierspitzenaufnehmers (10) umschließt, insbesondere ringförmig umschließt.
Dosierspitzenaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Dosierspitzenaufnehmers (10) im wesentlichen vertikal verläuft.
Dosierspitzenaufnehmer nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtskraft des Detektionselements (20) im aufgesteckten Zustand im wesentlichen auf eine aufgesteckte Dosierspitze (30) wirkt.
Dosierspitzenaufnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtskraft so bemessen ist, dass das Detektionselement (20) die Dosierspitze (30) bei nicht ordnungsgemäßer Klemmverbindung vom Aufnehmer abdrückt.