DE102013006227A1 - Pipetting device with a microdosing unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pipettiervorrichtung mit einer Pipettiereinheit (1), einer Positioniereinrichtung (4), einer Mikrodosiereinheit (5) und einer Steuereinrichtung (6). Die Mikrodosiereinheit (5) ist von der Pipettiereinheit (1) getrennt ausgeführt. Sie ist aber wahlweise mit der Pipettiereinheit (1) in einer genau definierten Relativlage koppelbar. Dazu weist die Pipettiereinheit (1) eine Ankopplungseinrichtung (10) und die Mikrodosiereinheit (5) weist eine entsprechende Gegenkopplungseinrichtung (11) auf. Eine der beiden Einrichtungen ist schaltbar. Durch Schalten der Ankopplungseinrichtung (10) und/oder der Gegenkopplungseinrichtung (11) ist die Mikrodosiereinheit (5) wahlweise an der Pipettiereinheit (1) ankoppelbar oder von der Pipettiereinheit (1) abkoppelbar. Ist die Mikrodosiereinheit (5) an der Pipettiereinheit (1) angekoppelt, so ist sie gemeinsam mit der Pipettiereinheit (1) in unterschiedliche Betriebspositionen bringbar.The invention relates to a pipetting device comprising a pipetting unit (1), a positioning device (4), a microdosing unit (5) and a control device (6). The microdosing unit (5) is designed separately from the pipetting unit (1). However, it can optionally be coupled to the pipetting unit (1) in a precisely defined relative position. For this purpose, the pipetting unit (1) has a coupling device (10) and the microdosing unit (5) has a corresponding negative coupling device (11). One of the two devices can be switched. By switching the coupling device (10) and / or the counter coupling device (11), the microdosing unit (5) can optionally be coupled to the pipetting unit (1) or can be uncoupled from the pipetting unit (1). If the microdosing unit (5) is coupled to the pipetting unit (1), it can be brought into different operating positions together with the pipetting unit (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Pipettiervorrichtung mit einer Mikrodosiereinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. von Anspruch 9.The invention relates to a pipetting device with a microdosing unit having the features of the preamble of
Eine Pipettiervorrichtung der in Rede stehenden Art kann im Grundsatz lediglich eine einzige Pipettenspitze an einer Koppelstelle aufweisen. Meist handelt es sich bei einer solchen Pipettiervorrichtung jedoch um eine Mehrkanal-Pipettiervorrichtung, bei der also die Pipettiereinheit mehrere Koppelstellen und eine entsprechende Anzahl von an diesen Koppelstellen anbringbaren Pipettenspitzen aufweist. Häufig wird eine solche Mehrkanal-Pipettiervorrichtung an einem Pipettierautomaten oder Pipettierroboter verwendet.A pipetting device of the type in question may in principle have only a single pipette tip at a coupling point. In most cases, however, such a pipetting device is a multi-channel pipetting device, in which therefore the pipetting unit has a plurality of coupling points and a corresponding number of pipette tips which can be attached to these coupling points. Frequently, such a multi-channel pipetting device is used on a pipetting or pipetting robot.
Durch entsprechende Aktivierung einer Verdrängereinheit in der Pipettiereinheit, die meist in Form einer Zylinder-Kolben-Anordnung ausgeführt ist, kann Flüssigkeit durch die Mündungsöffnungen der Pipettenspitzen in dieselben eingesaugt bzw. aus diesen ausgestoßen werden.By appropriate activation of a displacer unit in the pipette unit, which is usually designed in the form of a cylinder-piston arrangement, liquid can be sucked through the mouth openings of the pipette tips into the same or expelled from these.
Bei einer typischen Pipettiervorrichtung der in Rede stehenden Art wird die Pipettiereinheit mittels einer Positioniereinrichtung in unterschiedliche Betriebspositionen gebracht. Die Positioniereinrichtung kann eine X/Y/Z-Verfahreinrichtung sein. Es kann sich auch um den Arm eines Roboters handeln, der weitgehend frei im Raum hin und her bewegt werden kann. Hierzu gibt der Stand der Technik diverse Anregungen.In a typical pipetting device of the type in question, the pipetting unit is brought into different operating positions by means of a positioning device. The positioning device may be an X / Y / Z traversing device. It can also be the arm of a robot, which can be moved largely freely in space. For this purpose, the prior art gives various suggestions.
Bei einer Pipettiervorrichtung der in Rede stehenden Art werden die Pipettenspitzen an einer Aufnahmeposition aus einem Spitzenvorrat aufgenommen, also an den Koppelstellen angekoppelt. Dann wird die Pipettiereinheit mittels der Positioniereinrichtung in eine Flüssigkeits-Aufnahmeposition verfahren. Zum Aufnehmen der Flüssigkeit in die Pipettenspitzen, also zum Aspirieren, werden die Mündungsöffnungen der Pipettenspitzen in die Flüssigkeit in entsprechenden Gefäßen, beispielsweise die Näpfchen einer Mikrotiterplatte, eingetaucht. Die Flüssigkeitsaufnahme erfolgt durch Wirkung der Verdrängereinheit bzw. der Verdrängereinheiten in der Pipettiereinheit.In a pipetting device of the type in question, the pipette tips are received at a receiving position from a peak supply, that is coupled to the coupling points. Then, the pipetting unit is moved by the positioning in a liquid-receiving position. For receiving the liquid into the pipette tips, ie for aspiration, the mouth openings of the pipette tips are immersed in the liquid in corresponding vessels, for example the wells of a microtiter plate. The liquid is absorbed by the action of the displacer unit or displacer units in the pipette unit.
Ist die Flüssigkeitsaufnahme erfolgt, so wird die Pipettiereinheit mittels der Positioniereinrichtung in eine Flüssigkeits-Abgabeposition bewegt. Dort wird, wieder mittels Wirkung der Verdrängereinheit oder Verdrängereinheiten, das gewünschte Flüssigkeitsvolumen aus der jeweiligen Pipettenspitze in ein Zielgefäß abgegeben. Auch dabei kann es sich wieder um Näpfchen einer Mikrotiterplatte handeln.If the liquid intake has taken place, the pipetting unit is moved by means of the positioning device into a liquid dispensing position. There, again by means of the displacer unit or displacer units, the desired volume of liquid is dispensed from the respective pipette tip into a destination vessel. These may again be wells of a microtiter plate.
Die Flüssigkeitsabgabe kann bei größeren Volumina als freifliegender Strahl erfolgen. Bei kleinen Volumina muss eventuell zwischen dem Zielgefäß und der Pipettenspitzen sogar ein Kontakt hergestellt werden, damit die Adhäsionskraft des Flüssigkeitstropfens an der Pipettenspitze überwunden werden kann. Die zuvor genannten Randbedingungen begrenzen das abgebbare Flüssigkeitsvolumen nach unten auf Volumina im Bereich einiger Mikroliter. Abgabedosierungen im Nanoliterbereich sind so nicht zu realisieren. Außerdem ist bei dem klassischen Pipettierautomaten das Risiko einer Verschleppung von bereits im Zielgefäß befindlichen Substanzen gegeben.The liquid delivery can be done with larger volumes as free-flying jet. For small volumes, it may even be necessary to make contact between the target vessel and the pipette tips so that the adhesion force of the liquid drop at the pipette tip can be overcome. The aforementioned boundary conditions limit the deliverable liquid volume down to volumes in the range of a few microliters. Dispensing dosages in the nanoliter range can not be realized this way. In addition, the classical pipetting machine is at risk of carryover of substances already in the target vessel.
Nach dem Abgeben der Flüssigkeit in der Abgabeposition wird gelegentlich ein Restvolumen in den Pipettenspitzen verworfen. Dazu wird die Pipettiereinheit mittels der Positioniereinrichtung in eine Ausstoßposition gebracht, in der dann wiederum mittels der Verdrängereinheit die restliche Flüssigkeit in den Pipettenspitzen ausgestoßen wird.After dispensing the liquid in the dispensing position, a residual volume in the pipette tips is occasionally discarded. For this purpose, the pipetting unit is brought by means of the positioning device in an ejection position, in which then by means of the displacer unit, the remaining liquid is ejected in the pipette tips.
Im Anschluss an das Abgeben der Restflüssigkeit wird die Pipettiereinheit in eine Pipettenspitzen-Abwurfposition gebracht. Dort werden die Pipettenspitzen mittels einer Spitzenabwurfeinrichtung von den Koppelstellen an der Pipettiereinheit gelöst und in einen Auffangbehälter abgeworfen.Following the discharge of the residual liquid, the pipette unit is brought into a pipette tip dropping position. There, the pipette tips are released by means of a tip ejection device from the coupling points on the pipetting unit and dropped into a collecting container.
Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht (
Im hier diskutierten Stand der Technik wird das durch Verbindung einer Pipettenspitze mit einem elastisch verformbaren Röhrchen als Ausstoßende an der Pipettenspitze realisiert. Dieses Röhrchen bildet am unteren Ende die Mündungsöffnung der Pipettenspitze. Dieses elastisch verformbare Röhrchen kann durch eine bewegliche Betätigungseinrichtung einer Mikrodosiereinheit so verformt werden, dass gezielt ein definiertes Flüssigkeitsvolumen durch Deformation des Röhrchens knapp oberhalb der Mündungsöffnung der Pipettenspitze ausgestoßen werden kann. Durch die damit verursachte Volumenänderung im Inneren des Röhrchens wird Flüssigkeit als freifliegende Tröpfchen oder als freifliegender Strahl aus der Mündungsöffnung der Pipettenspitze ausgestoßen. Damit ist es möglich, kleinste Volumina im Nanoliterbereich auszustoßen. Auch hierzu darf auf die Ausführungen im zuvor angesprochenen Stand der Technik verwiesen werden.In the prior art discussed herein, this is accomplished by connecting a pipette tip to an elastically deformable tube as the ejection end at the pipette tip. This tube forms the mouth of the pipette tip at the lower end. This elastically deformable tube can be deformed by a movable actuating device of a microdosing unit so that a defined volume of liquid can be expelled by deformation of the tube just above the mouth opening of the pipette tip. The resulting change in volume inside the tube ejects liquid as free-flying droplets or as a free-flying jet from the mouth of the pipette tip. This makes it possible to eject smallest volumes in the nanoliter range. For this purpose, too, reference may be made to the statements in the previously mentioned prior art.
Im Stand der Technik handelt es sich bei der Mikrodosiereinheit der Pipettiervorrichtung um eine Anordnung mit Klemmbacken als Widerlager für die bewegliche Betätigungseinrichtung, die selbst piezoelektrisch angetrieben wird. Im Einzelnen wird hierzu auch auf die
Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, befindet sich die Mikrodosiereinheit der Pipettiervorrichtung ortsfest an der Flüssigkeits-Abgabeposition. Die Pipettenspitze muss von oben her in die Betätigungseinrichtung der Mikrodosiereinheit eingefädelt werden. Die Flüssigkeit innerhalb der Pipettenspitze wird in das Röhrchen durch Kapillarkräfte nachgeführt. Ein Ausstoßen von Flüssigkeit in kleinen Teilmengen aus einer Pipettenspitze in eine Vielzahl verschiedener Zielgefäße erfordert eine Bewegung der Zielgefäße relativ zu der ortsfest in der Flüssigkeits-Abgabeposition stehenden Pipettierspitze.In the prior art, from which the invention proceeds, the microdosing unit of the pipetting device is stationary at the liquid dispensing position. The pipette tip must be threaded into the actuator of the microdosage unit from above. The liquid within the pipette tip is tracked into the tube by capillary forces. Purging liquid in small portions from a pipette tip into a plurality of different target vessels requires movement of the target vessels relative to the pipetting tip stationary in the liquid dispensing position.
Die zuvor beschriebene Pipettiervorrichtung ist im Ergebnis theoretisch für die Abgabe kleinster Volumina an verschiedenen Orten geeignet, als Pipettiervorrichtung im praktischen Betrieb allerdings noch zu optimieren.As a result, the pipetting device described above is theoretically suitable for dispensing smallest volumes at various locations, but still has to optimize the pipetting device in practical operation.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine praxisgerecht konstruierte Pipettiervorrichtung mit einer Mikrodosiereinheit anzugeben.The invention is based on the problem of specifying a practical designed pipetting device with a microdosing unit.
Die zuvor aufgezeigte Problemstellung ist gelöst bei einer Pipettiervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1.The above-indicated problem is solved in a pipetting device having the features of the preamble of claim by the features of the characterizing part of
Erfindungsgemäß ist relevant, dass die Mikrodosiereinheit als von der Pipettiereinheit getrennte Einheit ausgeführt ist. Das bedeutet, dass die Pipettiereinheit in verschiedenen relevanten Betriebspositionen, insbesondere in der Pipettenspitzen-Aufnahmeposition, der Flüssigkeits-Aufnahmeposition, aber auch vorzugsweise in der Pipettenspitzen-Abwurfposition und gegebenenfalls der Ausstoßposition für Restflüssigkeit, wie eine klassische Pipettiereinheit einer Pipettiervorrichtung ohne Mikrodosiereinheit gehandhabt und eingesetzt werden kann. Demgegenüber ist die Mikrodosiereinheit an der Pipettiereinheit angekoppelt, und zwar in einer genau definierten Relativlage zur Pipettiereinheit, wenn sie gebraucht wird, nämlich in der Flüssigkeits-Abgabeposition.According to the invention, it is relevant that the microdosing unit is designed as a separate unit from the pipetting unit. This means that the pipetting unit in various relevant operating positions, in particular in the pipette tip receiving position, the liquid receiving position, but also preferably in the pipette tip dropping position and optionally the discharge position for residual liquid, such as a classic pipetting a pipetting device without Mikrodosiereinheit be handled and used can. In contrast, the microdosing unit is coupled to the pipetting unit in a well-defined relative position to the pipetting unit when needed, namely in the liquid dispensing position.
Anstatt jedoch wie im Stand der Technik die Pipettiereinheit an die in einer bestimmten Flüssigkeits-Abgabeposition ortsfest stehende Mikrodosiereinheit anzukoppeln, wird erfindungsgemäß die Mikrodosiereinheit an die Pipettiereinheit angekoppelt und kann dann gemeinsam mit der Pipettiereinheit mittels der Positioniereinrichtung in unterschiedliche Betriebspositionen gebracht werden, beispielsweise auch mehrere verschiedene Flüssigkeits-Abgabepositionen.However, instead of coupling the pipetting unit to the stationary in a certain liquid dispensing position microdosing, as in the prior art, the microdosing is coupled to the pipette unit and can then be brought together with the pipette by means of the positioning in different operating positions, for example, several different liquid dispensing positions.
Erfindungsgemäß werden optimale Randbedingungen der Pipettiervorrichtung für den Laborbetrieb geschaffen. Die Pipettiervorrichtung hat eine Pipettiereinheit ohne Mikrodosiereinheit dort, wo die Mikrodosiereinheit nicht benötigt wird. Sie wandelt sich zu einer Pipettiereinheit mit Mikrodosiereinheit dort, wo das erforderlich ist, nämlich bei Flüssigkeitsabgabe. Für die Flüssigkeitsabgabe kann die Pipettiereinheit mitsamt ihrer Mikrosdosiereinheit frei bewegt werden, beispielsweise über unterschiedliche, an verschiedenen Stellen sitzende Mikrotiterplatten, die ihrerseits nicht bewegt werden müssen.According to the invention, optimal boundary conditions of the pipetting device for laboratory operation are created. The pipetting device has a pipetting unit without a microdosing unit where the microdosing unit is not needed. It converts to a pipetting unit with a microdosage unit where necessary, namely when dispensing liquid. For the delivery of liquid, the pipetting unit together with its microdosing unit can be moved freely, for example via different microtiter plates which are located at different locations and which in turn do not have to be moved.
Man kann die erfindungsgemäße Pipettiervorrichtung damit auch für unterschiedliche Volumina einsetzen. Bei größeren Volumina kann man die Pipettiervorrichtung ohne Mikrodosiereinheit betreiben, gegebenenfalls auch mit normalen Pipettenspitzen ohne elastisch verformbare Ausstoßenden. Will man im Bereich sehr kleiner Volumina dosieren, so wird die Mikrodosiereinheit bedarfsweise an die Pipettiereinheit angekoppelt und kann dann mit dieser an die gewünschte Betriebsposition gebracht werden.The pipetting device according to the invention can thus also be used for different volumes. For larger volumes, the pipetting device can be operated without a microdosing unit, optionally also with normal pipette tips without elastically deformable ejection ends. If you want to dose in the range of very small volumes, the microdosing is coupled as needed to the pipette and can then be brought with this to the desired operating position.
Typische Materialien für ein elastisch verformbares Ausstoßende der Pipettenspitze sind Polyimid, Polyamid oder Silikon. Typische Durchmesser liegen bei 0,1 bis 1 mm. Das elastisch verformbare Ausstoßende kann an der Pipettenspitze im Übrigen einstückig ausgeformt sein. Es kann aber auch durch Kleben, Einspritzen, Einschrumpfen oder Anpressen an der Pipettenspitze im Übrigen angebracht sein. Der Querschnitt des elastisch verformbaren Ausstoßendes kann beliebige Form aufweisen, wird aber im Regelfall rund sein.Typical materials for an elastically deformable discharge end of the pipette tip are polyimide, polyamide or silicone. Typical diameters are 0.1 to 1 mm. Incidentally, the elastically deformable ejection end may be integrally formed on the pipette tip. It can also be attached by gluing, injecting, shrinking or pressing on the pipette tip by the way. The cross section of the elastically deformable ejection end may have any shape, but will be round as a rule.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8, die später im Zuge der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung mit erläutert werden.Preferred embodiments and further developments of the teaching of the invention are the subject matter of
Eine nebengeordnete, eigenständige Problemlösung beschreibt Anspruch 9. Danach ist vorgesehen, dass mittels der Steuereinrichtung die Verdrängereinheit der Pipettiereinheit in Abstimmung auf die Abgabe der Flüssigkeit mittels der Mikrodosiereinheit so angesteuert wird, dass das abgegebene minimale Flüssigkeitsvolumen unmittelbar in das Ausstoßende der Pipettenspitze hinein nachgespeist wird. Damit besteht in der Pipettenspitze im Ausstoßende annäherend immer derselbe Druck. Das erlaubt eine hohe Präzision bei der Flüssigkeitsabgabe mit Hilfe der Mikrodosiereinheit in mehreren Stufen oder Schritten.An adjoining, independent problem solution describes
Nachfolgend wird bei der Erläuterung der Erfindung häufig nur von der Pipettenspitze in der Einzahl gesprochen. Das schließt immer auch die Realisierung bei einer Mehrzahl von Pipettenspitzen bei einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung ein. Ebenso gilt umgekehrt bei der Verwendung des Begriffes der Mehrzahl auch die Geltung für die Einzahl, es sei denn, dass dies technisch unsinnig wäre. Hereinafter, in the explanation of the invention is often spoken only of the pipette tip in the singular. This always includes the implementation of a plurality of pipette tips in a multi-channel pipetting device. Similarly, the same applies to the use of the term majority also the validity of the singular, unless this would be technically nonsensical.
Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung schlägt sich auch in einem Verfahren zum Betreiben einer Pipettiervorrichtung nieder. Insoweit gilt folgendes:
Verfahren zum Transferieren von Flüssigkeit mit einer Pipettiervorrichtung, die eine Pipettiereinheit, eine Positioniereinrichtung, eine Mikrodosiereinheit und eine Steuereinrichtung aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten:
- a) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung an eine Pipettenspitzen-Aufnahmeposition verfahren und dort mit ihrem Pipettenschaft voran vertikal zu einer in einem Tragestell bevorrateten Pipettenspitze hin abgesenkt, wobei die Pipettenspitze an einer Koppelstelle am Pipettenschaft aufgesteckt wird.
- b) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung an eine Flüssigkeits-Aufnahmeposition verfahren und dort wird die Pipettenspitze mit ihrer Mündungsöffnung in ein mit Flüssigkeit gefülltes Vorratsgefäß eingetaucht und hier durch die Wirkung einer Verdrängereinrichtung in der Pipettiereinheit, die strömungsverbunden mit der Pipettenspitze ist und einen Unter- und Überdruck erzeugen kann, Flüssigkeit in die Pipettenspitze aufgenommen.
- c) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung an eine Ankoppelposition verfahren.
- d) In der Ankoppelposition wird die Pipettiereinheit an die Mikrodosiereinheit angekoppelt.
- e) Die Pipettiereinheit wird mitsamt der Mikrodosiereinheit mittels der Positioniereinrichtung an eine oder mehrere Flüssigkeits-Abgabepositionen verfahren, so dass die Mündungsöffnung über einem Zielgefäß angeordnet ist, und dort wird die Mikrodosiereinheit zur tröpfchenweisen Flüssigkeitsabgabe in Betrieb genommen, vorzugsweise werden mehrere Flüssigkeits-Abgabeposition angefahren und die Flüssigkeitsabgabe wiederholt.
- f) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung wieder an die Ankoppelposition verfahren und dort wird die Mikrodosiereinheit von der Pipettiereinheit wieder abgekoppelt.
- g) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung an eine Pipettenspitzen-Abwurfposition verfahren und dort die Pipettenspitze mittels einer Spitzenabwurfeinrichtung in einen Auffangbehälter abgeworfen.
A method of transferring liquid with a pipetting device comprising a pipetting unit, a positioning device, a micro-dosing unit and a control device, comprising the following method steps:
- a) The pipetting unit is moved by means of the positioning device to a pipette tip receiving position, where it is lowered with its pipette shaft ahead vertically to a pipette tip stored in a support position, wherein the pipette tip is attached to a coupling point on the pipette shaft.
- b) the pipetting unit is moved by means of the positioning device to a liquid receiving position and there the pipette tip is immersed with its mouth opening in a liquid-filled storage vessel and here by the action of a displacing means in the pipetting unit, which is in flow communication with the pipette tip and can generate overpressure, liquid added to the pipette tip.
- c) The pipetting unit is moved by means of the positioning device to a coupling position.
- d) In the coupling position, the pipetting unit is coupled to the microdosing unit.
- e) the pipetting unit is moved together with the microdosing unit by means of the positioning to one or more liquid dispensing positions, so that the mouth opening is disposed over a target vessel, and there the microdosing unit for droplet-like liquid dispensing is put into operation, preferably several liquid dispensing position are approached and the liquid delivery is repeated.
- f) The pipetting unit is moved back to the coupling position by means of the positioning device, where the microdosing unit is decoupled from the pipetting unit.
- g) The pipetting unit is moved by means of the positioning device to a pipette tip ejection position, where the pipette tip is dropped by means of a tip ejector into a receptacle.
In einem bevorzugten Verfahrensschritt wird im Merkmal d) die Pipettenspitze gegenüber einer Betätigungseinrichtung der Mikrodosiereinheit so positioniert, dass ein unterer Abschnitt der Pipettenspitze unmittelbar oberhalb der Mündungsöffnung stets unterhalb der Betätigungsvorrichtung verbleibt und diese nicht berührt.In a preferred method step, in feature d) the pipette tip is positioned relative to an actuating device of the microdosing unit such that a lower section of the pipette tip immediately above the outlet opening always remains underneath the actuating device and does not touch it.
Zwischen den Verfahrensschritten c) und e) kann die Verdrängereinrichtung Flüssigkeit aus der Pipettenspitze so ausstoßen, dass der Meniskus der Flüssigkeit sich an der Mündungsöffnung der Pipettenspitze ausbildet.Between steps c) and e), the displacing means may expel liquid from the pipette tip so that the meniscus of the liquid is formed at the mouth of the pipette tip.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird zwischen den Verfahrensschritten d) und e) die Mikrodosiereinheit in Betrieb genommen, wobei deren Betätigungsvorrichtung in einer hin- und hergehenden Bewegung auf ein am unteren Ende der Pipettenspitze befindliches Röhrchen, das vor der Mündungsöffnung angeordnet ist, so einwirkt, dass dieses radial elastisch und volumenverringernd derart deformiert wird, dass die Flüssigkeit im Röhrchen in Form freifliegender Tröpfchen oder in Form eines freifliegenden Strahls abgegeben wird.In a preferred variant of the method, the microdosing unit is put into operation between method steps d) and e), with its actuating device acting in a reciprocating motion on a tube located at the lower end of the pipette tip, which is arranged in front of the orifice opening this is deformed radially elastic and volume reducing so that the liquid is discharged in the tube in the form of free-flying droplets or in the form of a free-flying jet.
Die Ankopplung und Abkopplung der Mikrodosiereinheit an die Pipettiereinheit im Rahmen des bevorzugten Verfahrens kann bevorzugt durch geschaltete Koppeleinrichtungen erfolgen, wobei vorzugsweise eine Koppeleinrichtung eine Magnetkupplung ist, weiter vorzugsweise eine Koppeleinrichtung mit einem bestrombaren Permanent-Magneten/Elektromagneten.The coupling and decoupling of the microdosing to the pipetting in the context of the preferred method may preferably be done by switched coupling devices, preferably a coupling device is a magnetic coupling, more preferably a coupling device with a current-magnet permanent magnet / electromagnet.
Nach bevorzugter Variante des beschriebenen Verfahrens kann zwischen den Verfahrensschritten e) und f) eine Restflüssigkeit in der Pipettenspitze durch die Verdrängereinheit ausgestoßen werden, wobei das bevorzugt in einer gesonderten Flüssigkeits-Abgabeposition erfolgt.According to a preferred variant of the described method, a residual liquid in the pipette tip can be ejected by the displacer unit between the process steps e) and f), wherein the preferred is in a separate liquid dispensing position.
Nach einer weiteren bevorzugten Variante wird während des Verfahrensschritts e) oder sobald die Mikrodosiereinheit zur Flüssigkeitsabgabe in Betrieb genommen wird und ein Flüssigkeitsvolumen aus der Mündungsöffnung der Pipettenspitze abgegeben wird, die Verdrängereinheit dieses Flüssigkeitsvolumen als Überdruck unmittelbar oder diskontinuierlich nachspeisen.According to a further preferred variant, during the process step e) or as soon as the microdosing unit for liquid discharge is put into operation and a liquid volume is dispensed from the mouth opening of the pipette tip, the displacer unit will feed this liquid volume as an overpressure directly or discontinuously.
Aufgrund seiner Ausgestaltung kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Flüssigkeit von kleinsten Volumina, Volumina bis zu 0,1 nl, aus von einer Pipettiereinheit gehaltenen Pipettenspitze von einem Vorratsgefäß zu einem oder mehreren Zielgefäßen transferiert werden. Die Pipettenspitze weist dazu ein vor deren Mündungsöffnung angeordnetes Röhrchen auf. Das Ankoppeln der Pipettenspitze an eine Pipettiereinheit der Pipettiervorrichtung, das Aufnehmen der Flüssigkeit, ggf. das Abgeben von Restflüssigkeit und Abwerfen der Pipettenspitze erfolgt wie bei herkömmlichen Pipettiervorrichtungen. Das Abgeben der Flüssigkeit in kleinsten Volumina erfolgt erfindungsgemäß durch eine Mikrodosiereinheit, die nach dem Aufnehmen der Flüssigkeit an die Pipettiereinheit schaltbar an- und später wieder abgekoppelt wird.Due to its design, liquid of smallest volumes, volumes up to 0.1 nl, held by a pipetting unit pipette tip can be transferred from a storage vessel to one or more target vessels with the inventive method. For this purpose, the pipette tip has a tube arranged in front of its mouth opening. The coupling of the pipette tip to a pipetting unit of the pipetting device, the picking up of the liquid, if necessary the dispensing of residual liquid and ejection of the pipette tip takes place as in conventional pipetting devices. According to the invention, the dispensing of the liquid in very small volumes takes place by means of a microdosing unit, which is switchably connected to the pipetting unit after the liquid has been taken up and later decoupled again.
Die Pipettiereinheit wird dazu mittels der Positioniereinrichtung an eine Ankoppelposition verfahren und dort wird die Pipettenspitze mit ihrem Röhrchen zwischen ein Widerlager und eine Betätigungsvorrichtung der Mikrodosiereinheit verfahren. Das Widerlager wird an das Röhrchen angestellt. In der Ankoppelposition wird auch die Pipettiereinheit mit ihrer Ankopplungseinrichtung an die Gegenankopplungseinrichtung der Mikrodosiereinheit angekoppelt und, vorzugsweise, wird in der Ankoppelposition über die Pipettiereinheit die Mikrodosiereinheit steuerungstechnisch mit der Steuereinrichtung verbunden. Die Pipettiereinheit wird dann mit der Mikrodosiereinheit mittels der Positioniereinrichtung an eine oder mehrere Flüssigkeits-Abgabepositionen verfahren, so dass die Mündungsöffnung der entsprechenden Pipettierspitze über einem Zielgefäß angeordnet ist, und dort wird die Mikrodosiereinheit zur tröpfchenweisen Flüssigkeitsabgabe in Betrieb genommen. Die Pipettiereinheit wird danach mittels der Positioniereinrichtung wieder an die Ankoppelposition verfahren und dort wird die Ankopplungseinrichtung von der Gegenankopplungseinrichtung abgekuppelt, das Widerlager vom Röhrchen weg in eine Ausgangsposition verfahren und die Mikrodosiereinheit wieder abgestellt.For this purpose, the pipetting unit is moved by means of the positioning device to a coupling position and there the pipette tip is moved with its tube between an abutment and an actuating device of the micro-dosing unit. The abutment is attached to the tube. In the coupling position, the pipetting unit with its coupling device is also coupled to the counter coupling device of the microdosing unit and, preferably, in the coupling position via the pipetting unit, the microdosing unit is connected to the control device in terms of control technology. The pipetting unit is then moved with the microdosing unit by means of the positioning device to one or more liquid dispensing positions, so that the mouth opening of the corresponding pipetting tip is arranged above a destination vessel, and there the microdosing unit for droplet-like liquid dispensing is put into operation. The pipetting unit is then moved back to the coupling position by means of the positioning device and there the coupling device is uncoupled from the counter coupling device, the abutment moved away from the tube in a starting position and the microdosing off again.
Im Folgenden wird nun die Erfindung anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following, the invention will now be explained in more detail with reference to a drawing showing only a preferred exemplary embodiment. In the drawing shows
Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Pipettiervorrichtung eine solche mit einer Pipettenspitze
Ferner weist die Pipettiervorrichtung eine Positioniereinrichtung
Wie
Die Pipettiereinheit
Mittels der Positioniereinrichtung
Dazwischen kann auch noch eine Restflüssigkeits-Ausstoßposition liegen, die in der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist. In der Restflüssigkeits-Ausstoßposition der Pipettiereinheit
Vorliegend geht es insbesondere um die Flüssigkeits-Abgabeposition(en).In the present case, in particular, the liquid dispensing position (s).
Die in
In der in
In
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion der Pipettiervorrichtung mit getrennten Pipettier- und Mikrodosiereinheiten
In
Für die Ausgestaltung der Ankopplungseinrichtung
Zweckmäßig ist es allerdings, wenn nur eine der beiden Einrichtungen aktiv, die andere hingegen passiv ausgeführt ist. Nach bevorzugter Lehre ist vorgesehen, dass die Gegenkopplungseinrichtung
Für die nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel konkret konstruierte Gegenkopplungseinrichtung
Dann, wenn man die geschaltete Magnetkupplung so realisierte, müsste der Elektromagnet während des gesamten Verfahrens mit der Mikrodosiereinheit
Vorzugsweise wird daher konstruktiv bei der Erfindung in der Gegenkopplungseinrichtung
Wird der Elektromagnet
Man kann die Steuerung des Elektromagneten
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Konstruktion des bevorzugten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass bei neutralisierter Magnetkraft des Permanentmagneten
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt ein modernes, kombiniertes Element aus Permanentmagnet
Grundsätzlich ist auch eine andere Verteilung der Komponenten möglich. Beispielsweise kann man die Gegenkopplungseinrichtung mit bestrombaren Elektromagneten ausführen, die Ankopplungseinrichtung hingegen mit den Permanentmagneten, die mit den gegenüber angeordneten Elektromagneten zusammenwirken. Diese Alternative ist in der Zeichnung aber nicht dargestellt.In principle, a different distribution of the components is possible. For example, you can run the negative feedback device with energizable electromagnet, the coupling device, however, with the permanent magnets, which cooperate with the oppositely disposed electromagnet. This alternative is not shown in the drawing.
Es empfiehlt sich, mehrere, möglichst gleichmäßig über die Fläche der Pipettiereinheit
Zur steuerungstechnischen Organisation der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung kann man vorsehen, dass die Mikrodosiereinheit
Bevorzugt ist eine elektrische Kontaktverbindung zwischen der Pipettiervorrichtung und Mikrodosiereinheit
Im Folgenden wird anhand von
In
Durch Pfeile ist angedeutet, wie die hier dargestellte Pipettiereinheit
An der Pipettiereinheit
In
In der Ankoppelposition gemäß
Bei der Konstruktion ist zweckmäßig, wenn man eine weitere Variante der Erfindung verwirklicht. Mittels der Steuereinrichtung
In
Die vertikalen Pfeile in
In der Darstellung von
Das Aspirieren von Flüssigkeit in die Pipettenspitze
Man erkennt in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- WO 2005/016534 A1 [0012] WO 2005/016534 A1 [0012]
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