DE102022004362A1

DE102022004362A1 - Pipette shaft of a pipetting device

Info

Publication number: DE102022004362A1
Application number: DE102022004362.9A
Authority: DE
Inventors: Ursula Eitel; Rainer Feldmann
Original assignee: Brand GmbH and Co KG
Current assignee: Brand GmbH and Co KG
Priority date: 2022-11-07
Filing date: 2022-11-22
Publication date: 2024-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pipettiervorrichtung zum Aufnehmen und Abgeben von Fluidvolumina. Die Pipettiervorrichtung hat einen Pipettenschaft zum Verbinden der Pipettiervorrichtung mit einer Pipettenspitze. Der Pipettenschaft weist eine Endfläche und einen an die Endfläche angrenzenden Verbindungsbereich mit einer Außenkontur auf, die mit einer Innenseite der Pipettenspitze eine kraftschlüssige Verbindung eingeht, und einer in der Außenkontur ausgebildeten Vertiefung in der eine Dichtung angeordnet ist. Am Pipettenschaft angrenzend an die Vertiefung und zur Endfläche hin erstreckt sich ein Profilbereich.The invention relates to a pipetting device for taking up and dispensing fluid volumes. The pipetting device has a pipette shaft for connecting the pipetting device to a pipette tip. The pipette shaft has an end face and a connecting region adjacent to the end face with an outer contour that forms a force-fit connection with an inner side of the pipette tip, and a recess formed in the outer contour in which a seal is arranged. A profile region extends on the pipette shaft adjacent to the recess and towards the end face.

Description

Die Erfindung betrifft einen Pipettenschaft einer Pipettiervorrichtung zum Verbinden der Pipettiervorrichtung mit einer Pipettenspitze zum Aufnehmen und Abgeben von Fluidvolumina mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a pipette shaft of a pipetting device for connecting the pipetting device to a pipette tip for taking up and dispensing fluid volumes with the features of the preamble of claim 1.

Ein Pipettenschaft der in Rede stehenden Art dient zum Verbinden der Pipettiervorrichtung mit einer Pipettenspitze. Die Verbindung ermöglicht das Befestigen der Pipettenspitze und deren Handhabung mit der Pipettiervorrichtung. In die Pipettenspitze wird wiederholt ein Fluidvolumen aufgenommen und abgegeben. Die Verbindung zwischen Pipettenschaft und Pipettenspitze ist also dicht, insbesondere luftdicht. Solch eine Pipettiervorrichtung ist in der ISO8655-2 beschrieben und dient insbesondere zum wiederholten Dispensieren oder Pipettieren von Flüssigkeiten.A pipette shaft of the type in question is used to connect the pipetting device to a pipette tip. The connection enables the pipette tip to be attached and handled with the pipetting device. A volume of fluid is repeatedly taken up and dispensed into the pipette tip. The connection between the pipette shaft and the pipette tip is therefore tight, in particular airtight. Such a pipetting device is described in ISO8655-2 and is used in particular for the repeated dispensing or pipetting of liquids.

Die Pipettenspitze kann mit dem Pipettenschaft mittels Steckverbindung verbunden werden. Dazu kann der Pipettenschaft ein rohrförmiges zylindrisch oder konisch ausgeführtes Endstück aufweisen, auf das die Pipettenspitze mit einer entsprechenden rohrförmigen Öffnung aufgesteckt wird. Die Verdrängereinrichtung, der Pipettenschaft und die Pipettenspitze bilden gemeinsam einen Luftraum, der bei in Flüssigkeit eingetauchter Pipettenspitze abgeschlossenen ist. Die Verdrängereinrichtung verändert das Volumen des Luftraumes und ermöglicht so das Ansaugen und Abgeben von Flüssigkeit in die und aus der Pipettenspitze. Die Pipettenspitze ist von dem Pipettenschaft wieder trennbar. Zum Trennen der Pipettenspitze ist an der Pipettiervorrichtung eine Abwerfereinrichtung bzw. ein Abwerfermechanismus vorgesehen.The pipette tip can be connected to the pipette shaft using a plug connection. The pipette shaft can have a tubular, cylindrical or conical end piece onto which the pipette tip is plugged with a corresponding tubular opening. The displacement device, the pipette shaft and the pipette tip together form an air space that is closed when the pipette tip is immersed in liquid. The displacement device changes the volume of the air space and thus enables liquid to be sucked into and dispensed from the pipette tip. The pipette tip can be separated from the pipette shaft again. An ejector device or ejector mechanism is provided on the pipetting device to separate the pipette tip.

Die Pipettiervorrichtung kann zusammen mit der Pipettenspitze auf dem Luftpolsterprinzip oder auf dem Direktverdrängerprinzip basieren.The pipetting device together with the pipette tip can be based on the air cushion principle or on the positive displacement principle.

Die Verdrängereinrichtung im Direktverdrängerprinzip kann integraler Bestandteil der Pipettiervorrichtung sein oder als Austauschteil integraler oder separater Bestandteil der Pipettenspitze ausgebildet sein und als separater Bestandteil lösbar mit der Pipettiervorrichtung gekoppelt werden. Im letzteren Fall kann nach einem oder mehreren Dosiervorgängen die Verdrängereinrichtung von der Pipettiervorrichtung gelöst werden. Anschließend kann eine andere, insbesondere unterschiedliche Verdrängereinrichtung an der Pipettiervorrichtung angebracht werden.The displacement device in the direct displacement principle can be an integral part of the pipetting device or can be designed as a replacement part as an integral or separate part of the pipette tip and can be detachably coupled to the pipetting device as a separate component. In the latter case, the displacement device can be detached from the pipetting device after one or more dosing processes. A different, in particular different, displacement device can then be attached to the pipetting device.

Die Verdrängereinrichtung jeglichen Pipettenprinzips kann als Kolben-ZylinderEinheit ausgebildet sein oder mehrere Kolben-Zylinder-Einheiten aufweisen. Vorzugsweise hat die Verdrängereinrichtung mindestens ein Verdrängermittel, insbesondere einen Kolben, und mindestens einen Verdrängerraum, insbesondere einen Zylinder. Der Verdrängerraum im Luftpolsterprinzip und die Verdrängereinrichtung im Direktverdrängerprinzip ist integraler Bestandteil der Pipettenspitze. Das Verdrängermittel ist beweglich im Verdrängerraum angeordnet und mittels einer Antriebseinrichtung im Verdrängerraum bewegbar. Bei der Bewegung des Verdrängermittels im Verdrängerraum handelt es sich um eine im Wesentlichen translatorische Bewegung, insbesondere in Axialrichtung des Verdrängerraums.The displacement device of any pipette principle can be designed as a piston-cylinder unit or have several piston-cylinder units. The displacement device preferably has at least one displacement means, in particular a piston, and at least one displacement chamber, in particular a cylinder. The displacement chamber in the air cushion principle and the displacement device in the direct displacement principle are integral components of the pipette tip. The displacement means is movably arranged in the displacement chamber and can be moved in the displacement chamber by means of a drive device. The movement of the displacement means in the displacement chamber is an essentially translational movement, in particular in the axial direction of the displacement chamber.

Die Pipettiervorrichtung kann von Hand gehalten und betätigt oder aktorisch betätigt oder Teil eines Laborautomaten sein.The pipetting device can be held and operated by hand or actuated by an actuator or be part of a laboratory machine.

Ein Pipettenschaft der in Rede stehenden Art ist im Dokument EP1136127A2 offenbart. Der bekannte Pipettenschaft ist auswechselbar an der Pipettiervorrichtung angeordnet. Der Pipettenschaft hat eine konusförmige Mantelfläche, eine v-förmige Lippendichtung aus einem Elastomer und ist als Steckverbindung für eine Pipettenspitze ausgeführt.A pipette shaft of the type in question is described in the document EP1136127A2 The known pipette shaft is arranged on the pipetting device in an exchangeable manner. The pipette shaft has a conical outer surface, a V-shaped lip seal made of an elastomer and is designed as a plug connection for a pipette tip.

Eine weitere Pipettiervorrichtung mit einer Formdichtung ist aus FR 3026658 A1 bekannt. Deren Pipettenschaft ist optimiert und benötigt beim Lösen der Steckverbindung durch eine Abwerfereinrichtung geringere Betätigungskräfte. Deren Pipettenschaft hat eine konische Formgebung und weist eine Nut mit einer darin angeordneten Formdichtung auf sowie einen Bereich zwischen der Formdichtung und der Endfläche des Pipettenschaftes. Dieser Bereich ist spitzzulaufend konisch und sehr kurz. Im Weiteren ist ein Pipettenschaft mit einer Verlängerung der konischen Form offenbart, die zur Endfläche hin angeschrägt oder gerundet sein soll.Another pipetting device with a molded seal is made of FR 3026658 A1 known. Their pipette shaft is optimized and requires less actuation force when releasing the plug connection using an ejector device. Their pipette shaft has a conical shape and has a groove with a molded seal arranged therein as well as an area between the molded seal and the end face of the pipette shaft. This area is tapered and very short. Furthermore, a pipette shaft with an extension of the conical shape is disclosed, which is to be beveled or rounded towards the end face.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannte Pipettiervorrichtung hinsichtlich der Handhabung mit der Pipettenspitze zu verbessern und den Pipettenschaft widerstandsfähiger auszubilden.The object of the present invention is to improve the known pipetting device with regard to the handling of the pipette tip and to make the pipette shaft more robust.

Erfindungsgemäß wird die zuvor geschilderte Aufgabenstellung durch den Pipettenschaft der Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1 und 7 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspekts sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, the previously described problem is solved by the pipette shaft of the pipetting device according to claims 1 and 7. Preferred embodiments of this aspect of the invention are the subject of the subclaims.

Die erfindungsgemäße Pipettiervorrichtung dient zum Aufnehmen und Abgeben von Fluidvolumina und weist dazu eine von der Pipettiervorrichtung trennbare Pipettenspitze auf. Die Pipettenspitze wird an einen Pipettenschaft der Pipettiervorrichtung angefügt und dabei mechanisch fixiert und dicht verbunden. Der Pipettenschaft hat eine Endfläche und einen an die Endfläche angrenzenden Verbindungsbereich mit einer Außenkontur, die entlang der Außenkontur mit einer angrenzend an eine Aufstecköffnung der Pipettenspitze zylindrischen oder konischen Innenseite der Pipettenspitze eine kraftschlüssige Verbindung eingeht. In einem axialen Abstand zu der Endfläche ist in der Außenkontur eine Vertiefung ausgebildet, in der eine Dichtung angeordnet ist, die über die Außenkontur hinausragt. Mittels der Dichtung und mit der Innenseite der Pipettenspitze wird die dichte Verbindung gebildet. Am Pipettenschaft ist angrenzend an die Vertiefung und zur Endfläche hin erstreckend ein im Durchmesser stetig verringernder Profilbereich ausgebildet. Dieser Profilbereich bewirkt eine Verbesserung beim Ansetzen des Pipettenschaftes in die Aufstecköffnung der Pipettenspitzen und ein widerstandsarmes Fügen des Pipettenschaftes einer an eine Pipettenspitze verkippt angesetzten Pipettiervorrichtung. Eine von Hand gehaltene Pipettiervorrichtung wird meistens schräg auf die Öffnungen der Pipettenspitzen aufgesetzt und beim weiteren Zusammenfügen der Steckverbindung werden die Achsen des Pipettenschaftes und der Pipettenspitze aufgrund der manuell ausgeübten Aufsteckkraft zueinander ausgerichtet. Der erfindungsgemäße Profilbereich gleitet dabei über Kanten und Absätze an der Aufstecköffnung oder der Innenseite hinweg.The pipetting device according to the invention serves to take up and dispense fluid volumes and for this purpose has a pipette tip that can be separated from the pipetting device. The pipette tip is attached to a pipette shaft of the pipetting device and is thereby mechanically fixed and tightly connected. The pipette shaft has an end face and a connection area adjacent to the end face with an outer contour that runs along the Outer contour forms a force-fitting connection with a cylindrical or conical inner side of the pipette tip adjacent to a plug-in opening of the pipette tip. At an axial distance from the end face, a recess is formed in the outer contour, in which a seal is arranged, which projects beyond the outer contour. The tight connection is formed by means of the seal and with the inner side of the pipette tip. A profile area that steadily decreases in diameter is formed on the pipette shaft adjacent to the recess and extending towards the end face. This profile area improves the insertion of the pipette shaft into the plug-in opening of the pipette tips and ensures that the pipette shaft of a pipetting device that is tilted onto a pipette tip is joined with little resistance. A hand-held pipetting device is usually placed at an angle on the openings of the pipette tips and as the plug-in connection is further joined, the axes of the pipette shaft and the pipette tip are aligned with one another due to the manually applied plug-in force. The profile area according to the invention slides over edges and steps on the attachment opening or the inside.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pipettenschaftes besteht der Profilbereich zwischen der Außenkontur und der Endfläche nacheinander aus einem ersten Konus und mindestens einem zweiten Konus, der stumpfwinkeliger als der erste Konus ist, und/oder einer Rundung. Der so geformte Profilbereich hat angrenzend an die Vertiefung eine nahezu kantenlose Stützfläche und gleitet besser über Unebenheiten an der Innenseite der Pipettenspitze hinweg. In vorteilhafter Formgebung ist der erste Konus dazu spitzkonischer und schließt einen Winkel von 15° bis 25° ein, wobei vorzugsweise der zweite Konus einen Winkel von 40° bis 65° einschließt.According to an advantageous design of the pipette shaft, the profile area between the outer contour and the end surface consists of a first cone and at least one second cone, which has a more obtuse angle than the first cone, and/or a curve. The profile area formed in this way has an almost edgeless support surface adjacent to the recess and slides better over uneven areas on the inside of the pipette tip. In an advantageous design, the first cone is more tapered and forms an angle of 15° to 25°, with the second cone preferably forming an angle of 40° to 65°.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Pipettenschaftes ist an dessen Verbindungsbereich die Außenkontur spitzkonisch ausgebildet. Die kraftschlüssige Steckverbindung wird dabei im Wesentlichen durch Aufweiten der Pipettenspitze, neben der Verformung der Dichtung, erreicht. Eine sichere kraftschlüssige Verbindung wird erzeugt, wenn die Außenkontur einen Winkel von 0,5° bis 6° einschließt.According to a further advantageous embodiment of the pipette shaft, the outer contour is tapered at the connection area. The force-locking plug connection is essentially achieved by widening the pipette tip, in addition to deforming the seal. A secure force-locking connection is created when the outer contour encloses an angle of 0.5° to 6°.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Profilbereich des Pipettenschaftes geometrisch durch einen elliptischen Bogen bestimmt oder vielmehr besteht der Profilbereich aus einem elliptischen Bogen. Eine Ellipse ist definiert als Schnitt durch einen Zylinder oder Kegel in einer zur Längsachse des Zylinders oder Kegels geneigten Ebene und ist im Weiteren bestimmt durch unterschiedlich lange Scheitelachsen, wobei die kürzere Nebenscheitelachse den Radius des Zylinders oder Kegels im Zentrum des Schnittes und die längere Hauptscheitelachse den größten Radius der Schnittfläche kreuzt. Bei dem elliptischen Bogen dieser Ausführungsform geht der Bogen an dessen Hauptscheitelpunkt vorzugsweise tangential zur Endfläche des Pipettenschaftes über. Der Nebenscheitelpunkt des elliptischen Bogens ist mit der Außenkontur des Pipettenschaftes innerhalb der axialen Ausdehnung der Vertiefung oder dem unteren zur Endfläche hin gerichteten Ende der Außenkontur des Verbindungsbereichs deckungsgleich. Der elliptische Bogen zeichnet sich als ein im Durchmesser stetig verringernder Profilbereich mit ebenmäßiger Kontur für ein besonders glattes Zusammenfügen der Steckverbindung aus.According to a preferred embodiment, the profile area of the pipette shaft is geometrically determined by an elliptical arc, or rather the profile area consists of an elliptical arc. An ellipse is defined as a section through a cylinder or cone in a plane inclined to the longitudinal axis of the cylinder or cone and is further determined by vertex axes of different lengths, with the shorter secondary vertex axis crossing the radius of the cylinder or cone in the center of the section and the longer main vertex axis crossing the largest radius of the cutting surface. In the elliptical arc of this embodiment, the arc preferably merges tangentially to the end surface of the pipette shaft at its main vertex. The secondary vertex of the elliptical arc is congruent with the outer contour of the pipette shaft within the axial extent of the recess or the lower end of the outer contour of the connection area directed towards the end surface. The elliptical arch is characterized by a profile area that continuously decreases in diameter and has a uniform contour for a particularly smooth joining of the plug connection.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Pipettenschaftes beträgt der Durchmesser eines Übergangs zwischen dem Profilbereich bzw. dem Bogen und der Endfläche zwischen 50% und 75% des kleinsten Durchmessers der Außenkontur. Diese Geometrie ist ein optimaler Kompromiss für ein leichtes Ansetzen des Pipettenschaftes mit dem Profilbereich in die Aufstecköffnung der Pipettenspitze und einer ausreichenden Stützfunktion des Profilbereiches gegen den Rand der Aufstecköffnung und/oder der Innenseite der Pipettenspitze, um die Dichtung beim schrägen Ansetzen vor Verschleiß zu schützen.According to an advantageous embodiment of the pipette shaft, the diameter of a transition between the profile area or the arch and the end surface is between 50% and 75% of the smallest diameter of the outer contour. This geometry is an optimal compromise for easy insertion of the pipette shaft with the profile area into the attachment opening of the pipette tip and a sufficient support function of the profile area against the edge of the attachment opening and/or the inside of the pipette tip in order to protect the seal from wear when inserted at an angle.

Gemäß einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung ist am Pipettenschaft angrenzend an die Vertiefung und zur Endfläche hin erstreckend ein Profilbereich ausgebildet und der axiale Abstand zwischen Vertiefung und Endfläche beträgt 25% bis 50% des kleinsten Durchmessers der Außenkontur. Der so in der axialen Ausdehnung dimensionierter Profilbereich bewirkt die zuvor erläuterte Stützfunktion des Pipettenschaftes gegen den Rand der Aufstecköffnung und/oder der Innenseite der Pipettenspitze beim schrägen Ansetzen der Pipettiervorrichtung in Bezug zur Pipettenspitze. Zudem bewirkt die axiale Ausdehnung des Profilbereichs, dass die Dichtung beim Ansetzen des Pipettenschaftes in die Aufstecköffnung von deren Rand nicht oder weniger verschlissen wird. Bei realisierter Steckverbindung ist bei dieser axialen Ausdehnung des Profilbereichs im Weiteren der nutzbare Raum innerhalb der Pipettenspitze größer.According to a further aspect of the pipetting device according to the invention, a profile area is formed on the pipette shaft adjacent to the recess and extending towards the end face, and the axial distance between the recess and the end face is 25% to 50% of the smallest diameter of the outer contour. The profile area dimensioned in this way in the axial extension provides the previously explained support function of the pipette shaft against the edge of the plug-in opening and/or the inside of the pipette tip when the pipetting device is placed at an angle in relation to the pipette tip. In addition, the axial extension of the profile area means that the seal is not worn or is worn less by the edge of the plug-in opening when the pipette shaft is placed in the plug-in opening. When a plug connection is implemented, the usable space inside the pipette tip is also larger with this axial extension of the profile area.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, zum Teil mit Bezugnahmen auf die Zeichnung, näher erläutert. Die oben beschriebenen und/oder in den Ansprüchen und/oder in der nachfolgenden Beschreibung offenbarten Merkmale können bedarfsweise miteinander kombiniert und auch unabhängig voneinander realisiert werden, auch wenn dies nicht im Einzelnen ausdrücklich beschrieben ist.The invention is explained in more detail below with reference to the description of preferred embodiments, partly with reference to the drawing. The features described above and/or disclosed in the claims and/or in the following description can be combined with one another as required and also implemented independently of one another, even unless expressly described in detail.

In der Zeichnung zeigt

1 schematisch in einer perspektivischen Ansicht eine bekannte Pipettiervorrichtung mit mehreren Verdrängereinrichtungen und aufgesteckten Pipettenspitzen,
2 schematisch einen Teil der Pipettiervorrichtung aus 1, nämlich den Verbindungsbereich mit einem Schnitt durch eine Pipettenspitze,
3 schematisch eine Detailansicht einen Pipettenschaft einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung,
4a bis 4d schematisch Detailschnittansichten den Verbindungsbereich beim Ansetzen und Zusammenfügen eines Pipettenschaftes einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung in eine Pipettenspitze in verschiedenen beispielhaften Positionen,
5 schematisch eine Detailansicht einen Pipettenschaft in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung.

The drawing shows

1 schematically in a perspective view a known pipetting device with several displacement devices and attached pipette tips,
2 schematically a part of the pipetting device 1 , namely the connection area with a cut through a pipette tip,
3 schematically a detailed view of a pipette shaft of a pipetting device according to the invention,
4a to 4d schematic detailed sectional views of the connection area when attaching and joining a pipette shaft of a pipetting device according to the invention into a pipette tip in various exemplary positions,
5 schematically a detailed view of a pipette shaft in a further preferred embodiment of a pipetting device according to the invention.

1 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht eine bekannte Pipettiervorrichtung 1 zum Aufnehmen und Abgeben von Fluidvolumina. Bei dieser Pipettiervorrichtung 1 handelt es sich um eine ähnliche Pipettiervorrichtung aus EP1136127A2 . Die Pipettiervorrichtung 1 hat eine Verdrängereinrichtung 2, insbesondere eine Kolben-Zylinder-Anordnung (in 1 nicht dargestellt), mit einem Verdrängermittel, insbesondere einem Kolben, und einem Verdrängerraum, insbesondere einem Zylinder. Das Verdrängermittel ist im Verdrängerraum beweglich angeordnet. Der Verdrängerraum ist fluidtechnisch mit einem Pipettenschaft 3 und einer daran aufgesteckten Pipettenspitze 4 verbunden. 1 shows schematically in a perspective view a known pipetting device 1 for receiving and dispensing fluid volumes. This pipetting device 1 is a similar pipetting device from EP1136127A2 . The pipetting device 1 has a displacement device 2, in particular a piston-cylinder arrangement (in 1 not shown), with a displacement means, in particular a piston, and a displacement chamber, in particular a cylinder. The displacement means is movably arranged in the displacement chamber. The displacement chamber is fluidically connected to a pipette shaft 3 and a pipette tip 4 attached to it.

Eine Steckverbindung von einem Pipettenschaft 3 in einer Pipettenspitze 4 ist in 2 dargestellt. Üblicherweise wird bei bekannten Pipettiervorrichtungen zur Abdichtung zwischen Pipettenspitze 4 und Pipettenschaft 3 eine Dichtung 5 verwendet. 2 zeigt einen Pipettenschaft 3 mit einer Formdichtung 5 in einer Vertiefung 6, insbesondere eine Nut in dem Pipettenschaft 3. Zur mechanisch festen Verbindung und kollinearen Ausrichtung der Steckverbindung ist der Pipettenschaft 3 und/oder die Innenseite der Pipettenspitze 4 konisch ausgeführt. Die Längsachsen des Pipettenschaftes 3 und der Pipettenspitze 4 sollen deckungsgleich sein.A plug connection from a pipette shaft 3 to a pipette tip 4 is in 2 Usually, in known pipetting devices, a seal 5 is used to seal between the pipette tip 4 and the pipette shaft 3. 2 shows a pipette shaft 3 with a molded seal 5 in a recess 6, in particular a groove in the pipette shaft 3. For a mechanically strong connection and collinear alignment of the plug connection, the pipette shaft 3 and/or the inside of the pipette tip 4 is conical. The longitudinal axes of the pipette shaft 3 and the pipette tip 4 should be congruent.

Die Steckverbindung von Pipettenschaft 3 und Pipettenspitze 4 wird durch eine nicht gezeigte Abwerfereinrichtung getrennt, wobei ein separat bewegliches Gehäuse der Verdrängereinrichtung 2 relativ zum Pipettenschaft 3 in Richtung der Pipettenspitze 4 bewegt wird.The plug connection between pipette shaft 3 and pipette tip 4 is separated by an ejector device (not shown), wherein a separately movable housing of the displacement device 2 is moved relative to the pipette shaft 3 in the direction of the pipette tip 4.

3 zeigt schematisch eine Detailansicht eines Pipettenschaftes 3 einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung 1 in einer bevorzugten Ausführungsform. Der Pipettenschaft 3 erstreckt sich entlang einer Längsachse B. In 3 ist eine Dichtung 5 als O-Ring erkennbar, der in 3 im Schnitt dargestellt ist. Jegliche anderen Arten und Formen von Dichtungen 5 sind hier denkbar, die in die Vertiefung 6 eingesetzt sind. 3 shows schematically a detailed view of a pipette shaft 3 of a pipetting device 1 according to the invention in a preferred embodiment. The pipette shaft 3 extends along a longitudinal axis B. In 3 A seal 5 is visible as an O-ring, which is in 3 is shown in section. Any other types and shapes of seals 5 are conceivable here, which are inserted into the recess 6.

Der in 3 gezeigte Pipettenschaft 3 weist eine Endfläche 7 auf, die voran in die Pipettenspitze 4 eingefügt wird. Der Pipettenschaft 3 weist angrenzend an die Endfläche 7 einen Verbindungsbereich 8 mit einer Außenkontur 9 auf. Der Verbindungsbereich 8 geht entlang der Außenkontur 9 eine kraftschlüssige Verbindung mit einer zylindrischen oder konischen Innenseite der Pipettenspitze 4 ein. Die Dichtung 5 ist in der Vertiefung 6, hier einer Nut, angeordnet, ragt über die Außenkontur 9 hinaus und bildet mit einer Innenseite der Pipettenspitze 4 neben einer mechanischen, eine luftdichte Abdichtung.The 3 The pipette shaft 3 shown has an end face 7 which is inserted into the pipette tip 4 at the front. The pipette shaft 3 has a connecting area 8 with an outer contour 9 adjacent to the end face 7. The connecting area 8 forms a force-fitting connection with a cylindrical or conical inner side of the pipette tip 4 along the outer contour 9. The seal 5 is arranged in the recess 6, here a groove, protrudes beyond the outer contour 9 and forms an airtight seal with an inner side of the pipette tip 4 in addition to a mechanical seal.

Bei dem dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel nach 3 weist der Pipettenschaft 3 angrenzend an die Vertiefung 6 und zur Endfläche 7 hin mit einem Abstand C erstreckend einen Profilbereich 10 auf. Der Profilbereich ist im Durchmesser stetig verringernd ausgebildet.In the illustrated and preferred embodiment according to 3 the pipette shaft 3 has a profile region 10 adjacent to the recess 6 and extending towards the end surface 7 at a distance C. The profile region is designed to continuously reduce in diameter.

In der 4a ist beispielhaft gezeigt wie der Pipettenschaft 3 nach 3 oder der nachfolgend erläuterten 5 einer manuell geführten Pipettiervorrichtung 1 an eine Öffnung 11 der Pipettenspitze 4 angesetzt wird. In den 4b bis 4d ist der weitere Bewegungsablauf gezeigt und wie die Steckverbindung realisiert wird. Üblicherweise wird eine manuell geführte Pipettiervorrichtung 1 nicht kollinear auf eine Pipettenspitze 4 aufgesetzt. Bei einer Pipettiervorrichtung 1 mit mehreren Pipettenschäften 3, wie in den 1 und 2 gezeigt, muss der Bediener der Pipettiervorrichtung 1 alle Öffnungen 11 treffen. Dazu neigt er üblicherweise die Pipettiervorrichtung 1 in einem Neigungswinkel W und beobachtet in Blickrichtung des dargestellten Pfeils Z das Ansetzen. Danach drückt der Bediener die Pipettenschäfte 3 in die Pipettenspitzen 4, wobei er die Pipettiervorrichtung 1 aufrichtet wie die 4b bis 4d es nacheinander mit einem verringerten Neigungswinkel W zeigen.In the 4a is shown as an example how the pipette shaft 3 after 3 or the following 5 a manually guided pipetting device 1 is placed on an opening 11 of the pipette tip 4. In the 4b to 4d The further movement sequence is shown and how the plug connection is realized. Usually, a manually guided pipetting device 1 is not placed collinearly on a pipette tip 4. In a pipetting device 1 with several pipette shafts 3, as in the 1 and 2 As shown, the operator of the pipetting device 1 must hit all openings 11. To do this, he usually tilts the pipetting device 1 at an angle W and observes the attachment in the direction of the arrow Z shown. The operator then presses the pipette shafts 3 into the pipette tips 4, raising the pipetting device 1 upright as shown in the 4b to 4d show it one after the other with a reduced angle of inclination W.

In den 4a bis 4c ist der Profilbereich 10 bezogen auf die Längsachse A der Pipettenspitze 4 rechts in der Öffnung 11 nicht vollständig eingetaucht. Der Profilbereich 10 stößt an den Rand 12 der Öffnung 11. Bei dem in den 4b bis 4c gezeigten Bewegungsablauf gleitet der Profilbereich 10 weiter in die Öffnung 11 hinein. Durch den sich stetig verringernden Durchmesser des Profilbereichs 10 ist eine breite Auflage mit dem Rand 12 der Öffnung 11 und der Innenseite der Öffnung 11 gegeben und der Pipettenschaft 3 überfährt auch Versetzungen (in den 4a bis 4d nicht gezeigt) oder sonstige Unebenheiten innerhalb der Öffnung 11 widerstandslos.In the 4a to 4c the profile area 10 is not completely immersed in the opening 11 on the right in relation to the longitudinal axis A of the pipette tip 4. The profile area 10 abuts the edge 12 the opening 11. In the 4b to 4c The profile area 10 slides further into the opening 11 in the movement sequence shown. Due to the continuously decreasing diameter of the profile area 10, a wide contact with the edge 12 of the opening 11 and the inside of the opening 11 is provided and the pipette shaft 3 also travels over offsets (in the 4a to 4d not shown) or other unevenness within the opening 11 without resistance.

Der in 3 gezeigte Pipettenschaft 3 hat einen vorteilhaft geformten Profilbereich 10. Der Profilbereich 10 besteht zwischen der Außenkontur 9 und der Endfläche 7 nacheinander aus einem ersten Konus 13 und mindestens einem zweiten Konus 14, der stumpfwinkeliger als der erste Konus 13 ist, und/oder einer Rundung 15. The 3 The pipette shaft 3 shown has an advantageously shaped profile region 10. The profile region 10 consists between the outer contour 9 and the end surface 7 of a first cone 13 and at least one second cone 14, which is more obtuse-angled than the first cone 13, and/or a curve 15.

Der erste Konus schließt in besonderer Ausführung einen Winkel von 15° bis 25°, vorzugsweise 17,5° und der zweite Konus 14 einen Winkel von 40° bis 65°, vorzugsweise 50° ein. In dem in 4c gezeigten Bewegungsablauf wird deutlich, wie mit dieser Formgebung der Profilbereich 10 die über den Rand 12 eintauchende Dichtung 5 vor Verschleiß und Beschädigung schützt.In a special embodiment, the first cone encloses an angle of 15° to 25°, preferably 17.5° and the second cone 14 an angle of 40° to 65°, preferably 50°. In the 4c The movement sequence shown clearly shows how, with this shape, the profile area 10 protects the seal 5, which extends over the edge 12, from wear and damage.

In der 4d ist der Endzustand des Bewegungsablaufes mit der realisierten Steckverbindung gezeigt. Dieser Endzustand wird, wie ausgeführt, durch eine Aufsteckkraft bzw. Betätigungskraft des Bedieners erreicht. Die mechanisch stabile Verbindung von Pipettenschaft 3 und Pipettenspitze 4 wird in vorteilhafter Weise durch eine spitzkonisch ausgebildete Außenkontur 9 des Verbindungsbereichs 8 geschaffen. Die Außenkontur 9 schließt dabei einen Winkel von 0,5° bis 6°, in besonderer Formgebung 5°, ein.In the 4d the final state of the movement sequence with the implemented plug connection is shown. This final state is achieved, as stated, by a push-on force or actuation force of the operator. The mechanically stable connection of pipette shaft 3 and pipette tip 4 is advantageously created by a pointed conical outer contour 9 of the connection area 8. The outer contour 9 encloses an angle of 0.5° to 6°, in a special shape 5°.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nach 5 weist der Pipettenschaft 3 einen Profilbereich 10 aus einem elliptisch geformten Bogen 16 auf. Auf die zuvor erläuterte Definition einer Ellipse bzw. eines elliptischen Bogens wird verwiesen. Der Profilbereich 10 bei dem dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel als elliptisch geformter Bogen 16 ist geometrisch definiert durch einen Hauptscheitelpunkt 17 und einen Nebenscheitelpunkt 18. Der elliptisch geformte Bogen 16 geht an oder nahe dessen Hauptscheitelpunkt 17 vorzugsweise tangential zur Endfläche 7 des Pipettenschaftes 3 über. Der Nebenscheitelpunkt 18 ist mit der Außenkontur 9 des Verbindungsbereichs 8 deckungsgleich. Die bezogen auf die Längsachse B axiale Position des Nebenscheitelpunkts 18 liegt innerhalb der axialen Ausdehnung der Vertiefung 6 - wie auf der linken Seite der 5 imaginär gezeigt. Alternativ ist der Nebenscheitelpunkt 18 mit dem unteren zur Endfläche 7 hin gerichteten Ende der Außenkontur 9 deckungsgleich - wie auf der rechten Seite der 5 gezeigt.In another embodiment according to 5 the pipette shaft 3 has a profile area 10 made of an elliptically shaped arc 16. Reference is made to the previously explained definition of an ellipse or an elliptical arc. The profile area 10 in the illustrated and preferred embodiment as an elliptically shaped arc 16 is geometrically defined by a main vertex 17 and a secondary vertex 18. The elliptically shaped arc 16 preferably merges tangentially to the end surface 7 of the pipette shaft 3 at or near its main vertex 17. The secondary vertex 18 is congruent with the outer contour 9 of the connecting area 8. The axial position of the secondary vertex 18 in relation to the longitudinal axis B lies within the axial extent of the recess 6 - as on the left side of the 5 shown imaginarily. Alternatively, the secondary vertex 18 is congruent with the lower end of the outer contour 9 directed towards the end face 7 - as on the right side of the 5 shown.

Nach den Ausführungsbeispielen nach 3 und 5 ist der Profilbereich 10 als Abstützung gegen den Rand 12 und Öffnung 11 der Pipettenspitze 4 geformt, wie in den 4a bis 4c jeweils rechts von der Längsachse gezeigt wird. Zudem schützt der Profilbereich 10 die Dichtung 5 bei dessen Bewegung am Rand 12 vorbei beim Aufrichten der Pipettiervorrichtung 1 bzw. des Pipettenschaftes 3, wie es 4c zeigt. Die Dichtung 5 berührt mit dem in 3 oder 5 dargestellten Profilbereich 10 den Rand 12 nicht oder nur marginal.According to the examples of 3 and 5 the profile area 10 is shaped as a support against the edge 12 and opening 11 of the pipette tip 4, as shown in the 4a to 4c shown to the right of the longitudinal axis. In addition, the profile area 10 protects the seal 5 when it moves past the edge 12 when the pipetting device 1 or the pipette shaft 3 is erected, as 4c The seal 5 is in contact with the 3 or 5 The profile area 10 shown does not touch the edge 12 or only marginally.

Bei den dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispielen nach 3 und 5 wird die zuvor erläuterte Abstützung und die Schutzfunktion durch einen Profilbereich 10 vorteilhaft beeinflusst, wenn der Durchmesser Dü eines Übergangs 19 zwischen dem Profilbereich 10 bzw. dem Bogen und der Endfläche 7 zwischen 50% und 75% des kleinsten Durchmessers Dk der Außenkontur 9 beträgt.In the illustrated and preferred embodiments according to 3 and 5 the previously explained support and the protective function are advantageously influenced by a profile area 10 if the diameter Dü of a transition 19 between the profile area 10 or the arch and the end surface 7 is between 50% and 75% of the smallest diameter Dk of the outer contour 9.

Die 3 wie auch die 5 zeigt schematisch eine Detailansicht eines Pipettenschaftes 3 einer Pipettiervorrichtung 1 in einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt zur axialen Ausdehnung des Profilbereichs 10 mit der Auswirkung auf die zuvor genannten Effekte der Handhabung und des Verschleißschutzes. Der Profilbereich 10 ist zwischen Vertiefung 6 und Endfläche 7 ausgebildet und der axiale Abstand C zwischen Vertiefung 6 und Endfläche 7 beträgt 25% bis 50% des kleinsten Durchmessers Dk der Außenkontur 9.The 3 as well as the 5 shows a schematic detailed view of a pipette shaft 3 of a pipetting device 1 in a further aspect of the invention for the axial extension of the profile area 10 with the effect on the aforementioned effects of handling and wear protection. The profile area 10 is formed between the recess 6 and the end surface 7 and the axial distance C between the recess 6 and the end surface 7 is 25% to 50% of the smallest diameter Dk of the outer contour 9.

Beim in 4b dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel der Pipettiervorrichtung 1 ist der Pipettenschaft 3 mit dem Profilbereich 10 mit axialem Abstand C versehen. Bezogen auf die Längsachse A rechts stößt der Profilbereich 10 gegen die Innenseite der Öffnung 11 und auf der linken Seite ist die Dichtung 5 bereits unterhalb des Randes 12 in die Öffnung 11 eingetaucht. Die Dichtung 5 wird also links keinem Verschleiß durch den Rand 12 ausgesetzt.When in 4b In the illustrated and preferred embodiment of the pipetting device 1, the pipette shaft 3 is provided with the profile area 10 with an axial distance C. In relation to the longitudinal axis A on the right, the profile area 10 abuts against the inside of the opening 11 and on the left side the seal 5 is already immersed in the opening 11 below the edge 12. The seal 5 is therefore not exposed to any wear on the left by the edge 12.

In 4d ist erkennbar, dass beim dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel der Pipettenschaft 3 mit dem Profilbereich 10 mit axialen Abstand C zudem kürzer in die Öffnung 11 der Pipettenspitze 4 hineinragt. Dadurch ist der nutzbare Raum innerhalb der Pipettenspitze 4 größer. Es kann demnach mehr Flüssigkeit in der Pipettenspitze 4 aufgenommen werden und/oder ein nicht gezeigter Filter in der Öffnung 11 unterhalb der Endfläche 7 angeordnet sein.In 4d It can be seen that in the illustrated and preferred embodiment, the pipette shaft 3 with the profile area 10 with axial distance C also extends shorter into the opening 11 of the pipette tip 4. As a result, the usable space within the pipette tip 4 is larger. Accordingly, more liquid can be absorbed in the pipette tip 4 and/or a filter (not shown) can be arranged in the opening 11 below the end surface 7.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11: PipettiervorrichtungPipetting device
22: VerdrängereinrichtungDisplacement device
33: PipettenschaftPipette shaft
44: PipettenspitzePipette tip
55: Dichtungpoetry
66: Vertiefungdeepening
77: EndflächeEnd face
88th: VerbindungsbereichConnection area
99: AußenkonturOuter contour
1010: ProfilbereichProfile area
1111: Öffnungopening
1212: Randedge
1313: erster Konusfirst cone
1414: zweiter Konussecond cone
1515: RundungRounding
1616: elliptisch geformter Bogenelliptically shaped arch
1717: HauptscheitelpunktMain vertex
1818: NebenscheitelpunktMinor vertex
1919: Übergangcrossing
AA: Längsachse der PipettenspitzeLongitudinal axis of the pipette tip
BB: Längsachse des PipettenschaftesLongitudinal axis of the pipette shaft
CC: AbstandDistance
DkDk: kleinster Durchmesser der Außenkontursmallest diameter of the outer contour
DüDü: Durchmesser am ÜbergangDiameter at transition
WW: NeigungswinkelTilt angle
ZZ: BlickrichtungViewing direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1136127 A2 [0008, 0020]
FR 3026658 A1 [0009]

Claims

Pipetting device (1) for receiving and dispensing fluid volumes, comprising - a pipette tip (4) that can be separated from the pipetting device (1) for receiving and dispensing fluid volumes and - a pipette shaft (3) for connecting the pipette device (1) to the pipette tip (4), wherein the pipette shaft (3) has an end face (7) and a connecting region (8) with an outer contour (9) adjacent to the end face (7), the connecting region (8) forms a force-fitting connection along the outer contour (9) with a cylindrical or conical inner side of the pipette tip (4), and a recess (6) is formed in the outer contour (9) at an axial distance from the end face (7), in which recess a seal (5) is arranged that projects beyond the outer contour (9) and forms a seal with an inner side of the pipette tip (4), characterized in that adjacent to the recess (6) and towards the end face (7) a profile region (10) which continuously decreases in diameter is formed.

Pipetting device according to Claim 1 , characterized in that the profile region (1) between the outer contour (9) and the end surface (7) consists successively of a first cone (13) and at least one second cone (14), which is more obtuse-angled than the first cone (13), and/or a rounding (15).

Pipetting device according to Claim 2 , characterized in that the first cone (13) encloses an angle of 15° to 25° and, preferably, the second cone (14) encloses an angle of 40° to 65°.

Pipetting device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the outer contour (9) of the connecting region (8) is tapered and encloses an angle of 0.5° to 6°, in particular 5°.

Pipetting device according to Claim 1 , characterized in that the profile region (10) consists of an elliptical arc (16) with a main vertex (17) and a secondary vertex (18), wherein the arc (16) merges at its main vertex (17), preferably tangentially, to the end face (7) of the pipette shaft (3) and the secondary vertex (18) is congruent with the outer contour (9) of the connecting region (8) within the axial extent of the recess (6) or at the lower end of the outer contour (9) directed towards the end face (7).

Pipetting device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the diameter (Dü) of a transition (19) between the profile region (10) or the arch and the end surface (7) is between 50% and 75% of the smallest diameter (Dk) of the outer contour (9).

Pipetting device (1) for receiving and dispensing fluid volumes, comprising - a pipette tip (4) which can be separated from the pipetting device (1) for receiving and dispensing fluid volumes and - a pipette shaft (3) for connecting the pipette device (1) to the pipette tip (4), wherein the pipette shaft (3) has an end face (7) and a connecting region (8) which adjoins the end face (7) and has an outer contour (9), the connecting region (8) forms a force-fitting connection along the outer contour (9) with a cylindrical or conical inner side of the pipette tip (4), and a recess (6) is formed in the outer contour (9) at an axial distance from the end face (7), in which recess a seal (5) is arranged which projects beyond the outer contour (9) and forms a seal with an inner side of the pipette tip (4), in particular according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that a profile region (10) is formed between the recess (6) and the end surface (7) and the axial distance (C) between the recess (6) and the end surface (7) is 25% to 50% of the smallest diameter (Dk) of the outer contour (9).