DE1090449B - Vorrichtung zum schnellen und exakten Pipettieren kleiner Fluessigkeitsmengen - Google Patents

Description

Es besteht seit langem das Bedürfnis, kleinste Flüssigkeitsmengen in der Größenordnung von 1 bis 100 Mikroliter schnell und ohne zu großen Aufwand an Sorgfalt und Konzentration zu pipettieren. Die erzielbare absolute Genauigkeit, vor allem aber die Reproduzierbarkeit bei Messungen mit dem gleichen Gerät, soll möglichst nicht geringer sein als bei der Abmessung größerer Flüssigkeiten, d. h. etwa 1 % für die absolute Genauigkeit und etwa 0,5% bis 0,5 %o für die Reproduzierbarkeit. Für die heute häufig vorkommenden Versuche mit radioaktiven Substanzen oder für Fermentteste ist es außerdem sehr wichtig, daß das Säuberungsproblem so gelöst ist, daß man sehr schnell nacheinander die verschiedensten Lösungen pipettieren kann, ohne auch nur die allergeringste Spur an Substanz vom letzten Meßvorgang zu verschleppen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum exakten Pipettieren werden daher als Gefäße für die abzumessende und zu übertragende Flüssigkeitsmenge Aufsteckspitzen nach Fig. 2 aus einem chemisch indifferenten und wasserabstoßenden Kunststoff, z. B. Polyäthylen, verwendet. Diese sind verhältnismäßig billig in Massenfertigung zu pressen und können daher in größeren Mengen für die verschiedensten Lösungen und nacheinander folgenden Meßvorgänge vorrätig gehalten werden. Außerdem gestatten sie durch ihre flüssigkeitsabstoßende Oberfläche das für die kleinen Flüssigkeitsmengen unbedingt notwendige quantitative Entleeren. Sehr wichtig ist auch für die Genauigkeit, daß nach dem Eintauchen in die Vorratsflüssigkeit an der Außenwand der Meßspitze keine Flüssigkeitsreste hängenbleiben.

Diese Aufsteckspitzen lassen sich infolge ihrer Elastizität leicht luftdicht auf das konische Ansatzstück 1', der eigentlichen mechanischen Meßvorrichtung (Fig. 1), aufstecken und schnell auswechseln.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum exakten Pipettieren kleiner Flüssigkeitsmengen mit Hilfe einer Kolbenpipette mit lösbar daran befestigter Füllvorrichtung, wobei zwischen dem Saugmechanismus und der Flüssigkeit sich ein Luftvolumen befindet, welches eine Berührung der zu messenden Flüssigkeit mit Teilen des Saugmechanismus verhindert, ist dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines durch Anschlag begrenzten Kolbenhubes von exakt geeichter Länge die definierte Luftmenge nur im Aufsteckgefäß bewegbar ist, welches aus wasserabstoßendem Kunststoff besteht.

Der eigentliche Meßvorgang beruht auf folgendem Prinzip: Durch einen mechanischen Pumpenmechanismus wird eine vorher einstellbare, genau abgemessene Luftmenge aus der Aufsteckspitze herausgesaugt. Taucht man diese während des Ansaugvorganges in eine Flüssigkeit, so füllt sie sich mit der entsprechen-Vorrichtung

zum schnellen und exakten Pipettieren
kleiner Flüssigkeitsmengen

Anmelder:

Dr. med. Heinrich Schnitger,
Marburg/Lahn, Marbacher Weg 27 V2

Dr. med. Heinrich Schnitger, Marburg/Lahn,
ist als Erfinder genannt worden

den Flüssigkeitsmenge. Ungenauigkeiten, die durch Inkonstanz des Luftvolumens gegenüber Druck- und Temperaturschwankungen sich ergeben, werden erfindungsgemäß durch besondere konstruktive Maßnahmen klein gehalten.

Vorrichtungen zum Abmessen von Flüssigkeiten durch Ansaugen einer definierten Luftmenge sind seit langer Zeit bekannt. Es handelt sich jedoch nicht um bereits bei der Fertigung geeichte Präzisionsinstrumente. Meist justiert man das anzusaugende Luftvolumen von Fall zu Fall nach einer Eichmarke des aus Glas bestehenden Aufsteckgefäßes. Nur wenn keine Genauigkeit erforderlich ist, kann hierauf verzichtet werden.

Da bei den Anordnungen dieser Art die anzusaugende Luft durch eine Düse in einen getrennten Zylinderraum gelangt, der von der Handwärme meist eine andere Temperatur hat als die abzumessende Flüssigkeit, entstehen durch die starke Wärmeausdehnung der Luft Ungenauigkeiten.

Obwohl wasserabstoßende Kunststoffe seit längerer Zeit bekannt sind und die Vorteile der billigen Preßverarbeitung, der Unzerbrechbarkeit und der Elastizität geläufig sind, lag es offenbar doch nicht nahe, für die Abmessung von Flüssigkeiten von den üblichen Glasröhrchen abzukommen. Da bei keiner der bekannten Vorrichtungen konstruktive Maßnahmen angegeben wurden, die das beim Entleeren störende Hängenbleiben des letzten Flüssigkeitstropfens in der Einfüllöffnung verhindern, sind sie für das exakte Pipettieren kleinster Flüssigkeitsmengen ungeeignet.

Der technische Aufbau und die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend an Hand der Fig. 1 erläutert.

Der Zylinder des Pumpenmechanismus wird gebildet durch eine Bohrung in dem konischen Ansatz-

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stück V des aus Kunststoff gefertigten Gehäuses 1, das im Längsschnitt gezeichnet ist. In dem Zylinder ist der in axialer Richtung \-erschiebbare Kolben 2 angeordnet. Durch die Feder 8 wird er stets in die dargestellte obere Stellung gedrückt. Gleichzeitig wird damit auch der Stift 3, der zur Übertragung des Fingerdruckes auf den Kolben 2 dient, in die obere Stellung gedrückt. Der die Bewegung des Stiftes 3 in dieser Stellung und damit auch den Kolbenhub begrenzende Anschlag kommt folgendermaßen zustande:

In dem Gehäuse 1 befindet sich das im Längsschnitt gezeichnete Metallröhrchen 4. Es ist durch den Stift 5 befestigt. Der Stift 3 hat eine Nase 3', die in einen in die Längsrichtung des Röhrchens 4 eingeschnittenen Schlitz hineinragt und darin beim Herabdrücken des Stiftes 3 gleitet. Am Ende des Schlitzes stößt die Nase an und arretiert damit den Stift 3. Drückt man nun auf diesen Stift 3, so bewegt er sich entgegen der Federkraft der Feder 8 und drückt gleichzeitig den Kolben 2 herunter, so daß dieser direkt in das Meß- 2u gefäß, das aber in der Zeichnung getrennt in Fig. 2 dargestellt ist, hineinragt. Die Nase 3' gleitet dabei entlang des Schlitzes in dem Röhrchen 4 und gelangt schließlich auf ein ebenfalls in dem Gehäuse 1 untergebrachtes und im Längsschnitt gezeichnetes Röhrchen 6. Dieses Röhrchen sitzt aber nicht wie das Röhrchen 4 fest in dem Gehäuse 1, sondern es wird durch die Feder 7 fest gegen das Röhrchen 4 gedrückt. Wenn daher der Stift 3 so weit herabgedrückt ist, daß die Nase 3' das Röhrchen 6 berührt, so spürt man zwar mit dem Finger einen deutlichen Anschlag, aber man kann durch eine größere Fingerkraft den Stift 3 noch weiter drücken und damit also auch den Kolben 2 noch weiter bewegen. Diese Anordnung hat folgenden Sinn: Beim Ansaugen der zu messenden Flüssigkeit in das Aufsteckgefäß drückt man zunächst mit dem Finger den Stift 3 so weit herunter, bis man den Widerstand des mit der Feder 7 an das Röhrchen 4 gedrückten Röhrchens 6 spürt. Dann taucht man das Aufsteckgefäß mit dessen Spitze in die zu messende Flüssigkeit ein und läßt den Stift 3 wieder zurückgleiten. Dann nimmt man das Aufsteckgefäß, das nunmehr die abgemessene Flüssigkeitsmenge enthält, ohne Zögern wieder aus der Flüssigkeit heraus. Durch einen erneuten Druck auf den Stift 3 kann man nun die abgemessene Flüssigkeit in ein beliebiges anderes Gefäß entleeren. Dabei hat man die Möglichkeit, den unteren Anschlag durch stärkeren Fingerdruck zu überwinden. Dadurch kann man auch das letzte Flüssigkeitströpfchen aus der Aufsteckspitze herausdrücken.

Die Länge des Schlitzes in dem Röhrchen 4 definiert den Kolbenhub und damit die Menge der abzumessenden Flüssigkeit. In der Zeichnung ist nur ein solcher Schlitz dargestellt. Man kann aber mehrere solcher Schlitze in dem Röhrchen anbringen, so daß die Vorrichtung zum Abmessen verschiedener häufiger vorkommender Volumina geeignet ist. Durch starkes Drücken nach unten kann man bei gleichzeitigem Drehen des Stiftes 3 die Nase 3' in einen anderen Schlitz hineinbringen. Es besteht weiter auch die Möglichkeit, den Kolbenhub durch eine Schraube mit Mikrometereinteilung zu begrenzen und dadurch innerhalb eines größeren Bereiches jedes beliebige Meßvolumen einstellbar zu machen.

Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung, bei der also in einem kürzeren Zylinder ein langer stiftförmiger Kolben gleitet, der direkt in ein aufsteckbares Meßgefäß hineinragt, hat folgende Vorteile:

A. Das erforderliche Luftvolumen, um den Pumpenmechanismus von der zu messenden Flüssigkeit zu trennen, kann verhältnismäßig klein sein, so daß sich also Meßfehler, die auf der Inkonstanz dieses Luftvolumens beruhen, entsprechend weniger auswirken können.

B. Das Luftvolumen kommt beim Ansaugen nicht in einen neuen Raum hinein, der eine andere Temperatur haben könnte.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum exakten Pipettieren kleiner Flüssigkeitsmengen mit Hilfe einer Kolbenpipette mit lösbar daran befestigter Füllvorrichtung, wobei zwischen dem Saugmechanismus und der Flüssigkeit sich ein Luftvolumen befindet, welches eine Berührung der zu messenden Flüssigkeit mit Teilen des Saugmechanismus verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines durch Anschlag begrenzten Kolbenhubes von exakt geeichter Länge die definierte Luftmenge nur im Aufsteckgefäß bewegbar ist, welches aus wasserabstoßendem Kunststoff besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben der Ansaugvorrichtung langer ausgebildet ist als der Zylinder und teilweise in das die zu messende Flüssigkeit aufnehmende Gefäß hineinragt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der den Kolbenhub begrenzenden Anschläge durch eine Feder gegen ein festes Widerlager gedrückt wird, so daß an dieser Stelle ein Anschlag zwar spürbar ist, dieser aber durch stärkeren Druck überwindbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung verschiedener Kolbenhübe in einem Röhrchen mehrere Längsschlitze vorgesehen sind und eine Nase wahlweise in einen der Schlitze einrastbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 953 196;
britische Patentschrift Nr. 239 388;
USA.-Patentschrift Nr. 2 530 909.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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