DE1598123B2

DE1598123B2 - Kolbenpipette

Info

Publication number: DE1598123B2
Application number: DE1598123A
Authority: DE
Inventors: Robert Tenafly Schwarz Jun.; Helmut George Westwood Tietje
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1963-08-22
Filing date: 1966-07-14
Publication date: 1975-05-22
Also published as: DE1598124B2; GB1148242A; US3244009A; GB1148241A; FR1492062A; CH440768A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpipette mit einer Einrichtung zur Ausgabe vorbestimmter, unterschiedlieher Flüssigkeitsmengen, wobei der Kolben im Gehäuse verdrehbar ist und im Gehäuse den unterschiedlichen Flüssigkeitsmengen entsprechende Anschläge zur Begrenzung des Ausschubhubes des Kolbens vorgesehen sind, mit denen der Kolben alternativ entsprechend seiner Winkelstellung zusammenwirkt.

Eine Kolbenpipette dieser Art ist aus der GB-PS 84 841 bekannt. Ein Nachteil dieser bekannten Ausführung ist darin zu sehen, daß sie ein am hinteren Ende offenes Pipettengehäuse voraussetzt. Solche Gehäuse sind jedoch sowohl aus Gründen der Sterilität wie auch wegen der Gefahr des Austretens der pipettierten Flüssigkeit aus dem hinteren Ende des Gehäuses abzulehnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgabe unterschiedlicher, vorbestimmter Flüssigkeitsmengen auch bei Kolbenpipetten mit geschlossenem Gehäuse zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Gehäuse einerseits Führungsschienen vorgesehen sind, die eine Drehung des Kolbens nur im voll herausgezogenen Zustand gestatten, und andererseits Führungsrippen, die ein Einschieben des Kolbens nur zulassen, wenn sich dieser in einer definierten Winkelstellung gegenüber dem Gehäuse befindet. ^5

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich auch vorteilhaft gegenüber einer anderen, aus der FR-PS 7 11 644 bekannten Kolbenpipette, bei der nicht der Ausschubhub, sondern der Saughub begrenzt wird, was den Nachteil hat, daß die Verdrehung des Kolbens bei federbelastetem Kolben erfolgen muß. Durch die bei dieser Ausführung vorgesehenen Kulissenschlitze im Gehäuse wird wie bei der Pipette gemäß GB-PS 5 84 841 die Sterilität beeinträchtigt und das Austreten von pipettierter Flüssigkeit ermöglicht.

Um dem Benutzer das Erkennen der Winkelstellung des Kolbens, also der eingestellten Dosierung zu erleichtern, kann der Kolben mit entsprechenden Anzeigenmarken versehen sein.

Beim Pipettieren ist es in vielen Fällen erforderlich, den Beginn der Reaktion genau festzuhalten. Bisher wurde zu diesem Zweck im Moment des Ausschiebens der Flüssigkeit eine Stoppuhr betätigt und die Reaktionszeit gestoppt. Diese Art der Zeitbestimmung ist jedoch ziemlich ungenau, da sie von den Fähigkeiten des Laboranten abhängt. Um eine elektrische Zeitmessung zu ermöglichen und zwangläufig in dem Moment, in dem die Flüssigkeit ausgeschoben ist, ein elektrisches Signal zu erzeugen, das die Zeitmessung in Gang setzt, sind im Kolben Schlitze vorgesehen, in die je nach der Winkelstellung des Kolbens Kontakte zur Einschaltung eines Zeitmessers hineinragen, um zu erreichen, daß jeweils erst gegen Ende der Kolbenbewegung das elektrische Signal erzeugt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der automatischen Pipette in Verbindung mit einem elektrischen Zeitmesser,

F i g. 2 einen vergrößerten Längsschnitt entlang Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt ähnlich F i g. 2, wobei der Sicherheitsschalter geschlossen und der Kolben zum Ausschieben von Flüssigkeit hereingedrückt ist,

F i g. 4 einen Querschnitt entlang Linie 4-4 in F i g. 2,

F i g. 5 eine vergrößerte Teilansicht des Pipettengehäuses in Richtung der Pfeile 5-5 in F i g. 3,

F i g. 6 eine Ansicht der Pipette von oben, wobei ein Teil des Gehäuses weggebrochen ist,

F i g. 7 einen Schnitt gemäß Linie 7-7 in F i g. 2 und F i g. 8 eine Ansicht des Kolbens von hinten.

Die allgemein mit 20 bezeichnete Pipette weist einen Kolben 22 auf, der linear verschiebbar in einem Gehäuse 24 angeordnet ist, von dem sich ein hohler Handgriff 26 erstreckt, der rückwärts durch einen Deckel 28 verschlossen ist. Das vordere Ende des Gehäuses 24 enthält einen nach innen sich erstreckenden Zylinder 30 und einen nach vorne sich erstreckenden geschlitzten konischen Vorsprung 32, der mit einer aus einzelnen, durch Schlitze 40' voneinander getrennten Segmenten gebildeten Schnappwulst 34 versehen ist. Die Innenfläche 36 des Vorsprungs 32 ist von der Bohrung 38 des Zylinders 30 durch eine Schulter 40 getrennt. Im Inneren des Gehäuses 24 sind zwei längsverlaufende Führungsrippen 42 und 44 vorgesehen, die ein Hineindrükken des Kolbens 22 verhindern, wenn der Kolben 22 nicht richtig in eine einer Dosierung entsprechende Stellung verdreht ist.

An den inneren Seitenwänden des Gehäuses 24 sind je zwei Führungsschienen 46 bzw. 48 (F i g. 7) angebracht, zwischen denen Anschläge 50 bzw. 52 vorgesehen sind. Die Anschläge 50 und 52 begrenzen den Hub des Kolbens 22 entsprechend der gewünschten Dosierung. Die Anschläge 52 sind etwas länger als die Anschläge 50, so daß der Kolben 22 in der Stellung, in der

er mit den Anschlägen 52 zusammenwirkt, einen kleinen Hub hat und somit eine geringere Flüssigkeitsmenge ausschiebt.

Der Handgriff 26 ist mit zwei Gewindestutzen 54 und 56 versehen, die zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 58 und 60 des Deckels 28 dienen. Die Stutzen 54 und 56 dienen außerdem zusammen mit weiteren Stutzen 62 und 64 zur Halterung von elektrischen Kontakten 66,68 und 70. Diese Kontakte werden durch Rippen 72 (F i g. 7) auf beiden Seiten der Innenfläche _]0 des Handgriffes 26 in ihrer Lage gehalten und geführt. Das untere Ende des Handgriffes 26 ist mit einer Öffnung 74 versehen, durch welche der Kontaktstift 76 eines Steckers 78 eingeschoben werden kann, um die elektrische Verbindung zwischen den Kontakten im Handgriff 26 und dem Zeitmesser 80 herzustellen.

Der Deckel 28 ist mit einer rechteckigen Öffnung 86 versehen, in welcher ein Schalter 88 senkrecht verschiebbar ist. Dieser Schalter 88 besitzt eine aus dem Handgriff 26 herausstehende Fingerauflagefläche 90 und eine innere Schrägfläche 92, die mit dem normalerweise offenen Schalterkontakt 70 zusammenwirkt. Die Schrägfläche 92 ist mit zwei im Abstand voneinander befindlichen Nuten 94 und 96 versehen, die die Offenstellung und die Schließstellung des Kontaktes 70 definieren. In der Schließstellung ist der Kontakt 70 mit dem Kontakt 68 in Berührung, der seinerseits normalerweise gegenüber dem dritten Kontakt 66 offen ist. Die Kontakte 66 und 68 werden geschlossen, wenn der Kolben 22 nach vorwärts geschoben ist (s. F i g. 3). Der Deckel 28 ist mit einer kreisförmigen Öffnung 98 versehen, durch welche sich der Kolben 22 hindurch erstreckt und die als Führung für den Kolben 22 dient. Die Endfläche 100 dient als Anschlag für die Rückwärtsbewegung des Kolbens 22 und weist eine Aussparung 102 auf, in die die Enden der Kontakte 66 und 68 hineinragen.

Das obere Ende des Abschlußdeckels 28 ist mit einem Fingergriff 104 versehen, der die Betätigung des Kolbens 22 erleichtert. Das untere Ende des Griffes 104 liegt an einer nach oben sich erstreckenden Nase 106 des Gehäuses 24 an.

Das hintere Ende des Kolbens 22 ist mit einem Druckknopf 108 versehen, der Marken aufweist, die angeben, was für eine Dosierung beim Hereindrücken des Kolbens 22 erreicht wird. Die Markierungszeichen bestehen im Ausführungsbeispiel aus einer Nut 110 und einer diametral dazu angeordneten Doppelnut 112. Wenn die Doppelnut 112 oben ist (s. F i g. 8), so werden beim vollen Hineindrücken des Kolbens 22 0,2 cm³ verdrängt, während bei der Stellung des Kolbens 22, bei der die Nut 110 oben ist, 0,1 cm³ verdrängt werden. Das vordere Ende des Kolbens 22 ist mit einem radialen Flansch 113 (Fig. 7) versehen, der einen seitlichen Fortsatz 114 aufweist. Dieser Fortsatz 114 wirkt mit den Führungsrippen 42, 44 und Führungsschienen 46 bzw. 48 zusammen und kommt mit den Anschlägen 50 oder 52 in Berührung, je nachdem, in welche Stellung der Kolben 22 gedreht ist. Die Führungsschienen 45 bzw. 48 verhindern, daß der Kolben 22 verdreht v/erden kann, wenn er bereits hineingeschoben ist.

Der Kolben 22 ist auf gegenüberliegenden Seiten mit Schlitzen 116 und 118 (Fig.2) versehen, die verschiedene Länge aufweisen und in die die Enden der Kontakte 66, 68 hineinragen. Wenn der Kolben 22 in seiner entsprechenden Endstellung ist, werden die Kontakte 66 und 68 durch die Endfläche des betreffenden Schlitzes 116 oder 118 geschlossen. Dadurch wird der Zeilmesser 80 eingeschaltet.

Von dem vorderen Ende des Kolbens 22 erstreckt sich eine Stange 120, die an ihrem inneren Ende eine Verzahnung 122 aufweist, welche in die Bohrung 124 des Kolbens 22 eingeschoben ist. Kolben 22 und Stange 120 können jedoch auch aus einem Stück bestehen. Das äußere Ende der Stange 120 weist eine Umfangsnut zur Aufnahme eines O-Ringes 126 auf, der in einem Rohr 128 gleitet, welches zum Teil in die Zylinderbohrung 38 eingeschoben ist.

Der Kolben 22 wird zusammen mit der Stange 120 durch eine Druckfeder 130 in der Zeichnung nach rechts gedrückt. Die Feder 130 umgibt den Zylinder 30 und stützt sich einerseits an dem vorderen Ende des Gehäuses 24 und andererseits an dem radialen Flansch 113 des Kolbens 22 ab.

Ein Kupplungsteil 132 ist lösbar am vorderen Ende des Gehäuses 2 angebracht und dient dazu, eine auswechselbare Pipettenspitze 134 am Gehäuse 24 anzubringen. Das Kupplungsteil 132 ist mit einer Bohrung 136 versehen, die das vordere Ende des Rohres 128 aufnimmt. Von der Bohrung 136 geht eine Bohrung 138 geringeren Durchmessers aus, wodurch eine Schulter 140 gebildet ist, an der sich das Rohr 128 abstützt. Das Rohr 128 kann mit dem Kupplungsteil 132 auch durch Schweißung verbunden sein. Das Kupplungsteil 132 ist mit einer konischen Innenfläche 142 versehen, die mit der Außenfläche des konischen Fortsatzes 32 zusammenwirkt. In der Fläche 142 ist eine Umfangsnut 144 vorgesehen, die mit der Schnappwulst 34 am vorderen Ende des Fortsatzes 32 zusammenwirkt. Wenn das Kupplungsteil 132 über den Fortsatz 32 geschoben wird, drückt die konische Innenfläche 142 die Wulstsegmente 34 radial nach innen, bis diese in die Umfangsnut 144 einschnappen können. Die richtige Lage des Kupplungsteils 132 in Bezug auf das Gehäuse 24 wird durch die Feder- und Nutanordnung 146 (F i g. 5) erreicht.

Das vordere Ende des Kupplungsteils 132 weist eine schräg nach unten sich erstreckende konische Öffnung 148 auf, die mit der Bohrung 138 in Verbindung steht. In diese Öffnung 148 wird das entsprechend geformte Ende 150 der Pipettenspitze 134 eingeschoben und durch Reibung gehalten.

Obgleich eine Anzahl von Werkstoffen für die Herstellung der verschiedenen Teile der erfindungsgemäßen Pipette verwendet werden können, sind besonders gute Ergebnisse mit folgenden Werkstoffen erzielt worden: Für das Rohr 128 und das Kupplungsteil 132 wurde Metall verwendet. Die Pipettenspitze 134 wurde entweder aus Styrol oder Polyäthylen geformt, aber auch andere nicht benetzbare transparente Kunststoffe können verwendet werden. Für das Gehäuse 24 und den damit einstückigen Handgriff 26, den Deckel 28, den Kolben 22 und die anderen Teile wurde ein handelsüblicher Gießharz verwendet. Dieses Material ist sehr maßhaltig, hat relativ große Ermüdungsfestigkeit und sehr geringe Wärmedehnung.

Die Pipette wird wie folgt gehandhabt: Es sei angenommen, daß die Pipette 20 mittels des Steckers 76 mit einem Zeitmesser 80 gekoppelt ist. Der Kolben 22 ist relativ zum Gehäuse 24 in die der gewünschten Dosierung entsprechende Stellung verdreht worden. Der Schalter 88 ist in seiner Aus-Stellung. Eine neue Spitze 134 ist in das Kupplungsteil 132 eingesetzt. Der Kolben 22 wird nun hineingeschoben und die Spitze 134 in die zu pipettierende Flüssigkeit eingetaucht. Im Falle der Zeitbestimmung von Prothrombin wäre diese Flüssigkeit Plasma. Nachdem die Spitze 34 in die Flüssigkeit

eingetaucht ist, wird der Kolben 22 zurückgezogen, um die gewünschte Plasmamenge in den Kanal 152 der Spitze 134 einzusaugen. Nach Beendigung des Einsaugens liegt der Fortsatz 114 des Flansches 113 an dem Anschlag 100 an. Somit ist eine genaue Volumenmenge an Plasma in der Spitze 134, wobei zwischen dem vorderen Ende der Kolbenstange 120 und dem Plasma eine Luftsäule liegt, die zusammen mit der Oberflächenspannung der Flüssigkeit das Plasma in der Pipettenspitze 134 hält. Die Spitze 134 wird dann aus dem Plasma herausgezogen und der Schalter 88 in die Einstellung verschoben, in welcher der Kontakt 70 mit dem Kontakt 68 in Berührung kommt. Durch Vorwärtsschieben des Kolbens 22 wird nun die genaue Plasmamenge in ein Reaktionsgefäß ausgeschoben. Dabei wirkt die eingeschlossene Luft vor dem O-Ring 126 auf das Plasma in der Spitze 134 und schiebt das Plasma durch das verjüngte Ende 154 aus. Nach Beendigung des Vorwärtshubes des Kolbens 22 bewirkt je nach der gewählten Dosiermenge das Ende des Schlitzes 116 oder 118, daß die Kontakte 66 und 68 schließen, wodurch der elektrische Stromkreis zum Zeitmesser 80 geschlossen wird, der dadurch eingeschaltet wird, um die Zeit bis zur Bildung der ersten Flecken und damit die Prothrombinzeit zu bestimmen.

Die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Pipette übertrifft die Fähigkeit jedes durchschnittlichen Laboranten, der die üblichen Glaspipetten verwendet. Pipetten nach der Erfindung haben eine mittlere absolute ίο Genauigkeit von mehr als 98% des angezeigten Volumens. Die Toleranz zwischen den einzelnen Pipetten liegt in der Größenordnung von ± 2%. Das gleichzeitige Einschalten eines Zeitmessers gewährleistet eine genaue Bestimmung der Reaktionszeit und schaltet alle Einflüsse, die durch Betätigung des Zeitmessers durch verschiedene Laboranten auftreten könnten, vollständig aus. Auch alle Reinigungsprobleme sind ausgeschaltet, da die Pipettierflüssigkeit niemals in das Gehäuse der Pipette eintritt und die Pipettenspitzen auswechselte bar sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kolbenpipette mit einer Einrichtung zur Ausgabe vorbestimmter, unterschiedlicher Flüssigkeitsmengen, wobei der Kolben im Gehäuse verdrehbar ist und im Gehäuse den unterschiedlichen Flüssigkeitsmengen entsprechende Anschläge zur Begrenzung des Ausschubhubes des Kolbens vorgesehen sind, mit denen der Kolben alternativ entsprechend seiner Winkelstellung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (24) einerseits Führungsschienen (46, 48) vorgesehen sind, die eine Drehung des Kolbens (22) nur im voll herausgezogenen Zustand gestatten, und andererseits Führungsrippen (42, 44), die ein Einschieben des Kolbens (22) nur zulassen, wenn sich dieser in einer definierten Winkelstellung gegenüber dem Gehäuse (24) befindet.

2. Kolbenpipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) einen seitlichen Flansch (114) aufweist, der zwischen zwei Tihrungsschienen (46 oder 48) bis zu den Anschlägen (50,52) im Gehäuse (24) führbar ist.

3. Kolbenpipette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) Schlitze (116,118) aufweist, in die je nach der Winkelstellung des Kolbens (22) Kontakte (66,68) zur Einschaltung eines Zeitmessers (80) hineinragen.

4. Kolbenpipette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) Markierungen (110, 112) zur Kenntlichmachung seiner Winkelstellung gegenüber dem Gehäuse (24) aufweist.

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