DE1598124A1

DE1598124A1 - Pipettenspitze

Info

Publication number: DE1598124A1
Application number: DE1966B0088004
Authority: DE
Inventors: Tietje Helmut George; Robert Schwarz Jun
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1972-05-18
Filing date: 1966-07-14
Publication date: 1969-05-22
Also published as: FR2185051B3; DE1598123A1; US3741732A; JPS4950987A; FR2185051A1; DE2324681A1; DE2324681C2; JPS5211600B2

Description

Bscton, Dickinsc» & Company,, 2ast Rutherford» NcJo, U„S<.A,

Pipet toric.pi1:2 ο

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pipettenspitze zur auswechselbaren Anbringung an* einer Pipette, die einen Zylinder und einej-j darin verschiebbaren Kolben aufweist.

Die Erfindung hat sich die Aufgabo gestellt, eine Pipettenspitze zu schaffen, bei der die Tendenz zur Tröpfchenbildung am Auafluüend© der Spitze auf ein Mindestmaß verringert iat. riis erfindunßsgoinäßa Pipettenspittse besteht au» einem Rohr aus transparentere Kunststoffe, de8ten ©ines Ende eine Nabe asuci Ankuppeln an die Pipette und dessen vorderes Ende eine scharfe Kante aufweist,, «/3bei si^L die Innenwand des Rohres vom vorderen Enda zum Nabenende hin gleichmäßig und allmählich erweitert, derart, daß ein vota vorderen Ende konisch sich erweiternder Kanal entsteht<> Der Durchmesser dieses Kanals soll atu Nabonende mindestens dreimal so groß sein wie am vorderen Ende und die Länge des Kanals soll mindestens 20 mal so groß sein vie aeiu größter Durchmesser.

Der erfindungsgetnäße Vorschlag ergibt eine Pipettenspitze„ die eine sehr kloine Austrittsöffnung und «in« große Läng· im Verhältnis su ihrem Innendurchmesser hat, wodurch die Flüssigkeit aufgrund der Adhäsion in der Pipettenspitz· gehalten wird» Auf der anderen Seite kann der Pipettenkanal aufgrund seiner konisch sich erweiternden Form ein Volumen erhalten, das größer 1st als das größte Hubvolumen des Pipettenkolbens. Dadurch wird jedo Verschmutzung der Pipette vermieden, d«b. beim aufeinanderfolgenden Pipottieren verschiedener Flüssigkeiten entfällt die Notwendigkeit, die Pipette zwischendurch jedesmal zu roinigon und es braucht nur di<ö Pipet ienapitso ausgewocU-

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asit :cu w

IXadurclij daß das ala Pipettenapitza bildende Rohr επί vorderen Esid® in ©i.rser scharfen Konto ausläuft,, k&rm auch kein TröpiV ciian an dieser Ende hänger» bleiben_;. wenn die Pipettenopitse aus dor zu pipettierande« Flüssigkeit herattsgesogan wird* Zur Bildurg dlesar scharren Kante ist das vordere Bnda vor- :iugswei3e dorart abgeschrägt_P daß ea einen Winkel von höchstens 60^O _c vorzugsweise etwa 3G°„ aiit dar Längsachse des RoLres bildot.,

Zur Erloichterursg dee Eissoizons dar Pipettonapitze in dia Pipette ist. die Auße-vs^läche des Nabanendes nach außen au konisch verjüngt, 3cdaß dieses Esrcdö in ©iner entsprechend fjoformteji Öffnung der Pipette durch Reibachluß gehalten wird_o

An der Außenfläche des Rohrea nahe dem Nabenende können Rippen vorgesehen werdes, wa da» Einsetzen der Pipettenapitze ,. das aiaist mit eincsr leichten Drehung erfolgt, zu erleichtern,

Ein Außführmigsbeispiel der Erfindung wird ie« folgsndeii anhand der 'Zeichnung©!.· im Ziioaasasenhaag mit einer Pipette be ecbrieben, bei der der Kolbsnhub zwecks Veränderung der· Pi pettiersnenge einstellbar ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt_o

Ea zeigen:

Fig. 1 eins porspoktii/iacho Anoicht einer Pipette in Verbindung mit einsm eiektrisclien Zeitmesser,

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt entlang Linie 2-1? in Figo 1 ₉

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Fig- 3 ©inen Schnitt ähnlich Fig.,Sp wobei der Sieborhaitoschalter geschlossen und der Kolben zum AuescUiebon von Flüs« oigkeit hereIngodrückt iet_c

Fig. k einen Querschnitt entlang Linia h^k in Fig_o2₀

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht dea Pipattangehäuses in Richtung der Ffeile 5~5 in Flg.3«

Fig 6 eine Ansicht der Pipette von oben, wobei ein Teil de· Gehäuses weggobrochen iat_p

Fig. 7 einen Schnitt gemäß Lini© 7-7 in Fig.Z₉ Fig. 8 eine A_nSiCnt des Kolbens von hinten„ und

Fig. 9 einen Längsschnitt durch die Pipettenspitze im vftrgöe» eerten Maßstab_o

Die allgenein mit 20 bezeichnete Pipette weist einen Kolben 22 auf, der linear verschiebbar in einem Gehäuse 2k angeordnet j st; von dem sich ein hohler Handgriff 26 erstreckt, der rückwärts durch einen Deckel 26 verschlossen 1st. Das vordere Ende des Gehäunes 24 enthält einen nach innen eich erstreckenden Zylinder 30 und einen nach vorne sich erstreckenden geschlitzten konirchen Vorsprung 32» der alt einer aus einzelnen, durch Schlitze ko¹ voneinander getrenntem Segmenten gebildeten Schnappwulst 3^ vorsohoη ist. Die Innenfläche 36 des Vorspxnings 32 ist von der Bohrung 38 des Zylinders 30 durch eine Schulter HO getrennt Ia Inneren des Gehäuses Zk sind zwei längsvorlaufende Fiftrungsrippen k2 und kk vorgesehen» die ein HineindrUcken des Kolbens 22 verhindern* wenn der Kolben nicht richtig in eine einer Dosierung entsprechende Stellung verdreht ist,

An den inneren Seitenwänden ciö» Gehäuses 2k sind Je zwei Führungsschi'jnsn *ί·6 bzw k8 (F.ig-7) angebracht, zwischen denon Anschlag« 50 bzw- 52 vorgeaehita sind- Die .Anschläge 50 und 52 begrenzen dec Hub doa Kolbens 22 linteprechend dei* gewünschten

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k -

Dosierungc Dl· Anschläge 52 sind etwas länger als die Anschlag· 50 ρ so daO der Kolben 22 in der Stellung, in der er mit den Anschlägen 52 zusammenwirkt, einen kleinen Hub hat und somit eine geringere Flüssigkeit einenge aueschiebt.

Der Handgriff 26 ist mit zwei Gewindestutzen 5k und 56 versehen, die zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 58 und 6*0 des Deckels 28 dienen. Die Stutzen 5k und 56 dienen außerdem zusammen mit weiteren Stutzen 62 und 6k zur Halterung von elektrischen Kentakten 66,68 und 70. Diese Kontakte werden durch Rippen 72 (Fig.7) auf beiden Seiten der Innenfläche des Handgriffes 26 in ihrer Lage gehalten und geführt. Das untere Ende de« Handgriffes 26 ist mit einer Öffnung 7k 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 Fingerauflageflache 90 und eine inner· Schr&gflache 92, die mit dem normalerweise offenen Schalterkontakt 70 zusammenwirkt. Die Schrägfläche 92 ist mit zwei im Abstand voneinander befindliehen Nuten 9k und 96 versehen, dip die Offenstellung und die Schließstellung dea Kontaktes 70 definieren. Xn der Schließstellung ist der Kontakt 70 mit dem Kontakt 68 in Berührung, . der seinerseits normalerweise gegenüber dem dritten Kontakt 66 offen 1st. Die Kontakte 66 und 68 werden geschlossen, wenn der Kolben 22 nach vorwärts geschoben ist (siehe Fig,3). Der Dekkel 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 d.lii Rückwärtsbewegung des Kolbens 22 und weist eine Aussparung 102 auf, in die die Enden der Kontakte 66 und 68 hineinragen.

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Dae obere Snde dee Ai.aeh '.ußdeckalo 28 let mit einem Fingergriff 104 versehen, der die Betätigung des Kolbens 22 erleichtert. Das untere Ende den Griffee 104 liegt an einer nach oben eich erstreckenden Fase 106 dee Gehäueea 24 an.

Das hintere Ende des Kolbens 22 ist mit einen Druckknopf 108 versehen» der Marken aufweist« die angeben, vas für ein· Dosierung bein Hereindrüekon dee Kolbens 22 erreicht wird. Die Markierungezeichen bestehen im Ausführungebeispiel aus einer Nut 110 und ftiner diametral dazu angeordneten Doppelnut 112. Wenn die Doppelnut "12 oben ist (siehe Fig.8) so werden bei» vollen Hineixtdrückeu des Kolbens 22 0,2 cm verdrängt, während bei der Stellung des Kolbens 22, bei der die Nut 110 oben ist,

3 Oj 1 em verdirängt werden. Das vorder· Ende des Kolbens 22 ist mit einem radialen Flansch 113 (Fig.7) versehen, der «inen seitlichen Fortsatz 114 aufweist. Dieser Fortsatz 114 wirkt eilt den Führungerippen 42,44 und Führungsschienen 46 bzw.48 zusammen und kommt mit dan Anschlägen 50 oder 52 in Berührung, je nachdem, in weiche Stellung der Kolben 22 gedreht ist. Die Führungsschienen 46 bzw, 48 verhindern, daß der Kolben 22 verdreht werden kann, wexua er bereits hineingeschoben ist.

Der Kolben 22 ist auf gegenüberliegenden Seiten mit Schlitzen 116 und 118 (Fig,2) versehen, die verschiedene Läng« aufweisen und in die die Enden der Kontakt· 66,68 hineinragen. Venn der Kolben 22 in seiner entsprechenden Endstellung 1st, werden die Kontakte &6 und 68 durch die Endfläche des betreffenden Schlitz«· 116 oder 118 geschlossen ο Daduroh wird der Zeitmesser 80 eingeschaltet.

Von dem vorderen Ende des Kolbens 22 erstreckt sich eise Stange 120« die an ihrem inneren Ende eine Verzahnung 122 aufweist, welcho in die Bohrung 124 des Kolbens 22 singeechoben 1st. Kolben 22 und Stange 120 können Jedoch auch aus einem Stück bestehen· Das äußere Endη der Stange 120 weist eine Umfangenut zur Aufnahme ein-ae 0 Rinkes 126 auf, der in einem Rohr

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gleitet, welche« zum Toll In die Zylinderbohrung 38 eingeschoben let.

Der Kolben 22 -wird -susaarasQz» trit der Stange 120 durch eine Druckfeder 130 in der Zeichnung nach rechte gedrückt. Die Feder I30 umgibt den Zylinder 30 und stützt sich einerseits an dem vorderen Ende dea Gehäuses 24 und andererseits an dem radialen Flansch 113 des Kolben 22 ab*

Bin Kupplungstell 132 ist lösbar am vorderen Ende des Gehäuses 2 angebracht und dient dazuο eine auswechselbare Pipettenspitze 13^ am Gehäu33 24 anzubringen. Das Kupplungsteil 132 ist mit einer Bohrung 13i> versehen, die das vordere Ende des Rohres 123 aufnimmt- Von der Bohrung 136 geht «ine Bohrung geringeren Durchmessers aus, wodurch eine Schulter ΐ4θ 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 Innerfläche T 42 versehen, die mit der Außenfläche des konischen Fortsatz·» 32 zusammenwirkt. In der Fläche 142 1st ein· Uafangsnut ikk vorgesehene die mit der Schnappwulst Jk am vorderes Ende des Fortsatzes 32 zusammenwirkt» Wenn das Kupplungsteil 132 über den Fortsatz 32 geschoben wird, drückt die konische Innenfläche 142 die Wulstsegment« Jk radial »ach innen, bis dies· in dl· Umfanßsnut ikk einschnappen könaAn* DIj richtige Lag· des Kupplungsteiles 132 in Bezug auf das Gehäuse Zh wird durch die Feder« und Nutanordnung Λk6 (Flg.5) erreicht.

Das vordere Ende des Kupplungsteil·· 132 wei»t eine schräg nach unten sich erstreckende konische öffnung i48 auf,.die mit der Bohrung 138 in Verbindung steht. In diese öffnung 148 wird das ontaprochend geformte Ende 150 der Pipettenspitze 134 eingeschobaii und du3-cb Reibung gebalten. Die Pipettenspitze 134 1st so ausgebildet, daß cii^lichet kein Tropfen bein Pipettieron eintritt;.. Wie aus Fig,9 hervorgeht, weist die Pipe ttenspitze 134 ein on konische:· Kanal 152 relativ geringen

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Durchmesser· auf. Des vordere Bude 15^ der Plpettenspitsse ist ebenfalle verjüngt,, vodurch dl« Tendenz zur Tropfohsnbildung verringert wird. Die verhältnismäßig groß» Länge der Pipettenspitze ie Verhältnis asu Ihrem inneren Durchmesser ergibt nicht nur dl« notwendige Kapazität für die Pipette, sondern ermöglicht auch ein· sehr allmähliche Vergrößerung des Durchmesser» γόοι kleineten sun grüßten Durcbmesner, wodurch die Tendenz der Flüssigkeit, an der Spitze während des Ausschiebens zu schwingen > verringert wird. Je spitser der Winkel am Ende 15^ let und je kleiner die äußer· Oberfläche am Ende der Spitze ist, desto geringer 1st dl« Tendenz sur Tröpfchenbildung an dieser Stelle. An der Außenseite der Pipettenspitze 13^ sind Rippen 156 angebracht, um das Eindrehen und Einschieben der Spitsse in die öffnung IkB des Kupplungeteiles 132 zu erleichtern. Um einen Plüssigkeitsverlust zu vermeiden, venn die Flüssigkeit in den Kanal 152 der Spitze 134 eingesaugt wird, ist die Mündung des Kanal« I52 abglichst klein. Dadurch ^entsteht beim Einsaugen •in Unterdruck oberhalb dor Flüssigkeitssäule in der Pipettenspitze, der die Flüssigkeit im Kanal 152 hält. Außerdem trägt auch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit dazu bei, daß die Flüssigkeit in der Spitze Verbleibt, A_us diesem Grunde sollte die eingeschlossene Luft, die beim Aunsebieben wie ein Kolben auf die Flüssigkeit wirkt, nicht entweichen können* Das Volumen des Kanals 152 ist größer als das Hubvolumen des Kolbens 22, wodurch erreicht wird, daß die Pipettierflüssigkeit niemals in das Pipettengehäuse eintrete» kann» Damit wird jede Verschmutzung des Pipettengehäuses vermieden.

Eine erfolgreich verwendete·Pipettenspitze hat folgende Abmes-

sungent

Gesamtlänge» 8_tU5 cm; Wanddicice 0,63 bbb* Abachrägung am vorderen

Ende 60 ; innerer Durchmeoeer am vorderen linde 1 mm; innerer Durchmesser am hinteren Ende 3,5 vaa; Rauminhalt bei !Füllung bis 6,3 cm vom vorderen Ende: 0,205 ca «

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Obgleich eine Anzahl von Werkstoffen für die Herstellung der verschiedenen Teile dar erfindungegetnäßen Pipette verwendet werden k&nnon, sind besonders gute Ergebnisse mit folgenden Werkstoffen erzielt vorden: Für dae 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 Gießharz, ε Β Delrin von dor Firma DuPont verwendet? Diesoa Material ist sehr manualtig_p hat relativ große Ermüdungsfestigkeit und sehr geringe Wärmedehnung*.

Die Pipette wird wie folgt gehandhabts Es sei angenommen„ daß die Pipette 20 mittels des Steckers 76 mit einem Zeitmesser 80 gekoppelt 1st, Der Kolben 22 ist relativ zum Gehäuse 24 in die der gewünschten Dosierung entsprechend« 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 Spits« 134 in die au pipettierende Flüssigkeit eingetaucht. Xm 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 gewünscht« Plasmaiaenge in den Kanal 152 der Spitz« 134 einzusaugen. Nach Beendigung des Ein*· saugens liegt der Fortsatz 114 des Flansches II3 an dem An» schlag 100 an- Somit 1st eine genaue Volumenmenge an Plasma la der Spitze 134„ wobei zwischen dem vorderen Ende der Kolbenstange 120 und dem Plasma eine Luftsäule liest, die xusammen mit der Oberflächenspannung der Flüssigkeit das Plasma in der Pipettenspitze 134 liiUt- Die Spitze 134 wird dann aus dem Plasma herausgezogen und der Schalter 88 in die Ein-Stellung verschoben, in welcher der Kontakt 70 mit dem Kontakt 68 in Berührung kommt. Durch Vorwärtsschieben des Kolbens 22 wird nun die genaue Plaomanieng« in ein Reaktionsgofäß ausgesohoben.

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Dabei wirkt die eingeschlossene Luft vor dem O-R£ng 126 auf das Plasma In der Spitze yjk und schiebt das Plasma durch dae verjüngte Ende 154 aue. Nach Beendigung des Vorwärtshubes de» Kolbens 22 bewirkt je nach der gewählten Doelemenge das Ende des Schlitzes 116 oder 118, daß die Kontakte 66 und 68 schlieo· sen« wodurch der elektrische Stron&reis zum Zeitmesser 80 ge~ sohlossen wird, der dadurch eingeschaltet wird, um die Zeit bis zur. Bildung der «rsten Flocken und damit die Prothrombinseit zu bestimmen.

Di· Genauigkeit der erfindungagemäßen Pipette übertrifft die Fähigkeit Jedes durchschnittlichen Laboranten» der die üblichen Glaepipetten verwendet« Pipetten nach der Erfindung haben eine Mittiere absolute Genauigkeit von mehr als 93$ des angezeigtun 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 Bettitigung des Zeitmessers durch verschiedene Laboranten auftraten könnten_t vollständig aus. Auch alle Reinigung»- Probleme iiind ausgeschaltete da dia Pipattierflüaaigkeit niemals in ό,ΐΛ Gehäuse der Pipette eintritt und die Pipettenspitzen auswechselbar sind.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Pipettoaspitze cur auswechselbaren Anbringung an einer Pipette, die einen Zylinder und einen darin verschiebbaren Kolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Rohr (13*0 aus transparentem Kunststoff besteht, dessen eines Ende (15O) eine Nabe zum Ankuppeln an die Pipette und dessen vorderes Ende (154) eine scharfe Kante aufweist, und daß sich die Innenwand des Rohres (13M vom vorderen Ende zum Nabenende (150) hin gleichmäßig und alimählich erweitert, derart, daß ein vom vorderen Ende (154) konisch sich erweiternder Kanal (152) entsteht«,

2ο Pipettenspitse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . der Durchmesser des Kanals (152) am Nabenende (15O) mindestens dreimal so groß ist wie am vorderen Ende

3· Pipettenspitze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kanals (152) mindestens 20mal 8« groß ist wie sein größter Durchmesser.

k, Pipettenspitze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (15*O des Rohres 03*0 derart abgeschrägt ist, daß es einen Winkel von höchstens 60 , vorzugsweise 30° mit der Längsachse des Bohr·» (13*0 einschließt.

5· Pipettenspitze nach einem der Ansprüche 1 bi# h_f dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläch· des Nabenend·· (150) nach außen zu konisch verjüngt ist.

6. Pipettenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenfläch tee Rohres (13*0 nahe dem Nabenende (150) Rippen {156) zur Erleichterung der Handhabung der Pipcsttenspltze vorgesehen sind.

7» Pipettenspitz© nach einem usr vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen de· Kanals (152) größer 1st als das größte Hubvolumen des Pipettenkolben· (22)

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