DE1673315A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Pipettieren von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

2 4. FEB. 1367

Warner-Lambert Pharmaceutical Company

Morris Plair^ N.J., USA IO/OO IO

Verfahren und Vorrichtung zum Pipettieren von Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung ^ zum Pipettieren von Flüssigkeiten und insbesondere eine handbetätigte Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Entnahme genau bemessener Flüssigkeitsproben, Überführung dieser Proben an eine Aufnahmestation und anschließenden Durchspülung der Vorrichtung zwecks Ausschaltung der Möglichkeit einer gegenseitigen Verunreinigung der Proben bei Wiederholung des Proben-ÜberführungsVerfahrens.

Die für die genaue Probeentnahme und für das Pipettieren von Flüssigkeiten in Laboratorien angewandten Verfahren f

sind zeitraubend, wenn sie von Hand durchgeführt werden. Eine Pipettiervorrichtung in ihrer einfachsten Form erfordert, daß die Bedienungsperson eine Flüssigkeitprobe entweder durch Einsaugen der Probe mittels eines Spritzenballons oder mit.dejrilund in das Rohr entnimmt und ans chi ießend die bemessene Probe an eine Aufnahmestation überführt. Vleian eine große Anzahl von Probenbestimmungen durchgeführt

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werden soll, beschränken die bisher angewandten Probeentnahme- und -Pipettierverfahren weitgehend die Arbeitsleistung des Labortechnikers. Es ist bereits versucht worden, die Routinemaßnahmen des Labortechnikers zu automatisieren; obgleich diese Versuche im allgemeinen wirkungs. voll waren, machten sie die Anwendung teuerer und komplizierter Ausrüstungen erforderlich.

Demgegenüber schafft die Erfindung eine von Hand bedienbare, höchst wirksame Probeentnahme- und Pipettiervorrichtung, welche Bedienungsfehler weitgehend ausschaltet und welche ein verhältnismäßig einfaches Verfahren ζ urfw ei t geh enden Erhöhung der Wirksamkeit der routinemäßigen Probeentnahme- und Pipettiernaßnahmen ermöglicht, wie sie üblicherweise in Forschungslaboratorien, Krankenhäusern, Industrieanlagen und dgl. durchgeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist mithin die Schaffung einer von Hand bedienbaren Proben-Pipettiervorrichtung, welche eine bedeutende Verbesserung der Arbeitsleistung von mit Routine-Analysen betrauten Technikern gewährleistet.

Ein anderes Erfindungsziel bezweckt die Schaffung einer Flüssigkeit-Pipettiervorrichtung der genannten Art, die selbstreinigend 1st und die gegenseitige Verunreinigung

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von Proben zwischen den einzelnen Entnahmevorgangen ausschaltet.

Diese Vorrichtung soll sich darüber hinaus speziell für die Übertragung einer bemessenen Probenmenge von einem Ort zu einem anderen mittels einer einzigartigen Kombination einer Hebel- und Pumpeneinrichtung eignen.

Ein weiteres Erfindungsziel besteht in der Schaffung eines verhältnismäßig einfachen Verfahrens zur weitgehenden Verbesserung der Wirksamkeit der Durchführung von routinemäßigen Probeentnahme- und Pipöttiervorgängen, wie sie in Poschungslaboratorien, Krankenhäusern, Industrieanlagen und dgl. vorgenommen vier den.

Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: λ

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer von Hand bedienbaren Pipettiervorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung,

Pig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Stirnseitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit abge-

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-if.-

1; 033:15

nomn!enem_: 4m-. Stirndeckel und teil weis se weggebrc-chexien

Ftg. 2a einen S.chnitt längs der Linie 2a-2a in Pig. 2 durch das Ciuetschventil,

Fig, 2b eine Fig» 2a ähnelnde Ansicht, welche das ventil Jedoch in Gffens teilung zeigt,

Fig. 3. eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Veranschaulichung des Lagenverhältnisses zwischen den verschiedenen Bauteilen, und

Fig. k bis 7 sohematische Darstellungen des Fluicluirisysterns der Vorrichtung, welche die bei einer Art eines Proben-Prüfvorgangs durchgeführten Verfahrensschritte verans chauli chen.

Gemäß den Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Hauptgehäuse 10 von im wesentlichen rechteckiger Form untergebracht, das einen abnehmbaren Stirndeckel 11 mit einer kreisförmigen Zentralöffnung 12 aufweist, welche, zu beiden !Seiten von paarweise angeordneten lotrechten Schlitzen 13, 1*J-, 15 und 16 flankiert wird. Vom Mittelbereich der Rückwand 1? des Gehäuses steht eine im wesent-

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i^AL INSPECTED

lichen waagerechte Auflageplatte 18 ab, die.von drei waagerecht aufeinander ausgerichteten, Abstand voneinander besitzenden öffnungen durchsetzt wird, unter welchen die Zylinder für eine Reagenz-Überschußpumpe 19, eine Reagenzpumpe 20 und eine Probenpumpe 21 gehaltert sind. Diese Zylinder sind an ihren oberen Enden mit auswärts gerichteten ßingschultern 22, 23 bzw» 24 versehen, so daß sie mittels * Halterungen 25, 26 bzw. 27, die durch Schrauben 28, 29 bzw. 30 abnehmbar in ihrer Einbaulage gehalten werden, in ihrer Lage unter der Auflageplatte gehalten werden können.

Die Pumpen sind jeweils Zwangsverdrängungspumpen und besitzen im wesentlichen gleiche Konstruktion, obgleich sie sich bezüglich ihres Aufnahmevermögens voneinander unterscheiden. In den Zylindern der Pumpen 19, 20 und 21 arbeiten drei Kolben 31, 32 bz;*. 33, wobei ein Hindurchlecken von Pluidum durch Dichtungen 34, 25 bzw. 36 verhindert ™

wird. Die oberen Enden der Kolben sind mit Kolbenstangen 37, 38 bzw. 39 versehen, die jeweils eine Ringschulter 40, 41 bzw. 42 aufweisen und in Aufwärtsrichtung in in der Gehäuse-Oberseite 43 vorgesehene Öffnungen durchsetzen, wobei die oberen Enden der Kolbenstangen 38 und 39 jeweils in das Innere von zwei hohlen Hikrometerhülsen 45 bzw. ^6 hineinragen.

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Gemäß Fig. 2 ist an der Öffnung für die Kolbenstange

37 der Heagenz-Uberschußpumpe in der Oberseite des Gehäuses eine seitlich an der Kolbenstange angreifende Reibplatte befestigt, die einer unerwünschten Bewegung des zugeordneten Kolbens einen Widerstand entgegensetzt. Um die Kolbenstange

38 herum ist eine in die in der Oberseite vorgesehene Qf fnung eingeschraubte Führungsschraube 4-9 angeordnet, die unterhalb der Gehäuse-Oberseite durch eine Kontermutter 50 festgelegt werden kann« Die am unteren Ende der Mikrometerhülse 45 vorgesehene Bohrung 51 ist mit Innengewinde versehen, so daß die Hülse auf das obere Ende der Führungsschraube 49 aufgeschraubt und somit in ihrer lotrechten Stellung eingestellt werden kann, um den Hub des Kolbens der Reagenzpumpe 21 zu steuern. Nachdem die Lage der Mikrometerhülse einmal festgelegt worden ist, wird sie mittels einer Kontermutter 52 gesichert. Am unteren Ende der Außenseite der Hikrometerhülse ist eine Mikrometerskala 53 vorgesehen, die zwecks Justierung der Nullstellung um die Hülse herum gedreht und mittels nicht dargestellter Stellschrauben in dieser Lage arretiert werden kann.

Die Anordnung zur Einstellung des Hubs der Probenpumpe ähnelt derjenigen der Reagenzpumpe, wobei die zugeordnete Mikrometerhülne 46 mit einer nicht dargestellten Führungsschraube verschraubt ist, die ihrerseits durch eine Konter-,

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mutter 54 festgehalten, w;ird., Das untere BMä; der· Kikrome.-» t er hülse weist ©ine einstellbare Mikrometsrskala 55 ^auf und ist mit einer- Kontermutter 56 verseiften., to: der Qber-. seite des Gehäuses ist vor- Jeder likronieterhülse Jeweils ein halbkreisförmiger^ durchsichtiger Visierschirm 57 und 58 angebracht, der mit einer Skala zur Einstellung der lotrechten Lage der zugeordneten Kikrometerhülse und so«» mit zur Einstellung de-s volumetrischen Aufnahmevermögens bei einem einzigen Arbeitsvorgang versehen ist»

Die Betätigung der Pumpen wird durch ein System von Kur« bein und Gestängen ermöglicht, die durch vier von Hand bedienbare Hebel 59_M 6o_t 61 und 62 bedienbar sind« Diese Hebel sind an einer Stelle in der Mitte ihrer Länge nach vorn abstehenden Lappen 63 von zwei an der Rückwand 1? des Gehäuses befestigten Halterungen 64 angelenkt, wobei diese Schwenkpunkte praktisch waagerecht aufeinander ausgerichtet sind. An jedem dieser Schwenkpunkte ist außerdem eine Vorbelastungseinrichtung, wie eine Spiralfeder 65_t vorgesehen, deren eines Ende den betreffenden Hebel unter« greift und deren anderes Ende an der Halterung befestigt ist, so daß jeder Hebel in seine oberste Stellung im zugeordneten Schatz gedrängt wird. Die Vorderenden der Hebel ragen durch die in der Stirnplatte ausgebildeten Schlitze I3 bis 16 nach außen. Als Hilfe beim Drücken der Hebel kann der

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Stirndeckel mit zwei Pührungs- bzw. Verkleidungsplatten 66 versehen sein, welche die Schlitze umschließen und an ihren unteren Enden mit nach vorn abstehenden Pingergriffen 67 " versehen sind.

An der Gehäuse-Rückwand sind mit Hilfe von Lagerleisten 68 vier waagerechte Kurbeleinrichtungen 69, 70, 71 und 72 verdrehbar angebracht,, Das eine Ende 73 cLe^r Kurbel 69 ist um sich selbst zurückgebogen und bildet einen in Vorwärtsrichtung vom Kurbel-Hauptkörper entfernten, jedoch parallel zu diesem verlaufenden Arm, der schwenkbar in eine am oberen Ende eines Lenkers 7^ vorgesehene Öffnung eingesetzt ist, wobei das untere Ende dieses Lenkers schwenkbar mit dem hinteren Itnde des Hebels 59 verbunden ist. Ein Lenker 75 ist an seinem unteren Ende schwenkbar mit dem hinteren Ende des Hebels 60 verbunden und weist in seinem oberen Ende eine Öffnung auf, welche von einem gekröpften Arm 76 der Kurbel 70 durchsetzt wird. Auf ähnliche Weise sind die Lenker 77 und 78 an ihren oberen Enden mit jeweils einer Öffnung versehen, welche vom gekröpften Arm 79 der Kurbel 7I bzw. von dem um sich selbst zurückgebogenen Arm 80 dor Kurbel 72 durchsetzt werden; die unteren Enden dieser Lenker sind schwenkbar mit den Hebeln 61 bzw. 62 verbunden.

Die Lenker 77 und 78 sind im Gegensatz zu den beiden erst-

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genannten Lenkern nicht an ihren hinteren Enden, sondern an nach vorn versetzten Stellen mit ihren zugeordneten Hebeln verbunden, so daß die betreffenden Kurbeln 69 und 70 beim Drücken dieser Hebel 59 bzw. 60 vom rechten Ende in Pig. 3 aus gesehen im Uhrzeigersinn verschwenkt x^erden, während die Kurbeln 71 und 72 beim Drücken der Hebel 61

bzw. 62 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt werden. ^

Das andere Ende der Kurbel 69 ist unter einem rechten Winkel abgebogen und bildet einen nach vorn abstehenden Arm 81, an dessen Ende zwei entgegengesetzt abstehende Pinger 82 und 83 ausgebildet sind, die mit den Unterseiten der Schultern 40 bzw. 41 der Kolbenstangen 37 bzw. 38 in Berührung zu gelangen vermögen, «o daß die Kolben der Reagenz-Überschußpumpe I9 und der Reagenzpumpe 20 beim Drücken des Hebels 59 über die Kurbel 69 und den Lenker

ein gleich großes Stück aufwärts verschoben werden. ™

Das andere Ende der Kurbel 7I ist unter einem rechten Winkel abgebogen und bildet einen nach vorn abstehenden Arm 89, an dessen Ende eine Stange 92 vorgesehen ist, von deren Enden zwei Pinger 90 und 9I in entgegengesetzten Richtungen abstehen. Die Stange 92 ist mit einer Querbohrung 93 versehen, so daß sie begrenzt um eine mit der Achse des Arms selbst konzentrische Achse herum verdrehbar ist; diese

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geradlinige Verdrehbewegung wird durch eine Stellschraube 9*l· begrenzt, welche in eine nicht dargestellte Umfangsnut im Arm hineinragt. Die Pinger 90 und 9I vermögen mit den Oberteilen der Schultern 41 bzw, 42 der Kolbenstangen 38 bzw. 39 in Berührung zu gelangen, so daß sowohl der Kolben der Eeagenzpumpe 20 als auch der Kolben der Probenpumpe beim Abwarts-Verdrehen der Kurbel 7I durch den Hebel 61 über den Verbindungslenker 77 abwärts gedrückt werden. Durch die Ermöglichung einer begrenzten Schwenkbewegung der Stange 92 wird gewährleistet, daß jeder dieser Kolben in größtmöglichem Ausmaß abwärts gedrückt wird, und zwar unabhängig davon, daß die lotrechten Stellungen der zugeordneten Schultern 41 und 42 in der untersten Stellung der Kolben infolge geringer Einstell-Ungenauigkeiten etwas voneinander abweichen können.

w Im hinteren Teil der im Stirndeckel vorgesehenen Öffnung ist eine kreisförmige Stützplatte 95 angeordnet, während eine weitere, vorzugsweise durchsichtige Platte 96 herausnehmbar in die Öffnung eingesetzt sein kann, jedoch durch Abstandansätze 97 im Abstand von der Stützplatte gehalten wird. Der zwischen den beiden Platten festgelegte Raum sollte vorzugsweise eben ausreichen, eine einzige Lage eines spiralig aufgerollten, biegsamen Schlauche 98 zwischen beiden Platten unterbringen zu können (Fig. 3)· In cLer

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vorderen Platte ist eine in waagerechter Richtung verlängerte Öffnung 99 vorgesehen, über welche ein passendes Stück des Schlauches 98 herausgezogen werden kann. Das Ende des Schläuche ist auf dünneren Durchmesser gezogen und von einer Versteifung zur Ermöglichung einer besseren Handhabung umgeben, so daß dieses Ende eine Pipette 100 bildet. Ein Pipettenhalter 101 mit einem Arm, der mit einer Fassung 102 für eine Pipette vorsehen ist, kann in eine von zwei an der Oberseite des Stirndeckels vorgesehenen Öffnungen 103 eingesetzt sein (Fig. 3)· Außerdem kann eine nicht dargestellte herkömmliche Reibungsbremseinrichtung zur Ermöglichung einer verstellbaren Ausrichtung des Pipettenhalters vorgesehen sein.

Zur besseren Veranschaulichung der mechanischen Teile der Vorrichtung sind die Fluidum-Verbindungsleitungen nicht in die bisher beschriebenen Figuren eingezeichnet, sondern in den Fig. k bis 7 genauer veranschaulicht. Das andere Ende des Schlauches 98 ist an eine am oberen Ende des Zylinders der Reagenzpumpe 20 vorgesehene, mit dessen Innerem in Verbindung stehende Düse 107 (Pig· 2) angeschlossen. Am unteren Ende dieses Zylinders ist eine weitere mit dem ZyIInderinneren in Verbindung stehende Düse 108 vorgesehen, an die das eine Ende eines kurzen

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S(Mauchstücks 10.6 angeschlossen ist, dessen anderes Ende mit einer am oberen Ende des Zylinders der Probenpumpe 21 vorgesehenen Düse ΙΟ'Ψ in Verbindung steht. Eine am unteren Ende dieses Zylinders ausgebildete Düse 105 ist über einen Schlauch 109 mit einer am oberen Ende des Zylinders der Reagenz-Uberschußpumpe 19 vorgesehenen Düse 110 verbunden. An eine am unteren Ende dieses Zylinders vorgesehene Düse 111 ist ein Schlauchstück 112 angeschlossen, das durch , eine nicht dargestellte Öffnung "in der Rückseite des Gehäuses aus diesem heraustritt und an einen Fluidumbehälter 113 angeschlossen werden kann, der für verschiedene Anwendungszweeke eine Spülflussigkeit, wie destilliertes Wasser, enthalten kann, welche über den Schlauch 11-2 unter Druck der Vorrichtung zugeführt werden kann. Dieser Behälter kann über dem Niveau der restliehen Vorrichtung angeordnet sein_s so daß die Flüssigkeit unter dem hydrostatischen Druck zugeführt wird; wahlweise kann auch eine andere Einrichtung vorgesehen sein, um das Innere dieses Behälters unter Druck zu setzen. Eine solche Einrichtung könnte einfach ein von Hand zusammendrückbarer Ballon H^ mit einem üblichen Rückschlagventil sein, so daß über einen Schlauch 115 Druckluft an den Behälter angelegt werden kann.

Die Zufuhr von Fluidum aus dem Behälter II3 in die Vorrichtung erfolgt unter Steuerung eines Quetschνentils mit einem

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Nocken 116, der auf der Kurbel 72 an einer Stelle unmittelbar hinter einem einstellbaren Ventilhebel 11? angeordnet ist, welcher seinerseits mittels eines Stifts 119 i*i einer kastenförmigen Halterung 118 schwenkbar gelagert ist» Der biegsame Schlauch^. 12 ist hierbei durch die Halterung zwischen dem Hebel und dem Nocken festge~ legt und die Halterung ist ihrerseits nahe der oberen ^

rechten Ecke' des Gehäuses an dessen Rückwand befestigt. Der Hebel vermag sich auf dem Stift 119 auf den Nocken zu und von diesem fort zu bewegen, wobei die Stellung des Hebels durch eine Einsteilschraub© 120 regulierbar ist«

Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermag auf verschiedene Arten zu arbeiten, und zwar kann sie erstens zur Aufnahme und Abgabe einer vorbestimmten Probemenge und einer vorbestimmten Menge einer Arbeitsflüssigkeit eingesetzt werden, wenn bei jedem Arbeitszyklus ein unterschiedliches ™ Reagenz verwendet werden soll) zweitens kann sie zur Aufnahme und Abgabe einer vorbestimmten Probenmenge und einer vorbestimmten Menge einer Arbeltsflüssigkeit dienen, wenn bei jedem Zyklus dasselbe Reagenz benutzt werden soll, und drittens kann sie für die Aufnahme und Abgabe einer - . vorbestimmten Menge einer einzigen Flüssigkeit eingesetzt werden» Bei diesen Arbeitsweisen sind jedoch gewisse vorbereitende Schritte durchzuführen, insbesondere, um

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Jegliche Luft aus den Schläuchen und aus dem Pumpensystem zu entfernen, bevor labormäßige Arbeiten durchgeführt werden.

Der Behälter 113 sollte zu etwa drei Vierteln mit einer Spülflüssigkeit, wie destilliertem Wasser, gefüllt werden. Anschließend ist die Einfüllkappe zwecks Aufrechterhaltung des Luftdrucks wieder fest aufzusetzen und der Behälter unter Verwendung des Druckballons unter Druck zu setzen. Dann wird die Pipette 100 aus ihrem Halter 101 entnommen und die gewünschte Schlauchlänge hinter der Platte 9ό hervorgezogen.

Danach wird der Hebel 62 gedrückt und in vollständig herabgedrücktem Zustand gehalten. Wie erwähnt, verdreht sich beim Drücken des Hebels 62 die Kurbel 72 von der linken Seite in Fig. 2 gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei diese Drehung in der voll gedrückten Stellung des Hebels ein Verdrehen des Nockens 116 in die Stellung gemäß Fig. 2b zur Folge hat, wodurch die auf den Schlauch 112 ausgeübte Kraft aufgehoben und unter Druck stehende Flüssigkeit aus dem Behälter in die Vorrichtung eingeleitet wird. Da die Vorrichtung mit Ausnahme des Quetschventils keine weiteren Ventile aufweist, strömt die Flüssigkeit zunächst in den Zylinder I9, dann über den Schlauch 109 in ien Zylinder 21,

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über den Schlauch 106 in den Zylinder 20 und schließlich über den Schlauch 98 in die Pipette. Dieser Flüssigkeitsfluß sollte so lange erfolgen, bis sich im Schlauch 98 keine Blasen mehr zeigen.

Kach dem vorangehenden Spülen der Vorrichtung empfiehlt sich die Durchführung des folgenden Verfahrens zur Aufnahme und Abgabe vorbestimmten Volumina der Probe und der ™ Arbeitsflüssigkeit, und zwar insbesondere dann, wenn das Reagenz häufig gewechselt werden soll. Bei dieser Verfahrensart werden alle drei Pumpen benutzt und wird die Arbeitsflüssigkeit während des Spülvorgangs am Ende Jedes Arbeitszyklus ausgetragen, so daß das Reagenz sofort gewechselt werden kann. Zunächst werden auf die in den Pig. ^ bis 7 angedeutete Weise die Probe bei 121, ein Überschußablaß 122, ein das Reagenz enthaltender Behälter 123 und das die Prüfkolben 12*4- enthaltende Gestell auf passende Weise ä

um die Vorrichtung herum angeordnet. Bei einiger Erfahrung kann die richtige Stellung jedes dieser Teile schnell festgestellt werden.

Als nächstes wird die Mikrometerhülse 4-5 auf die der Probe zuzugebende Reagenzmenge eingestellt und mittels der Mutter 52 festgelegt. Ebenso wird die Mikrometerhülse k6 auf das zu benutzende Probenvolumen eingestellt und mittels

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BAD ORlGlNAU

der Kontermutter $6 arretiert. Die Pipette wird in einen Überschußablaß eingeführt und der Hebel 62 wird völlig herabgedrückt und schnell losgelassen. Die plötzliche Unterbrechung des Durchflusses verursacht eine Schwingung der Flüssigkeit (Wasserschlag), welche die Bildungeiner kleinen Luftblase an der Spitze der Pipette 100 bewirkt. Dann wird die Pipettenspitze in die Arbeitsflüssigkeit eingeführt und der Hebel 59 vollständig und fest nach unten gedrückt. Hierdurch verlagern sieh die Kolben Jl und 32 aufwärts und saugen eine dem eingestellten Volumen entsprechende Menge an Arbeitsflüssigkeit in diese"beiden Pumpen ein. Wenn die die Spülflüssigkeit von der Arbeitsflüssigkeit trennende Luftblase im Pipettenschlauch 98 zu zirkulieren aufhört, wird die Pipette herausgenommen und ihre Spitze abgewasoht. Nunmehr wird die Pipette 100 in die Probenflüssigkeit 121 eingetaucht und der Hebel 60 W vollständig herabgedrückt. Hierdurch wird der Kolben 33 aufwärts verlagert, so daß er eine dem eingestellten Volumen der Probenpumpe 21 entsprechende Probenmenge ansaugt. Nach dem Loslassen des Hebels wird die Pipette langsam herausgenommen und ihre Spitze abgewischt· Die Pipette wird gegen die Innenfläche eines Prüfkolbens 124- gerichtet, wonach der Hebel 61 vollständig und fest herabgedrückt wird. Hierdurch senken sich die Kolben 32 und 33 und geben die gesamte Probenmenge zuzüglich einer nur dem ein-

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gestellten Volumen der Reagenzpumpe 20 entsprechenden Menge an Arbeitsflüssigkeit ab. Eine gewisse Menge an Arbeitsflüssigkeit bleibt in der Vorrichtung zurück, da diese Flüssigkeit durch die beiden Pumpen 19 und 20 angesaugt, jedoch nur durch die Pumpe 20 ausgestoßen worden ist; die verbleibende Menge an Arbeitsflüssigkeit entspricht dem Ansaugvolum en. derReagenz«Über schußpumpe 3-9· λ

Schließlich wird die Pipettenspitze in einen Abfallbehälter gerichtet und der Hebel 62 voll heräbgedrückt und in gedrückter Stellung gehalten, .wodurch der andere Kolben 31 nach unten verdräng b und der Quetsch vent ilno cken 1.16 in Offenstellung gebracht wird, bis die gesamte überschußmenge an Arbeitsflüssigkeit ausgestoßen und die Pipette durch die aus dem Behälter II3 kommende Flüssigkeit ausreichend durchgespült worden ist«, Am Ende der Kurbel 72 ist gemäß Fig. 2 ein Finger 86 vorgesehen, der während der Abwärts- " bewegung des Kolbens 32 bei einem vorangehenden Verfahrensschritt an der Schulter kl anzugreifen vermag. Diese Anordnung ist deshalb vorgesehen, well es sich gezeigt hat, daß der Kolben 32 unter bestimmten Bedingungen das Bestreben haben kann, bei sich abxfärts bewegendem Kolben 3I anzusteigen. Wach Abwischen der Spitze steht die Pipette für den nächsten Arbeitszyklus bereit..

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Palls ein einziges Reagenz bzw. eine einzige Arbeitsflüssigkeit mit aufeinanderfolgenden Proben verwendet werden soll, kann die Arbeitsflüssigkeit durch Auslassung des durch den Hebel 62 gesteuerten Spülschritts zurückgehalten werden. Mit anderen Worten können nach dem anfänglichen Durchspülen die Arbeitsflüssigkeit und die Probe auf die vorher beschriebene Weise durch nacheinander erfolgende Betätigung der Hebel 59 und 60 angesaugt werden, worauf der Hebel 61 gedrückt wird, um die Probe und die Arbeitsflüssigkeit abzugeben. Dies kann so lange fortgesetzt werden, bis das Überschuß-Reagenz als Trennmittel zwischen der Waschflüssigkeit und der abgegebenen Arbeitsflüssigkeit infolge ihrer Verdünnung mit der Spülflüssigkeit unwirksam wird; zu diesem Zeitpunkt kann der Hebel 62 gedrückt werden, um die Vorrichtung durchzuspülen. Die Anzahl von Arbeitszyklen zwischen den einzelnen Spülvorgängen hängt von den benutzten Flüssigkeiten ab.

Falls die Vorrichtung· nur für die Abgabe bemessener Mengen einer Arbeitsflüssigkeit benutzt werden soll, kann diese durch Drücken des Hebels 59 angesaugt und mit· Hilfe des Hebels 61 abgegeben werden. Bei der anfänglichen Betätigung des Hebels 59 wird eine den Volumina der Pumpen I9 und 2Ö entsprechende Reagenzmenge angesaugt, während bei der

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Betätigung des Hebels 61 nur der Kolben 32 (und der Kolben 33, sofern er sich nicht bereits in seiner unteren Stellung befindet) herabgedrückt wird» Bei der anschließenden Betätigung der Hebel 59 und 61 wird nur der Kolben 32 aufwärts bex^egt bzw. herabgedrückt, da der Kolben 31 in seiner oberen und der Kolben 33 iⁿ seiner unteren Stellung verbleibt. Aus diesem Grund wird nur zu Beginn üea

Verfahrens Überschuß-Reagenz angesaugt, welches bis zum Durchspülen der Vorrichtung in dieser verbleibt.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung ein im wesentlichen hindernisfreies Flüssigkeitssystem mit einer ein- und ausfahrbaren, zweiseitig arbeitenden Zwangsverdrängungspumpeneinrlchtung bildet, die an einen in einer Pipettenspitze auslaufenden schlauchförmigen Behälter angeschlossen ist, wobei das volumetrische Aufnahmevermögen der Pumpeneinrichtung _ j| vorzugsweise kleiner ist als das Volumen dieses Behälters, so daß die in die Pipettenspitze eingesaugte Flüssigkeit nicht über den Behälter hinaus in die Pumpeneinrichtung hineingelangt. Die Pumpeneinrichtung vermag nacheinander genaue bemessene Mengen einer einzigen Flüssigkeit oder nacheinander abgemessene Mengen mehr als einer Flüssigkeit anzusaugen und auszutragen. Gleichzeitig kann eine Pufferflüssigkeit im System belassen werden, um ein Eindringen

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der bemessenen Flussigkeitsmengen in die P ump ene inr ion timgzu verhindern,.während diese Pufferflüssigkeit außerdem in unbegrenzten Mengen zugeführt werden kann, um das System gewünschtenfalls von anderen Flüssigkeiten freizuspülen, beispielsweise wenn das Sys?tem zwischen den aufeinanderfolgenden Ansaugvorgängen unterschiedlicher Reagenzien durchgespült werden soll.

Obgleich vorstehend ein bevorzugtes Beispiel zur Verwirklichung der Erfindung dargestellt und beschrieben ist, sind selbstverständlich gewisse Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims (2)

P atenta η Sprüche

1. Verfahren zum· Pipetfeieren von Flüssigkeiten,, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein geschlossenes Flüssigkeitssystem mit einer veränderbares Volumen besitzenden geschlossenen Kammereinrichtung von vorbestimmtem Mindestvolumen und ein aus einem Schlauchstück bestehender Flüssigkeitsbehälter bereitgestellt werden, dessen eines Ende hindernisfrei mit der geschlossenen Kamniereinrichtung kommuniziert _s und das System mit einer ersten Flüssigkeit gefüllt wird, solange die geschlossene Kammereinrichtung ihr Mindestvolumen besitzt j, daß sodann das andere Ende des Schlauchbehälters in Verbindung mit einem zweiten Flüssigkeitskörper gebracht und die Kammereinrichtung auf ein erstes vorbestimmtes Volumen ausgedehnt wird, wobei eine vor« bestimmte Menge der zweiten Flüssigkeit in den Schlauch» behälter eingesaugt wird,, ohne die Flüssigkeit in die Kammereinrichtung einzubringen, daß danach das andere Ende des Schlauchbehälters in einen dritten Flüssigkeitskörper eingebracht und die Kammereinrichtung auf ein zweites vorbestimmtes Volumen ausgedehnt wird, wobei eine vorbestimmte Menge der dritten Flüssigkeit in den Schlauchbehälter eingesaugt wird, ohne die zweite und

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die dritte Flüssigkeit in die Kammereinrichtung eintreten zu lassen, ₌und daß schließlich die Kammereinrich tung auf ein drittes vorbestimmtes Volumen verkleinert wird, Vielehe kleiner als das erstgenannte vorbestimmte, jedoch größer als das vorbestimmte Mindestvolumen ist, wobei die gesamte dritte Flüssigkeit und zumindest ein Teil der zweiten Flüssigkeit aus dem anderen Ende des Schlauchbehälters ausgestoßen wird,

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

zusätzlich die erste Flüssigkeit und ein Teil der zwei- ⁼ ten Flüssigkeit im System zurückgehalten werden, daß das Ausdehnen der Kammereinrichtung auf das erste vorbestimmte Volumen sowie auf das zweite vorbestimmte Volumen wiederholt wird, während das andere Ende des Schlauchbehälters mit dem zweiten Flüssigkeitsvolumen W und einer anderen Flüssigkeit in Verbindung steht, und daß die Kammereinrichtung auf das dritte vorbestimmte Volumen verkleinert wird, wobei die andere Flüssigkeit und ein Teil der zweiten Flüssigkeit ausgestoßen wird.

3. Verfahren zur Probeentnahme von Fluiden, dadurch gekennzeichnet, daß* zunächst ein geschlossenes Flüssigkeitssystem mit einer veränderbares Volumen besitzenden geschlossenen Kammereinrichtung von vorbestimmtem

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Ti indes tvolumen und, ein aus einem Schlauchstück bestehender Flüssigkeitsbehälter bereitsgestellt werden, dessen eines Ende hindernisfrei mit der geschlosssenen Kommer» einrichtung kommuniziert, und das System mit einer ersten Flüssigkeit gefüllt wird, schlange die geschlossene Kammereinrichtung ihr .Mindestvolumen besitzt, daß sodann das andere Ende des Schlauchbehälters in Verbindung mit einem zweiten Flüssigkeitskörper gebracht ™ und d.ie geschlossene Kammereinri chtung auf ein erstes vorbestimmtes Volumen ausgedehnt wird, wobei eine vorbestimmte Menge der zweiten Flüssigkeit in den Schlauchbehälter eingesaugt wird, ohne die Flüssigkeit in die Kommereinrichtung einzubringen, und daß danach die geschlossene Kammereinrichtung auf ein zweites vorbestimmtes Volumen verkleinert wird, das größer ist als das vorbestimmte Mindestvolumen, wobei ein Teil der zweiten Flüssigkeit aus dem Schlauchbehälter ausgestoßen wird. Ä

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin die geschlossene Kammereinrichtung auf ein vorbestimmtes Volumen ausgedehnt wird, .das kleiner ist als das erstgenannte Volumen, wobei sich das andere Ende des Schlauchbehälters in Verbindung mit einem Flüssigkeitskörper befindet, und daß schließlich die Kammereinrichtung auf das zweite vorbestimmte. Volumen

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verkleinert wird, wobei eine Flüssigkeitsmenge ausgestoßen wird, welche der während der erstgenannten Verkleinerung der geschlossenen Kammereinrichtung ausgestoßenen Flüssigkeitsmenge entspricht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder J₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Vorrat der ersten Flüssigkeit bereitgestellt und an einer anderen Stelle als dem anderen Ende des Schlauchbehälters mit der geschlossenen Kammereinrichtung verbunden wird, wobei diese Flüssigkeit unter. Druck in die Kammereinrichtung eingebracht und hierdurch eine zusätzliche Menge der ersten Flüssigkeit in das System eingeführt wird, die aus dem anderen Ende des Schlauchbehälters austritt und sämtliche Flüssigkeit, mit Ausnahme der ersten Flüssigkeit, aus dem System ausspült.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Karamereinrichtung für den genannten Durchspülsehritt auf das vorbestimmte Mindestvolumen verkleinert wird.

7. Pipettiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen veränderbares Volumen besitzenden. Flüssigkeitskreis mit drei Zwangsverdrängungs-Zweirichtungspumpen, einen

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B'lüsslgkeit-SöhläufihbehMlter^ dessen einer Abschnitt in hindernisfFeier Verbindung mit allen Pumpen steht und dessen zweiter 'Abschnitte im Abstand vom ersten Abschnitt in einer Pipettenspitze endet, und eine Einrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Sehlauchbehälter und den.Pumpen nur über die Pipettenspitze aufweist, daß jede Pumpe ein vorbestimmtes ^ Mindest- und Höchstvolumen besitzt^ Wobei der Unterschied ztiischen dem Gesamtwert aller Mindest- und Höchstvolümina kleiner ist als das Volumeii'des Söhlauohbehälters, daß eine Einrichtung zur Vergrößerung der Volumina der Pumpen zum Ansaugen von Flüssigkeit über die Pipettenspitze in den Flüssigkeitskreis und zur Verkleinerung dieser Volumina zum Ausstoßen.der Flüssigkeit über die Pipettenspitze'vorgesehen ist und daß die Betätigungseinrichtung eine Einrichtung zur wahlweisen Betätigung nur einer einzigen pumpe zwecks Änderung des i Volumens des Flüssigkeitskreises und zur wahlweisen gleichzeitigen Betätigung einer Anzahl dieser Pumpen zwecks Änderung des Volumens des Flüssigkeitskreises ■ aufweist,,

8«, Vorrichtung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigurigseinriohtühg eine Einrichtting zur* wahlweisen Betätigung von zwei Pumpen'zwecks Vergrößerung

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»Ho*«

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dös Volumens des Flussigkeitskreises sowi'ö zW Be^äfel«. gung zweier weiterer Pumpen zwecks. Verkleinerung dieses Volumens aufweist* ' ■

9* Vorrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine Einrichtung zur Wahl« weinen Betätigung von zwei Pumpen zwecks Vergroßermig des Volumens des tfliissigkeitskreises, zur Be tat igung der restlichen Pumpe zviecks Vergrößerung des Volumens und zur gleichzeitigen Betätigung von zwei anderen Pumpen zwecks Verkleinerung des Volumens aufweist, wobei eine der beiden ζ we it genannt en Pumpen die restliche " Pumpe ist.·

10, Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine Einrichtung zur ge» meinsamen Betätigung von zwei Pumpen zwecks Vergrößerung " • des Volumens des Flüssigkeitskreises _t eine Einrichtung zur gemeinsamen Betätigung zweier !heiterer Pumpen zwecks .Verkleinerung des Volumens, zur Betätigung einer einzigen Pumpe zwecks Vergrößerung des Volumens sowie zur Betätigung einer weiteren einzigen Pumpe zwecks Verkleinerung des Volumens aufweist»

11* Vorrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß'

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der veränderbares Volumen besitzende Flüssigkeitskreis eine Ventileinrichtung zur Einführung einer Flüssigkeit in den Flüssigkeitskreis über eine andere Strömungsbahn als durch die Pipettenspitze aufweist«

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Zufuhr von unter Druck stehender Flüssigkeit über die Ventileinrichtung und zum Aus- ' stoßen dieser Flüssigkeit über die Pipettenspitze vorgesehen ist. ,

13„ Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung für die Pumpen eine Einrichtung aufweist, welche die Ventileinrichtung · gleichzeitig mit einer Pumpe betätigt.

1*1·. .Vorrichtung zum Umsteuern von Flüssigkeiten, gekenn- (J

zeichnet durch drei Zwangsverdrängungspumpen mit jeweils einem bewegbaren Kolben, der in der einen Bewe-. gungsrichtung Flüssigkeit in die Pumpe einzusaugen und in der anderen Bewegungsrichtung die Flüssigkeit auszustoßen vermag, eine aus einem Schlauchstück und einer an dessen einem Ende angebrachten Pipette bestehende Flüssigkeit-Speichereinrichtung, eine Einrichtung zur Verbindung des anderen Endes des Schlauchstücks mit

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der iPumpe, .eine :Ei^riehtung zur Verbindung eines FlüssigkeitsvoiPrats mit den Pumpen, mehrere Arbeitsvor-. richtungen ,und -eine ;Ha;-lterungseinrichtung zur -Halterung .der ArfeeitsvorriQht^^ zjweck_:s -wahl-weiser Be tat igung Koüibenpaare und bestimmter E^ln

m± 1 <, ^orrietotung naoli Anspruch \%&__Λ dadurcli gB daß die .^r^eiitsirorri,c;iii5ungeia Hieiirere von Hand betätigbare (jl-ieder ,s^nd, .die in .ein und derselben JaichtUng aus einer ^ers^n in β±Άβ ^weifte ^fbellung ,bewegbar und ,zwecks

in die -;er-s,fce SteiHung mit ¥orbelastungsein_? versehen ;Sind, daß _;egLne ,dieser Vurrictetungen

^aufweistj die ΐ>βα ;Bewegung d,er ;Vo;r\rich^ ,tmng in die -zweite S^eliLung .ejinen ^Kolben -^Um Ansaugen

in jp&ne ^Eumpe ^erpbag^rt^, .und ^# *$&&& ^rä^ohtungen -eiiie ^Einrichtung a,u£weist,

~ idie ^bei jBej^gung -jier Vorrichtung ΦΡ- ö-ie zweite ^SteiMung

z_;um ,Ausstoßen von jKLüssigkeit -venLagert _β

,Anspruch βφ,, iäadurrch

^Fgr-ge^^hen ^sind, daß ^eine der ^enti^eipricshtung -für die , _:die geschlossen »ist, -wenn 'Sjich das ^i^eordn^te .von -Hand betätp,gbar?e CrLied fin der ^ersten ^teillung befindet, und daß .eine Betätigung^

einrichtung zum Öffnen der Ventileinrichtung, wenn dieses Glied in die zweite Stellung verbracht worden ist, vorgesehen ist.

I?. Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Arbeitsvorrichtungen eine Einrichtung zum Verlagern von zwei Kolben zum Ansaugen,,von Flüssigkeit in die beiden zugeordneten Pumpen und eine andere Arbeitsvorrichtung eine Einrichtung zum Verschieben von zwei Kolben zum Ausstoßen der Flüssigkeit aus zwei weiteren Pumpen aufweist,

18. Vorrichtung nach Anspruch Vv_t dadurch gekennzeichnet, daß jede Pumpe einen mit einem hin- und hergehend gelagerten Kolben versehenen, im wesentlichen lotrecht angeordneten Zylinder aufweist, daß ander Halterungseinrichtung mehrere Kurbeleinrichtungen um waagerechten Achsen verdrehbar gelagert sind, die jeweils einen in einer lotrechten Ebene bewegbaren Arm aufweisen, daß jeder Kolben mit einem durch einen der Arme betätigbaren Mittel zur Bewegung in der einen Richtung und durch einen anderen Arm zur Bewegung in der entgegengesetzten.Sichtung versehen ist und daß von Hand betätigbare Einrichtungen zur Bewegung der Kurbeln vorgesehen sind. ■

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19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnetj daß die Einrichtungen- zur Betätigung der Kolben aus jeweils einem Anschlag an jedem Kolben bestehen, daß dor Arm der einen Kurbel so gelagert ist, daß er bei" Bewegung in der einen Richtung mit dem Anschlag in Berührung kommt, während der Arm der anderen Kurbel bei Bewegung in der entgegengesetzten Richtung mit dem Anschlag in Berührung gelangt, und daß ein an der Hai-' terungseinrichtung in einer lotrechten Ebene bewegbar gelagerter Hebel, eine Vorbelastungseinrichtung zum Aufwärtsdrängen des Hebels sowie eine den Hebel mit der Kurbel zwecks Bewegung des einen Arms in der einen und des anderen Arms in der entgegengesetzten Richtung in Abhängigkeit von einer wahlweisen Abwärtsbewegung des Hebels verbindende Einrichtung vorgesehen sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kurbel einen zweiten Arm und der Hebel einen schwenkbar gelagerten Hebelarm für jeden dieser zweiten Arme aufweist, daß die Verbindungseinrichtung einen an seinen Enden schwenkbar mit einem Hebelarm und einem. der zweiten Arme verbundenen Lenker aufweist, daß der Schwenkpunkt für den Lenker, welcher einen Kolben in der genannten Richtung zu verlagern vermag, in der einen Richtung vom Hebelarm-Schwenkpunkt entfernt ist und daß'

der Semwenkpunkt fite* -den liefiker^ welker. i^ii in der entgegengesetzteen £i:O,htung zu in der anderen ß^ehtung-vio;m iHefc^ ent

fernt i

.als M^r^loMtyarig ζιλπι ü Vorrats -.mit d^a Piiwnpsoa aus äas .zvilsoiien eizieni auf exne^ Kurabel um ^ genaltert Isii, oirtä Äaß der daß -er ,äas ^©Hlaußlnstüök in Glied ynd -einem jjrehtiar ^e^gerien spoken

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