-
Beschreibung zu der betreffend PIPETTI ERGERXT Die Erfindung betrifft
ein Pipettiergerät, das sich insbesondere für die Durchfilhrung chemischer oder
medizinisch-technischer Versuche und Analysen eignet.
-
Bei derartigen Arbeiten ist es gewöhnlich erforderlich, nacheinander
verschiedene Flttssigkeiten in hochgenau dosierten Mengen einzelnen Vorratsbehältern
zu entnehmen und beispielsweise in ein gemeinsames Reagenzgefäss einzuführen. Die
oft bis auf Milliliter erforderliche Genauigkeit der Dosierung wird herkömmlicherweise
mit Hilfe einer Pipette erreicht, die aus einem beidseitig offenen Glasröhrchen
mit kolbenartig verstärktem und gelegentlich
skalenartig geeichtem
Mittelteil besteht. Eine solche Pipette wird bisher mit der jeweils gewünschten
Flüssigkeit dadurch gefüllt, dass.der Laborant entweder an dem oberen Pipettenende
selbst oder an einem auf dieses Ende aufgesetzten Schlauch mit dem Mund saugt, bis
der Flüssigkeitsstand in dem Kolben auf die gewünschte Skaleneinteilung angestiegen
ist.
-
Einer der wesentlichsten Nachteile dieser hérkommlichen Methode besteht
darin, dass der Laborant beim Pipettieren giftiger oder gesundheitsschädlicher Flüssigkeiten
der Gefahr ausgesetzt ist, dass Bestandteile einer solchen Flüssigkeit in seinen
Mund geraten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass sich durch das Ansaugen
mit dem Mund nicht die Genauigkeit dor Dosierung praktisch erreichen lasst, die
aufgrund der Ablesegenauigkeit theoretisch möglich wäre.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Gefahr der Gesundheitsschädigung
des Laboranten auszuschalten, die Messgenauigkeit und Schnelligkeit zu erhöhen.
-
Zur erfindungsgemässen Lösung dieser Aufgabe dient ein Pipettiergerat
mit einer, mittels eines Fernbedienungsschalters, ein- und ausschaltbaren elektrischen
Vakuumpumpe, an deren Ansaugseite ein auf die obere ÖffnuAg einer Pipette aufsetzbares
Endstück über einen Schlauch angeschlossen ist. Gegenstand der Erfindung ist also
ein verhältnismässig unkompliziertes und billiges Laborhilfsgerät, das neben der
Vermeidung der erwähnten Nachteile noch den Vorzug aufweist, dass es in Verbindung
mit den gebrauchlichen, als Massenprodukt hergestellten Pipetten verwendbar iste
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Endstück an einem Finger befestigbar.
In der Regel wird dies der rechte Zeigefinger des Laboranten sein, wEhrend der rechte
Daumen und der rechte Mittelfinger die Pipette halten, so dass die linke Hand wie
früher bei spielsweise zum Greifen desjenigen Gefasses freibleibt, aus dei Flüssigkeit
entnommen werden soll.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung bildet der Fernbedienungsschalter
mit dem genannten Endstück ein
Einheit und ist durch Fingerdruck
betatigbar. Die gesamte Bedienung des Pipettier-Hilfsgerates iNt der einfach und
empfindlich. Bei einer anderen Ausgestaftungsfonn der Erfindung besteht der Fernbedienungsschalter
aus einem Fussschalter. In beiden F&llen ist also dafllr gesorgt, dass das Ein
und Ausschalten der Vakuumpumpe keine freie Hand benötigt.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung besitzt das erfindungsgemasse
Pipettiergerat einen Netzanschluss sowie einen Transformator zur Herabsetzung der
an den Kontakten des Schalters liegenden Spannung. Dies ist insbesondere bei der
Ausführung des Fernbedienungsschalters als Fingerschalter von Vorteil, um die Gefahr
eines elektrischen Schlages zu beseitigen.
-
Weitere Vorteile des erfindungagem&ssen Gerates ergeben sich
aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnungen, in denen Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung eines erfindungsgemässen
Pipettiergerätes wiedergibt;
Fig. 2 eine Unteransioht und Fig. 3
eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Endstücks des in Fig. 1 gezeigtem
Pipettiorgerätes darstellen; Fig. 4 die Handhabung des in Fig. 2 und 3 gezeigten
EndstÜcks veranschaulicht; whhrend Fig. 5 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen
Pipettiergerätes zeigt.
-
Gemäss Fig. 1 wafasst das Pipettiergerät eine Vakuumpumpe 10, die
am einfachsten als eine durch eine Elektromagnetspule betätigte Vibrationsmembranpumpe
ausgeführt ist. Ebensogut lässt sich jedoch auch eine Kolbenpumpe, eine Kreiselpumpe,
eine Kreiskolbenpu;pe oder jede andere Art elektrisch betätigbarer Vakuumpumpem
verwenden.
-
Die Auslaßseite der Vakuumpumpe 10 ist mit einem ins Freie führenden
Rohrstutmen 12 versehen, wahrend die Ansaugseite der Vakuumpumpe 10 über eine Leitung
14 mit dem Inneren eines Auffangbehälters 16 in Verbindung steht. Eine weitere Leitung
18, die, wie sich aus den Fig. 2 und 4 ergibt,
in ihrem Hauptteil
aus einem Schlauch 20 besteht, verbindet eine in dem weiter unten im einzelnen beschriebenen
Endstück 22 vorgesehene innere Bohrung 24 ebenfalls mit dem Auffangbehälter 16.
Der Auffangbehälter 16, in den die beiden Leitungen 14 und 18 senkrecht von oben
eingeführt sind, dient dazu, etwa aus einer Pipette durch die Leitung 18 mitgerissene
Flüssigkeit von der Vakuumpumpe 10 fernzuhalten. Das bisher beschriebene, aus dem
Endstück 22, der Leitung 18, dem Auf fangbehälter 16, der Leitung 14 und der Vakuumpumpe
10 bestehende System stellt eine nur durch die Bohrung 24 und den Rohrstopfen mit
der Umgebung in Vexbindung stehende, im übrigen gegen diese hermetisch abgedichtet
Einheit dar.
-
Die elektrische Versorgung der Yakuumpumpe 10 erfolgt über ein Paar
von Anschlussklemmen 26, an die die Primärwicklung 28 eines Transformators 30 angeschlossen
ist. Der eine Pol der Sekundärwicklung 32 des Transformators 30 ist direkt mit einer
Klemme der Vakuumpumpe 10 verbunden, während der andere Pol der Sekundärwicklung
32 über einen Draht 36, einen mit einem Endstück 22 eine Einheit bildenden und im
einzelnen anhand von Fig. 2 und 3
weiter unten beschriebenen Fingerschalter
38 sowie einen weiteren Draht 40 mit der zweiten Klo-. der Vakuunpunpe 10 verbunden
ist.
-
Das Anschlussklemmenpaar 26 kann beispielsweise durch einen Stecker
verkörpert sein, der einen Anschluss des Pipettiergerätes an ein normales Netz einer
Spannung von beispielsweise 220 Volt gestattet. Durch entsprechende Wahl der Windungszahlen
der Primär- und Seundärwicklungen 28,32 des Transformators 30 wird die Sekundarspannung
auf einen Wert (beiapielsweise 10 bis 20 Volt) herabgesetzt, bei dem elektrische
Schläge wie sie unter Umständen infolge beschädigter Isolation an dem Fingerschalter
58 auftreten können, für den menschlichen Körper unschädlich sind.
-
Die Anschlussklemmen 26 können auch beispielsweise die Klemmen einer
Batterie sein. In diesem Falle entfällt selbstverständlich der Transformator 30.
Ist die Spannung der Batterie niedrig genug, beispielsweise 6 oder 12 Volt, so erübrigen
sich auch weitere Mittel zur Herabsetzung der Spannung. Bei dem in Fig. 1 gezeigten
Ausfllhrungsbeispiel ist ein Hauptschalter 42 auf der Primärseite des Transformators
30 vorgesehen.
-
Die Auswahl der Pumpenart richtet sich nach der Art der Stromversorgung.
Soll, wie oben erwähnt, die einfachs Membranpumpe mit Magnetspulantrieb verwendet
werden, so ist Wechselstromversorgung erforderlich, die entweder aus einem Wechselstromnetz
abgeleitet oder durch umgeformten oder zerhackten Gleichstrom erzeugt wird. Bei
der Ausführungsform nach Fig. 1 liegt ferner die Pumpe 10 zusammen mit dem Fingerschalter
38 im Sekundärkreis und muss deshalb fÜr eine entsprechend niedrige Spannung ausgelegt
sein.
-
Es ist auch denkbare die Pumpe 10 mit der an den Eingangsklemmen 26
auftretenden Primärspannung zu betreiben und den Transformator zum Schutz des Fingerschalters
38 zwischen den Leitungsdrähten 36 und 40 einzuschalten.
-
Wie in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet, können die
Pumpe 10, der Auffangbehalter 16, der Transformator 30, der Gleichrichter 34 und
der Haupt schalter 42 in einem Gehäuse 44 zu einer Baueinheit susammengefasst sein.
-
Gemäss den Fig. 2 und 9 besteht das Endstück 22 aus einer oberen
Kontaktplatte 46, einem Gummiring 48 und
einer unteren Kontaktplatte
50. Diese drei Elemente 46,48 und 50 sind miteinander verklebt oder in sonstiger
Weise miteinander verbunden. Innerhalb des Gummirings 48 weist die untere Kontaktplatte
50 einen nach oben ragenden ringförmigen Ansatz 52 auf, der die obere tontaktplatte
46 berührt, wenn die beiden Kontaktplatten gegeneinander gedrückt werden und dabei
der Gummiring 48 zusammengepresst wird. Die beiden Kontaktplatten 46 und 50 stellen
also die Kontakte des Fingerschalters 38 dar und sind über Lötstellen 54 und 56
mit den Drähten 36 bzw. 40 verbunden. Die untere Kontaktplatte 50 weist an ihrer
Unterseite eine konkave Ausnehmung 58 auf, deren Fläche mit einer elastischen, gummiartigen
Schicht 60 beschichtet ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, steht die Bohrung 24 des Endstücks
22 über ein Rhhrchen 62 mit der Leitung 18 in Verbindung. Dieses Röhrchen 62 führt
gemass Fig. 3 durch den zwischen den Kontaktplatten 46 und 50 bestehenden Raum,
durch den Gummiring 48 hindurch und mündet, gemäss Fig. 2, in den Schlauch 20. Wie
ais Fig. 2 ersichtlich, ist das Röhrchen 62 im wesentlichen in einer zu der Ebene
der Kontaktplatten 46 und 50 parallelen Ebene an der Stelle 64 abgewinkelt. Wie
aus Fig. 2 und Fig. 4 hervorgeht, sind die Drähte 36 und 40
durch
Verbindungselemente 66, beispielsweise Klebstreifen oder Schellen an dem Schlauch
20 befestigt.
-
Gemäss Fig. 2 und 3 sind an der oberen Kontaktplatte 46 zwei nach
oben ragende Bügel 68befestigt, zwischen denen zur Befestigung am Finger ein elastisches
Band 70 eingespannt ist. Auf der einen Seite weist das Band 70 mehrere Löcher 72
auf und ist daher bei Bedarf verstellbar.
-
Statt der in Fig. 2 und 3 gezeigten Vorrichtung zur Befestigung des
Endstücks 22 am Finger sind selbstverständlich auch andere Mittel, wie Riemen oder
Klammern denkbar.
-
Die Betätigung des in den Fig, 1 bis 3 gezeigten Pipettiergerätes
wird anhand von Fig. 4 erläutert. Das mit dem Fingerschalter 38 eine Einheit bildende
Endstück 22 ist mit Hilfe des Bandes 70 am rechten Zeigefinger des Laboranten befestigt,
während Daumen und Mittelfinger eine Pipette 74 derart gegen das Endstück 22 pressen,
dass die obere Pipettenöffnung mit der Bohrung 24 in dem Endstück 22 fluchtet. Die
die Bohrung 24 umgebende elastische Schicht 60 (Fig. 3) sorgt dafür, dass bei entsprechendem
Anpressdruck die Pipette 74 mit der Vakuumpumpe 10 dicht verbunden
ist.
Der Laborant führt nun die Pipette in das betreffende Gefäss ein, aus des eine dosierte
Flüssigkeitsmenge entnommen werden soll. Die Vakunmpumpe wird, vorausgesetzt, dass
der Hauptsohalter 42 geschlossen ist, dadurch in Betrieb gesetzt, dass der Zeigefinger
seinen Druck auf das Endstück 22 so weit erhöht, bis die obere Kontaktplatte 46
den Ansatz 52 an der unteren Kontaktplatte 50 an wenigstens einer Stelle berührt.
Der elektrische Stromkreis ist somit geschlossen, und die Pumpe, deren Förderrichtung
in Fig. 1 durch den Pfeil 76 angegeben ist, erzeugt einen Unterdruck in der Pipette
74 und zieht dadurch Flüssigkeit in die Pipette hinein, Entspricht die gepumpte
Plüssigkeitsmenge der gewünschten Dosis, so vermindert der Laborant den mit dem
Zeigefinger ausgeübten Druck auf einen Wert, der unterhalb des zur Kontaktgabe erfordorlichen
Schaltdrucks liegt. Dieser Schaltdruck liegt jedoch noch oberhalb desjenigen Anpressdrucks,
der erforderlich ist, um dichten Anschluß der Pipette an die Vakuumpumpe zu gewährleisten.
-
Dadurch wird die Flüssigkeit in der Pipette auch im abgeschalteten
Zustand der Pumpe gehalten, sodass die Pipette aus dem Entnahmegefäss herausgeführt
und ohne Flüssigkeitsverlust in ein anderes Gefäss eingeführt werden kann.
-
(In der Pumpe oder an einer Stelle der Leitung 18 ist selbstverständlich
wenigstens ein Ventil vorgesehen, damit die Pipette 74 bei abgeschalteter Pumpe
10 nicht direkt mit dem Auslaßstutzen 12 in Verbindung steht.) Um die Pipette in
das neue Gefäss zu entleeren, vermindert der Laborant den mit dem Zeigefinger ausgeübten
Druck weiterhin, bis sich die obere Pipettenöffnung von der elastischen Schicht
60 abhebt und dadurch den oberhalb der Flüssigkeit befindlichen Unterdruck aufhebt.
-
Die Bedeutung des mit dem Endstück 22 starr verbundenen Röhrchens
62 wird ebenfalls aus Fig. 4 verständlich. Durch die Abwinkelung an der Stelle 64
ist das R6hrchen 62 so geformt, dass es zwischen dem Zeigefinger und dem Mittelfinger
liegt. (Das Röhrchen 62 ist in Fig. 4 durch den Zeigefinger verdeckt). Dadurch,
dass nicht der flexible Schlauch 20 bis dicht an das Endstück 22 selbst herangeführt
ist, wird, wie aus Fig. 4 hervorgeht, der Schlauch in einem gewissen Abstand von
der Pipette 74 gehalten, sodass eine leichtere Bewegung der Pipette relativ zu dem
Endstück sowie eine leichtere Ablesung der Pipettenskala möglich ist.
-
Die in Fig. 5 geeigte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen
nach Fig. 1 lediglich darin, dass der Fingerschalter 38 durch einen Fußschalter
78 mit Arbeitskontakt ersetzt ist. Bei dieser Ausgestaltung ist also das Vakuum-Litungssystem
von dem elektrischen Leitungssystem ausserhalb des Gehauses 44 räumlich getrennt.
-
Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass das Endstück beispielsweise
als einfaches Gummiteil mit einer Durchführungsbohrung ausgeführt sein kann, während
als Schalter ein handelsüblicher Fußschalter benützt werden kann. Bezüglich der
Handhabung dürfte jedoch die Ausführungsform nach Fig. 1 vorzuziehen sein, da sich
bei der dort verwandten Schalterbauweise die ZUtL Pipettieren erforderliche Reihenfolge
der Schritte: Ansaugen - Festhalten - Entleeren der Fl;ssi.gkeit, zwangsläufig ergibt,
während bei dem Gerät nach Fig. 5 eine solche Reihenfolge durch Koordination der
Hand- und Fussbewegungen hergestellt werden muss.
-
Patentansprüche