DE1902297A1 - Device for pipetting with additional delivery of a reagent liquid - Google Patents

Device for pipetting with additional delivery of a reagent liquid

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Description

Dipl.-Ing.HiStrohschankDipl.-Ing.HiStrohschank

8 München 60
Mus8us3traße S
8 Munich 60
Mus8us3strasse S

17.1.1969 -SLa(if) 19O,1-688PJanuary 17, 1969 -SLa (if) 19O, 1-688P

AB Autokemi2_Karlavägen__832_Stockholm__(Schweden2AB Autokemi 2 _Karlavägen__83 2 _Stockholm __ (Sweden2

Vorrichtung zum Pipettieren mit zusätzlicher Abgabe einer ReagenzflüssigkeitDevice for pipetting with additional dispensing of a reagent liquid

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entnahme einer Flüssigkeitsprobe und zur Zuführung der Probe und eines flüssigen Reagens zu einer weiteren Flüssigkeitsprobe mit einer Pumpe und einer an deren Kammer angeschlossenen Kanüle. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Mikropipettieren,The invention relates to a device for taking a liquid sample and for supplying the sample and one liquid reagent to another liquid sample with a pump and a cannula connected to its chamber. In particular the invention relates to micropipetting,

3 d.h. auf ein· Pipettieren von Volumen unter 15 mm , obgleich sie nicht auf eine solche Anwendung beschränkt ist und auch noch beim Pipettieren wesentlich größerer Volumen vorteilhaft anwendbar ist.3 i.e., to pipetting volumes below 15 mm, although they is not restricted to such an application and can also advantageously be used when pipetting much larger volumes is.

Insbesondere beim Mikropipettieren mit zusätzlicher Abgabe einer Reagenzflüssigkeit hat es sich als schwierig herausgestellt, bei einem aufeinanderfolgenden Pipettiaren jeweils stets gleiche Volumen der Flüssigkeitsproben zu übertragen. Schwierigkeiten können vor allem entstehen, wenn zum Zuführen der Reagenzflüssigkeit zur Pipette flexible Schläuche verwendet werden, deren Aufnahmevolumen veränderbar ist. So führen beispielsweise die Elastizität eines Sehlauches und die unterschiedliche Dauer,In particular when micropipetting with additional delivery of a reagent liquid, it has proven to be difficult always transfer the same volume of the liquid samples in a successive pipette. trouble can arise especially when supplying the reagent liquid Flexible tubes with adjustable volume can be used for the pipette. For example, lead the elasticity of a visual tube and the different duration,

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die er nach einem Förderhub der Pumpe und einer dadurch zunächst verursachten Aufweitung bis zur Wiederentspannung auf seine vorherige Größe benötigt, zu beträchtlichen Änderungen seines Aufnahmevolumens in Abhängigkeit von Temperaturschwankungen, der Hysterese des Schlauchmaterials und von Bewegungen des Schlauches. Solche Volumenschwankungen können mehrere Prozent betragen. which he after a delivery stroke of the pump and a widening initially caused by it until it relaxes again to its previous one Size needed to cause considerable changes in its intake volume as a function of temperature fluctuations Hysteresis of the hose material and movements of the hose. Such volume fluctuations can amount to several percent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten * Mängel zu vermeiden und die eingangs genannte Vorrichtung so zu vervollkommnen, daß die eingestellten Pipettiervolumen auch bei auftretenden Temperaturschwankungen und unabhängig von den Materialeigenschaften verwendeter Schläuche stets sehr genau eingehalten werden.The invention is based on the object of avoiding the aforementioned * deficiencies and of the above-mentioned device in this way perfect that the set pipetting volume even with occurring temperature fluctuations and regardless of the material properties hoses used are always strictly observed.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß an die Pumpenkammer der Pumpe der eingangs genannten Vorrichtung außerdem eine Zuführungsleitung für das Reagens mit einem den Zufluß nach der Pumpe normalerweise absperrenden Ventil angeschlossen ist, welches mit dem Pumpenantrieb im Sinne seiner vorübergehenden Öffnung im Bereich der Förderhubendstellung der Pumpe gekuppelt ist.According to the invention, the object set is essentially solved in that the pump chamber of the device mentioned above also has a supply line for the Reagent is connected to a valve that normally shuts off the flow after the pump, which valve is connected to the pump drive is coupled in the sense of its temporary opening in the area of the delivery stroke end position of the pump.

Durch eine geeignete Steuerung der Öffnungszeit eines solchen Ventils hat man es in der Hand, das Volumen der der Pumpenkammer z.ugeführten zusätzlichen Reagenzflüssigkeit a=hr genau einzustellen.By appropriately controlling the opening time of such With the valve you have it in your hand, the volume of the additional reagent liquid supplied to the pump chamber a = hr exactly to adjust.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in Verbindung mit einer Kolbenpumpe schließt die genannte Zuführungsleitung an die Pumpe axial zu deren Kolben auf der diesem gegenüber-liegenden Seine der Pumpenkamr.er an5 während der Ventilkörper des an der Einmündungsstelle der Zuführungsleitung angeordneten Ventils durch den -die Funkenkammer in seiner Förderhubendstellung durchsetzenden Kolben entgegen der KraftAccording to a preferred embodiment of the invention in connection with a piston pump, said supply line to the pump closes axially to its piston on the opposite side of the pump chamber at 5, while the valve body of the valve arranged at the point where the supply line joins the pump through the Spark chamber in its delivery stroke end position penetrating piston against the force

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einer Schließfeder in ssine Üffnungsstellung verschiebbar ist.a closing spring is displaceable in its open position.

Andere Ausgestaltungen betreffen weitere konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Other configurations relate to further structural details the device according to the invention.

In der Zeichnung, die eine Pipettiervorrichtung in einer Schemadarstellunp in Verbindung mit einer geschnitten dargestellten Pipettierpumpe zeigt, ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, a pipetting device is shown in a Schemadarstellunp in connection with a section Shows the invention is illustrated by way of example.

Die dargestellte Pipettiervorrichtung dient zum Übertragen von Flüssigkeitsproben aus einer Reihe 1 von Prcbenplasern 3 in eine Pveihe 2 von Probengläsern 3, V7obei in die Probengläser H jeweils noch ein bestimmtes Volumen einer Reagenzflüssigkeit aus einem Behälter 5 zusätzlich eingebracht werden soll. Su diesem Zweck kann eine rohrförmige Kanüle 6 entlang der gestrichelt dargestellten Linie 7 iv, an sich bekannter Weise hin- und herbewegt xierden.The pipetting device shown serves to transfer liquid samples from a row 1 of sample lasers 3 into a row 2 of sample glasses 3, with a certain volume of a reagent liquid from a container 5 to be additionally introduced into each of the sample glasses H. For this purpose, a tubular cannula 6 can be moved back and forth along the dashed line 7 iv, in a manner known per se.

Die Kanüle 6 ist an die Funkenkammer 8 einer Pipettierpumpe mit einem Pumpenkolben 9 angeschlossen, 3er in Form einer hin- und herverschiebbaren Stange in die Pumpenkammer hinein verschiebbar ist. Das äußere Ende des Pumpenkolbens 9 ist in einem Plunger 10 größeren Durchmessers festgelegt·, dex1 in einem Betätigungszylinder 11 hin- und herverschiebbars sowie durch eine einerseits : an der Pumpenkammer 8 und anderseits im Plunger 10 abgestützte Feder 12 in seine dargestellte Förderhubausgangsstellung vorgespannt ist.The cannula 6 is connected to the spark chamber 8 of a pipetting pump with a pump piston 9, 3 in the form of a rod that can be pushed back and forth into the pump chamber. The outer end of the pump piston 9 is · defined in a plunger 10 of larger diameter, dex 1 in an actuating cylinder 11 slide back and forth s and by a one hand: is biased in the pump chamber 8 and on the other hand, in the plunger 10 supported spring 12 to its illustrated Förderhubausgangsstellung .

Der Plunger 10 kann mittels an seinem Boden angreifender Preßluft in den Betätigungszylinder 11 hinein verschoben werden, , die von einer Druckluftquelle 13 geliefert wird. Die Druckluft zufuhr wird durch ein Ventil 14 gesteuert, das von einer übli chen Steuervorrichtung 15 her gesteuert wird. Der Hub des The plunger 10 can be displaced into the actuating cylinder 11 by means of compressed air which acts on its base and which is supplied by a compressed air source 13. The compressed air supply is controlled by a valve 14 which is controlled by a übli chen control device 15 ago. The hub of the

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Plungers 10 kann von einer Einstellschraube 16 her eingestellt. werden, gegen die der Plunger 10 in seiner äußeren Endstellung anschlägt. Die Einstellung der Einstellschraube 16 -wird durch das'Anziehen einer Gegenmutter 17 gesichert, die bei einer entsprechenden Ausgestaltung mit einem Dichtring zugleich zum dortigen Abdichten gegenüber der entlang der Einstellschraube 16 in den Betätigungszylinder 11 gelangenden Druckluft dienen kann. Im übrigen ist der im Betätigungszylinder 11 zwischen dem Plunger 10 und der Pumpenkammer 8 befindliche, den Pumpenkolben 9 umgebende Raum durch eine Öffnung 18 des Betätigungszylinders · 11 nach außen entlüftet. ..-"■■Plungers 10 can be adjusted by means of an adjusting screw 16. against which the plunger 10 in its outer end position strikes. The setting of the adjusting screw 16 is secured by tightening a lock nut 17 which, when a corresponding configuration with a sealing ring at the same time for sealing there relative to the one along the adjusting screw 16 in the actuating cylinder 11 are used compressed air can. In addition, in the actuating cylinder 11 is between the Plunger 10 and the pump chamber 8 located, the pump piston 9 surrounding space through an opening 18 of the actuating cylinder 11 vented to the outside. ..- "■■

Außer der Kanüle 6 ist an die Pumpenkammer 8 an deren dem Pumpenkolben 9 gegenüberliegenden Seite über ein Ventil 19 eine Zuführungsleitung 20 für die Reagenzflüssigkeit aus dem Behälter 5 angeschlossen. Dabei dient zur .Zuführung der Rea.genzflüssigkeit eine in der Zuführungsleitung 20 befindliche Pumpe 21 und ein in deren Druckleitung befindiiches Ventil 22, welches ebenfalls durch die Steuervorrichtung 15 gesteuert wird. ■Except for the cannula 6 is to the pump chamber 8 at the Pump piston 9 opposite side via a valve 19 a Supply line 20 for the reagent liquid from the container 5 is connected. It is used to supply the reagent liquid a pump 21 located in the supply line 20 and a valve 22 located in their pressure line, which is also is controlled by the control device 15. ■

Das Ventil 19 weist einen Ventilkörper 2 3 auf, der durch eine Schließfeder 2M- nach der Pumpenkammer 8 hin*- in seine ψ Schließstellung vorgespannt ist. Der Hub des Pumpenkolbens 9 ist'so bemessen, daß er im Bereich seiner Förderhubendstellung ■ die ganze Pumpenkammer 8 durchsetzt und den Ventilkörper 23 in; seiner Endstellung entgegen der Kraft der Schließfeder 24 noch nachäüßen in seine Öffnungsstellung verschiebt.The valve 19 has a valve body 23, which is biased by a closing spring 2M- towards the pump chamber 8 * - in its ψ closed position . The stroke of the pump piston 9 is so dimensioned that it passes through the entire pump chamber 8 in the region of its delivery stroke end position and the valve body 23 in ; its end position against the force of the closing spring 24 still nachäüß moves into its open position.

Die ganze Einheit der in 'der Zeichnung geschnitten dargestellten Pipettierpumpe, die in der Zeichnung zur besseren Veranschaulichung in einem wesentlich größeren Maßstab als die Probengläser 3 und 4 dargestellt ist, wird gemeinsam mit der mit ihr starr verbundenen Kanüle 6 bewegt, während sowohl die Zuführungsleitung 20 und die vom Ventil 14 ausgehende .Druckluftleitung jeweilsThe whole unit of the cut shown in 'the drawing Pipetting pump in the drawing for better illustration on a much larger scale than the sample tubes 3 and 4 is shown, together with the rigid with it connected cannula 6 moves while both the supply line 20 and the .Druckluftleitung outgoing from valve 14, respectively

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einen flexiblen Leitungsteil 25 aufweisen.have a flexible line part 25.

Die beschriebene Pipettiervorrichtung arbeitet folgendermaßen: The pipetting device described works as follows:

Wenn der Pumpenkolben 9 sich in seiner oberen Endstellung befindet, wird die Kanüle 6 in ein Probenglas 3 abgesenkt, woraufhin das. Ventil-14·' von der Steuervorrichtung 15 aus in eine Stellung gebracht wird, bei der keine Druckluft mehr auf den Plunger 10 einwirken kann* Infolgedessen drückt die Feder 12 den Plunger 10 wieder in seine dargestellte, an der Einstellschraube 16 abgestützte äußere Endstellung, womit die Pumpe zugleich eine bestimmte, dem Hub des Pumpenkolbens 9 entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem Probenglas 3 in die Kanüle hinein saugt. Da das Ventil 22 geschlossen ist, entfällt ein Ansaugen von Flüssigkeit aus der Zuführungsleitung 20 selbst in dem kurzen Augenblick zu Beginn des Saughubes, wo das Ventil 19 noch einen Augenblick offen ist. When the pump piston 9 is in its upper end position is located, the cannula 6 is lowered into a sample glass 3, whereupon the. Valve-14 · 'from the control device 15 into a Position is brought in which no more compressed air on the Plunger 10 can act * As a result, spring 12 pushes the plunger 10 back into its illustrated position on the adjusting screw 16 supported outer end position, whereby the pump at the same time a certain amount of liquid corresponding to the stroke of the pump piston 9 from the sample tube 3 into the cannula sucks into it. Since the valve 22 is closed, there is no one Sucking in liquid from the supply line 20 itself in the brief moment at the beginning of the suction stroke when the valve 19 is still open for a moment.

Nunmehr wird die Kanüle 6 gemeinsam mit der ganzen Pumpeneinheit entlang der gestrichelten Linie 7 in ein Probenglas 4 abgesenkt, woraufhin das Ventil 14 von der Steuervorrichtung 15 her auf gesteuert und Druckluft aus der Druckluftquelle 13" erneut dem Betätigungszylinder 11 zugeführt wird."Infolgedessen führt der Plunger 10 nebst Pumpenkolben 9 seinen nächsten FÖrderhub aus, durch'den die in die Kanüle 6 eingesaugte Flüssigkeit nunmehr in das Probenglas 4 abgegeben wird. In.seiner Förderhubendstellung verschiebt der Pumpenkolben 9 auch den yentilkörper 23 des Ventils 19.in seine Öffnungsstellung, wobei oder*woraufhin die Steuervorrichtung 15 das Ventil 22 aufsteüert und die Verbindung von der Pumpe 21 zur Zuführungsleitung 20'herstellt. Die Pumpe 21 fördert damit ein bestimmtes Volumen der Reagenz-flüssigkeit aus dem Behälter 5 durch dieThe cannula 6, together with the entire pump unit, is now placed in a sample tube along the dashed line 7 4 lowered, whereupon the valve 14 of the control device 15 controlled and compressed air from the compressed air source 13 "is again supplied to the actuating cylinder 11." As a result the plunger 10 together with the pump piston 9 performs its next delivery stroke from, through'den the liquid sucked into the cannula 6 is now released into the sample tube 4. In its The pump piston 9 also moves the valve body 23 of the valve 19 into its open position, the delivery stroke end position or * whereupon the control device 15 opens the valve 22 and the connection from the pump 21 to the supply line 20 'is established. The pump 21 thus promotes a certain Volume of the reagent liquid from the container 5 through the

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■ Zuführungsleitung 2.0, das Ventil 19 9 die Pumpenkammer 8~und die Kanüle 6 in das Probenglas 4. Dieses Hiiidurchfordern der Reagenzflüssigkeit reinigt zugleich die Kanüle 6 von noch vorhanden gewesenen Restbestandteilen der vorher pipettierten. Flüssigkeit aus dem Probenglas 3. "Feed line 2.0, the valve 19 9, the pump chamber 8 ~ and the cannula 6 into the sample tube 4. This pushing through of the reagent liquid at the same time cleans the cannula 6 of any residual components that were previously pipetted. Liquid from sample tube 3. "

Nunmehr-wird die Kanüle 6 zusammen mit der ganzen Pumpeneinheit .wieder entlang der gestrichelten Linie 7, in ein nächstes Probenglas 3 der Reihe 1 eingetaucht, woraufhin der beschriebene Pipettiervorgang wiederholt werden kann.Now the cannula 6 together with the entire pump unit. Again along the dashed line 7, in a next Sample glass 3 of the row 1 immersed, whereupon the described Pipetting process can be repeated.

Um die Gefahr einer unerwünschten Einbringung von Flüssigkeit aus einer vorher genommenen Probe in ein nächstes Probenglas *+ < der Reihe 2 weiter herabzusetzen,, kann man die Kanüle 6 während des Zuführehs der Reagenzflüssigkeit: aus dem Behälter 5 gewünschtenfalls auch noch von außen mit Reagenzflüssigkeit bespülen. Die hierzu erforderliche zusätzliche Vorrichtung ist in der Zeichnung gestrichelt dargestellt und umfaßt eine von der Zuführungsleitung 20 abgezweigte Zweigleitung. 26, die an einer die Kanüle 6 umgebenden Ringdtise 27 endigt. Durch eine geeignete Bemessung derRingdüse 27 und der lichten Weite der die Kanüle 6 teilweise umgebenden Zweigleitung 26 kann man erreichen, daß das Äußere der Kanüle 6 jeweils durch die gewünschte Flüssigkeitsmenge gespült wird. In order to further reduce the risk of undesired introduction of liquid from a previously taken sample into a next sample tube * + < in row 2, the cannula 6 can be rinsed with reagent liquid from the outside during the supply of the reagent liquid: from the container 5, if desired . The additional device required for this is shown in dashed lines in the drawing and comprises a branch line branched off from the supply line 20. 26, which ends at an annular nozzle 27 surrounding the cannula 6. By suitably dimensioning the ring nozzle 27 and the clear width of the branch line 26 partially surrounding the cannula 6, it can be achieved that the exterior of the cannula 6 is flushed with the desired amount of liquid.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aüswärtshub des Plungers 10 durch die Einstellschraube 16 begrenzt. Auch das Ende des Förderhubes ist einstellbar, und zwar gemäß dem Ausführungsbeispiel mittels eines den Pumpenkolben 9 umgebenden,* .in die Pumpenkammer 8 einschraubbaren Anschlagrohr^28, an dessen freies Ende der Plunger B am Ende des Förderhubes anschlägt. Durch ein Einstellen der E inschraub tief e ^de^Ü-n~- aeitr^ub^-ieie-des Anschlagrohres 28 ist die Endlage des Pumpenkolbens 9 am Förderhubende und damit zugleich der Öffnungshub In the illustrated embodiment, the outward stroke of the plunger 10 is limited by the adjusting screw 16. The end of the delivery stroke is also adjustable, according to the exemplary embodiment by means of a stop tube 28 which surrounds the pump piston 9 and can be screwed into the pump chamber 8, at the free end of which the plunger B strikes at the end of the delivery stroke. By setting the screw-in depth e ^ de ^ Ü-n ~ - aeitr ^ ub ^ -ieie-of the stop tube 28, the end position of the pump piston 9 is at the end of the delivery stroke and thus at the same time the opening stroke

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des Ventilkörpers 23 des Ventils .19 einstellbar.-Überdies nimmt d_as Änschlagrohr 28 an seinem der Pumpenkämmer 8 zugekehrten Ende, zugleich einen Dichtring auf, der den Pumpenkolben 9 abdichtet. - ■ .of the valve body 23 of the valve .19 adjustable.-Moreover, takes d_as Änschlagrohr 28 at its end facing the pump chamber 8, at the same time a sealing ring which seals the pump piston 9. - ■.

Claims (5)

PatentansprücheClaims 1. Vorrichtung zur-Entnahme einer Flüssigkeitsprobe und zur Zuführung der Probe-und eines flüssigen Reagens zu einer weiteren Flüssigkfeitsprobe mit.einer Pumpe und einer an deren Kammer angeschlossenen Kanüle, dadurch gekennzeichnet, daß an die Pumpenkammer (8) außerdem eine Zuführungsleitung (20, 25) für; das Reagens mit.einem den Zufluß nach der Pumpe normalerweise absperrenden Ventil (19) angeschlossen ist, welches mit dem Pumpenantrieb im Sinne seiner vorübergehenden Öffnung im Bereich der Förderhubendstellung der Pumpe gekuppelt ist.1. Device for taking a liquid sample and for Feeding the sample and a liquid reagent to a further liquid sample with a pump and another Chamber connected cannula, characterized in that on the pump chamber (8) also has a supply line (20, 25) for; the reagent with one of the inflow after the pump normally shut-off valve (19) is connected, which with the pump drive in the sense of its temporary opening is coupled in the area of the delivery stroke end position of the pump. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Kolbenpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (20) an die Pumpe axial zu deren Kolben (9) auf der diesem gegenüberliegenden Seite der Pumpenkammer (8) anschließt und der Ventilkörper (23) des an der Einmündungsstelle der Zuführungsleitung (20) angeordneten Ventils (19) durch den die Pumpenkammer (8) in seiner Förderhubendstellung durchsetzenden Kolben (9) entgegen der Kraft einer Schließfeder (21O in seine öffnungsstellung verschiebbar ist. 2. Apparatus according to claim 1 with a piston pump, characterized in that the feed line (20) connects to the pump axially to the piston (9) on the opposite side of the pump chamber (8) and the valve body (23) of the at the junction point the supply line (20) arranged valve (19) is displaceable by the pump chamber (8) passing through its Förderhubendstellung piston (9) against the force of a closing spring (2 1 O in its open position. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine Feder (12) in seine Föfderhubausgangsstellung vorgespannte Kolben (9) pneumatisch betätigbar ist. '■""■·--. ■ - " - - -3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the by a spring (12) in its feed stroke starting position biased piston (9) can be actuated pneumatically. '■ "" ■ · -. ■ - "- - - 4. Vorrichtung nach Anspruch 3,- dadurch gekennzeichnet, daß das beispielsweise über einen Plunger (10) auf einen größeren. Durchmesser abgesetzte äußere Ende des Kolbens (9)'-" in -eineia durch Druckluft beaufschlagbaren Betätigungszylinder.(11)-geführt ist. ■ ■ . . .-"■... ■"■".".■- : 4. Apparatus according to claim 3, - characterized in that the for example a plunger (10) on a larger one. Diameter of the offset outer end of the piston (9) '- "in one actuating cylinder that can be acted upon by compressed air. (11) - is guided. ■ ■.. .-" ■ ... ■ "■". ". ■ - : 9Ö983 7/08 92 -9Ö983 7/08 92 - ^ OBI01NAL^ OBI01NAL 5 *. VaKPieusEiiiig nacM einem dies1 Ärtsp^üeliie 2 bis- *ir, gekennÄeiciiL-5 *. VaKPieusEiiiig after a dies 1 Ärtsp ^ üeliie 2 bis- * ir , gekennÄeiciiL- ηβΐ: diipcdäi. eine die Fo^dexliiiifeasisgaiigssteliiffig und damit denηβΐ: diipcdäi. one the Fo ^ dexliiiifeasisgaiigssteliiffig and thus the FoffdeEhul); BestrimmeBidle EiR-.s;t;ellseteatEl)>e €iSis die am äußejeeni Ende des KolbönsFoffdeEhul); DetermineBidle EiR-.s; t; ellseteatEl)> e € iSi s those at the äußejeeni end of the Kolbön ORIGINALINSPECTEDORIGINALINSPECTED
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