DE1917491A1

DE1917491A1 - Pipettiervorrichtung

Info

Publication number: DE1917491A1
Application number: DE19691917491
Authority: DE
Inventors: Roach William John
Original assignee: Oxford Laboratories Inc
Current assignee: Oxford Laboratories Inc
Priority date: 1968-08-16
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1970-04-23
Also published as: CA949504A; JPS4948791B1; FR2015747A1; USRE27637E; GB1271683A; GB1271684A; CA958383A; FR2015747B1; JPS503956B1; DE1917491B2; CH513673A; SE398448B; SE350335B; DE6913778U; US3494201A

Description

191749t

PATENTANWÄLTE DR'. CLAUS REINLÄNDER DIPL.- ING. KLAUS BERNHARDT D-8 MÖNCHEN 60 ₀₁ pi BÄCKERSTRASSE 3 *

OXFORD LABORATORIES San Mateo, California, V. St. v. A.

Pipettiervorrichtung

Priorität: 16« August I968 Vereinigte Staaten von Amerika Serial Number 755 268

Die Erfindung betrifft allgemein Pipettiervorrichtungen, und insbesondere eine neuartige Mikropipettiervorrichtung, mit der Flüssigkeiten, wie Plasma oder Reagentien, mit ausserordentlich hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit verteilt werden können.

Pipetten, wie sie bisher zum Austeilen von Flüssigkeiten verwendet wurden, weisen verschiedene Nachteile auf, beispielsweise werden gewünschte definierte Flüssigkeitsmengen nicht ausreichend genau reproduzierbar abgeteilt, durch die manuelle Behandlung der Abgabe» spitzen besteht die Gefahr, daß die Spitzen nicht sauber sind oder daß eine gegenseitige Verunreinigung stattfindet, schliesslich sind die bekannten Pipetten kompliziert aufgebaut, dementsprechend aufwendig in der Herstellung und schwierig im Gebrauch«

Durch die Erfindung soll eine neuartige Pipettiervorrichtung verfügbar gemacht werden, mit der Flüssigkeit genau im Bereich zwischen 5 und 1000 Kikroliter ausgeteilt werden kann und die so aufgebaut und angeordnet ist, daß eine gegenseitige Verunreinigung der ausgeteilten Proben od r eine andersartige Verunreinigung derselben vermieden wird.

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Erfindungs^emäss wird eine neuartige Pipettiervorrichtung dieser Art verfügbar gedacht, die mit einer Präziaions-Mikropipette in Verbindung mit einem kombinierten Instruinentenhalter und Einsatzspitzen-Halter und -Äufsteckhilfe zusammen mit einer Abzieh vorrichtung für die Einsatzspitzen ausgestattet ist, wobei die Gesamtvorrichtung so aufgebaut und angeordnet ist, dad sich keine Handberührung der verwendeten Spitzen ergibt.

Geraäss einer speziellen Ausbildung der Erfindung werden bei der Vorrichtung präzis geformte, nicht benetzbare Wegwerf-Kunststoffspitzen " verwendet.

V/eitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Pipettiervorrichtung, in der die Art mtä Weise veransehaulioht wird, in der der Instrumentenhelter mit Eins&t-sspltzen-Halter und -Aufsetzhilfe und die Abziehvorrichtung für die Einsaizspitzen verwendet werden?

Pig. 2 einen Schnitt lange der Linie 2-2 in Pig. 1}

Pig. 3 die Unterseite der Einsatzspitzen-Abziehhilfej

Pig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2? Pig. 5 eine Teilansicht der Pipette isoi Gebrauch;

Pig. 6 eine Aufsicht auf den Instrumentenhalter mit Einsatzspitsen= Halter und -Aufsteckvorrichtung;

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Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 65

Pig. β einen Tellsohnitt durch eine Eineatzepitze während des Heraus-Ziehens aus den Einsatzspitzenhalterj

Fig. 9 eine Ansicht entsprechend dem Pfeil 9»9 in Fig. 8; und Fig· 10 eine Teilaneicht einer eodifisierten Pipettenform.

In Fig. 1 iet die erfindungegea&sse Mikropipettiervorriehtung im Ganzen dargestellt} sie besteht aus zwei Kästen 2 und 3, von denen der .Kasten 2 «inen Pipetten« oder Instrumenten-Halter mit Einsatz« spitzen«Balter und «Aufsetzhilfe 4 trägt, während der Kasten 3 eine Bineatzspltzen-Abziehhilfe 5 trägt· Der Instrunenten-Halter mit Einsatzspitzen-Halter 4i der im einseinen in Fig. 6 und 7 dargestellt ist, besteht aus einer Grundplatte δ, vorzugsweise aus Kunststoff, die i* allgemeinen rechteckig gefornt ist und einen nach unten weisenden Umfangsflansoh 7 sowie sin« vorstehende, üefangelippe θ aufweist, mit der der Balter 4 in den Oberteil des Kastens 2.eingesetzt und auf der Oberkante dieses Kastens gehalten werden kann. Dieser Balter Bit Aufsetzhilfe weist eine Anzahl nach unten weisender Einsatzspitzen-Aufnahmen 9 auf* die im Abstand voneinander angeordnet sind und sich verjüngende Bpitzen 10 aufnehoenund tragen können, die präzise geforut, oheaieoh resistent und nicht benetzbar sowie, nach einmaligen Oebrauoh wegzuwerfen sind· Die Spitzen 10 weisen Rippen 14 auf, deren untere, als Schultern ausgebildete Enden auf der Oberseite der Platts 6 aufliegen, ua auf dies· Weise die Spitzen abzustützen. Ersichtlich sind die Spitzen 10 innen verjüngt und so geformt, daß sie das kegeletuapfföraige untere Bnde einer Pipette 11 aufnehmen können. Beim Versand der Pipettiervorrichtung sind die Einsatzspitzen 10 gewöhnlich in Kunststoffbeuteln enthalten, die sich in den Kästen 2 und J befinden· Im Cebrauoh wird gewöhnlich die Anzahl Eineatzspitzen, die an einem Tag benötigt wird, aus den Künstetoffbeutein herausgenommen und in die Aufnahmen 9 i* Halter 4 eingesetzt; die Kunststoff'

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beutel werden zwischenzeitlich weggelegt, beispielsweise in einem Schrank aufbewahrt.

Die in Verbindung mit den Einsatzspitzen 10 verwendeten Pipetten 1t können in nach unten weisender) mit offenen Enden versehenen, im Abstand voneinander befindlichen Halterungen 12 stecken, die im Mittelteil der Platte 6 des Instrumenten- und Eineatzspitzen-Halters 4 vor«, gesehen sind; diese Halterungen 12 sind jeweils ^Bit einer ringförmigen Stufe zuo Abstützen der Pipetten 11 versehen, wie in Pig» 7 erkennbar ist, und die Pipetten weisen eine Ringschulter 13 auf, die ψ auf den Halterunge-Stufen aufliegt, wenn die Pipette nicht benutzt wird.

Die Pipetten 11 bestehen aus einem bohlssylindriechen Hauptkörper 16, der am unteren Ende offen ist und in dem das obere erweiterte Ende 17 eines naeh unten führenden, hohlen Schaft- oder Hohlkörpers 18 mit kleinerem Durohmesser eingeschraubt ist} dieser Körper 18 ist am unteren Ende 19 unterhalb der Schulter 13 kegeletumpfförmig ausgebildet, eo daß er einwandfrei in die Einsatzspitzen 10 passt. Ersichtlich wird nach dem Einsetzen des Endes 19 in eine Einsatzspitze 10 ein ringförmiger Raum 20 zwischen der Schulter 15 und der Oberseite der Spitze 10 gebildet, so daß die Spitze leicht mit Hilfe der Abziehvorrichtung 5 entfernt werden kann, wie noch erläutert wird.

Die Einsatzspitzen-Abziehvorrichtung 5 besteht aus einem flachen rechteckigen Deckelteil 21, der vit einem naeh unten weisenden Umfangeflansch 22 auf drei Seiten versehen ist, der an der äusseren oberen Kante von drei Seiten dee Kastens 5 anliegt, die vierte Seite des Deckteils 21 hat nach der Montage auf dea Kasten 3 einen Abstand von dessen vierter Seite, eo daß ein offener Raum 24 verbleibt. Die Abziehvorrichtung 5 weist auch einen Innenflansch 23 auf, der einen gewissen Abstand vom **ianech 22 aufweist, so daß die Oberkante des Kastens 3 zwischen den beiden Flanschen liegen kann} der Innenflansoh

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ist über die vierte Seite des Deckteils 21 im Bereich der Öffnung 24 fortgeführt und bei 25 nach einwärts gekrümmt; diese Einwärtskrümmung umgibt einen Querschlitz 26 im Deckteil 21, der ausreichend breit bemessen ist, um den sich verjüngenden Teil 19 des Körpers 18 gerade unterhalb der Schulter 13 und oberhalb einer auf dem kegelstumpfförmigen Teil 19 sitzenden Spitze 10 aufzunehmen. Der Raum 20 erlaubt also» das sich verjüngende Ende 19 einzusetzen, wenn eine Spitze abgezogen werden soll? dieses Abziehen wird dadurch erreicht, daß die Pipette 11 leicht geneigt wird, wie in Fig. 1 dargestellt» so daß die Spitze 10 abgestreift wird, ohne daß sie berührt werden muss, wodurch eine Verunreinigung vermieden wirdο

Die Pipette 11 besteht aus einem oberen, äusseren Plungerknopf 27» der am oberen Ende eines Plungerkolbens 28 befestigt ist, der durch das obere Ende des Körpers 16 nach unten in dessen hohles Innere führt, und an dem ein Kalibrierkragen 29 befestigt ist, der vertikal innerhalb einer Kalibrierhaube 30 verschiebbar ist, die ihrerseits innerhalb des Innenkörpers 15 verschiebbar ist. Eine relativ steife Sekundär-Druckfeder 31 liegt am oberen Ende am Boden der Kalibrierhaube 30 an, so daß die Oberkante dieser Haube an der Innenseite des Oberteils des Körpers I5 anliegt, während das untere Ende dieser Feder auf der Oberseite einer Federhaiterhtilse 32 aufliegt, die im Körper 15 η eh unten führt und an einer Nullring-Haltescheibe 53 anliegt, die ihrerseits auf der Oberseite des Schaftes 18 anliegt.

Der Plungerkolben 28 weist einen verjüngten unteren Teil oder Kolben 34 auf, der durch die Scheibe 33 und innerhalb des Schaftes 18 im Körper I5 nach unten reicht. Das hohle Innere des Schaftes 18 hat einen solchen Durchmesser, daß der Kolben 34 im Gleitsitz geführt wird, und wenn der Knopf 27 und der Kalibrierkragen 29 sich in ihrer obersten Stellung gemäss Fig. 4 befinden, bleibt ein Raum 35 innerhalb des Schaftes 18 frei₉ der einen Abwärtsbewegung dieses Kolbens ermöglicht. Der Kolben 34 ist mit einer dünneren Verlange=

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rung 36 versehen, die nach unten in den sich verjüngenden Teil I9 dee Schaftes 18 reicht$ die Mittelöffnung in diesem sich verjüngenden Teil nimmt die Verlängerung 36 im Gleitsitz auf. Die Oberseite dee erweiterten Endes 17 des Schaftes 18 ist mit einer zentralen Aussparung zur Aufnahme eines Nullrings 37 versehen, der den Kolben 34 dicht umfasst! dieser Hullring 37 wird mit der Haltescheibe 53 an Ort und Stelle gehalten. Eine Primär»Druckfeder 38 umgibt den Kolben 34 innerhalb des Körpers I5 und liegt an' einem Ende am Hauptkörper des Plungerkolbens 28 und am anderen Ende an einer geeigneten Aussparung in der Nullring-Haltescheibe 33 an. Diese Feder ist er·= heblich schwächer als die Sekundärfeder 31 ♦

Im Betrieb ergreift der Benutzer die Pipette gemäss Fig. 1 so, daß er den Körper 15 so in der Hand hält, daß der Knopf 27 mit dem Daumen gedrückt werden kann. Wenn dieser Knopf gegen die Kraft der ' Primärfeder 38 niedergedrückt wird, fühlt der Benutzer einen Anschlag, d.h. das Anliegen des Kalibrierkragens 29 am Boden der Kalibrierhaube 30; der Knopf 27 befindet sich dann in der la Pig- 4 strichpunktiert dargestellten Stellung. Dieser Weg von der Ruhestellung bis zum Anschlag ist die Primär» oder Kalibrierbewegung und drückt die Primärfeder 38 etwas zusammen. Mit höherem Druek kann der Plungerknopf weiter in seine tiefste Stellung gedruckt werden, d.h* in die Stellung, in der die Unterseite des Knopfes direkt am Oberteil des Körpers 15 anschlägt, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Dieser Weg über den Kalibrierbereich hinaus ist die Sekundär- oder Überschuss= bewegung.

Um eine genaue Flüssigkeitsmenge aufzunehmen und abzugeben, wird zunächst die Pipette von der Halterung 12 im Instrumenten» und Ein· satsapitzen-IIalter 4 weggenommen. Der sich verjüngende Teil I9 dös Schaftes 18 wird dann in das Innere einer Einsitzspitze 10 eingeführt, die Pipette fest niedergedrückt und vertikal herausgenommene

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Auf diese Weise wird auch die Einsatzspitze 10 mitgenommen, weil sie kraftschlüssig auf der Pipettenspitze sitzt. Der Knopf 27 wird jetzt bis zum ersten Anschlag niedergedrückt, d.h„ es wird die primäre oder Kalibrierbewegung durchgeführt, die sich dadurch ergibt, daß der Kragen 29 am Boden der Haube 30 anschlägt, ehe die Spitze in die Probenlösung eingeführt wird. Die Spitze wird dann etwa 3 »κ in die Probenlösung eingeführt, und der Plungerknopf 27 dann gleichmässig in seine Ruhestellung zurückgelassen, und dann kann die Pipette aus der Probenlösung herausgenommen und die Spitze gewünschtenfalls mit einem fusselfreien Material abgewischt werden, ohne die Spitzenöffnung zu berühren. Die Spitze wird dann in ein Aufnahmegefäss eingeführt, beispielsweise ein Reagenzglas 39» wobei die Spitze gegen deseen Seitenwand gesetzt wird. Der Plungerknopf wird jetzt gleichmässig bis zum ersten Anschlag durchgedrückt, und nach einer Pause weiter in die zweite oder niedrigste Stellung gegen die Spannung der zweiten, steifen Feder 31 gedrückt, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn der Knopf in der untersten Stellung gehalten wird, wird die Pipette langsam herausgezogen, wobei die Spitze 10 an der Innenwand des Reagenzgläschens 29 gleitet, um alle Flüssigkeits~ spuren zu entfernen. Anschliessend wird die Pipette in die Auskerbung 26 dee Spitzenabziehers 5 eingeführt, wie in Fig. 1 dargestellt ist, um die Spitze 10 zu lösen.

Die Bewegung des Knopfes 27 bis zum ersten Anschlag sorgt dafür, daß sich der Kolben 34 von der in Fig. 4 ausgezogen dargestellten Stellung bis in die unterbrochei. dargestellte Stellung bewegt, und das ist die Länge der Bewegung während des Ladens der Pipette. Die Bewegung von der unterbrochen dargestellten Stellung bis zum Boden des Raumes 33 stellt den Oberweg des Kolbens während der Bewegung des riungers 27 in die zweite oder tiefste Stellung des Kolbens 34 dar, wodurch die dünne Verlängerung 56 des Kolbens veranlasst wird, über die in Fig. 4 gepunktet dargestellte Stellung in die in Fig. 5 ausge-

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zogen dargestellte Stellung hinaus zu wandern, in der das unterste Ende dieser dünnen Verlängerung des Kolbens im wesentlichen glatt mit dem unteren Ende des verjüngten Teile 19 abschliesst. Dieser Überweg des Kolbens« d.h. der Weg über den Kalibrierbereich hinaus, dient dazu, im wesentlichen alle Plüssigkeitespuren in der Spitze 10 zu entfernen. Durch Verändern der Dicke des Kalibrierkragens 29 und/ oder der Grosse der Haube 30 und des Durchmessers des Kolbens 56 kann die Kapazität der Pipette variiert werden. Gewünschtenfalls kann der Flungerkolben 34 über die ganze Länge gleichen Durchmesser haben, wie bei 34* in Fig. 10 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform reicht " die Primärfeder 38' in den Körper 18' hinein» und der Nullring ist in der Nähe des verjüngten Teils 19 angeordnet.

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Claims

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Pate ntansprüohe

1.'Pipettiervorrichtung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: Eine Pipette besteht aus einem hohlzylindrischen Körper mit einem im wesentlichen flachen oberen Ende und einem kegeistumpfförmigen,, mit einer Öffnung versehenen unteren Ende, einer hohlen, kegelstumpfförmigen Einsatzspitze, die dem unteren Ende der Pipette entsprechend geformt und kraftschlüssig an^-diesem angeordnet ist, um an diesem gehalten zu werden, einem in dem Körper bewegbaren Kolben, der in das kegelstumpf» förmige untere Ende hineinreicht, dessen oberes Ende nach oben durch den Oberteil des Körpers hinausführt, einem am oberen Ende des Kolbens ausserhalb des Körpers befestigtem Knopf, einer relativ schwachen Primär~Druckfeder, die um den Kolben herum angeordnet und zwischen einen Teil desselben und den Körper geschaltet ist, um den Kolben innerhalb des Körpers nach oben zu drängen, einer Kalibrierhaub& innerhalb des Körpers in der Nähe des oberen Teils, einem Kalibrierkragen, der am Kolben befestigt ist und normalerweise an der Innenseite des Körperoberteils anliegt und innerhalb der Haube bewegbar ist, und einer relativ steifen Sekundär-Druckfeder zwischen dem Boden der Haube und dem Körper, wobei das Niederdrücken des Knopfes durch Oberwinden der geringeren Kraft der Primärfeder bis der Kalibrierkragen am Boden der Kalibrierhaube anliegt die Kalibrierbewegung des Kolbens bildet, und ein weiteres Niederdrücken des Knopfes gegen die höhere Kraft der relativ steifen Sekundärfeder bis der Knopf an der Oberseite des Körpers anliegt die ^berschussbewegung des Kolbens bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nullring den Kolben dicht innerhalb des zylindrischen Pipettenkörpers umgibt, ein Nullringhalter an einer Seite am Nullring und an der anderen Seite an der Primärfeder anliegt, und eine

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Haltehülse innerhalb des Pipettenkörpers an dem Nullringhalter an einer Seite anliegt, die Primärfeder umgibt und führt und am anderen Ende an der Sekundärfeder anliegt.

5* Vorrichtung nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Einsatzspitzen mit rippenartigen Vorsprüngen mit Anschlagsehultern versehen sind, ein Instrumenten» und Spitzen-Halter mit einer flachen Oberseite mit einer Anzahl von im Abstand voneinander befindlichen, nach unten weisenden Aufnahmen / für die Spitzen versehen ist, die Rippen mit den Schultern die Einsatzspitzen auf der Oberseite des Halters abstützen, der HaI-P ter einen nach unten weisenden Plansch aufweist, der auf die Oberseite eines Kastens passt, und der Instrumenten- und Einsatzspitzen-Halter nach unten weisende Halterungen für nicht benutzte Pipetten aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Pipettenkörper mit einem dünneren, unteren Schaft versehen ist, der in das kegelstumpfföraige untere Ende ausläuft, damit der Pipettenkörper in enge Oefässe eingeführt werden kann, und weiter mit einer hervorstehenden Schulter an dem kegelstumpf-, förmigen unteren Ende versehen ist, die als Abstützung beim Entfernen von Binaatzspitzen vom Körper dient.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4t dadurch gekennzeichnet, daß ein

Spitzenabziehgerät mit einer flachen Oberseite mit einem nach unten weisenden ümfangsflansch versehen ist, der auf einen Tragkasten passt, die Beckplatte einen Querschlitz zur Aufnahme des kegelstumpfförmigen unteren Endes der Pipette oberhalb der darauf gehaltenen Einsatzspitze aufweist, und das Neigen der Pipette beim Eintritt in den Schlitz dazu dient, daß die vorstehende Schulter in Zusammenarbeit mit dem Abziehgerät dafür sorgt, daß die Spitze von der Pipette abgezogen wird und in den Kasten fällt, ohne daß sie von Hand berührt werden muss.

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