DE19750145C2 - Mehrzylinderpipette - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Laboratoriumstechnologie und betrifft eine Pipette mit mehreren Röhren, welche beispielsweise für die gleichzeitige Ver­ teilung von Flüssigkeiten in eine Gruppierung von Probegefäßen, welche in einer Reihe angeordnet sind, verwendet werden kann.

Mehrkanalpipetten umfassen eine Mehrzahl von Kanälen, in welche Flüssigkeit angesaugt wird und aus welchen sie gleichzeitig entfernt wird.

Mehrkanalpipetten wurden insbesondere für Vorrichtungen hergestellt, welche Mikrotitrationsplatten genannt werden, umfassend um 9 mm beabstandete 8 × 12 Vertiefungen in einer Matrix. Mehrkanalpipetten, welche im Zusammen­ hang mit einer Mikrotitrationsplatte verwendet werden, umfassen üblicherweise 8 oder 12 Kanäle, welche es ermöglichen, daß Flüssigkeit in einem einzigen Arbeitsschritt in die Gesamtheit von Vertiefungen in einer vertikalen oder hori­ zontalen Reihe eingebracht oder entfernt wird. Es wurden auch Vierkanalpipetten verwendet. Die FI 52 025 (entspricht DE 27 00 096 A1) offenbart beispiels­ weise bestimmte Mehrkanalpipetten. Die Sätze von Zylindern von gegenwärtig verwendeten Mehrkanalpipetten sind aus einem Stück durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellt.

In Pipetten, welche Stufenpipetten genannt werden, wird die in den Behälter aufgesaugte Flüssigkeit in mehreren kleinen Stufen abgegeben. Mehrkanal­ stufenpipetten, welche gemeinsam mit Mikrotitrationsplatten verwendet werden, sind ebenfalls bekannt. Diese Pipetten weisen das Problem eines ungünstig langen Kolbenhubes auf, um ein ausreichendes Saugvolumen zur Verfügung stellen zu können. Es wurden daher elliptische Zylinder im Hinblick auf die Verringerung des Kolbenhubes verwendet, wie dies in der FI 73 368 (entspricht EP 0 172 508 A2) beschrieben ist. In elliptischen Pipettenzylindern stellt die Abdichtung ein Problem dar.

Eine Mehrzylinderpipette, wie sie in der JP 8-117 618 A offenbart ist, umfaßt in der gezeigten Ausführungsform acht Zylinder, welche in zwei zueinander par­ allelen Reihen von je vier Zylindern nebeneinander in einem gemeinsamen Bauteil ausgebildet sind. Dabei unterscheiden sich die beiden Zylinderreihen dadurch, daß ihre Zylinder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. In den Zylindern sind Kolben mit entsprechenden Durchmessern bewegbar angeordnet, wobei sämtli­ che Kolben integral mit einer gemeinsamen Trägerplatte ausgebildet sind.

Diese Ausgestaltung macht die Herstellung von Mehrzylinderpipetten mit unter­ schiedlichen Anzahlen von Zylindern aufwending und teuer, da für jede ge­ wünschte Zylinderanzahl bzw. -anordnung ein individuelles Bauteil hergestellt werden muß, in dem die gewünschte Anzahl und Anordnung von Zylindern ausgebildet ist. Ferner ist auch jeweils eine speziell ausgebildete Trägerplatte mit der entsprechenden Anzahl und Anordnung von Kolben erforderlich. Die Her­ stellung dieser individuell angepaßten Bauteile und Trägerplatten, welche übli­ cherweise aus Kunststoff durch Spritzgießen gefertigt werden, erfordert jeweils spezielle Werkzeuge, was zu hohen Herstellungskosten führt.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine variable Mehrzylinderpipette zu schaffen, welche einfach herzustellen ist.

Die Aufgabe wird durch eine Mehrzylinderpipette mit den im Anspruch 1 angege­ benen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Mehrzylinderpipette ist ein Satz von Kanälen aus Elementen zusammenge­ setzt, so daß mindestens ein Element wenigstens zwei miteinander verbundene Kanäle umfaßt. Die Herstellung eines derartigen Satzes von Kanälen ist einfacher als jene einer einzelnen Zylindereinheit. Darüberhinaus sind die Abmessungs­ variationen der Zylinder reduziert. Dieselben Elemente können zusammengebaut werden, um verschiedene Sätze von Zylindern auszubilden. Insbesondere bevor­ zugt sind die Sätze von Zylindern durch Spritzgießen aus einem Kunststoff, der für diesen Zweck geeignet ist, hergestellt.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen der Mehrzylinder­ pipette. Es zeigt:

Fig. 1 eine 16-Kanalpipette ;

Fig. 2 die Probenplatte, welche gemeinsam mit der dargestellten Pipette ver­ wendet wird;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Elements für den Satz von Zylindern;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Element von Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Kolbens, welcher für das Element von Fig. 3 geeignet ist;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Kolben von Fig. 5;

Fig. 7 das Element von Fig. 3 mit dem eingesetzten Kolben von Fig. 5; und

Fig. 8 ein zweites Zylinderelement, umfassend einen Kolben.

In der Mehrzylinderpipette können die Kanäle in einer Reihe oder in einer Matrix, welche aus mehreren Reihen zusammen­ gesetzt ist, angeordnet sein. Sie kann beispielsweise 8, 12, 16 oder 24 Kanäle umfassen.

Die Mehrzylinderpipette kann auch elektrisch betätigt sein.

Ein Zylinderelement umfaßt einen oder mehrere Zylinder. Die Zylinderelemente können derart zusammengefaßt werden, daß verschiedene Sätze von Zylindern ausgebildet werden können.

In Fig. 1 ist die Mehrkanalpipette 1 für die Verwendung gemeinsam mit der Platte 2 von Fig. 2, umfassend um 4,5 mm beabstandete 16 × 24 Vertie­ fungen (NANOPLATE^TM, Labsystems Oy) gedacht. Die Pipette hat einen Hand­ griff 3 und einen Körper 4 am unteren Ende des Handgriffs. Der Körper umfaßt 16 Kanäle 5, welche in einer Reihe angeordnet sind, und Flüssigkeitsbehälter sind an den unteren Enden derselben festgelegt.

In dem Körper 4 umfaßt jeder Kanal 5 einen Zylinder inklusive eines Kol­ bens. Die Kolben sind an einem gemeinsamen Querarm festgelegt, von wel­ chem eine Kolbenstange 6 nach oben in den Handgriff 3 gerichtet ist, wobei die Kolbenstange 6 an ihrem oberen Ende einen Knopf 7 aufweist, welcher sich über den Handgriff 3 hinaus erstreckt. Die Kolben sind insbesondere bevorzugt mit ihrer Betätigungseinrichtung unter Zwischenschaltung einer Feder verbun­ den, deren Kraft größer als die Reibungskraft zwischen dem Kolben und dem Zylinder ist und welche eine geringfügige seitliche Bewegung der Kolben (siehe beispielsweise FI 47 460, entsprechend US 3 855 868) ermöglicht.

In dem Handgriff ist eine erste Feder 8, welche die Kolbenstange nach oben preßt, und eine stärkere zweite Feder 9 vorgesehen, wobei die Stange gegen die Kraft der zweiten Feder nach der ersten Bewegung gepreßt wird, um die Behälter so vollständig wie möglich auszuleeren. Die Kolbenhublänge in dem ersten Schritt und somit das Saugvolumen ist durch Drehen eines Knopfes, welcher mit einem Volumskontrollsystem verbunden ist, einstellbar. Das Kontrollsystem umfaßt eine Hülse 10, welche relativ zu der Kolbenstange rotierbar ist, jedoch relativ zu dem Handgriff nicht rotierbar ist, und der Hand­ griff umfaßt einen Stopper, welcher auf die obere Oberfläche der Hülse abge­ stimmt ist. Die Volumenkontrolle ist mit einer Volumenanzeige 11 verbunden, welche auf einer digitalen Ringserie basiert (siehe beispielsweise FI 64 752, entsprechend EP 0 112 887 B1).

Zusätzlich umfaßt die Pipette einen Mechanismus zur Entfernung der Spitzenbehälter, umfassend Behälterausstoßvorrichtungen 12 und einen zu­ gehörigen, federbetätigten Arm 13 (siehe beispielsweise US 3 991 617).

Die Ausstoßvorrichtung kann mit einem Hebelmechanismus betätigt sein, wo­ durch die für das Drücken erforderliche Kraft reduziert wird.

Die Platte in Fig. 2 umfaßt 16 horizontale Reihen (A-P) und 24 vertikale Reihen (1-24). Die äußeren Abmessungen der Platte sind gleich den Abmes­ sungen einer üblichen 8 × 12 Mikrotitrationsplatte.

Der Satz von Zylindern in der Mehrzylinderpipette von Fig. 1 kann aus Zylinderelementen 14 (Fig. 3), welche jeweils zwei Zylinder 15 umfassen, zusammen­ gesetzt sein. Die Zylinderelemente werden so nahe wie möglich zueinander in einer Anzahl, welche einer gewünschten geraden Anzahl von Durchlässen ent­ spricht, angeordnet. Der Pipettenkörper 4 umfaßt dementsprechend geeignete Einrichtungen für das Halten der miteinander verbundenen Zylinderelemente in ihrer Position. An seinem oberen Ende ist das Zylinderelement mit einem größeren üblichen Körperelement 16 versehen, von dessen Boden die miteinander verbundenen Zylinder nach unten gerichtet werden. Am unteren Ende der Zylinder sind von­ einander beabstandete Spitzenelemente 17 angeordnet, in welche die Flüs­ sigkeitsbehälter eingeführt werden. Die aufeinander abgestimmten Außen­ seiten der Körperelemente 16 haben eine ebene Form. Die Körperelemente 16 sind so dimensioniert, daß der Abstand zwischen benachbarten Zylindern 15 in benach­ barten Zylinderelementen gleich dem Abstand zwischen den Zylindern 15 in einem Zylinderelement ist.

Der Kolben 18 in Fig. 5 hat ein Kolbenelement 19, welches in den Zylinder 15 eingepaßt ist, und ein Festlegungselement 20 an seinem oberen Ende. Das Festlegungselement hat eine vertikale Gegenoberfläche 21, welche seitlich außerhalb des Kolbenelementes 19 angeordnet ist. Das Festlegungselement 20 ist so dimensioniert, daß, wenn zwei Kolben 18 mit ihren zueinander schauenden Oberflächen angeordnet werden, der Abstand zwischen den Kolbenachsen gleich dem Abstand zwischen den Zylinderachsen ist.

Das Festlegungselement 20 kann auch geeignete Einrichtungen zur Er­ leichterung der Positionierung und Verbindung der Kolben 18 umfassen. Dies­ bezüglich ist eine seitliche Hälfte einer Gegenoberfläche 21 mit einem Vor­ sprung 22 und die andere seitliche Hälfte mit einer Vertiefung 23 versehen, welche der Form des Vorsprunges 22 an einem entsprechenden Punkt entspricht. Wenn die zueinander schauenden Oberflächen gegeneinander gepreßt wer­ den, wird der Vorsprung an dem einen Kolben 18 in die Vertiefung 23 des anderen Kolbens eingreifen.

Ein halbkreisförmiger Flansch 24 ist an dem oberen Ende des Festle­ gungselements 20 vorgesehen. Wenn sie gegeneinander gepreßt werden, bilden die Flansche 24 ein Festlegungselement, mit welchem ein Paar von Kol­ ben an dem Betätigungsarm, welcher für die Paare von Kolben 18 gemeinsam ist, festgelegt wird. Auf diese Weise kann der Betätigungsarm ident zu jenem einer Pipette mit der halben Anzahl von Leitungen, jedoch mit dem doppelten Abstand sein.

Fig. 7 zeigt ein Element 14, in welches Kolben 18 eingesetzt wurden. Am Boden der Ausnehmung in dem Körperelement 16 ist eine übliche Dichtung 25 vorgesehen, welche Gleitoberflächen aufweist, welche gegen die Kolben abgedichtet sind. Die Dichtung 25 wird gegen den Boden des Körperele­ mentes 16 durch eine Feder 26 gepreßt, welche an dem Kolben mit Hilfe eines oberen Ringes 27 in Position festgelegt ist.

Das Zylinderelement 28 von Fig. 8 umfaßt zwei miteinander verbun­ dene, kreisförmige Röhren 29, von welchen jede an ihrem unteren Ende mit dem Spitzenelement 30 in dem Zentrum des Elementes in Verbindung steht. Ein Spitzenbehälter ist an dem Spitzenelement befestigt. Beide Zylinder um­ fassen einen Kolben 31. Kolbenstangen 32 sind mit Hilfe einer gabelartigen Festlegungseinrichtung 33 miteinander verbunden.

Der Kolben 31 weist ein größeres, unteres Ende mit einer nach unten geneigten, kreisförmigen, oberen Oberfläche auf. Diese Oberfläche ist für eine Abdichtung mit einem O-Ring 34 versehen, welcher nach unten mit Hilfe eines Stützrings 35 und einer Feder 36 gepreßt ist. Die Feder wird von oben durch die Hülsen des Festlegungselements 33 gepreßt, welches eine größere Breite als die Kolbenstange aufweist.

Die Zylinderelemente 28 (Fig. 8) sind miteinander verbunden, um einen Satz von Zylindern einer Mehrzylinderpipette auszubilden. Die Zylinderelemente können so nahe wie möglich zueinander mit den Spitzen 30 in einer Reihe an­ geordnet werden. Auf diese Weise ist der Abstand zwischen den Spitzen 30 merkbar reduziert, ohne daß der Kolbenhub, welcher für ein ausreichendes Saugvolumen erforderlich ist, eine ungünstige Länge erreicht. Darüber­ hinaus ermöglichen kreisförmige Zylinder eine einfache Abdichtung.

Claims (8)

1. Mehrzylinderpipette mit einem Pipettenkörper (4) mit einem Satz von Zylindern mit mindestens drei Zylindern, wobei jeder Zylinder einen Kolben umfaßt und die Betätigung des Kolbens eine Saugwirkung oder einen Druck in einem mit dem Zylinder verbundenen Spitzenkanal ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz von Zylindern aus gesonderten Zylinderelementen (14, 28) zusammengesetzt ist, wobei wenigstens ein Zylinderelement (14, 28) ein Mehrzylinderelement umfassend wenigstens zwei Zylinder (15, 29) ist, die gesonderten Zylinderelemente (14, 28) miteinander verbunden sind, um einen Satz von Zylindern auszubilden, und der Pipettenkörper (4) Einrichtungen für das Halten der miteinander verbundenen Zylinderelemente (14, 28) aufweist.

2. Mehrzylinderpipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (15, 29) in dem Mehrzylinderelement in einer Reihe angeordnet sind.

3. Mehrzylinderpipette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kolben (18, 31) in dem Satz von Zylindern miteinander durch Festlegungseinrichtungen (20, 32) verbunden ist, durch welche sie an der für die Kolben in dem Satz von Zylindern der Mehrzylinderpipette gemeinsamen Betätigungsvorrichtung festgelegt sind.

4. Mehrzylinderpipette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (18, 31) paarweise verbunden sind.

5. Mehrzylinderpipette nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) ein Festlegungselement (20) aufweist, welches an einem identischen Festlegungselement in einem zweiten Kolben festgelegt ist.

6. Mehrzylinderpipette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spitzenkanäle (17, 30) in einer Reihe angeordnet sind.

7. Mehrzylinderpipette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Spitzenkanal (30) mit mehreren Zylindern verbunden ist.

8. Mehrzylinderpipette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spitzenkanäle (30) in einer Reihe angeordnet sind und daß ein Spitzenkanal mit mehreren Zylindern verbunden ist, welche in einer Reihe quer zu der Reihe von Spitzenkanälen (30) angeordnet sind.