DE202014006241U1

DE202014006241U1 - Pipetting device with a microdosing unit

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Publication number: DE202014006241U1
Application number: DE202014006241.2U
Authority: DE
Original assignee: Brand GmbH and Co KG
Current assignee: Brand GmbH and Co KG
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2024-08-08

Abstract

Pipettiervorrichtung mit einer Pipettiereinheit (1), mindestens einer an der Pipettiereinheit (1) auswechselbar anbringbaren Pipettenspitze (2) mit einem Ausstoßende (3), mindestens einer Positioniereinrichtung (4; 4') mit einer Halterung (18; 18'), einer Mikrodosiereinheit (5) und einer Steuereinrichtung (6), wobei die Pipettiereinheit (1) für die bzw. jede anbringbare Pipettenspitze (2) eine Koppelstelle (7), insbesondere in Form eines Pipettenschafts, aufweist, wobei die Pipettiereinheit (1) eine mit der Koppelstelle (7) und einer daran angebrachten Pipettenspitze (2) strömungstechnisch verbundene Verdrängereinheit (8), insbesondere in Form einer Zylinder-Kolben-Anordnung, aufweist, wobei die Pipettiereinheit (1) mittels der Positioniereinrichtung (4) in unterschiedliche Betriebspositionen bringbar ist, darunter insbesondere eine Flüssigkeits-Abgabeposition, wobei die Mikrodosiereinheit (5) von der Pipettiereinheit (1) getrennt ausgeführt ist, wobei die Mikrodosiereinheit (5) eine bewegliche Betätigungseinrichtung (9) aufweist und jedenfalls in der Abgabeposition der Pipettiereinheit (1) relativ zu der Pipettenspitze (2) so angeordnet ist, dass die Betätigungseinrichtung (9) am Ausstoßende (3) der Pipettenspitze (2) positioniert ist, und wobei in der Abgabeposition der Pipettiereinheit (1) durch Ansteuern der Mikrodosiereinheit (5) das Ausstoßende (3) der Pipettenspitze (2) mittels der Betätigungseinrichtung (9) so beeinflussbar ist, dass dadurch einfach oder mehrfach Flüssigkeit als kleinste Tröpfchen oder als freifliegender Strahl aus dem Ausstoßende (3) der Pipettenspitze (2) ausstoßbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettiereinheit (1) und die Mikrodosiereinheit (5) wahlweise in einer genau definierten Relativlage positionierbar sind, dass die Halterung (18; 18') der oder einer Positioniereinrichtung (4; 4') dazu eine Ankopplungseinrichtung (10) und die Mikrodosiereinheit (5) eine entsprechende Gegenkopplungseinrichtung (11) aufweist, dass die Ankopplungseinrichtung (10) und/oder die Gegenkopplungseinrichtung (11) schaltbar ist, dass durch Schalten der Ankopplungseinrichtung (10) und/oder der Gegenkopplungseinrichtung (11) die Mikrodosiereinheit (5) wahlweise an der Halterung (18; 18') ankoppelbar oder abkoppelbar ist, dass die an der Halterung (18; 18') angekoppelte Mikrodosiereinheit (5) zusammen mit der Pipettiereinheit (1) in unterschiedliche Betriebspositionen bringbar ist, insbesondere in die Flüssigkeits-Abgabeposition, und dass die Mikrodosiereinheit (5) einen ersten Detektor (70) zur Halterung (18; 18') hin gerichtet aufweist, der die Ankopplungseinrichtung (10) und/oder die Gegenkopplungseinrichtung (11) schaltet.Pipetting device having a pipetting unit (1), at least one pipette tip (2) exchangeably attachable to the pipetting unit (1), having an ejection end (3), at least one positioning device (4, 4 ') with a holder (18, 18'), a microdosing unit (5) and a control device (6), wherein the pipetting unit (1) for the or each attachable pipette tip (2) has a coupling point (7), in particular in the form of a pipette shaft, wherein the pipetting unit (1) with the coupling point (7) and an attached pipette tip (2) fluidly connected displacer unit (8), in particular in the form of a cylinder-piston arrangement, wherein the pipette unit (1) by means of the positioning device (4) can be brought into different operating positions, including in particular a liquid dispensing position, the microdosing unit (5) being carried out separately from the pipetting unit (1), the microdosing unit (5) a movable actuator (9) and at least in the dispensing position of the pipette unit (1) relative to the pipette tip (2) is arranged so that the actuator (9) at the discharge end (3) of the pipette tip (2) is positioned, and wherein the discharge position of the pipette unit (1) by driving the microdosing (5) the discharge end (3) of the pipette tip (2) by means of the actuating device (9) can be influenced so that single or multiple liquid as the smallest droplets or as free-flying beam from the discharge end (3) of the pipette tip (2) can be ejected, characterized in that the pipetting unit (1) and the micro-dosing unit (5) are selectively positionable in a precisely defined relative position that the holder (18; 18 ') of the or a positioning device (4; 4') for this purpose has a coupling device (10) and the microdosing unit (5) has a corresponding negative feedback device (11), that the coupling device (10) and / or the negative feedback device (11) is switchable, in that by switching the coupling device (10) and / or the negative feedback device (11), the microdosing unit (5) can optionally be coupled or disconnected to the holder (18; 18 ') such that the microdosing unit (16; 18') coupled to the holder (18; 5) together with the pipetting unit (1) can be brought into different operating positions, in particular into the liquid dispensing position, and that the microdosing unit (5) has a first detector (70) directed towards the holder (18, 18 ') which controls the coupling device (10) and / or the negative feedback device (11) switches.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pipettiervorrichtung mit einer Mikrodosiereinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a pipetting device with a microdosing unit having the features of the preamble of claim 1.

Eine Pipettiervorrichtung der in Rede stehenden Art kann im Grundsatz lediglich eine einzige Pipettenspitze an einer Koppelstelle aufweisen. Meist handelt es sich bei einer solchen Pipettiervorrichtung jedoch um eine Mehrkanal-Pipettiervorrichtung, bei der also die Pipettiereinheit mehrere Koppelstellen und eine entsprechende Anzahl von an diesen Koppelstellen anbringbaren Pipettenspitzen aufweist. Häufig wird eine solche Mehrkanal-Pipettiervorrichtung an einem Pipettierautomaten oder Pipettierroboter verwendet.A pipetting device of the type in question may in principle have only a single pipette tip at a coupling point. In most cases, however, such a pipetting device is a multi-channel pipetting device, in which therefore the pipetting unit has a plurality of coupling points and a corresponding number of pipette tips which can be attached to these coupling points. Frequently, such a multi-channel pipetting device is used on a pipetting or pipetting robot.

Durch entsprechende Aktivierung einer Verdrängereinheit in der Pipettiereinheit, die meist in Form einer Zylinder-Kolben-Anordnung ausgeführt ist, kann Flüssigkeit durch die Mündungsöffnungen der Pipettenspitzen in dieselben eingesaugt bzw. aus diesen ausgestoßen werden.By appropriate activation of a displacer unit in the pipette unit, which is usually designed in the form of a cylinder-piston arrangement, liquid can be sucked through the orifices of the pipette tips into the same or expelled therefrom.

Bei einer typischen Pipettiervorrichtung der in Rede stehenden Art wird die Pipettiereinheit mittels einer Positioniereinrichtung in unterschiedliche Betriebspositionen gebracht. Die Positioniereinrichtung kann eine X/Y/Z-Verfahreinrichtung sein. Es kann sich auch um den Arm eines Roboters handeln, der weitgehend frei im Raum hin und her bewegt werden kann. Hierzu gibt der Stand der Technik diverse Anregungen.In a typical pipetting device of the type in question, the pipetting unit is brought into different operating positions by means of a positioning device. The positioning device may be an X / Y / Z traversing device. It can also be the arm of a robot, which can be moved largely freely in space. For this purpose, the prior art gives various suggestions.

Bei einer Pipettiervorrichtung der in Rede stehenden Art werden die Pipettenspitzen an einer Aufnahmeposition aus einem Spitzenvorrat aufgenommen, also an den Koppelstellen angekoppelt. Dann wird die Pipettiereinheit mittels der Positioniereinrichtung in eine Flüssigkeits-Aufnahmeposition verfahren. Zum Aufnehmen der Flüssigkeit in die Pipettenspitzen, also zum Aspirieren, werden die Mündungsöffnungen der Pipettenspitzen in die Flüssigkeit in entsprechenden Gefäßen, beispielsweise die Näpfchen einer Mikrotiterplatte, eingetaucht.In a pipetting device of the type in question, the pipette tips are received at a receiving position from a peak supply, that is coupled to the coupling points. Then, the pipetting unit is moved by the positioning in a liquid-receiving position. For receiving the liquid into the pipette tips, ie for aspiration, the mouth openings of the pipette tips are immersed in the liquid in corresponding vessels, for example the wells of a microtiter plate.

Die Flüssigkeitsaufnahme erfolgt durch Wirkung der Verdrängereinheit bzw. der Verdrängereinheiten in der Pipettiereinheit. Ist die Flüssigkeitsaufnahme erfolgt, so wird die Pipettiereinheit mittels der Positioniereinrichtung in eine Flüssigkeits-Abgabeposition bewegt. Dort wird, wieder mittels Wirkung der Verdrängereinheit oder Verdrängereinheiten, das gewünschte Flüssigkeitsvolumen aus der jeweiligen Pipettenspitze in ein Zielgefäß abgegeben. Auch dabei kann es sich wieder um Näpfchen einer Mikrotiterplatte handeln.The liquid is absorbed by the action of the displacer unit or displacer units in the pipette unit. If the liquid intake has taken place, the pipetting unit is moved by means of the positioning device into a liquid dispensing position. There, again by means of the displacer unit or displacer units, the desired volume of liquid is dispensed from the respective pipette tip into a destination vessel. These may again be wells of a microtiter plate.

Die Flüssigkeitsabgabe kann bei größeren Volumina als freifliegender Strahl erfolgen. Bei kleinen Volumina muss eventuell zwischen dem Zielgefäß und der Pipettenspitzen sogar ein Kontakt hergestellt werden, damit die Adhäsionskraft des Flüssigkeitstropfens an der Pipettenspitze überwunden werden kann. Die zuvor genannten Randbedingungen begrenzen das abgebbare Flüssigkeitsvolumen nach unten auf Volumina im Bereich einiger Mikroliter. Abgabedosierungen im Nanoliterbereich sind so nicht zu realisieren. Außerdem ist bei dem klassischen Pipettierautomaten das Risiko einer Verschleppung von bereits im Zielgefäß befindlichen Substanzen gegeben.The liquid delivery can be done with larger volumes as free-flying jet. For small volumes, it may even be necessary to make contact between the target vessel and the pipette tips so that the adhesion force of the liquid drop at the pipette tip can be overcome. The aforementioned boundary conditions limit the deliverable liquid volume down to volumes in the range of a few microliters. Dispensing dosages in the nanoliter range can not be realized this way. In addition, the classical pipetting machine is at risk of carryover of substances already in the target vessel.

Nach dem Abgeben der Flüssigkeit in der Abgabeposition wird gelegentlich ein Restvolumen in den Pipettenspitzen verworfen. Dazu wird die Pipettiereinheit mittels der Positioniereinrichtung in eine Ausstoßposition gebracht, in der dann wiederum mittels der Verdrängereinheit die restliche Flüssigkeit in den Pipettenspitzen ausgestoßen wird.After dispensing the liquid in the dispensing position, a residual volume in the pipette tips is occasionally discarded. For this purpose, the pipetting unit is brought by means of the positioning device in an ejection position, in which then by means of the displacer unit, the remaining liquid is ejected in the pipette tips.

Im Anschluss an das Abgeben der Restflüssigkeit wird die Pipettiereinheit in eine Pipettenspitzen-Abwurfposition gebracht. Dort werden die Pipettenspitzen mittels einer Spitzenabwurfeinrichtung von den Koppelstellen an der Pipettiereinheit gelöst und in einen Auffangbehälter abgeworfen.Following the discharge of the residual liquid, the pipette unit is brought into a pipette tip dropping position. There, the pipette tips are released by means of a tip ejection device from the coupling points on the pipetting unit and dropped into a collecting container.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht ( WO 2006/076957 A1 ), ist umfangreicher Stand der Technik beschrieben worden, der sich mit der Frage geringerer minimal abzugebender Volumina bei einer Pipettiervorrichtung der in Rede stehenden Art befasst. Darüber hinaus wird in der Literaturstelle eine Pipettiervorrichtung gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1 beschrieben, die die Abgabe von Volumina bis hinunter in den Nanoliterbereich ermöglicht.In the prior art, from which the invention proceeds ( WO 2006/076957 A1 ), extensive prior art has been described which addresses the issue of lower minimum volumes to be dispensed in a pipetting device of the type in question. In addition, the reference describes a pipetting device according to the preamble of claim 1 which enables the dispensing of volumes down to the nanoliter range.

Im hier diskutierten Stand der Technik wird das durch Verbindung einer Pipettenspitze mit einem elastisch verformbaren Röhrchen als Ausstoßende an der Pipettenspitze realisiert. Dieses Röhrchen bildet am unteren Ende die Mündungsöffnung der Pipettenspitze. Dieses elastisch verformbare Röhrchen kann durch eine bewegliche Betätigungseinrichtung einer Mikrodosiereinheit so verformt werden, dass gezielt ein definiertes Flüssigkeitsvolumen durch Deformation des Röhrchens knapp oberhalb der Mündungsöffnung der Pipettenspitze ausgestoßen werden kann. Durch die damit verursachte Volumenänderung im Inneren des Röhrchens wird Flüssigkeit als freifliegende Tröpfchen oder als freifliegender Strahl aus der Mündungsöffnung der Pipettenspitze ausgestoßen. Damit ist es möglich, kleinste Volumina im Nanoliterbereich auszustoßen. Auch hierzu darf auf die Ausführungen im zuvor angesprochenen Stand der Technik verwiesen werden.In the prior art discussed herein, this is accomplished by connecting a pipette tip to an elastically deformable tube as the ejection end at the pipette tip. This tube forms the mouth of the pipette tip at the lower end. This elastically deformable tube can be deformed by a movable actuating device of a microdosing unit so that a defined volume of liquid can be expelled by deformation of the tube just above the mouth opening of the pipette tip. The resulting change in volume inside the tube ejects liquid as free-flying droplets or as a free-flying jet from the mouth of the pipette tip. This makes it possible to eject smallest volumes in the nanoliter range. For this purpose, too, reference may be made to the statements in the previously mentioned prior art.

Im Stand der Technik handelt es sich bei der Mikrodosiereinheit der Pipettiervorrichtung um eine Anordnung mit Klemmbacken als Widerlager für die bewegliche Betätigungseinrichtung, die selbst piezoelektrisch angetrieben wird. Im Einzelnen wird hierzu auch auf die WO 2005/016534 A1 für eine derartige Mikrodosiereinheit verwiesen, die Details des Aufbaus einer solchen Mikrodosiereinheit offenbart. In the prior art, the microdosing unit of the pipetting device is an arrangement with clamping jaws as an abutment for the movable actuating device, which itself is driven piezoelectrically. In detail, this is also on the WO 2005/016534 A1 for such a microdosing unit, which discloses details of the structure of such a microdosing unit.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, befindet sich die Mikrodosiereinheit der Pipettiervorrichtung ortsfest an der Flüssigkeits-Abgabeposition. Die Pipettenspitze muss von oben her in die Betätigungseinrichtung der Mikrodosiereinheit eingefädelt werden. Die Flüssigkeit innerhalb der Pipettenspitze wird in das Röhrchen durch Kapillarkräfte nachgeführt. Ein Ausstoßen von Flüssigkeit in kleinen Teilmengen aus einer Pipettenspitze in eine Vielzahl verschiedener Zielgefäße erfordert eine Bewegung der Zielgefäße relativ zu der ortsfest in der Flüssigkeits-Abgabeposition stehenden Pipettierspitze.In the prior art, from which the invention proceeds, the microdosing unit of the pipetting device is stationary at the liquid dispensing position. The pipette tip must be threaded into the actuator of the microdosage unit from above. The liquid within the pipette tip is tracked into the tube by capillary forces. Purging liquid in small portions from a pipette tip into a plurality of different target vessels requires movement of the target vessels relative to the pipetting tip stationary in the liquid dispensing position.

Die zuvor beschriebene Pipettiervorrichtung ist im Ergebnis theoretisch für die Abgabe kleinster Volumina an verschiedenen Orten geeignet, als Pipettiervorrichtung im praktischen Betrieb allerdings noch zu optimieren.As a result, the pipetting device described above is theoretically suitable for dispensing smallest volumes at various locations, but still has to optimize the pipetting device in practical operation.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine praxisgerecht konstruierte Pipettiervorrichtung mit einer Mikrodosiereinheit anzugeben.The invention is based on the problem of specifying a practical designed pipetting device with a microdosing unit.

Die zuvor aufgezeigte Problemstellung ist gelöst bei einer Pipettiervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1.The above-indicated problem is solved in a pipetting device having the features of the preamble of claim by the features of the characterizing part of claim 1.

Erfindungsgemäß ist relevant, dass die Mikrodosiereinheit als von der Pipettiereinheit getrennte Einheit ausgeführt ist. Das bedeutet, dass die Pipettiereinheit in verschiedenen relevanten Betriebspositionen, insbesondere in der Pipettenspitzen-Aufnahmeposition, der Flüssigkeits-Aufnahmeposition, aber auch vorzugsweise in der Pipettenspitzen-Abwurfposition und gegebenenfalls der Ausstoßposition für Restflüssigkeit, wie eine klassische Pipettiereinheit einer Pipettiervorrichtung ohne Mikrodosiereinheit gehandhabt und eingesetzt werden kann. Demgegenüber ist die Mikrodosiereinheit an der Pipettiereinheit angekoppelt, und zwar in einer genau definierten Relativlage zur Pipettiereinheit, wenn sie gebraucht wird, nämlich in der Flüssigkeits-Abgabeposition.According to the invention, it is relevant that the microdosing unit is designed as a separate unit from the pipetting unit. This means that the pipetting unit in various relevant operating positions, in particular in the pipette tip receiving position, the liquid receiving position, but also preferably in the pipette tip dropping position and optionally the discharge position for residual liquid, such as a classic pipetting a pipetting device without Mikrodosiereinheit be handled and used can. In contrast, the microdosing unit is coupled to the pipetting unit in a well-defined relative position to the pipetting unit when needed, namely in the liquid dispensing position.

Anstatt jedoch wie im Stand der Technik die Pipettiereinheit an die in einer bestimmten Flüssigkeits-Abgabeposition ortsfest stehende Mikrodosiereinheit anzukoppeln, werden erfindungsgemäß die Pipettiereinheit und die Mikrodosiereinheit wahlweise in einer genau definierten Relativlage zu der positioniert.However, instead of coupling the pipetting unit to the stationary in a certain liquid dispensing position microdosing, as in the prior art, the pipetting unit and the micro-dosing optionally be positioned in a well-defined relative position to the invention.

Erfindungsgemäß schaltet die Mikrodosiereinheit mittels eines Detektors, der zur Pipettiereinheit hin gerichtet ist, die Ankopplung weitgehend selbsttätig. Das Schalten kann direkt vom entsprechend ausgestalteten Detektor aus erfolgen. Meist wird das Schalten indirekt, vom Detektor ausgelöst, über eine Steuereinrichtung erfolgen. Danach kann die Mikrodosiereinheit gemeinsam mit der Pipettiereinheit mittels der Positioniereinrichtung in unterschiedliche Betriebspositionen gebracht werden, beispielsweise auch mehrere verschiedene Flüssigkeits-Abgabepositionen.According to the invention, the microdosing unit switches by means of a detector, which is directed towards the pipetting unit, largely independently of the coupling. Switching can be done directly from the appropriately designed detector. Most switching is indirect, triggered by the detector, via a control device. Thereafter, the micro-dosing unit can be brought together with the pipetting unit by means of the positioning in different operating positions, for example, several different liquid dispensing positions.

Erfindungsgemäß werden optimale Randbedingungen der Pipettiervorrichtung für den Laborbetrieb geschaffen. Die Pipettiervorrichtung hat eine Pipettiereinheit ohne Mikrodosiereinheit dort, wo die Mikrodosiereinheit nicht benötigt wird. Sie wandelt sich zu einer Pipettiereinheit mit Mikrodosiereinheit dort, wo das erforderlich ist, nämlich bei Flüssigkeitsabgabe. Für die Flüssigkeitsabgabe kann die Pipettiereinheit mitsamt ihrer Mikrosdosiereinheit frei bewegt werden, beispielsweise über unterschiedliche, an verschiedenen Stellen sitzende Mikrotiterplatten, die ihrerseits nicht bewegt werden müssen.According to the invention, optimal boundary conditions of the pipetting device for laboratory operation are created. The pipetting device has a pipetting unit without a microdosing unit where the microdosing unit is not needed. It converts to a pipetting unit with a microdosage unit where necessary, namely when dispensing liquid. For the delivery of liquid, the pipetting unit together with its microdosing unit can be moved freely, for example via different microtiter plates which are located at different locations and which in turn do not have to be moved.

Man kann die erfindungsgemäße Pipettiervorrichtung damit auch für unterschiedliche Volumina einsetzen. Bei größeren Volumina kann man die Pipettiervorrichtung ohne Mikrodosiereinheit betreiben, gegebenenfalls auch mit normalen Pipettenspitzen ohne elastisch verformbare Ausstoßenden. Will man im Bereich sehr kleiner Volumina dosieren, so wird die Mikrodosiereinheit bedarfsweise an die Pipettiereinheit angekoppelt und kann dann mit dieser an die gewünschte Betriebsposition gebracht werden.The pipetting device according to the invention can thus also be used for different volumes. For larger volumes, the pipetting device can be operated without a microdosing unit, optionally also with normal pipette tips without elastically deformable ejection ends. If you want to dose in the range of very small volumes, the microdosing is coupled as needed to the pipette and can then be brought with this to the desired operating position.

Typische Materialien für ein elastisch verformbares Ausstoßende der Pipettenspitze sind Polyimid, Polyamid oder Silikon. Typische Durchmesser liegen bei 0,1 bis 1 mm. Das elastisch verformbare Ausstoßende kann an der Pipettenspitze im Übrigen einstückig ausgeformt sein. Es kann aber auch durch Kleben, Einspritzen, Einschrumpfen oder Anpressen an der Pipettenspitze im Übrigen angebracht sein. Der Querschnitt des elastisch verformbaren Ausstoßendes kann beliebige Form aufweisen, wird aber im Regelfall rund sein.Typical materials for an elastically deformable discharge end of the pipette tip are polyimide, polyamide or silicone. Typical diameters are 0.1 to 1 mm. Incidentally, the elastically deformable ejection end may be integrally formed on the pipette tip. It can also be attached by gluing, injecting, shrinking or pressing on the pipette tip by the way. The cross section of the elastically deformable ejection end may have any shape, but will be round as a rule.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9, die später im Zuge der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung mit erläutert werden.Preferred embodiments and further developments of the teaching of the invention are subject matter of claims 2 to 9, which will be explained later in the course of the explanation of the preferred embodiment with reference to the drawing.

Eine besondere Bedeutung kommt Anspruch 9 zu. Danach sind die Pipettiereinheit einerseits und die Mikrodosiereinheit andererseits an Halterungen von getrennten Positioniereinrichtungen angeordnet und werden durch die Positioniereinrichtungen dann in ihrer jeweiligen genau definierten Relativlage positioniert.Of particular importance is claim 9. Thereafter, the pipetting unit on the one hand and the microdosing unit, on the other hand, are arranged on holders of separate positioning devices and are then positioned in their respective precisely defined relative position by the positioning devices.

Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung schlägt sich auch in einem Verfahren zum Betreiben einer Pipettiervorrichtung nieder. Insoweit gilt Folgendes:
Verfahren zum Transferieren von Flüssigkeit mit einer Pipettiervorrichtung, die eine Pipettiereinheit, eine Positioniereinrichtung, eine Mikrodosiereinheit und eine Steuereinrichtung aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung an eine Pipettenspitzen-Aufnahmeposition verfahren und dort mit ihrem Pipettenschaft voran vertikal zu einer in einem Tragestell bevorrateten Pipettenspitze hin abgesenkt, wobei die Pipettenspitze an einer Koppelstelle am Pipettenschaft aufgesteckt wird.
b) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung an eine Flüssigkeits-Aufnahmeposition verfahren und dort wird die Pipettenspitze mit ihrer Mündungsöffnung in ein mit Flüssigkeit gefülltes Vorratsgefäß eingetaucht und hier durch die Wirkung einer Verdrängereinrichtung in der Pipettiereinheit, die strömungsverbunden mit der Pipettenspitze ist und einen Unter- und Überdruck erzeugen kann, Flüssigkeit in die Pipettenspitze aufgenommen.
c) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung an eine Ankoppelposition verfahren.
d) In der Ankoppelposition schaltet zunächst die Mikrodosiereinheit die Ankoppeleinrichtung inaktiv, die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung vollständig an die Mikrodosiereinheit heran verfahren und die Mikrodosiereinheit schaltet die Ankoppeleinrichtung zum Ankoppeln aktiv.
e) Die Pipettiereinheit wird mitsamt der Mikrodosiereinheit mittels der Positioniereinrichtung an eine oder mehrere Flüssigkeits-Abgabepositionen verfahren, so dass die Mündungsöffnung über einem Zielgefäß angeordnet ist, und dort wird die Mikrodosiereinheit zur tröpfchenweisen Flüssigkeitsabgabe in Betrieb genommen, vorzugsweise werden mehrere Flüssigkeits-Abgabeposition angefahren und die Flüssigkeitsabgabe wiederholt.
f) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung wieder an die Ankoppelposition verfahren, dort inaktiviert die Mikrodosiereinheit die Ankoppeleinrichtung und die Mikrodosiereinheit wird von der Pipettiereinheit wieder abgekoppelt.
g) Die Pipettiereinheit wird mittels der Positioniereinrichtung an eine Pipettenspitzen-Abwurfposition verfahren und dort die Pipettenspitze mittels einer Spitzenabwurfeinrichtung in einen Auffangbehälter abgeworfen.

The peculiarity of the pipetting device according to the invention is also reflected in a method for operating a pipetting device. In that regard, the following applies:
A method of transferring liquid with a pipetting device comprising a pipetting unit, a positioning device, a micro-dosing unit and a control device, comprising the following method steps:

a) The pipetting unit is moved by means of the positioning device to a pipette tip receiving position, where it is lowered with its pipette shaft ahead vertically to a pipette tip stored in a support position, wherein the pipette tip is attached to a coupling point on the pipette shaft.
b) the pipetting unit is moved by means of the positioning device to a liquid receiving position and there the pipette tip is immersed with its mouth opening in a liquid-filled storage vessel and here by the action of a displacing means in the pipetting unit, which is in flow communication with the pipette tip and can generate overpressure, liquid added to the pipette tip.
c) The pipetting unit is moved by means of the positioning device to a coupling position.
d) In the coupling position, first the microdosing unit switches the coupling device inactive, the pipetting unit is completely moved by means of the positioning device to the microdosing unit and the microdosing unit switches the coupling device for coupling actively.
e) the pipetting unit is moved together with the microdosing unit by means of the positioning to one or more liquid dispensing positions, so that the mouth opening is disposed over a target vessel, and there the microdosing unit for droplet-like liquid dispensing is put into operation, preferably several liquid dispensing position are approached and the liquid delivery is repeated.
f) The pipetting unit is moved back to the coupling position by means of the positioning device, where the microdosing unit deactivates the coupling device and the microdosing unit is decoupled from the pipetting unit again.
g) The pipetting unit is moved by means of the positioning device to a pipette tip ejection position, where the pipette tip is dropped by means of a tip ejector into a receptacle.

In einem bevorzugten Verfahrensschritt wird im Merkmal d) die Pipettenspitze gegenüber einer Betätigungseinrichtung der Mikrodosiereinheit so positioniert, dass ein unterer Abschnitt der Pipettenspitze unmittelbar oberhalb der Mündungsöffnung stets unterhalb der Betätigungsvorrichtung verbleibt und diese nicht berührt.In a preferred method step, in feature d) the pipette tip is positioned relative to an actuating device of the microdosing unit such that a lower section of the pipette tip immediately above the outlet opening always remains underneath the actuating device and does not touch it.

Zwischen den Verfahrensschritten c) und e) kann die Verdrängereinrichtung Flüssigkeit aus der Pipettenspitze so ausstoßen, dass der Meniskus der Flüssigkeit sich an der Mündungsöffnung der Pipettenspitze ausbildet.Between steps c) and e), the displacing means may expel liquid from the pipette tip so that the meniscus of the liquid is formed at the mouth of the pipette tip.

In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird zwischen den Verfahrensschritten d) und e) die Mikrodosiereinheit in Betrieb genommen, wobei deren Betätigungsvorrichtung in einer hin- und hergehenden Bewegung auf ein am unteren Ende der Pipettenspitze befindliches Röhrchen, das vor der Mündungsöffnung angeordnet ist, so einwirkt, dass dieses radial elastisch und volumenverringernd derart deformiert wird, dass die Flüssigkeit im Röhrchen in Form freifliegender Tröpfchen oder in Form eines freifliegenden Strahls abgegeben wird.In a preferred variant of the method, the microdosing unit is put into operation between method steps d) and e), with its actuating device acting in a reciprocating motion on a tube located at the lower end of the pipette tip, which is arranged in front of the orifice opening this is deformed radially elastic and volume reducing so that the liquid is discharged in the tube in the form of free-flying droplets or in the form of a free-flying jet.

Die Ankopplung und Abkopplung der Mikrodosiereinheit an die Pipettiereinheit im Rahmen des bevorzugten Verfahrens kann bevorzugt durch geschaltete Koppeleinrichtungen erfolgen, wobei vorzugsweise eine Koppeleinrichtung eine Magnetkupplung ist, weiter vorzugsweise eine Koppeleinrichtung mit einem bestrombaren Permanent-Magneten/Elektromagneten.The coupling and decoupling of the microdosing to the pipetting in the context of the preferred method may preferably be done by switched coupling devices, preferably a coupling device is a magnetic coupling, more preferably a coupling device with a current-magnet permanent magnet / electromagnet.

Nach bevorzugter Variante des beschriebenen Verfahrens kann zwischen den Verfahrensschritten e) und f) eine Restflüssigkeit in der Pipettenspitze durch die Verdrängereinheit ausgestoßen werden, wobei das bevorzugt in einer gesonderten Flüssigkeits-Abgabeposition erfolgt.According to a preferred variant of the described method, a residual liquid in the pipette tip can be ejected by the displacer unit between the process steps e) and f), wherein the preferred is in a separate liquid dispensing position.

Nach einer weiteren bevorzugten Variante wird während des Verfahrensschritts e) oder sobald die Mikrodosiereinheit zur Flüssigkeitsabgabe in Betrieb genommen wird und ein Flüssigkeitsvolumen aus der Mündungsöffnung der Pipettenspitze abgegeben wird, die Verdrängereinheit dieses Flüssigkeitsvolumen als Überdruck unmittelbar oder diskontinuierlich nachspeisen.According to a further preferred variant, during the process step e) or as soon as the microdosing unit for liquid discharge is put into operation and a liquid volume is dispensed from the mouth opening of the pipette tip, the displacer unit will feed this liquid volume as an overpressure directly or discontinuously.

Aufgrund seiner Ausgestaltung kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Flüssigkeit von kleinsten Volumina, Volumina bis zu 0,1 nl, aus von einer Pipettiereinheit gehaltenen Pipettenspitze von einem Vorratsgefäß zu einem oder mehreren Zielgefäßen transferiert werden. Die Pipettenspitze weist dazu ein vor deren Mündungsöffnung angeordnetes Röhrchen auf. Das Ankoppeln der Pipettenspitze an eine Pipettiereinheit der Pipettiervorrichtung, das Aufnehmen der Flüssigkeit, ggf. das Abgeben von Restflüssigkeit und Abwerfen der Pipettenspitze erfolgt wie bei herkömmlichen Pipettiervorrichtungen. Das Abgeben der Flüssigkeit in kleinsten Volumina erfolgt erfindungsgemäß durch eine Mikrodosiereinheit, die nach dem Aufnehmen der Flüssigkeit an die Pipettiereinheit schaltbar an- und später wieder abgekoppelt wird.Due to its design, liquid of smallest volumes, volumes up to 0.1 nl, held by a pipetting unit pipette tip can be transferred from a storage vessel to one or more target vessels with the inventive method. For this purpose, the pipette tip has a tube arranged in front of its mouth opening. The coupling of the pipette tip to a pipetting unit of the pipetting device, the Picking up the liquid, possibly dispensing residual liquid and discarding the pipette tip takes place as in conventional pipetting devices. According to the invention, the dispensing of the liquid in very small volumes takes place by means of a microdosing unit, which is switchably connected to the pipetting unit after the liquid has been taken up and later decoupled again.

Die Pipettiereinheit wird dazu mittels der Positioniereinrichtung an eine Ankoppelposition verfahren und dort wird die Pipettenspitze mit ihrem Röhrchen zwischen ein Widerlager und eine Betätigungsvorrichtung der Mikrodosiereinheit verfahren. Das Widerlager wird an das Röhrchen angestellt. In der Ankoppelposition wird auch die Pipettiereinheit mit ihrer Ankopplungseinrichtung an die Gegenankopplungseinrichtung der Mikrodosiereinheit angekoppelt und, vorzugsweise, wird in der Ankoppelposition über eine Kontaktverbindung die Pipettiereinheit die Mikrodosiereinheit steuerungstechnisch mit der Steuereinrichtung verbunden. Die Pipettiereinheit wird dann mit der Mikrodosiereinheit mittels der Positioniereinrichtung an eine oder mehrere Flüssigkeits-Abgabepositionen verfahren, so dass die Mündungsöffnung der entsprechenden Pipettierspitze über einem Zielgefäß angeordnet ist, und dort wird die Mikrodosiereinheit zur tröpfchenweisen Flüssigkeitsabgabe in Betrieb genommen. Die Pipettiereinheit wird danach mittels der Positioniereinrichtung wieder an die Ankoppelposition verfahren und dort wird die Ankopplungseinrichtung von der Gegenankopplungseinrichtung abgekuppelt, das Widerlager vom Röhrchen weg in eine Ausgangsposition verfahren und die Mikrodosiereinheit wieder auf einer Basisstation abgestellt.For this purpose, the pipetting unit is moved by means of the positioning device to a coupling position and there the pipette tip is moved with its tube between an abutment and an actuating device of the micro-dosing unit. The abutment is attached to the tube. In the coupling position, the pipetting unit with its coupling device is also coupled to the counter coupling device of the microdosing unit and, preferably, in the coupling position via a contact connection, the pipetting unit is connected to the control unit with the microdosing unit. The pipetting unit is then moved with the microdosing unit by means of the positioning device to one or more liquid dispensing positions, so that the mouth opening of the corresponding pipette tip is arranged above a destination vessel, and there the microdosing unit for droplet-like liquid dispensing is put into operation. The pipetting unit is then moved back to the coupling position by means of the positioning device and there the coupling device is uncoupled from the counter coupling device, the abutment moved away from the tube in a starting position and the microdosing off again on a base station.

Im Folgenden wird nun die Erfindung anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following, the invention will now be explained in more detail with reference to a drawing showing only a preferred exemplary embodiment. In the drawing shows

1 in schematischer Darstellung das Prinzip einer Pipettiervorrichtung der in Rede stehenden Art, 1 a schematic representation of the principle of a pipetting device of the type in question,

2 in schematischer Darstellung die Pipettiervorrichtung in einer Pipettenspitzen-Aufnahmeposition, 2 schematically the pipetting device in a pipette tip receiving position,

3 in schematischer Darstellung die Pipettiervorrichtung in einer Flüssigkeits-Aufnahmeposition, 3 in a schematic representation of the pipetting device in a liquid receiving position,

4 in schematischer Darstellung die Pipettiervorrichtung aus 3 mit einer Mikrodosiereinheit in einer Ankoppelposition, 4 in a schematic representation of the pipetting 3 with a microdosing unit in a coupling position,

5 in schematischer Darstellung eine Pipettiervorrichtung und eine Mikrodosiereinheit in einer Ankoppelposition während der Justierung der Mikrodosiereinheit, 5 a schematic representation of a pipetting device and a microdosing in a coupling position during the adjustment of the microdosing,

6 in schematischer Darstellung eine Pipettiervorrichtung und eine Mikrodosiereinheit an getrennten Positioniereinrichtungen in einer Ankoppelposition, 6 a schematic representation of a pipetting device and a micro-dosing unit at separate positioning devices in a coupling position,

7 in schematischer Darstellung die Pipettiervorrichtung aus 4 bei der Flüssigkeits-Abgabe, 7 in a schematic representation of the pipetting 4 in the liquid delivery,

8 in schematischer Darstellung die Pipettiervorrichtung aus 4 in einer Pipettenspitzen-Abwurfposition und 8th in a schematic representation of the pipetting 4 in a pipette tip dropping position and

9 eine Pipettiervorrichtung mit vier parallel angeordneten Pipettenspitzen und einer Vierfach-Mikrodosiereinheit in schematischer Darstellung. 9 a pipetting device with four parallel pipette tips and a quadruple Mikrodosiereinheit in a schematic representation.

1 zeigt eine Pipettiervorrichtung mit einer Pipettiereinheit 1. An der Pipettiereinheit 1 ist mindestens eine Pipettenspitze 2 auswechselbar anbringbar. In 9 kann man erkennen, dass nach bevorzugter Ausführung der Erfindung die Pipettiervorrichtung eine Mehrkanal-Pipettiervorrichtung ist. Dann befinden sich an der Pipettiereinheit 1 mehrere Pipettenspitzen 2. 1 shows a pipetting device with a pipetting unit 1 , At the pipette unit 1 is at least one pipette tip 2 replaceable attachable. In 9 It can be seen that according to a preferred embodiment of the invention, the pipetting device is a multi-channel pipetting device. Then you are at the pipetting unit 1 several pipette tips 2 ,

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Pipettiervorrichtung eine solche mit einer Pipettenspitze 2, die ein elastisch verformbares Ausstoßende 3 aufweist. Das elastisch verformbare Ausstoßende 3 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel die Gestalt eines elastisch verformbaren Röhrchens. Ein solches Röhrchen kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise auch einen ellipsenförmigen Querschnitt. Hier sind alle Varianten möglich.The pipetting device according to the invention is preferably one with a pipette tip 2 that is an elastically deformable ejection end 3 having. The elastically deformable discharge end 3 has the shape of an elastically deformable tube in the illustrated embodiment. Such a tube may have any cross section, for example, an elliptical cross section. Here are all variants possible.

Ferner weist die Pipettiervorrichtung mindestens eine Positioniereinrichtung 4 und eine Mikrodosiereinheit 5 auf. Komplettiert wird die gesamte Pipettiervorrichtung durch eine elektrische oder elektronische, heutzutage oft softwaregesteuerte Steuereinrichtung 6, durch die alle Abläufe der Pipettiervorrichtung wunschgemäß gesteuert werden können. In 1 ist mit gestrichelten Linien angedeutet, wo zwischen den einzelnen Komponenten der Pipettiervorrichtung Übertragungsmittel für Steuerbefehle, Stromversorgung und/oder Daten vorgesehen sind.Furthermore, the pipetting device has at least one positioning device 4 and a microdosing unit 5 on. The entire pipetting device is completed by an electrical or electronic, often software-controlled control device today 6 by which all processes of the pipetting device can be controlled as desired. In 1 is indicated by dashed lines where transmission means for control commands, power supply and / or data are provided between the individual components of the pipetting device.

Wie 1 und 2 im Zusammenhang zeigen, hat die Pipettiereinheit 1 für jede anbringbare Pipettenspitze 2 eine Koppelstelle 7. Diese ist typischerweise in Form eines Pipettenschafts ausgebildet. Typischerweise wird also die Pipettenspitze 2 auf die vom Pipettenschaft gebildete Koppelstelle 7 aufgesteckt bzw. die Koppelstelle 7 in das offene obere Ende der Pipettenspitze 2 eingesteckt, um die in einem Halter bzw. Traggestell 16 bevorratete Pipettenspitze 2 anzukoppeln.As 1 and 2 show in context, has the pipetting unit 1 for every attachable pipette tip 2 a coupling point 7 , This is typically designed in the form of a pipette shaft. Typically, therefore, the pipette tip 2 on the coupling point formed by the pipette shaft 7 attached or the coupling point 7 into the open top of the pipette tip 2 plugged in to the in a holder or support frame 16 stockpiled pipette tip 2 to dock.

Die Pipettiereinheit 1 weist eine mit der Koppelstelle 7 und der daran angebrachten Pipettenspitze 2 strömungstechnisch verbundene Verdrängereinheit 8 auf. Bei einer Luftpolsterpipette handelt es sich bei der Verdrängereinheit 8 typischerweise um eine Zylinder-Kolben-Anordnung. Wesentlich ist, dass die Verdrängereinheit 8 in der angekoppelten Pipettenspitze 2 einen Unterdruck zum Aufnehmen von Flüssigkeit in die Pipettenspitze 2 und einen Überdruck zum Ausstoßen von Flüssigkeit aus der Pipettenspitze 2 erzeugen kann. Auch dazu darf auf den gesamten eingangs erläuterten Stand der Technik verwiesen werden.The pipetting unit 1 has one with the coupling point 7 and the attached pipette tip 2 fluidically connected displacer unit 8th on. An air cushion pipette is the displacer unit 8th typically a cylinder-piston arrangement. It is essential that the displacer unit 8th in the coupled pipette tip 2 a negative pressure for receiving liquid in the pipette tip 2 and an overpressure to expel liquid from the pipette tip 2 can generate. Also, reference may be made to the entire state of the art explained in the introduction.

Mittels der Positioniereinrichtung 4 ist die Pipettiereinheit 1 in unterschiedliche Betriebspositionen bringbar. Typische Betriebspositionen sind eine Pipettenspitzen-Aufnahmeposition (2), eine Flüssigkeits-Aufnahmeposition (3), eine Ankoppelposition (4), eine Flüssigkeits-Abgabeposition (7) oder eine Mehrzahl solcher Flüssigkeits-Abgabepositionen, sowie eine Pipettenspitzen-Abwurfposition (8).By means of the positioning device 4 is the pipetting unit 1 can be brought into different operating positions. Typical operating positions are a pipette tip pickup position ( 2 ), a liquid receiving position ( 3 ), a coupling position ( 4 ), a liquid dispensing position ( 7 ) or a plurality of such liquid dispensing positions, and a pipette tip ejection position ( 8th ).

Dazwischen kann auch noch eine Restflüssigkeits-Ausstoßposition liegen, die in der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist. In der Restflüssigkeits-Ausstoßposition der Pipettiereinheit 1 kann Restflüssigkeit aus den Pipettenspitzen 2 verworfen werden, bevor diese dann in der Pipettenspitzen-Abwurfposition in einen Behälter abgeworfen werden.In between can also be a residual liquid ejection position, which is not shown in the drawing. In the residual liquid discharge position of the pipetting unit 1 can remove residual fluid from the pipette tips 2 be discarded before they are then dropped in the pipette tip dropping position into a container.

Vorliegend geht es insbesondere um die Flüssigkeits-Abgabeposition(en).In the present case, in particular, the liquid dispensing position (s).

Die in 5 dargestellte Mikrodosiereinheit 5, um die es vorliegend besonders geht, wird von ihrer eigenen Steuereinheit 15 angesteuert. Um mit dem elastisch verformbaren Ausstoßende 3, dem hier verwirklichten elastisch verformbaren Röhrchen, unmittelbar oberhalb der Mündungsöffnung der Pipettenspitze 2, in Wechselwirkung zu treten, weist die Mikrodosiereinheit 5 eine bewegliche Betätigungseinrichtung 9 auf. Die Mikrodosiereinheit 5 ist, wie bereits 1 erkennen lässt, in der Abgabeposition der Pipettiereinheit 1 relativ zu der Pipettenspitze 2 so angeordnet, dass die Betätigungseinrichtung 9 am elastisch verformbaren Ausstoßende 3 der Pipettenspitze 2 positioniert ist.In the 5 shown microdosing unit 5 That's what's special about this is from their own control unit 15 driven. To with the elastically deformable ejection end 3 , the elastically deformable tube realized here, immediately above the mouth opening of the pipette tip 2 to interact, instructs the microdosing unit 5 a movable actuator 9 on. The microdosing unit 5 is, as already 1 can recognize, in the dispensing position of the pipette 1 relative to the pipette tip 2 arranged so that the actuator 9 at the elastically deformable ejection end 3 the pipette tip 2 is positioned.

In der in 7 gezeigten Abgabeposition der Pipettiereinheit 1 aus 4 ist durch Ansteuern der Mikrodosiereinheit 5 das Ausstoßende 3 der Pipettenspitze 2 mittels der Betätigungseinrichtung 9 radial elastisch volumenverdrängend verformbar. Dadurch ist einfach oder mehrfach Flüssigkeit als kleinste Tröpfchen oder als freifliegender Strahl aus dem Ausstoßende 3 der Pipettenspitze 2 ausstoßbar. Auf diese Weise wirkt also zum Ausstoßen der Flüssigkeit in kleinsten Volumina nicht die Verdrängereinheit 8, sondern die Mikrodosiereinheit 5, deren Betätigungseinrichtung 9 unmittelbar auf das Ausstoßende 3 der Pipettenspitze 2 so Einfluss nimmt, dass sich das Volumen in dem Ausstoßende 3 verringert. Das Ausstoßende 3 wird also mittels der Betätigungseinrichtung 9 deformiert, und zwar schlagartig mit einem hohen Impuls, so dass die Flüssigkeit in Form kleinster Tröpfchen oder als kurzer freifliegender Strahl ausgestoßen wird. Geringste Flüssigkeitsmengen bis hinunter zu 0,1 nl können so ausgestoßen werden.In the in 7 shown dispensing position of the pipette 1 out 4 is by driving the microdosing 5 the expelling 3 the pipette tip 2 by means of the actuating device 9 radially elastic volume displaceable deformable. As a result, single or multiple liquid as the smallest droplets or as a free-flying beam from the discharge end 3 the pipette tip 2 ejectable. In this way, therefore, does not work for ejecting the liquid in the smallest volumes, the displacer unit 8th but the microdosing unit 5 , whose actuator 9 immediately on the expelling end 3 the pipette tip 2 so influences that the volume in the expelling end 3 reduced. The expelling 3 So is by means of the actuator 9 deforms, abruptly with a high momentum, so that the liquid is expelled in the form of minute droplets or as a short free-flying jet. Smallest amounts of liquid down to 0.1 nl can be ejected.

In 2 bis 9 wird die Konstruktion der Mikrodosiereinheit 5 bezogen auf die Pipettiereinheit 1 dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel, das in 4 sowie 7 und 8 dargestellt ist, ist vorgesehen, dass die Mikrodosiereinheit 5 von der Pipettiereinheit 1 getrennt ausgeführt, aber wahlweise mit der Pipettiereinheit 1 in einer genau definierten Relativlage koppelbar ist. Dazu weist die Pipettiereinheit 1 eine Ankopplungseinrichtung 10 und die Mikrodosiereinheit 5 eine entsprechende Gegenkopplungseinrichtung 11 auf. Die Ankopplungseinrichtung 10 und/oder die Gegenkopplungseinrichtung 11 sind schaltbar. Durch Schalten der Ankopplungseinrichtung 10 und/oder der Gegenkopplungseinrichtung 11 ist die Mikrodosiereinheit 5 wahlweise an der Pipettiereinheit 1 ankoppelbar oder von der Pipettiereinheit 1 abkoppelbar.In 2 to 9 becomes the construction of the microdosing unit 5 relative to the pipetting unit 1 shown. In the embodiment shown in FIG 4 such as 7 and 8th is shown, it is provided that the microdosing 5 from the pipetting unit 1 carried out separately, but optionally with the pipetting unit 1 can be coupled in a well-defined relative position. For this purpose, the pipette unit 1 a coupling device 10 and the microdosing unit 5 a corresponding negative feedback device 11 on. The coupling device 10 and / or the negative feedback device 11 are switchable. By switching the coupling device 10 and / or the negative feedback device 11 is the microdosing unit 5 optionally on the pipette unit 1 can be coupled or from the pipetting unit 1 decoupled.

Die Mikrodosiereinheit 5 muss also nicht immer mit der Pipettiereinheit 1 gekoppelt sein. Sie ist nur dann mit der Pipettiereinheit 1 gekoppelt, wenn in der Flüssigkeits-Abgabeposition mit der Mikrodosiereinheit 5 kleinste Flüssigkeitsmengen in Zielgefäße abgegeben werden sollen.The microdosing unit 5 So not always with the pipetting unit 1 be coupled. It is only with the pipetting unit 1 coupled when in the liquid dispensing position with the microdosing unit 5 smallest amounts of liquid should be dispensed into target vessels.

Die Besonderheit der Konstruktion liegt in erster Linie darin, dass die Mikrodosiereinheit 5 bedarfsweise an die Pipettiereinheit 1 angekoppelt und dann von dieser Pipettiereinheit 1, die mittels der Positioniereinrichtung 4 in unterschiedliche Betriebspositionen gebracht wird, in die gewünschten Betriebspositionen mitgeführt wird. Das können insbesondere verschiedene Flüssigkeits-Abgabepositionen sein.The peculiarity of the construction lies primarily in the fact that the microdosing unit 5 if necessary, to the pipetting unit 1 coupled and then from this pipetting unit 1 by means of the positioning 4 is brought into different operating positions, is carried in the desired operating positions. This may in particular be different liquid dispensing positions.

5 zeigt die erfindungsgemäß ausgestaltete Pipettiervorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Pipettiereinheit 1 und die Mikrodosiereinheit 5 wahlweise in einer genau definierten Relativlage positionierbar sind. Die Positioniereinrichtung 4, die die Pipettiereinheit 1 positioniert, weist dazu eine Halterung 18 auf mit einer Ankopplungseinrichtung 10. Die Mikrodosiereinheit 5 weist eine entsprechende Gegenkopplungseinrichtung 11 auf. 5 shows the inventively designed pipetting, which is characterized in that the pipetting unit 1 and the microdosing unit 5 can be selectively positioned in a well-defined relative position. The positioning device 4 holding the pipetting unit 1 positioned, has a holder for this purpose 18 on with a coupling device 10 , The microdosing unit 5 has a corresponding negative feedback device 11 on.

Die Funktionsweise ist ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen Pipettiervorrichtung. Entscheidend anders ist aber, dass die Mikrodosiereinheit 5 selbst einen ersten Detektor 70 zur Halterung 18 hin gerichtet aufweist, der die Ankopplungseinrichtung 10 und/oder die Gegenkopplungseinrichtung 11 (bevorzugt über eine entsprechende Elektronik, beispielsweise eine elektronische Steuereinheit) schaltet.The operation is similar to the pipetting device described above. The decisive difference is that the microdosing unit 5 even a first detector 70 for mounting 18 directed toward which the coupling device 10 and / or the negative feedback device 11 (preferably via a corresponding electronics, such as an electronic control unit) switches.

In 6 ist die erfindungsgemäße Pipettiervorrichtung in anderer Ausführung dargestellt. Die Pipettiereinheit 1 ist an einer Halterung 18 der Positioniereinrichtung 4 angeordnet. Eine weitere Positioniereinrichtung 4', der eine weitere Halterung 18' zugeordnet ist, ist für die Mikrodosiereinheit 5 vorgesehen. Die Mikrodosiereinheit 5 kann also getrennt von der Pipettiereinheit 1 ebenso in einer genau definierten Relativlage an unterschiedliche Betriebspositionen gebracht werden. Insbesondere zur Flüssigkeitsabgabe sind die Pipettiereinheit 1 mit der Pipettenspitze 2 und die Mikrodosiereinheit 5 einander in der genau definierten Relativlage zugeordnet. Um dies zu erreichen und um die Pipettenspitze 2 in die vorgesehene Relativlage zu der Betätigungseinrichtung 9 zu bringen, positionieren die Positioniereinrichtungen 4, 4' die Pipettiereinheit 1 und die Mikrodosiereinheit 5 in eine Ankoppelposition. Danach können beide Positioniereinrichtungen 4, 4' zusammen, d. h. koordiniert, in unterschiedliche Betriebspositionen, insbesondere verschiedene Flüssigkeits-Abgabepositionen bewegt werden.In 6 the pipetting device according to the invention is shown in another embodiment. The pipetting unit 1 is on a bracket 18 the positioning device 4 arranged. Another positioning device 4 ' , which is another bracket 18 ' is assigned to the microdosing unit 5 intended. The microdosing unit 5 can therefore be separated from the pipetting unit 1 are also brought in a well-defined relative position to different operating positions. In particular for dispensing liquid are the pipetting unit 1 with the pipette tip 2 and the microdosing unit 5 associated with each other in the well-defined relative position. To accomplish this and around the pipette tip 2 in the intended relative position to the actuator 9 to bring position the positioning 4 . 4 ' the pipetting unit 1 and the microdosing unit 5 in a coupling position. Thereafter, both positioning devices 4 . 4 ' together, ie coordinated, are moved to different operating positions, in particular different liquid dispensing positions.

In 5 erkennt man, dass nach besonders bevorzugter Gestaltung die Pipettiervorrichtung eine Basisstation 12 zur Ablage der Mikrodosiereinheit 5 bei Nichtgebrauch hat. Die Basisstation 12 bietet einen bewusst vorgesehenen, definierten Platz zur Ablage der Mikrodosiereinheit 5 bei Nichtgebrauch. Sie ist vorzugsweise an der Pipettiervorrichtung ortsfest positioniert.In 5 recognizes that according to a particularly preferred embodiment, the pipetting a base station 12 for storing the microdosing unit 5 when not in use. The base station 12 provides a deliberately designed, defined place for storing the microdosing unit 5 when not in use. It is preferably stationarily positioned on the pipetting device.

In 5 ist eine übereinander gestapelte Anordnung der Pipettiereinheit 1, Mikrodosiereinheit 5 und Basisstation 12 gezeigt, bei dem einerseits die Ankopplungseinrichtung 10 und Gegenkopplungseinrichtung 11 und andererseits die Ablage der Mikrodosiereinheit 5 auf der Basisstation 12 in horizontaler Ebene orientiert sind. Jeweils eine andere Anordnung in vertikaler oder geneigter Ebene sind ebenso möglich.In 5 is a stacked arrangement of the pipetting unit 1 , Microdosing unit 5 and base station 12 shown on the one hand, the coupling device 10 and negative feedback device 11 and on the other hand, the tray of the microdosing unit 5 on the base station 12 oriented in a horizontal plane. In each case another arrangement in a vertical or inclined plane are also possible.

In 5 dargestellt ist an der Oberseite der Basisstation 12 eine Positionierhilfe 12' für die Mikrodosiereinheit 5. Die Positionierhilfe 12' dient zur exakten und lagestabilen Positionierung der Mikrodosiereinheit 5. Eine wiederholte Ankoppelung kann problemlos durchgeführt werden.In 5 is shown at the top of the base station 12 a positioning aid 12 ' for the microdosing unit 5 , The positioning aid 12 ' serves for exact and positionally stable positioning of the microdosing unit 5 , Repeated coupling can be done easily.

Die Basisstation 12 hat im Weiteren einen Anschluss 12'' für die Stromversorgung und ggf. für Datenleitungen, die mit der Steuereinrichtung 6 verbunden sind.The base station 12 has a connection 12 '' for the power supply and possibly for data lines connected to the control device 6 are connected.

Für die Ausgestaltung der Ankopplungseinrichtung 10 und der Gegenkopplungseinrichtung 11 gibt es im Prinzip eine Vielzahl von Möglichkeiten. Grundsätzlich wäre es möglich, die Ankopplungseinrichtung 10 und die geschaltete Gegenkopplungseinrichtung 11 mechanisch auszuführen, beispielsweise als formschlüssige Verbindung, als Riegelverbindung, etc. Grundsätzlich wäre es auch möglich, eine lediglich manuelle Betätigung vorzusehen. Das wird im Rahmen einer weitgehend automatisiert arbeitenden Pipettiervorrichtung aber im Normalfall nicht gemacht werden.For the design of the coupling device 10 and the negative feedback device 11 There are, in principle, a multitude of possibilities. In principle, it would be possible for the coupling device 10 and the switched negative feedback device 11 mechanically execute, for example, as a positive connection, as a bolt connection, etc. In principle, it would also be possible to provide a merely manual operation. This is not normally done in the context of a largely automated pipetting device.

Nach bevorzugter Lehre ist vorgesehen, dass die Gegenkopplungseinrichtung 11 aktiv und von der Steuereinheit 15 aus schaltbar und die Ankopplungseinrichtung 10 passiv ausgeführt ist.According to a preferred teaching, it is provided that the negative feedback device 11 active and from the control unit 15 off switchable and the coupling device 10 is executed passively.

Vorzugsweise wird konstruktiv bei der Erfindung in der Gegenkopplungseinrichtung 11 mit mindestens einem Permanentmagneten 13 und einem dem Permanentmagneten 13 zugeordneten Elektromagneten 14 gearbeitet. Bei nicht bestromtem Elektromagneten 14 bewirkt die Haltekraft des Permanentmagneten 13 die Ankopplung der Mikrodosiereinheit 5 an der Halterung 18; 18'. Die Ankopplungseinrichtung 10 hat in diesem Fall ein einfaches Gegenstück 10' aus ferromagnetischem Material. Elektromagneten 14 sind integrierte Elemente, bauen besonders kompakt und haben eine besonders hohe Leistung.Preferably, constructive in the invention in the negative feedback device 11 with at least one permanent magnet 13 and one the permanent magnet 13 associated electromagnet 14 worked. When not energized electromagnet 14 causes the holding force of the permanent magnet 13 the coupling of the microdosing unit 5 on the bracket 18 ; 18 ' , The coupling device 10 in this case has a simple counterpart 10 ' made of ferromagnetic material. electromagnet 14 are integrated elements, are very compact and have a particularly high performance.

Wird der Elektromagnet 14 mit Strom in einer Richtung bestromt, die zu einem dem Magnetfeld des Permanentmagneten 13 entgegengerichteten, aber etwa gleich großen Magnetfeld führt, so wird die Magnetkraft des Permanentmagneten 13 neutralisiert. Bei bestromtem Elektromagneten 14 wird also eine Abkopplung der Gegenkopplungseinrichtung 11 von der Ankopplungseinrichtung 10 und damit der Mikrodosiereinheit 5 von der Halterung 18; 18' bewirkt.Will the electromagnet 14 energized with current in one direction, resulting in a magnetic field of the permanent magnet 13 opposite, but about the same size magnetic field leads, so is the magnetic force of the permanent magnet 13 neutralized. With energized electromagnet 14 So is a decoupling of the negative feedback device 11 from the coupling device 10 and thus the microdosing unit 5 from the holder 18 ; 18 ' causes.

Man kann die Steuerung des Elektromagneten 14 weiter so optimieren, dass er auch in entgegengesetzter Richtung bestromt werden kann. Dann verstärkt die Magnetkraft des bestromten Elektromagneten 14 diejenige des Permanentmagneten 13, so dass die Mikrodosiereinheit 5 ganz besonders fest an der Halterung 18; 18' angekoppelt ist. Diese selektive Bestromung des Elektromagneten 14 kann man beispielsweise dann verwirklichen, wenn abschnittsweise hohe Beschleunigungen auf die Mikrodosiereinheit 5 wirken oder anderweitig die Mikrodosiereinheit 5 besonderen Kräften ausgesetzt ist.You can control the electromagnet 14 continue to optimize so that it can be energized in the opposite direction. Then the magnetic force of the energized electromagnet amplifies 14 that of the permanent magnet 13 so that the microdosing unit 5 especially strong on the bracket 18 ; 18 ' is coupled. This selective energization of the electromagnet 14 can be realized, for example, when sections high accelerations on the microdosing 5 act or otherwise the microdosing 5 exposed to special forces.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Konstruktion des bevorzugten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass bei neutralisierter Magnetkraft des Permanentmagneten 13 die Halterung 18; 18' mittels der Positioniereinrichtung 4 frei und leicht relativ zur Mikrodosiereinheit 5 positioniert werden kann. Erst wenn die definierte Relativlage erreicht ist, werden die Permanentmagnete 13 hinsichtlich ihrer Magnetwirkung freigeschaltet.Another advantage of the present design of the preferred embodiment is that when neutralized magnetic force of the permanent magnet 13 the holder 18 ; 18 ' by means of the positioning device 4 free and easy relative to the microdosing unit 5 can be positioned. Only when the defined relative position is reached, the permanent magnets 13 unlocked in terms of their magnetic effect.

Es empfiehlt sich, mehrere, möglichst gleichmäßig über die Fläche der Halterung 18; 18' und der Mikrodosiereinheit 5 verteilt angeordnete Gegenstücke 10', Permanentmagnete 13 und Elektromagnete 14 vorzusehen, so dass sich eine gleichmäßige Aufhängung der Mikrodosiereinheit 5 an der Halterung 18; 18' ergibt.It is best to use several, as evenly as possible over the surface of the bracket 18 ; 18 ' and the microdosing unit 5 distributed counterparts 10 ' , Permanent magnets 13 and electromagnets 14 provide so that a uniform suspension of the microdosing 5 on the bracket 18 ; 18 ' results.

Zur steuerungstechnischen Organisation der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung kann man vorsehen, dass die Mikrodosiereinheit 5 weitgehend steuerungstechnisch autark ist, wobei sie kontaktgebunden oder drahtlos mit der Steuereinrichtung 6 der Pipettiervorrichtung kommuniziert.For control technical organization of the pipetting device according to the invention, it can be provided that the microdosing unit 5 is largely autonomous control technology, being contact-bound or wireless with the control device 6 the pipetting device communicates.

Bevorzugt ist eine elektrische Kontaktverbindung 60 zwischen der Halterung 18; 18' und der Mikrodosiereinheit 5 eingerichtet. Über diese Kontaktverbindung 60 können neben der Kommunikation auch Steuersignale oder die Spannungsversorgung oder Ladeströme für Akkus oder Kondensatoren der Mikrodosiereinheit 5 geleitet werden. Eine weitere, gleichartige elektrische Kontaktverbindung 61 ist auch zwischen der Pipettiereinheit 1 bzw. der Halterung 18; 18' und der Mikrodosiereinheit 5 angeordnet und wird mit dem Ankoppeln verbunden. Vorliegend hat die Mikrodosiereinheit 5 eine eigene Steuereinheit 15, die oben schon erwähnt worden ist.Preference is given to an electrical contact connection 60 between the bracket 18 ; 18 ' and the microdosing unit 5 set up. About this contact connection 60 In addition to communication, control signals or the power supply or charging currents for rechargeable batteries or capacitors of the microdosing unit can also be used 5 be directed. Another, similar electrical contact connection 61 is also between the pipetting unit 1 or the holder 18 ; 18 ' and the microdosing unit 5 arranged and is connected to the coupling. In the present case, the microdosing unit has 5 a separate control unit 15 which has already been mentioned above.

Nach der bevorzugten Lehre der Erfindung weist die Mikrodosiereinheit 5 einen ersten Detektor 70 auf, der bei Annäherung der Halterung 18; 18' aktiviert wird. Der erste Detektor 70 ist also zur Halterung 18; 18' hin gerichtet. Der erste Detektor 70 ist mit der Steuereinheit 15 verbunden und steuert die Gegenkopplungseinrichtung 11 und vorzugsweise auch die Kontaktverbindung 60. Die Gegenkopplungseinrichtung 11 wird durch Bestromen der Elektromagnete 14 geschaltet.According to the preferred teaching of the invention, the microdosing unit 5 a first detector 70 on, the approach of the holder 18 ; 18 ' is activated. The first detector 70 So it is for mounting 18 ; 18 ' directed towards. The first detector 70 is with the control unit 15 connected and controls the negative feedback device 11 and preferably also the contact compound 60 , The negative feedback device 11 is by energizing the electromagnets 14 connected.

Vorzugsweise ist ein weiterer Detektor 71 an der Unterseite der Mikrodosiereinheit 5 zur Basistation 12 hin angeordnet und wird von ihr aktiviert. Auch der zweite Detektor 71 ist mit der Steuereinheit 15 verbunden, schaltet das Bestromen der Elektromagnete 14 zum Abkoppeln und steuert vorzugsweise auch die weitere Kontaktverbindung 61.Preferably, another detector 71 at the bottom of the microdosing unit 5 to the base station 12 arranged and activated by her. Also the second detector 71 is with the control unit 15 Connected, switching the energizing of the electromagnets 14 for uncoupling and preferably also controls the further contact connection 61 ,

Der erste Detektor 70 ist im Ausführungsbeispiel ein optischer Detektor, der in einem Abstand von 1 bis 20 mm schaltet. Das Signal wird von der Steuereinheit 15 abgefragt und verarbeitet. Der zweite Detektor 71 ist im Ausführungsbeispiel in der einfachsten Form in der Kontaktverbindung 61 integriert. Auch hier kann die Steuereinheit 15 mehrere Kontakte der Kontaktverbindung 61 abfragen und bei elektrischem Kontakt den Schaltvorgang erkennen. Alternativ ist der zweite Detektor 71 ein separater elektrischer Taster.The first detector 70 in the exemplary embodiment is an optical detector which switches at a distance of 1 to 20 mm. The signal is from the control unit 15 queried and processed. The second detector 71 is in the embodiment in the simplest form in the contact connection 61 integrated. Again, the control unit 15 several contacts of the contact connection 61 interrogate and recognize the switching process with electrical contact. Alternatively, the second detector 71 a separate electrical button.

Als Detektoren kommen elektrische Taster oder Näherungsschalter-Prinzipien (magnetisch, kapazitiv, induktiv, ultraschall, optisch) in Frage. Als Alternative kann auch eine mechanische Kontaktschnittstelle, die betätigt eine horizontale und vertikale Bewegung seines Betätigungselements toleriert, vorgesehen werden.Suitable detectors are electrical buttons or proximity switch principles (magnetic, capacitive, inductive, ultrasound, optical). As an alternative, a mechanical contact interface, which operates to tolerate horizontal and vertical movement of its actuator, may also be provided.

Nicht dargestellt ist, dass die Kontaktverbindungen 60, 61 je aus mindestens einer Kontaktfläche und einem Kontakt, der beweglich und in vorteilhafter Weise einfedernd ist, bestehen. Insbesondere die Kontaktverbindung 60 und ggf. auch die weitere Kontaktverbindung 61 werden bei der jeweiligen Ankoppelung gesteuert. Dazu wird der Kontakt von der Kontaktfläche weg bewegt. Erst nach der Verfahrbewegung der Halterung 18; 18' an die horizontale Position zum Ankoppeln wird der Kontakt in Richtung Kontaktfläche bewegt. Beim finalen Ankoppeln der Halterung 18; 18' an die Mikrodosiereinheit 5 durch Abschalten des Bestromens der Elektromagnete 14 wird die Kontaktverbindung 60 geschlossen.Not shown is that the contact connections 60 . 61 each consist of at least one contact surface and a contact which is movable and advantageously springing exist. In particular, the contact connection 60 and possibly also the further contact connection 61 are controlled at the respective coupling. For this purpose, the contact is moved away from the contact surface. Only after the movement of the holder 18 ; 18 ' to the horizontal position for coupling, the contact is moved in the direction of the contact surface. When final coupling the bracket 18 ; 18 ' to the microdosing unit 5 by switching off the energizing of the electromagnets 14 becomes the contact connection 60 closed.

Im Folgenden wird anhand von 3, 4, 7, 8 die Arbeitsweise mit einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung nochmals kurz dargestellt.The following is based on 3 . 4 . 7 . 8th the operation with a pipetting device according to the invention again briefly shown.

In 3 sieht man die Situation in der Pipettenspitzen-Aufnahmeposition. Die Pipettenspitze 2 befindet sich eingehängt im Traggestell 16 eines Vorratsbehälters. Die Verdrängereinheit 8 in Form einer Zylinder-Kolben-Anordnung befindet sich mitsamt dem dazugehörenden Antrieb 17 an der Halterung 18. Rein schematisch ist am Antrieb 17 die Steuereinrichtung 6 der Pipettiervorrichtung angedeutet. Diese kann natürlich auch an jeder anderen Stelle angeordnet sein.In 3 you can see the situation in the pipette tip pickup position. The pipette tip 2 is suspended in the support frame 16 a storage container. The displacer unit 8th in the form of a cylinder-piston arrangement is located together with the associated drive 17 on the bracket 18 , It is purely schematic on the drive 17 the controller 6 the pipetting device indicated. Of course, this can also be arranged at any other location.

Durch Pfeile ist angedeutet, wie die hier dargestellte Pipettiereinheit 1 mittels der Positioniereinrichtung 4 bewegt werden kann.By arrows is indicated, as the pipette shown here 1 by means of the positioning device 4 can be moved.

An der Pipettiereinheit 1 befindet sich eine Koppelstelle 7 in Form eines Pipettenschafts, dessen Konizität der Konizität des oberen Endes der Pipettenspitze 2 entspricht. In 3 ist die Pipettenspitze 2 auf die Koppelstelle 7 aufgesteckt worden. Die Pipettiereinheit 1 ist mittels der Positioniereinrichtung 4 in die Flüssigkeits-Aufnahmeposition gebracht worden. Man sieht unten ein Vorratsgefäß 19, in dem sich Flüssigkeit befindet. Diese wird soeben mittels Wirkung der Verdrängereinheit 8 nach dem Luftpolsterprinzip in die Pipettenspitze 2 eingesogen. Nach dem Aufsaugen und Anheben der Pipettenspitze 2 aus der Flüssigkeit im Vorratsgefäß 19 kann der Kolben der Verdrängereinheit 8 noch ein wenig weiter verschoben werden und etwas Luft ansaugen, damit keinesfalls Flüssigkeit von der Mündungsöffnung der Pipettenspitze 2 abtropft, wenn die Pipettiereinheit 1 zu einer anderen Betriebsposition verfahren wird.At the pipette unit 1 there is a coupling point 7 in the form of a pipette shaft whose conicity is the conicity of the upper end of the pipette tip 2 equivalent. In 3 is the pipette tip 2 on the coupling point 7 been plugged. The pipetting unit 1 is by means of the positioning device 4 brought into the liquid receiving position. You can see a storage vessel below 19 in which there is liquid. This is just by means of Effect of the displacer unit 8th after the air cushion principle in the pipette tip 2 sucked. After picking up and lifting the pipette tip 2 from the liquid in the storage vessel 19 can the piston of the displacer unit 8th Move it a little further and suck in some air, so that no liquid from the mouth of the pipette tip 2 drips off when the pipette unit 1 is moved to another operating position.

4 zeigt dann eine Darstellung der Ankoppelposition. Hier ist die Pipettiereinheit 1 mit der Mikrodosiereinheit 5 zusammengebracht worden. Die Ankopplungseinrichtung 10 an der Pipettiereinheit 1 steht mit der Gegenkopplungseinrichtung 11 so in Wechselwirkung, dass die Mikrodosiereinheit 5 fest an der Pipettiereinheit 1 angekoppelt ist. Dies geschieht in einer definierten Relativlage. Diese ist erforderlich, weil die in 4 dargestellte Betätigungseinrichtung 9 der Mikrodosiereinheit 5 natürlich genau dort sitzen muss, wo sich das Ausstoßende 3 der zugeordneten Pipettenspitze 2 befindet. Links in 4 in Höhe des Ausstoßendes 3 der Pipettenspitze 2 sieht man eine Klemmbacke 20. Der Pfeil deutet an, dass die Klemmbacke 20 an das Ausstoßende 3 der Pipettenspitze 2 angestellt wird, so dass sich dort ein Widerlager für die Bewegung der Betätigungseinrichtung 9 ergibt. 4 then shows a representation of the coupling position. Here is the pipette unit 1 with the microdosing unit 5 been brought together. The coupling device 10 at the pipette unit 1 stands with the negative feedback device 11 interact so that the microdosing unit 5 firmly on the pipetting unit 1 is coupled. This happens in a defined relative position. This is required because the in 4 illustrated actuator 9 the microdosing unit 5 Of course, it has to be located exactly where the expectorant is 3 the associated pipette tip 2 located. Left in 4 at the level of the discharge end 3 the pipette tip 2 you see a jaw 20 , The arrow indicates that the jaw 20 to the expelling end 3 the pipette tip 2 is employed, so that there is an abutment for the movement of the actuator 9 results.

In der Ankoppelposition gemäß 4 erfolgt auch das Konditionieren der Pipettiereinheit 1. Der Kolben der Verdrängereinheit 8 wird dazu so weit nach unten bewegt (Pfeil), bis sich an der Mündungsöffnung des Ausstoßendes 3 soeben der Meniskus der darin befindlichen Flüssigkeit ausbildet. Unter der Mündungsöffnung der Pipettenspitze 2 ist in 4 ein Gefäß 21 angeordnet, in dem sich normalerweise noch keine Flüssigkeit befindet. Diese soll nun in das Gefäß 21 abgegeben werden. Dazu wird die Mikrodosiereinheit 5 in Betrieb genommen. Mit einer hin- und hergehenden Bewegung der Betätigungseinrichtung 9 wird auf das als elastisch verformbares Röhrchen ausgebildete Ausstoßende 3 der Pipettenspitze radial Kraft ausgeübt, so dass dieses verformt wird. Dadurch wird Flüssigkeit in Tröpfchenform aus der Mündungsöffnung der Pipettenspitze 2 in das Gefäß 21 abgegeben.In the coupling position according to 4 the conditioning of the pipetting unit also takes place 1 , The piston of the displacer unit 8th is moved so far down (arrow) until at the mouth of the discharge end 3 just the meniscus of the liquid contained therein forms. Under the mouth of the pipette tip 2 is in 4 a vessel 21 arranged, in which normally no liquid is still. This should now in the vessel 21 be delivered. For this purpose, the microdosing unit 5 put into operation. With a reciprocating movement of the actuator 9 is on the designed as an elastically deformable tube ejection end 3 the pipette tip radially exerted force so that it is deformed. As a result, liquid in droplet form from the mouth of the pipette tip 2 into the vessel 21 issued.

Die Bewegung der Betätigungseinrichtung 9 ist in 7 mit einem Doppelpfeil angedeutet. Sie erfolgt hin- und hergehend gegen die das Widerlager bildende Klemmbacke 20. Das ist zunächst die Konditionierung der Pipettiervorrichtung in Vorbereitung der eigentlichen Flüssigkeitsabgabe.The movement of the actuator 9 is in 7 indicated by a double arrow. It takes place back and forth against the abutment forming jaw 20 , This is first the conditioning of the pipetting device in preparation for the actual liquid delivery.

7 zeigt dann die eigentliche Flüssigkeitsabgabe in der Flüssigkeits-Abgabeposition. Man sieht hier mehrere Zielgefäße 21', beispielsweise die Näpfchen einer Mikrotiterplatte, und oben die Bewegungsrichtung der Pipettiereinheit 1 mitsamt der Mikrodosiereinheit 5, bewegt durch die Positioniereinrichtung 4. Dargestellt ist ein durch die Deformationswirkung der Betätigungseinrichtung 9 der Mikrodosiereinheit 5 aus dem Ausstoßende 3 der Pipettenspitze 2 herausgesprengter kleiner Flüssigkeitstropfen, der beispielsweise 0,5 nl Volumen hat. 7 then shows the actual liquid delivery in the liquid dispensing position. You can see several target vessels here 21 ' , For example, the wells of a microtiter plate, and above the direction of movement of the pipette 1 together with the microdosing unit 5 , moved by the positioning 4 , Shown is a by the deformation effect of the actuator 9 the microdosing unit 5 from the expelling end 3 the pipette tip 2 blasted small liquid drop, for example, has 0.5 nl volume.

Mittels der Steuereinrichtung 6 kann die Verdrängereinheit 8 der Pipetterieinheit 1 in Abstimmung auf die Abgabe von Flüssigkeit mittels der Mikrodosiereinheit 5 so angesteuert werden, dass das abgegebene minimale Flüssigkeitsvolumen nach einer Anzahl von Flüssigkeitsabgaben diskontinuierlich oder unmittelbar in das Ausstoßende 3 der Pipettenspitze 2 hinein nachgespeist wird. So wird der Druck im Luftpolster in der Pipettenspitze 2 konstant gehalten. Dieser Ablauf an der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung ist auch in 7 dargestellt. Man kann die relativ geringe Verfahrbewegung des Kolbens der Verdrängereinheit 8 mittels des Pfeils nachvollziehen.By means of the control device 6 can the displacer unit 8th the pipetter unit 1 in coordination with the delivery of liquid by means of the microdosing unit 5 be controlled so that the delivered minimum liquid volume after a number of liquid discharges discontinuous or directly into the discharge end 3 the pipette tip 2 is fed into it. So the pressure in the air cushion in the pipette tip 2 kept constant. This process at the pipetting device according to the invention is also in 7 shown. One can see the relatively small displacement movement of the piston of the displacer unit 8th understand with the arrow.

Nach dem Pipettiervorgang wird zunächst die Mikrodosiereinheit 5 wieder an der Ankoppelposition auf ihrer Basisstation 12 abgestellt, die Klemmbacke 20 vom Ausstoßende 3 weg in die Ausgangsposition verfahren und die Kopplungseinrichtung 10; 11 wird, wie zuvor beschrieben, gelöst. An der Basisstation 12 werden beispielsweise die in der Mikrodosiereinheit 5 angedeuteten Akkus 22 automatisch nachgeladen.After the pipetting process, first the microdosing unit 5 again at the docking position on their base station 12 turned off, the jaw 20 from the expelling end 3 moved away to the starting position and the coupling device 10 ; 11 is solved as described above. At the base station 12 For example, those in the microdosing unit 5 indicated batteries 22 automatically reloaded.

In 8 ist dann die Endposition der Pipettiereinheit 1 nach einem abgeschlosenen Pipettiervorgang dargestellt. Die Pipettiereinheit 1 ist wieder für sich und ist als solche mittels der Positioniereinrichtung 4 in die Pipettenspitzen-Abwurfposition gebracht worden. Mittels der Spitzenabwurfeinrichtung 23 wird die Pipettenspitze 2 in einen Auffangbehälter abgeworfen. Dieser Auffangbehälter ist hier nicht dargestellt.In 8th is then the end position of the pipetting unit 1 shown after a completed pipetting process. The pipetting unit 1 is again on its own and as such by means of the positioning device 4 placed in the pipette tip discharge position. By means of the tip ejection device 23 becomes the pipette tip 2 dropped into a collection container. This collection container is not shown here.

Die vertikalen Pfeile in 8 deuten die Bewegungsabläufe der Spitzenabwurfeinrichtung 23 und in Folge der Pipettenspitze 2 an.The vertical arrows in 8th interpret the movements of the Spitzenabwurfeinrichtung 23 and in consequence of the pipette tip 2 at.

In der Darstellung von 4 und 7 kann man schließlich nachvollziehen, dass eine besondere konstruktive Gestaltung gewählt worden ist, indem die Pipettenspitze 2 relativ zu der Betätigungseinrichtung 9 der Mikrodosiereinheit 5 jederzeit so angeordnet ist, dass der untere Abschnitt des Ausstoßendes 3 der Pipettenspitze 2 sich stets unterhalb der Betätigungseinrichtung 9 befindet und diese nicht berührt. Um dies auch beim Einführen der Pipettenspitze 2 in die Mikrodosiereinheit 5 bzw. in deren Betätigungseinrichtung 9 zu gewährleisten, erfolgt dieses Einführen erfindungsgemäß nicht von oben (wie im Stand der Technik), sondern durch eine seitliche Einführöffnung der Betätigungseinrichtung 9 bzw. seitlich an der Klemmbacke 20.In the presentation of 4 and 7 Finally, it can be understood that a special structural design has been chosen by the pipette tip 2 relative to the actuator 9 the microdosing unit 5 at any time is arranged so that the lower portion of the discharge end 3 the pipette tip 2 always below the actuator 9 is and does not touch them. This is also true when inserting the pipette tip 2 into the microdosing unit 5 or in their actuator 9 to ensure this insertion is carried out according to the invention not from above (as in the prior art), but by a lateral insertion of the actuator 9 or on the side of the jaw 20 ,

Das Aspirieren von Flüssigkeit in die Pipettenspitze 2 erfolgt stets nur mit einem geringen Eintauchen des unteren Endes der Pipettenspitze 2 in einen Flüssigkeitsvorrat. Nur das untere Ende nahe der Mündungsöfffnung der Pipettenspitze 2 ist benetzt. Erfindungsgemäß ist die Konstruktion so hergerichtet, dass dieses untere Ende, der untere Abschnitt des Ausstoßendes 3 der Pipettenspitze 2, nirgends mit der Mikrodosiereinheit 5 in Berührung kommt. Eine Verschleppung von Flüssigkeiten zwischen unterschiedlichen Zielgefäßen 21' wird daher sicher vermieden. Aspirate liquid into the pipette tip 2 always occurs only with a small immersion of the lower end of the pipette tip 2 into a liquid reservoir. Only the lower end near the mouth opening of the pipette tip 2 is wet. According to the invention, the construction is so prepared that this lower end, the lower portion of the discharge end 3 the pipette tip 2 nowhere with the microdosing unit 5 comes into contact. Carryover of liquids between different target vessels 21 ' is therefore safely avoided.

Bei den Ausführungsbeispielen von 5 und 6 wird anders als im Ausführungsbeispiel von 4 das Schalten der Ankopplungseinrichtung 10 und/oder der Gegenkopplungseinrichtung 11 von der Mikrodosiereinheit 5 aus ausgelöst, nämlich über den ersten Detektor 70, der zur Halterung 18; 18' gerichtet ist.In the embodiments of 5 and 6 is different than in the embodiment of 4 the switching of the coupling device 10 and / or the negative feedback device 11 from the microdosing unit 5 triggered, namely on the first detector 70 that to the holder 18 ; 18 ' is directed.

Im Ausführungsbeispiel von 6 ist die Halterung 18' der Positioniereinrichtung 4' für die Mikrodosiereinheit 5 körperlich komplett getrennt von der Halterung 18 der Positioniereinrichtung 4 für die Pipettiereinheit 1.In the embodiment of 6 is the holder 18 ' the positioning device 4 ' for the microdosing unit 5 physically completely separated from the holder 18 the positioning device 4 for the pipetting unit 1 ,

Bei den Ausführungsbeispielen von 5 und 6 wird die weitere Kontaktverbindung 61 zwischen der Mikrodosiereinheit 5 und der Basisstation als eine kontaktgebundene elektrische Verbindung für den Ladestrom und/oder für einen Datenaustausch mit der Steuereinrichtung 6 genutzt.In the embodiments of 5 and 6 becomes the further contact connection 61 between the microdosing unit 5 and the base station as a contact-bound electrical connection for the charging current and / or for data exchange with the control device 6 used.

Man erkennt in 9 Details einer Pipettiervorrichtung mit einer Mehrzahl von Pipettenspitzen 2, nämlich vier Pipettenspitzen 2, und mit einer Mehrzahl von Verdrängereinheiten 8, nämlich einer Zylinder-Kolben-Anordnung je Koppelstelle 7 mit Pipettenspitze 2. Die Kolbenstangen der Zylinder-Kolben-Anordnungen, die die Verdrängereinheit 8 bilden, sind an einem gemeinsamen Antrieb 17 zusammengeführt. Unten sieht man die Klemmbacken 20 und die Zielgefäße 21.One recognizes in 9 Details of a pipetting device with a plurality of pipette tips 2 namely, four pipette tips 2 , and with a plurality of displacer units 8th , namely a cylinder-piston arrangement per coupling point 7 with pipette tip 2 , The piston rods of the cylinder-piston assemblies, which are the displacer unit 8th form, are at a common drive 17 merged. Below you can see the jaws 20 and the target vessels 21 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2006/076957 A1 [0010]
WO 2005/016534 A1 [0012]

Claims

Pipetting device with a pipetting unit ( 1 ), at least one at the pipette unit ( 1 ) exchangeable attachable pipette tip ( 2 ) with an ejection end ( 3 ), at least one positioning device ( 4 ; 4 ' ) with a holder ( 18 ; 18 ' ), a microdosing unit ( 5 ) and a control device ( 6 ), whereby the pipetting unit ( 1 ) for the or each attachable pipette tip ( 2 ) a coupling point ( 7 ), in particular in the form of a pipette shaft, wherein the pipetting unit ( 1 ) one with the coupling point ( 7 ) and a pipette tip ( 2 ) fluidically connected displacer unit ( 8th ), in particular in the form of a cylinder-piston arrangement, wherein the pipetting unit ( 1 ) by means of the positioning device ( 4 ) is brought into different operating positions, including in particular a liquid dispensing position, wherein the microdosing ( 5 ) from the pipetting unit ( 1 ) is performed separately, wherein the microdosing ( 5 ) a movable actuator ( 9 ) and in any case in the dispensing position of the pipetting unit ( 1 ) relative to the pipette tip ( 2 ) is arranged so that the actuating device ( 9 ) at the discharge end ( 3 ) of the pipette tip ( 2 ), and wherein in the dispensing position of the pipetting unit ( 1 ) by driving the microdosing unit ( 5 ) the expelling end ( 3 ) of the pipette tip ( 2 ) by means of the actuating device ( 9 ) is influenced so that it simply or repeatedly liquid as the smallest droplets or as a free-flying beam from the discharge end ( 3 ) of the pipette tip ( 2 ) is ejected, characterized in that the pipetting unit ( 1 ) and the microdosing unit ( 5 ) are selectively positionable in a well-defined relative position that the holder ( 18 ; 18 ' ) or a positioning device ( 4 ; 4 ' ) to a coupling device ( 10 ) and the microdosing unit ( 5 ) a corresponding negative feedback device ( 11 ), that the coupling device ( 10 ) and / or the negative feedback device ( 11 ) is switchable, that by switching the coupling device ( 10 ) and / or the negative feedback device ( 11 ) the microdosing unit ( 5 ) optionally on the holder ( 18 ; 18 ' ) can be coupled or uncoupled, that the on the bracket ( 18 ; 18 ' ) coupled microdosing unit ( 5 ) together with the pipetting unit ( 1 ) can be brought into different operating positions, in particular into the liquid dispensing position, and that the microdosing unit ( 5 ) a first detector ( 70 ) for mounting ( 18 ; 18 ' ) directed towards the coupling device ( 10 ) and / or the negative feedback device ( 11 ) switches.

Pipetting device according to claim 1, characterized in that the ejection end ( 3 ) of the pipette tip ( 2 ) designed as an elastically deformable tube and by means of the actuating device ( 9 ) is radially elastically volume displaceable deformable.

Pipetting device according to claim 1 or 2, characterized in that the first detector ( 70 ) coupling the microdosing unit ( 5 ) on the bracket ( 18 ; 18 ' ) and that, preferably, the microdosing unit ( 5 ) a second detector ( 71 ) to a base station ( 12 ), which is a decoupling of the microdosing ( 5 ) from the bracket ( 18 ; 18 ' ) switches.

Pipetting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the negative feedback device ( 11 ) active and switchable and the coupling device ( 10 ) is executed passively.

Pipetting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a coupling device ( 10 ; 11 ) is designed as a switched magnetic coupling, preferably with at least one permanent magnet ( 13 ) and a permanent magnet ( 13 ), which can be energized for switching electromagnets ( 14 ), and that the other coupling device ( 10 ; 11 ) passively, preferably as a ferromagnetic counterpart ( 10 ' ) is carried out, wherein when not energized electromagnet ( 14 ) the holding force of the permanent magnet ( 13 ) the coupling of the microdosing unit ( 5 ) causes.

Pipetting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the microdosing unit ( 5 ) own control unit ( 15 ) connected to the first detector ( 70 ), the first detector ( 70 ) via the control unit ( 15 ) preferably the energizing of the one or more electromagnets ( 14 ), wherein, preferably, the control unit ( 15 ) also with the second detector ( 71 ) and also the second detector ( 71 ) via the control unit ( 15 ) the energizing of the electromagnet or magnets ( 14 ) switches.

Pipetting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the holder ( 18 ; 18 ' ) with the microdosing unit ( 5 ) via a contact connection ( 60 ), that, preferably, the microdosing unit ( 5 ) with the base station ( 12 ) via another contact connection ( 61 ) is electrically connected and that the contact connection ( 60 ) and possibly also the further contact connection ( 61 ) are controlled at the respective coupling.

Pipetting device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pipetting unit ( 1 ) a plurality of coupling points ( 7 ) for attaching a plurality of pipette tips ( 2 ) (multi-channel pipetting unit), wherein, preferably, for each coupling point ( 7 ) a displacer unit ( 8th ) or, more preferably, a single displacer unit ( 8th ) for all coupling points ( 7 ) is provided jointly.

Pipetting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pipetting unit ( 1 ) and the microdosing unit ( 5 ) to brackets ( 18 ; 18 ' ) of separate positioning devices ( 4 ; 4 ' ) are arranged and by the positioning ( 4 ; 4 ' ) are positionable in their respective precisely defined relative position, wherein, preferably, the first holder ( 18 ) with the pipetting unit ( 1 ) and the second holder ( 18 ' ) with the microdosing unit ( 5 ) are movable in different operating positions.