DE2041053B2 - Vorrichtung zum wiederholten Abgeben kleiner definierter Flüssigkeitsmengen - Google Patents

Description

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schematischen Zeichnungen verschiedener Ausfüh- Innendurchmesser etwas größer ist als der Außen-

rungtbeispiele näher erläutert. durchmesser der ersten ringförmigen Scheibe. Bei

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausruh- einer Alternativlösung können die Verbindungsrohre

rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung; auch so angeordnet sein, daß die Flüssigkeit an an-

Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch ein anderes 5 dere Gefäße oder Reaktionszonen übertragen wird,

Ausführungsbeispiel der erfinduugsgemäßen Vor- die an der Oberfläche der ringförmigen Scheibe in

richtung; Abständen zwischen den Speicherkammern vorgese-

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines TeUs hen sind,

der in F ig. 2 gezeigten Vorrichtung. Fig. 3 zeigt einen perspektivischen, tortenschnit-

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel um- io tenförmigen Ausschnitt der Vorrichtung gemäß

faßt eine ringförmige Scheibe 10, die so ausgelegt ist, Fig. 2. Die ringförmige Scheibe 36 umfaßt mehrere

daß sie eine sich nach außen zur äußeren Umfangs- Speicherkammern 38 und Kapillarmeßrohie 40. Ein

wand der Scheibe erstreckende Speicherkammer 12 Verbindungsrohr 42 steht mit dem Kapillarmeßrohr

und eine innere Umfangswand 18 aufweist, an der 40 und einer Abgabeöffnung 44 in Verbindung und

die Bedienungsperson die Scheibe erfassen und von 15 ist an einer Stelle zwischen den Speicherkammern 38

der Drehvorrichtung und den Sammelgefäßen abneh- durch die Scheibe 36 geführt.

men kann. Die Speicherkammer 12 kann mit einem Die Gestalt der Speicherkammer auf der Scheibe Teil 16 versehen sein, welches verhindert, daß die in ist nicht unbedingt von entscheidender Bedeutung, der Speicherkammer enthaltene Flüssigkeit bei Um- sondern kann verschieden aussehen. Zum Beispiel drehungen der Scheibe mit hoher Geschwindigkeit ao können die Speicherkammern kreisförmig und um überschwappt. Andererseits kann die Kammer 12 den Umfangsrand der Scheibe oder den Innenrand auch mit einem hier nicht gezeigten Auslaß ausgebil- derselben herum angeordnet sein. Sie können auch det sein, durch den die Flüssigkeit in einen auf der länglich, rechteckig, pyramidenförmig mit zum InScheibe vorgesehenen Behälter abgegeben wird, so nenrand weisendem Scheitelpunkt od. ä. ausgebildet daß die Speicherkammer völlig entleert wird. Ein as sein.

Kapillarmeßrohr 14 erstreckt sich von der Speicher- In der Praxis können die vielfältigsten Kapillarkammer 12 durch die Scheibe 10 zu einer Abgabe- meßrohre in der erfindungsgemäßen Vorrichtung öffnung an deren Unterseite. In die Kammer gefüllte verwendet werden. Es ist jedoch wichtig, daß die Ka-Flüssigkeit braucht nicht genau bemessen zu sein, pillarmeßrohre einen einheitlichen Innendurchmesser sondern wird von der Bedienungsperson in solcher 30 aufweisen, damit eine gleichmäßige Flüssigkeitsbe-Menge eingefüllt, daß der Flüssigkeitsspiegel 20 messung gewährleistet ist. Bei dem in F i g. 1 gezeigoberhalb des offenen Endes des Kapillarmeßrohres ten Ausführungsbeispiel kann das Abgabeende des liegt. Das Abgabeende 22 des Kapillarmeßrohres Kapillarmeßrohres gegebenenfalls zugespitzt sein, so kann entweder zugespitzt sein oder den gleichen In- daß ein Rohr mit größerem Innendurchmesser vernendurchmesser aufweisen wie das Eingangsende. 35 wendbar ist und die Flüssigkeit trotzdem erst dann

F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der abgegeben wird, wenn die in der Speicherkammer

erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der, im Quer- befindliche Flüssigkeit auf eine Seite gedrängt ist.

schnitt gesehen, das Kapillarmeßrohr 28 sich nach Dünnwandige Kapillarmeßrohre mit Präzisions-

unten in die Speicherkammer 26 der ringförmigen bohrungen, deren Durchmesser beispielsweise 1,5 bis

Scheibe 24 erstreckt. Das Eingangsende oder offene 40 2.0 mm betragen, sind im Handel erhältlich und sind

Ende 30 des Kapillarmeßrohres 28 ist so angeordnet, so geeicht, daß sie exakte Flüssigkeitsvolumen einzie-

daß es sich unterhalb des Spiegels der in die Kammer hen, ζ. 3. 0,5 ml, 0,75 ml u. dgl. Das im Kapillarmeß-

eingefüllten Flüssigkeit befindet. Mit dem Kapillar- rohr aufgenommene Flüssigkeitsvolumen hängt na-

meßrohr 28 und einer Abgabeöffnung 34 steht ein türlich hauptsächlich vom Innendurchmesser des

Yerbindungsrohr 32 in Verbindung, welches aus 45 Rohres selbst ab.

einem Werkstoff hergestellt ist, der beim Drehen der Im allgemeinen hat sich gezeigt, daß die Vorrich-Scheibe keine Flüssigkeit an den Innenwänden des tung gemäß der Erfindung gut geeignet ist, mit eirn?m Verbindungsrohres zurückhält. Hierfür eignen sich hohen Grad an Genauigkeit so kleine Flüssigkeitsvoals Werkstoffe Polymere von Tetrafluoräthylen. Ein lumen wie 5 μΐ oder noch weniger zu bemessen und besonderer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt 50 zu übertragen. Besonders geeignet ist die Vorrichdarin, daß das Verbindungsrohr 32 rächt durch den tung nach der Erfindung zum Bemessen und ÜberBoden der Speicherkammer geführt zu sein braucht, tragen von Flüssigkeitsvolumen von etwa 5 μΐ bis sondern sich an einem Punkt in der Nähe der Kam- etwa 50 μΐ und mehr. Natürlich können auch größere mer durch die Scheibe erstrecken kann. Damit ent- Volumen als die hier angegebenen je nach dem Infällt die Notwendigkeit für eine Flüssigkeitsdichtung 55 nendurchmesser des Kapillarmeßrohres bemessen an der Stelle, an der das Verbindungsrohr durch den und übertragen werden.
Boden der Speicherkammer geführt ist. Es wurde beobachtei, daß der Winkel, unter dem

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Stelle, sich das Rohr zum Zentrifugalfeld erstreckt, nicht

an der sich die Abgabeöffnung befindet, nicht in der unbedingt kritisch ist, vorausgesetzt, daß er weniger

Unterseite der ringförmigen Scheibe zu liegen 60 als 90° beträgt, d. h. daß das dem in der Flüssigkeit braucht, sondern nahezu an jedem beliebigen Punkt befindlichen Ende gegenüberliegende Ende des Kavorgesehen sein kann, vorausgesetzt, daß sie weiter pillarmeßrohres nach außen zum Umfangsrand der

vom Umdrehungsmittelpunkt der Scheibe entfernt ist Scheibe hin versetzt ist.

als das offene oder Eingangsende des Kapillarmeß- Im allgemeinen kann die Vorrichtung nach der Errohres. Beispielsweise könnte die Abgabeöffnung am 65 findung zum Übertragen und Abgeben von Flüssigäußeren Umfangsrand der Scheibe angeordnet sein keiten in Phiolen, Reaktionskammern, Speicherkam- und die Flüssigkeit in Sammelgefäße auf einer zwei- mern u. dgl. verwendet werden. Es Hegt auf der ten ringförmigen Scheibe abgegeben werden, deren Hand, daß die Flüssigkeitsaufnahmebehälter dabei

an einer Stelle angeordnet sein müssen, an der sie die da.8 die Flüssigkeit in einen oder mehrere der Hohlabgegebene Flüssigkeit aufnehmen können. Ferner räume abgegeben wird. Die Vorrichtung kann, wie in muß das Sammelgefäß in Umdrehung versetzt sein, den Zeichnungen dargestellt, so ausgelegt sein, daß so daß es mit der Geschwindigkeit der Scheibe syn- sie leicht von der Drehvorrichtung abnehmbar ist. Es chronisiert ist. Folglich ist die Vorrichtung nach der 5 sei noch darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung Erfindung zur Abgabe pharmazeutischer oder ande- nach der Erfindung in der Praxis besonders gut gerer Flüssigkeiten in Phiolen verwendbar, die auf eignet ist, um wiederholt exakte Volumen der gleieiner mit der ringförmigen Scheibe zusammenwirken- chen Flüssigkeit abzumessen und zu übertragen, den ringförmigen Scheibe vorgesehen und so an- Wenn genügend Flüssigkeit in die Speicherkammern geordnet sind, daß sie die abgegebene Flüssigkeit io gefüllt ist und die Zentrifugalkraft durch Verlangsaaufnehmen. men der Umdrehung der ringförmigen Scheibe ver-

Besonders nützlich ist die Vorrichtung nach der ringert wird, so fließt die Flüssigkeit zurück und Erfindung zum Abgeben von Reagenzien oder Pro- überdeckt das offene Ende des Kapillarmeßrohres, ben zur Mikroanalyse in einer Drehvorrichtung mit welches dann durch Kapillarwirkung gefüllt wird, mehreren Küvetten der in »Analytical Biochemistry« is Bei erneuter Beschleunigung der Drehvorrichtung 28, 545 bis 562 (1969) beschriebenen Art. Diese wird ein zweites exaktes Volumen der Flüssigkeit abVorrichtung arbeitet unter Anwendung des Prinzips gegeben.

der Doppelstrahl-Spektralphotometrie, wobei die Die Vorrichtung zum Bemessen und Übertragen Absorptionsfähigkeiten einer Flüssigkeitsprobe und gemäß der Erfindung kann aus nahezu jedem Werkeiner Bezueslösung untereinander verglichen werden, »o stoff hergestellt sein, der Beschleunigungen entspre-Unter Verwendung einer Küvettendrehvorrichtung chend Drehzahlen von bis zu 2000 U/min und darwerden mehrere Proben rasch an einem feststehen- über hinaus aushält. Beispielsweise kann die Vorden Lichtstrahl vorbeibewegt Das Zentrifugalfeld richtung aus Polytetrafluoräthylen, hartem Geräteliefert die Kraft, um die Proben und Reagenzien in glas, rostfreiem Stahl u. dgl. hergestellt sein. Vorteildie Küvette zu bewegen, zu mischen, Luftbläschen zu as haft ist jedoch eine Vorrichtung aus einem Werkstoff entfernes und feste Stoffe abzusetzen u. dgl. wie Polytetrafluoräthylen, der gegenüber Proben und

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist leicht an Reagenzien unempfindlich ist, so daß die Speichereine Küvettendrehvorrichtung anpaßbar und kann kammern durch einfaches Ausschneiden von Hohliiber den Proben — und/oder Reagenzienkammern räumen aus der Scheibe gebildet werden können. Die angeordnet werden. Zum Beispiel kann bei den auf 30 Kapillarmeßrohre bestehen in den meisten Fällen S. 551 der obengenannten Veröffentlichung beschrie- zwar aus Glas, jedoch können auch andere Werkbenen Proben- und Reagenzienubertragungs- und stoffe verwendet werden. Wie bereits erwähnt, ist das Beschickungsscheiben die ringförmige Scheibe gemäß die Verbindung vom Kapillarmeßrohr zur Abgabeder Erfindung über den konzentrischen, die Flüssig- öffnung herstellende Verbindungsrohr vorzugsweise keit haltenden Hohlräumen angeordnet werden, so aus Polytetrafluoräthylen hergestellt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

In den vergangenen Jahren ist die Notwendigkeit Patentansprüche: für Vorrichtungen zum Bemessen und exakten Abge ben genauer Flüssigkeitsmengen insbesondere im

1. Vorrichtung zum wiederholten Abgeben Mflcroliterbereich, deutlich gewachsen. Beispielskleiner definierter Mengen einer Flüssigkeit, ge- 5 weise auf dem Gebiet der Pharmazie werfen viele kennzeichnet durch eine ringförmige, zur Arzneimittel in flüssiger Form in Volumen von weni-Erzielung einer Zentrifugalkraft drehbaren gen Milliliter oder noch weniger in Phiolen abgege-Scheibe (10; 24; 36) mit mindestens einer ben, so daß die Notwendigkeit für automatische Vor-Speicherkammer (12; 26; 38) auf der Oberseite richtungen, mittels derer das Abmessen und Abgeben und einem an sich bekannten, das Abgabevolu- io exakt und rasch erfolgt, auf der Hand liegt Ferner men bestimmenden Kapiliarmeßrohr (14; 28; besteht wegen der stets zunehmenden Notwendigkeit 40)_v dessen Einlaßende in der Speicherkammer für mikroanalytische Studien in der biochemischen (12; 26; 38) liegt und dessen Auslaßende mit Forschung, bei routinemäßigen klinischen Erprobuneiner Abgabeöffnung (22; 34; 44) verbunden ist, gen, enzymatischen Untersuchungen u. dgl. ein Bewobei in radialer Richtung gesehen von innen 15 darf an rasch und selbsttätig wirkenden analytischen nach außen das Einlaßende, das Auslaßende und Vorrichtungen.

die Abgabeöffnung (22; 34; 44) aufeinander fol- Bisher Stehen jedcch nur wenige Vorrichtungen

gen. für rasches und exaktes Bemessen und Übertragen

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- kleiner Flüssigkeitsvolumen zur Verfügung. Entwekennzeichnet, daß die Abgabeöffnung (22; 34; 20 der werfen teure und/oder aufwendige Ausrüstungen 44) an der Unterseite der Scheibe (10; 24; 36) nötig, oder es müssen Verzögerungen in Kauf geangeordnet ist. nommen werfen, wenn die bekannten zeitraubenden

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- Verfahren angewandt werfen. In vielen Fällen ist jedurch gekennzeichnet, daß sich das Kapillarmeß- doch die Geschwindigkeit, mit der Flüssigkeiten berohr (14; 28; 40) von oben in die Speicherkam- 25 messen und abgegeben werfen, ein wichtiger Gemer (12; 26; 38) erstreckt. sichtspunkt. Beispielsweise bei koloi!metrischen

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Analysen ist es oft von entscheidender Bedeutung, bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaß- daß eine Reihe von Reaktionen in genau dem glei ende des Kapillarmeßrohrs (28; 40) über ein chen Zeitpunkt beginnt, wenn man zuverlässige Er-Verbindungsrohr (32; 42), welches keine Flüssig- 30 gebnisse erzielen will. Dies ist besonders wichtig bei keiten zurückhält, mit der an der Scheibe (24; enzymatischen Untersuchungen, bei denen Messun-36) angeordneten Abgabeöffnung (34; 44) in gen oft vorgenommen werfen, wenn die Reaktion Verbindung steht. nur wenige Sekunden oder Minuten gedauert hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- Neuerdings gibt es auch analytische Photometer kennzeichnet, daß sich das Verbindungsrohr (32; 35 mit vielfachen Arbeitsstationen, die von einem Zen-42) neben der Speicherkammer (26; 38) durch trifugalkraftfeld Gebrauch machen und zur raschen die Scheibe (24; 36) erstreckt. Mikroanalyse einer großen Vielfalt von Flüssigkeiten

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, da- herangezogen werfen, beispielsweise Körperflüssigdurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr keiten, wie Blutserum, Nahrungsmitteln u.dgl. Da (32; 42) aus einem Polymer von Tetrafluoräthy- 40 viele Analysen schnell und gleichzeitig ausgeführt len hergestellt ist. werfen können, ist es klar, daß Vorrichtungen zum

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- exakten und schnellen Abmessen und Abgeben von durch gekennzeichnet, daß sich das Kapillarmeß- Flüssigkeiten benötigt werfen.

rohr (14) durch die Scheibe (10) erstreckt und Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

daß sich die Abgabeöffnung (22) direkt am Aus- 45 eine Vorrichtung zum wiederholten Abgeben kleiner

laßende des Kapillarmeßrohres (14) befindet. definierter Mengen einer Flüssigkeit zu schaffen, die

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 eine rasche Abgabefolge ermöglicht.

bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ringför- Zur Lösung der obengenannten Aufgabe dienen

mige Scheibe längs ihres Umfanges eine einzige gemäß der Erfindung die im Kennzeichen des An-

Speicherkammer und mehrere Kapillarmeßrohre 50 sprach« 1 angegebenen Merkmale,

aufweist. Wenn die Speicherkainmem der ringförmigen

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Scheibe mit Flüssigkeit bis zu einem Spiegel gefüllt bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ringför- sind, bei dem das Einlaßende des Kapillarmeßrohres mige Scheibe (36) mehrere einzelne Speicherkam- überdeckt ist, so wird das Kapillarmeßrohr auf mern (38) aufweist. 55 Grand der Kapillarwirkung bis zu einem vorherbe-

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge- stimmten Volumen gefüllt. Anschließend wird die

J kennzeichnet, daß pro Speicherkammer mehr als Scheibe mit einer Geschwindigkeit in Umdrehung

} ein Kapillarmeßrohr vorgesehen sind. versetzt, die ausreicht, damit alle Flüssigkeit durch

die Zentrifugalkraft an die Außenseite der Speicher-

·' 60 kammer hin bewegt wird und das Einlaßende des

■< Kapillarmeßrohres freigibt. Wenn die Geschwindig

keit der Drehvorrichtung weiter zunimmt, wird die

Db Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Zentrifugalkraft so groß, daß das bemessene VoIuzum wiederholten Abgeben kleiner definierter Men- inen der Flüssigkeit aus dem Kapillanneßrohr in ein gen einer Flüssigkeit. Die erfindungsgemäße Vorrich- 65 Aufnailimegefäß oder eine Reaktionskammer abgegetung ist besonders geeignet für die rasche Abgabe ben wird.

exakter Flüssigkeitsmengen für mikroanalytische Die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen

photometrische Systeme. der Erfindung werfen im folgenden an Hand von