DE2147363B2 - Vorrichtung zum Fernbedienen einer Pipette bei der Überführung von kleinen Flüssigkeitsmengen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mittels Manipulatoren fernbedienten Entnehmen kleiner, abgemessener Flüssigkeitsmengen aus einem Behälter und Eingeben derselben in einen anderen Behälter mit einer Pipette mit einem Pipettenzylinder, in den ein Kolben gegen die Kraft einer Feder einschiebbar ist, wobei die Kolbenstange von einer Nocken- bzw. Steuerscheibe betätigbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist im wesentlichen aus der CH-PS 440759 bekannt, wobei die bekannte Vorrichtung zum Füllen von Proben oder Schutzflüssigkeiten in Probengefäße bei automatischen analytischen Prozessen, insbesondere bei der Chromatographie dient.

Bei der bekannten Vorrichtung kann jedoch nur die Kolben-Zylindereinheit für das Ansaugen und Abgeben der angesaugten Flüssigkeit mittels einer Steuerscheibe fernbedient werden. Eine fernbetätigte Zu- und Abfuhr der Probengefäße ist nicht vorgesehen. Dies ist jedoch in Laboratorien, in denen man mit radioaktiven Flüssigkeiten arbeitet, ebenso wichtig wie die Fernbedienung der Kolben-Zylinder-Einheit für das Ansaugen und Abgeben der angesaugten Flüssigkeit.

Bei d.er bekannten Vorrichtung gelangt die angesaugte Flüssigkeit unmittelbar in die Kolben-Zylinder-Einheit, mit dem Nachteil, daß bei einem Wechsel der anzusaugenden Flüssigkeit die gesamte KoI-bcn-Zylinder-Einheit gründlich gereinigt werden muß.

Es gibt nun auf dem Markt Kolbenpipetten, die insbesondere zur Handhabung radioaktiver Substanzen ohne die Gefahr von Verunreinigungen nachfolgender Proben, die mit der gleichen Pipette gezogen werden, besonders geeignet sind. Dies erreicht man mittels eines Trichters oder dergleichen, mit welchem die Pipette versehen wird und der leicht von der Pipette abnehmbar ist und der, da er sehr billig ist, nach jedesmaliger Entnahme entfernt werden kann. Man braucht daher die Pipette nicht zu waschen, was natürlich bei der erforderlichen Fernbedienung durch Manipulatoren recht schwierig wäre. Jedoch sind die erhältlichen Kolbenpipetten nur zur direkten Handbedienung eingerichtet; sie sind ausgebildet nach Art einer Injektionsspritze.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs definierten Art zu schaffen, die eine Fernbedienung mittels Manipulatoren sowohl der beschriebenen, in der Praxis bewährten und bisher nur handbedienten Kolbenpipetten als auch der Behälter erlaubt, denen kleine Flüssigkeitsmengen entnommen bzw. in die kleine Flüssigkeitsmengen abgegeben werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich besonders für einen Einsatz in Laboratorien, in denen man mit radioaktiven Flüssigkeiten arbeitet. Der Laborant kann alle Vorgänge, d. h. das Ansaugen einer Flüssigkeit aus einem Behälter mittels der Kolbenpipette, das Zuführen eines anderen Behälters und das Abgeben der angesaugten Flüssigkeit oder eines Teils derselben in den anderen Behälter mittels Manipulatoren fernbedienen. Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt die Anbringung eines Schutzschildes zwischen der Vorrichtung und dem Laborant. Man erhält dann eine sog. »Telepipette«.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines

Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Frontansicht einer Telepipette nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Pipette nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Steuerscheibe der Telepipette,

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 3, und

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch einen Teil der Pipette im vergrößerten Maßstab.

Auf einer Basisplatte 1 ist eine zylindrische Säule 5 montiert, deren unterer, größerer Abschnitt mit einem Vielfachgewinde 2 (insbesondere Rechteckgewinde) versehen ist, auf dem eine erste Hülse 3 verschraubbar ist. Die erste Hülse 3 ist mit vier Handgriffen 4 prismatischer Form versehen, die je mit einem Gewindeansatz 4' in ein entsprechendes Auge an der ersten Hülse 3 eingeschraubt sind. Diese Handgriffe 4 dienen zum Drehen der ersten Hülse 3 mittels eines Manipulators. Eine Tragplatte 6, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, ist an einer zweiten Hülse 17 befestigt, die auf der Säule 5 verschieblich ist und die auf einem Ring 18 ruht, der seinerseits auf der ersten Hülse 3 ruht. Ein Ring 32 mit geringer Reibung ist zwischen Ring 18 und erster Hülse 3 eingesetzt. Der Ring 18 kann sich längs der Säule 5 vertikal bewegen, wobei die vertikale Bewegung begrenzt ist durch einen Stift 18', der in einen Längsschlitz 5' in der Säule 5 eingreift, wobei jede Drehbewegung des Ringes 18 um die Säule 5 ausgeschlossen ist.

Die zweite Hülse 17 kann sich frei vertikal längs der Säule 5 bewegen und mittels Handhabe 7, mit der die Tragplatte 6 ausgerüstet ist, rotiert werden. Die Tragplatte 6 ist mit einer ersten Armatur zum Halten des Fläschchens 9, von dem die Probe entnommen werden soll, und mit einer zweiten Armatur zum Halten eines Behälters 16 für die abgemessene Menge, in den die Probe überführt werden soll, versehen. Beide Armaturen haben die Form eines Brunnens. Eine Stop-Vorrichtung 18" mit einer Kugel und einer Schraubenfeder, eingesetzt zwischen die Außenseite der zweiten Hülse 17 und die Innenseite des Ringes 18, begrenzt die Bewegung der zweiten Hülse 17 auf zwei Stellungen. In einstellbarer Position längs der Säule 5, oberhalb der Tragplatte 6, ist eine Klammer 11 für eine Pipette 10 vorgesehen. Die beiden Arme der Klammer 11 sind mittels Schraubbolzen und Flügelmutter 12 zusammengehalten.

Die Pipette 10 ist vom »Kolben«-Typ, das heißt, sie weist einen Zylinder auf, der mit einem Kolben und einer Kolbenstange 10' ausgerüstet ist, wobei die Kolbenstange in einen abgerundeten Kopf 10" an ihrem abgelegenen Ende endet. Die Pipette ist vertikal montiert mit dem Mundstück 10'" nach unten. Wie bereits erwähnt, ist das Mundstück 10'" auswechselbar. Eine Schraubenfeder 30 ist zwischen dem Kopf 10" und einer Ringstufe am inneren Ende des Zylinders angeordnet und zwingt somit den Kolben nach oben.

Die obenerwähnten zwei Stellungen der zweiten Hülse 17 gegenüber der Säule 5 sind derart, daß in der einen Stellung das Fläschchen 9 unter dem Pipetten-Saugstück steht, während sich in der zweiten Stellung der Behälter 16 darunter befindet. Am oberen Ende der Säule 5 ist eine Steuerscheibe 13 montiert, die in Draufsicht die Form eines Kreissektors hat. Die Steuerscheibe 13, vorzugsweise aus Acrylharz kann mittels Handhabe 14 um die Säule 5 gedreht werden. An der Steuerscheibe 13 ist ein nach unten weisendes Profil 19 vorgesehen, welches mit dem abgerundeten Kopf 10" der Kolbenstange 10' zusammenarbeitet. Die Steuerscheibe 13 ist mit einer rechtkantigen Handhabe 14 zur Bedienung mittels Manipulator versehen. Bei Drehung der Steuerscheibe 13 in die eine Richtung wird der Pipetten-Kolben eingeschoben, während er sich bei Drehung in die andere Richtung unter der Wirkung der Feder 3O nach oben bewegt, wobei die Flüssigkeit aufgrund der Saugwirkung in die Pipette genommen werden wird.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht die Steuerscheibe 13, wobei das Steuerteil durch gestrichelte Kreise angezeigt ist und die Änderungen der Steigung durch radiale, gestrichelte Linien angezeigt sind, wie besser in Fig. 4 illustriert ist. Die Marken T bis Vl bedeuten Änderungen in der Steigung.

Wie Fig. 4 zeigt, kommt erst ein horizontaler Abschnitt I-II, sodann folgt ein geneigter Abschnitt H-III, längs welchem die Pipette gefüllt oder entleert wird je nach der Bewegungsrichtung der Steuerscheibe 13; ein folgender, wiederum horizontaler Abschnitt HI-IV erlaubt weitere Drehung der Steuerscheibe 13 jeweils am Ende einer vertikalen Bewegung des Kolbens; es folgt dann ein wiederum geneigter Abschnitt IV-V, durch welchen der Kolben nach der Entleerung der Pipette 10 noch weiter nach unten geschoben wird und dabei jeglichen Rest der

ι Flüssigkeit aus der Pipette 10 entfernt; hierauf folgt de* wiederum horizontale Abschnitt V-VI, der eine weitere Drehbewegung der Steuerscheibe 13 unter Beibehaltung des Kolbens in seiner tiefsten Stellung gestattet.

₁ Nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können Pipetten unterschiedlichen Volumens, das heißt mit unterschiedlichem Durchmesser oder unterschiedlicher Länge des Gewindeteils, verwendet werden. Da unterschiedliche Pipetten einen unterschied-

i liehen Hub zum Ansaugen oder Entleeren einer bestimmten Flüssigkeitsmenge erfordern, wird eine entsprechend unterschiedliche Länge des Abschnittes II-III des Steuerprofils abgefahren, um eine bestimmte Flüssigkeitsmenge anzusaugen bzw. abzuge-

, ben, ohne daß dazu die Steuerscheibe 13 ausgewechselt werden müßte. Wenn nämlich für eine bestimmte Flüssigkeitsmenge nicht der gesamte Abschnitt II-III benötigt wird, wird nämlich gemäß der Erfindung nur ein Teil dieses geneigten Abschnittes II-III verwendet, und zwar jeweils ein neben dem Abschnitt IH-IV befindlicher Teil des horizontalen Abschnittes II-III; in diesem Fall wird also weder der horizontale Abschnitt I-II noch der an diesen angrenzend*: Teil des Abschnittes H-III überfahren. Jede Pipette 10 wird dabei vertikal an einer Stellung zwischen den Marken H-III unter die Steuerscheibe 13 gebracht, daß von dem jeweiligen Berührungspunkt des Kopfes 10" mit der Steuerscheibe 13 aus bei einer Verdrehung das jeweils vorgesehene Volumen angesaugt wird und bei folgen-

) der Drehung im entgegengesetzten Sinne bis zum Ausgangspunkt wieder entleert wird. Nachdem dieser Ausgangspunkt durch Versuche ermittelt wurde, wird ein Ring 20 fest in der entsprechenden Stellung an ucn Pipettenzylinder angelegt. Wenn nun der Ring 20 an die Unterseite der Klammer 11 anschlägt, ist das erforderliche Volumen angesaugt bzw. abgelassen. Somit kann also leicht eine Pipette gegen eine andere mit anderem Volumen ausgetauscht werden.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt:

Die Mikropipette 10 wird in die Klammer 11 eingeführt, wobei der Ring 20 anliegt an der Unterseite der Klammerarme, worauf die Klammer mittels Flügelmutter 12 festgezogen wird. Die Steuerscheibe 13 wird dann in Uhrzeigerrichtung (von oben gesehen) verdreht, bis der Kopf des Pipetten-Kolbens am Steuerprofil 19 anliegt. Die Steuerscheibe 13 wird dann zurückgedreht bis zu einer Stellung, in welcher der Kopf des Pipetten-Kolbens in dem Abschnitt zwischen den Marken III bis IV berührt. Diesen Linien entspricht eine Marke am Umfang des Steuerprofils.

Das »Penicillin-Type-Fläschchen wird dann in den entsprechenden Halter 8 eingegeben und der Behälter 16 für die abgemessene Menge wird in den entsprechenden Halter 15 eingeführt. Mittels Griffstück 7 wird die Tragplatte 6 verdreht, so daß das Fläschchen9 genau unter die Mikropipette 10 gelangt.

Mittels Griffstück 4 wird die erste Hülse 3 gedreht bis die Tragplatte 6 und damit das Fläschchen 9 sich in der erforderlichen Stellung zur Entnahme der Flüssigkeitsprobe befindet (s. Fig. 2). Mittels Handhabe 14 wird die Steuerscheibe 13 sodann gegen den Uhrzeigersinn (s. Fig. 3) verdreht, wobei sich der Kolben nach oben bewegt bis der Kolbenkopf 10" die Stellung längs der Steuerscheibe 13 erreicht, wo er den Kontakt mit der Steuerscheibe 13 verliert. Die erforderliche "> Flüssigkeitsmenge ist nun aus dem Fläschchen 9 entnommen.

Die Tragplatte 6 wird dann abgesenkt mittels dei Handgriffe 4 und mittels Handhabe 7 verdreht, so daE der Behälter 16 sich genau unter der Mikropipette

ι» 10 befindet. Die Platte 6 wird dann mittels der Handgriffe 4 wieder für eine zur Entleerung erforderliche Höhe angehoben. Mit Handhabe 14 wird die Steuerscheibe 13 sodann wieder in Uhrzeigerrichtunj (Fig. 3) verdreht, bis zwischen die Marken III bis IV

ι > Die Steuerscheibe 13 wird dann wenigstens eine Sekunde lang weitergedreht, bis der Kolbenkopf 10' eine Stellung im Bereich zwischen den Linien V- und Vl erreicht, wonach die Pipette 10 vollständig entleer ist.

jo Die Platte 6 wird dann mittels der Handgriffe 4 wieder abgesenkt und die Steuerscheibe 13 wird danr wieder in Uhrzeigerrichtung zum Ausgangspunkt füi eine weitere Entnahme gedreht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum mittels Manipulatoren fernbetätigten Entnehmen kleiner, abgemessener Flüssigkeitsmengen aus einem Behälter und Eingeben derselben in einen anderen Behälter mit einer Pipette mit einem Pipettenzylinder, in den ein Kolben gegen die Kraft einer Feder einschiebbar ist, wobei die Kolbenstange von einer Nockenbzw. Steuerscheibe betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Steuerscheibe (13) kreisbogenförmig ausgebildet und am oberen Ende einer aufrechten Tragsäule (5) um die Säulenachse drehbar gelagert ist,

b) die Kolbenpipette (10) an der Säuis (5) so befestigbar ist, daß das dem Pipettenmundstück abgewandte Ende der Kolbenstange (10') unmittelbar mit der Unterseite der Steuerscheibe (13) zusammenwirkt, die mit einem Steuerprofil (19) versehen ist,

c) eine erste Hülse (3) auf einem Gewinde (2) am unteren Ende der Säule (S) auf- und abschraubbar ist,

d) auf der ersten Hülse (3) ein Ring (18) aufliegt, der axial längs der Säule verschieblich, aber nicht verdrehbar geführt ist, und daß

e) oberhalb des Ringes (18) eine zweite Hülse (17) mit einer Tragplatte (6) für die Behälter (9,16) angeordnet ist, wobei die zweite Hülse (17) ebenfalls axial längs der Säule (5) verschieblich sowie zwischen zwei Winkelstellungen um die Säulenachse drehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hülse (17) in den beiden Winkelstellungen jeweils durch eine Kugelfederraste (18") arretierbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpipette (10) mittels einer Klammer (11) an der Säule (5) anbringbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (13), die erste Hülse (3) und die Tragplatte (6) jeweils mit Handhaben (14, 4, 7) versehen sind, die mittels mechanischer Arme von Manipulatoren betätigbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerprofil

(19) an der Unterseite der Steuerscheibe (13) einen horizontalen Abschnitt (I-II) aufweist, dem in der genannten Reihenfolge ein geneigter Abschnitt (H-III), ein horizontaler Abschnitt (III-IV), ein weiterer geneigter Abschnitt (IV-V) und wiederum ein horizontaler Abschnitt (V-VI) folgen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Positionsring

(20) am Umfang der Pipette (10) befestigbar ist, der durch Anschlag gegen die Unterseite der Klammer (11) den vertikalen Hub begrenzt.