DE2153090A1

DE2153090A1 - Process and apparatus for evenly dividing the smallest amounts of liquid

Info

Publication number: DE2153090A1
Application number: DE19712153090
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-10-26
Filing date: 1971-10-25
Publication date: 1972-07-27
Also published as: FR2111843A1; CA974204A; JPS547235B1; GB1321568A; FR2111843B1; CH535429A; US3764041A

Description

HANS NOLL, 2665 Or .tington Avenue, Evanstan, 111. . / USA-HANS NOLL, 2665 Or .tington Avenue, Evanstan, 111.. / UNITED STATES-

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VERFAHREN UND APPARATUR ZUR GLEICIIMAESSIGEN AUFTEILUNG KLEINSTER FLUESSIG-KEITSMENGEN. ' ■;PROCESS AND APPARATUS FOR EQUAL DISTRIBUTION OF THE SMALLEST QUANTITIES OF LIQUIDS. '■;

Zusammenfassung der Anmeldung. Summary of the registration .

Ein Verfahren und Apparat zur genauen Verteilung und Unterteilung von sehr kleinen Mengen von Flüssigkeiten oder Gelen, wobei das Instrument zur Überführung solcher Flüssigkeiten oder Gele in die Samtnelgefässe jeweilen am Ende eines Sammelintervalls abgespült wird, damit ein kontinuierlicher Strom des zu fraktionierenden Materials in genau gleiche Fraktionen aufgeteilt wird, unabhängig von der Tropfengrösse. Ein Verfahren und Apparat, der es erlaubt, jeder Fraktion Reagenzflüssigkeit zuzusetzen während des EinsammelnB der zu untersuchenden Fraktionen.A method and apparatus for the precise distribution and subdivision of very small amounts of liquids or gels, the instrument being used for Transfer of such liquids or gels into the velvet vessels respectively on Is rinsed at the end of a collection interval so that a continuous stream of the material to be fractionated is divided into exactly equal fractions regardless of the droplet size. A process and apparatus that does it allows reagent liquid to be added to each fraction during collection B. the fractions to be examined.

Die hier beschriebene Erfindung bezieht sich auf den Präzisionsdispens von Flüssigkeiten und Gelen und vor allem auf verbesserte Geräte und Methoden zum Gebrauch in Laboratorien beim Sammeln und Testen von Fraktionen.The invention described herein relates to precision dispensing of liquids and gels and, more particularly, to improved devices and methods for use in laboratories in the collection and testing of Factions.

Einführung und Vorgeschichte der Erfindung. · · Introduction and history of the invention . · ·

Ein wichtiger Arbeitsvorgang in der medizinisch-biologischen Forschung und pharmazeutischen Fabrikation ist das exakte Abmessen identischer Volumeneinheiten von Flüssigkeiten oder Gelen in Sammelgefässe in einem Prozess, den man Fraktionensammeln oder kurz Fraktion!erung nennt. In einer typischen Ausführung diener Art werden kleine Mengen von Flüssigkeiten oder Gelen mechanisch und kontinuierlich in eine Reihe von Saramel- , gefässen oder Röhrchen abgefüllt. Die kleinste Menge von Flüssigkeiten und Gelen, die mit bereits bekannten Vorrichtungen abgemessen werden kann, wird durch die Grosse des Tropfens bestimmt, der sich an der Ausflussöffnung über dem Sammelgefäss bildet. E3 ist nun sofort klar, dass Fraktionen im Dereich der Tropfengrösne sich durch einfaches Abtiopfen nicht reproduzierbar sammeln lassen, \reil ein variabler Bruchteil des erwünschten Volumens zum Zeitpunkt des rrobenwechsel;; als unfertiger Tropfen an der Ausflussöffnung hüngt und weil ausnerdem die gauütiLtc; Iraktionengrösse selten einer gariE-zahligen Tropfenmengo entspricht.An important work process in medical-biological research and pharmaceutical manufacturing, the exact measuring is more identical Volume units of liquids or gels in collecting vessels in a process called fraction collection or fractionation for short. In a typical implementation of this type, small quantities of liquids or gels are mechanically and continuously poured into a series of saramel, filled into vessels or tubes. The smallest amount of liquids and gels that can be measured with previously known devices will be determined by the size of the drop that is at the outflow opening forms over the collecting vessel. It is now immediately clear to E3 that parliamentary groups in the The drop size cannot be reproduced simply by draining it let collect, \ reil a variable fraction of the desired volume at the time of the robe change ;; as an unfinished drop at the orifice depends and because, in addition, the gauütiLtc; The size of the region is seldom a guarantee Drop mengo corresponds.

Bestehende FraktionensammLer, die zum Gebrauch in Kombination mit Stofftrenrmngsmethoden in der Chromatographie, Elektrophorese oder Ultrazentri-Existing fraction collectors for use in combination with material separation methods in chromatography, electrophoresis or ultracentric

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fugation entwickelt worden sind, arbeiten nach dem Prinzip der Tropfen- >zählung, oder der voltunetrischen Abmessung von Flüssigkeitsmengen mit Hilfe von Siphons, von automatischen Ventilen oder auch ganz einfach durch zeitgesteuerten Probenwechsel. Alle diese Methoden, welche den Flüssigkeitsstrom in eine Reihe von Probenröhrchen durch freies Abtropfen verteilen, sind untauglich zur gleichmässigen Unterteilung in kleine Fraktionen (O.5 ml oder weniger), weil (l) die gewünschte Fraktionengrösse nicht einer ganzzahligen Tropfenzahl entspricht, (2) die Tropfen beim Probenwechsel zwischen zwei Röhrchen verloren gehen können, (3) die Tropfengrosse mit der Konzentration der in der Flüssigkeit gelösten Stoffe varierb, und (H) eine relativ grosse und nicht reproduzierbare Portion der Fraktion an der Ausflussöffnung hängen bleibt im Zeitpunkt des Probenwechsels. Ferner hängt die Auflösung oft von "der Minimalgrösse der Fraktionen ab₄ die mit Präzision eingesammelt werden können. Dies gilt für alle Vorgänge, in welchen der Nachweis und die quantitative Analyse der in scharfe und direkt aufeinanderfolgende Banden oder Zonen aufgetrennten Substanzen durch diskontinuierliche Probenentnahme vorgenommen werden muss. So ist es sofort klar, dass die Trennung zweier direkt nebeneinander liegenden Banden nur erkannt werden kann, wenn das betreffende Intervall in eine hinreichende Zahl kleiner Fraktionen zur Analyse unterteilt werden kann.fugation, work on the principle of drop counting, or the voltunetric measurement of quantities of liquid with the help of siphons, automatic valves or simply by means of time-controlled sample changes. All of these methods, which distribute the liquid flow into a number of sample tubes by free draining, are unsuitable for evenly subdividing into small fractions (0.5 ml or less) because (l) the desired fraction size does not correspond to an integer number of drops, (2) the drops can be lost when the sample is changed between two tubes, (3) the size of the drops varies with the concentration of the substances dissolved in the liquid, and (H) a relatively large and non-reproducible portion of the fraction remains at the outflow opening when the sample is changed. Furthermore, the resolution often depends on "the minimum size of the fractions ₄ that can be collected with precision. This applies to all processes in which the detection and quantitative analysis of the substances separated into sharp and consecutive bands or zones are carried out by discontinuous sampling It is immediately clear that the separation of two adjacent bands can only be recognized if the relevant interval can be divided into a sufficient number of small fractions for analysis.

Aufteilung in kleinere Volumeneinheiten ist möglich durch manuelles Pipettieren (wie in der allgemeinen Laboratoriumspraxis), indem man mit der Spitze der Pipette die Oberfläche des zu füllenden Röhrchens berührt, oder indem man die Spitze unter den Meniskus der im Probenröhrchen enthaltenen Flüssigkeit taucht. Eine solche Pipette und das entsprechende Verfahren sind im U.S. Patent 2,991>6U7 beschrieben. Die erstgenannt« Methode bringt Verluste mit sich und die zweite verursacht Verunreinigung der nachfolgenden Röhrchen oder Gefässe mit Flüssigkeit aus dem vorangehenden Gefäsfi, Beide Methoden sind umständlich und schwer automatisiertar.Division into smaller volume units is possible by manual Pipetting (as in general laboratory practice) by using the tip of the pipette touches the surface of the tube to be filled, or by placing the tip under the meniscus contained in the sample tube Liquid dips. Such a pipette and procedure is described in U.S. Patent 2,991> 6U7. The first-mentioned “method brings Losses with itself and the second causes contamination of the subsequent tubes or vessels with liquid from the preceding vessel, both Methods are cumbersome and difficult to automate.

Die Schwierigkeit der Unterteilung kann zwar dadurch umgangen werden, dann man die zu fraktionierende Flüssigkeit verdünnt und dadurch d>is Fruktionsvolu·· men so weit vergrössert, dass es gross wird im Vergleich iur Tropf engross e. In eanchen Anwendungen ist dies aber nicht unmöglich, wie in der diskontinuier lichen Fraktionierung von inhomogenen Medien (z.B. Dichtegradienten und Gele in Zentrifugation und Elektrophorese) zum Nachweis oder zur Isolierung While the difficulty of division can be avoided by then the diluted liquid and thereby to be fractionated d> is Fruktionsvolu ·· men as much enlarged, that it is large in comparison iur drip engross e. In some applications, however, this is not impossible, such as in the discontinuous fractionation of inhomogeneous media (eg density gradients and gels in centrifugation and electrophoresis) for detection or isolation

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der getrennten Substanzen.of the separated substances.

Mit bestehenden Apparaturen ist es bisher nicht möglich gewesen, Dichtegradienten von kleinem Volumen ( 3-20 ml) automatisch mit akzeptierbarer Auflösung und Präzision aufzuarbeiten. Zwar ist es möglich, mit einem bekannten kommerziellen Fraktionensamraler, welcher die Handhabung von Messflaschen zur Radioaktivitätsmessung in Szintillationszählern erlaubt, automatisch Dichtegradienten von relativ grossem Volumen ( 20 ml) zu fraktionieren, doch ist die Anwendungsmöglichkeit eines solchen Instrumentes begrenzt infolge der,neuen Zentrifugations-, techniken, welche schnelle Rotoren mit kleinen Volumen verlangen und auch weil selbst bei .der Anwendung dieses Gerätes immer noch die Notwendigkeit besteht, die erforderlichen Szintillationsreagenzien manuell jedem Gefäss zuzusetzen.With existing equipment it has not previously been possible to create density gradients of small volume (3-20 ml) automatically with an acceptable resolution and precision work up. It is possible to use a well-known commercial fraction sampler, which allows the handling of measuring bottles for radioactivity measurement Allowed in scintillation counters, automatic density gradients of relatively large volume (20 ml) to be fractionated, but the application of such an instrument is limited due to the new centrifugation, techniques which require fast rotors with small volumes and also because even when using this device there is still a need for manually add the necessary scintillation reagents to each vessel.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG., '■DESCRIPTION OF THE INVENTION., '■

Meine Erfindung besteht in einer neuartigen Anordnung von Komponenten, die das genaue Abfüllen von sehr kleinen Flüssigkeitsvolumen ermöglicht und dadurch die unten erwähnten Schwierigkeiten und Limitierungen der automatische" und manuellen Fraktionensammlung überwindet. Die Apparatur und das Verfahren meiner Erfindung erreichen diese Präzision dadurch, dass der jeweilige partielle Tropfen, der sich an der Ausflussöffnung der zuführenden Kanüle gebildet hat, unmitttelbar vor dem Probenwechsel mit einer kleinen Menge einer geeigneten Spülflüssigkeit abgespült wird. Das Spülwasser wird auf Kommando eines Timers aus einem Reservoir gepumpt und durch ein Rohr zugeführt, das die Ausflusskanüle des Gradienten oder Flüssigkeitsdispensators coaxial umgibt und so dafür sorgt, dass die Ausfluss-Spitze gleichmässig umspült wird. Die Spülflüssigkeit kann aus jeglicher Flüssigkeit bestehen,die physikalisch oder chemisch mit der zu fraktionierenden Flüssigkeit verträglich ist, wie z.B. destilliertes Wasser oder geeeignete organische LösunßB-mittel. In Fällen, in welchen spätere Arbeitsgänge den Zusatz von chemischen Reagenzien verlangen, kann die Spülflüssigkeit aus solchen Reagenzien- bestehen ociur sie enthalten.My invention consists in a novel arrangement of components that enables the precise filling of very small volumes of liquid and thereby the difficulties and limitations of automatic "and manual" mentioned below Overcome the faction rally. The apparatus and method of my invention achieve this precision by the fact that the respective partial drop, which is has formed at the outflow opening of the feeding cannula, immediately before the Sample change rinsed with a small amount of a suitable rinsing liquid will. The rinsing water is pumped out of a reservoir at the command of a timer and fed through a tube that connects the outflow cannula of the gradient or liquid dispenser surrounds coaxially and thus ensures that the discharge tip is evenly washed around. The rinsing liquid can consist of any liquid that is physically or chemically compatible with the liquid to be fractionated, e.g. distilled water or suitable organic solvents. In cases in which later operations require the addition of chemical reagents, the rinsing liquid can consist of such reagents only they contain.

Der Mikrodispensator meiner Erfindung enthält ausserdem weitere Düsen oder Aus-· fluBSkunülen, welche dem Zusatz von Reagenzien zur Szintillationsinessung dienen, Pa der Zusatz dieser Reagenzien Gleichzeitig mit dem Einsammeln der Fraktionen £c :;chi<;lii., erübri/jt sich die zeitraubende und ineffiziente Zugabe dieser Reagenzien in einemThe microdispensator of my invention also contains further nozzles or outlets FluBSkunulen, which are used to add reagents for scintillation measurement, Pa the addition of these reagents Simultaneously with the collection of the fractions £ c:; chi <; lii., There is no need for the time-consuming and inefficient addition of these reagents all in one

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separaten Arbeitsgang.separate operation.

Die Erfindung lässt sich sowohl in automatisierte als auch manuelle Fraktionensammler eingliedern und mit mechanischen kommerziellen Fraktionensammlern, Timer und kommerziellen Pumpen so kombinieren, dass sich daraus ein vollständig automatisches System ergibt zur Aufarbeitung von Flüssigkeiten oder Gelen zur Radioaktivitätsmessung oder chemischen Untersuchung. Bedeutende Zeitersparnisse werden auf diese Weise erreicht, ausserdem grössere Genauigkeit und verbesserte Auf lösung in der Radioaktivitätsmessung, da das Auflösungsvermögen zunimmt mit der Reduktion der Fraktionengrösse, welche meine Erfindung ermöglicht.The invention can be used in both automated and manual fraction collectors and combine with mechanical commercial fraction collectors, timers and commercial pumps to form a complete automatic system results in the processing of liquids or gels for Radioactivity measurement or chemical analysis. Significant time savings are achieved in this way, as well as greater accuracy and improved Resolution in the radioactivity measurement, since the resolving power increases with the reduction of the fraction size, which my invention enables.

Typische Anwendungen des automatischen Mikrodispens-, Fraktionier-und Aufarbeitunssystems, das meine Erfindung ermöglicht, sind die Aufarbeitung von flüssigen Dichtegradienten und Acrylamid Elektrophorese-Gelen zur Radioaktivitätsmessung und automatischen chemischen Untersuchung von Fraktionen, die bei der Analyse von Chromatographie-Säulen, Dichtegradienten und Acrylamide Gelen erhalten werden. Die Fraktionierung von Gelen nach bestehenden Techniken gleicht dem Sammeln von Flüssigkeiten und ist ähnlichen Begrenzungen unterworfen. Bei Anwendung des diskontinuierlichen Spülvorganges und der Reagenzzugabe meiner Apparatur lässt sich die gleiche Verbesserung in der Genauigkeit und der gleiche Zeitgewinn in der Aufarbeitung von Gelen erzielen.Typical uses of automatic microdispensing, fractionation and The work-up system that my invention makes possible is the work-up of liquid density gradients and acrylamide electrophoresis gels for radioactivity measurement and automatic chemical analysis of Fractions obtained from the analysis of chromatography columns, density gradients and acrylamide gels. Fractionation of gels existing techniques are similar to and similar to collecting liquids Subject to limitations. When using the discontinuous rinsing process and adding reagent to my apparatus, the same improvement can be seen in the accuracy and the same gain in time in the work-up of gels.

Es ist daher ein Ziel meiner Erfindung, ein Verfahren und eine Apparatur zum genauen Dispens von sehr kleinen Volumen von Flüssigkeiten oder Gelen zu verwirklichen. .It is therefore an object of my invention to provide a method and apparatus for realize accurate dispensing of very small volumes of liquids or gels. .

Es ist ein weiteres Ziel meiner Erfindung,ein Verfahren und eine Apparatur zu schaffen, welche die beschriebenen Eigenschaften aufweisen und die nötigen Vorrichtungen besitzen zur automatischen Zugabe von Reagenzien, die entweder für die darauf folgende Radioaktivitätsanalyse oder chemische Untersuchung der gesammelten Fraktionen erforderlich sind.It is another object of my invention, a method and an apparatus to create, which have the properties described and have the necessary devices for the automatic addition of reagents that either for the subsequent radioactivity analysis or chemical examination of the collected Fractions are required.

Ein weiteres Ziel meiner Erfindung ist die Verwirklichung einer Apparatur, die eine Vorrichtung enthalt zum Mikrodispens von Flüssigkeit oder Gel in Kombination mit einem Reagenz-Dispensiergerät, wobei diese Apparatur sich als Zusatzgerät für bereits existierende automatische Fraktionensoiimler adaptieren lässt.Another object of my invention is to provide an apparatus that contains a device for microdispensing liquid or gel in combination with a reagent dispenser, this apparatus being an additional device for can adapt already existing automatic faction settlers.

Schliesfjlich hat meine Erfindung zum Ziel, eine Apparatur und ein Verfahren zu verwirklichen, welches den Mikrodispenc von FKiosi^keiten und Gelen mitFinally, it is an object of my invention, an apparatus and a method to realize which the microdispenc of kiosis and gels with

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dem Dispens von Reagenzien kombiniert und dadurch eine bedeutenden Zeitersparnis für die Fraktionensammlung und Aufarbeitung gewährleistet. \combined with the dispensing of reagents and thereby a significant time saving for the parliamentary group collection and processing guaranteed. \

Diese und andere Ziele meiner Erfindung werden sogleich ersichtlich aus der folgenden Beschreibung, welche im Zusammenhang mit den entsprechenden Zeichnungen eine besonders günstige Verwirklichung illustrieren:These and other objects of my invention will be readily apparent from US Pat following description, which in connection with the corresponding drawings illustrate a particularly favorable realization:

FIGUR 1 zeigt eine Seitenansicht des Flüssigkeits- oder Gel-Mikrodispensier- und Reagenzzugabegerätes, welches die Erfindung darstellt, undFIGURE 1 shows a side view of the liquid or gel microdispensing and reagent dispensing apparatus embodying the invention, and

FIGUR 2 zeigt einen vergrösserten senkrechten Querschnitt des Dispensier-EnsembleB meiner Mikrodispensiereinheit.FIG. 2 shows an enlarged vertical cross section of the dispensing ensemble B. my microdispensing unit.

Mit besonderer Bezugnahme auf FIGUR 1, enthält mein Flüssigkeits- oder Mikrodispensier-Reagenzzu3atz-Gerät einen L-förmigen Spannblock 10, der mit Hilfe einer Basalplatte 70 an den unteren Teil jedes bekannten Flüssigkeits-oder Gelverteilerarmes oder -Kopfes (nicht abgebildet) befestigt werden kann. Die Basisplatte hat geeignete Schlitze zur Einpassung .von Stellschrauben 71> welche es ermöglichen, den Dispensierkopf bezüglich der Sammelgefässe zu zentrieren, und zwar sowohl in Richtung der Bewegung der Sammelgefässe als auch in der Richtung quer dazu. Der Spannblock 10 hat eine senkrechte Bohrung, deren oberer Teil sich einerseits im ■senkrechten Kanal ll* und anderseits in dem oben offenen Kanal ΐβ fortsetzt, wobei der Kanal 16 in einem spitzen Winkel in die Bohrung 12 einmündet. Die Bohrung und die beiden Kanäle dienen zur auswechselbaren Fixierung des darin ruhenden Dispensier-Enserables l8.With particular reference to FIGURE 1, my fluid or microdispensing reagent addition device includes an L-shaped clamping block 10 which can be secured by a basal plate 70 to the lower portion of any known fluid or gel dispenser arm or head (not shown) . The base plate has suitable slots for the fitting of adjusting screws 71 which make it possible to center the dispensing head with respect to the collection vessels, both in the direction of movement of the collection vessels and in the direction transverse to them. The clamping block 10 has a vertical bore, the upper part of which continues on the one hand in the vertical channel II * and on the other hand in the channel ΐβ , which is open at the top, the channel 16 opening into the bore 12 at an acute angle. The bore and the two channels serve to interchangeably fix the dispensing enserable l8 resting therein.

Das Dispenzierensemble 18 besteht aus einer hohlen Nadel oder einem dünnen Rohr 20, welches an seinem oberen Ende durch einen geeigneten Schlauch 22The dispensing ensemble 18 consists of a hollow needle or a thin one Tube 20, which is connected at its upper end by a suitable hose 22

zum Reservoir der Flüssigkeit und des Gels verbindbar ist und dessen ...can be connected to the reservoir of the liquid and the gel and its ...

unteres Ende die Ausflussmündung 2h bildet. Ein zylindrisches Rohr oder eine Hülse 30 mit einem Innendurchmesser, der grosser ist als der Aussendurchmesser der Kanüle oder Nadel 20, ist raanschettenartig über der Nadel 20 angebracht, so dass ein ringförmiger Zwischenraum , Passage 32, rings um die Nadel entsteht. Die Passage 32 ist am oberen Ende abgeschlossen durch einen abschraubbaren Kopf 3k, dessen zentrale Öffnung 36 die Nadel 20 coaxial in der Passage 32 fixiert. Das offene untere Endelower end forms the outflow mouth 2h . A cylindrical tube or sleeve 30 with an inside diameter that is larger than the outside diameter of the cannula or needle 20 is attached over the needle 20 in the manner of a cuff so that an annular gap, passage 32, is created around the needle. The passage 32 is closed at the upper end by a screw-off head 3k, the central opening 36 of which fixes the needle 20 coaxially in the passage 32. The open lower end

der Hülse 30 ist oberhalb der Ausflussmündung 3'i positioniert . "the sleeve 30 is positioned above the outflow opening 3'i. "

aus Gründen, die aus dem Nachfolgenden ersichtlich sind.for reasons that are evident from the following.

Ein von der Hülse 30 i.m opitzen Winkel herausstehnder röhrenförmiger Beitenarra steht in Verbindung mit der Passage 32 und kann durch einenA tubular tubular protruding from the sleeve 30 at an acute angle Beitenarra is in communication with passage 32 and can through a

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geeigneten Schlauch UO an das Reservoir der Spülflüssigkeit und die Spülpumpe (nicht abgebildet) angeschlossen werden. Es ist demnach zu beachten, dass das ganze Ensemble 18 festgehalten wird durch die der Oberfläche sich anschmiegende Bohrung 12 und die Kanäle I^ und 16 in der Weise, dass das ganze Ensemble sich leicht entfernen läss.t zwecks Reinigung, Instandhaltung und Ersatz.suitable hose UO to the reservoir of the rinsing liquid and the Irrigation pump (not shown) must be connected. It should therefore be noted that the entire ensemble 18 is held in place by that of the surface snuggling bore 12 and channels I ^ and 16 in such a way that that the whole ensemble can be easily removed for cleaning, maintenance and replacement.

Der untere Teil des L-förmigen Blocks hat einen U-förmigen seitlichen Ausschnitt, der durch die senkrechten Wände kk begrenzt ist und dessen Öffnung sich auf der Seite der senkrecht zur Bildebene stehenden Kante U 5 befindet. Diese Öffnung dient zur Aufnahme eines Einsatzblockes h6, der sich darin einfügen lässt und welcher seinerseits ein unten gekrümmtes Ausflussrohr enthält, dessen geradliniges, oberes Stück 52 in dem senkrechten Loch 1*8 des Einsatzstückes steckt. Das Ausflussrohr 50 läest sich durch einen geeigneten Schlauch an das Reservoir mit der Szintillationsflüssigkeit und der Pumpe (nicht abgebildet) anschliessen. Die seitliche Adjustierung des Ausflussrohres 50 geschieht mit Hilfe einer Stellschraube 56, welche in eine horizontale Rinne 58 in der Seitenwand des Einsatzblockea passt, so dass sich der Block gegen die Schraubenspitze ' entlang dieser Rinne seitlich verschieben lässt. Andererseits lässt sich das Ausflussrohr in senkrechter und radialer Richtung adjustieren mit Hilfe der Stellschraube 5β, die im Einsatzblock 3teckt und deren Spitze auf das senkrechte Segment des Ausflussrohres drückt. Auf diese Weise ist es möglich, das Mundstück des Ausflussrohres präzis in jede gewünschte Stellung zu bringen in Bezug auf die Ausflussmündung de3 Dispensators 2U und in Bezug auf die Sammelgefässe entsprechend den jeweiligen Bedingungen.The lower part of the L-shaped block has a U-shaped lateral cutout which is delimited by the vertical walls kk and the opening of which is located on the side of the edge U 5 which is perpendicular to the plane of the drawing. This opening serves to receive an insert block h6, which can be inserted into it and which in turn contains an outflow pipe curved at the bottom, the straight, upper piece 52 of which is inserted in the vertical hole 1 * 8 of the insert piece. The outflow tube 50 can be connected to the reservoir with the scintillation liquid and the pump (not shown) by means of a suitable hose. The lateral adjustment of the outflow pipe 50 takes place with the aid of an adjusting screw 56 which fits into a horizontal channel 58 in the side wall of the insert blockea so that the block can be moved laterally against the screw tip along this channel. On the other hand, the outflow pipe can be adjusted in the vertical and radial direction with the aid of the adjusting screw 5β, which is located in the insert block and whose tip presses on the vertical segment of the outflow pipe. In this way it is possible to bring the mouthpiece of the outflow tube precisely into any desired position in relation to the outflow orifice of the dispenser 2U and in relation to the collecting vessels according to the respective conditions.

Im Vorgang meines Mikrodispensier- und Reagenzzusatzverfahrens bilden sich die Tropfen der abzufüllenden Flüssigkeit an der Spitze 2h der Nadel 20 über den Sammelgefässen. Zu festgesetzten Intervallen in jedem Diepensierzyklus wird die Spülpumpe eingeschaltet, um eine Portion von Spülflüssigkeit durch den Seitenarm in die Manschette 32 zu pumpen, wo sie um die Nadel 28 herum nach unten fliesst bis sie am unteren Ende der Hülse 38 austritt. Indem sie beim Austritt der hervorstehenden Spitze 2k der Nadel 20 entlang fliesst, umspült die Flüssigkeit die Nadelspitze und entferntIn the process of my microdispensing and reagent addition process, the drops of the liquid to be filled form at the tip 2h of the needle 20 above the collection vessels. At set intervals in each diepensing cycle, the irrigation pump is switched on to pump a portion of irrigation fluid through the side arm into the sleeve 32, where it flows down around the needle 28 until it emerges at the lower end of the sleeve 38. As it flows along the needle 20 when the protruding tip 2k emerges, the liquid washes around the needle tip and removes it

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dadurch den dort hängenden Tropfen oder partiellen Tropfen der zu fraktionierenden Flüssigkeit. Das Verhältnis der Durchmesser der Nadel 20 und der Manschette 32 ist bis zu einem gewissen Grade eine Funktion der Oberflächenspannung der Spülflussigkeiten und ist so festgelegt, dass ein ungevrünschtes Abfliessen oder Tropfen der Spülflüssigkeiten zwischen den Spülzyklen nicht möglich ist.thereby the droplets hanging there or partial droplets of the ones to be fractionated Liquid. The ratio of the diameters of needle 20 and sleeve 32 is, to some extent, a function of surface tension the flushing fluids and is determined in such a way that undesired drainage or dripping of the flushing fluids between the flushing cycles is not possible.

Die Erfindung ermöglicht die Entwicklung von vollständig automatisierten Systemen zur Anwendung in allen analytischen Prozeduren, die hier beschrieben worden sind. In einem solchen System kombiniert man die Mikrodispensier-und Reagenzzusatzapparatur mit einem kommerziellen Fraktionensammler, welcher die Sammelgefässe bewegt in Bezug auf ein stationäres Zusatzzystem oder in welchem der Kopf mit den Ausflussöffnungen sich über einem stationären Halten von SammelT-gefässen fortbewegt. DerWtikrodispensator wird zwischen den Ausflusskanülen und den Sammelgefässen eingefügt oder plaziert. Ebenfalls enthalten im System sind bekannte Elemente wie Reservoire für den Zusatz von Reagenzien und eine Reagenzzusatzpumpe, ebenso das Reservoir für die Spülflüssigkeit mit Pumpe, ein Priraär-Timer, der das Sammelintervall reguliert und ein Sekundär-Timer, der die Zugabe der Spülflüssigkeit und des Szintillationsreagenz im richtigen Moment auslöst. Es sollte natürlich bei dieser Gelegenheit zur Kenntnis genommen werden, dass, wenn der betreffende Analysengang die chemische Prüfung der einzelnen Fraktionen verlangt., die Spülflüssigkeit je nach Wunsch die dazu notwendigen Reagenzien enthalten oder auch vollständig daraus bestehen kann.The invention enables the development of fully automated Systems for use in all of the analytical procedures described here. In such a system one combines the microdispensing and Reagent attachment apparatus with a commercial fraction collector which the Collection vessels moved in relation to a stationary auxiliary system or in which the head with the outflow openings is above a stationary holding of collecting T-vessels moved. The water dispenser is placed between the outflow cannulas and inserted or placed in the collecting vessels. The system also includes well-known elements such as reservoirs for adding reagents and a reagent addition pump, also the reservoir for the rinsing liquid with pump, a prairie timer, that regulates the collection interval and a secondary timer that triggers the addition of the rinsing liquid and the scintillation reagent at the right moment. It should of course be noted on this occasion that if the analysis in question involves the chemical testing of the individual fractions Requires., the rinsing liquid contain the necessary reagents as required or it can consist entirely of it.

Für das richtige Funktionieren des eben beschriebenen automatischen Systems ist es nötig, Pumpen zu verwenden, die imstande sind, Spül-und Reagenzflüssigkeiten in Einzelstössen mit wiederholter Aktion zuzusetzen. Dabei ist die Wirkung der Pumpen synchronisiert mit denvProbenwechsel in der Weise, dass die Flüssigkeitszugabe abgeschlossen wird vor dem Wechsel zum nächsten Sammelgefäss. Dies wurde dadurch erreicht, dass das Signal des ersten Timers (z.B. des Timers, der den Probentransport in den handelsüblichen Fraktionensammlern betätigt) einem sekundären Timer zugeführt wird, z.B. einem Verzögerungstimer, der seinerseits die Pumpen aktiviert. Der Sekundär-Timer wird auf ein Intervall eingestellt, das eine oder wenige Sekunden kurzer ist als das Intervall des Fraktionensanunlers. In dieser Anordnung wird also der Sekundär-Timer mit jedem Frobenweclisel gestartet. Sobald die Zeitspanne des Sekundär-Timers abgelaufen ist, d.h. eine oder wenige Sekunden vor dem nächsten Probenwechsel, startet der Sekundär-Timer die Pumpen,For the correct functioning of the automatic system just described it is necessary to use pumps that are capable of flushing and reagent liquids add in single bursts with repeated action. The action of the pumps is synchronized with the sample change in such a way that the liquid addition is completed before changing to the next collection vessel. This was achieved by the fact that the signal of the first timer (e.g. the timer, which actuates the sample transport in the commercially available fraction collectors) a secondary timer, e.g. a delay timer, which in turn activates the pumps. The secondary timer is set to an interval which is a second or a few seconds shorter than the fraction silencer interval. In this arrangement, the secondary timer is started with every Frobenweclisel. As soon as the period of the secondary timer has expired, i.e. one or a few Seconds before the next sample change, the secondary timer starts the pumps,

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.wodurch die Spülflüssigkeit und/oder das Reagenz in den Mikrodispensator eingeführt verden. · ..which introduced the rinsing liquid and / or the reagent into the microdispensator verden. ·.

Der Dispensierkopf und der Einsatzblock sind aus einem festen, aber möglichst leichten Material hergestellt, das sich mühelos "bearbeiten lässt, vie z.B. Metall, Plastik oder Holz, damit es die verschiedenen Kanülen und Dispensieraggregate mit Präzision und Festigkeit zusammenhalt* Das Ensemble 18 kann aus jedem geeigneten, nicht-reaktiven und leicht zu reinigenden Material, vie rostfreiem Stahl oder Glas hergestellt v/erden. ' ■The dispensing head and the insert block are made of one solid, but if possible made of light material that can be easily "worked on, such as metal, Plastic or wood to accommodate the various cannulas and dispensing units Precision and strength held together * The Ensemble 18 can be made of any suitable, non-reactive and easy to clean material, such as stainless steel or glass produced v / earth. '■

Obwohl ich bei der Beschreibung der Erfindung einer "bestimmten Ausführung zur Illustrierung den Vorzug gügehen habe, vird es jedem Sachverständigen sofort einleuchten, dass die strukturellen Einzelheiten sich vielfach variieren lassen, ohne dass dadurch das Prinzip der Erfindung geändert würde.Although in describing the invention I have a "particular embodiment If I have the preference for illustration, every expert will do so immediately it is clear that the structural details can be varied in many ways, without changing the principle of the invention.

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Claims

Patent claims: ·:.

/ ΐΛ An apparatus for dispensing precise volumes of liquids and gels consisting of: · 'A dispensing line that can be connected to a liquid or gel reservoir and ends in an outflow cannula,. a device which is provided with a passage along at least one segment of the line, and a rinsing device which is connected to said passage and which, in response to a predetermined: - signal, causes a rinsing liquid to be dispensed,. ^: wherein the rinsing liquid from the outflow opening of the dispenser. ■ · rinses off any liquid or gel residues that have become ^ jammed on it and thus ends the collection of a desired fraction volume of liquid and gel.

2. An apparatus according to claim 1, wherein said conduit containing a cannula, and said first-mentioned device contains a cylindrical sleeve, the inner diameter of which is larger than that Outside diameter of said cannula,

said cannula being mounted within said sleeve, such that at least the tip of the dispensing cannula from the.

the open end of the sleeve protrudes,

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3 · An apparatus according to claim 2, in which the rinsing device ejects the rinsing liquid under pressure and the difference between the inner diameter of the cuff and the outer diameter of the cannula is as follows it is selected that no rinsing liquid can flow out between the rinsing cycles.

k. An apparatus according to claim 3, in which the flushing device consists of a hollow side arm protruding from the sleeve or sleeve and communicating with said passage or sleeve near its upper end.

5 · An apparatus according to claim U, which also has a head piece contains to terminate the upper end of said passage and to fix said cannula in a coaxial direction inside the sleeve or

Sleeve. -.

6. An apparatus according to claim 2, which additional Äbfüll-devices Contains for the programmed addition of a reagent during the cycle for collecting the liquid or the gel.

7 · An apparatus according to claim 6, which further comprises a holder block contains with devices on said block for fixing said block Needle or cannula, sleeve and reagent attachment devices in easily removable form.

8. An apparatus according to claim 7 in which said reagent addition devices consist of a mouthpiece and devices for adjusting the position of said mouthpiece in horizontal, vertical and radial direction.

9. A method of obtaining accurate test samples from an Liquid or gel reservoir, characterized by the following individual steps: Dispensing liquid or gel during a program ZSyklue through a narrow line with a dispensing cannula that is supplied by

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a wider diameter cuff, and adding at set times during the aspirated cycle Irrigation fluid through said cuff to 'get from the outflow opening the dispensing cannula to rinse off any residues of the liquids or gels to be fractionated so that the Test fraction reaches exactly the final volume value determined by the time interval.

10. The method of claim 9 »wherein the rinsing liquid is a Reagent contains for the chemical analysis of the test fraction.

11. The method of claim 9 further characterized by the step of adding a reagent for radioactivity measurement to the test fraction the fraction by the liquid sfsintillation method, where the addition at the same time as collecting a test fraction and adding it the rinsing liquid happens.

12. In an apparatus for the continuous and automatic removal of precise test fractions from a liquid or gel reservoir for further analysis, and also consisting of a holder with a multitude of collection vessels, a distribution or dispensing head, the attached above agitated collecting vessels, and devices for transport either the collecting vessels with respect to a stationary dispensing head or the dispensing head with respect to stationary collecting vessels for fractionation of liquids or gels according to a programmable cycle, the improvement consisting ofΓ

a holder block attached to said manifold head; a narrow conduit with a discharge opening; ■ · a tubular sleeve of larger internal diameter, which surrounds a part of said conduit in a cuff-like manner and it preserved along an annular passage; Devices that make the conduit and sleeve in the manner coaxial connect together so that the outflow opening of the inner cannula protrudes over the lower edge of the sleeve; a side arm that branches off from said sleeve and with

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communicates with the cavity of the sleeve; Devices in the said block, which are used to conduct, To hold the sleeve and side arm in an easily removable manner; Devices, which said side arm with the reservoir of Connect flushing liquid;

Devices for pumping irrigation fluid into the side arm; and devices for the time-programmable automatic triggering of the Pump action, whereupon the flushing liquid flows through said passage and any from the outflow opening of the dispensing line Rinses off residues of liquid or gel and thus ends the collection of a single test fraction.

13. An apparatus according to claim 12, in which the difference between the inner diameter of the sleeve and the outer diameter of the line is designed in such a way that no flushing liquid escapes between the flushing cycles can.

ll *. An apparatus according to claim 13, in which the rinsing liquid contains a reagent for chemical analysis of the test fractions.

15 · An apparatus according to claim 12, which also has a mouthpiece contains for reagent addition;

Devices for exchangeable and adjustable fastening ■ of said reagent mouthpiece on the holder block; Devices for connecting the reagent mouthpiece to a scintillation fluid reservoir;

and secondary pumping devices for delivering the scintillation reagent to said pouring spout;

Timing devices that automatically switch on the secondary pumping devices to simultaneously with the addition of rinsing liquid a fixed amount of scintillation reagent to the test fractions to add for radioactivity measurement.

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