DE2245413B2 - Pipette - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pipette mit einer zylindrischen Meßkammer und einem gegen die Wirkung einer FcvJer in die Meßkammer einführbaren Dosierkolben, welche in einem rohrförmigen Gehäuse angeordnet sind, das an einem Ende eine mit der Meßkammer in Verbindung stehende Öffnung aufweist, konisch ausgebildet ist und dort eine·! Außendurchmesser aufweist, der zur luftdichten Aufnahme der die zu pipettierende Flüssigkeit enthaltenden und nach Verwendung wieder abnehmbaren trichterförmigen Pipettenspitze mit entsprechend konischer Bohrung dem Innendurchmesser dieser Bohrung entspricht

Derartige Pipetten werden zum exakten Pipettieren von Flüssigkeitsvolumina verwendet.

Bei einer bekannten Pipette (DE-AS 12 91 142) ist die Meßkammer mit dem Ende des konischen Unterteils des Gehäuses verbunden. Dabei wird eine einheitliche Pipettenspitze mit Pipetten verschiedener volumetrischer Kapazität verwendet Dadurch, daß die Abmessungen des konischen Gehäuseendes an die jeweilige volumetrische Kapazität der Pipette angepaßt sind, ist es möglich, bei den verschiedenen Pipettengrößen einen gleichbleibenden und sehr kleinen toten Raum beim Pipettieren zu erreichen.

Wird bei der bekannten Pipette die volumetrische Kapazität, beispielsweise durch Verändern des Dosierkolbenhubs, geändert, so kann das jeweils einpipettiertc Volumen nicht auf einfache Weise überprüft werden. Außerdem kann die jeweilige Pipettengröße nur anhand von Farbmarkierungen auf dem Pipettenkörper festgestellt werden, so daß bei Wechsel der Pipette eine entsprechende Tabelle benötigt wird. Dies kann zu Fehlern bei der Pipettierung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pipette der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei Änderung der volumetrischen Kapazität, z. B. durch Veränderung des Dosierkolbenhubs, das einpipettiertc: Volumen visuell überprüft werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die trichterförmige Pipettenspitze von einer Öffnung an ihrem spitzen Ende ausgehende Maßeinteilungen für das in ihrer konischen Bohrung aufnehmbare Flüssigkeitsvolumen aufweist, und daß das konische Ende des Gehäuses derart ausgebildet ist, daß es in die s Pipettenspitze bis etwas oberhalb derjenigen Maßeinteilung hineinragt, welche der jeweiligen volumetrischen Kapazität der Pipette entspricht

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß anhand der Maßeinteilung an der Pipettenspitze auf einfache Weise

ίο überprüft werden kann, ob die im Einzelfall gewählte Pipette tatsächlich das gewünschte Fassungsvermögen aufweist

Bei weiteren bekannten Pipetten (US-PS 34 94 201 und 34 98 135) werden Einmal-Pipettenspitzen verwen ust, die nach ihrer Verwendung weggeworfen werden können und somit ein sehr schnelles und gegen Verunreinigungen sicheres Arbeiten ermöglichen. Diese Pipetten haben jedoch den Nachteil, daß sie für viele Zwecke zu ungenau sind. Da aus wirtschaftlichen Gründen immer nur eine Pipettenspitzengröße für die verschiedenen Pipsttengrößer« verwendet werden kann, treten bei kleineren Flüssigkeitsmengen durch die dann zwangsläufig mit eingeschlossenen Luftmengen Schwierigkeiten auf, die sich in einem Mcniskussuftrieb sowie in dem sog. Kisseneffekt äußern und die Abfüllgenauigkeit erheblich beeinträchtigen können.

Im folgenden win? die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 ist ein Längsschnitt der Pipette und der abnehmbaren Spitze nach der Erfindung in der Ruhestellung am Beginn eines Ausstoßzyklus und

Fig.2 ein Längsschnitt der Pipette und der abnehmbaren Spitze der F i g. 1, welcher die durch den Kolben betätigte Hülse während des weitergehenden Ausstoßvorgangs zeigt Fig.2 zeigt auch die Einrichtung zum Betätigen von elektrischen Kontakten.

In F i g. 1 ist ein im allgemeinen zylindrischer Körper 9 gezeigt, der diametral gegenüberliegende seitliche Ansätze 11 aufweist, die davon nahe dem oberen Teil des Körpers vorragen. Die seitlichen Ansätze 11 dienen als bequemer Fingergriff während der Betätigung der Pipette. Innerhalb des Körpers 9 ist eine Innenbohrung 13 angeordnet, die sich nach unten von dem oberen Ende des Körpers 15 zu einer Schulter 17 am unteren Ende der Inn^nbohrung 13 erstreckt Ein Kolben 19 enthält einen daran angebrachten Volumenstab 21, der so angeordnet ist, daß er sich axial innerhalb der Innenbohrung 13 aufgrund eines manuellen Drucks bewegt, der auf den Knopf 23 ausgeübt wird, der an dem oberen Ende des Kolbens 19 angebracht ist Der Körper 9 steht in Verbindung mit einem Volumenzylinder 25, der in den Körper 9 eingeschraubt ist und der eine Volumenkammer 27 enthält, in die der Volumenstab 21 vorragt. Zwischen der Innenbohrung 13 und der Volumenkammer 27 innerhalb des Körpers 9 und des Volumenzylinders 25 ist eine O-Ringdichtung 29 angeordnet die gleitbar den Außendurchmesser des Volumenstabes 21 berührt, um eine luft- oder gasdichte Dichtung zwischen dem Körper und dem Volumenstab 21 zu ergeben. Die O-Ringdichtung 29 dichtet auch die Kammern 13 und 27 gegeneinander und dichtet diese gegenüber der Außenatmosphäre am Anschlußpunkt Somit wird aufgrund des Drucks, der manuell auf den

es Knopf 23 des Kolbens 19 ausgeübt wird, der Volumenstab 21 durch die Dichtung 29 in die Volumenkammer 27 gedrückt, um darin das Volumen zu ändern und dadurch die Luft- oder Gasverdrängungs-

wirkung der Pipette zu ei zeugen. Diese Luft- oder Gasverdrängung verdrängt ein gleiches Volumen in der Pipettenspitze Sl, die an den Volumenzylinder 25 mit einer !uft- oder gasdichten konischen Dichtung angeschlossen ist Beim Rückführ- oder Ansaughub wird der Volumenstab 21 aus der Volumenkammer 27 zurückgezogen, um Luft oder Gas in die Kammer 27 über den Einlaß 28 einzuziehen. Wenn deshalb die Pipette mit der Spitze 51 nach nnten gehalten und in einer Flüssigkeit angeordnet wird, wird diese Flüssigkeit in die abnehmbare Spitze Sl gezogen. Der Aufbau ist jedoch derart gewählt, daß keine Flüssigkeit über den Einlaß 28 und in die Volumenkammer 27 oder einen anderen Teil der Pipette eingezogen wird. Die gesamte Flüssigkeit bleibt in der Spitze, die abgenommen wird, nachdem die Messung ausgeführt worden ist

Es hat sich herausgestellt, daß der Außendurchmesser eines Stabes, wie des Volumenstabes 21, in engeren Toleranzen als der Innendurchmesser einer zylindrischen Bohrung, wie der in der Volumenkammer 27, gehalten werden kann. Aus diesem Grande wird der Volumenstab als Eichvorrichtung in diese: Pipette verwendet, wobei dessen Durchmesser ein kritisches Maß ist Somit brauchen nicht die Innenabmessungen der Volumenkammer 27 kritisch gehalten werden, sondern müssen nur einen ausreichenden freien Raum ergeben, um die gleitbare Bewegung des Volumenstahs 21 innerhalb der Volumenkammer 27 ohne unnötigen Luftspalt um die Stange zu ermöglichen. Mit der O-Ringdichtung 29, die gleitbar um den Durchmesser des Volumenstabs 21 angeordnet ist, wird somit das Luft- oder Gasverdrängungs-Volumen der vorliegenden Pipette genau aufgrund der Bewegung des Volumenstabs in der Volumenkammer 27 gesteuert Diese Luftoder Gasverdrängung verschiebt ein gleiches Flüssigkeitsvolumen in der Pipettenspitze 51 mit einer der Eichgenauigkeit des Volumenstabs vergleichbaren Genauigkeit

Der Kolben 19 und der Volumenstab 21 sind elastisch von der SchJter 17 der Innenbohrung 13 durch eine erste Schraubenfeder 31 vorgespannt die um den Volumenstab 21 in der Innenbohrung 13 angeordnet ist Diese Feder 31, die gegen eine Schulter 33 des Kolbens 19 liegt drückt den Kolben 19 in eine normale Stellung nach außen, in der er von dem Körper 9 vorragt und gegen die vialteplatie 35 vorgespannt ist Diese Platte ist an dem oberen Ende des Körpers 9 durch Schrauben 34 und 36 angebracht und überbrückt die seitlich vorragenden Elemente 11, um die inneren Elemente zu schützen. In der Innenboh/ung 13 des Körpers 9 ist auch eine Hüisc 37 enthalten, die so angeordnet ist daß sie axial in de/ Innenbohrung 13 gleitet und die von der Schulter 17 weg durch eine zweite Feder 39 vorgespannt ist Die Federn 31 und 39, die sich an der Schulter 17 der Innenbohrung 13 abstützen, erstrecken sich somit koaxial über einen gemeinsamen Teil ihrer Länge und dienen dazu, elastisch sowohl den Kolben 19 und den daran angebrachten Volumenstab 21 als auch die Hülse 37 vorzuspannen. Die gemeinsame Erstrekkung der Federn über den gemeinsamen Teil ihrer entsprechenden Längen verringert somit die gesamte axiale Länge der Pipette der vorliegenden Erfindung und erleichtert deren Verwendung und Handhabung.

In F i g. 2 sind der Kolben 19 und der Volumenstab 21 in einer Stellung jenseits der maximal zusammengedrückten Stellung und in der weitergehenden Ausstoßstellung gezeigt, wobei die untere Schulter 33 des Kolbens 19 in Berührung mit der sich nach innen erstreckenden Schulter 41 ist die durch die Hülse 37 getragen wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Kolben 19 in dieser Stellung in Berührung mit der hülse 37 ist und der von Hand ausgeübte Druck auf den Knopf 23 an dem oberen Ende des Kolbens 19 somit die Federkräfte überwinden muß, die sowohl durch die Feder 31 als auch durch die Feder 39 erzeugt werden. Dies ergibt ein Maß einer tastbaren Rückkopplung für die Bedienungsperson, die ihr anzeigt daß die Pipette

ίο über den geeichten Bereich des Verdrängungsvolumens hinaus betätigt worden ist und sich in dem weitergehenden oder »Ausblas«-Teil des Ausstoßzyklus befindet Auf diese Weise wird ein geeichtes Flüssigkeitsvolumen durch die Bewegung des Kolbens 19 und des Volumenstabes 21 gegen die schwach federvorgespannte, durch die Feder 31 erzeugte Kraft aus der Ruhestellung bestimmt in der einr: Schulter 33 des Kolbens 19 an der Halteplatte 35 in der Stellung ruht in der die Schulter 33 an dem Kolben 19 die Schulter 41 an der Hülse 37 berührt. Der abirpte Anstieg der geforderten Kraft, um die Hülse 37 m:t dem Kolben 19 niederzudrücken, erzeugt somit eine ausdrücklich fühlbare Anzeige des Abschlusses des geeichten Teils des Ausstoßzyklus und läßt die Bedienungsperson den

.?5 Beginn des »Ausblas«-Zyklus bewerken, der ermöglicht, daß der Volumenstab 21 über seine federvorgespannte, durch die Hülse 37 erzeugte Stopstellung hinaus weitergeht und den Kolben 19, den Volumenstab 21 und die Hülse 37 in den weitergehenden oder »Ausbias«-Teil des Ausstoßzyklus führt Diese weitergehende Bewegung des Volumensiabes 21 stellt einen vollständigen Ausstoß der Flüssigkeit sicher, die in die Volumenpipettenspitze 51 während des Ansaugzyklus des Betriebes des Kolbens eingezogen worden ist

Die weitergehende Bewegung während des Ausstoßzyklus veranlaßt die Hülse 37, den Schalter 43 zu betätigen, der in einem der seitlichen Ansätze 11 des Körpers 9 enthalten ist Dieser Schalter k2nn ein Paar elastischer Metallfederlamellen enthalten, die im Abstand außen elektrischen Kontakt während der normalen Stellung der Hülse 37 gegen die Halteplatte 35 angeordnet sind. Eine Federlamelle 45 ist so angeordnet daß sie durch die Gleitbewegung der Hülse 37 betätigt wird, um dadurch mit der anderen Federlamelle 47 des Schalters 43 in Kontakt zu kommen. Elektrische Anschlüsse zu einer außen liegenden Schaltung, wie einem Zeitwerk, Mischeinrichtungen, Heizeinrichtungen, Kühleinrichtungen od. dgl„ können über einen üblichen elektrischen Steckverbinder 49 hergestellt werden, der mit den Federlamellen 45 und 47, wie dargestellt verbunden ist Der in dem Körper 9 der vorliegenden Pipette angeordnete Schalter 43 wird somit nur aufgrund der weitergehenden Bewegung der Hülse während des ungeeichten »Ausblas«-Teiis des

ιΐ Ausstoßzyklus betätigt der nur nach dem Abschluß des geeichten Ausstoßzyklus auftritt Dies stsllt sicher, daß eine elektrische Meldung der außenliegenden Schaltung nur während des Ausstoßzyklus und nur aufgrund eines vollständigen Auss.oßes des geeichten Flüssigkeitsvolumens ausgeführt werden kann. Dies scheidet die Möglichkeiten einer vorzeitigen elektrischen Meldung der außenliegenden Schaltung aus, wenn die Flüssigkeit aufgezogen wird, oder während des Ausstoßzyklus, wenn nur ein Teil der gehandhabten Flüssigkeit ausgestoßen worden ist, ein Problem, das allgemein bei bekannten Pipetten auftritt

Das Pipettensystem zur Flüssigkeitshandhabung enthält sowohl die innerhalb des unteren Körperteils 25

angeordnete Volumenkammer 27 als auch eine daran angebrachte abnehmbare Spitze 51. Um eine Verunreinigung der Volumenkammer der Pipette zu vermeiden, ist es allgemeine Praxis, die Flüssigkeit vollständig innerhalb der abnehmbaren Spitze 51 zu handhaben. Aus diesem Grunde kann die Spitze 51 billig aus einem geeigneten Material, wie einem durchscheinenden Kunststoff, gebildet sein. Die Spitze 51 enthält eine öffnung 53 an ihrem unteren Ende entfernt von der Verbindungsöffnung oder dem Befestigungsende 55 und enthält eine konische innere Bohrung 57 durch die Spitze, die sowohl mit der Öffnung 53 als auch mit der Verbindungsöffnung 55 in Verbindung steht. Die Innenbohrung 57 ist mit zwei Konuswinkeln über die Länge der Spitze gebildet. Der erste Konuswinkel 59 nahe der öffnung 53 kann in der Größenordnung von fünf Grad liegen und sich über ungefähr 40 bis 50 Kapazität können somit auch Volumenzylinder mit geringerem Außendurchmesser haben. Insbesondere sind der Außendurchmesser und die Länge des Endes des Volumenzylinders 25 so ausgewählt, daß er in die konische Innenbohrung 57 der Spitze 51 bis zu einer Stelle etwas Ober der volumetrischen Maßeinteilung 63 vorragt, die das geeichte Volumen der mit der Spitze verbundenen Pipette darstellt Dies vergrößert die universelle Anwendung derselben Spitzenausführung für die Verwendung mit einem großen Bereich von Pipetten mit sich im weiten Umfang ändernden maximalen Kapazitäten. Für jede Abmessung der Pipette paßt das Ende des Volumenzylinders 25 auf diese Weise mit Preßsitz in die Konusbohrung 57 der Spitze an einer Stelle etwa eine halbe Teilung oberhalb der entsprechenden volumetrischen Maßeinteilung. Jede volumetrische Maßeinteilung zeigt die tatsächliche

Konuswinkel 61 erstreckt sich über den verbleibenden Teil der Länge der Spitze 51 und ist ein kleinerer Winkel, z. B. anderthalb Grad, als der erste Konuswinkel 59. Die in dieser Weise aufgebaute Spitze 51 kann somit als eine iniverseil ausnutzbare Spitze dienen, die einen weiten Bereich von Flüssigkeitsvolumen handhaben kann. Zusätzlich enthält die Außenfläche der Spitze 51 2% volumetrische Maßeinteilungen 63. die an ausgewählten Stellen von der Öffnung 53 entfernt angeordnet sind. Diese volumetrischen Maßeinteilungen können die Form von plötzlichen Übergängen des Außendurchmessers der Spitze haben oder in der Außenfläche der w Spitze 51 gekehlt, geritzt oder in anderer Weise markiert sein. Diese volumetrischen Maßeinteilungen ergeben somit eine kontinuierliche visuelle Prüfung der Genauigkeit der Pipette der vorliegenden Erfindung.

Die maximale volumetrische Kapazität dieser Pipetten kann einfach geändert werden, indem der Durchmesser und/oder die Länge des Hubs des Volumenstabes 21, die zugeordnete O-Ringdichtung 29 und die Volumenkammer 27 in dem Volumenzylinder 25 geändert werden. Pipetten mit geringerer maximaler ■»<> Volumenstabes 21 der Pipette mit entsprechender Abmessung an. Dies ergibt eine visuelle Prüfung der Genauigkeit der Pipette, da die maximale Kapazität des geeichten Volumens der nächsten volumetrischen Maßeinteilung entsprechen sollte, die über das Ende des Volumenzylinders 25 hinaus sichtbar ist, der in der Innenbohrung 57 angeordnet ist Dies verringert wesentlich das überschüssige Luftvolumen innerhalb der die flüssigkeit führenden Kammer, verhindert einen Meniskusauftrieb und erhält dadurch die Genauigkeit der geeichten, die Flüssigkeit handhabenden Kapazität. Eine vollständige Reihe von Pipetten mit verschiedenen maximalen Kapazitäten mit farbkodierten Markierungen auf dem Band 30 und den Kolbenknöpfen 23 kann somit mit einer Abmessung der Spitze 51 der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Andere Pipetten verwenden üblicherweise verschiedene Abmessungen der Spitze, um verschieden bemessene Pipetten anzupassen und um das Pufferproblem zu vermeiden, das durch Messen einer kleinen Flüssigkeitsmenge innerhalb einer relativ großen Pipettenspitze verursacht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 Patentanspruch:

Pipette mit einer zylindrischen Meßkammer und einem gegen die Wirkung einer Feder in die Meßkammer einführbaren Dosierkolben, welche in einem rohrförmigen Gehäuse angeordnet sind, das an einem Ende eine mit der Meßkammer in Verbindung stehende Öffnung aufweist, konisch ausgebildet ist und dort einen Außendurchmesser aufweist, der zur luftdichten Aufnahme der die zu pipettierende Flüssigkeit enthaltenden und nach Verwendung wieder abnehmbaren trichterförmigen Pipettenspitze mit entsprechend konischer Bohrung dem Innendurchmesser dieser Bohrung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die trichterförmige Pipettenspitze (51) von einer Öffnung (53) an ihrem spitzen Ende ausgehende Maßeinteilungen (63) für das in ihrer konischen Bohrung (57) aufnehmbare Flüssigkeitsvolumen aufweist, und daß das koniscix Ende des Gehäuses (25) derart ausgebildet ist, daS es in die Pipettenspitze (51) bis etwas oberhalb derjenigen Maßeinteilung (63) hineinragt, welche der jeweiligen volumetrischen Kapazität der Pipette entspricht