DE2541642A1

DE2541642A1 - Pipettier- und dosiergeraet

Info

Publication number: DE2541642A1
Application number: DE19752541642
Authority: DE
Inventors: Rainer-Burkhard Franke; Adolf Hirschmann; Klaus Kaeser
Original assignee: Labora Mannheim GmbH fuer Labortechnik
Current assignee: Labora Mannheim GmbH fuer Labortechnik
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1975-09-18
Publication date: 1977-03-31
Also published as: AT350509B; IE43550L; US4084730A; FI60358B; GB1557249A; DE2541642B2; ATA694176A; SE435458B; FI762631A; IT1203030B; DE2541642C3; AU1779376A; SE7610344L; IE43550B1; JPS5263363A; CH611532A5; FI60358C; FR2324366A1; FR2324366B1; JPS588451B2

Description

LABORA MANNHEIM GMBH 3

FÜR LABORTECHNIK ^2Ol°

Pipettier- und Dosiergerät

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die es erlaubt, den Vorgang des Ansaugen^ und Abgebens von Flüssigkeiten mittels Kolbenpipetten bequem, schnell, präzise und ohne Verschleppung von Flüssigkeitsresten durchzuführen.

Reihenuntersuchungen in chemischen und medizinischen Laboratorien erfordern oft langwierige Pipettiervorgänge, wobei gewährleistet sein muß, daß kleinste Flüssigkeitsmengen z.B. im Bereich zwischen 1 ,ul und 5 ml schnell und ohne übermäßigen Aufwand an Sorgfalt und Konzentration übertragen werden können. Die erzielbare absolute Genauigkeit und die Reproduzi,erbarkeit sollen hierbei nicht geringer sein als bei Abmessung großer Volumina, d.h. etwa bis 1 % für die absolute Genauigkeit und etwa bis 0,5 % für die Reprodu2ierbarkeit. Man muß die verschiedensten Pipettiervorgänge schnell nacheinander ausführen können, ohne daß Substanzmengen vom vorhergehenden Meßvorgang verschleppt werden. Beim Arbeiten mit flüssigen Medien, die wegen der gesundheitlichen Gefährdung besondere Probleme stellen, wie z.B. infektiöse oder radioaktive Flüssigkeiten, muß außerdem darauf geachtet werden, daß eine Berührung mit denjenigen Geräteteilen vermieden wird, die mit den Flüssigkeiten in Kontakt kommen.

Die im Handel befindlichen und z.B. in den US-Patenten 3,606,086 und 3,815,790 beschriebenen Geräte werden zwar diesen Anforderungen schon weitgehend gerecht, es liegen jedoch trotzdem noch schwerwiegende Mängel vor. Bei allen Geräten lassen vor allem Präzision und Reproduzierbarkeit zu wünschen übrig. Die genauer arbeitenden Geräte wiederum sind umständlich zu bedienen, was beispielsweise die Justierung, Veränderung des Kolbenhubs und der Austausch von Geräteteilen angeht.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Mangel zu beseitigen.

Demnach ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Dosier- und Pipettiergerät mit lösbar daran befestigter Füllvorrichtung, die ein Kapillarrohr oder eine Aufsteckspitze sein kann, basierend auf dem Kolbenprinzip, mit einer Vorrichtung zur Festeinstellung verschiedener Hublängen und/oder einer Justiervorrichtung und/oder einer auswechselbaren Kolbeneinheit, dadurch gekennzeichnet,, daß die Vorrichtung zur Einstellung der Hublänge eine rohrförmigen treppenartige Distanzlehre darstellt und/oder die Kolbeneinheit über den Kolbendraht durch Verschraubung über einen Gewindebolzen oder durch Verspannung mit Hilfe einer Spannzange am Innenrohr austauschbar befestigt ist und/oder die Justiervorrichtung derart konstruiert ist, daß die Kolbeneinheit und die Füllvorrichtung derart aufeinander eingestellt sinoW daß, für den Fall, daß die Füllvorrichtung ein Kapillarrohr darstellt, sich die Kolbenspitze etwa in Höhe einer Ringmarke am arretierten Kapillarrohr befindet, wenn die Kolbeneinheit die Ausgangsstellung einnimmt und für den Fall, daß die Füllvorrichtung eine Aufsteckspitze darstellt, die Kolbenspitze an einen formschlüssigen Anschlag der arretierten Aufsteckspitze anstößt, wenn die Kolbeneinheit durchgedrückt ist.

Der Abstand von der Ringmarke zum Kapillarrohrende entspricht vorzugsweise etwa dem Maximal-Hubvolumen. Das Kapillarrohr kann mit Hilfe einer überwurfmutter und eines Klemmrings arretiert werden. Die Aufsteckspitze kann über eine Buchse mit Wulst geschoben und mit Hilfe einer überwurfmutter arretiert werden.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine Erweiterung im Anwendungsbereich und eine verbesserte und vereinfachte Handhabung von bekannten Geräten ohne Verwendung irgendeines HilfswerkZeugs und Hilfsstoffs

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erzielt wird. Das erfindungsgemäße Gerät zeichnet sich außerdem aus durch verbesserte Volumentoleranzen und Reproduzierbarkeit und den bausteinartigen Aufbau, welcher eine schnelle Veränderung ermöglicht, um je nach Anwendungszweck ein optimales Arbeiten zu erreichen. Das Gerät ist durch die Verbesserungen sogar im immunologischen Labor, wo mit besonders kleinen Volumenmengen bei höchster Präzision gearbeitet werden muß, verwendbar. Außerdem werden die Gefahr des Glasbruchs und die Infektionsgefahr weitgehend beseitigt.

Der technische Aufbau und die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert .

In Figur 1 ist die Gesamtansicht einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.

Der Außenaufbau besteht gemäß Figur 2 aus einer Griffhülse (1) mit Haken, vorzugsweise aus gespritztem Kunststoff, die über die Führungshülse (2) geschoben ist und durch Formschlüssigkeit mit dem Endstück (4) verbunden ist. Am unteren Ende der Führungshülse ist eine Gewindebuchse (3) angeklebt, auf die wiederum die Oberwurfmutter.(5) zur Halterung des Kapillarrohrs oder der Aufsteckspitae (Figur 3) gedreht ist. Zwischen überwurfmutter und Gewindestück befindet sich ein Klemmring (11), zweckmäßig aus Kunststoff, z.B. hochmolekularem, teilkristallinem Thermoplast, der sich beim Festdrehen der Oberwurfmutter im konischen Teil zusammenquetscht und so die Füllvorrichtung arretiert. Beim Spannprozeß darf er in axialer Richtung keine Bewegung ausführen, damit die Position der Füllvorrichtung nicht verändert wird. Dies wird erreicht durch Andrehen eines Absatzes am hinteren Ende, der fest auf der Gewindebuchse (3) aufsitzt. Zum besseren Einführen der Glaskapillare und des Kolbendrahts, wie nachstehend beschrieben, weist der Klemmring am vorderen Ende einen Einlaufkonus auf. Zum besseren Herausrutschen des Kolbendrahts, wie nachstehend beschrieben, dient der Konus am oberen Ende des Klemmrings. Die Kapillar-

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pipette besteht vorzugsweise aus Glas, die Aufsteckspitze aus flüssigkeitsabstoßendem Kunststoff.

Sämtliche nach außen zeigenden Metallbauteile sind gegen Oxidation durch einen galvanischen überzug geschützt. Durch die Bohrung der Überwurfmutter und des Gewindestücks läuft der Draht (23) der Kolbeneinheit zur Spannzange (27). Aus dem hinteren Ende des Gerätes schaut ein Teil der Innenhülse (6) heraus, die im Innenaufbau mit der Kolbeneinheit starr verbunden ist, Sie dient zur Betätigung der Hubbewegung und trägt als Abschlußelement einen gerändelten Druckknopf (7) mit Kappe (14).

Die Innenhülse (6) ist mit einem Führungsring (9) versehen. Zur Verringerung der Reibung und zum geräuschlosen Lauf ist auf diesen ein Kunststoff-Schrumpfschlauch, vorteilhaft aus Teflon, aufgezogen. Der Führungsring (9) ist so ausgebildet, daß damit die Kolbeneinheit aufgenommen werden Rann. Das kann mit Hilfe eines Innengewindes geschehen, in das der Kolbendraht (23) eingeschraubt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform stellt die Haltevorrichtung für die Kolbeneinheit einen Spann- und Auswurfmechanis dar, und zwar in Form einer Spannzange (27), welche aus dem Führungsring (9), einer Feder (29) und einem dahinter angebrachten Anschlagstift (28) besteht. Diese Vorrichtung dient zur Aufnahme bzw. zum Auswurf der Kolbeneinheit.

Die auswechselbare Kolbeneinheit besteht aus einer Spitze aus Kunststoff, vorzugsweise aus hochmolekularem, teilkristallinem, chemikalienbeständigem Thermoplast, der um einen Draht gespritzt ist, wobei der Draht am hinteren Ende einen Bolzen (12) gegebenenfalls mit Gewinde, aufweisen kann, zwecks obengenannter Verschraubung bzw. Verspannung. Zwischen dem Führungsring (9) und dem eingeklebten Gewindestück der Führungshülse (2) liegt eine Druckfeder (26) , die das Gerät

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immer in die Ausgangsstellung zurückdrückt. Zur Vermeidung des Verklemmens der Druckfeder beim eventuellen Verdrehen der Innenhülse befindet sich zwischen dem Führungsring und der Druckfeder eine Teflon-Buchse (13), die das Aufweiten der Feder verhindert.

Die Innenhülse läuft zum Endstück (4) hin durch zwei Lagerbüchsen (1O), vorzugsweise aus Teflon. Die obere Lagerbuchse ist auf ein Paßmaß (25) zum Endstück eingestellt.

Oberhalb des Führungsrings, zwischen den Lagerbuchsen (10), sitzt eine zweigeteilte Distanzlehre (15, 16), die fest mit dem Endstück (4) und der Führungshülse (2) verbunden ist. Der treppenartige Aufbau dieser Lehre gestattet, daß beim Verdrehen der Innenhülse durch radiale Bewegung des Druckknopfes eine federgelagerte Kugel in verschiedene Längsrillen der Lehre einrastet und den Anschlagstift (18), der auf der gleichen Achse wie die Kugel sitzt, in etwa vorzugsweise 5 verschiedene Abstände zu den einzelnen Treppenstufen bringt. Der Führungsmechanismus besteht aus einem Verstärkungsbolzen (8), der in die Innenhülse (6) eingeklebt ist. Durch die Querbohrung in den Teilen (6) und (δ) werden die Kugel (21), die Kugelaufnahme (19), das Druckstück (20)und der Snschlagstift (18) eingeklebt.

Da die Druckfeder die Innenhülse immer wieder in Ausgangsstellung drückt, ist eine Einhandbedienung beim Verstellen gegeben. Ein Verdrehen über die radial angebrachten Stufen hinaus wird durch die bis oben hin gezogenen Wände der Distanzlehre verhindert.

Mit der Distanzlehre können durch die gleichbleibenden Stufensprünge bequem verschiedene Volumina eingestellt werden, im dargelegten Fall beispielsweise 5 Volumenbereiche. Die weitere Einstellung ist für die Aufnahme- bzw. Auswurfvorrichtung vorgesehen. Diese Einstellung wird erreicht durch Drehen der Rändelkappe (7) , Herausziehen der Innenhülse und Einrasten in

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die Entriegelungsposition. Beim Herausziehen der Innenhülse wird beim Anschlag des Stifts (28) an die untere Begrenzung der Distanzlehre | Druck auf die in der Innenhülse liegende Feder (29) der Spannzange (27) ausgeübt, wodurch sich diese öffnet. Der Draht der Kolbeneinheit kann durch die gelockerte Überwurfmutter (5) bis zu einem Anschlag in der Spannzange gesteckt werden. Beim Zurückdrehen der Rändelkappe aus der Entriegelungsposition schließt die Spannzange durch die Freigabe der Druckfeder in der Innenhülse« Die Kolbeneinheit wird durch die Gewindegänge in der Spannzangenbohrung spielfrei gehaltert, wodurch die Reproduzierbarkeit gewährt ist. Für das Auswerfen des gebrauchten Systems Pipette und Kolbeneinheit wird die Rändelkappe wieder in die hierfür vorgesehene, voranstehend beschriebene Position gebracht und herausgezogen. Die Spannzange öffnet sich hierdurch wieder. Wenn man gleichzeitig die überwurfmutter (5) lockert, rutscht durch einfaches Schütteln der Kolben samt aufgezogenem Kapillarrohr oder Aufsteckspitze nach vorne weg. Hierdurch ist ein berührungsfreies Auswerfen von Kolbeneinheit und Füllvorrichtung möglich.

Die Einjustierung zwischen Kolbenspitze und Kapillarrohr wird wie folgt durchgeführt: Das Kapillarrohr wird durch die Bohrung der überwurfmutter (5) und des Gewindestücks hindurchgeschoben. Das Glasrohr besitzt am äußeren Umfang eine Ringmarke, auf die der Kolben mit seinem zylindrischen Teil durch Sichtkontrolle exakt eingestellt wird. Die Halterung in dieser Position erfolgt durch Festdrehen der überwurfmutter. Dadurch, daß die Kolbenspitze nach dem Durchdrücken der Kolbeneinheit etwa mit dem Ende des Röhrchens abschließt, ist das Totvolumen auf ein Minimum herabgesetzt und es resultiert eine Volumengenauigkeit von - 1 %.

Für Volumina von etwa 100-20.000 /al, vorzugsweise 125-5.000 ,ul, verwendet man vorteilhaft Aufsteckspitzen (Figur 3). Die Aufsteckspitze (22), welche an einem Ende die; im vorliegenden Fall vorzugsweise kegelige, Form des Kolbens (31) hat, wird nach

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dem Lösen der überwurfmutter (24) über die Wulst (34) der Buchse (3O) bis zum Anschlag an den Bund (32) der Buchse geschoben. Durch Niederdrücken des Kolbens (31) wird die Kunststoffspitze (22) automatisch wieder etwas mit nach unten gedrückt, so daß die Formschlüssigkeit zwischen Kegelmantel des Kolbens und der Aufsteckspitze gewahrt bleibt. In diesem Zustand wird die Überwurfmutter (24) über das Gewinde (33) festgezogen, wodurch sich ein Klemmeffekt zur Aufsteckspitze hin einstellt und diese arretiert ist. Die Einstellung des Volumens ist durch die Hubbegrenzung des Kolbens (31) gegeben.

Um die Pipettierung verschieden großer Volumina durchführen zu können, ohne das Gerät wechseln zu müssen_r können verschiedenartige Aufsteckspitzen verwendet werden, die in der Form derart variieren, daß der Durchmesser des oberen, über den Wulst festzuklemmenden Teils jeweils gleich groß gehalten wird, der untere Teil, der für die Kolbenführung maßgebend ist, jedoch entsprechend verjüngt ist. ^

Die Anzeige des eingestellten Volumens erfolgt durch Sichtkontrolle am Druckknopf und am Endstück der Außenhülse, wobei die beiden in einer Achse liegenden Punkte noch die Bezeichnung des eingestellten Volumens tragen.

Ein Color-Code auf der Ringmarkenpipette und auf dem Druckknopf dient zur Vermeidung von falscher Zuordnung von Pipette und Gerät.

Claims

Patentansprüche

■ 1.J Dosier- und Pipettiergerät mit lösbar daran befestigter -^ Füllvorrichtung, die ein Kapillarrohr oder eine Aufsteckspitze sein kann, basierend auf dem Kolbenprinzip, mit einer Vorrichtung zur Festeinstellung verschiedener Hublängen und/oder einer Justiervorrichtung und/oder einer auswechselbaren Kolbeneinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Einstellung der Hublänge eine rohrförmige, treppenartige Distanzlehre (15,16) darstellt und/oder die Kolbeneinheit über den Kolbendraht durch Verschraubung über einen Gewindebolzen oder durch Verspannung mit Hilfe einer Spannzange (27)an der Innenhülse (€) austauschbar befestigt ist und/oder die Justiervorrichtung derart konstruiert ist, daß die Kolbeneinheit und die Füllvorrichtung derart aufeinander eingestellt sind, daß, für den Fall, daß die Füllvorrichtung ein Kapillarrohr darstellt, sich die Kolbenspitze etwa in Höhe einer Ringmarke am arretierten Kapillarrohr befindet, wenn die Kolbeneinheit die Ausgangsstellung einnimmt und für den Fall, daß die Füllvorrichtung eine Aufsteckspitze darstellt, die Kolbenspitze an einen formschlüssigen Anschlag der arretierten Aufsteckspitze anstößt, wenn die Kolbeneinheit durchgedrückt ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von der Ringmarke zum Kapillarrohrende dem maximalen Hubvolumen entspricht.
3. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr mit Hilfe einer überwurfmutter (5) und eines Klemmrings (11) arretiert wird.

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4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsteckspitze über eine Buchse (30) mit Wulst geschoben und mit Hilfe einer Überwurfmutter (5) arretiert wird.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der über die Buchse (30) herausragende Teil der Aufsteckspitze eine Verjüngung aufweist.

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