DE2816924C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Dosieren disperser Systeme nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

«ι Bei der trägerfreien Elektrophorese und zahlreichen anderen technischen und wissenschaftlichen Anwendungen muß ein disperses System, beispielsweise eine Teilchensuspension, vorzugsweise eine Zellsuspension, in eine Meßapparatur mit konstanter Rate dosiert

)') werden. Dabei ist häufig die Zufuhrdauer gegenüber der SedimentationsCauer der dispersen Phase groß, so daß sich die disperse Probe während der Dosierung verändert, wenn nicht die gleichmäßige Verteilung der dispersen Phase in dem Vorratsbehälter aufrechterhalten wird. Gleichzeitig soll aber die disperse Probe in dem Vorratsbehälter gegen Einflüsse von außen, insbesondere Sauerstoffzutritt oder Mikroorganismen, geschützt sein.

Zur Lösung dieses Problems wurde versucht, als

-ti Dosiereinrichtung eine Injektionsspritze zu verwenden, deren Kolben mit Hilfe eines Synchronmotors entsprechend langsam angetrieben war. Zur Verhinderung der Sedimentation der dispersen Phase in der Probenflüssigkeit wurde die Injektionsspritze um ihre Längsachse gedreht bzw. impulsartig gerüttelt. Diese Lösung ist technisch sehr aufwendig. Dann wurde versucht, am tiefsten Punkt des Bodens des Vorratsbehälters des zu dosierenden dispersen Systems Luft einzupumpen. Diese Luft verdrängte durch ein Steigrohr die Probe und dosierte diese in die angeschlossene Apparatur. Durch die aufsteigenden Luftblasen tritt eine Verwirbelung der Probe auf und die sedimentierte Phase wird redispergiert. Hierbei besteht aber der Nachteil, daß der Verwirbelungseffekt von der Dosierrate abhängig ist.

Die Probe kommt außerdem ständig mit frischem Gas in Berührung, so daß umständliche Vorkehrungen gegen Kontamination und Schädigung der Probe durch Sauerstoff getroffen werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Dosiereinrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher mit einfachen Mitteln eine zuverlässige konstante Dosierung und eine davon unabhängige Verwirbelung des zu dosierenden disper-

sen Systems möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs I gelöst. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dosiereinrichtung wird eine gleichmäßige und von der Verwirbe- lung der Probenflüssigkeit unabhängige Dosierung mit sehr einfachen technischen Mitteln möglich.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 kann sichergestellt werden, daß sich am unteren Ende des oberen, das disperse System enthaltenden Abschnitt keine toten Ecken bilden und eine zuverlässige und gleichmäßige Aufrechterhaltung der Konzentration der dispersen Phase gewährleistet ist

Anspruch 3 betrifft eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei gewährleistet ist, daß das Verwirbelungsgas immer am untersten Punkt des oberen Abschnittes in das disperse System eingeführt wird.

Anspruch 4 betrifft eine besondere Art der Mitführung des vorderen Endes der das Verwirbelungsgas in das disperse System einführenden flexiblen Leitung, deren wendelförmig ausgebildeter Teil zudem noch geschützt in dem unteren Abschnitt des Zylinderinnenraums liegt.

Die Merkmale des Anspruchs 5 gewährleistet, daß sich am oberen Ende des oberen Abschnittes des Zylinderinnenraumes, in welchem das disperse System enthalten ist, ein kleiner Gassammeiraum bildet, aus welchem das Verwirbelungsgas störungsfrei abgesaugt werden kann. Die Abnehmbarkeit des Deckeis ist zu Zwecken der Reinigung des Zylinderinnenraums und zur Einfüllung des zu dosierenden dispersen Systems in die Dosiereinrichtung vorgesehen.

Das Merkmal des Anspruchs 6 bezieht sich auf die zuverlässige Abführung des dispersen Systems an die Apparatur trotz Einsatz des Verwirbelungsgases, welches sich immer oberhalb der Einlaßöffnung der das disperse System abführenden Leitung sammelt

Die Maßnahme des Anspruchs 7 dient dem leichteren Entlüften des unteren Abschnittes beim ursprünglichen Füllen mit Verdrängerflüssigkeit, indem man das ganze System auf den Kopf stellt und die Verdrängerflüssigkeit mit einer Spritze hineindrückt und unmittelbar danach die Luft absaugt und den Kolben nach Wunsch positioniert.

Bei der besonderen Ausgestaltung nach Anspruch 8 wird der technische Aufwand für den Bau der erfindungsgemäßen Einrichtung besonders gering gehalten.

Die Maßnahme des Anspruchs 9 gewährleistet, daß Kontaminationen oder Verunreinigungen des dispersen Systems wirksam ausgeschlossen sind.

Die Maßnahme des Anspruchs 10 kann dann vorgesehen werden, wenn das dosierende disperse System auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden soll.

Die Maßnahme des Anspruchs 11 gewährleistet, daß, auch bei Verwendung eines Temperiermantels, der Dosiervorgang gut beobachtbar bleibt.

Die einzige Zeichnung veranschaulicht schematisch im Schnitt eine die Erfindung aufweisende Dosierein= richtung.

Die Dosiereinrichtung 1 hat einen im wesentlichen senkrecht stehenden Zylinder 3, beispielsweise aus durchsichtigem Glas oder Kunststoffmaterial. Der Zylinderinnenraum 5 ist von einem auf- und abbewegbaren Kolben 4, der sich mit seinem Außenumfang abdichtend an die Innenflächen des Zylinders 3 anlegt, in einen oberen Abschnitt 6 und einen unteren Abschnitt 7 variablen Volumens aufgeteilt. Der obere Abschnitt 6 ist dabei für die Aufnahme der vorgeseheneu Menge eines dispersen Systems, beispielsweise einer Zellsuspension 2, bestimmt, die beispielsweise einem Elektrophorese-Apparat allmählich zugeführt werden soll. Der untere Abschnitt 7 ist für die Aufnahme einer Verdrängungsflüssigkeit 8 bestimmt, mit Hilfe welcher der Kolben 4 nach oben verschoben wird, um die Zellsuspension 2 aus dem oberen Abschnitt 6 in Richtung der Apparatur zu drücken. Die Zuführung der Verdrängungsflüssjgkoit 8 in dem unteren Abschnitt 7 erfolgt über eine kapillare Zuführungsleitung 30, welche mit ihrem vorderen Ende eingedichtet in einem von unten auf den Zylinder 3 aufsetzbaren Boden 22 ist Die Zuführungsleitung 30 geht von einem Vorratsbehälter 31 aus, führt über eine Pumpe, im dargestellten Falle eine Schlauchpumpe 25, und mündet mit dem vorderen Ende in dem unteren Scheitelpunkt 24 einer konischen Vertiefung 23 auf der Innenseite des Bodens 22. Durch den Boden 22 ist auch eine Leitung 12 für die Zuführung v--.n Verwirbelungsgas 9 in die Zeiisuspension 2 zur Vermeidung einer Sedimentation der Zellen hindurchgeführt. Innerhalb des unteren Abschnittes 7 des Zylinderinnenraumes 5 ist die kapillarförmige Leitung 12 flexibel und wendelförmig ausgebildet, so daß sich das vordere Ende 13 der Leitung 12, welches in den Kolben 4 eingedichtet gehalten ist mit diesem Kolben 4 auf- und abwärtsbewegen kann. Die dem oberen Abschnitt 6 zugewandte Seite des Kolbens 4 ist mit einer konischen Vertiefung 10 ausgestattet in deren unteren Scheitelpunkt U das vordere Ende 13 der Leitung 12 mündet. Die Gaszuführung in die Zellsuspension 2 erfolgt dann immer am untersten Punkt des oberen Abschnittes 6, so daß für eine gleichmäßige und vollständige Durchwirbelung der Zellsuspension 2 gesorgt wird. Am oberen Ende ist auf den Zylinder 3 ein Deckel 14 aufgesetzt. Die nach unten weisende Seite des Lteckels 14 hat eine konische Vertiefung 15, an deren oberen Scheitelpunkt 17 eine kapiliarförmige Leitung 21 mit einer Öffnung 20 zum Absaugen der sich hier bildenden Gasblase angeschlossen ist Die Kapillarleitung 21 bildet mit der flexiblen Leitung 12 unter Zwischenschaltung einer Pumpe, im vorliegenden Fall der Schlauchpumpe 25, und unter Zwischenschaltung des oberen die Zellsuspension 2 enthaltenden Abschnittes 6 des Zylinderinnenraumes 5 einen geschlossenen Gaskreislauf. Durch den Deckel 14 ist mit einem senkrechten Stutzen 18 auch eine kapillare Leitung 16 zur Abführung der Zellsuspension 2 an den (nicht dargestellten) Elektrophorese-Apparat hindurchgeführt Der Stutzen 18 ragt dabei mit der Einlaßöffnung 19 tiefer in den oberen Abschnitt 6 des Zylinderinnenraums 5 hinein, als die kapiüve Leitung 21 mit der Öffnung 20, so daß die Abführung der Zellsuspension 2 unbeeinträchtigt von dem Verwirbelungsgas 9, welches zunächst die Zellsuspension 2 blasenförmig durchsetzt und sich dann unter der Öffnung 20 sammelt, abgeführt wird. Der Zylinder 3 mit Deckel 14 und Boden 22 ist in einem Mantel 26 aus durchsichtigem Kunststoff angeordnet. Der Mantel 26 bildet eine Ringkammer 27 mit unterer Einlaßöffnung 29 und oberer Auslaßöffnung 28 zum Temperieren der Zellsuspension 2. Während für den Umlauf des Verwirbelungsgases 9 und die Verdrängungsflüssigkeit 8 im dargestellten Fall eine gemeinsame Schlauchpumpe 25 verwendet ist können hierfür, falls erforderlich, auch gesonderte Pumpen eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche;

1. Einrichtung zum Dosieren disperser Systeme, insbesondere von Zellsuspensionen, in zugeordnete Meß- oder sonstige wissenschaftliche Apparate, z, B. Apparate zur Ausführung der trägerfreien Elektrophorese, bei welcher das disperse System allmählich aus einem Zylinder mittels eines in dem Zylinder bewegbaren Kolben unter Verhinderung der Sedimentation der dispersen Phase an den Apparat abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) in dem Zylinderinnenraum (5) einen oberen, das disperse System (2) aufnehmenden Abschnitt (6) von einem unteren Abschnitt (7) abschließt, daß der Kolben in dem Zylinder (3) durch dosierbares Einführen einer Flüssigkeit (8) in den unteren Abschnitt (7) zur Verdrängung des dispersen Systems (2) aus dem oberen Abschnitt (6) an den Apparat verschiebbar ist, und daß in den oberen Abschnitt (6) durch den beweglichen Kolben (4) hindurch in das disperse System (2) ein Gas (9) zur Verwirbelung des dispersen Systems (2) einführbar ist, welches Gas (9) am oberen Ende des oberen Abschnittes (6) absaugbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) auf seiner dem oberen Abschnitt (6) des Zylinderinnenraumes (5) zugewandten Seite eine konische Vertiefung (10) hat und daß das Verwirbelungsgas (9) am unteren Scheitelpunkt (U) der konischen Vertiefung (10) in den oberen Abschnitt (6) einführbar ist

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Jas Vi/wbelungsgas (9) mittels einer flexiblen Lekung (12), deren Vordeirende (13) mit der Bewegung Jes Kolbens (4) mitbewegbar ist, in den oberen Abschnitt (6) des Zylinderinnenraumes (5) einführbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leitung (12) wenigstens teilweise in dem unteren Abschnitt (7) des Zylinderinnenraumes (5) verläuft und dort wendelförmig ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderinnenraum (5) oben mit einem vorzugsweise abnehmbaren Deckel (14) abgeschlossen ist, dessen Innenseite eine konische Vertiefung (IS) aufweist, und daß das Verwirbelungsgas (9) am oberen Scheitelpunkt (17) der konischen Vertiefung (15) aus dem oberen Abschnitt (6) des Zylinderinnenraumes (5) absaugbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das disperse System (2) mittels einer Leitung (16) aus dem oberen Abschnitt (6) an den Apparat abführbar ist, welche Leitung (16) mit einem nach unten weisenden Stutzen (18) in den oberen Abschnitt (6) des Zylinderinnenraumes (5) so weit hineinragt, daß seine Einlaßöffnung (19) tiefer liegt als die öffnung (20) einer das Verwirbelungsgas (9) absaugenden Leitung (21).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderinnenraum (5) unten mit einem vorzugsweise abnehmbaren Boden (22) abgeschlossen ist, dessen Innenseite eine konische Vertiefung (23) aufweist, und daß die Verdrängungsflüssigkeit (8) am unteren Scheitelpunkt (24) der konischen Vertiefung (23) in den unteren Abschnitt (7) des Zylinderinnenraumes (5)

eindrückbar ist,

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Verdrängungsflüssigkeit (8) als auch das Verwirbelungsgas (9) mit einer vorzugsweise gemeinsamen Pumpe (25), z. B. Schlauchpumpe, in den Zylinderinnenraum (5) drückbar sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verwirbelungsgas (9) in einem geschlossenen Kreislauf, dessen einer Teil der obere Abschnitt (6) des Zylinderinnenraumes (5) ist, führbar ist

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3), insbesondere in dem das disperse System (2) enthaltenden oberen Abschnitt (6) des Zylinderinnenraumes (5) in einem temperierbaren Mantel (27) gelagert ist

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) und/oder der Mantel (26) aus durchsichtigem Material bestehen.