DE2854647A1

DE2854647A1 - Verfahren und vorrichtung zum abmessen und abgeben einer vorherbestimmten fluessigkeitsmenge

Info

Publication number: DE2854647A1
Application number: DE19782854647
Authority: DE
Inventors: Robert D Cook
Original assignee: Syva Co
Current assignee: Syva Co
Priority date: 1978-03-24
Filing date: 1978-12-18
Publication date: 1979-09-27
Also published as: GB2016950A; CA1079235A; JPS54143170A; FR2420742A1; US4140020A

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PEGHMANN - BEHRENS - GOET2

professional representatives before the european patent office agrees pres l'office europeen des brevets

JR.-IWG. FJlAMZ WUESTHOFF DR. "HIL. "HEDA WUESTHOFF (1927-I9J6) DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-I971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL₁-WIRTSCH₁-InCRUPERT GOETZ

285A647

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 662.0 ji

TELEGRAMM: PROTECTPATENT

telex: j 24 070
18.Dezember 19 78

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Patentanmeldung

Anmelderin:

Syva Company

3181 Porter Drive,

Palo Alto, Kalifornien 94 304., USA

Titel:

Verfahren und Vorrichtung zum Abmessen und Abgeben einer vorherbestimmten Flüsigkeitsmenge

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PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE XiANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BKEVETS

OR. ING. FRANZ Tl'ESTHOFF OR. PKIL. FREOA ^UESiHOFF (1927-1956) DIPL-ING. GERHARD PULS (l9S^z~¹97^I) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.--TIRTSCH.-ING. RUPERT GOBTZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

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TELEGRAMM: PROTECTPATENT

telex: J24070

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Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Abmessen und Abgeben einer vorherbestimmten Flüssigkeitsmenge

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abziehen einer verhältnismäßig kleinen Flüssigkeitsmenge aus einem Flüssigkeitsvorrat.

Herkömmliche Vorrichtungen zum Abziehen eines vorherbestimmten Volumens an Flüssigkeit aus einem Vorrat und zum anschließenden Abgeben dieses Volumens bestehen hauptsächlich entweder aus herkömmlichen Pipetten oder Injektionsspritzen. Bei der üblichen Pipette handelt es sieh um ein Hohlrohr, das über seine Länge hinweg mit einer Meßeinteilung versehen ist. Die Spitze der üblichen Pipette wird in einen Flüssigkeitsvorrat eingetaucht und der Innendruck am entgegengesetzten Ende der Pipette, normalerweise durch den Mund des Benutzers reduziert, so daß atmosphärischer Druck Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat in die Pipette pressen kann. Der Benutzer legt dann seinen Finger auf das Ende der Pipette, um eine Abdichtung zu schaffen. Dadurch daß der Benutzer allmählich Luft in die Abdichtung zwischen seinem Finger und das Pipettenende eindringen läßt, wird der Flüssig-

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lceitspegel abgesenkt., Ms der Meniskus die gewünschte Markierung auf der Pipette erreicht. Dann wird die Pipette über den Behälter bewegt, in den die Flüssigkeit abgegeben werden soll, und der Benutzer nimmt seinen Pinger weg, so daß die Flüssigkeit unter Schwerkraft die Pipette verlassen kann.

Spritzen, die insgesamt den üblichen Injektionsspritzen ähneln, weisen gleichfalls ein Hohlrohr mit Meßmarkierungen längs seiner Länge auf. Sie besitzen aber auch einen verschiebbaren Kolben oder eine Dichtung innerhalb des Hohlrohres. Wenn die Spitze der Spritze in den Flüssigkeitsvorrat eingetaucht ist, wird durch eine Bewegung des Kolbens von der Spitze der Spritze weg der Innendruck verringert und dadurch Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat in die Vorrichtung eingesaugt. Durch Abwärtsbewegen des Kolbens, d.h. zur Spitze hin wird die Flüssigkeit nachher aus der Spritze abgegeben.

SovjOhl die übliche Pipette als auch Spritzen sind von Natur aus ungenau, insbesondere wenn es um das Abmessen außerordentlich kleiner Volumen geht. Über längere Gebrauchszeiten hinweg nutzen sich die Dichtungen innerhalb der Spritzen ab, so daß es zu Lecks und infolgedessen zu Ungenauigkeiten der bemessenen Menge abgezogener Flüssigkeit kommt. Ferner ist wegen der nötigen kleinen Abmessungen des Kolbens oder der Dichtung die Konstruktion von Spritzen zur Verwendung mit außerordentlich kleinen Mengen schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Pipettiervorrichtung zum Abziehen und Abgeben eines' gewählten Flüssigkeitsvolumens aus einem Flüssigkeitsvorrat zu schaffen, bei denen die mit herkömmlichen Pipetten und spritzenartigen Vorrichtungen einhergehenden Probleme vermieden sind.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein langes Hohlrohr auf, welches entlang seiner Längsachse insgesamt steif und über seine Länge hinweg zu einer gekrümmten Gestal.t verformt ist. Innerhalb seiner Elastizitätsgrenze ist das gekrümmte Rohr um eine Achse flexibel, die senkrecht zu der Ebene verläuft, in der das Rohr liegt. Das Rohr ist an einem Ende abgedichtet und am anderen offenen Ende entweder unmittelbar in den Flüssigkeitsvorrat eingetaucht oder mit einer Sonde verbunden, die in den Flüssigkeitsvorrat eingeführt wird ο Wenn ein solches gekrümmtes Rohr, welches vorzugsweise entweder aus lie tall oder Kunststoff hergestellt ist, gebogen wird, ändert sich damit seine Querschnittsfläche. Da das Rohr über seine gesamte Länge hinweg im wesentlichen steif ist, führt die Änderung der Querschnittsfläche des Rohres notwendigerweise zu einer Änderung seines inneren Volumens. Da ein Ende des Rohres abgedichtet und das offene Ende in den Flüssigkeitsvorrat eingetaucht ist, führt eine Zunahme des Innenvolumens zu einer Verringerung des Drucks innerhalb des Rohres, so daß atmosphärischer Druck Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat in das Rohr pressen kann. Die Vorrichtung ist so geeicht, daß das Ausmaß der Biegebewegung des Rohres die Menge eingesaugter Flüssigkeit bestimmt.

Gegenstand der Erfindung ist somit insbesondere ein langes, dünnwandiges, hohles Rohr, welches entlang seiner Längsachse fest und an einem Ende abgedichtet ist. Das Rohr ist vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff, wie Polyvinylchlorid hergestellt, so daß es im wesentlichen in Richtung seiner Längsachse steif aber innerhalb der Elastizitätsgrenze des Materials um eine Achse senkrecht zur Längsachse flexibel ist. Die Querschnittsgestalt des Inneren des Hohlrohres ist vorzugsweise unrund. Das Rohr ist mit seinem offenen Ende mit einer Sonde verbunden, die eine Spitze zum Eintauchen in den Flüssigkeitsvorrat hat. Wenn das Rohr um eine Achse senkrecht zu seiner Länge, d.h. um eine Achse

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senkrecht zur Ebene, in der das Rohr liegt, aber innerhalb der Elastizitätsgrenze des Materials durchgebogen wird, entstehen in der Wand des hohlen Rohres Spannungen. Diese Spannungen sind um die Wand des Rohres verteilt und verformen die Querschnittsgestalt, wodurch die Querschnittsflache des Rohres verändert wird. Da das Rohr in Richtung seiner Längsachse insgesamt fest ist,und da keine Lasten oder Kräfte parallel zu dieser Achse aufgebracht werden, führt die Änderung der Querschnittsfläche des Rohres zu einer Änderung des Innenvolumens des Rohres= Wenn die Sondenspitze in einen Flüssigkeitsvorrat eingetaucht ist, erfolgt beim Biegen des Rohres zur Vergrößerung der Querschnittsfläche und damit des Innenvolumens eine Druckminderung innerhalb des Rohres, so daß atmosphärischer Druck Flüssigkeit aus,dem Vorrat in die Sonde drücken kann. Die Vorrichtung ist so geeicht, daß ein bestimmtes Ausmaß an Bewegung oder Biegung des hohlen Rohres einer bestimmten Flüssigkeitsmenge entspricht, die in die Sonde eingesaugt wird.

Da mit der Erfindung die Verwendung gleitender Dichtungen oder Kolben vermieden ist, können außerordentlich kleine Flüssigkeitsmengen exakt abgemessen werden. Durch die mechanische Bewegung der Pipettiervorrichtung wird der Innendruck so geändert, daß die gewählte Flüssigkeitsmenge abgezogen und abgegeben wird. Da keine verschiebbaren Dichtungen oder Kolben vorgesehen sind, tritt kein Verschleiß auf. Deshalb ist die äußerst hohe Genauigkeit, mit der kleine Flüssigkeitsvolumen abgezogen und anschließend abgegeben werden können^ auch nach langer Gebrauchsdauer noch gegeben.

Die Erfindung schafft also ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abmessen eines vorherbestimmten verhältnismäßig kleinen Volumens an Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsvorrat und zum anschließenden Abgeben dieses Flüssigkeitsvolumens. Ein langes Hohlrohr, weiche's an einem Ende

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abgedichtet ist, ist mit seinem anderen Ende an eine "beidseitig offene Sonde angeschlossen. Das lange Rohr ist zu mindestens einem C-förmigen Segment gekrümmt und insgesamt fest- längs der ganzen gekrümmten Länge. Wenn die Sondenspitze in den Flüssigkeitsvorrat eingetaucht ist, wird das gekrümmte Rohr um eine Achse rechtwinklig zur Ebene, in der das Rohr liegt, gebogen, wodurch die Querschnittsfläche des Rohres verringert wird. Da das Rohr insgesamt längs seiner gekrümmten Länge steif ist, führt dieses Biegen des Rohres zu einer Vergrößerung des Innenvolumens des Rohres, so daß der Druck im Innern des Rohres verringert und Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat in die Sonde eingesaugt wird. Die Menge der in die Sonde eingezogenen Flüssigkeit wird durch das Ausmaß der Biegebewegung des Rohres bestimmt. Durch ein Biegen des Rohres in entgegengesetzter Richtung wird die Querschnittsfläche des Rohres wieder auf ihre ursprüngliche Größe zurückgeführt, so daß das Innenvolumen des Rohres wieder abnimmt und der Druck im Innern des Rohres steigt, der dann die Flüssigkeit aus der Sonde preßt.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt;

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Ende

des Rohres bewegbar und das fest angebrachte Ende an eine Spülvorrichtung angeschlossen ist;

Fig. 2 den Schnitt 2-2 des in Fig. 1 gezeigten gekrümmten Rohres;

Fig. 3 eine alternative Querschnittsgestalt für das Rohr gemäß Fig. 1;

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3?ig. 4 ein Ausführungsbeispiel, "bei dem "beide Enden des gekrümmten hohlen Rohres fest angebracht sind;

Fig. 5 ein S-förmiges Ausführungsbeispiel, bei dem das abgedichtete Ende des Rohres gegenüber dem fest angebrachten Ende bewegbar ist;

I*ig. 6 ein spiralförmiges Ausführungsbeispiel, bei dem das abgedichtete Ende drehbar ist.

Zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gehört ein langes hohles Rohr 10, welches an einem Ende 11 mit einer Sonde 12 verbunden ist. Das Rohr 10 ist ein langes, dünnwandiges, hohles Bauelement mit ovalem Querschnitt, wie Fig. 2 zeigt, welches zu gekrümmter Gestalt geformt ist und beispielsweise C-förmige Gestalt hat, wie in Fig. 1 gezeigt. Das Rohr ist zu dieser gekrümmten Gestalt um eine Achse rechtwinklig zu seiner Längsachse und parallel zur Hauptachse des ovalen Querschnitts gemäß Fig. 2 gebogen.

Vorzugsweise besteht das Rohr aus einem Werkstoff, der entlang seiner Längsachse fest ist, z.B. aus Metall oder Kunststoff. Wenn ein solcher Werkstoff zu einem dünnwandigen Hohlrohr verarbeitet ist, kann das Rohr um eine Achse rechtwinklig zu der Ebene, in der das Rohr liegt, gebogen werden, vorausgesetzt daß durch das Biegen Spannungen innerhalb der Elastizitätsgrenze des Materials hervorgerufen werden. Das Rohr ist mit einem Ende 17 mittels einer Rohrschelle 16 an · einer Halteplatte 18 fest angebracht, während das andere Ende 11 des Rohres gegenüber dem fest angebrachten Ende bewegbar ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird diese relative Bewegung durch einen Stift 20 ermöglicht, der mit einer verschiebbaren Klammer 21 verbunden und innerhalb eines Schlitzes 22 bewegbar ist. Innerhalb der Klammer 21 ist

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die Sonde 12 mit dem Ende 11 des Rohres lösbar verbunden, so daß ohne weiteres neue Sonden an der Vorrichtung angebracht werden können. Das fest angebrachte Ende I7 des Rohres ist entweder abgedichtet oder, wie in Pig. 1 gezeigt, mit einer Spülvorrichtung verbunden, die weiter unten noch näher erläutert wird.

Das mit der Sonde 12 verbundene Rohr 10 zieht auf folgende Weise eine vorherbestimmte Menge Fluid an: Wenn die Spitze 14 der Sonde 12 in einen Flüssigkeitsvorrat eingetaucht ist, ist das innere des Rohres und der Sonde gegenüber der Umgebung abgedichtet. Wenn Flüssigkeit in vorherbestimmter Menge in die Sonde eingesaugt werden soll, wird der Stift 20 im Schlitz 22 nach unten bewegt. Wenn durch diese Abwärtsbewegung des Stiftes 20 und der Klammer 21 die Enden des C-förmigen Rohres auseinanderbewegt werden, werden auf die radial innere Wand 26 Zugspannungen und auf die radial äußere Wand 24 des Rohres Druckspannungen aufgebracht. Diese durch das Auseinanderbewegen der Enden des C-förmigen Rohres verursachten Spannungen sind also um die Rohrwand herum verteilt, was zu einer Verformung des Rohrquerschnitts führt. Wenn die Enden 11 und 17 des c-förmigen Rohres auseinanderbewegt werden, werden die durch diese Bewegung hervorgerufenen Spannungen dadurch entlastet, daß insgesamt der Abstand zwischen den parallelen Wänden 24 und 26 vergrößert wird. Dadurch nähert sich der Querschnitt des Rohres etwas mehr der Kreisform an, und, da das Rohr längs seiner Länge insgesamt fest ist, wird der Innenraum des Rohres auf diese Weise vergrößert.

Da ein Ende 17 des Rohres abgedichtet und das andere Ende 11 mit einer Sonde 12 verbunden ist, deren Spitze 14 in einen Flüssigkeitsvorrat eingetaucht ist, wird durch diese Vergrößerung des inneren Volumens notwendigerweise der Druck im Innern des Hohlrohres reduziert, so daß atmosphärischer Druck Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat in die Sonde 12

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drücken kann. Die auf diese V/eise in die Sonde eingesaugte Flüssigkeit bleibt darin bis zur Bewegung des Stiftes 20 in entgegengesetzter Richtung, bei der die Enden des C-förmigen Rohres einander angenähert werden. Durch diese Bewegung der Enden des C-förmigen Rohres wird die Querschnittsfläche des Rohres ebenso wie das innere Volumen des Rohres verkleinert. Diese Abnahme an innerem Volumen führt notwendigerweise zu einer Druckerhöhung innerhalb des Rohres, wodurch die Flüssigkeit aus der Sonde ausgetrieben bzw. abgegeben wird.

Das in Fig. 1 gezeigte C-förmige Rohr, das den in Fig. 2 dargestellten ovalen Querschnitt hat, kann aus einem insgesamt hohlen zylindrischen Rohr, beispielsweise für subkutane Anwendung hergestellt sein, welches unter einem Winkel in ein Paar einander gegenüberliegender Walzen eingeführt wird. Die Walzen verformen den kreisförmigen Querschnitt zu einem insgesamt ovalen Querschnitt, und die Zustellung zu den Walzen unter einem Winkel führt zu einer Verformung des Rohres zu einer ö-förmigen Kurve. Das so erhaltene c-förmige Rohr liegt also im wesentlichen in einer Ebene, die insgesamt senkrecht zum größten Durchmesser des ovalen Querschnitts verläuft. Das Rohr kann auch aus Glas oder extrudiertem Kunststoff hergestellt sein, d.h. aus einem Material, welches wie Metall längs seiner Längsachse im wesentlichen fest aber innerhalb, der Elastizitätsgrenzen des Materials flexibel ist, wenn es um eine Achse senkrecht zur Längsachse geformt oder gebogen wird.

Bei der alternativen Querschnittsgestalt für das Hohlrohr gemäß Fig. 3 v/eist die dünne Wand des Rohres parallele Seiten 28 und 30 und konkave Enden 32 und 34 auf. Wenn ein Hohlrohr von dieser Querschnittsgestalt um eine Achse insgesamt parallel zu den Seiten 28 und 30 gebogen wird, haben diese Seiten die Tendenz, im^Verhältnis zueinander bewegt zu werden, und diese Bewegung wird durch die

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konkav geformten Enden 32 und 34 erleichtert. Die Enden 32 und 34 wirken also wie ein Balg,wenn der Stift 20 "bewegt wird, so daß die parallelen Seiten 28 und 30 je nach der Bewegungsrichtung des Stiftes 20 näher zusammen oder weiter auseinander bewegt werden.

Bei einer Abwärtsbewegung des Stiftes 20 werden die Enden 32 und 34 nach außen "bewegt, so daß die Seiten 28 und 30 weiter voneinander getrennt werden und sowohl die Querschnittsfläche als auch das innere Volumen des Rohres vergrößert wird. Yfenn andererseits der Stift 20 nach oben bewegt wird, werden die Enden 32 und 34 näher zusammenbewegt, d.h. sie v/erden konkaver, so daß die Seiten 28 und 30 einander mehr angenähert werden, was zu einer Abnahme sowohl der Querschnittsfläche als auch des inneren Volumens des Rohres führt.

Die hier beschriebene nicht kreisförmige G-estalt ist deshalb gewählt, damit es leichter ist, das Rohr um eine bestimmte Achse zu biegen als um eine andere. Ein Rohr mit kreisförmiger Qxiersehnittsgestalt würde dem Biegen größeren Widerstand leisten als ein Rohr mit ovalem Querschnitt, welches um den größeren Durchmesser des Ovals gebogen wird.

Das in Pig. 1 dargestellte C-förmige Rohr ist nur ein Ausführungsbeispiel für die zahlreichen Rohrformen, die die gleiche Wirkung haben, nämlich den Innendruck zu verringern und dadurch Flüssigkeit einfach durch mechanische Bewegung des Rohres anzusaugen. Zwei weitere Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt und weisen im wesentlichen eine Reihe aus σ- oder TJ-förmigen Segmenten auf, die einstückig miteinander verbunden sind.

Das in Pig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel weist ein hohles Rohr 40 auf, welches zu zwei insgesamt C-förmigen

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Segmenten 42 und 44 geformt ist. Beide Enden 41 und 43 des Rohres sind mittels einer Rohrschelle 38 an einer Platte 39 fest angebracht. Das offene Ende 41 ist ebenso wie das offene Ende des Ausführungsbeispiels gemäß Pig. 1 mit einer Sonde 37 verbunden, deren Spitze 36 in den Flussigkeitsvorrat eingetaucht wird. In dem Abschnitt zwischen den beiden 0-förmigen Segmenten 42 und 44 ist das Rohr von zwei einander gegenüberliegenden Rollen 50 und 51 flankiert, die das Rohr umgreifen und mit denen ein Betätigungselement verbunden ist. \Jenn das Betätigungselement so bewegt wird, daß die Rollen von den befestigten Enden des Rohres weg bewegt werden, werden beide C-förmigen Segmente 42 und 44 insgesamt erweitert, wodurch die innere Querschnittsfläche und das innere Volumen des Rohres vergrößert und der Druck im Innern des Rohres verringert wird. Wird das Betätigungselement so bewegt, daß die Rollen 50 und 51 sich den befestigten Enden 41 und 43 des Rohres nähern, so werden die C-förmigen Segmente insgesamt zu ihrer ursprünglichen Gestalt zurückbewegt, wodurch sowohl die innere Querschnittsfläche als auch das innere Volumen des Rohres verringert wird.

Ein weiteres, in Pig. 5 gezeigtes Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ein Rohr auf, welches zu einer Reihe U- bzw. S-förmiger Segmente geformt ist. Ein Ende 52 des Rohres ist mittels einer Rohrschelle 48 an einer Platte 47 befestigt. Dies Ende 52 ist offen und betriebsmäßig mit einer Sonde 49 verbunden, die eine Spitze 53 hat. Das andere, abgedichtete Ende des S-förmigen Rohres ist mit einer Klammer 54 verbunden und mittels eines Stiftes 46 bewegbar, der innerhalb eines Schlitzes 45 in. einer Platte 47 verschiebbar ist. Bei einer Bewegung des Stiftes 46 vom befestigten Ende 52 weg wird die Querschnittsfläche und das innere Volumen des Rohres vergrößert. Bei einer Bewegung des Stiftes zum befestigten Ende 52 des Rohres hingegen erhält das Rohr wieder seine ursprüngliche Gestalt, so daß die Quer-

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schnittsflache und das innere Volumen des Rohres verringert wird. Es ist offenkundig, daß bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 und 5 das Rohr vorzugsweise eine Querschnittsgestalt entweder gemäß Fig. 2 oder Fig. 3 hat. Ferner liegen bei diesen Querschnittsgestalten die Hauptachsen insgesamt senkrecht zu den von den C-förmigen Segmenten gemäß Fig. 4 und den S-förmigen Segmenten gemäß Fig. 5 gebildeten Ebenen, was ein verhältnismäßig leichtes Biegen eines Hohlrohres ohne Knicken und dauerhafte Verformung ermöglicht.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung erfolgt eine Bewegung entweder eines Endes des Rohres oder eines Segmentes des Rohres insgesamt in linearer Richtung im Verhältnis zu einem fest angebrachten Ende des Rohres. Der Innendruck innerhalb des Hohlrohres kann aber auch durch mechanische Bewegung eines Endes des Rohres in der beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 gezeigten Weise reduziert werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 weist ein insgesamt spiralförmiges Rohr mit einem offenen Ende 55 auf, welches an einer Platte 63 fest angebracht und betriebsmäßig mit einer Sonde 62 verbunden ist. Das andere abgedichtete Ende 58 des spiralförmigen Rohres liegt an der innersten Stelle der Spirale und ist. mit einem drehbaren Knopf 57 betriebsmäßig verbunden. Auch dies spiralförmige Rohr hat eine Querschnittsgestalt entweder gemäß Fig. 2 oder gemäß Fig. 3. Das spiralförmig gestaltete Rohr liegt insgesamt in einer Ebene, die senkrecht zur Hauptachse des ovalen Querschnitts gemäß Fig. 2 oder zu den parallelen Seiten 28 und 30 der Querschnittsgestalt gemäß Fig. 3 verläuft. Wenn die Spitze 60 der Sonde 62 in den Flüssigkeitsvorrat eingetaucht ist, wird der mit dem abgedichteten Ende des spiralförmigen Rohres verbundene Knopf 57 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um die Spirale abzuwickeln bzw. die Spiralform zu erweitern zu einer

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Spirale mit einem größeren Außendurchmesser. Durch die Drehbewegung des abgedichteten Endes entgegen dem Uhrzeigersinn werden an der Außenwand 64 des spiralförmigen Rohres Druckspannungen und an der Innenwand 66 des spiralförmigen Rohres Zugspannungen hervorgerufen. Diese Spannungen haben das Bestreben, die Querschnittsgestalt des spiralförmigen Rohres zu einer mehr kreisförmigen Gestalt zu ändern und dadurch das innere Volumen des Rohres zu vergrößern. Durch eine Drehbewegung des Knopfes 57 im Uhrzeigersinn erhält das Rohr wieder seine ursprüngliche Querschnittsgestalt, wodurch das Innenvolumen des Rohres abnimmt.

Während bei allen bisher gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen das gekrümmte Rohr im wesentlichen in einer Ebene liegt, kann die Erfindung auch ein dreidimensionales Rohr aufweisen, beispielsweise ein schraubenlinienförmig gestaltetes Rohr. In diesem Fall würde jede Bewegung eines solchen dreidimensional gestalteten Rohres, die die Gestalt der vom Rohr bestimmten dreidimensionalen Kurve ändert, zu einer Änderung der Querschnittsfläche und des Innenvolumens führen.

Durch Eichen der linearen Bewegung oder der Drehbewegung der Betätigungselemente, d,h. des Stiftes gemäß Fig. 1 und 5 j der Rollen gemäß Fig. 4 oder des Knopfes gemäß Fig. 6 kann jede beliebige vorherbestimmte Menge Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat in die Sonde gesaugt werden.

Ferner kann die Sonde selbst nach Art der üblichen Pipetten geeicht sein, nämlich durch Meßmarkierungen auf der Wand der Glassonde. Da die Erfindung keine bewegbaren Kolben oder Dichtungen innerhalb des Hohlrohres zum Hervorrufen von Unterdruck benötigt, sondern sich stattdessen die insgesamt geringfügige mechanische Biegung des dünnwandigen Hohlronres zunutze macht, können außerordentlich kleine Volumen an Flüs-

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sigkeit, im allgemeinen weniger als 100 Mikroliter exakt aus einem Flüssigkeitsvorrat bemessen und anschließend abgegeben werden.

Wie in Pig. 1 gezeigt, kann die Erfindung mit einer Spülvorrichtung verwendet werden, die im wesentlichen einen Behälter 70, der eine Spülsubstanz oder ein Verdünnungsmittel enthält, eine Spritze 72 und ein Drehventil 74 aufweist, welches den Behälter 70, die Sritze 72 und ein Ende 17 des G-förmigen Rohres verbindet. Wenn eine bestimmte Flüssigkeitsmenge .aus einem Flüssigkeitsvorrat in die Sonde eingesaugt werden soll, nimmt das Drehventil die in Fig. 1 gezeigte Stellung ein, wodurch das Ende 17 des Rohres wirksam abgedichtet ist. Wenn in der oben beschriebenen Weise Flüssigkeit in die Sonde eingezogen und anschließend aus ihr abgegeben worden ist, wird der Kolben 76 der Spritze herausgezogen, um Verdünnungsmittel in die Spritze einzuziehen. Dann wird das Drehventil entgegen dem Uhrzeigersinn um 90° gedreht, um die Spritze mit dem offenen Ende 17 des Rohres zu verbinden. Danach wird der Kolben 76 eingeschoben, um das Verdünnungsmittel unter Druck in das Rohr 10 und die Sonde 12 zu pressen, um darin verbliebene Flüssigkeit völlig aus der Sonde auszuspülen. Das im Rohr und der Sonde zurückbleibende Verdünnungsmittel kann durch Herausziehen des Kolbens 76 in die Spritze 72 zurückgesaugt und anschließend wieder in den Behälter 70' abgegeben werden. Andererseits kann aber auch im Ventil ein Lufteinlaß vorgesehen sein. Dann würde mit dem Kolben 76 Luft durch das Rohr und die Sonde gedrückt, um das noch vorhandene Verdünnungsmittel auszutreiben.

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Claims

Ansprüche

. 1y Verfahren zum Abmessen und Abgeben einer vorherbestimmten Flüssigkeitsmenge aus einem Flüssigkeitsvorrat
in eine Pipette, die ein insgesamt langes, hohles, in seiner Länge eine Kurve bildendes Rohr aufweist, welches flexibel
und in der Gestalt seiner Kurve veränderbar und ferner insgesamt steif entlang seiner länge ist, so daß die Gesamtlänge des Rohres bei Änderung der Gestalt der Kurve verhältnismüßig konstant bleibt, und welches ein abgedichtetes und ein offenes, mit dem Plussigkeitsvorrat betriebsmäßig verbundenes Ende hat,

gekennzeichnet durch Biegen des Rohres zur Änderung der Gestalt der Kurve, wodurch die innere Querschnittsfläche und das innere Volumen des Rohres vergrößert und dadurch Flüssigkeit in die Pipette abgezogen wird, durch Beendigen des Biegens des Rohres wenn eine vorherbestimmte Flüssigkeitsmenge in die Pipette abgezogen worden ist und durch
Zurückbringen des gebogenen Rohres insgesamt in seine Gestalt vor dem Biegen, wobei mindestens ein Teil der abgezogenen
Flüssigkeit abgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Rohr insgesamt C-förmige Gestalt und einen insgesamt ovalen Querschnitt hat,

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dadurch gekennzeichnet, daß "beim Biegen des Rohres das Rohr tun eine Achse insgesamt parallel zum Hauptdurchmesser des ovalen Querschnitts bewegt wird.
3. "Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Ende des C-förnigen Rohres fest angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bewegen des Rohres das andere Ende des C-förmigen Rohres im Verhältnis zu dem fest angebrachten Ende so bewegt wird, daß der Abstand zwischen beiden Enden des Rohres vergrößert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Rohr einen insgesamt ovalen Querschnitt hat und die Länge des Rohres eine insgesamt spiralförmige, in einer Ebene insgesamt senkrecht zum Hauptdurchmesser des ovalen Querschnitts liegende Kurve bildet und das offene Ende des Rohres fest angebracht und das abgedichtete Ende des Rohres am innersten Punkt der Spirale angeordnet ist,

dadurch gekennze ichnet, daß beim Biegen das abgedichtete Ende des spiralförmig geformten Rohres um eine insgesamt parallel zum Hauptdurchmesser des ovalen Querschnitts des Rohres verlaufende Achse so gedreht wird, daß die spiralförmige Gestalt des Rohres insgesamt erweitert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Rohr einen insgesamt ovalen Querschnitt hat und die Länge des Rohres eine insgesamt S-förmige Kurve bildet, dadurch gekennzeichnet, daß beim Biegen des Rohres die Enden des S-förmigen Rohres insgesamt so auseinanderbewegt werden, daß das Volumen innerhalb des Rohres vergrößert und Flüssigkeit in die Pipette abgezogen wird.
6. Verfahren zum Abziehen eines kleinen Volumens einer Flüssigkeit in eine pipette und zum Reinigen der Pi-

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pette zum erneuten Gebrauch nach dem Ausstoß der Flüssigkeit aus der Pipette, wobei die Pipette eine Sonde zum Einsatz in einen Flüssigkeitsvorrat und ein insgesamt C-förmiges, hohles Rohr, aufweist, welches einen insgesamt ovalen Querschnitt hat, dessen Hauptdurchmesser sich zu der vom O-förmigen Rohr 'bestimmten Ebene insgesamt senkrecht erstreckt, und wobei ein ■ erstes Ende des Rohres insgesamt unbewegbar ist, während das andere Ende des Rohres mit der Sonde betriebsmäßig verbunden ist,

gekennzeichnet durch Bewegen des anderen Endes des Rohres insgesamt vom ersten Ende weg zur Vergrößerung der Querschnittsfläche und des inneren Volumens des Rohres und zum Abziehen von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat in die Sonde, Anhalten der Bewegung des anderen Endes des Rohres wenn eine vorherbestimmte Flüssigkeitsmenge in die Sonde abgezogen ist, Bewegen des anderen Endes des Rohres insgesamt zum ersten Ende hin zur Verringerung der Querschnittsflache und des inneren Volumens des Rohres, wobei die vorherbestimmte Flüssigkeitsmenge aus der Sonde ausgetrieben wird, und Einführen eines Verdünnungsmittels unter Druck in das erste Ende zum Spülen der Sonde.
7. Vorrichtung zum Abziehen einer vorherbestimmten Flüssigkeitsmenge aus einem Flüssigkeitsvorrat und zum exakten Abgeben der abgezogenen Flüssigkeit, gekennzeichnet durch ein insgesamt langes, dünnwandiges, hohles Rohr (10; 40) mit einem offenen Ende (11; 41; 52; 55), welches mit dem Flüssigkeitsvorrat betriebsmäßig verbunden ist, wobei das Rohr in Richtung seiner Längsachse im wesentlichen fest ist, und durch eine mit dem Rohr betriebsmäßig verbundene Einrichtung zum Biegen des Rohres um eine Achse senkrecht zur Längsachse des Rohres, wobei die Querschnittsfläche und das innere Volumen des Rohres zum Abziehen von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat in das offene Ende des -Rohres vergrößerbar ist.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß mit dem offenen Ende des Rohres eine Einrichtung "betriebsmäßig verbunden ist, die die aus dem Flüssigkeitsvorrat abgezogene Flüssigkeit zurückhält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die die Flüssigkeit zurückhaltende Einrichtung eine hohle Sonde (12; 37; 49; 62) aufweist, die ein Ende zum Eintauchen in den Flüssigkeitsvorrat hat und an ihrem anderen Ende mit dem offenen Ende des Rohres betriebsmäßig verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9»

dadurch g ekennz e i ohne t, daß die Sonde (12; 37; 49; 62) mit dem Rohr lösbar verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch g ekennze i chne t, daß das Rohr (10; 40) einen insgesamt ovalen Querschnitt hat und längs seiner Längsachse zu mindestens einer insgesamt C-förmigen Kurve geformt ist, wobei die von der C-förmigen Kurve bestimmte Ebene insgesamt senkrecht zum Hauptdurchniesser des ovalen Querschnitts des Rohres verläuft.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch ge kennzeichne t, daß die Einrichtung zum Biegen des Rohres eine Einrichtung zum Bewegen der Enden des Rohres im Verhältnis zueinander aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzei chne t, daß ein Ende des Rohres fest angebracht ist, und daß die Einrichtung zum Biegen des Rohres eine Einrichtung zum Bewegen des anderen Endes des Rohres im Verhältnis zum fest angebrachten Ende aufweist.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch g e kennzeichnet, daß das Rohr (40) zu zwei miteinander verbundenen C-förmigen Segmenten geformt ist,, daß das Rohr mit seinen Enden (41, 43) zur Verhinderung einer Bewegung der Rohrenden im Verhältnis zueinander fest angebracht ist, und daß die Einrichtung zum Biegen des Rohres eine Einrichtung zum Bewegen der miteinander verbundenen Segmente (42, 44) im Verhältnis zu den fest angebrachten Rohrenden aufweist.
15· Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichne t, daß das Rohr in Richtung seiner Längsachse eine insgesamt S-förmige Gestalt hat, daß ein Ende (52) des Rohres fest angebracht ist, und daß die Einrichtung zum Biegen des Rohres eine Einrichtung zum Bewegen des anderen Endes des S-förmigen Rohres gegenüber dem fest angebrachten Ende aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß mit dem anderen Ende des Rohres eine Einrichtung betriebsmäßig verbunden ist, mittels der ein Verdünnungsmittel zum Spülen des Rohres von Flüssigkeit in das Rohr einführbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 7>

dadiirch gekennze ichnet, daß das Rohr in Richtung seiner Längsachse eine insgesamt spiralförmige Gestalt hat, und daß das offene Ende (55) des spiralförmigen Rohres fest angebracht und radial außerhalb des anderen Endes des Rohres angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Biegen des Rohres eine am anderen Ende des spiralförmigen Rohres angeordnete Einrichtung zum Drehen des anderen

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Endes um eine Achse aufweist, die insgesamt senkrecht zu der vom spiralförmigen Rohr bestimmten Ebene verläuft.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18,

dadurch gelcennze lehnet, daß mit dem offenen Ende des spiralförmigen Rohres eine Einrichtung betriebsmäßig verbunden ist, die die aus dem Plüssiglceitsvorrat abgezogene Flüssigkeit zurückhält.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß das spiralförmige Rohr einen insgesamt ovalen Querschnitt hat, und daß der Hauptdurchmesser des ovalen Querschnittsbereichs insgesamt senkrecht zu der von dem spiralförmigen Rohr bestimmten Ebene verläuft.
21. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des hohlen Rohres zwei insgesamt parallele Seiten (24, 26) und eine Einrichtung aufweist, die die Seiten so betriebsmäßig miteinander verbindet, daß eine Bewegung der Seiten im Verhältnis zueinander ermöglicht ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennz e i ohne t, daß das lange hohle Rohr eine Außenwand hat, die so gestaltet ist, daß zwei insgesamt ebene parallele Seiten (28, 30) und zwei insgesamt konkav geformte, die Seite miteinander verbindende Enden gebildet sind, und daß die konkaven Enden eine Bewegung der Seiten im Verhältnis zueinander beim Biegen des Rohres um eine Achse senkrecht zur Längsachse des Rohres ermöglichen, wobei die Querschnittsflache und das Innenvolumen des Rohres veränderbar ist.

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23. Vorrichtung zum Abmessen einer vorherbestimmten Flüssigkeitsmenge aus einem Flüssigkeitsvorrat und zum anschließenden Abgeben dieser Flüssigkeitsmenge, gekennzeichnet durch ein dünnwandiges, hohles Rohr von insgesamt ovalem Querschnitt, welches um eine insgesamt parallel zum Hauptdurchmesser des ovalen Querschnitts verlaufende Achse zu einer C-förmigen Gestalt geformt ist, eino Sonde, die mit einem Ende in den Flüssigkeitsvorrat einsetzbar und an ihrem anderen Ende mit einem ersten Ende des Rohres betriebsmäßig verbunden ist, eine Einrichtung zum Bewegen eines Endes des Rohres im Verhältnis zum anderen Ende des Rohres zur Veränderung der Querschnittsfläche und des Innenvolumens des Rohres, wobei eine vorherbestimmte Flüssigkeitsmenge aus dem Flüssigkeitsvorrat in die Sonde abziehbar ist, und eine Einrichtung zum Einführen eines Verdünnungsmittels in das zweite Ende des Rohres zum Spülen des Rohres und der Sonde nach der Abgabe der Flüssigkeit aus der Sonde.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23,

dadurch g ekennz e i ohne t, daß das Rohr aus Metall hergestellt ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23,

dadurch g ekennz e i ehne t, daß das Rohr aus Kunststoff hergestellt ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 23,

dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus Glas hergestellt ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 23,

dadurch gekennz e ichne t, daß die Einrichtung zum Einführen des Verdünnungsmittels einen Behälter (70) zur Aufnahme eines Vorrats an Verdünnungsmittel, eine

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Spritze (72) zum Anziehen des Verdünnungsmittels aus dem Behälter und zum anschließenden Einführen des Verdünnungsmittels unter Druck in das Rohr (10) und eine Ventileinrichtung' (74) aufvreist, die den Behälter, die Spritze und das zweite Ende (17) des Rohres betriebsmäßig miteinander verbindet.

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