DE3136777A1

DE3136777A1 - Pipettenapparat

Info

Publication number: DE3136777A1
Application number: DE19813136777
Authority: DE
Inventors: Yuji Sakura Kanagawa Oshikubo; Sadakazu Kawasaki Kanagawa Tanabe
Original assignee: Nichiryo Co Ltd
Current assignee: Nichiryo Co Ltd
Priority date: 1981-02-09
Filing date: 1981-09-16
Publication date: 1982-08-19
Also published as: US4399712A; JPS57132552A; JPS5919736B2

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Pipettenvorrichtung, und insbesondere auf eine Pipettenvorrichtung mit der es möglich ist, den Betrieb des Ansaugens einer Flüssigkeit (d.h. des Einführens einer Flüssigkeit in einen Chip), des Abgebens derselben,

(d.h.des Entfernens der Flüssigkeit aus dem Chip) und der Beseitigung eines Chips einfach durch die Betätigung eines einzelnen elektrischen Schalters zu vollz iehen.
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Es sind bereits Pipettenvorrichtungen bekannt, die ein Gehäuse umfassen, welches von der einzelnen Hand der Bedienungsperson greifbar ist. Innerhalb des

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Gehäuses befindet sich ein Zylinder, ein Kolben, welcher für das Ansaugen der Flüssigkeit und die Abgabe derselben im Zylinder betreibbar ist, eine am oberen Ende des Kolbens befestigte Betätigungsstange" und eine 5' Rückkehrfeder zum Ausüben einer nach oben gerichteten Vorspannkraft auf die Betätigungsstange, wodurch die jeweiligen Betriebsvorgänge des Ansaugens einer Flüssigkeit, der Abgabe derselben und des Beseitigens eines Chips durch Manipulation eines Betätigungsknopfes bewirkbar sind, welcher am oberen Ende der Betätigungsstange befestigt ist. Die Betätigung erfolgt durch den Finger der Bedienungsperson. Mit einer solchen bekannten Pipettenvorrichtung wird, wenn es gewünscht ist eine Flüssigkeit anzusaugen, der Betätigungsknopf um einen bestimmten Abstand gegen die Kraft der Rückstellfeder eingedrückt und dann losgelassen, damit der Kolben durch die Rückstellkraft der Feder in die Aus^- gangslage zurückkehren kann.. Wenn es gewünscht ist, die so angesaugte Flüssigkeit wieder abzugeben, wird der Betätigungsknopf erneut eingedrückt. Wenn es gewünscht wird, den Chip zu beseitigen, so wird ein getrennt vorgesehener Knopf eingedrückt. Es ist mühsam, einen solchen Betätigungsknopf manuell zu betätigen.

Weiterhin hat ein derartiger Stand der Technik den Nachteil, dass die Reproduzierbarkeit oder die Konsistenz der Durchführung nicht gut ist, weil der Betätigungsknopf manuell betätigt wird und geringe Veränderungen in der Sauggeschwindigkeit durch Veränderungen des. Fingerdruckes während des Saugvorganges bewirkt werden. Dadurch werden Veränderungen des aufgesaugten

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Plüssigkeitsvolumens verursacht.

In den meisten Fällen werden derartige Vorrichtungen von weiblichen Bedienungspersonen benutzt. Daher besteht ein Risiko hinsichtlich des Induzierens einer arbeitsabhängigen körperlichen Störung, beispielsweise einer Sehnenentzündung oder dergleichen, als Resultat einer Überbeanspruchung des Fingers der Bedienungsperson, wenn eine Anzahl von Gegenständen mit einer Probe versehen werden müssen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Pipettenvorrichtung, aber auch einen Dispenser zu schaffen, bei welchen die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik vermieden sind und bei denen die Betriebsvorgänge des Arisaugens einer Flüssigkeit und der Abgabe derselben bewirkt werden kann, ohne dass der Finger der Bedienungsperson für die. Absenkbewegung des Knopfes verwendet werden muss.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die sich aus den Patentansprüchen ergebenden Merkmale gelöst. Gemäss der Erfindung können die jeweiligen Vorgänge des Ansaugens einer Flüssigkeit, der Abgabe derselben und

25 des Entfernens eines Chips einfach dadurch erfolgen,

dass ein einzelner elektrischer Schalter betätigt wird.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst ein Pipettensystem eine Pipettenvorrichtung der vorgenannten Art in Form eines Gehäuses, welches durch die Hand einer Bedienungsperson greifbar ist. Innerhalb

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dieses Gehäuses befindet sich ein Kolbenantriebssystem. Weiterhin umfasst dieses System eine Steuervorrichtung, die mit der Pipettenvorrichtung durch ein elektrisches Kabel verbunden ist, um so das Kolbenantriebssystem zu veranlassen, einen Kolben in gewünschter Folge der Betriebsvorgänge anzutreiben, um die jeweiligen Betriebsvorgänge des Ansaugens einer Flüssigkeit, des Abgebens der Flüssigkeit und des Beseitigens eines Chips zu vollziehen.

10 .

Entsprechend der ERfindung umfasst die Pipettenvor*- richtung ein unteres Gehäuseteil, an dessen unterem Ende ein Chip montiert ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Zylinderkammer, die mit dem.Inneren des

15 Chips in Verbindung steht. Ein oberes Gehäuseteil

ist am oberen Ende des unteren Gehäuseteils befestigt. Darin befindet sich ein Kolben, welcher in der Zylinderkammer betreibbar ist, um eine Flüssigkeit anzusaugen und diese abzugeben. Weiterhin ist im oberen Gehäuse· teil ein kleiner Gleichstrommotro angeordnet, und zwar in der Nähe des oberen Endes dieses oberen Gehäuseteils. Dieser Motor ist mit dem oberen Endabschnitt des Kolbens über einen Kolbenantriebsmechanismus gekuppelt. Innerhalb des oberen Gehäuseteils befindet sich ein Potentiometer zum Erzeugen einer Spannung, die sich in Übereinstimmung mit der Lage des Kolbens ändert.

Bei einerbevorzugten Ausführungsform ist die Pipettenivorrichtung so konstruiert, dass sie weiterhin, einen Chipbeseitigungsmechanismus umfasst, welcher einen unteren Abschnitt in Form eines Rohres umfasst, welcher

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verschiebbar auf den unteren Abschnitt des Aussenumfangs des unteren Gehäuseteils aufgesetzt ist. Weiterhin weist der Chipbeseitigungsmechanismus einen oberen Abschnitt auf, welcher zu einer Stelle des oberen Gehäuseteils verläuft, an der der Kolbenantriebsmechanismus mit dem oberen Abschnitt in Berürhung gelangen kann. Schliesslich ist eine Feder zum Vorspannen des Chipbeseitigungsmechanismus vorgesehen, um diesen in seiner oberen, d.h. Nicht-Betriebslage, solange zu halten, wie der Kolben nicht über eine vorbestimmte untere Grenze abgesenkt wird. Bei einer derartigen Konstruktion ermöglicht die Pipettenvorrichtung die jeweiligen Betriebsvorgänge des Ansaugens einer Flüssigkeit, des Abgebens derselben und des Beseitigen eines Chips, bewirkt durch die Steuerung der Richtung und des Drehbetrages des Motors, während die Lage des Kolbens auf der Basis einer variablen Spannung erfasst wird, die vom Potentiometer abgegeben wird,,

Die Gründe, warum die Pipettenvorrichtung in einer Konfiguration angeordnet ist, in der sie durch eine Hand der Bedienungsperson sogar dann greifbar ist, wenn ein Elektromotor im Gehäuse untergebracht ist, sind darin zu sehen, dass, da ein Gleichstrommotor als Elektromotor verwendet wird, eine relativ grosse Betriebskraft erzielt werden kann (im Vergleich mit dem Fall, bei dem ein Schrittmotor verwendet wird, beispielsweise) und dass, da ein Servosystem verwendet wird, welches als ein Rückkopplungselement ein Potentiometer verwendet, mit dem eine Spannung erzeugbar ist, die in Übereinstimmung mit der Kolbenlage veränderbar ist, die

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mechanische Genauigkeit des verwendeten Mechanismus zum Umwandeln der Drehbewegung des Motors in die Linearbewegung des Kolbens nicht den Verschiebungsbetrag des Kolbens beeinträchtigt, d.h. das Ansaugen desselben . 5 · Volumens der Flüssigkeit jederzeit, wodurch es möglich wird,die Konstruktion des umwandlungsmechanismus zu vereinfachen.

Weiterhin kann diese Erfindung als ein System.der Art verkörpert sein, das eine Steuervorrichtung zusätzlich zu einer Pipettenvorrichtung umfasst, in welchem Fall die Pipettenvorrichtung umfasst: ein zylindrisches Gehäuse mit einer darin ausgebildeten Zylinderkammer, welche mit dem Inneren eines Chip in Verbindung steht* wenn der Chip montiert ist. Innerhalb des Gehäuseteils befindet sich ein Kolben, welcher in der Zylinderkammer dahingehend betreibbar ist, eine Flüssigkeit anzusaugen und diese wieder abzugeben. Weiterhin ist innerhalb des Gehäuses ein Gleichstrommotor montiert, der über einen Kolbenantriebsmechanismus mit dem Kolben verbunden ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Potentiometer zum Erzeugen einer Spannung, die sich in Übereinstimmung mit der Lage des Kolbens ändert, während andererseits die Steuervorrichtung umfasst: ein Servosystem, aufnehmend eine Rückkopplungsspannung der durch das Potentiometer erzeugten variablen Spannung und zum Versorgen des Motors mit der Antriebsenergie, und einen Folgekreis zum sequentiellen Ändern seines Ausgangsstatus in Erwiderung auf

30 ein Schrittsignal, welches dann erzeugt wird, wenn

ein Startschalter betätigt wird oder wenn das Servostystem

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einen Balancepunkt erreicht, um dadurch den Balancepunkt des Servosystems in einer vorgewählten Folge zu ändern, wobei das Servosystem so angeordnet ist, dass es bei jedem Status, d.h. dem Anfangsstatus, dem Status des vollständigen Ansaugens der Flüssigkeit und dem Status des vollständigen Abgebens der Flüssigkeit, einen Balancepunkt erreicht.

Vorzugsweise kann das Servosystem Mittel zum Einstellen einer anzusaugenden Flüssigkeit umfassen, und zwar durch Einstellen des Balancepunktes des Servosystems entsprechend dem Status des vollständig durchgeführten Ansaugens der Flüssigkeit auf einen einer Vielzahl von vorbestimmten Punkten.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:
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Fig. 1 eine Vertikalschnittansichtder Pipettenvorrichtung als Teil eines Pipettensystems, konstruiert gemäss der Erfindung,

Fig. 2 die Disposition eines bei der Vorrichtung

gemäss Fig. 1 zusammen mit dem elektrischen Kreis verwendeten Potentiometers,

Fig. 3 die Art und Weise der Verbindung des bewegliehen Kontaktes des in Fig. 2 dargestell

ten Potentiometers mit einem Kolbenantriebsmechanismus,

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Fig. 4 ein Beispiel einer Kreisgestaltung einer

Steuervorrichtung als Teil eines Pipettensystems gemäss der Erfindung,

Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines Folgekreises, welcher einen Teil des Kreises gemäss Fig. 4 bildet, und

Fig. 6 ein Beispiel der Konstruktion einer Dispenservorrichtung, konstruiert gemäss der Lehre

der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein eine Pipettenvorrichtung bildendes Gehäuse zusammengesetzt aus einem zylindrischen unteren Gehäuseteil 2 mit einerdarin ausgebildeten Zylinderkammer 1 und einem zylindrischen oberen Gehäuseteil 4, welches durch einen Gewindeeingriff koaxial zum und mit dem unteren Gehäuseteil 2 . verbunden ist. Innerhalb des Gehäuseteils 4 befindet sich ein Kolben 3, welcher innerhalb des Zylinders betreibbar ist, um die Vorgänge des Ansaugens und Abgebens einer Flüssigkeit zu vollziehen. Der Aussendurchmesser des oberen Gehäuseteils 4 ist an seinem Kopfabschnitt vergrössert, um so dort einen Flanschabschnitt 4A zu bilden. Das untere Gehäuseteil 2 ist aus einem zylindrischen unteren Abschnitt 2A, einem zylindrischen Mittelabschnitt 2B und einem zylindrischen oberen Abschnitt 2C zusammengesetzt. Im zylindrischen unteren Abschnitt 2A befindet sich eine dünne Passage 5. Der Zwischenabschnitt.2B hat einen Aussendurchmesser, welcher ein wenig grosser ist als der des unteren Abschnitts

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2A. Der obere Abschnitt 2C hat einen Aussendurchmesser, welcher grosser ist als der des Zwischenabschnittes 2B. Der Zwischenabschnitt 2B bildet an seinem unteren Ende einen Schulterabschnitt 6 und ist dort mit einem Raum versehen, welcher einen unteren Abschnitt der Zylinderkammer 1 in Verbindung mit der Passage 5 des unteren Abschnitts 2A bildet. Der obere Abschnitt 2C ist mit einem Raum versehen, der den Rest der Zylinderkammer 1 bildet. Der untere Abschnitt 2A des unteren Gehäuseteils 2 kann eine austauschbare Chipeinstelldüse 2D haben, die entfernbar mittels eines Gewindeeingriffs am Ende des unteren Gehäuseteils 2 angepasst ist. Eine Ringnut 2E ist in einem Teil eines Innengewindeabschnittes des unteren Abschnittes 2A des unteren Gehäuseteils 2 ausgeformt, welche mit einem Teil eines Aussengewindeabschnittes der Düse 2D in Eingriff steht. Ein O-Ring (nicht bezeichnet) ist in die Nut 2E entsprechend der Darstellung in Fig. 1 eingesetzt. Ein Chip 7 ist am Aussenumfang der Düse 2D so angebracht, dass die Zylinderkammer 1 mit dem Inneren des Chips in Verbindung steht, wenn dieser Chip montiert ist.

Ein kleiner Gleichstrommotor befindet sich innerhalb des oberen Gehäuseteils 4 in der Nähe des oberen Endes dieses Gehäuseteils» Eine Welle dieses Motors 8 ist mit einem Paar von Leitspindeln 11 gekuppelt. Dise Kupplung erfolgt über ein Zahnrad 9, welches an der Welle befestigt ist und ein Paar von Zahnrädern 10„ die mit dem Zahnrad 9 kämmen. Ein paar von Spindelmuttern 12 : sind am oberen Ende des Kolbens. 3 befestigt und können

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.3.7 36,777

sich jeweils entlang den Leitspindeln 11 in Axialrichtung bewegen. Die entgegengesetzten Enden jeder Leitspindel 11 sind jeweils in einem Paar von Platten 13 und 14 gelagert, die in den Zwischenabschnitten der Zylinderkammer 1 vorgesehen sind. Wenn sich der Motor 8 dreht, wird der Kolben in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Motors 8 nach oben oder nach unten bewegt und zwar um eine Weglänge, die dem Drehweg des Motors 8 entspricht. Sobilden die Leitspindeln 11 und die Spindelmuttern 12, welche durch die Leitspindeln bewegbar sind, einen Kolbenantriebsmechanismus.

Ein Potentiometer P mit linearer Verstellung setzt sich entsprechend der Darstellung in Fig. 2 zusammen aus einem Widerstandselement 15, eine leitende Stange 16 und einen Schieber 17, welcher einen beweglichen Kontakt bildet. Der Schieber ist auf der unteren oder oberen Seite des Kolbenantriebsmechanismus angeordnet, wobei sich die Bezeichnung "oben" bzw. "unten" auf die Figur bezieht. Der Schieber 17 ist an einer der Spindelmuttern 12 befestigt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Fig. 2 zeigt, dass die entgegengesetzten Enden.des Widerstandselementes 15 mit einem Paar von Anschlüssen T₁, T₂ verbunden sind, während der Schieber 17 über die leitende Stange 16 mit einem Anschluss T, verbunden ist. Die Anschlüsse T₁ und T₂ sind mit den Anschlüssen einer Gleichstromquelle verbunden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist und später noch erläutert wird. So wird am Anschluss T₃ eine Spannung erzeugt, die sich in Übereinstimmung mitder Lage des Kolbens 3 verändert. In Fig. 2 und 3 ist die Spindelmutter 12

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I Q ν ι I I

in derselben vertikalen Höhenlage wie in Fig» 1 dargestellt ο Ia jeder der Fig_o 1 bis 3 befindet sich der Kolben 3 in einerLage unmittelbar vor dem Beginn des Saugvorganges _o
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Die in Fig« 1 dargestellte Vorrichtung ist ebenso mit einem Chipbeseitigungsmechanismus versehen„ Der Chipbeseitigungsxaechanismus setst sich aus einem zylindrischen unteren Teil 18₀ einem oberen Teil 19 und einer Vielsahl von Stangen 20 zusammen„ Das untere Teil 18 befindet sich verschiebbar auf dem unteren Abschnitt 2ä des unteren Gehäuseteils 2 und ist an seinem oberen Ende mit einem Flansch Ί8& ausgebildet? welcher radial nach aussen über den Schulterabschnitt β hinitfeg verläuft.

Das obere Teil 19 ist axial verschiebbar durch die Platte 14 abgestützt und hat Abschnitte? die axial in eine solche Lage verlaufen, dass diese mit den Spindelmuttern -12 des Kolbena'nt-riebsmechanismus in Eingriff bringbar sind» Die Stangen 20 befinden sich zwisehen dem oberen Teil 19 und dem unteren Teil 18 und verlaufen dabei axial durch in dem oberen Abschnitt ■2C des unteren Gehäuseteils 2 ausgebildete Perforationen ο Ein topfähnliches Teil 21, welches an seiner Bodenbrand eine öffnung sum Durchragen des unteren Teils 18 aufweistρ steht in Gewindeeingriff mit dem unteren Teil des oberen Abschnittes 2C des unteren Gehäuse-.. teils 2 ο Zwischen dem Flansch 18A und der Bodenwand des topfähnlichen Teils 21 ist eine Druckfeder 22 angeordnet j so dass der Chipbeseitigungsmechanismus in seiner oberen„ Nicht-Betriebslage gehalten wird? solange di© Spindelmuttern 12 nicht über eine vorbestimmte

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I 3Ό I I I

untere Grenzlage nach unten bewegt werden.

Ein O-Ring 23 zur Sicherstellung der Abdichtung der Zylinderkammer 1 ist am oberen Teil des Verbindungsab- · schnittes zwischen dem unteren Gehäuseteil 2 und dem oberen Gehäuseteil 4 vorgesehen und ist an einer vorbestimmten Stelle durch ein Befestigungstexl 24 festgelegt.

Eine Kappe 25 ist mittels eines Gewindeeingriffs mit dem oberen Ende des oberen Gehäuseteils 4 fest verbunden. Ein Startschalter 26, welcher an späterer Stelle noch beschrieben wird, befindet sich in der Kappe 25. Eine gedruckte Schaltungstafel (nicht dargestellt), welche verschiedene Teile trägt, die in direkter Beziehung zum Startschalter 26 stehen, kann an der Kappenseite am Motor 8 befestigt sein.

•Bei der praktischen Ausführung der Vorrichtung sind elektrische Kabel vorgesehen, einschliesslich Drähten zur Stromversorgung des Motors 8, Drähten zum Anschliessen an den Anschlüssen T₁, T2 und T- und Drähten, die vom Startschalter 26 ausgehen. Diese Kabel sind in den Zeichnungen hinsichtlich einer deutlicheren Darstellung des Gegenstandes weggelassen. - - -

• Beim Betrieb der Vorrichtung wird der Elektromotor 8 gedreht, so dass sich die Spitze 17A des Schiebers 17 der Vorrichtung in der Bereitschaftsstellung zum Ansaugen an der Stelle "a" befindet (Fig. 2). Diese Spitze befindet sich im Zustand des vollständigen

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Ansaugens an der Stelle "b". Im Zustand der vollständigen Abgabe befindet sich diese Spitze an der Stelle "c". Danach wird der Motor in Drehung versetzt, so. dass die Spitze 17A an die Stelle "a" gelangt und dann die Stelle "d" erreicht, an der der Chip dann entfernt it. Der Motor 8 wird dann weitergedreht, so dass die Spitze 17A des Schiebers 17 von der Stelle "d" an die Stelle "a" zurückkehrt, um dort die Bereitschaftsstellung für den Saugvorgang einzunehmen. Wenn so der Motor 8 gedreht wird, wie dies zuvor angegeben ist, wird der Hub (b-c), um den sich der Kolben 3 zur Abgabe einer Flüssigkeit bewegt, so ausgewählt, dass er grosser ist als der Hub (b-a), um den sich der Kolben 3 zum Ansaugen einer Flüssigkeit bewegt. Dies hat den Zweck der Sicherstellung einer vollständigen Abgabe der Flüssigkeit aus dem Chip. Das Verhältnis zwischen den Spindelmuttern 12, an denen der Schieber 17 befestigt ist, und dem oberen Teil 19 des Chipbeseitigungsmechanismus, ist so, dass, wenn die Spitze

20 17A des Schiebers 17 an die Stelle "c" abgesenkt

wird (Fig. 2) die Spindelmuttern 12 nicht in Berührung mit dem oberen Teil 19 gelangen kann. Wenn jedoch die Spitze 17A des Schiebers 17 bis zur Stelle "d" abgesenkt wird (Fig. 2), gelangen die Spindelmuttern 12 in Berührung mitdem oberen Teil 19, um so das Teil 19 nach unten zu drücken. Dadurch drückt das Teil 19 das untere Teil 18 mittels des Zwischenteils 20 nach unten, um so den Chip 17 zu entfernen.

30 Die Drehung des Motors 8 auf die zuvor beschriebene Weise kann dadurch erzielt werden, dass die Lage des

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I 3Ό ( I I

Kolbens 3 auf der Basis der sich verändernden Spannung erfasst wird, die vom Anschluss T₃ des Potentiometers P erzeugt wird, und dass die Richtung und der Drehweg .des Motors 8 durch Verwendung einer so erfassten Spannung, gesteuert wird.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Gestaltung des elektrischen Stromkreises der Steuervorrichtung des Pipettensystems entsprechend der Erfindung und Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines Folgekreises, welcher einen Teil des Kreises gemäss Fig. 4 bildet.

Die Steuervorrichtung besteht im allgemeinen aus einem Servosystem 27 zum Versorgen des Motors 8 mit der Antriebsenergie, während die veränderliche Spannung des Potentiometers P als Rückkopplungsspannung aufgenommen wird. Weiterhin weist die Steuervorrichtung einen Balancepunkt-Detektorabschnitt 28 zum Erzeugen eines Balancepunkt-Detektionsimpulses BD auf, wenn das Servosystem 27' einen Balancepunkt erreicht. Schliesslich umfasst die Steuervorrichtung einen Folgekreis 29 zum Ändern des Balancepunktes des Servosystems 27

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in einer vorbestimmten Folge durch Veränderung des Status dessen eigener Ausgänge, d.h. die Kombination · von S1, S2 und S3 (wird später beschrieben) in .Erwiderung auf ein Signal, welches nach Betätigung eines Schalters erzeugt wird, der dem Startschalter 26, entsprechend Fig. 1, oder dem Balancepunkt-Detektionsimpuls BD, welcher im Balancepunkt-Detektorabschnitt

30 28 erzeugt wird.

Das Servosystem 27 umfasst einen Kplbenantriebsabschnitt

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30, einen balancierten Verstärkerabschnitt 31 (Gegentaktverstärker) und einen Balancepunkt-Designationsabschnitt 32 zum Designieren bzw. Anzeigen der Lage des Schiebers 17 auf dem Widerstandselement 15, bei der der balancierte Verstärkerabschnitt 31 seinen Balancezustand erreicht, um dadurch die Richtung und den Betrag der Drehung des Motors 8 anzugeben.

Im Kolbenantriebsabschnitt 30 ist ein Anschluss T..

10 des Potentiometers P geerdet. Der andere Anschluss

T- des Potentiometers ist mit einer negativen Spannungsquelle -V verbunden. Der Schieber 17 des Potentiometers P gleitet auf dem Widerstandselement 15, wenn der Motor 8 sich dreht, und zwar auf eine Art und Weise,

15 wie sie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden ist.

Der balancierte Verstärkerabschnitt 31 umfasst Widerstände R1 und R2, einen Operationsverstärker OP1, Transistoren Q1 und Q2, eine negative Spannungsquelle -V und eine positive Spannungsquelle +V, welche entsprechend der Darstellung in der Figur miteinander verbunden sind. Dieser balancierte Verstärkerabschnitt 31 versorgt den Motor 8 mit der Antriebsenergie, bis

25 die Spannung am durch "X" bezeichneten Punkt im wesentlichen Null wird.

Der Balancepunkt-Detektorabschnitt 28 umfasst Widerstände R3 und R4, Dioden D1 und D2, Transistoren Q3 und Qi und eine positive Spannungsquelle +V, die auf die in der Zeichnung dargestellte Weise miteinander verbunden

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sind. Dieser Abschnitt erzeugt ein Ausgangssignal BD ; wenn die Spannung am Punkt "X" im wesentlichen Null wird. Wenn, mehr im einzelnen angegeben, der ■Vorwärtsspannungsabfall der Diode DI oder D2 durch V„ "angegeben wird und der¹ Vorwärtsspannungsabfall zwisehen der Basis und dem Emitter des Transistors Q3 • oder Q4 durch V_„ angegeben wird, wird einerseits der Transistor Q3 eingeschaltet, wenn das Potential am Punkt "X" unterhalb des Wertes -(V_p + V_ßE) fällt, so dass ein Strom über einen Weg von der positiven Spannüngsquelle +V über den Widerstand R4, den Transistor Q3 und die Diode D1 zum Widerstand R3 fliesst, damit das Potential des Ausgangssignals BD im wesentlichen Null wird, während der Transistor Q4eingeschaltet wird. Wenn andererseits das Potential am Punkt "X" jenseits des Wertes- +(V-, + V_ßE) liegt* strömt über einen Weg von der positiven Spannungsquelle +V über den · Widerstand R4 und den Transistor Q4 ein Strom zur Erdung, wodurch das Potential des Ausgangs-BD im wesentlichen Null wird. Wenn das Potential am Punkt ¹¹X" grosser ist als der Wert -(V-, + V_ßE) jedoch kleiner als der Wert +(V„ + V_„) wird, nämlich am'Balancepunkt, so werden die Transistoren Q 3 und Q4 eingeschaltet, so dass das Potential des Ausgangs-BD einen Wert annimmt, der im wesentlichen gleich der Spannungsquelle +V ist.

Auf diese Art und Weise wird das Ausgangssignal BD erzeugt. . .,'--■

Der Balancepunkt-Designationsabschnitt 32 umfasst einen Widerstand R5, einen Transistor QS, eine positive Spannungsquelle +V, Widerstände R6 bis R10, eirtein

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Wählschalter SW1, einen Widerstand R11, einen Transistor Q6, Widerstände R12 und R13,einen Transistor Q7 und einen Widerstand R14, welche auf die in der Zeichnung dargestellte. Weise miteinander verbunden sind. Dieser Balancepunkt-Designationsabschnitt 32 bezeichnet eine Lage des Schiebers 17 auf dem Widerständselement 15, an der der balancierte Verstärkerabschnitt 31 seinen balancierten Zustand erreicht, und zwar in Erwiderung auf die Signale S1, S2 und

10 S3 des Folgekreises 29 und in Übereinstimmung mit

der Lage des Wählschalters SW1, wodurch die Richtung und der Betrag der Drehung des Motors 8 bezeichnet werden. In diesem Balancepunkt-Designationsabschnitt 32 bilden die Transistoren Q7, Q6 und Q5 und die Widerstände R6 bis R10, R12 und R14 einen Stromadditivkreis, Wenn nur der Transistor Q7 eingeschaltet ist, fliesst ein Strom von der positiven Spannungsquelle +V zum "-" Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP1 über den Widerstand Rl4. In diesem Zustand wird ein balancierter Zustand erzielt, wenn die Spitze 17A des Schiebers 17 sich an der Stelle "c" (Fig. 2) befindet. Wenn die Transistoren Q6 und Q7 eingeschaltet sind, fliesst von der positiven Spannungsquelle +V zum "-" Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP1 über die Widerstände R12 und R14 ein Strom. In diesem Zustand wird ein balancierter Zustand erzielt, wenn die Schieberspitze 17A sich entsprechend der Darstellung on Fig. 2 an der Stelle "a" befindet. Wenn alle Transistoren Q7, Q6 und Q5 eingeschaltet sind, fliesst von der positiven Spannungsquelle +V zum "-" Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP1 über einen

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ausgewählten Widerstand der Widerstände R6 bis RIO, und der Widerstände R12 und R14 ein Strom. In diesem Zustand wird ein balancierter Zustand erzielt, wenn die Schieberspitze 17A des Schiebers 17 sich entsprechend der Darstellung in Fig. 2 an der Stelle "b" befindet. Da der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers OP1 sehr gross ist, wird die Potentialdifferenz zwischen den "+" und "-" Eingangsanschlüssen nahezu Null Volt. Die Potentiale bei den "-" und "-+" Eingangsanschlüssen werden im wesentlichen Null Volt bzw. . vollständig Null Volt und der "-" Eingangsanschluss wird als imaginäre Erdung angesehen, so dass jeder der Ströme, die jeweils durch den ausgewählten Widerstand der Widerstände R6 bis R10 und der Widerstände R12 und R14 fliesst, als ein konstanter Strom zu betrachten sein.

Der Folgekreis 29 umfasst eine elektrische Quelle V_cC, einen Widerstand RI5, einen Startschalter SW2 (entspricht dem Schalter 26 in Fig. 1), NOR-Kreise G1 und G2, einen 5 Bit-Johnson-Zähler CNT, Inverter INV1 und INV2, einen NOR-Kreis G3, einen Widerstand R16, einen Schalter SW3, einen Inverter INV3, einen Kondensator C/ eine Diode D3, einen Widerstand R17, einen NOR-Kreis G4, einen Resistor RI8, einen Schalter SW4, NOR-Kreise G5, G6 und G7, einen Inverter INV4 und einen Schalter SW5, welche auf die in Fig. 5 dargestellte Weise miteinander verbunden sind. Der Zähler CNT kann von einem integrierten Kreis (IC) gebildet sein, welcher unter der Warenbezeichnung RCA-CD4017 verfügbar ist. Jeder der Inverter INV1 bis INV4 und der NOR-Kreise G1 bis G7

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können ebenfalls durch ein IC gebildet sein. Weiterhin kann der Widerstand R15 auf einer gedruckten Schalttafel der zuvor in Verbindung mit Fig_o 1 genannten Art montiert sein.
5

Eine Spannung V_cc wird immer dem Eingang CK des Zählers CNT zugeführt, so dass der Zähler CNT Schritt für Schritt vorgerückt wird, jederzeit,, wenn er einen Schrittimpuls an dem Eingang CE aufnimmt, wodurch der Ausgang, von dem ein Hochniveausignal erzeugt wird, von einem Ausgang zum nächsten verschoben wird. Der Schrittimpuls wird dem Zähler CNT zugeführt, x-?enn der Startschalter SW2 betätigt wird oder wenn das Servosystem gemäss Fig. 4 einen Balancepunkt erreicht,

15 so dass der Balancepunkt-Detektorabschnitt 28 sein

Ausgangssignal BD erzeugt. Im Anfangszustand des Zählers CNT befindet sich der Ausgang O . auf seinem Hochniveau oder im Binär "1" Zustand und alle restlichen Ausgänge O₁ bis 0« befinden sich auf ihrem Niedrigniveau. Nach Empfang des ersten Schrittimpulses wird nur der Ausgang 0. hoch. Dann wird nach dem Empfang eines zweiten Schrittimpulses nur der Ausgang O₂ hoch= Auf diese Weise wird der Ausgang, von dem ein Hochniveausignal erzeugt wird, nacheinander verschoben, jederzeit, wenn ein Schrittimpuls empfangen wird- Wenn solch ein Status erreicht wird, bei dem nur der Ausgang Ο« sich auf dem Hochniveau befindet, wird der Zähler CNT auf seinen Anfangszustand eingestellt, weil dieser Ausgang 0« mit dem Rückeinstellanschluss RESET

30 über den Schalter SW5 verbunden ist.

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Die"Tabelle I zeigt nachfolgend den Wechsel des Zustandes des Zählers CNT, wenn der Zähler CNT sequentiell mit den geöffneten Schaltern SW3 und SW4 die Schrittimpulse aufnimmt. In der Tabelle bezeichnen die Symbole "H" und "L" das Hoch- bzw. das Niedrigniveau .

Tabelle I

Sta tus	Ausgang des Zählers "CNT"	S1	S2	S3	Betrieb	Eingangsauf nahme für Schrittzähler	Balancepunkt- Potentiometer 8 (Fig. 2)
Φ	0, "H" Φ Alle verblei benden "L"	H	H	L	Bereitschaft zum Ansaugen "Aufnah mezustand)	SW2	bis "a"
1	O₁ "H" Alle verblei benden "L"	L	L	L	während des Sau gens	BD	"b"
2	O₂ "H" Alle verblei benden "L"	L	L	L	Saugen beendet, Be reitschaft für die Abgabe	SW2	"b"
3	O₃ "H" Alle verblei benden "L"	H	H	L	während der Abgabe	BD	bis "c"
4	O₄ "H" Alle verblei benden "L"	H	L	L	Abgabe vollendet	BD	"c" nach Ankunft an "c" bis "a"
5	O₅ ¹¹H" Alle verblei benden "L"	H	L	L	Bereitschaft für die Chipäbgabe	SW2	¹¹ a "

Fortsetzung Tabelle I

CO

CD

Sta tus	Ausgang des Zählers ¹¹CNT"	S1	S2	S3	Betrieb	Eingangsauf nahme für Schrittzähler	Balancepunkt- Potentiometer 8 (Fig. 2)
6	O₆ "H" Alle verblei benden "L"	H	H	H	während der Chip abgabe	BD	bis "d"
7	O₇ "H" Alle verblei benden ¹¹L"	H	L	L'	Chipabgabe voll endet bis zum Anfangszustand	BD	"dⁿ nach Ankunft an "d" bis "a"

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10

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Die Ausgangssignale S1, S2 und S3 werden jeweils den Transistoren Q5, Q6 und Q7 im Balancepunkt-Designationsabschnitt 32 des Servosystems 27 der Fig. 4 zugeführt, um so die Ein/Aus-Steuerung der Transistoren Q5, Q6 und Q7 zu bewirken. Die Korrespondenz zwischen dem Zustand der Ausgangssignale S1, S2 und S3 und dem Zustand der Transistoren Q5, Q6 und Q7 ist in der Tabelle II dargestellt, die nachfolgend aufgeführt ist.

Tabelle II

15 20 25 30

Status Nummer	S1	S2	S3	Q5	Q6	EIN
Φ	H	L	L	AUS	EIN	EIN
1	L	L	L	EIN	EIN	EIN
2	L	. L	L	EIN	EIN	EIN
3	H	H	L	AUS	AUS	EIN
4	H	L	L	AUS	EIN	EIN
5	H	L	L	AUS	EIN	AUS
6	H	H	H	AUS	AUS	EIN
7	H	L	L	AUS	EIN

Jeder der Transistoren Q5, Q6 und Q7 ist so angeordnet, dass sie im eingeschalteten Zustand einen Stromfluss durch diese von der positiven Spannungsquelle +V erlauben.Wenn dementsprechend alle Transistoren Q5, Q6 und Q7 sich in ihrem Ein-Zustand befinden, kann ein maximaler Strom in Kombination fliessen und in diesem Zustand

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wird der Schieber 17 in die oberste Lage bewegt, wenn man die Fig. 4 betrachtet, um einen Balancepunkt des balancierten Verstärkerabschnittes 31 zu erhalten, welche Lage dem vollendeten Saugzustand.entspricht. Diese Lage kann in Abhängigkeit von der Lage des Schalters SW1 verändert werden. Diesbezüglich sind die Widerstandswerte der Widerstände R6 bis R10 so ausgewählt, dass sie dem Verhältnis R6 < R7 < R8 < R9 < R10 genügen, so dass 100 % der Gesamtmenge der von einem Chip aufzunehmenden Flüssigkeit durch den Widerstand. R6, 80 % durch den Widerstand R7, 60 % durch den Widerstand R8, 40 % durch den Widerstand R9 und 20 % durch den Widerstand R10 eingestellt werden kann. Andererseits wird beim Zusand der abgeschalteten Transistoren Q5, Q6 und Q7 der Stromfluss durch diese Transistoren Null oder nimmt einen minimalen Wert an. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schieber 17 in die unterste Lage bewegt, wenn Fig. 4 betrachtet wird, um einen Balancepunkt, zu erzielen, wobei die genannte unterste Lage der Lage für die vollendete Chip-

20 abgabe bzw. -entnahme entspricht.

Unter Inbetrachtziehung der vorgenannten Bedingungen wird die Funktion der Kreise gemäss Fig. 4 und 5 nachfolgend unter Bezugnahme auf Tabellen I und II beschrieben.

Im Anfangszustand befindet sich der Zähler CNT im Zustand φ, bei dem nur der Ausgang 0, "1" ist und sich die Transistoren Q6 und Q7 im eingeschalteten Zustand befinden. Zu dieser Zeit entspricht der Balancepunkt des Potentiometers der in Fig. 2 durch "a" bezeichneten

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Lage. Nach dem Niederdrücken des Startschalters SW2 wird ein Schrittimpuls des "1"-Niveaus dem Eingang CE des Zählers CNT über die NOR-Kreise G1 und G2 zugeführt, wodurch der Zähler CNT veranlasst wird, den Status "1" einzunehmen und wodurch die Transistoren Q5 bis Q7 eingeschaltet werden. In diesem Zustand wird der Balancepunkt des Potentiometers P entsprechend dem Punkt "b" der Fig. 2 erreicht. Der Hub (b-a) kann durch den Schalter SW1 entsprechend der zuvor beschriebenen Art und Weise vorgewählt bzw. festgesetzt werden. Wenn der Punkt "b" durch den Schieber 17 erreicht wird, wird der Ausgang des balancierten Verstärkerabschnittes 31 Null und in Erwiderung auf diesen Zustand erzeugt der Balancepunkt-Detektorabschnitt 28 seinen Ausgang

15 BD. Dieser Ausgang BD wird dann als Schrittimpuls

über die NOR-Kreise G3 und G2 dem Eingang CE des Zählers CNT zugeführt, was den Zähler CNT dazu veranlasst, seinen Status 2 einzunehmen. In .diese, Status, welcher den vollendeten Saugzustand bezeichnet, wartet der Schieber 17 des Potentiometers P auf einen Eingang durch den . Schalter SW2, während er an der Stelle "b" verbleibt.

Danach wird, wenn der Startschalter SW2 gedrückt wird, ein Schrittimpuls dem Eingang CE des Zählers CNT zugeführt, um so den Zähler CNT auf den Status 3 zu verändern und nur den Transistor Q7 einzuschalten. Unter diesen Bedingungen ist der vom Potentiometer P zu erreichende Balancepunkt der Punkt "c" der Fig. 2. Wenn der Punkt "c" durch den Schieber 17 erreicht wird, erzeugt der Balancepunkt-Detektorabschnitt 28 sein Ausgangssignal BD und verursacht den Zähler CNT, seinen

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Status 4 einzunehmen. In Erwiderung auf diesen Status werden die Transistoren Q6 und Q7 eingeschaltet und der Schieber 17 kehrt zum Punkt "a" der Fig. 2 zurück. Wenn der Punkt "a" vom Schieber 17 erreicht wird, erzeugt der Balancepunkt-Detektorabschnitt 28 sein Ausgangssignal BD und verursacht den Zähler CNT seinen Status 5 einzunehmen. Der Schieber 17 des Potentiometers P wartet auf einen Eingang durch den Schalter SW2, während er am Punkt "a" verbleibt. Dieser Zustand entspricht dem der vollständigen Abgabe.

Dann wird, wenn der Startschalter SW2 erneut gedrückt wird, der Zähler CNT verursacht, den Status 6 einzunehmen und alle Transistoren Q5 bis Q7 werden abge-.schaltet. Unter diesen Bedingungen ist der vom Potentiometer P zu erreichende Balancepunkt der Punkt "d" der Fig. 2. Beim Vorgang bis zum Erreichen des Punktes "d" durch den Schieber 17 des Potentiometers P drücken die Spindelnuten 12 den Chipbeseitigungsmechanismus gegen die Kraft der Feder 22 nach unten, um den Chip 7 zu entfernen. Wenn der Punkt "s" durch den Schieber 17 des Potentiometers P erreicht ist, erzeugt der Balancepunkt-Detektorabschnitt 28 sein Ausgangssignal BD und verursacht den Zähler CNT zum Einnehmen seines Status 7 und verursacht ein Einschalten der Transistoren Q6 und Q7, wodurch der Schieber 17 zum Punkt "a" zurückkehrt. Wenn der Punkt "a" durch den Schieber 17 erreicht ist, wird der Ausgang O„ des Zählers CNT durch das Ausgangssignal BD hochgeschaltet, welches vom Balancepunkt-Detektorabschnitt 28 erzeugt wird, so dass der Zähler CNT rückgestellt wird, um auf den Status φ zurückzukehren, weil

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der Ausgang Og mit dem Rückstellanschluss RESET über den Schalter SW5 verbunden ist.

Auf eine solche zuvor beschriebene Art und Weise wird ein Zyklus eines Sequenzvorganges einschliesslich dem Ansaugen einer Flüssigkeit, der Abgabe derselben und dem Entfernen eines Chips vollzogen.

Wenn der Schalter SW5 umgeschaltet wird, um den Aus-10 gang O₅ des Zählers CNT mit dem Rückstellanschluss

RESET desselben zu verbinden, werden nur die Saug- und· Abgabevorgänge erzielt, ohne Bewirkung der Chipbeseitigung beim Sequenzvorgang der zuvor beschriebenen Art.

Wenn der Schalter SW3 geschlossen wird, wird vom zeitkonstanten Kreis ein Schrittimpuls erzeugt. Dieser Kreis setzt sich zusammen aus dem Widerstand R17, der- Diode D3 und dem Kondensator C, wenn eine vorbestimmte Periode abgelaufen ist, nachdem der Stauts 2 oder 5 erreicht worden ist, so dass der Status des Zählers CNT automatisch bis zum nächsten vorgerückt wird, ohne dass der Startschalter SW2 gedrückt wird, weil der Schrittimpuls über den NOR-Kreis G2 dem Eingang CE des Zählers CNT zugeführt wird. Auf diese Weise funktioniert der Schalter

25 SW3 als ein Manuell/Automatik-Wechselschalter.

Wenn weiterhin der Schalters SW4 bei geschlossenem Schalter SW3 geschlossen wird, wird vom vorerwähnten Zeitkonstantenkreis ein Schrittimpuls erzeugt,, wenn eine vorbestimmte Periode abgelaufen ist, nachdem der Zähler CNT auf seinen Status φ (Null) rückgestellt worden

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ist. Daher kann eine Anzahl von Sequenzzyklen automatisch wiederholt erreicht werden, die die Vorgänge des Flüssigkeitsansaugens, des Flüssigkeitabgebens und des Chipbeseitigens umfasst.
5

Es kann-ein akustischer Indikator vorgesehen sein, wie er beispielsweise durch das Bezugszeichen 33 in Fig. 5 angegeben ist. Dieser Indikator dient der akustischen Anzeige der Vollendung der jeweiligen Vorgänge des Flüssigkeitsansaugens, der Flüssigkeitsabgabe und der Chipbeseitigung, immer wenn diese Vorgänge vollendet worden sind. Dieser akustische Indikator erzeugt in Erwiderung auf die ansteigende Kante des Ausgangssignals des NOR-Kreises G5 für eine kurze Zeitperiode einen

Ton. · · :■"■-;

Die Dimensionen der Pipettenvorrichtung und der Steuervorrichtung, welche tatsächlich verkörpert wurden, und das Volumen der durch die Pipettenvorrichtung zu behandelnden Flüssigkeit wird rein beispielsweise nachfolgend beschrieben. Die Gesamtlänge der Pipettenvorrichtung ist ungefähr 300 mm. Die jeweiligen Durchmesser des oberen Gehäuseteils liegen zwischen 28 und 30 mm an der Stelle, wo der Kolbenantriebsabschnitt liegt und ungefähr 40 mm am Flansch 4A. Der Durchmesser des unteren Teils des Chipbeseitigungsmechanismus beträgt ungefähr 10 mm. Das Gewicht der Pipettenvorrichtung beträgt 150 g und die Grosse der Steuervorrichtung einschliesslich der Kreise 31, 32, 28 und 29 beträgt 90 mm χ 140 mm χ 50 mm. Zwei Arten von Chips mit Maximalkapazitäten von 1000 μΐ und 100 μΐ werden verwendet.

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Zuvor erfolgte eine Beschreibung hinsichtlich des Falles der Anwendung der Erfindung auf eine Pipettenvorrichtung. Das Prinzip der Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung einer solchen Pipettenvorrichtung beschränkt, sondern kann auch auf einen Dispenser oder dergleichen angewendet werden, weil der Dispenser hinsichtlich der Konstruktion des Mechanismus für das Ansaugen und Abgeben, einer Flüssigkeit grundsätzlich gleich der der Pipettenvorrichtung ist, obwohl die Benutzung unterschiedlich erfolgt.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Dispensers bei der die grundsätzliche Konstruktion entsprechend der Erfindung zur Anwendung kommt. Der Dispenser 6 hat ein modifiziertes unteres Gehäuseteil 2" und funktioniert so, dass eine Flüssigkeit durch ein Saugeinlassteil 36 in eine Zylinderkammer 1' eingeführt und dann durch ein Abgabeauslasste'il. 37 abgegeben wird, während die Strömungsrichtung der Flüssigkeit durch Rückschlagventile 34 bzw. 35 gesteuert wird, welche Rückschlagventile am Saugeinlass bzw. Abgabeauslass der Zylinderkammer 1· angeordnet ist, um ein Rückfliessen der Flüssigkeit zu verhindern. Natürlich ist in diesem Falle kein Chipbeseitigungsmechanismus vorgesehen. Ebenso können bei dieser Ausführungsform, bei der die Erfindung auf einen Dispenser angewendet wird, die Kreise gemäss Fig. und 5 als Steuervorrichtung verwendet werden. In diesem Fall kann jedoch der Ausgang O₄ des Zählers CNT mit dem Rückstellanschluss RESET verbunden werden. Einer-

30 seits können die Transistoren Q6 und Q7 der Fig. 4

weggelassen werden. Andererseits können ebenfalls der

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NOR-Kreis G7, der Inverter INV und die Anschlüsse S2 und S3, welches Teile sind, die die Transistoren Q6 und Q7 betreffen, ebenfalls in Fig. 5 weggelassen werden. Die so modifizierte Steuervorrichtung schafft eine reziproke Bewegung mit den Punkten "a" und "b" als Balancepunkte . ■

Wie vorstehend erwähnt, schafft die Erfindung eine Pipettenvorrichtung, bei der die jeweiligen Betriebsvorgänge des Ansaugens einer Flüssigkeit, der Abgabe derselben und des Beseitigens des Chips durch einfaches Betätigung eines Schalters erzielt werden kann, ohne dass durch die Fingerwirkung der Bedienungsperson ein Knopf oder dergleichen abgesenkt werden muss. Da der Kolben so angeordnet' ist, dass er von einem Elektromotor der Vorrichtung gemäss der Erfindung angetrieben wird, kann das Ansaugen und Abgeben der Flüssigkeit mit konstanter Geschwindigkeit erzielt werden. Es kann bei jedem Zyklus ein konstantes Flüssigkeitsvolumen angesaugt werden. Im Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen ist hinsichtlich der Variation die Fehlermöglichkeit der Vorrichtung gemäss der Erfindung nicht grosser als 0,2, während diese beim Stand der Technik bei etwa o,3 bis 0,7 liegt. Weiterhin besteht entsprechend der Erfindung kein Risiko für die Bedienungsperson, infolge einer zeitlich langen Fingerwirkung eine Sehnenentzündung zu erhalten.

Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, obwohl es für den Fachmann erkennbar ist, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform

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beschränkt ist, sondern dass verschiedene Abänderungen innerhalb der Erfindung möglich sind. Beispielsweise kann nur eine Leitspindel oder es können mehr als zwei Leitspindeln für den Kolbenantriebsmechanismus verwendet werden, obwohl nur zwei Leitspindeln in den Zeichnungen dargestellt sind. Das Potentiometer kann eine andere Konstruktion haben. Der Schieber des Potentiometers kann auf verschiedene Weise gegenüber der in der Figur dargestellten Weise montiert sein,

10 und zwar beispielsweise so, dass der Schieber durch

das Zahnrad 9 über geeignete Kupplungsmittel bewegt wird, um dadurch eine Spannung zu erzeugen, die sich in Übereinstimmung mit der Lage des Kolbens ändert. Weiterhin kann die Steuervorrichtung auf verschiedene Weise innerhalb des Wissens des Durchschnittsfachmannes auf diesem Gebiet geändert werden, soweit eine variable Spannung des Potentiometers als eine Rückkopplungsspannung verwendet wird.

20

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

■_v 1. Pipettenvorrichtung, gekennzeichnet durch ein unteres Gehäuseteil (2) , an dessen unterem Ende ein Chip (7) entfernbar angebracht ist, und in dem eine Zylinderkammer (1, .1') ausgebildet ist, die mit dem Inneren des angebrachten Chips

(7) in Verbindung steht, durch ein oberes Gehäuseteil (4), welches am oberen Ende des unteren Gehäuseteils (2). angebracht ist und in dem ein Kolben (3) vorgesehen ist, der in der Zylinderkammer betreibbar ist, um eine Flüssigkeit anzusaugen und dann die Flüssigkeit abzugeben, durch einen innerhalb des oberen Gehäuseteils (4) in der Nähe des oberen Endes desselben montierten Gleichstrommotor

(8), welcher mit dem oberen Endabschnitt des Kolbens (3) über einen Kolbenantriebsmechanismus gekoppelt ist und durch ein innerhalb des oberen Gehäuseteils (4) montiertes Potentiometer (P), welches eine Spamning erzeugt, die in Übereinstimmung mit der Lage des Kolbens (3) veränderbar ist/ wodurch das Ansaugen und Abgeben der Flüssigkeit durch Erfassen der durch das Potentiometer erzeugten variablen Spannung als die Lage des Kolbens repräsentierendes Signal bewirkbar ist und somit die Richtung und der Drehbetrag des Motors (8) durch Verwendung einer derart erfassten Spannung steuerbar ist.

2. Pipiettenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Gehäuseteil (2) als zylindrisches Gehäuseteil ausgebildet ist, dass das obere Gehäusete-1 (4) als zylindrisches Gehäuseteil ausgebildet ist und am oberen Ende des unteren Gehäuseteils (2) koaxial befestigt ist, dass ein Chipbeseitigungsmechanisiuus mit einem unteren Abschnitt (18) in Form eines Rohres, welches verschiebbar auf den unteren Abschnitt (2A) des unteren Gehäuseteils

(2) aufgesetzt ist, und mit einem oberen Abschnitt, der bis zu einer solchen Lage des oberen Gehäuseteils (4) verläuft, in der dieser obere Abschnitt mit dem Kolbenantriebsmechanismus in Eingriff bringbar ist, und dass ein Federteil (22) zum Vorspannen des Chipbeseitigungsmechanismus vorgesehen ist, um diesen in der oberen, d.h. Nicht-Betriebslage,

solange zu halten, wie der Kolben (3) nicht über eine vorbestimmte untere Grenze abgesenkt ist, wodurch das Beseitigen des Chips sowie das Ansaugen und Abgeben der Flüssigkeit durch Erfassen 5 der variablen Spannung bewirkbar ist, die vom

Potentiometer als ein Signal erzeugt wird, welches die Lage des Kolbens repräsentiert, und durch Steuern der Richtung und des Drehbetrages des Motors durch Verwendung der so erfassten Spannung. 10

3. Pipettenvorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,, dass der > Kolbenantriebsmechanismus zumindest eine Leitspindel (11), die parallel zur Achse des oberen Gehäuseteils (4) verläuft, und eine durch die Leitspindel angetriebene Spindelmutter (12) umfasst»

4. Pipettenvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Potentiometer (P) ein Potentiometer mit linearer Verschiebung ist, einschliesslich einem Widerstandselement (15), welches parallel zur Leitspindel (11) verläuft, und dass an der Spindelmutter (12) ein beweglicher Kontaktarm be-

25 festigt ist.

5. Pipettenvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Gehäuseteil (2) einen

30 zylindrischen unteren Abschnitt (2A) mit einer darin ausgebildeten dünnen Passage (5), einem

zylindrischen. Zwischenabschnitt (2B), dessen Aussendurchmesser ein wenig grosser ist als der des unteren Abschnittes (2A), um so an dem unteren Ende einen Schulterabschnitt (6) zu bilden und darin einen Raum vorzusehen, welcher einen unteren Abschnitt der Zylinderkammer (1) bildet, und einen zylindrischen oberen Abschnitt (2C) umfasst, dessen Aussendurchmesser grosser ist als der des Zwischenabschnittes (2B) und der darin mit einem Raum versehen ist, welcher den Rest der Zylinderkammer (1) bildet, dass der Chipbeseitigungsmechanismus umfasst: ein zylindrisches unteres Teil (18), welches auf dem unteren Abschnitt (2A) des unteren Gehäuseteils (2) verschiebbar montiert ist und an seinem oberen Ende mit einem Flansch (18A) versehen ist, der radial ausserhalb über die Schulter (6) verläuft, ein oberes Teil ' (19), welches axial verschiebbar innerhalb des oberen·Gehäuseteils (4) montiert ist, um so mit dem Kolbenantriebsmechanismus in Eingriff gelangen zu können, und zwischen dem oberen Teil (18) und dem unteren Teil (19) des Chipbeseitigungsmechanismus angeordnete STangen (20), welche durch axial verlaufende Perforationen verlaufen, die im obe-" ren Abschnitt (2C) des unteren Gehäuseteils (2) ausgebildet sind, dass ein topfähnliches Teil (21), dessen Bodenwand eine Öffnung aufweist, durch welche das untere Teil (18) des Chipbeseitigungsmechanismus verläuft, auf den unteren Endabschnitt des oberen Abschnitts (2C) des unteren Gehäuseteils (2) geschraubt ist, und dass das Federteil (22) als

Druckfeder ausgebildet ist, die zwischen dem Flansch (18A) des unteren Teils (18) des Chipbeseitigungsmechanismus und der Bodenwand des genannten topfähnlichen Teils (21) angeordnet ist. 5

6. Pipettensystem, gekennzeichnet

durch eine Pipettenvorrichtung, die von der einzelnen Hand der Bedienungsperson greifbar und an deren unterem Ende ein Chip (7) abnehmbar montiert ist, wobei die Pipettenvorrichtung aufweist? ein zylindrisches Gehäuse mit einer darin ausgebildeten Zylinderkammer (1), die mit dem Inneren eines an der Pipettenvorrichtung montierten Chips (7) in Verbindung steht, wobei in der' Zylinderkammer ein

15 Kolben (3) angeordnet ist, der innerhalb der

Zylinderkammer betreibbar ist, um eine Flüssigkeit · anzusaugen und dann diese Flüssigkeit abzugeben, einen innerhalb des Gehäuses montierten Gleichstrommotor (8), welcher mit dem Kolben (3) über einen Kolbenantriebsmechanismus gekuppelt ist, und ein innerhalb des Gehäuses montiertes Potentiometer (P), welches eine Spannung erzeugt, die sich in Übereinstimmung mit der Lage des Kolbens (3) ändert, und durch eine Steuervorrichtung mit einem Servosystem zur Aufnahme der von dem Potentiometer erzeugten variablen Spannung als Rückkopplungsspannung und zum Versorgen des Motors (8) mit einer Antriebsenergie, wobei dieses Servosystem so angeordnet ist, dass es im Anfangsstatus des Systems, im Vervollständigungszustand des die Flüssigkeit ansaugens und im Vervollständigungszustand des die

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Flüssigkeit abgebens, balanciert ist, und mit einem Folgekreis -, mit dem sequentiell die Änderung dessen Ausgangszustandes in Erwiderung auf ein Schrittsignal änderbar ist, welches nach jeder Betätigung eines Startschalters (26) oder nach dem Antreffen des Servosystems an jeder der Balancepunkte erzeugt wird, um dadurch den Balancepunkt des Servosystems in einer vorausgewählten Folge zu ändern. ·

7. Pipettensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass der Folgekreis so angeordnet ist, dass er seinen Ausgangsstatus auf solche Weise ändert, dass die erste Betätigung des Startschalters (26) ein Einführen der Flüssigkeit in den Chip (7) veranlasst, dass die zweite Betätigung des Startschalters das Abgeben der Flüssigkeit aus dem Chip (7) veranlasst und dass die dritte Betätigung des Schalters die Abgabe des Chips (7) und das Rückkehren des Systems in . den Ausgangsstatus veranlasst,

8. Pipettensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Folgekreis so angeordnet ist, dass er seinen Ausgangszustand auf solche Weise ändert, dass jede ungeradzahlige Betätigung des Startschalters (26) ein Einführen der Flüssigkeit in den Chip (7) veranlasst, während .jede geradzahlige Betätigung des Startschalters das Abgeben der Flüssigkeit aus dem Chip (7) veranlasst.

9. Pipettensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass der Folgekreis eine Einrichtung zum automatischen Erzeugen eines Schrittsigna.ls einer vorbestimmten Zeitperiode nach dem Erreichen des Vervollständigungszu-Standes des die Flüssigkeit ansaugens und des die Flüssigkeit abgebens durch das System umfasst, wobei mit dieser Einrichtung das Schrittsignal dem Folgekreis zuführbar ist, wodurch der Folgekreis seinen Ausgangszustand auf solche Weise verändert, dass jede Betätigung des Startschalters (26) nicht nur das Ansaugen und Abgeben der Flüssigkeit, sondern auch das Zurückkehren des Systems in den Anfangszustand verursacht.

10. Pipettensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Folgekreis eine Einrichtung zum automatischen Erzeugen eines Schrittsignals einer vorbestimmten Zeitperiode nach dem Zurückkehren des Systems in den Anfangszustand umfasst, wobei der Folgekreis seinen Ausgangszustand auf solche Weise ändert, dass das . Ansaugen und Abgeben der Flüssigkeit und das Zurückkehren des Systems in den Anfangszustand wiederholt automatisch bewirkt wird.

11. Pipettensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Servosystem eine Einrichtung zum Einstellen des Balancepunktes des Servosystems entsprechend dem Vervollständi-

30 gungszustand des die Flüssigkeit ansaugens auf

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eine der Vielzahl der vorbestimmten Balancepunkte umfasst, um dadurch den Betrag der anzusaugenden Flüssigkeit zu bestimmen.

12. Pipettensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine Einrichtung (33) zum hörbaren Signalisieren der Vervollständigen des die Flüssigkeit ansaugens, des die Flüssigkeit abgebens und des den .Chip beseitigens umfasst.

13. Dispenservorrichtung, gekennzeichnet durch ein unteres Gehäuseteil (2¹) mit einer darin ausgebildeten Zylinderkammer (V)/ einem Saugeinlassteil (36) und einem an diesem angeschlossenen Abgabeauslassteil (37), mit denen die Zylinderkammer (V) über jeweilige Rückschlagventile (34, 35) verbunden ist, durch ein oberes Gehäuseteil (4), welches koaxial am oberen Ende des unteren Gehäuseteils (2¹) befestigt und in seinem Inneren mit einem Kolben (3) versehen ist, welcher in der Zylinderkammer (V) betreibbar ist, um Flüssigkeit durch das Saugeinlassteil (36) in die Zylinderkammer (V) einzubringen und dann die Flüssigkeit aus der Zylinderkammer (V) durch das Abgabeaus-, lassteil (37) unter Steuerung der Rückschlagventile abzugeben, durch einen innerhalb des oberen Gehäuseteils in der Nähe des oberen Endes desselben montierten Gleichstrommotor (8), welcher mit dem oberen Endabschnitt des Kolbens (3) über einen Kolbenantriebsmechanismus gekuppelt ist, und durch

ein innerhalb des oberen Gehäuseteils (4) montiertes Potentiometer (P), so dass diese Potentiometer eine Spannung erzeugt, die sich in Übereinstimmung mit der Lage des Kolbens (3) ändert, wobei das Ansaugen und das Abgeben der Flüssigkeit durch Erfassen der variablen Spannung bewirkbar ist, die durch das Potentiometer als ein Signal erzeugt wird, welches die Lage des Kolbens repräsentiert, und durch Steuern der Richtung und des Drehbetrages des Motors (8) durch Verwendung einer derart erfassten Spannung bewirkbar ist.

14. Dispensersystem, gekennzeichnet

durch eine Dispenservorrichtung, umfassend ein Genause, welches durch die einzelne Hand der Bedienungsperson greifbar ist und welches in sich eine Zylinderkammer O¹) bildet«, einen in der Zylinderkammer betreibbaren Kolben (3)·, einen in der Nähe des oberen Endes des Gehäuses angeordneten Gleichstrommotor (8), welcher mit dem oberen Endabschnitt des Kolbens über einen Kolbenantriebsmechanismus gekuppelt ist, und ein Potentiometer,, zum Erzeugen einer Spannung, die sich in Übereinstimmung mitder Lage des Kolbens ändert, wobei die Zylinderkammer (V") ein

25 Saugeinlassteil (36) und ein damit verbundenes

Abgabeauslassteil (37) umfasst, mit denen die Zylinderkammer über jeweils ein Rückschlagventil (34, 35) in Verbindung steht, und durch eine Steuervorrichtung, umfassend ein Servosystem, welches die variable Spannung, welche durch das Potentiometer erzeugt wird, als Rückkopplungsspannung aufnimmt

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und dem Motor (8) eine Antriebsenergie zuführt/ und einen Folgekreis, mit dem sequentiell der Ausgangszustand des Folgekreises in Erwiderung auf ein Schrittsignal änderbar ist, welches nach jeder Betätigung eines Startschalters oder nach dem Erreichen jedes der voreingestellten Balancepunkte durch das Servosystem erzeügbar ist, um dadurch den Balancepunkt des Servosystems in einer vorgewählten Folge zu ändern.
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