DE3218467A1

DE3218467A1 - Vorrichtung zur mikro-probennahme und verfahren zur mikro-probenaufnahme und -abgabe mit verwendung einer solchen vorrichtung

Info

Publication number: DE3218467A1
Application number: DE19823218467
Authority: DE
Inventors: Hero Dr.-Ing. 2000 Hamburg Gerken
Original assignee: EPPENDORF GERAETEBAU NETHELER and HINZ GmbH; Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 1982-05-15
Filing date: 1982-05-15
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE3218467C2

Description

Vorrichtung zur Mikro-Probennahme und Verfahren
zur Mikro-Probenaufnahme und -abgabe nit Verwendung einer solchen Vorrichtung Die erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Mikro-Probennahme mit einem in eine Probenflüssigket eintauchenden Element, das eine kapillare öffnung zur Entnahme einer Probenmenge aufweist. ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Mikro-Probenaufnahme und -abgabe mit Verwendurlg einer solchen Vorrichtung.
Solche Vorri htungen sind aus Hans Ulrich Bergmeyer, "Methoden der enzymatischen Analyse", 3. Auflage 1974, S. 247, bekannt, und zwar unter dem Stichwort "Kapillar-Technik". Die Elemente der in diesem Zusammenhang angewendeten Mikro-Pipetten sind immer in Arbeitsrichtung bewegbar. Aus der genannten Literaturstelle ist im Rahmen der Kapillar-Technik auch bekannt, die Pipetten aus Polyäthylen herzustellen. Es handelt sich im übrigen um Wergwerfpipetten. Infolge willkürlicher Eintauchtiefen und EinfJssen der Flüssigkeit und der Umgebung bei der Entnahme läßt sich mit diesen bekannten Ausführungen eine in weiten Bereichen dosierbare Menge entnehmen und nur unter zeitlich unreproduzierbaren, unkontrollierbaren Bedingungen wieder abgehen.
Ferner sind Probennahme-Vorrichtungen aus der Milcro-Dosiertechnik bekannt, bei denen das eintauchende Element beispielsweise kreisförmig an einem Träger angeordnet ist, wie es z,B. aus einem Prospekt "Medizinische Feinwerktechnik", E. Harig OHG, hervorgeht. Die Elemente haben dabei jeweils einen nach außen abgebogenen FuP, in welchem ein kapillarer Schlitz angeordnet ist. Dieser Schlitz ist nach drei Seiten offen. Er hat daher eine große Offnungsfläche gegenüber seinem Volumen. Die Form trägt nicht dazu bei, die überschüssige Flüssigkeit von den benetzten Flächen neben dem Dosierschlitz abzuziehen. Infolgedessen ist eine genaue Dosierung nicht möglich, weil Beschaffenheiten der Flüssigkeit und des Materials im Hinblick auch auf die Umgebungseinflüsse eingehen, abgesehen davon, daß die Ausgabe praktisch nur durch Adhäsion und nicht unter dosierter Steuerung möglich ist.
Gleiches gilt auch für axial in eine Probenflüssigkeit eintauchbare Elemente, die stempelartig ausgeführt sind und an ihrer Unterseite einen nach unten und außen offenen Kreuzschlitz aufweisen.
Bei dieser Ausführung, wie bei allen Ausfü rungen mit gro-Per Kontaktfläche, ist die Absolut-Probenmenge stark abhängig von der jeweiligen Probenviskosität, die in Abhängigkeit der Konzentration verschiedener Begleitstoffe erheblichen Schwankungen unterXiegen kann.
Es sind auch sogenannte Nano-Applicatoren, beispielsweise der Firma Camag, Schweiz, bekannt. Solche Applicatoren sind unter lem Gesichtspunkt immer empfindlicher werdender tlachweismethoden in der Chemie ausgeführt worden, woei dazu erwähnt wird, daß eine Dosiergenauigkeit gewährleistet sein muß. Als Anwendung ist die Hochleistungs-Dünnschicht-Chromatographie genannt. Aber das in diesem Zusammenhang bekannte Gerät arbeitet nach dem Prinzip einer Spritze mit Kolben gegen einen genau einstellbaren Anschlag. Dabei werden gemäß Medizinal-Markt/Acta Medicotechnica - 26. Jahrgang, Nr. 10/1978, Seite 340, die kapillaren Fließeigenschaften der zu dosierenden Lösung gerade ausgeschlossen. Hierin liegt ein Mangel der bekannten Ausführung, weil eine Vorrichtung mit Kolbenbewegung immer Spiel aufweist und insofern Kapillareinflüsse vorhanden sind, die der Genauigkeit der Reproduzierbarkeit je nach momentan auftretenden Bedingungen und Zustand der Vorrichtung entgegenwirken.
Gerade im Zusammenhang mit der Hochleistungs-Dunnschicht-Chromatographie ist auch aus GIT Fachzeitschrift für das ISaboratorium, Juli 77, Seite 657 ff, bekannt, im Zusammenhang mit sogenannten HBDC-Platten eine Zentralkapillare zu verwenden, wobei eben auch eine axiale Zuführung einbezogen wird. Hierbei werden bereits Viskosität und Oberflächenspannung beachtet. Eine Fließmitteldosierung wird einbezogen.
Mikro-Injektionsspritzen auch für Applikationen im Nano-Liter-Bereich sind bekannt aus Z. med. Labortechnik 15 (1974), 84 - 86. Dabei werden Pipetten oder Spritzen verwendet, die kleinsten Kanülenspitzen-Durchmesser haben.
Auch hierbei findet immer eine Bewegung in axialer Richtung, und zwar in der gleichen Richtung wie die Eintauch-und Herausnahmebewegung statt. Ein Problem der bekannten Ausführung liegt in der mechanischen Bearbeitung und Dimensionierung, ohne in diesem Zusammenhang mit wirtschaftlichen Mitteln eine brauchbare Lösung zu erzielen.
Vorstehende Ausführungen sind für die Bemessung kleinster Mengen aufwendig und problematisch.
Es ist auch aus der Uhren-Industrie bekannt, für die Schmierung kleinster Lagerungen Ölmengen mit einem nadelförmigen, an seinem äußeren Ende abgeplatteten Öler einzubringen, der zunächst in einen Vorrat eingetaucht wird und sich benetzt, wobei die benetzende ölmenge dann in das Lager überführt wird.
Für die Nikro-Probemiahme ist es ferner bekannt, einen aus Stahl oder Platin bestehenden, d. h. ausglühbaren.Draht zu verwenden, der in seinem Ende zu einer Rundöse gebogen ist. Hier ergibt sich ein weitaus größerer Durchmesser als Abstand zwischen den beidseitigen Öffnungen. Die den Einfluß der Verdunstung ausgesetzte freie Oberfläche ist vergleichsweise groß. Weiterhin entstehen die genannten nachteiligen Einflüsse hinsichtlich der absoluten i11lüssig keitsmenge.
Aus der DE-OS 26 32 970 ist ein Gerät zur reproduzierenden Abgabe variierbarer Volumenmengen bekannt, für welche auch der Nano-Liter-Bereich angeführt ist. Auch diese bekannte Ausführung arbeitet hinsichtlich öffnung,.Aufnahmeraum und Bewegung in axialer Richtung mit einem Spritzenkolben, so daß die oben erwähnten Mängel vorhanden sind.
Die Elemente der Vorrichtung können als sogenannte Einmalartikel ausgeführt sein. Dieses gilt insbesondere für das ösenförmige Instrument. Ein gewisser Aufwand ist dabei immer vorhanden, obgleich Einmalartikel gerade für die in Frage stehenden Untersuchungen wichtig sind. Die Erfindung bezieht eine Ausführung als Einmalartikel ein, wobei allerdings eine wirtschaftliche Ausgestaltung zugrunde liegen soll.
Gemäß weiteren Gesichtspunkten wird insbesondere bei kom-" plizierten Ausführungen eine Reinigung einbezogen. Spritzenartige Vorrichtungen sind für diesen Volumenbereich als Einmalartikel ungeeignet. Aber auch bei einer Reinigung unterliegen sie erheblichen Problemen, weil eine Hin- und-Herbewegung einer Flüssigkeitsmenge notwendig ist und große Oberflächen mit Probenmaterial benetzbar sind, ohne daß gewährleistet wird, daß in führenden Bewegungsflächen eine Reinigung entsteht, wodurch eine erhebliche Probenverschleppungsgefahr in Kauf genommen werden muß. Insofern beabsichtigt die Erfindung auch eine leicht zu reinigende Vorrichtung, auch in Verbindung mit einem Reinigungsgerät, bei welchem mit Sicherheit die Reinigung gewährleistet ist.
Abgesehen von anderen Anwendungen, die auch zum Stand der Technik genannt sind, ergibt sich vielfach das Erfordernis eines Verdünnungsverhältnisses in der Größenordnung von 1 : 40 000. Dieses führt in die sogenannte Nano-Liter Technik, um eine Verdünrnrng nach Möglichkeit in einem Schritt durchfiihren zu können. Dabei ist aber zur Gewährleistung definierter Analysebedingungen eine Volumengenauigkeit und hohe Reproduzierbarkeit erforderlich, was bei den bekannten Ausführungen nicht gewährleistet ist.
Eine bevorzugte Anwendung liegt im Bereich medizinischer Flüssigkeiten bzw. im mikro-analytischen Bereich, vorzugsweise der Medizin-Technik.
Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß in einfacher Ausgestaltung eine Mikro-Trobennahme auch im Nano-Liter-Bereich in einfacher Weise m't; hoben Repreduzierbarkeit erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Element als Nadel mit wenigstens einer Querbohrung geringen Querschnitts, auch als Öffnung bezeichnet, zur Probenaufnahme ausgeführt ist.Gegenüber den bekannten AusfUhrungen ergibt sich die überraschende Lösung, daß die an sich beliebig in einer Vorrichtung in definierter Richtung bewegbare Nadel durch die Querbohrung einen zur Längsachse, und damit zur Hauptbewegungsrichtung versetzten Proenaufnahmerauin aufweist, der gerade durch seinen winkeligen Verlauf zur Lnsachse als Querbohrung einen bei der Herausbewegung der Nadel aus einer Probenflüssigkeit definierten, Abriß der Flüssigkeit in bezug zu der dffnung bzw. den Endöffnungen aufweist, so daß der Aufnahmeraum und damit das Aufnahmevolumen definiert sind. Hierin liegt eine überraschende Lösung des zugrunde liegenden Problems, zumal unter diesen Bedingungen auch eine Reinigung für wiederverwendbare Teile verbessert wird. Vor allem wird aber eine sehr einfache Grundform geschaffen, die sich als einmal verwendbarer Artikel eignet.
Bevorzugt wird, daß der Querschnitt der als beidseitig offene Querbohrung ausgeführten Öffnung an wenigstens einer Stelle gegenüber wenigstens einer Endöffnung an einem Ende der Querbohrung klein ist zur Länge der Querbohrung. Hierin liegt ein besonders vorteilhaftes Merkmal der Erfindung, das alter zugleich offen läßt, daß die beiden Endöffnungen einer Querbohrung gleich groß sind. Die zur Umgebung offene Fläche ist klein in bezug zu dem Aufnahmevolumen und klein im Vergleich zur festen geschlossenen Wandung der Bohrung.
In einer bevorzugten AusfUhrungsform ist eine Querbohrung in einer axialen Diametralebene der Nadel schräg zur Nadellangsachse, insbesondere unter einem Winkel von etwa 450 zur Nadellängsachse, angeordnet. Hierbei ergeben sich Vorteile bei der Aufnahme der Probenflüssigkeit sowie auch bei der Ausgabe der Flüssigkeit, wobei insbesondere der Luftaustritt bei den Probennahme gefördert wird.
Einbezogen wird vorteilhaft auch für Dosierungszwecke, daß mehrere öffnungen libereinander in der Nadel angeordnet sind.
Hierbei liegt eine zweckmäßige Ausgestaltung in wenigstens einem Paar gekreuzter Querbohrungen, wobei die gekreuzten Querbohrungen ineinander ilbergehen können. Dadurch ist ein Ausgleich vorhanden, insbesondere bei beliebiger Dreheinstellung der Nadel beim Eintauchen in die Flüssigkeit. Bevorzugt wird dabei, daß die gekreuzten Querbohrungen jeweils in parallelen Querschnittsebenen liegen, obgleich nicht ausgeschlossen wird, daß auch in Ebenen, die durch die Längsachse der Nadel bestimmt sind, verlaufende Querbohrungen vorrresehen sind, die schräg zur Längsachse der Nadel gerichtet sind.
Wenn auch filr eine definierte Aufnahme eine öffnung als Querbohrung mit rundem Querschnitt bevorzugt wird, so liegt doch eine für bestimmte Anwendungen zweckmäßige Ausgestaltung darin, daß die wenigstens eine öffnung einen unrunden, insbesondere langgestreckten, Querschnitt hat. Dieses hat besondere Vorteile im Hinblick mit einer vorgesehenen Neigung der Nadel, insbesondere bei der Probenentnahme zur Förderung des Austritts der Luft bzw. auch, wenn der langgestreckte Querschnitt in einer Querschnittsebene liegt, zur Ausgabe der Probenflüssigkeit.
In einer anderen Ausgestaltung, insbesondere zur Verbesserung der Aufnahme hochviskoser Probenfl0ssigkeiten,ist die Querbohrung vorteilhaft zu wenigstens einem Ende hin aurgeweitet, wobei der größere Bohrungsdurchmesser vorzugsweise als Probeneintrittsöffnung eingesetzt werden kann.
Unter vorstehendem Gesichtspunkt versteht sich, daß die Mittelachse der Querbohrung zweckmäßig rechtwinkelig zur Längsachse der Nadel verläuft. In einer besonderen Ausgestaltung ist aber die Querbohrung mit einer Mantellinie quer zur Längserstreckung der Nadel an der @ur Spitze liegenden Seite ausgeführt,und Sie diametral gegenüberliegende Mantellinie verläuft schräg zur Längsriehtung der Nadel.
Dadurch kann,insbesondere dann, wenn ein senkrechtes Eintauchen der Nadel beabsichtigt, ist, der Austritt der zunächst enthaltenen Luft erleichtert werden. Hierbei ist zi berücksichtigen, daß Adhäsion und Kapillarwirkung gegeneinander wirken, aber in diesem Zusammenhang ergibt sich die Möglichkeit einer schnellen und einfachen Probennahme.
Hinsichtlich einer Vorrichtung mit der Nadel ergeben sich mehrere Gesichtspunkte, die die behandelte Aufnahme von Flüssigkeit einbeziehen, aber auch die Reinigung, insbesondere nach der Aufnahme der Probenflüssigkeit zur Entfernung von an der Außenseite haftender Flüssigkeit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Nadel unter halb der Querbohrung flach abgeschlossen. Mit dieser Form wird die benetzbare Oberflache unterhalb der Probenbohrung klein gehalten. Das gibt die Möglichkeit, diese Unterseite an einen Kissen ahzureiben, wobei randwei se beim Eindrükken des Kissens Saugwirkung,en entstehen, die auch die Außenseite reinigen.
In einer anderen Ausgestaltung hat die Nadel unter einer Querbohrung, an ihrem Ende eine sr)itz zulaufende Form. Diese spitz zulaufende Form ist insbesondere bei Schrägstellung zur abstreifenden Anlage vorteilhaft. Die bevorzugte Ausführungsform besitzt einen spitzwinkligen Kegel am Ende der Nadel. Diese spitzwinklige Form ist auch beim Abtropfen von Eesten der Probenflüssigkeit günstig. Bevorzugt wird dabei ein Spitzwinkel in der Größenordnung von 600, d.h.
eine Mantellinie des spitzwinkligen Kegels schließ etwa einen Winkel von 300 mit der Längsachse der Nadel ein.
In einer anderen zur Reinigung zweckmäßigen Ausführungsform mit einem stumpfwinkeligen Kegel am Ende der Nadel wird einbezogen, daß eine Eindrückung in ein Löschblatt erfolgt, um das untere Ende der Nadel zu reinigen, wobei der stumpfwinkelige Kegel die Eindringtiefe in eine Reinigungsschicht beschränkt. Bei der Ausführung mit einem im wesentlichen parabelförmigen Querschnitt am Nadelende wird auch bei der Entnahme an der Außenseite der Nadelspitze ein Abfließen der Probenreste beim Herausziehen der Nadel aus der Probenflüssigkeit e7<eicht, was jedoch besonders für die bevorzugte spitzwii kelige Ausführung am Nadelende zutrifft. Der spitzwinklige Kegel am Nadelende läßt besonders günstig, wie an sich auch der im wesentlichen parabelförmige Querschnitt, ein Abgleiten der Probenreste zu der Spitze zu, wobei aber auch eine Reinigung durch eine schräge Anlage der Nadel und Drehung unter Eindrückung in eine saugfähige Unterlage möglich ist.
Im Hinblick auf die bereits mehrfach angesnrochene Drehung liegt eine bevorzugte Ausführung in der Anordnung der Nadel an einem Handgriff mit einem Drehantrieb fUr die Nadel. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, eine Drehung nach einer Positionierung der Nadel beliebig und auch mit einer erhöhten Oeschwindigkeit einzustellen,als es eine Drehung von ifand aus zulaßt.
Bevorzugt wird dabei ein Drehantrieb, insbesondere manueller Drehantrieb, mit sich ändernden Drehrichtungen. Die sich ändernden Drehrichtungen haben den Vorteil, daß gerade bei der diffizilen Probennahme und -abgabe richtungsbestimmte Einflüsse aufgehoben werden können. Die Anordnung einer manuellen Drehrichtung in Verbindung mit dem Handgriff bringt zum Ausdruck, daß eine Bewegungsübersetzung vorhanden ist und beispielsweise durch einen hin- und herbewegbaren Betätigungshebel ein Drehantrieb, insbesondere einer biegsamen Welle, erfolgt, wobei durch die Hin- und Herbewegung verschiedene Drehrichtungen entstehen.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform liegt in einem in der Drehzahl einstellbaren Antriebsmotor, wobei verschiedene Drehzahlen für eine Flüssigkeitsausgabe und eine Reinigung vorgesehen sind. Ein solcher Motor ist zweckmäßig durch Druckknopfschalter einschaltbar, wobei auch bei Einhandbetätigung Trehzahlumsteuerhebel vorgesehen sind, so daß für die jeweilige Handhabung des Halters durch eine Person die erforderliche Betriebsbedingung einstellbar ist.
Dieses gilt auch für einen automatisierten Betrieb, für den die beschriebene Vorrichtung in besonderer Weise geeignet ist. Außer der zweckmäßigen Anordnung eines Spannfutters an einem als Handgriff ausgebildeten Halter zur lösbaren Befestigung der Nadel liegt eine vorteilhafte Ausbildung gerade mit einem Handgriff mit Drehantrieb auch in einer Steckvorrichtung für insbesondere einen Spannansatz einer Nadel, insbesondere mit federnd angeordneten Rastmitteln. Dieses eröffnet weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, insbesondere für einen Antrieb der Nadel, insbesondere einer zum Abschnitt drehbar angeordneten Lagerspitze durch eine biegsame Welle. Dabei wird bevorzugt, daß einer Steckvorrichtung zum Einsatz der Nadel ein Auswerfer zugeordnet ist, dem ein Betätigungshebel im Bereich des Handgriffs zugeordnet ist, und in der beschriebenen Ausführung, daß das Ende der biegsamen Welle als Auswerfer vorgesehen ist.
Die Verwendung einer biegsamen Welle führt zu einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch, daß zwischen dem Handgriff und einem ilalterabschnitt für eine Nadel ein Gelenk angeordnet sein kann.
Gerade im Zusammenhang mit der Querbohrung kann eine gleichmäßige, reproduzierbare Aufnahme durch einen gleichbleibenden Neigungswinkel beim Eintauchen der Nadel günstig beeinflußt werden, was optimal durch eine Automatikvorrichtung erreichbar ist. Dabei kann im Hinblick auf die auch bewegungen der Drehantrieb, insbesondere auch der Antriebsmotor einstell- und steuerbar sein. Die Anordnung des Antriebsmotors gilt sowohl für ein llandgerät als auch für ein automatisiertes Gerät.
Im Hinblick auf die Drehung der Nadel, die insbesondere zur Ausgabe der in der Querbohrung aufgenommenen Flüssigkeit vorteilhaft ist, weil diese Flüssigkeit nach dem Eintauchen der Querbohrung durch die Zentrifugalwirkung ausgeschleudert werden soll, wird bevorzugt, daß die Drehachse der Nadel zentrisch zur Nadel angeordnet ist und die wenigstens eine Querbohrung exzentrisch zur Längsactlse der Nadel vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich für die Auswurfbewegung eine besonders günstige Bedingung, die einerseits eine Schaufelbewegung und andererseits eine Sogbewegung an der Querbohrung vorsieht, so daß der Zweck in günstiger Weise erreicht wird.
In einer anderen vorteilhaften Ausführung ist die Drehachse exzentrisch zur Längsachse der Nadel vorgesehen.
Hierdurch wird der Rühreffekt erhöht, weil durch die quasi unrunde Bewegung der Nadel zur Drehachse ein Umquirlen der Flüssigkeit erreicht wird, in das die Probenflüssigkeit aus der Querbohrung ausgegeben wird.
Dabei liegt eine vorteilhafte Ausführung darin, daß die Drehachse auf der Langsmittellinie einer diametral angeordneten Querbohrung aus der Mitte versetzt angeordnet ist. Diese Ausführung fördert das Herausschleudern, was noch durch eine besondere Bohrungsprofilierung unterstützt werden kann. Der Rühreffekt wird in diesem Zusammenhang mit einer Umschafelung in einer weiteren Ausgestaltung dadurch verbessert, daß die Drehachse im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Querbohrung gegenüber der Längsachse im wesentlichen rechtwinkelig versetzt angeordnet ist. Alle diese Ausführungen fördern das Mischen mit dem Dosierinstrument, was besonders wesentlich ist und für bekannte Ausführungen mit axial ausgerichteten Funktionsbedingungen nicht erreichbar ist.
Dabei besteht ein neuartiges Verfahren zur Mikro-Probenaufnahme und -ahgabe darin, daß eine Vorrichtung in der Ausführung als Nadel mit angegebenen Merkmalen während der Probenaufnahme und -abgabe gedreht und die Probenflüssigkeit zugleich durch die Nadel umgerührt wird. Dadurch wird eine einwandfreie Probenaufnahme und -abgabe erleichtert.
Hinsichtlich der Anordnunn der wenigsens einen Querbohrung ist ein auch schräges Eintauchen der Nadel zur Probennahme vorteilhaft, damit das vollständige Füllen der Bohrung, von einer Seite beginnend, gewährleistet ist. In diesem Zusammenhang werden richtungsbestimmte Markierungen am Handgriff bevorzllgt, um den Verlauf der Querbohrung in der Nadel erkennbar oder kühlbar zu machen. Insofern können solche Markierungen nicht nur als Farbstriche, sondern auch als hervortretende ProSilierungen, zur in Form von Griffhebeln, ausgeführt sein.
Die Erfindung schafft ein überraschend einfaches Instrument in Form einer Nadel mit einer Querbohrung unter Einbeziehung obiger Ausgestaltungen. Eine weitere Verbesserung wird durch die Ausführung aus einem hydrophilen Material mit einer hydrophoben B.eschichtung erreicht. Dadurch werden Verschleppungsfehler weitestgehend vermieden, aber die Aufnahmeeignung einer Nano-Liter-Menge nicht nur aufrechterhalten, sondern auch verbessert. Die Ausführung mit einer Beschichtung eignet sich besonders fiir eine Nadel aus Kunststoff, wofür Polyäthylen beispielsweise genannt wird. Eine Beschichtung ist jedoch aus Metall möglich. Desgleichen sind hydrophobe Kunststoffe, z. B. auf Fluor-Kohlenwasserstoff-Basis vorteilhaft einsetzbar.
Besonders bei der Ausführung aus Kunststoff ist die in einem Halter, gegebenenfalls mit einem Motor oder einem Handdrehantrieb durch Baåonettoerschluß Steckverschluß oder Schraubverschluß einsetzbare Nadel als Einmalartikel geeignet. Bei der Ausführung, insbesondere aus Edelmetall, wird eine Reinigung bevorzugt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:' Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 in vergrößertem Maßstab in Teildarstellung eine Ausführungsform der Nadel, Fig. 3 in vergrößertem Maßstab ei:ien Schnitt längs der Linie III - III durch Fig. 2 Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprecheìlde Darstellung einer abgewandelten Ausführung, Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung einer weiteren Abwandlung, Fig. 6 eine schematische Seitenansicht des oberen Endes einer einsetzbaren Nadel zur Erliiuterung der Nadelhalterung bei einer Ausführung nach den Fig. 4 oder 5, Fig. 7 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform der Nadelspitze, Fig. 8 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Nadel spitze, teilweise im Schnitt, Fig. 9 eine weitere Teildarstellung der Nadelspitze einer weiteren Ausgestaltung.
Fig. 10 eine Darstellung der Madelspntze im Schnitt zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform, Fig. 11 eine der Fig. 10 entsprechende Ansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform, Fig. 12 eine besondere Ausführungsform einer Nadelspitze, teilweise im Schnitt, Fig. 13 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführung, Fig. 14 in vergrößertem Maßstab eine Teildarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Nadel endes, teilweise im Schnitt, Fig. 15 eine Seitenteilansicht einer Nadel zur ErlSuterung einer Ausführungsform eines Nadelendes, Fig. 16 eine der Fig. 15 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform, Fig. 17 eine der Fig. 15 entsprechende Darstellung einer noch weiteren Ausführungsform, Fig. 18 eine Teildarstellung, eines Nadelendes nach Fig. 15 zur Erläuterung der möglichen Reinigung, Fig. 19 eine Teildarstellung des Nadelendes nach Fig. 16 zur Erläuterung der Reinigung, Fig. 20 eine Teildarstellung eines Nadelendes nach Fifr. 17 in zwei Lagen zur Erläuterung der ußeren Reinigung bei dieser Ausführungsform5 Fig. 21 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eine besonderen Ausführungsform mit einem Handgriff, zu dem die Nadel einstellbar ist, wobei besondere Antriebsmittel und auch Maßnahmen für einen Abwurf gezeigt sind, Fig. 22 einen Teilschnitt längs der Linie XXII -X@II in Fig. 21.
In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. l ist eine prinzipielle Ausführung gezeigt. An einem Nandgriff 1 ist ein Spannfutter 2 angeordnet. In dieses Spannfutter ist eine Nadel 3 eingespannt. Diese Nadel hat einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,8 mm. An dem Ende bzw. der Spitze 4 der Nadel ist mit geringen Abstand von dieser Spitze eine als Querbohrung ausgeführte öffnung 5, auch als Queröffnung bezeichnet, angeordnet. Diese öffnung hat einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,3 mm. In den Maßangaben liegen vorteilhafte Ausführungen, die jedoch nicht beschränkend sind.
Im Hinblick auf die Mikro-Probennahme, auch im Zusammenhang mit Volumengrößen im Nano-Liter-Bereich, ergeben sich in einer vorteilhaften Ausgestaltung obige Abmessungen. Dabei wird einbezogen, daß das Verhältnis zwischen der Querbohrungslänge und dem Durchmesser der Querbohrung in der Größenordnung von etwa 2 liegt.
Die soweit beschriebene Fig. 1 stellt eine Ausführung der Erfindung dar, bei der die Nadel 3 auswechselbar ist. Es versteht sich, daß eine Nadel mit einem verstärkten Ende mit Abstand von der Spitze ausgeführt sein kann und daß dieses Ende selbst als Handgriff dien-t. Weiterhin wird einbezogen, daß das von der Spitze entfernte Ende der Nadel mit einer Profilierung gegebenenfalls einem Gewinde ausgeführt ist, durch welches eine Nadel in einem Handgriff mit einer Gegenprofilierung lösbar zu befestigen ist. Steck- und Klemmverschlüsse bekannter Art werden einbezogen.
Da die Querbohrung 5 die Nadel in einer,bestimmten Richtung durchsetzt, ist entweder an der Nadel 3 ein Steg 6 oder auch am Halter, beispielsweise am Spannfutter 2, ein Steg 7 angeordnet, durch den erkennbar ist, in welcher Richtung sich die Querbohrung 5 erstreckt. Dies kann für einen Eintauch- oder Reinigungsvorgang von Bedeutung sein.
Insbesondere bei hochviskosen Flüssigkeiten kamin eine schräge Eintauchrichtung der Probennadel zur Flüssigkeitsoberfläche nötig sein, wobei dann Vorrichtungen zweckmäßig angeordnet sind, die die Querbohrung der Probennadel immer in eine definierte Ausgangsstellung drehen, die sich im wesentlichen senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche befindet, Die Fig. 1 beinhaltet eine weitere Ausführungsform, die gestrichelt eingezeichnet ist. In dieser Ausführungsform ist der Schaft 8 des Spannfutters 2 mit der Welle 9 eines im Handgriff 1 untergebrachten Motors 10 verbunden. In diesem Falle enthält der Handgriff auch eine Energiequelle 11. Diese Energiequelle kann als Batterie ausgeführt sein oder aber einen Anschluß 12 aufweisen, der beispielsweise mit einem Netzstecker versehen ist, wobei im Bereich 11 Gleichrichter-Anordnungen oder dergleichen vorgesehen sein können.
Bei einer solchen Ausgestaltung ist aus dem Handgriff 1 wenigstens ein Hebel 13 herausgeführt. Dieser dient zum Einschalten einer Verbindung 14 zwischen der Energiequelle 11 und dem Motor 10. Dieser ist daher wahlweise einschaltbar. Dabei wird einbezogen, daß entweder noch ein zweiter Betätigungshebel 15 vorgesehen ist oder aber der Bedienungshebel 13 für eine weitere Funktion einstellbar ist, beispielsweise zugleich als Druck- und als Drehknopf ausgeführt ist. Dies hat den Zweck, verschiedene Drehzahlen des Rotors 10 einzustellen, entweder indem in an sich bekannter Weise Vorwiderstände einschaltbar sind oder aber bei Verwendung eines polumschaltbaren Motors verschiedene Drehzahlen durch die Polumschaltung wählbar sind. Die Steuermitte1 des Motors sind an sich bekannt.
In X?i,. 2 ist das Ende der Nadel 3 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Diese Nadel hat eine Spitze 4 wie sie noch anhand der Fig. 16 beschrieben werden wird. Aus Fig.
3 ist erkennbar, daß die Querbohrung 5 die Nadel 3 diametral in einer ½)querebene durchsetzt, wobei die Drehachse 16 zentrisc L angeordnet ist.
Die Fig. 4 und 5 zeigen hinsichtlich der Nadel und der Querbohrung 5 entsprechende Darstellungen. Dabei ist aber die Drehachse in Fig. 4 bei 17, d. h. seitlich gegenüber der Querbohrung exzentrisch angeordnet. Demgegenüber ist in Fig. 5 die Drehachse 18 in der Mittellinie der Querbohrung 5, jedoch aus der Mitte versetzt, auch exzentrisch angeordnet. Bei Verwendung des Spannfutters 2 nach Fig. 1 kann das erreicht werden, wenn am oberen Ende 19 der Nadel 3 ein Spannansatz 20 entsprechend außermittig angeordnet ist.
Diese außermittige Anordnung ha-b den Vorteil, daß bei Antrieb der Nadel durch den Motor, insbesondere bei der Abgabe einer aufgenommenen Probennenge, ein Rühr- oder Quirleffekt entsteht. Dieses ergibt sich aus der exzentrischen Bewegung der Nadel um die Drehachse, wobei sich Fliehkräfte an beiden Enden der Querbohrung in verschiedener Stärke ergeben, so daß auch der Austritt der enthaltenen Probenflüssigkeit gefördert wird.
Die Fig. 2 zeigt eine weitere Lösung dadurch, daß eine Drehachse 21 der Nadel unter einem Winkel zur Längsachse 22 der Nadel verläuft, so daß die Nadelspitze 4 eine l'aumelbewegung beim Umlauf entsprechend dem Pfeil 23 durchführt. Vorteilhaft ist eine wechselnde Drehrichtung, insbesondere verdeutlicht bei der manuellen Ausführung, einbezogen. Auch hierdurch ergibt sich ein Mischeffekt bei der Ausgabe einer kleinen Probenmenge.
Um diesen zuletzt anhand der Fig. 2 erläuterten Effekt zu erreichen, ist ein Spannansatz entsprechend 20 in Fig. 6 am oberen Nadelende 19 mittig, aber mit einer winkelig zur Längsachse der Nadel versetzten Längsachse angeordnet.
Auch diese Ausführung wird einbezogen. Unter gleichem Gesichtspunkt ist die Nadel abgebogen oder gekrümmt ausgeführt.
Anhand der Fig. 3 wird darauf hingewiesen, daß die soweit beschriebene Ausführung jeweils mit einer Querbohrung an dieser die indöffnungen 24, 25 hat. Wesentlich ist es auch unter den oben angegebenen Größen für Nadel- und Querbohrunsdurchmesser, dag dle Länge der Querbohrung größer ist als deren Du chmesser. Vorteilhaft kann die Bohrung ein Volumen in zur Größenordnung von 10 nl bis 100 nl haben.
Das Verhältnis vom Volumen zu den Endöffnungen ist aus den Fig. 3 - 5 erkennbar, in denen die Länge der Querbohrung mindestens doppelt so groß ist wie der Durchmesser einer Austrittsöffnung.
FUr die anhand der Fig. 4 und 5 beschriebene exzentrische Versetzung it erkennbar, daß es sich hierbei um einen Betrag entspre hend der Strecke 26 handelt, der auch in Fig.
6 dargestellt ist, wobei in einer zweckmäßigen Ausführungsform diese Strecke 26 etwa ein Viertel des Durchmessers des Nadelquerschnitts ausmachen kann. Der Winkel zwischen der Längsachse 22 der Nadel 3 und der Drehachse 21 in Fig.
2 beträgt beispielsweise 3°.
In diesen Zusammenhang wird bemerkt, daß die Exzentrizität oder die Schrägneigung der Nadel, soweit sie antreibbar ist, auch vorteilhaft fUr die Reinigung ist bzw. das Auswaschen, wenn die Nadel in eine Reinigungsflüssigkeit getaucht und angetrieben wird.
Fig. 7 zeigt eine Nadelspitze 4 einer Nadel 3, die im Gegensatz zur Querbohrung 5 in Fig. 2 zwei übereinander und im wesentlichen parallele Querbohrungen 27, 28 besitzt.
Bei hinreichend großem Abstand der Bohrungen ist eine stufige änderung des Volumens möglich. Das Beispiel nach Fig. 7 zeigt zwei Achsparallele übereinander in der mangsachse der Nadel angeordnete Querbohrungen. ißinbezogen werden zu einer weiteren stufigen Anderung des Volumens auch mehrere Querbohrungen übereinander, wobei auch einzelne Querbohrungen in zu der Richtung der Querbohrungen 27, 28 senkrechten Richtung verlaufen können, wie es gestrichelt für eine Querbohrung 29 angedeutet ist. In diesem Zusammenhang wird bemerkt, daß praktisch n Querbohrungen 27 -29 übereinander angeordnet sein können, wobei der Buchstabe n aus der Zahlenreihe ganzer Zahlen, beginnend bei 1, besteht.
Eine besondere Ausgestaltung zeigt die F@g. 8 durch Anordnung von zwei sich kreuzenden Bohrungen 30, 31 bzw. 32, 33.
Hierbei wird einbezogen, daß jeweils ein Paar der sich kreuzenden Bohrungen 30, 31 bzw. 32, 33 im Inneren der Nadel ineinander übergehen kann bzw. miteinander verbunden sind. Einbezogen wird durch Uberlappung der Querbohrungsquerschnitte im Inneren der Nadel ein Zusammenschluß aller Querbohrungen. Damit ergibt sich ein großes inneres Volumen als Aufnahmeraum bei kleingehaltenen Endöffnungen, von denen vier beispielsweise mit Yk, 35 bzw. 36, 37 bezeichnet sind.
Die Fig. 9 zeigt das untere Ende einer Nadel, bei welcher eine im Querschnitt langgestreckte Querbohrung 38 angeordnet ist. Diese Querbohrung ist schlitzförmig ausgestaltet und im Vergleich zum Nadeldurchmesser sehr schmal gehalten, um obige Bedingungen zu erfüllen. Anstelle des mit parallelen Längswänden ausgeführten Schlitzes 38 besteht die !töglichkeit einer elliptischen Ausgestaltung.
Fig. 1Ö zeigt eine Nadelspitze 4, bei welcher die Querbohrung 39 zwar mit einer senkrecht zur Längsachse 40 der Nadel verlaufenden Mittelachse der Querbohrung ausgeführt ist, aber die Endöffnungen 41, 42 verschiedene Größe haben. Praktisch handelt es sich um eine trichterförmige Querbohrung, wobei auch von einer zur Endöffnung hin erfolgenden Aufweitung gesprochen werden kann. Diese AusfUhrungsform hat den Vorteil, daß bei der Probennahme und auch bei der Probenabgabe durch Drehung oder Neigung der Nadel die aufnahme und Ausgabe der Probenflüssigkeit erleichtert wird, wobei insbesondere die Probenaufnahme hochviskoser Flüssigkeiten über die größere Endöffnung 42 erleichtert wird.
Gleiches gilt auch für eine Nadelspitze 4 nach Fig. 11, bei der die Querbohrung 43 eine Mantellinie 44 besitzt, welche senkrecht zur Längsachse 40 der Nadel 3 verläuft.
Die diametral dazu liegende Mantellinie 45 der Querbohrung ist demgegenüber schräg zur Längsachse angeordnet, so daß eine einseitige AuSweitung von einer Endöffnung 46 zu der gegenüberliegenden Endöffnung 47 jedoch mit dem Unterschied der gegenüber der Ausführung nach Fig. 10 vorliegt, daß beispielsweise beim senkrechten Eintauchen der Nadel die Probe leicht durch die größere Endöffnung 47 eintreten kann.
Beide Ausfü@rungsformen nach den Fig. 10 und 11 haben den Vorteil, da 3 bei der T)rehung der Nadel zur Ausgabe in eine Reaktionsflüssigkeit zunächst das Volumen in den Querbohrungen einen Massenmittelpunkt exzentriseh zur Mzttelachse 40, d.h. neben der Mittelachse, hat. hierdurch wird bei der Drehung ein besonders schneller Austrieb der Probenflüssigkeit unter Impulswirkung mit der Folge einer guten Zerstreuung oder Einmischung in die Reaktionsflüssigkeit erreicht.
Es versteht sich, daß auch die Querbohrungen 79, 43, nach den Fig. 10 und 11 mehrfach übereinander in einer Nadel angeordnet sein können.
Fig. 12 zeigt das untere Ende einer Nadel 3 mit einer Spitze 4, teilweise im Schnitt. Dabei sind sich kreuzende Querbohrungen 87, 88 in einer vertikalen Ebene der Nadel angeordnet. Diese Querbohrungen können nit-einander in Verbindung stehen oder aneinander vorbeilaufen, wobei auch eine gekrümmte Ausführung möglich ist. Die gezeigte Anordnung der Querbohrungen hat den Vorteil einer gSinstigen Aufnahme der Probenflüssigkeit dadurch, daß Luft nach oben leicht entweichen kann.
Die Ausführung nach Fig. 12 hat aber den zusRtzlichen Vorteil, daß die Außenseite der Nadel mit einer hvdrophoben Belag 89 versehen ist, wodurch Reinigungen in der beschriebenen Weise erleichtert werden. Der hydrophobe- Belag kann beispielsweise aus Metall bestehen, während die Nadel aus Kunststoff ausgeführt ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Wand der Querbohrung, sei sie nun nac Fig.
13 oder nach einer der anderen Ausführungsformen oder in äquivalenter Weise ausgeführt, eine bessere Adhäsion zur Probenflüssigkeit hat als die Außenseite der Wand 3. Hierdurch wird schon das Entstehen von Verschleppungsfehlern vermindert und der Reinigungsvorgang nach Probenentnahme erleichtert.
In der Fig. 13 ist der Querschnitt der Nadel 3 gezeigt, deren Längsachse 22 eingezeichnet ist. Dabei ist erkennbar, daß die sogenannte öffnung oder Querbohrung, 90 exzentrisch zu der Längsachse 22 angeordnet ist. Wenn auch in Fig. 3 die Querbohrung 90 geradlinig dargestellt ist, werden andere Ausgestaltungen mit einer Krümmung oder einer anderen Querschnittsausgestaltung einbezogen.
Die Fig. 1)4 - 17 zeigen an dem Ende einer Nadel 3 verschiedene Ausführungsformen von Nadelabschlüssen 49, 56, 4 und 57. Die Abschlüsse 4, 49 und 57 sind Nadelspitzen, wobei die Gestaltung nach Fig. 4 bereits in den Fig. 1 und 2 erkennbar ist.
Der Abschluß 56 in-Fig. 15 zeigt eine flache Form unterhalb der Que bohrung 5. Hierbei liegt praktisch ein Abschluß in eiter Querschnittsebene vor. Diese Ausführung hat nach Fig. 18 den Vorteil, daß nach einer Probenaufnahme sich am Abschluß 56 und unterhalb der Querbohrung 5 haltende Probenreste 58 praktisch vollständig entfernen lassen, wenn die Nadel mit diesem Abschluß in eine Unterlage 59, insbesondere in ein federndes Kissen oder ein dickes Löschblatt, eingedrückt wird. Dabei werden die Probenreste entsprechend den Pfeilen 60 praktisch völlig abgesaugt.
Die Fig. 14 zeigt eine Nadelspitze 49 als spitzwinkligen Kegel mit einem Spitzenwinkel in der Gr@ßenordnung von 600 zusammen mit der bevorzuqtcin Ausführun @form einer Querbohrung 48, die unter etwa 45° schräg @r Längsachse der Nadel 3 diametral durch diese verläuft Diese Kombination erleichtert die Handhahung heim Fü@@en tInd bei der Ausgabe der Probenflüssigkeit, zugleich aer auch besonders ein Ablaufen von Resten der Probenflüssigkeit, wobei zusätzlich bei schräger Anordnung der Nadelspitze 49 auf einer Unterlage, die noch anhand der Fig. 19 in einer anderen Ausführungsform beschrieben wird, vielleicht anhaftende Probenreste durch Nadeldrehung ahgewischt werden können, wobei die kegelförmige spitzwinklige Ausführung das Erfassen des gesamten Kegelmantels bei einer mrehung in einer Schrägstellung zuläßt.
Nach Fig. 16 ist die Nadelspitze 4 mit einem im wesentlichen elliptischen Querschnitt ausgestaltet. Das hat die eingangs angegebenen Vorteile wobei ein A@laufen ermoglicht wird, aber auch, wie in Fig. 19 gezeigt ist, bei schräger Anordnung der Nadelspitze li auf einer Unterlage 59, insbesondere einem Löschpapier, durch Drehung er Nadel entsprechend dem Pfeil 61 anhaftende Probenreste abgewischt werden können.
Sowohl die Ausführung nach Fig. 14, als auch in der Ausführung nach Fig. 16, besteht nicht die Gefahr, daß die Endöffnungen der Querbohrung r oder 48 auf die rSnterlarre gelangen.
Der Abschluß 57 nach Fig. 17 in Form eines stumpfwinkeligen Kegels f)? hat den bereits oben erwähnten Vorteil der Möglichkeit @ines Abfließens von Probenresten, wobei letzteres je och bei der Ausführung nach Fig. 14 günstiger ist. Auch bei der Ausführung nach Fig. 17 wandern Probenreste zur Spitze. Während bei der Ausführungsoform nach Fig. 14 las Abtropfen demgegenüber durch den Spitzenwinkel erleichtert wird, kann der Abschluß 57 leichter nach Fig. 20 in eine Unterlage 59 der beschriebenen Art eingedrückt erden, so daß die sich dort sammelnden Probenreste 63 unterhalb der Querbohrung 5 abgesaugt werden.
Die jeweilige Wahl des Abschlusses der Nadel wird durch die verwendete Probenflüssigkeit mitbestimmt.
In len ri. 21 und 22 ist eine Vorrichtung auch mit einem als Handgriff 1 ausgeführten Halt er gezeigt. An diesem Handgriff 1 ist über ein Gelenk 91 ein Halterabschnitt 92 verschwenkb@r angelenkt; beispielsweise sind im Bereich ds Gelenkes 0,1 und eirSe senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Gelenkachse jeweils zwei sich überlappende Ansätze 93, 94 beidseitig am @andgriff l und am Abschnitt 92 vorgeschen und durch Gelenkzapfen verbunden. Dabei sind im Bereich der Gelenkzapfen von außenauf die Ansätze drückende Federn angeordnet,und die aneinanderliegenden Flächen der Ansätze 93, 94 sind aufgerauht, so daß eine eingestellte Schrenklage aufrechterhalten bleibt.
Das im ganzen mit 91 bezeichnete Gelenk ist außen von einem Balg 95 umgeben und insoweit geschützt. Die Gelenkzapfen zwischen den Ansätzen 93, 94 an beiden Seiten lassen die Mitte des Gelenkes frei zum Durchgang einer biegsamen Welle 96. Diese biegsame Welle ist frei verdrehbar einerseits in einem Lager 97 im Handgriff 1 gelagert und andererseits in einem Lager 98 in dem Abschnitt 92. An den sich konisch verjüngenden Abschnitt 92 schließt sich in axialer Richtung festgelegt, aber zu dem Abschnitt 92 verdrehbar, eine Lagerspitze 99 an, welche an ihrem freien Ende eine insbesondere exzentrisch zu ihrer Mittelachse angeordnete Profilierung 100 als Teil einer Steckvorrichtung aufweist, in welche der Spannansatz 20 einer Nadel 3 gemäß vorstehender Beschreibung einsetzbar ist. Hierbei ist die Steckvorrichtung 100 so ausgeführt, daß die Nadel unter Aufbringung von Handkraft einsetzbar und herausnehmbar ist, aber durch in der Steckvorrichtung angeordnete federnde Rastmittel genügend fest in ihrer Lage gehalten wird, so daß sie die auferlegten Bunktions-bewegungen durchführen kann.
Die Lagerspitze 99 ist durch ein formal ingezeichnetes, mit 101 bezeichnetes Drehlager unverlierbar an dem Halterabschnitt 92 gelagert, wobei in der Hitt ; des Lagers 101 ein Durchgang 102 für die biegsame Welle vorgesehen ist.
In der Lagerspitze ist die biegsame Welle axial verschiebbar, aber drehfest in einem Lager 103 geführt, beispielsweise ist das Lager 103 mit einer Inmenverzahnung ausgeführt, in welcher die biegsame Welle 96 in diesem Bereich mit nach außen gerichteten Federn verschiebbar ist, so daß eine Drehung der biegsamen Welle 96 auch die Lagerspitze 99 verdreht, so daß entsprechend die Nadel 3 ln Verdrehung p:P-setzt wird.
Das Ende der biegsamen Welle ist neben der Steckvorrichtung 100 in die Anschlußfläche 105 der Nadel 3 neben dem pnnnnrnsatz 20 geführt, so daß durch eine Axialbewegung der biegsamen Welle 96 die Nadel 3 abgeworfen werden kann.
er bildet dieses Ende der biegsamen Welle einen Auswerfer 104, wobei dieses Bezugszeichen auch das Ende der biegsamen Welle bezeichnet.
Die biegsame Welle ist im Bereich des Handgriffs 1 in axialer Richtung verschiebbar durch ein Winkelgetriebe 106 nach Art eines Kegelradgetriebes geführt, wobei die biegsame Welle wiederum mit einem mit radial gerichteten Federn versehenen Abschnitt durch eine Kegelradnabe mit Innenverzahnung drehfest, aber längsverschiebbar geführt ist. I,it diesem Kegelrad kämmt ein im Handgriff 1 angeordnetes Jegelrad 107, auf dessen Nabenansatz, der im Handgriff 1 gelagert ist, ein Zahnrad 108 angeordnet ist. Dieses Zahnrad steht mit einer Zahnstange 109 in Eingriff, die unter Einwirkung einer Feder 110 verschwenkbar an einen am Ifand. riff 1 angeordneten Betätigungshebel 111 gelagert ist. D eser £3etätigungshebel 111 ist seinerseits um ein Gelenk 12 am Handgriff 1 gelagert und durch eine zwischen dem I! ndgriff 1 und ihm angeordnete Feder 113 nach außen gedri lt. Durch eine Hin- und Herbewegung des Betätigungshebels 111 in Richtung des Doppelpfeiles 114 wird die Nadel 3 in eine hin- und hergehende Drehung versetzt, und zwar entsprechend dem ttin- und Hergang der Zahnstange 1 zum Zahnrad 108.
Tm Bereich des Gelenkes 91 greift ein Schwenkhebel 115 mit einen äußeren Betätigungshebel 116 in den Verlauf der biegsamen Welle 96. Diese ist durch eine Öffnung 117 im inneren Kopf 113 des Schwenkhebels 115 geführt. Der Kopf stützt sich auf einem Flansch 119 der biegsamen Welle ab. Der Schwenkhebel 115 ist durch eine Feder 120 in der gezeigten Stellung gehalten. Bei Bewegung des H.and,riffs 116 bzw.
des Schwenkhebels entgegen dem Uhrzeigersinn um sein Gelenlr 121 wird die biegsame Welle 96 vorgeschoben, so da eine Nadel 3 abgeworfen wird.
Es versteht sich, daß der Flansch 119 mit reibungsvermindernden Mitteln, gegebenenfalls auch einer gelagerten Ring scheibe, ausgeführt sein kann, um die Drehbewegung der biegsamen Welle 96 unter der Auswurfvorrichtung mit dem Schwenkhebel 115 nicht zu hemmen.
Oberhalb des Winkelgetriebes 106 bzw. eines nach innen (ezogenen Steges 122 im Handgriff 1 ist eine Feder 123 abgestützt, die das zugeordnete Ende der biegsamen Welle 96 umgibt und sich an einem Federwiderlager 124 an der bier,: samen Welle abstützt. Das Federwiderlager 124 is-t schematisch eingezeicanet. Es kann drehbare Mittel enthalten, damit durch die Abstützung die Drehung der biegsamen Welle nicht beeinträchtigt wird. Die Feder 123 hat den Zweck, immer dafür Sorge zu tragen, daß der Auswerfer 104 in seine zurückgezogene Stellung geführt wird, wenn der Betä-tigungshebel 115 zurückgeführt wird. hierbei kann an der Nabe des Federwiderlagers 124 ein Anschlag zu einem inneren Steg 125 im Handgriff vorgesehen sein, um die weitest Rückbewegung zu begrenzen. dieser innere Steg 125 nimm-t beispielsweise gleichzeitig das Lager 97 auf.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Mikro-Probennahme mit einem in eine Probenflüssigkeit eintauchenden Element, das eine kapillare Öffnung zur Entnahme einer Probenmenge aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element als Nadel (3) mit wenigstens einer Querbohrung (5, 27 - 29, 30 - 33, 38, 39, 43, 48, 87, 88, 90) geringen Quer schnittes zur Probenaufnahme ausgeführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der als beidseitig offene Querbohrung ausgeführten oeffnung an wenigstens einer Stelle gegenüber wenigstens einer Endöffnung (34, 35, 36, 37, 41, 46) an einem Ende der Querbohrung klein ist zur Länge der Querbohrung (5, 27 - 29, 30 - 33, 38, 39, 43, 48, 87, 88).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querbohrung (48) in einer axialen Diametralebene der Nadel (3) schräg zur Nadellängsachse, insbesondere unter einem Winkel von etwa zur NadellNngrsachse, angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere öffnungen (27 - 29, 30 - 33) übereinander in der Nadel (3) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch wenigstens ein Paar gekreuzter Querbohrungen (30 - 33), insbesondere in einer Querschnittsebene.
6. Vorrichtun; nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch sich kreuzende Querbohrungen (87, 88) in einer vertikalen Ebene der Nadel (3).
7. Vorrichtunrr, nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine öffnung (38) einen unrunden, insbesondere langgestreckten, Querschnitt hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unrunden Querschnitt aufweisende öffnung (38) als Schlitz ausgeführt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennz@ichnet, daß die Querbohrung (39, 43) zu wenlgstens einem Ende hin aufgeweitet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch P, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrunz (all) mit einer Ma-ntellinie (44) quer zur Längserstreckung der Nadel (3) an der zur Spitze (4) liegenden eite ausgeführt ist und die diametral gegenüberliegende Mantellinie (45) schräg zur Längsrichtung der Nadel verläuft.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -- 10, dadurch gekennzeichnet, da, die Nadel (3) unterhalb der Ouerbohrung (5) flach abgeschlossen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (3) unter einer Querbohrung (5) an ihrem Ende eine spitz zulaufende Form (4, 57) hat.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen spitzwinkligen Kegel (49) am Ende der Nadel.
14. Vorrichtun nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spitzwinkel in der Größenordnung von 600 angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen stumpfwinkligen Kegel (62) am Ende der Nadel (3).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 10, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen parabelförmigen Querschnitt am Nadelende (4).
17, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 16, gekennzeichne durch die Anordnung der Nadel (3) an einem Handgriff (1) mit einem Drehantrieb für die Nadel (3).
13. Vorrichtung nach Anspruch 1?, gekennzeichnet durch einen Drehantrieb, insbesondere manuellen Drehantrieb (1f - 111), mit sich ändernden Drehrichtungen.
1r1. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen gegen die Kraft einer Feder (113) hin- und herbewegbaren Betätigungshebels (111).
20. Vorrichtung nach Anspruch 1'7, gekennzeichnet durch einen in der Drehzahl einstellbaren Antriebsmotor (10), wobei verschiedene Drehzahlen für eine Flüssigkeitsausgabe und eine Reinigung vorgesehen sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, d an dem als Handgriff (1) ausgebildeten Halter ein Spannfutter (2) zur lösbaren Befestigung der Nadel (3) angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Steckvorrichtung für insbesondere einen Spannansatz (20) einer Nadel (3), insbesondere mit federnd angeordneten Rastmitteln.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch Richtungsmarkierungen (6, 7) an der Nadel (3) und/oder am Spannfutter (2), insbesondere in Form von Stegen.
24-. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Nadel (3) zentrisch zur Nadel angeordnet ist und die wenigstens eine Querbohrung (90) exzentrisch zur Längsachse (22) der Nadel (3) vorgesehen ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch f:ekennzeichnet, daß die Drehachse (17, 18) exzentrisch zur Scangsachse der Nadel (3) vorgesehen ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (18-) auf der Längsm,ittellinie einer diametral angeordneten Querbohrung (5) aus der Mitte versetzt angeordnet ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (17) im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Querbohrung (5) gegenüber der Längs-, achse der Nadel (3) im wesentlichen rechtwinkelig versetzt angeordnet ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine unter einem Winkel zur Längsachse der Nadel (3) versetzte Drehachse der Nadel.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 - 28, gekennzeichnet durch einen exzentrisch oder schräg in bezug zur Nadellängsachse (21) angeordneten Spannansatz (20).
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 17, dadurch gekennzeichnet daß die Nadel (3) abgebogen oder gekrümmt ausgeführt ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 29, gekennzeichnet durch die Ausführung der Nadel (3) aus einem hydrophilen Material mit einer hydrophoben Beschichtung (89).
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch eine Ausführung der Nadel (3) aus Kunststoff.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 32, gekennzeichnet durch einen Durchmesser der Nadel (3) in der Größenordnung von 0,8 mm und einen Durchmesser der Querbohrung in der Größenordnung von 0,3 mm, insbesondere ein Verhältnis von Querbohrungslänge zu Querbohrungsdurchmesser in der Größenordnung von etwa 2.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17, 18, 20, 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Handgriff (1) und einem lialterabschnitt (92) für eine Nadel (7) ein Gelenk (91) angeordnet ist.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1?, 18, 20, 21, 34 gekennzeichnet durch den Antrieb der Nadel, insbesondere einer zum Abschnitt (92) drehbar angeordneten Lagerspitze (99) durch eine biegsame Welle (96).
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1?, 18 und 35, dadurch gekennzeichnet, daß einer Steckvorrichtung (100) zum einsatz der Nadel (3) ein Auswerfer (104) zugeordnet ist, dem ein Betätigungshebel (116) im Bereich des IIandgriffs (1) zugeordnet ist.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 und 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der biegsamen Welle -(96) als Auswerfer (104) vorgesehen ist.
38. Verfahren zur Mikro-Probenaufnahme und Abgabe mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche l - 17, 24 - 30, 33, dadu2I.l gekennzeichnet, daß die Vorrichtung während der Probenaufnahme und -ahgabe gedreht und die Pfobenflüssigkeit zugleich durch die Vorrichtung umgerührt wird.