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PIPETTIERVORRICHTUNG
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Die Erfindung betrifft eine Pipettiervorrichtung mit einer Hubkolben-Pipette,
insbesondere Mehrfachpipette, mit wenigstens einer Kolben-Zylinder-Anordnung, deren
Zylinder in offener Verbindung mit einer Pipettierspitze steht und deren Kolben
mit Hilfe eines Handgriffs in dem Zylinder verschiebbar ist, und mit einer Küvettenhalterung
mit in ihrer Anzahl und Anordnung den Pipettierspitzen entsprechenden Küvetten.
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Derartige Pipettiervorrichtungen werden bei chemischen Untersuchungen
eingesetzt und dienen dazu, abgemessene Mengen von Probemflüssigkeit oder Reagentien
aus den Küvetten zu entnehmen oder in die Küvetten abzugeben.
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Die Küvettenhalterung umfaßt zumeist ein größeres Gehäuse, das zugleich
ein Meßgerät wie beispielsweise ein Absorptiometer zur Durchführung der chemischen
Untersuchungen aufnimmt. Die Küvetten sind in einer Reihe auf einem Küvettenträger
angeordnet, der derart lösbar in das Gehäuse einsetzbar oder auf dieses aufsteckbar
ist, daß mit Hilfe des Meßgerätes die Messungen an den in den Küvetten enthaltenen
Substanzen vorgenommen werden können.
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Die Pipette ist zur rationellen Durchführung von Reihenuntersuchungen
zumeist als Mehrfach-Pipette ausgebildet und weist ein Gehäuse mit mehreren in einer
Reihe an der Unterseite angeordneten hohlen Ansätzen auf, auf die jeweils eine Pipettierspitze
aufsteckbar ist. Die Abstände zwischen den Ansätzen stimmen mit den Abständen zwischen
den Küvetten in der Küvettenhalterung überein, so daß die Pipettierspitzen gleichzeitig
in die Küvetten eingeführt werden können. Die Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten
sind innerhalb des Pipettengehäuses angeordnet und stehen jeweils mit
einem
der Ansätze in Verbindung. Die Kolben sämtlicher Kolben-Zylinder-Einheiten sind
durch eine quer verlaufende Stange miteinander verbunden und sind elastisch nach
oben vorgespannt. Ein am oberen Ende des Pipettiergehäuses angebrachter Griff ist
mit einem Auslöseknopf versehen. Durch Niederdrücken des Auslöseknopfes werden sämtliche
Kolben gleichzeitig um den gleichen Weg nach unten verschoben.
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Für die Genauigkeit der Messungen ist es wesentlich, daß die mit Hilfe
der Pipette aufgezogenen oder abgegebenen Flüssigkeitsmengen genau bestimmbar sind.
Zu diesem Zweck ist der Griff herkömmlicher Pipetten mit einem mit Hilfe einer Mikrometerschraube
verstellbaren Anschlag versehen, der den Weg des Auslöseknopfes und damit den Hubweg
der Kolben begrenzt. Es besteht jedoch die Gefahr, daß sich bei der Handhabung der
Pipette die Mikrometerschraube für den Benutzer unbemerkt verstellt und daß es auf
diese Weise zu Fehlpipettierungen und damit zu Meßungenauigkeiten kommt.
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Wenn eine bestimmte Flüssigkeitsmenge auf die Pipettierspitzen aufgezogen
und anschließend wieder abgegeben wird, so bleiben aufgrund der Adhäsion häufig
Flüssigkeitsreste in den Mündungen der Pipettierspitzen zurück. Damit auch diese
Flüssigkeitsreste herausgedrückt werden können, ist der Anschlag zur Begrenzung
des Kolbenhubes zumeist derart ausgebildet, daß der Auslöseknopf unter Uberwindung
eines Druckpunktes ein Stück über die eigentliche Begrenzungsstellung hinaus in
eine sogenannte Ausdrückstellung verschoben werden kann. Wenn sich der Auslöseknopf
beim Aufziehen der Flüssigkeit nicht in der vorgesehenen Begrenzungsstellung, sondern
in der Ausdrückstellung befindet, so kommt es ebenfalls zu einer Fehlpipettierung,
da eine zu große Flüssigkeitsmenge angesaugt wird.
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Häufig muß in dem Augenblick, in dem mit Hilfe der Pipette
Reagenzien
in die Küvetten abgegeben werden, eine Zeitmessung oder ein anderer Meßvorgang ausgelöst
werden. Es ist bekannt, die Pipette über ein Kabel mit der Uhr bzw. dem Meßgerät
zu verbinden, damit die Auslösung der Messung mit der Betätigung des Auslöseknopfes
gekoppelt und auf diese Weise die genaue Gleichzeitigkeit gewährleistet wird.
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Das Kabel ist jedoch bei der Handhabung der Pipette hinderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach zu handhabende
Pipettiervorrichtung zu schaffen, die zuverlässig eine hohe Genauigkeit der mit
der Pipettierung im Zusammenhang stehenden Messung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wirderfindungsgemäß gelöst durch wenigstens einen synchron
mit dem Kolben bewegbaren Geber und einer Abtasteinrichtung zur Erfassung der Bewegung
des Gebers.
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Durch die Abtasteinrichtung wird somit indirekt der Hubweg des zugeordneten
Kolbens bzw. der zugeordneten Kolben gemessen, so daß Fehlpipettierungen anhand
des Meßergebnisses zuverlässig festgestellt werden können. Das für die aufgezogene
oder abgegebene Flüssigkeitsmenge representative Meßergebnis kann dem Benutzer über
eine Anzeige direkt angezeigt und/oder mit einem voreingestellten Sollwert verglichen
werden, so daß das Meßgerät abgeschaltet oder ein Warnsignal erzeugt werden kann,
wenn der Meßwert um mehr als die vorgesehene Toleranz von dem Sollwert abweicht.
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Auf diese Weise können Fehljustierungen der Mikrometerschraube oder
Fehler beim Aufziehen der Flüssigkeit (Kolben in der Ausdrückstellung) zuverlässig
erkannt und beseitigt werden. Die Anzeige des Pipettiervolumens ermöglicht es ferner,
genaue Pipettierungen vorzunehmen, ohne den Anschlag für den Auslöseknopf zu benutzen.
Darüber hinaus kann mit Hilfe der Abtasteinrichtung auch die Pipettier-
geschwindigkeit
erfaßt werden, so daß erforderlichenfalls die vorgesehene Pipettiergeschwindigkeit
genau eingehalten werden kann.
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Bevorzugt ist die Abtasteinrichtung in der Küvettenhalterung untergebracht,
und der Geber umfaßt einen aus dem Pipettengehäuse austretenden Auslösestift, der
auf einen in der Küvettenhalterung verschiebbaren Ablesestift einwirkt, wenn die
Pipette auf die Küvettenhalterung aufgesetzt wird.
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Dies hat den Vorteil, daß in dem Pipettengehäuse kein Raum für die
Abtasteinrichtung, die Anzeige und dergleichen vorgesehen zu werden braucht, und
es braucht auch kein hinderliches Kabel an die Pipette angeschlossen zu werden.
Die Abtasteinrichtung kann derart ausgebildet sein, daß bei Beginn des Kolbenhubes,
nach einem bestimmten Hubweg oder bei Erreichen einer bestimmten Pipettiergeschwindigkeit
automatisch eine Zeitmessung oder ein sonstiger Meßvorgang ausgelöst wird.
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Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt eine teilweise aufgeschnitte Ansicht einer
Mehrfach-Pipette und eines Teils einer Küvettenhalterung.-Eine Pipettiervorrichtung
umfaßt eine Mehrfach-Pipette 10 und eine Küvettenhalterung, von der in der Zeichnung
lediglich ein Küvettenträger 12 dargestellt ist, der in ein nicht gezeigtes, eine
Meßeinrichtung aufnehmendes Gehäuse einsetzbar ist.
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Die Pipette 10 umfaßt ein Gehäuse 14, das an seiner Unterseite im
gezeigten Beispiel 5 konische Ansätze 16 aufweist.
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Auf jeden der Ansätze 16 ist eine auswechselbare Pipettierspitze
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aufgesteckt. An die Ansätze 16 schließt sich innerhalb des Gehäuses 14 jeweils koaxial
ein Zylinder 20 einer Kolben-Zylinder-Einheit an. Die zugehörigen Kolben 22 sind
durch einen waagerecht in dem Gehäuse 14 verlaufenden Kolbenträger 24 miteinander
verbunden.
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Das Gehäuse 14 weist an seinem oberen Ende einen Griff 26 auf, der
an seinem oberen Ende mit einer Handhabe 28 versehen ist. Eine koaxial durch den
Griff 26 verlaufende Betätigungsstange 30 weist am oberen Ende einen Auslöseknopf
32 auf und ist am unteren Ende mit dem Kolbenträger 24 verbunden.
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Die durch die Kolben 22, den Kolbenträger 24 und die Betätigungsstange
30 gebildete Einheit ist mit Hilfe nicht gezeigter Federn elastisch nach oben in
eine durch nicht gezeigte Anschläge definierte Null-Stellung vorgespannt. Der Griff
26 ist als Mikrometerschraube ausgebildet, deren oberer hülsenförmiger Teil 34 einen
in der Höhe verstellbaren Anschlag 36 für den Betätigungsknopf 32 bildet. Der Verschiebeweg
des Auslöseknopfes 32 und damit der Hubweg der Kolben 22 wird somit durch den Anschlag
36 begrenzt. Das dem jeweils eingestellten Kolbenhub entsprechende Volumen ist an
einer Skala 38 der Mikrometerschraube ablesbar.
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Das Gehäuse 14 weist an beiden Enden je eine in einer Reihe mit den
Ansätzen 16 angeordnete Zentrierhülse 40 auf, in der ein mit dem Kolbentrager 24
verbundener Auslösestift 42 in senkrechter Richtung verschiebbar geführt ist. In
der in der Zeichnung dargestellten Null-Stellung fluchten die unteren Enden der
Auslösestifte 42 mit den unteren Öffnungen der Zentrierhülse 40. Die Zentrierhülsen
sind an ihrem äusseren Umfang im Bereich des unteren Endes konisch verjüngt.
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Der Küvettenträger 12 weist fünf in einer Reihe angeordnete Fächer
44 auf, in die jeweils eine Küvette 46 eingesetzt ist. An den Enden ist der Küvettenträger
12 jeweils mit ei-
ner senkrechten Bohrung 48 versehen, in der
ein Ablesestift 50 bzw. 52 verschiebbar geführt ist. Die Ablesestifte 50, 52 sind
jeweils mit einem Bund 54 versehen und durch eine Feder 56 nach oben vorgespannt.
Auf der Oberseite des Küvettenträgers 12 sind koaxial zu den Ablesest.ften 50,52
zwei Zentrierteile 58 vorgesehen, die komplementär zu den konischen unteren Enden
der Zentrierhülsen 40 ausgebildet sind.
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Die Ablesestifte 50,52 sind mit Markierungen 60 bzw. 62 versehen,
die eine Ablesung des Verschiebeweges mit Hilfe einer Abtasteinrichtung 64 bzw.
66 gestatten. In der Zeichnung ist an dem linken Auslösestift 50 ein Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, bei dem die Abtasteinrichtung innerhalb des Küvettenträgers 12
angeordnet ist. An dem rechten Auslösestift 52 ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
bei dem die Abtasteinrichtung 66 in dem den Küvettenträger 12 aufnehmenden Gehäuse
angeordnet ist. In diesem Fall tritt der Ablesestift 52 nach unten aus dem Küvettenträger
12 aus. Bei den Abtasteinrichtungen 64,66 handelt es sich beispielsweise um optische
Abtasteinrichtungen, induktive Weggeber oder mechanisch betätigte Potentiometer.
Derartige Abtasteinrichtungen sind für sich bekannt und sollen daher nicht im einzelnen
beschrieben werden.
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Wenn die Pipette 10 derart auf den Küvettenträger 12 aufgesetzt wird,
daß die Zentrierhülsen 40 in die Zentrierteile 58 eingreifen, so sind die Pipettierspitzen
18 derart festgelegt, daß ihre Mündungen einen vorgegebenen Abstand zum Boden der
betreffenden Küvette 46 aufweisen. Dieser Abstand ist derart wählbar, daß die Flüssigkeit
durch die Pipettierspitzen ungehindert angesaugt und abgegeben werden kann und daß
Verunreinigungen der Mündungen der Pipettierspitzen durch Ablagerungen am Boden
der Küvetten zuverlässig vermieden werden.
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Wenn der Auslöseknopf 32 zur Abgabe oder vor dem Aufziehen von Flüssigkeit
niedergedrückt wird, so treten die Auslösestifte 42 in die Bohrungen 48 ein und
verschieben die Ablesestifte 50,52 nach unten, so daß der Verschiebeweg abgetastet
und angezeigt oder in sonstiger Weise ausgewertet werden kann. Der senkrechte Bewegungsspielraum
der Ablesestifte 50,52 ist mit Vorteil derart bemessen, daß die Ablesestifte auch
dann durch die Federn 56 gegen die unteren Enden der Auslösestifte 42 gedrückt werden,
wenn sich die Auslösestifte in der Null-Stellung befinden. Auf diese Weise wird
ein toter Gang zwischen den Auslösestiften und den Ablesestiften vermieden. Die
Markierungen 60 bzw. 62 sind auf die in dieser Stellung von den Ablesestiften eingenommene
Position geeicht.
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Nach dem Abnehmen der Pipette 10 können die oberen Enden der Zentrierteile
58 durch nicht gezeigte Kappen verschlossen werden, damit eine Verschmutzung der
oberen Enden der Ablesestifte vermieden wird.
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Für die Feststellung des Kolbenhubes reicht eine einzige Abtasteinrichtung
64,66 aus. Falls jedoch an beiden Enden der Küvetten-Reihe Abtasteinrichtungen vorgesehen
sind, so wird eine höhere Sicherheit gegenüber systematischen Fehlern, beispielsweise
Fehljustierungen der Abtasteinrichtungen oder des Kolbenträgers 24 erreicht.