DE3507032A1

DE3507032A1 - Vorrichtung zum volumenmaessigen abmessen und einschleusen einer probe in ein messgefaess unter luftabschluss

Info

Publication number: DE3507032A1
Application number: DE19853507032
Authority: DE
Inventors: Hans Uwe Prof. Dr.rer.nat. 7910 Neu-Ulm Wolf; Rolf Prof. Dr.med. 6500 Mainz Zander
Original assignee: Wolf hans Uwe profdrrernat
Current assignee: Wolf hans Uwe profdrrernat
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1986-08-28
Also published as: DE3507032C2

Description

Vorrichtung am volumenmäßigen Abmessen und Einschleusen einer Probe in
ein Meßgefäß unter Luftabschluß nie Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es ermöglicht, eine Probe einer Flüssigkeit oder eines Gases volumenmäßig abzumessen, um diese Probe ohne Kontakt mit der äußeren Atmosphäre in ein mit dieser Vorrichtung fest und gasdicht verhundenes Meßgefäß, insbesondere eine Küvette, einzuschleusen.
In vielen Fällen, in denen die Messung des Gehalts oder der Konzentrastirn einer Substanz in einem flüssigen oder gasförmigen Medium durchgeführt werden soll, ist es erforderlich, ein genau festgelegtes Volumen dieses Mefilms abzumessen und dieses in ein bestimmtes Volumen einer Flüssigkeit, gegebenenfalls einer speziellen Reaktionsflüssigkeit, einzudosieren, bevor in einem eigens dazu vorgesehenen Gefäß (z. B. in einer Küvette), die Messung der optischen Dichte der zu bestimmenden Substanz erfolgen kann. Dies trifft insbesondere darin zu, wenn die zu bestimmende Substanz in ihrer ursprünglichen Form farblos ist und erst nach Reaktion mit einer Reaktionsflüssigkeit eine Färbung annimmt.
Blatt 2 der Patentanmeldung "Vorrichtung an volumenmäßigen Abmessen...." Die Abmessung des Volumens der in die Küvette einzubringenden Probe kam auf unterschiedliche Weise erfolgen, z. B. durch Benutzung einer herkömml ichen gradu ierten Pipette, einer Präzisionsspritze, einer automatischen Pipette mit auswechselbarer Einmalspitze oder mit Hilfe einer Einmalkapillare mit definierter Länge und Durchmesser, d. h. definiertem Volumeninhalt.
Alle genannten Verfahren besitzen neben bestimmten Vorteilen auch z. T. gravierende Nachteile, was ihre Verwendbarkeit unter bestimmten Bedingungen erheblich einschränken kann. So ist bei den ersten beiden Vorrichtungen (graeluierte Pipette und Przisionsspritze) der Aufwand zur Reinigung der gebrauchten Vorrichtungen setr hoch, weswegen in neuerer Zeit automatische Pipetten mit Einmalspitze oder Einmalkapillaren eingesetzt werden. Ein gravierender Nachteil der beiden letztgenannten Vorrichtungen (savie der herkömmlichen Pipette) besteht andererseits darin, daß diese Vorrichtungen absolut ungeeignet sind, eine bestimmte Probe in eine gegenüber der äußeren Atmosphäre mit Hilfe einer gasundurchlässigen Membran hermetisch abgeschlossenen Küvette einzudosieren, wie sie z. B. in der von Zander, Lang und Wolf ententwickelten Sauerstoffkiivette vorliegt (s. hierzu R. Zander, w. Lang und H. U. Wolf, A New Method for Measuring the Oxygen Content in Microliter Samples of Gases and Liquids: the Oxygen Cuvette, in OXYGEN TRANSPORT TO TISSUE III (1978) (I. A. Silver, Nl. Erecinska and H. I. Bichler, Eds.), Plenum Publishing Corporation, New York, pp. 107 - 111; DBP 26 16 952.8). Eine solche Membran kam aus naheliegenden Gründen nur von einer feinen Kanüle einer Injektionsspritze ijbenvunden werden. Wird zur Eindosierung der betreffenden Proben generell eine Präzisionsspritze benötigt, dann ist es wegen der hohen Kosten solcher Spritzen nötig, sie mehrmals zu benutzen, was den oben erwähnten Nachteil einer gründlichen Reinigung und Trocknung dieser Spritzen zwischen jeweils zwei Benutzungen nach sich zieht. Darüber hinaus ist die Handhabung einer derartigen Präzisionsspritze in Bezug auf die exakte Einstellung des Volumens und die Berficksichtigung des Kanülentotraums relativ aufwendig und umständlich.
Blatt 3 der Patentanmeldung Vorrichtung zum volumenmtißigen Abmessen...." Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren llilfe es möglich ist, zum einen ein definiertes Volumen einer FlJssigkeits- oder Gasprobe abzumessen, und zum anderen diese Probe in das Innere eines hermetisch gegen die äußere Atmosphäre abgeschlossenen Meßgefäßes, insbesondere einer küvette, einzuschleusen. Durch Verbindung dieser Vorrichtung mit einer herkömmlichen Küvette wird somit eine kombinierte Vorrichtung geschaffen, die es ermöglicht, eine Probe volumenmäßig abzumessen, unter Luftabschluß in eine Küvette einzuschleusen und ihre optische Dichte bzw. deren zeitlichc Anderung ebenfalls unter Luftabschluß zu messen.
Atis Praktikabilitätsgründen soll diese Vorrichtung als Einmalvorrichtung, d. h. als eine einmal zu benutzende und dann zu verwerfende Vorrichtung, konzipicrt werden.
Diese Auf gabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit Hilfe einer Vorrichtung als Bestandteil eines Meßgefäßes, insbesondere einer Küvette, eine Probe durch Lageänderung eines mit einer definierten Bohrung versehenen Stöpsels volumenmäßig abgemessen und unter Luftabschluß in das Innere des Meßcfäßes eingeschleust wird.
Ein erstes Ausffihrungsbeispiel kann so beschrieben werden, daß eine herkömmliche Küvette (z. B. eine solche mit einem quadratischen Querschnitt von 10 mm auf 10 mm) einen Aufsatz erhält, der die folgenden Konstruktionsmerkmale aufweist (s. hierzu Abb. 1, deren oberer Teil einen Querschnitt und deren unterer Teil einen Längsschnitt durch die Vorrichtung zeigen, wobei die Schnittebenen jeweils durch die sog. Probenbohrung (s. u.) verlaufen): Dieser Aufsatz besteht aus einem quaderförmigen Körper (11), der vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. Ein derartiger Aufsatz, der zu einer 10 mm x 10 mm Küvette (12) paßt, besitzt beispielsweise die Maße 13 mm x 13 mm (Grundfläche) x 5 mm (Höhe). Senkrecht zur Grundfläche besitzt dieser Körper eine kreisförmige Bohrung (13). Der Radius dieser Bohrung ist Blatt 4 der Patentanmeldung Vorrichtung zum volumenmäßigen Abmessen...." frei wählbar. Er richtet sich in gewissem Maße nach dem Volumen der abzumessenden Probe. Zweckmäßigerweise liegt der Radius dieser Bohrung zwischen 2 und 4 mm. In diese Bohrung wird ein Stöpsel (14) mit gleichem Radius, d. h. sehr genau passend, eingesetzt. In Ausgangsstellung liegt die untere Begrenzungsfl äche des Stönsels in Ffihe der unteren Begrenzungsfläche des quaderförmigen Aufsatzes. Der Stöpsel, der an seinem oberen Ende eine runde 2 oder quadratische Fläche (15) von 150 - MO mm besitzt, läßt sich mit einem Kraftaufwand, der durch Daumen und Zeigefinger eines Erwachsenen erbracht werden kann, um mind. 5 mm in Richtung Küvetteninneres bewegen.
Sowohl der Küvettenaufsatz als auch der in die oben erwähnte Bohrung eingebrachte Stöpsel besitzen eine waagerecht zum Boden des Aufsatzes ververlaufende zzYeite Bohrung (16), die zur Aufnahme der zu untersuchenden Probe dient. Sie wird im folgenden als "Probenbohrung" bezeichnet. Diese Bohrung verläuft zveckma3igerweise von Mitte zu Mitte der seitlichen Begrenzungsflächen des Quaders und damit - bei einer zentralen Anordnung des Stöpsels im Quader - auch durch die Mitte des Stöpsels. In Ausgangsstellung des Stöpsels treFfen sich die Bohrung der quaderförmigen Platte und die Bohrung des Stöpsels exakt und bilden somit eine durch den Aufsatz gehende dünne Röhre.
Der Radius der waagerecht verlaufenden Probenbohrung ist determiniert durch das Volumen der Probe, das durch Verschieben des Stöpsels abgemessen 3 werden soll. Soll dieses Volumen z. ß. 10 ul = 10 mm betragen und mißt der Radius des Stöpsels 4 mm, d. h. die Gesamtlänge der Bohrung 8 mm, dann ergibt sich der Radius der Probenbohrung zu 0.63 mm.
Funktionsweise der Vorrichtung: Ist der Stöpsel des Aufsatzes in Ausgangsstellung, wird die zu untersuchende Probe, z. B. Blut, seitlich an ein Ende der Probenbohrung herangebracht. Sie zieht sich dann durch die Wirkung Blatt 5 der Patentanmeldung Vorrichtung zur volumenmäßigen Abmessung..,." von Kapillarkräften durch die gesamte Probenbohrung bis zum gegenfiberliegenden Ende hinein. Ist die Probenbohrung auf diese Leise luftfrei mit der zu untersuchenden Probe gefüllt, wird der Stöpsel in Richtung Küvetteninneres (17) so weit verschoben, bis der im Stöpsel liegende Teil der Probenbohrung, der nach den obigen Ausführungen nun eine genau abgemessene Menge der Probe enthält, Kontakt mit dem Inhalt der Küvette erhält. Hier wird dann die Probe durch die in der Küvette enthaltene Flüssigkeit durch Schütteln aus der Bohrung herausge\vaschen und mit der Flüssigkeit vermischt. Das Einschleusen der Probe in die Küvette erfolgt also unter Ausschluß eines Kontakts der in der Küvette enthaltenen Flüssigkeit mit der äusseren Atmosphäre.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Vorrichtung, das sich als Auf satz für r(nndkiivetten eignet, ist durch die folgenden Konstruktionsmerkmale gekennzeichnet (s. dazu Abb. 2, deren oberer Teil einen Querschnitt und deren unterer Teil einen Längsschnitt durch die Vorrichtung zeigen, ebei die Schnitteebenen jeweils durch die sog. Probenbohrung verlaufen): In einer itilse (21) mit einem inneren Radius von ca. 2 - 5 mm und einer Wandstärke von 2 - 3 mn ist die Innenfläche als ein konischer Schliff gearbeitet, in welchen ein konisch geschliffener Stöpsel (22) eingepaßt ist. Senkrecht zum Schliff verläuft durch Außenhülse und Stöpsel eine Bohrung (23), die wie in der Variante 1 die zu untersuchende Probe aufnehmen soll (Probenbohrung).
In einem Winkel von jeweils 900 zu den Probenbohrungsteilen in der Hülse sind auf der Innenseite der Hülse 2 Nuten (24) angeordnet, die auf der Höhe der Probenbohrung beginnen und bis in das Innere (25) der mit diesem Aufsatz fest und gasdicht verschlossenen Küvette (26) reichen. Durch geeignete Dimensionierung von Stiipselradius und Probenbohrungsradius kann das Volumen der Probe wie gewünscht genau festgelegt werden.
Blatt 6 der Patentanmeldung Vorrichtung zur volumenmäßigen Abmessung..." Funktion der Vorrichtung: Nach Aufnahme der Probe in die Probenbohrung wird der Schliffstöpsel um 90° gedreht und hierdurch mit den beiden in das Innere der Küvette reichenden Nuten in Verbindung gebracht. Dadurch kann die im Probenbohrungsanteil des Stöpsel vorhandene, genau abgemessene Probe mit Hilfe der in der Küvette enthaltenen Flüssigkeit in die Küvette überführt werden. Das Einschleusen der Probe erfolgt also auch hier ohne Kontakt des Kiivetteninhalts mit der äußeren Atmosphäre.
- Leerseite -

Claims

Ansprüche der Patentanmeldunq "vorrichtung zur volumenmäßigen hbmessun..." Ansprfiche 1. Vorrichtung als Bestandteil eines '.leßgefäßes, insbesondere einer Küvette, zum Dosieren einer Probe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Probe lurch Lageverschiebung eines mit einer definierten Bohrung versehenen Stöpsels volumenmäßig abgemessen und unter Luftabschluß in das Innere eines Meßgefäßes eingeschleust wird.
2. Vorrichtung rauch Anspruch 1, ci a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Abmessen und Einschleusen der Probe durch Verschieben eines senkrecht in einer Platte angeordneten Stöpsels erfolgt, durch die Bohrung des Stöpsels direkten Kontakt mit dem Innenrad des Meßgefäßes erhält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Abmessen und Einschleusen der Probe durch 90°-Drehung eines konisch in einer Hülse angeordneten Stönsels erfolgt, wodurch die Bohrung des Stöpsels über mvei an der Innenseite der Hülse befindliche Nuten direkten Kontakt mit dem Innenraum des Meßgefäßes erhält.