DE3781762T2 - Mehrkanal-pipette. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Labor-Pipetten und insbesondere eine neue und verbesserte mengeneinstellbare Mehrkanal- Pipettiervorrichtung für den labormäßigen Einsatz. Die Vorrichtung ist speziell konzipiert zum Füllen der Mulden von Vielmuldenplatten, wie diese für die verschiedensten Tests und Versuche eingesetzt werden.
• Die zur Zeit verfügbaren mengeneinstellbaren, von Hand zu haltenden Mehrkanal-Pipettiervorrichtungen für labormäßigen Einsatz beinhalten eine Reihe von zwölf Dosierzylindern, die senkrecht verlaufen und durch eine über den Zylindern angeordnete vertikal bewegliche Kolbenanordnung gesteuert werden. Ein senkrecht über der Kolbenanordnung verlaufender Handgriff trägt seinerseits einen senkrecht beweglichen und mit der Kolbenanordnung in Verbindung stehenden Plunger, welcher die Kolben zur Füllung der Dosierzylinder und zur Abgabe von Fluid aus denselben bewegt. Der Hub des Plungers ist einstellbar, so daß die von der Vorrichtung abgegebene Fluidmenge variiert werden kann.
• Jede der vorbekannten Vorrichtungen hat mehrere Nachteile: Zunächst einmal ist das Gerät für einen bedienungsfreundlichen Einsatz unter einer Laminar-Luftströmungshaube, wie diese normalerweise bei sterilen Labormaßnahmen benutzt wird, zu groß. Zweitens ist das Gerät für eine Entkeimung im Autoklaven nicht geeignet: wird es mit gefährlichen Organismen kontaminiert, so muß unter Umständen die gesamte Vorrichtung weggeworfen werden. Drittens bedarf es beider Hände, die mit den Dosierzylindern verbundenen Wegwerf-Düsenspitzen zu entfernen. Viertens arbeitet der Düsenspitzen-Abstreifer nicht wirkungsvoll. Die Vorrichtung bietet hinsichtlich des Auswerfermechanismus keinerlei mechanischen Arbeitsgewinn, so daß in solchen Fällen, da die Düseneinsätze oder -spitzen mit einem zur Vermeidung von Leckagen ausreichend hohen Druck gegen den Grund der Dosierzylinder gepreßt werden, der Mechanismus die Spitzen nicht immer auszuwerfen vermag. Statt dessen müssen sie separat von Hand oder mit Hilfe einer Zange ausgebaut werden. Fünftens gibt es beträchtliche Abweichungen in der volumetrischen Genauigkeit und Reproduzierbarkeit von einem Dosierzylinder zum nächsten. Die gerade, lange Kolbenanordnung ist Dehnungen und Durchbiegungen ausgesetzt, wobei eine gewisse Lose in die Anordnung eingebracht werden muß, um die erforderlichen Freiräume zu schaffen. Sechstens bedient sich der vorstehend beschriebene Stand der Technik zur Einstellung des Plungerhubs einer mechanischen Drehung und besteht keine Möglichkeit, zwischen den Zählerziffern liegende Teilwerte einzustellen. Siebtens führt die wiederholte Benutzung des Geräts zur Ermüdung und ist es aufgrund schlechter Ausgestaltung der Vorrichtung auch schwierig, die Spitzen auf die kleinen Mulden auszurichten, weil der Griff nicht richtungsorientiert und die das Gerät haltende Hand sehr weit von den Düsenspitzen entfernt ist.
• Die FR-PS Nr. 2 521 724 offenbart eine Mehrkanal-Pipettiervorrichtung mit einem C-förmigen Gehäuse mit einem oberen und einem unteren Arm, die durch einen Handgriff mit Abzugsmechanismus miteinander verbunden sind; sowie einer Mehrzahl von Düsen, die im Gehäuse angeordnet sind und mit entsprechenden Zylindern in Verbindung stehen, wobei der Abzugsmechanismus betätigbar ist zur Bewegung einer Mehrzahl von Kolben in die Zylinder hinein und aus diesen heraus mit dem Zweck, Fluid in die Düsen einzuziehen bzw. aus ihnen auszustoßen. Zwar ist diese Pipettiervorrichtung aufgrund ihrer ergonomischen Ausgestaltung und Größe wesentlich zweckmäßiger als das vorbeschriebene mengeneinstellbare Gerät, jedoch nicht verstellbar, sondern wird vielmehr in Form von vier unterschiedlichen Modellen für jeweils eine bestimmte Abgabemenge angeboten. Weiterhin reicht ihre Genauigkeit für bestimmte Anwendungen nicht aus.
• Mit der vorliegenden Erfindung werden die Beschränkungen und Nachteile der vorbeschriebenen einstellbaren Pipettiervorrichtung in vertikaler Reihenkonstruktion ausgeschaltet, indem die Dosierzylinder horizontal im Gehäuse angeordnet sind, wodurch die Gesamthöhe der Pipettiervorrichtung um mehrere Zoll verringert wird.
• Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Arbeitsstellung die Zylinder im oberen Arm und die Düsen im unteren Arm eines C-förmigen Gehäuses befinden und jeder Zylinder über ein durch den Handgriff verlaufendes Rohr mit der ihm zugeordneten Düse verbunden ist.
• In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform trägt der Arm eine Gruppe ausgerichteter Düsen, die als Halter für die Spitzen dienen. Der obere Arm trägt einen horizontal angeordneten Zylinderblock, in dem in kreisförmiger Gruppierung eine Mehrzahl von Zylindern nahe der Zylinderblockachse vorgesehen sind. Der Zylinderblock ist koaxial mit einer starren präzisionsgearbeiteten Führungsstange, auf der eine Muffe verschiebbar gelagert ist. Die Muffe ihrerseits wird durch einen ersten Abzug betätigt, der von der Vorderseite des Griffs im Gehäuse vorspringt. Ein verstellbarer Anschlag in koaxialer Anordnung mit der Muffe sowie zur einfachen und genauen Einstellung desselben eine Mikrometervorrichtung mit drehbarer Trommel, Skalen und Indexstrich auf dem oberen Arm sind ebenfalls vorgesehen. Der Anschlag steuert die Hublänge der Muffe, über welche die Dosierung erfolgt.
• Vorzugsweise beinhaltet die Pipettiervorrichtung einen Düsenspitzen-Auswerfer, der einen sehr wesentlichen mechanischen Vorteil bietet und mit der das Gerät haltenden Hand betätigt werden kann. Hierdurch läßt sich die Vorrichtung bequem und zweckmäßig einsetzen und kann der Auswerfer auch solche Düsenspitzen entfernen, die sehr fest mit den Haltern verkeilt sind. Der Spitzenauswerfer weist vorzugsweise einen zweiten Abzug auf, welcher auf dem unteren Gehäusearm horizontal bewegbar ist, und umfaßt eine Auswerferplatte, die im unteren Arm senkrecht verschoben werden kann. Eine Nockenanordnung verbindet den zweiten Abzug mit der Auswerferplatte, was einen wesentlichen mechanischen Vorteil darstellt und eine einfache Betätigung gewährleistet.
• Die volumetrische Genauigkeit der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung in ihrer bevorzugten Ausführungsform ist außergewöhnlich hoch. Von großer Wichtigkeit ist der Wegfall der langen Kolbenlagerung nach dem Stand der Technik, und deren Ersatz durch eine kreisförmig und mittig um eine biegesteife, präzisionsgearbeitete Führungsstange aus Stahl herum angeordnete Gruppe von Zylindern. Zur genauen Dosierung kann eine Mikrometervorrichtung benutzt werden, die ein genaues Einstellen zwischen den Ziffern bzw. Werten der Mikrometerskala gestattet. Diese vereinfacht auch die Schnelleinstellung des Geräts sowie dessen Nullung.
• Wegen ihrer guten ergonomischen Ausgestaltung kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung über Stunden hinweg im Dauereinsatz gearbeitet werden. Der Handgriff ist als Pistolengriff konzipiert, was auch das genaue Anpeilen mit den Düsenspitzen vereinfacht.
• Die Werkstoff für die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind auf solche Materialien beschränkt, die einer wiederholten Behandlung im Autoklaven bei 250&sup0;F standzuhalten vermögen. Mehrere Metallteile des Geräts sind aus nichtrostendem Stahl oder Aluminium gearbeitet.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sei nunmehr lediglich als Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es bedeutet:
• Fig. 1 eine Seitenansicht einer nach den Merkmalen der Erfindung ausgeführte Mehrkanal-Pipettiervorrichtung;
• Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite der Pipettiervorrichtung entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1 bzw. auf die unteren Enden der Düsenspitzenhalter;
• Fig. 3 eine teilweise weggebrochen gezeichnete Rückansicht der Pipettiervorrichtung;
• Fig. 4 eine horizontale Querschnittsansicht der Pipettiervorrichtung entlang der Schnittlinie 4-4 aus Fig. 1 durch den Griffteil des Gehäuses der Pipettiervorrichtung hindurch;
• Fig. 5 ein Senkrecht-Querschnitt entlang der Schnittlinie 5-5 aus Fig. 5 durch den unteren Arm des Gehäuses der Pipettiervorrichtung hindurch;
• Fig. 6 eine Querschnittsansicht der Pipettiervorrichtung, in der einige Teile weggebrochen sind und die die verschiedenen Bauteile der Vorrichtung innerhalb des Gehäuses montiert darstellt;
• Fig. 7 eine senkrechte Querschnittsansicht auf der Schnittlinie 7-7 aus Fig. 6 durch den oberen Arm der Pipettiervorrichtung hindurch;
• Fig. 8 und Fig. 9 jeweils eine senkrechte Querschnittsansicht des oberen Arms der Pipettiervorrichtung, welche den Abzug in der unbetätigten bzw. betätigten Stellung zeigen; und
• Fig. 10 eine senkrechte Teilschnittansicht durch den hinteren Teil des oberen Arms der Pipettiervorrichtung, welche den verstellbaren Anschlag zeigt und den Abzug in seiner zum Ausstoß zurückgezogenen Stellung darstellt.
EINZELBESCHREIBUNG
• Die erfindungsgemaße Mehrkanal-Pipettiervorrichtung wie in der Zeichnung dargestellt weist ein Gehäuse 20 auf mit oberen und unteren horizontalen Armen 22 und 24, die über einen Griffabschnitt 26 miteinander verbunden sind. Ein Hauptabzug 28 befindet sich zwischen den oberen und unteren Armen 22 und 24 des Gehäuses und ist zur Betätigung der Pipettiervorrichtung in den Griffabschnitt 26 zurückziehbar. Ein zweiter Abzug 30 ist an der Oberseite des unteren Arms 24 angeordnet und steuert einen Abstreifmechanismus zum Entfernen von auf den Düsenspitzenhaltern sitzenden Wegwerf-Düsenspitzen. Das Gehäuse 20 umfaßt vordere und hintere Körper 32 und 34, die durch eine Mehrzahl von Schrauben 36 zusammengehalten werden, sowie eine Trommel 38 als Bestandteil der Mengeneinstellung. Die verschiedenen Einzelteile der Vorrichtung seien nunmehr in ihren Einzelheiten beschrieben.
• Der untere Arm 24 der Pipettiervorrichtung ist mit 12 Spitzenhaltern 50 in Form von Düsen bestückt, die in Öffnungen 52 in der unteren Wandung 54 des hinteren Körpers 32 (siehe Fig. 3 und 5) angeordnet sind.
• Jede Spitze wird durch einen an der Innenseite des unteren Arms 24 angeordneten Haltering 56 und einen an der Außenseite des Arms angeordneten und an der unteren Wandung bzw. Unterseite 54 anliegenden O-Ring 58 in ihrer Einbaustellung fixiert. Die O-Ringe 58 wiederum sitzen in einer flachen Ausnehmung in den Spitzenhaltern und sind auf einer Seite durch Flansche 60 begrenzt. Jeder Spitzenhalter weist einen axialen Durchgang 62 auf und ist weiterhin mit einer konischen Außenfläche 64 versehen, auf welche eine Wegwerfspitze aufgeschoben und über die passenden Kegel von Halter bzw. Spitze lagemäßig fixiert werden kann. Die Wegwerfspitzen 66 sind gestrichelt in Fig. 1 und 5 angedeutet. Die O-Ringe 58 bieten für die Pipettiervorrichtung einen wesentlichen Vorteil. Bei Anordnung einer Reihe von zwölf Pipettenspitzen 66 in einem Gestell, aus dem sie von den Spitzenhaltern 50 aufgenommen werden sollen, können Unterschiede in den Spitzenhöhen bzw. Durchbiegungen in dem die Spitzen aufnehmenden Gestell auf treten. Die O-Ringe 58 sorgen für eine senkrechte Ausrichtung mit jedem einzelnen Spitzenhalter 50, so daß Toleranzabweichungen ausgeglichen und die Spitzen aufgenommen werden können. Es ist dies ein Problem, das speziell in Pipettiervorrichtungen mit acht und zwölf Kanälen zu beobachten ist.
• Wie aus den Fig. 3, 5 und 6 ersichtlich ist jeder Spitzenhalter an seinem oberen Ende mit einem Stück Schlauchleitung 68 verbunden, das auf den oberen Vorsprung 70 des Spitzenhalterkörpers aufgeschoben werden kann. Der Durchgang 62 durch jeden Spitzenhalter steht mit der Leitung 68 in Verbindung. Das obere Ende eines jeden Leitungsstücks 68 wiederum ist an einem der Zylinder im Zylinderblock 140 im oberen Arm 22 der Pipettiervorrichtung angeschlossene der nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird.
• Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Abstreiferplatte 80 im unteren Arm 24 des Gehäuses 20. Diese erstreckt sich aus dem unteren Arm 24 durch einen Schlitz 82 in der unteren Wandung 54 zwischen den Paßkanten der hinteren und vorderen Körper 32 und 34. Das untere Ende der Abstreiferplatte 80 trägt einen Fuß 84, der von der Unterseite des senkrechten Teils der Abstreiferplatte aus in Richtung Spitzenhalter 50 verläuft. Der Fuß 84 der Abstreiferplatte 80 umfaßt einen Großteil des Umfangs eines jeden Spitzenhalters über die Schlitze 86 im Fuß 84.
• Die Abstreiferplatte 80 ist im Gehäuse 20 frei nach oben und unten beweglich. Sie wird geführt durch Zusammenwirken der senkrechten Seitenkanten 90 und 92 der Abstreiferplatte mit den nahe benachbarten Wandungen 91 und 93 des unteren Arms des Gehäuses 20. Betätigt wird die Abstreiferplatte durch einen unmittelbar auf der oberen Wandung bzw. Oberseite 94 des unteren Arms 24 des Gehäuses 20 angeordneten zweiten Abzug 30.
• Die Abstreiferplatte 80 beinhaltet als feste Bestandteile ein Paar wie in Fig. 6 dargestellt rückwärts nach oben verlaufender paralleler Flansche 100 und 102 (siehe Fig. 5). Die Flansche bilden zusammen mit dem dazwischenliegenden Schlitz 104 eine hakenähnliche Verbindung mit dem unteren Ende 106 der Verlängerung 108 des Abzugs 30 im unteren Arm 24 des Gehäuses 20. Der obere Teil 110 des zweiten Abzugs 30, der oberhalb des unteren Arms 24 vorspringt bzw. frei liegt, ist über einen zwischen den Paßkanten der Oberseite 94 des unteren Arms ausgebildeten Schlitz 112 mit der Verlängerung 108 verbunden. Der Abzug 30 als solcher ist fest verlagert, jedoch durch Eingriff des Flansches 114 auf der Abzugsverlängerung 108 mit dem einteilig mit dem vor deren Körper 34 ausgebildeten Flansch 116 auf dem unteren Arm horizontal verschiebbar. Der untere Teil 106 der Abzugsverlängerung 108 trägt weiterhin ein Paar Flansche 118 und 120, daß mit den Flanschen 100 und 102 sowie dem dazwischenliegenden Schlitz zusammenwirkend die hakenförmige Verbindung zwischen dem Abzug 30 und der Abstreiferplatte 80 herstellt. Die Flansche 118 und 120 sind gegenüber der Waagerechten passend zu den Flanschen 100 und 102 geneigt.
• Der Abzug 30 ist in die in Fig. 6 dargestellte vordere Stellung vorgespannt mittels einer Spiralfeder 124, die an einem Ende mit dem Stift 126 auf der Abzugsverlängerung 108 und an ihrem anderen Ende mit dem an einer Abdeckplatte 130 im unteren Arm 24 sitzenden Stift 128 verbunden ist.
• Wird der zweite Abzug 30 gegen die Vorspannung der Feder 24 (Bewegung horizontal nach rechts wie in Fig. 6 dargestellt) zurückgezogen, so bewirkt die Verriegelung seiner geneigten Flansche 118 und 120 mit den auf den Abstreiferplatte angeordneten Flanschen 100 und 102 eine Abwärtsbewegung der Abstreiferplatte 80 aus der Stellung gemäß Fig. 6 und der durchgezogen dargestellten Position in Fig. 5 in die gestrichelt gezeichnete Stellung in dieser Fig. 5, wodurch der Fuß 84 die Wegwerfspitzen 66 von den einzelnen Spitzenhaltern 50 abstreift. Der Fuß gelangt mit den Bördelungen 67 auf den Spitzen in Eingriff und schiebt dadurch die Spitzen von den Haltern. Wird der Abzug 30 wie bei der Einwirkung der Feder 124 ausgesetzt, so erfolgt die Rückführung in die Stellung gemäß Fig. 6 mit dem Ergebnis, daß die Abstreifplatte nach oben geht und der Fuß 84 eine Hochstellung einnimmt und neue Spitzen auf den Haltern 50 montiert werden können.
• Der Neigungswinkel der Flansche 100, 102, 118 und 120 zur Waagerechten beträgt vorzugsweise 100. Dieses Verhältnis der Flansche zur horizontalen Bewegungsbahn des zweiten Abzugs 30 ergibt für den Spitzenauswerfer einen mechanischen Arbeitsgewinn von etwa 7 : 1, so daß selbst verkeilte Spitzen bei einhändiger Bedienung von ihren Haltern abgedrückt werden können.
• Wie aus Fig. 5 ersichtlich, unterteilt die Abdeckplatte 130 den unteren Arm 24 in hintere und vordere Abteile 132 und 134. Abstreifplatte 80 und Zweitabzugsverlängerung 108 liegen im vorderen Abteil 134, während die verschiedenen Schlauchleitungsstücke 68 im hinteren Abteil 132 untergebracht sind. Die Abdeckplatte 130 erstreckt sich nach oben in den Griffteil 26 des Gehäuses, um die Leitungsstücke in diesem Gehäuseabschnitt zu fixieren. Durch diese Platte wird eine Beeinträchtigung der- horizontalen Bewegung des Abzugs 30 sowie der senkrechten Bewegung der Abstreifplatte 80 verhindert.
• Der obere Arm 22 des Gehäuses 20, der eine im wesentlichen zylindrische Querschnittsform aufweist, enthält verschiedene Vorrichtungen für die Dosierung von Fluid beim Einzug in die und Ausstoß aus der Pipettiervorrichtung durch Betätigung des Erst- oder Hauptabzugs 28. Die einzelnen Bauteile der Vorrichtungen im oberen Arm 24 sind in den Fig. 6 bis 10 dargestellt.
• Der hintere Teil des oberen Arms 22 (das näher am Griffteil 26 und an der hinteren Wandung des Gehäuses liegende Ende) trägt einen zylindrischen Zylinderblock 140, der im oberen Arm 22 und koaxial mit diesem angeordnet ist und durch Ringflansche 142 und 144 auf den hinteren bzw. vorderen Enden des Zylinderblocks gehalten wird. Ein flacher Kanal 146 ist auf den Innenflächen des hinteren und vorderen Körpers 32 bzw. 34 ausgebildet zwecks Aufnahme des Ringflanschs 144, um dessen axiale Bewegung im oberen Arm 22 zu verhindern. Der Zylinderblock 140 kann aus Metall oder einem ähnlichen Material hergestellt sein. Zwölf parallele Zylinder 148 sind in kreisförmiger Gruppierung im Zylinderblock 140 angeordnet, wobei sich ihre Achsen parallel zu und im gleichen Abstand von der Zylinderblockachse befinden. Jeder Zylinder steht in Verbindung mit einem Durchgang 150 mit Verlauf durch einen auf der Rückseite des Zylinderblocks angeordneten Nippel 152. Die Nippel 152 sind teleskopierend mit den oberen Enden der mit den Spitzenhaltern 50 gekoppelten Rohrstücke 68 verbunden. Das vordere Ende eines jeden Zylinders 148 mündet in die Stirnfläche des Zylinderblocks, wobei jede vordere Zylinderöffnung wie durch die Bezugsziffer 153 gekennzeichnet abgeschrägt ist, um den Einlauf der axial in den Zylindern gleitenden Kolben 152 zu vereinfachen. Jeder Kolben 152 trägt einen O-Ring 154 als Abdichtung zwischen Kolben und Zylinderwandung. Jeder Kolben 152 wiederum wird von einer Kolbenstange 156 getragen, die sich nach vorn zu einem Bestandteil des ersten Abzugsmechanismus 28 bildenden Ringflansch 160 erstreckt. Die Kolbenstangen 156 sind mittels Schrauben 161 am Flansch 160 befestigt.
• Eine Hauptführungsstange 162 ist im oberen Arm 22 koaxial mit diesem angeordnet. Das rückwärtige Ende 164 dieser Stange 162 ist in der hinteren Wandung 166 des Gehäuses auf der Trennungslinie zwischen dem hinteren und dem vorderen Körper 32 bzw. 34 verankert.
• Die Führungsstange 162 weist zwei Hauptabschnitte auf, nämlich einen glatten zylindrischen Abschnitt 174 und einen vorderen Gewindeabschnitt 176. Der Gewindeabschnitt 176 ist in einer mit Innengewinde versehenen Welle 178 eingeschraubt, welche über eine Schraube 170 mit einem Stellknopf 172 verbunden ist. Der hintere Teil der Führungsstange 174 dient der Aufnahme einer verschiebbaren Muffe 180, die als Kunststoff-Preßteil einstückig mit dem ersten Abzug 28 ausgebildet ist (Fig. 8 und 9). Die Muffe 180 trägt den Ringflansch 160, an welchem die Kolbenstangen 156 mittels Schrauben 161 befestigt sind. Aus Fig. 17 ist ersichtlich, daß ein Schlitz 183 im Zylinderblock 140 in der 6-Uhr-Position ausgebildet ist, durch den eine Flachplatte 185 zur Verbindung der Muffe 180 mit dem Fingergriffteil des Abzugsmechanismus 28 verläuft. Durch diesen Schlitz 183 ist wie aus Fig. 7-9 ersichtlich der Abzug auf der Führungsstange 162 bewegbar. Somit wird durch Betätigung des ersten Abzugs 28 eine Axialbewegung der Kolben 152 in den Zylindern 148 und im Zylinderblock 140 bewirkt. Da zwölf Zylinder 148 und zwölf in diesem bewegliche Kolben 152 vorhanden sind, werden auch zwölf Kolbenstangen 156 mit dem auf der Muffe 180 gelagerten Ringflansch 160 verbunden.
• Die Vor- und Rückwärtsbewegung der Muffe 180 auf der Führungsstange 162 wird durch die rückseitige Fläche 182 der Welle 178 als Anschlag sowie durch einen zweiten Anschlag 184 auf dem hinteren Teil 186 der Führungsstange 162 von geringerem Durchmesser beschränkt. Fig. 8 zeigt das vordere Ende 188 der Muffe 180 in Eingriff mit dem Anschlag 182 auf der Welle 178, während gemäß Darstellung in Fig. 9 die Muffe 180 sich mit ihrem hinteren Ende 190 in Eingriff mit dem zweiten Anschlag 184 befindet. Der Anschlag 184 wird durch eine Spiralfeder 192, die zwischen dem Federhalter 194 und dem Anschlag 184 als solchem eingespannt ist, in die Stellung gemäß Fig. 8 und 9 vorgespannt. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, läßt sich die Feder 192 so zusammendrücken, daß der zweite Anschlag 184 nach hinten bewegt wird, damit die Muffe 180 weiter nach hinten fahren kann. Wird die Muffe 180 in ihre hinterste Stellung gemäß Fig. 10 überführt, so erfolgt die Entleerung des Systems, wie dies noch genauer in Verbindung mit dem Betrieb bzw. Einsatz der Vorrichtung zu beschreiben sein wird.
• Der Federhalter 194 dient auch der Lagerung des hinteren Endes der größeren Spiralfeder 196, die mit ihrem vorderen Ende an der Schulter 198 der Muffe 180 anliegt. Die Feder 196 drückt die Muffe 180 in die vordere Stellung gegen den von der Welle 178 gebildeten Anschlag 182. Zur Betätigung des Abzugs 28 und zur Bewegung der .Muffe 180 auf der Führungsstange 162 nach hinten muß der Widerstand der Feder 196 überwunden werden. Gelangt das hintere Ende 190 der Muffe 180 mit dem Anschlag 184 in Eingriff, so muß zur Überwindung des Widerstands der Feder 192 zusätzliche Kraft auf den Abzug aufgebracht werden.
• Wie vorstehend beschrieben, dient die Welle 178 als Anschlag zur Begrenzung der Vorwärtsbewegung der Muffe 180 auf der Führungsstange 162. Die Stellung der Welle 178 ist durch Drehen derselben mittels des Stellknopfes 172, an dem die Muffe über die Schraube 170 befestigt ist, variierbar. Bei ihrer Drehung bewegt sich die Welle 178 relativ zum oberen Arm 22 des Gehäuses 20 entweder nach vorn oder nach hinten. Diese Bewegung der Welle 178 wird bewirkt durch Eingriff ihrer Gewindebohrung 200 mit dem Gewindeabschnitt 176 der Führungsstange 162. Stellknopf 172, Welle 178, drehbare Trommel 38 und Schraube 170 zusammen bilden im normalen Einsatz der Pipettiervorrichtung ein gemeinsames Ganzes. Wird also die Trommel 38 oder der Schnelleinstellknopf 172 gedreht, so wirken sich beide Elemente in gleicher Weise auf die Stellung der Welle 178 im oberen Arm 22 des Gehäuses 20 aus. Durch Zusammenwirken der Gewindebohrung 200 und der Gewindegänge 176 auf der Führungsstange 162 ergibt sich eine Mikrometereinstellung, wodurch sich die Position des Anschlags 182 genau überwachen läßt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind eine bewegliche Skala 202 auf der drehbaren Trommel bzw. auf dem Mikrometerkopf 38 sowie eine Ablesemarke und eine Festskala 204 auf dem vorderen Körper 34 angeordnet, um die genaue Dosierung für die Pipettiervorrichtung zu vereinfachen. Die vorderen und hinteren Körper des Gehäuses zusammen dienen als Innentrommel für die Mikrometer-Einstellvorrichtung. Zur Nullung der Mikrometervorrichtung wird die Schraube 170 soweit gelöst, daß die drehbare Trommel unabhängig vom Knopf 172 und von der Welle 178 gedreht werden kann. Wie aus Fig. 8 und 9 ersichtlich, ist der vordere Teil 208 der Trommel 38 zwischen dem Flansch 208 auf der Welle 178 und der Innenwandung 210 des Knopfes 172 mittels der Stellschraube 170 eingespannt. Wird die Schraube gelöst, so wird die Klemmwirkung von Flansch 208 und Wandung 210 auf den vorderen Teil 206 der Trommel reduziert in der Weise, daß die Nullung der beweglichen Skala relativ zur Ablesemarke 204 auf dem vorderen Körper 34 vorgenommen werden kann.
• Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Stellung des Anschlags 182 die maximale Fluidmenge bestimmt, die bei der Füllung der Pipettiervorrichtung in jeden Zylinder 148 eingezogen werden kann, und natürlich auch die beim Rückzug des ersten Abzugs 28 abzugebende Menge sowie den Austrag der gesamten Fluidmenge je Zylinder. Die feste Skala 204 auf dem vorderen Körper 34 zeigt im Zusammenwirken mit der beweglichen Skala 202 die für die jeweilige Menge vorzunehmende Einstellung des Anschlags 182 an, wobei die Skala 204 mit Teilungen von jeweils 10 Mikrolitern versehen ist und die Skala 202 auf der Trommel 38 die Einstellung innerhalb jeder dieser 10 Mikroliter- Teilungen bewirkt.
• Normalerweise wird die Pipettiervorrichtung zur gleichzeitigen Füllung von 12 Mulden einer 96-Mulden-Platte eingesetzt. Eine solche Platte ist in Fig. 1 unter P dargestellt. Der die Vorrichtung benutzende Techniker setzt zunächst die Wegwerfspitzen 66 auf die Spitzenhalter 50, die lose oder in Gestellen im Abstand passend zur Aufnahme von jeweils zwölf Stück vorliegen. Als nächstes stellt er über die Mikrometervorrichtung die in jede Mulde einzudosierende Fluidmenge ein. Fig. 1 zeigt die Mikrometervorrichtung bei einer eingestellten Menge von 190 Mikroliter. Selbstverständlich kann der Benutzer durch Drehen der Trommel 38 auch jede andere gewünschte Menge einstellen. Durch Drehen der Trommel 38 (bzw. des Stellknopfs 172) ist die Wahl einfach und genau zu bewerkstelligen.
• Danach erfolgt einer von mehreren Pipettiervorgängen. Im konventionellen Ablauf wird nach erfolgter Einstellung der Abzug 28 so gedrückt, daß die Muffe 180 in die Stellung gemäß Fig. 9 zurückgezogen wird, wobei das hintere Ende 190 der Muffe mit dem zweiten Anschlag 184 in Eingriff gelangt. Man beachte, daß dem Abzug 28 nicht soviel Druck beaufschlagt wird, daß eine Bewegung des Anschlags 184 erfolgt. Vielmehr ist der Abzug lediglich in eine Stellung zu ziehen, in welcher das hintere Ende 190 der Muffe 180 soeben am Anschlag angreift, ohne die Feder 192 zusammenzudrücken. Anschließend taucht der Techniker sämtliche Spitzen 66 einige Millimeter tief in die in einem Behälter (nicht dargestellt) befindliche, zu übertragende Flüssigkeit ein. Der Abzug 28 wird jetzt freigegeben, so daß nunmehr die Feder 196 auf die Muffe 180 wirkt und diese nach vorn drückt, so daß das vordere Ende derselben am Anschlag 182 auf der Welle 178 angreift. Hierdurch wird jeder der Kolben aus der Stellung gemäß Fig. 9 in die Stellung gemäß Fig. 8 in den entsprechenden Zylindern bewegt, wodurch das Fluid, in welches die Spitzen eingetaucht sind, nach oben in die Spitzen 66 eingezogen wird, wenn sich die Kolben in die Stellung nach Fig. 8 bewegen.
• Als nächstes wird die Pipettiervorrichtung in eine Stellung verbracht, in welcher die Spitzen 66 mit der jeweiligen Muldenreihe in der Platte P wie in Fig. 1 dargestellt ausgerichtet sind und gegebenenfalls in diese eintauchen. In dieser Gerätestellung drückt der Techniker erneut leicht den Abzug 28, in diesem Fall jedoch über die in Fig. 9 gezeigte Stellung hinaus in die Stellung gemäß Fig. 10, in welcher der Kolben 152 seine rückwärtige Stellung im Zylinder 148 einnimmt: hierdurch wird nun die gesamte in die Spitzen 66 eingezogene Fluidmenge restlos ausgestoßen.
• Wenn dies das Verfahren erfordert, zieht der Techniker anschließend den zweiten Abzug 30, um die Spitzen 66 von den Spitzenhaltern zu lösen. Hierbei wird die Abstreifplatte 80 wie vorbeschrieben nach unten gefahren und der Fuß 84 dieser Platte zur Anlage an den oberen Rand einer jeden Spitze gebracht, wodurch die Spitzen von ihren Haltern abgestreift werden. Neue Spitzen werden auf die Halter 50 aufgebracht, indem der Benutzer die konischen unteren Enden der Spitzenhalter einfach in die nächste Spitzengruppe einstößt. Dieses Verfahren läßt sich beliebig wiederholen.
• In einem zweiten Verfahren, das zur Abgabe sehr geringer Mengen von Fluiden oder Flüssigkeiten, die leicht schäumen oder eine hohe Viskosität aufweisen, genauer arbeitet, wird der Abzug in die Stellung gemäß Fig. 10 zurückgezogen und werden sodann die Spitzen einige Millimeter tief in das zu übertragende Fluid eingetaucht. Als nächstes wird der Abzug zur Bewegung in die Stellung gemäß Fig. 8 freigegeben. Das Fluid wird schließlich ausgestoßen, indem der Abzug in die Stellung gemäß Fig. 9 zurückgezogen wird, so daß die Muffe 180 mit dem Anschlag 184 soeben in Eingriff gelangt. Ist eine mehrmalige Abgabe von jeweils gleichen Mengen erforderlich, so braucht der Benutzer bei in der Stellung gemäß Fig. 9 befindlichem Abzug lediglich die Spitzen 66 wieder in den Behälter einzutauchen, den Abzug auf die Feder 196 freizugegeben, so daß die Stellung gemäß Fig. 8 wieder eingenommen wird, die Pipettiervorrichtung aus dem Behälter heraus zunehmen und den Inhalt auszustoßen durch erneutes Betätigen des Abzugs zwecks Rückführung des Mechanismus in die Stellung gemäß Fig. 9.
• Die vorstehende Beschreibung vermittelt dem Leser die vielen Vorteile dieser Erfindung. Durch Anordnung der Dosierzylinder 148 in der horizontalen statt vertikalen Ebene beispielsweise ist die Gesamthöhe der Vorrichtung beträchtlich geringer, so daß ein zweckmäßiger und bequemer Einsatz derselben unter einer Laminar-Luftströmungshaube, wie diese für gewöhnlich bei sterilen Laborarbeiten benutzt wird, möglich ist. Die horizontale Ausrichtung der Zylinder verringert die Gerätehöhe um drei Zoll und mehr. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sowohl die gepreßten als auch maschinell bearbeiteten Teile aus Materialien gefertigt sind, die zum Einsatz in einen Autoklaven geeignet sind. Die Metallteile sind üblicherweise aus Aluminium oder nichtrostendem Stahl hergestellt, die Preßteile beispielsweise aus dem sogenannten ULTEM der Firma General Electric Company oder DELRIN der Dupont Denemours E I & Co. Auch sei darauf hingewiesen, daß aufgrund der Spitzenauswerfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Pipettiervorrichtung mit nur einer Hand geführt und bedient werden kann. Der zweite Abzug 30 läßt sich auf einfache Weise mit einem oder zwei Fingern der das Instrument haltenden Hand betätigen. Die Schrägrampen, die als Nocken zur Bewegung der Abstreifplatte dienen, bieten einen 7:1 Arbeitsgewinn. Weiter lassen sich über die durch O-Ringe elastisch gestalteten Aufnahmen für die Spitzenhalter lagemäßige Unregelmäßigkeiten bzw. Unterschiede der Spitzen vor deren Aufnahme ausgleichen, so daß ein sicherer Sitz der Spitzen auf den Haltern gewährleistet ist.
• Die volumetrische Genauigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist außergewöhnlich hoch. Die fluchtende Anordnung von Muffe 180, Kolben und Kolbenstangen 152 und 156 sowie Zylindern 158 schafft gleiche Verhältnismäßigkeiten bei jedem einzelnen Kanal der Pipettiervorrichtung. Außerdem werden durch die kreisförmige Gruppierung der Zylinder um die starre, präzisionsgearbeitete Führungsstange aus nichtrostendem Stahl und die damit zusammenwirkende Muffe alle Teile in einer weitgehenst perfekten Ausfluchtung gehalten.
• Als weiterer Vorteil wäre die Einstellung über den Mikrometerkopf zu nennen, mit welchem die Lage des Anschlags 182 genauestens einstellbar ist. Die Mikrometervorrichtung ist so gestaltet, daß sehr feine Abstufungen innerhalb der verfügbaren Mengenbereiche möglich sind während über den Einstellknopf schnelle Einstellungen getätigt werden können und der Benutzer das Gerät auf Null zurückeichen kann. Außerdem ist die analoge Mikrometerskala den Technikern vertraut, so daß ihre Benutzung keinerlei Schwierigkeiten bietet. Weiterhin besteht noch ein wesentliches Merkmal darin, daß die Vorrichtung als solche ergonomisch gestaltet ist und damit bei ständig wiederholter Benutzung über Stunden hinweg nicht zur Ermüdung führt. Schließlich wird durch die Anordnung der Teile und die Griffkonzeption das genaue Anpeilen mit den Spitzen vereinfacht.

Claims (12)

1. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung mit einem C-förmigen Gehäuse (20) mit einem oberen Arm (22) und einem unteren Arm (24), die mittels eines der Aufnahme eines Abzugsmechanismus (28) dienenden Handgriffs (26) miteinander verbunden sind, sowie mit einer Mehrzahl von Düsen (50), welche im Gehäuse angeordnet sind und in Verbindung mit entsprechenden Zylindern (148) stehen, wobei der Abzugsmechanismus betätigbar ist zur Bewegung einer Mehrzahl von Kolben (152) in die Zylinder hinein und aus diesen heraus mit dem Zweck, Fluid in die Düsen einzuziehen bzw. aus ihnen auszustoßen, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Arbeitsstellung die Zylinder (148) im oberen Arm (22) und die Düsen im unteren Arm (24) befinden und jeder Zylinder (148) über ein durch den Handgriff (26) verlaufendes Rohr (68) mit der ihm zugeordneten Düse (50) verbunden ist.

2. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (148) in kreisförmiger Gruppierung in dem Gehäuse angeordnet sind.

3. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse eines jeden Zylinders (148) rechtwinklig zur Längsachse einer jeden der Düsen (50) verläuft, wobei die jeweiligen Längsachsen der Düsen und Zylinder parallel zueinander sind.

4. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Arm (22) eine Längsachse aufweist und in der Arbeitsstellung der Pipettiervorrichtung eine im wesentlichen horizontale Stellung einnimmt und die Vorrichtung einen koaxial mit der Längsachse des oberen Arms (22) verlaufenden Zylinderblock (148) aufweist, wobei jeder Zylinder (148) in diesem Block mit seiner Längsachse parallel zur Blockachse liegt, ferner gekennzeichnet durch eine axial im oberen Arm (22) und koaxial mit dem Block verlaufende Führungsstange (162), durch eine Bestandteil des Abzugsmechanismus bildende und auf der Führungsstange (162) axial verschiebbare Betätigungsmuffe (180), durch eine Mehrzahl von Kolbenstangen (156), die mit der Mehrzahl von Kolben verbunden sind, aus einem ersten Ende dieser Mehrzahl von Zylindern herausragen und an der Betätigungsmuffe (180) befestigt sind, durch eine Rohrleitungsanordnung zur Verbindung des jeweils zweiten Endes dieser Mehrzahl von Zylindern mit den jeweils zugeordneten Düsen, durch eine Vorrichtung mit einem Anschlag (182), der zur Begrenzung des axialen Verschiebewegs der Betätigungsmuffe auf der Führungsstange axial sowie drehbar beweglich ist sowie durch eine Feder (192) im oberen Arm (22) zur Vorspannung der Betätigungsmuffe in eine Stellung, in welcher der Anschlag mit der Muffe in Eingriff steht, wobei der Abzugsmechanismus so ausgebildet und angeordnet ist, daß bei seiner Betätigung die Vorspannung der Feder (192) überwunden wird und die Kolben in ihre Zylinder zurückgedrückt werden, so daß das in ihnen enthaltende Fluid durch die zugeordnete Leitung und die Düsen hindurchgepreßt wird.

5. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Arbeitsstellung die Längsachsen der befindlichen Zylinder horizontal und diejenigen der Düsen senkrecht verlaufen.

6. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse (50) einen äußeren konischen Abschnitt zur Aufnahme einer austauschbaren Düsenspitze (66) sowie einen Abstreifer (80) mit einem zweiten Abzug (30) auf dem unteren Arm (24) zum Entfernen der Spitzen von den Düsen aufweist.

7. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (80) mit einer Platte versehen ist, die funktionell mit dem zweiten Abzug (30) in Verbindung steht und auf einer parallel zu den Achsen der Mehrzahl von Düsen verlaufenden Bahn bewegbar ist, und daß der zweite Abzug sich im wesentlichen auf einer senkrecht zur Plattenbahn erstreckenden horizontalen Bahn bewegt.

8. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Arm (22) Mittel zur Verstellung der Hublänge der Kolben zur Veränderung der in die Zylinder (148) eingezogenen und aus diesen ausgestoßenen Fluidmenge angeordnet sind.

9. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verstellung der Hublänge eine Betätigungsmuffe (180) aufweisen, die zur Bewegung auf einer vorgegebenen Bahn verschiebbar im oberen Arm (22) angeordnet und mit der Mehrzahl von Kolben verbunden ist und somit Bestandteil des Abzugsmechanismus bildet, ferner gekennzeichnet durch einen Anschlag (182), der in dieser Bahn im oberen Arm (22) angeordnet ist und durch ein mit dem Anschlag zur Veränderung der Stellung desselben auf dieser Bahn verbundenes Betätigungselement (172) auf dem oberen Arm.

10. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement eine Gewindestange (200) innerhalb des oberen Arms (22) sowie eine auf diese Stange aufgeschraubte Welle (178) aufweist, welche den Anschlag (182) trägt, und gekennzeichnet durch eine außen auf dem oberen Arm (22) angeordnete und mit der Welle verbundene Trommel (38) zur Drehung derselben mit dem Ziel, eine axiale Bewegung dieser drehbaren Trommel auf der Welle und damit eine Bewegung des Anschlags zu bewirken.

11. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mikrometervorrichtung (38) mit dem Anschlag verbunden ist, um den Anschlag zur genauen Dosierung der Fluidmenge genau positionieren zu können.

12. Mehrkanal-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Anschlag (184) in der Bahn zur Begrenzung der Verschiebung des Betätigungselementes in der anderen Richtung vorgesehen ist, und daß eine Feder (192) an dem zweiten Anschlag angreift, um diesen in eine erste Stellung zum Einrichten der Ausgangsposition für das Betätigungselement zu überführen, wenn Fluid in die Mehrzahl von Zylindern eingezogen werden soll, wobei der Abzugsmechanismus nach manueller Betätigung die Federkraft überwinden kann zwecks Bewegung des zweiten Anschlags, um eine vollständige Entleerung der Zylinder zu bewirken, wenn das Betätigungselement vom ersten zum zweiten Anschlag bewegt wird.