DE60115048T2

DE60115048T2 - Mehrfachpipette und deren gebrauchsmethode

Info

Publication number: DE60115048T2
Application number: DE60115048T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Doi; Naoki Nokoshimatsu; Hideki Nishimura
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2021-04-07
Also published as: EP1304168A4; EP1304168B1; US6931948B2; DE60115048D1; US20030047010A1; ATE309864T1; EP1304168A1; WO2001076754A1; JP2001286771A; JP4576502B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mehrfachpipette mit mehreren Pipetten und ein Verfahren zu ihrer Verwendung. Derartige Mehrfachpipetten umfassen solche zur separaten Abgabe mehrerer Arten von Flüssigkeiten und solche zum Mischen mehrerer Arten von Flüssigkeiten oder zum Verdünnen einer Zielflüssigkeit zwecks Abgabe der Flüssigkeitsmischung oder der verdünnten Flüssigkeit.
STAND DER TECHNIK
Zum Messen der Konzentration einer bestimmten Komponente in einer Probenflüssigkeit gibt es ein Verfahren, bei welchem die Probenflüssigkeit mit einer unbekannten Konzentration der bestimmten Komponente und eine Bezugsflüssigkeit mit einer bekannten Konzentration der bestimmten Komponente elektrisch zusammengeschaltet werden, um eine dazwischen erzeugte Potentialdifferenz zu messen und auf diesem Wege die Konzentration der bestimmten Komponente aus der gemessenen Potentialdifferenz zu berechnen.
Bei diesem Verfahren wird eine Konzentrationsmessplatine beispielsweise mit einer Analyseeinrichtung zur Bestimmung der Konzentration der bestimmten Komponente verbunden.
Die Analyseeinrichtung umfasst mindestens einen Anschlussteil zum Anschließen der Platine, zweier Proben und eines Computers zur Berechnung der Konzentration der bestimmten Komponente aus der Potentialdifferenz zwischen den Proben.
Die Platine umfasst mindestens einen ersten Flüssigkeitsaufnahmeteil mit einer Bezugsflüssigkeit, einen ersten Anschluss zur leitenden Verbindung mit der dem ersten Flüssigkeitsaufnahmeteil aufgegebenen Bezugsflüssigkeit, einen zweiten Flüs sigkeitsaufnahmeteil mit einer Probenflüssigkeit, einen zweiten Anschluss zur leitenden Verbindung mit der bei dem zweiten Flüssigkeitsaufnahmeteil aufgegebenen Probenflüssigkeit und eine elektrische Verbindung zwischen der Bezugsflüssigkeit in dem ersten Flüssigkeitsaufnahmeteil und der Probenflüssigkeit in dem zweiten Flüssigkeitsaufnahmeteil.
Wenn die Platine an den Anschlussteil der Analyseeinrichtung angeschlossen ist, kommen die Proben der Analyseeinrichtung in Kontakt mit dem ersten und zweiten Terminal, um die Potentialdifferenz zwischen der Bezugsflüssigkeit und der Probenflüssigkeit zu messen. Der Computer errechnet die Konzentration der bestimmten Komponente der Probenflüssigkeit auf der Grundlage der gemessenen Potentialdifferenz.
Um die Bezugsflüssigkeit dem ersten Flüssigkeitsaufnahmeteil und die Probenflüssigkeit dem zweiten Flüssigkeitsaufnahmeteil der Platine aufzugeben, kann eine Doppelpipette eingesetzt werden. Beispielsweise kann von einer solchen Doppelpipette Gebrauch gemacht werden, die eine erste Pipette zum Aufziehen und Abgeben der Bezugsflüssigkeit durch eine Flüssigkeitsabgabeöffnung und eine zweite Pipette zum Aufziehen und Abgeben der Probenflüssigkeit durch eine Flüssigkeitsabgabeöffnung umfasst. Die erste Pipette und die zweite Pipette sind beispielsweise in einer Ummantelung gehalten, so dass der Abstand zwischen den jeweiligen Flüssigkeitsabgabeöffnung dem Abstand zwischen dem ersten Flüssigkeitsaufnahmeteil und dem zweiten Flüssigkeitsaufnahmeteil in der Platine entspricht. Die Flüssigkeitsabgabeöffnung jeder Pipette kann eine Öffnung in einer Tülle sein, die an dem Abgabeende der Pipette angebracht ist.
Die Doppelpipette kann die nachstehenden Probleme aufweisen, wenn zuvor aufgezogene Bezugsflüssigkeit in der Tülle verbleibt. Zunächst schwankt die Abgabemenge, wenn die verbleibende Bezugsflüssigkeit zusammen mit der später aufgezogenen Bezugsflüssigkeit abgegeben wird. Eine solche Schwankung der Abgabemenge tritt auch ein, wenn die erste Pipette keine konstante Menge einer Flüssigkeit aufzie hen kann. Weiterhin konzentriert sich die an der Innenwandung der Tülle abhaftende Bezugsflüssigkeit, wenn das Aufziehen und Abgeben einer Bezugsflüssigkeit nach einem langen Zeitabstand von einem vorangehenden Aufziehen und Abgeben der Bezugsflüssigkeit vorgenommen werden. Die Vermischung der konzentrierten Flüssigkeit mit der später eingesaugten Bezugsflüssigkeit führt zu Veränderungen der Konzentration der Bezugsflüssigkeit.
Wenn vorher aufgezogene Probenflüssigkeit in der Tülle verbleibt, kann Folgendes geschehen. Da die Konzentrationen einer besonderen Komponente zwischen den verschiedenen zu messenden Probenflüssigkeiten unterschiedlich sein können, kann die Konzentration der Probenflüssigkeit Änderungen unterliegen, wenn die verbleibende Probenflüssigkeit mit einer als nächstes zu messenden Flüssigkeit vermischt wird.
Es wird daher bei der bekannten Doppelpipette die Tülle jeder Pipette jedes Mal ausgetauscht, wenn Bezugsflüssigkeit oder Probenflüssigkeit abgegeben werden soll, um den Einfluss vorher aufgezogener und abgegebener Bezugsflüssigkeit oder Probenflüssigkeit zu unterbinden. Dies jedoch bringt die folgenden Probleme mit sich.
Angesichts der Notwendigkeit der Verwendung einer großen Anzahl von Tüllen ist die Pipette zunächst einmal kostenmäßig unvorteilhaft. Die Anzahl von (als Abfall) verworfenen Tüllen ist entsprechend groß. Obwohl ferner die gleiche Bezugsflüssigkeit bei mehreren Messungen verwendet wird, muss die Bezugsflüssigkeit bei jeder Messung aufgezogen werden. Die Aufzieharbeit ist daher mühselig, wenn eine große Anzahl von Probenflüssigkeiten durchgemessen werden muss.
Darüber hinaus ist, auch wenn eine Tülle bei jedem Aufziehen und Abgeben der Flüssigkeit ausgewechselt ist, das Problem der Schwankung der Ansaugmenge nicht gelöst. Es ist daher immer noch unmöglich, die Flüssigkeit in einer festen Menge abzugeben.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrfachpipette angegeben, die eine erste Pipette zur Abgabe einer in einem Flüssigkeitsspeicherteil gespeicherten Flüssigkeit zu mehreren Zeiten in Teilen in einer konstanten Menge und eine zweite Pipette zur Abgabe einer von außen aufgezogenen Flüssigkeit vollständig mit einem Mal vorgesehen, wie in Anspruch 1 definiert.
Die erste Pipette umfasst eine Kolbenstange zum Ausschieben der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorratsbereich und einen Zylinder, der die Kolbenstange zumindest teilweise aufnimmt. Die Kolbenstange besitzt mehrere aufeinander folgende Rastnuten, während der Zylinder mit einer Rastklinke zum Eingriff in die mehreren Rastnuten versehen ist. Der Zylinder ist ein einer ersten Richtung zusammen mit der Kolbenstange bei in einer Rastnut eingreifender Rastklinke und in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung separat von der Kolbenstange, verschiebbar.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kolbenstange mit einem Betätigungsknopf versehen, der bewegbar ist, um die Kolbenstange separat von dem Zylinder zu verlagern. Eine Bewegung des Betätigungsknopfes in einer ersten Richtung verursacht die Entleerung eines Gases in dem Flüssigkeitsvorratsbereich, während eine Bewegung des Knopfes in der zweiten Richtung das Aufziehen einer Flüssigkeit in den Flüssigkeitsvorratsbereich zur Folge hat.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Pipette ein Gleitstück zur Abstützung der Rastklinke. Die Rastklinke wird auf dem Gleitstück gehalten, wenn die Kolbenstange durch den Betätigungsknopf verlagert wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Pipette eine Kolbenstange zum Ausdrücken der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorratsbereich und ein die Kolbenstange aufnehmendes Gehäuse. Der Flüssigkeitsvorratsbereich ist durch eine Spritze mit einem Innenraum gebildet, und es ist die Spritze mittels eines Gewindes an dem Gehäuse angebracht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Pipette eine mit dem Flüssigkeitsvorratsbereich verbundene Düse. Die Düse weist eine Abgabeöffnung zum Abgeben der in dem Flüssigkeitsvorratsbereich vorhandenen Flüssigkeit nach außen auf.
Die erste Pipette kann auch eine entfernbar angebrachte Kappe zur Abdeckung der Abgabeöffnung aufweisen. Die Düse kann durch ein Verstärkungsteil geschützt sein.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verwendung einer Mehrfachpipette entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung angegeben, welche eine erste Pipette zur Abgabe einer in einem Flüssigkeitsvorratsbereich gespeicherte Flüssigkeit zu verschiedenen Zeiten in Teilen jeweils konstanter Menge und eine zweite Pipette zur Abgabe einer zweiten Flüssigkeit umfasst, die von außen auf einmal aufgezogen worden ist. Die erste Flüssigkeit kann eine Bezugsflüssigkeit mit einer bekannten Konzentration einer bestimmten Komponente sein, während die zweite Flüssigkeit eine Probenflüssigkeit mit einer unbekannten Konzentration der bestimmten Komponente sein kann.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verwendung einer Mehrfachpipette nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung angegeben, die eine erste Pipette zur Abgabe einer ersten in einem Flüssigkeitsvorratsbereich gespeicherten Flüssigkeit in Teilen zu mehreren Zeitpunkten die jeweils konstanten Mengen und eine zweite Pipette zur Abgabe einer zweiten Flüssigkeit umfasst, die von außen mit einem Mal aufgezogen worden ist. Die erste Flüssigkeit kann mit der zweiten Flüssigkeit vermischt oder es kann die zweite Flüssigkeit mit der ersten Flüssigkeit verdünnt werden.
KURZE BESCHREIBUNGEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines Beispiels einer Mehrfachpipette entsprechend der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Hauptteil der ersten Pipette illustriert, die die Mehrfachpipette der 1 bildet.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Platine zur Messung einer Potentialdifferenz wiedergibt.
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils in einem Zustand, in dem unter Zuhilfenahme der Mehrfachpipette der 1 eine Bezugsflüssigkeit und eine Probenflüssigkeit der Messplatine für die Potentialdifferenz nach 3 zugeführt wird.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Wie in 1 dargestellt, umfasst die Mehrfachpipette X eine erste Pipette 1 und eine zweite Pipette 2. Die erste Pipette 1 und die zweite Pipette 2 sind in einer Umhüllung 3 gehalten.
Die erste Pipette 1 umfasst ein Gehäuse 10, eine Kolbenstange 11 und einen Zylinder 12. Die Kolbenstange 11 ist in dem Gehäuse 10 gehalten, wobei das obere Ende in den Zylinder 12 aufgenommen wird.
Die Kolbenstange 11 hat ein Stangenteil 13 und einen Kolben 14. Der Stangenteil 13 hat einen oberen Endteil, an dem ein Betätigungsknopf 13c über einen nach außen vorstehenden Stift 13b befestigt ist. Wie aus 2 klar zu ersehen ist, hat der Stangenteil 13 einen mittleren Teil mit mehreren hintereinander angeordneten Rastnuten 13a.
Wie in 1 dargestellt ist, ist der Zylinder 12 an seinem oberen Ende mit einem Angriffsteil 12a versehen, der im Durchmesser größer als die anderen Teile ist. Der Zylinder 12 hat eine Umfangswandung 12b mit einem Schlitz 12c. Der Schlitz 12c erstreckt sich in Längsrichtung des Zylinders 12 und erlaubt die vertikale Verlagerung des Stiftes 13b. Die Umfangswandung 12b hat einen unteren Endteil, an dem eine Rastklinke 12d schwenkbar angebracht ist. Wie aus 2 ersichtlich ist, hat die Rastklinke 12 die Form eines Hebels. Das an der Spitze gelegene Ende der Rastklinke 12d ist entsprechend der Ausbildung der Rastnuten 13a gestaltet. Obwohl dies in der Zeichnung nicht klar zu erkennen ist, ist die Rastklinke 12d gegen die Kolbenstange 11 hin beispielsweise durch eine Torsionsschraubenfeder federnd beaufschlagt. Wenn sich daher die Rastklinke 12d nach unten bewegt, greift sie in die Rastnut 13a ein und nimmt dadurch die Kolbenstange 11 nach unten mit. Auf der anderen Seite, wenn sich die Rastklinke 12d nach oben bewegt, greift sie nicht in die Rastnut 13a ein, sodass sich die Rastklinke 12d separat von der Kolbenstange 11 bewegt.
Wie in 1 dargestellt, hat das Gehäuse 10 ein obere Öffnung 10a und eine untere Öffnung 10b.
In die obere Öffnung 10a ist ein Stangenteil 15a einer Druckstange 15 eingesetzt. Die Druckstange 15 hat einen Fuß, der in dem Gehäuse 10 in engem Kontakt mit der Oberseite des Zylinders 12 aufgenommen ist. Der Stangenteil 15a hat ein oberes Ende, an dem ein Betätigungsteil 15c angebracht ist. In dem Gehäuse 10 ist ein Angriffsteil 10e vorgesehen. Zwischen dem Angriffsteil 10e und dem Angriffsteil 12a des Zylinders 12 ist eine Schraubenfeder 16 angeordnet. Die Schraubenfeder 16 umgibt den oberen Endteil des Zylinders 12. Auf diese Weise sind der Zylinder 12 und die Kolbenstange 15 gemäß 1 nach oben beaufschlagt.
In die untere Öffnung 10b des Gehäuses 10 ist eine Spritze 17 eingeschraubt. Die Spritze 17 umfasst einen Flüssigkeitsaufnahmebereich 17a, an den eine Düse 17b angeschraubt ist. Auf diese Weise ist die Spritze 17 von dem Gehäuse 10 entfernbar. Der Flüssigkeitsaufnahmebereich 17a ist von der Spritze 17 entfernbar. Der Flüssigkeitsaufnahmebereich 17a kann im entfernten Zustand leicht ausgewaschen werden.
Die Düse 17b hat die Form eines dünnen Röhrchens mit Ausnahme des Teils, der an der Flüssigkeitsaufnahmebereichs 17a angeschraubt ist, so dass in dem Flüssigkeitsaufnahmebereich 17a verbliebene Flüssigkeit direkt aus der Düse 17b abgegeben werden kann. Die erste Pipette 1 erfordert daher nicht die Verwendung von Tüllen. Es kann daher die Zahl der mit der Mehrfachpipette verwendeten Tüllen reduziert werden, was zu einer Kosten- und Abfallreduktion führt.
Der rohrförmige Teil der Düse 17b wird mit Ausnahme des Austrittsendes der Düse durch einen Verstärkungsteil 17c geschützt. Eine Kappe 19 zum Schutz des Austrittsendes der Düse 17b ist entfernbar an dem Verstärkungsteil 17c angebracht. Die Kappe ist vorzugsweise so angebracht, dass das Austriebsende der Düse 17c in engen Kontakt mit der inneren Bodenfläche der Kappe ist.
Die Düse 17b neigt wegen ihrer dünnen rohrförmigen Ausbildung zum Verbiegen. Die Vorsehung des Verstärkungsteils 17c beugt jedoch einer Beschädigung der Düse 17b vor. Außerdem kann die Kappe 17 wegen der Vorsehung des Verstärkungsteils leicht angebracht werden.
Die Anbringung der Kappe 19 an der Düse 17b beugt der Verdampfung der in dem Flüssigkeitsaufnahmeteil 17a verbliebenen Flüssigkeit vor. Es kann daher die Aufkonzentration einer besonderen Komponente wegen der Verdampfung beispielsweise des Wassers vorgebeugt werden, so dass die Konzentration der abzugebenden Flüssigkeit für eine lange Zeit unverändert gehalten werden kann.
Wie in 2 ersichtlich ist, ist in dem Gehäuse 10 ein Gleitstück 18 vorgesehen. Das Gleitstück 18 ist über den Rastnuten 13a vorgesehen. In Normalzustand ist die Rastklinke 12d auf dem Gleitstück 18 gehalten. Während die Rastklinke 12d sich um eine der Breite (die vertikale Dimension in 1) des Gleitstück 18 nach unten bewegt, bewegt sich die Rastklinke 12d auf dem Gleitstücks 18 entsprechenden Strecken. Wenn die Rastklinke 12d sich um eine die Breite des Gleitstücks überschreitende Strecke nach unten bewegt, fällt die Rastklinke 12d von dem Gleitstück 18 ab und greift in die Rastnut 13a ein. Wie vorstehend beschrieben bewegt sich bei einer Abwärtsbewegung der Rastklinke 12d im Eingriffszustand die Kolbenstange 11 zusammen mit der Rastklinke 12d nach unten. Wenn sich die Rastklinke 12d nach oben bewegt, verlagert sich die Rastklinke 12d unabhängig von der Kolbenstange 11.
Das Gehäuse 10 hat eine Seitenwandlung 10c mit einem Fenster 10d, welches die Vertikalbewegung des Stiftes 13b gestattet. Der Kolben 14 der Kolbenstange 11 ist in den Flüssigkeitsaufnahmeteil 17b eng eingepasst. Wenn daher die Rastklinke 12d auf dem Gleitstück 18 gehalten ist, verursacht die Vertikalbewegung des Betätigungsknopfes 13c eine Vertikalbewegung der Kolbenstange 11 in dem Gehäuse 10 und dem Flüssigkeitsaufnahmeteil 17a.
In der ersten Pipette wird Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsaufnahmeteil 17a in der folgenden Weise aufgenommen.
Nach dem Entfernen der Kappe 19 wird der Betätigungsknopf 13c nach unten bewegt, um die Kolbenstange 11 abzusenken, wodurch das Gas aus dem Flüssigkeitsaufnahmeteil 17a entfernt wird. So dann wird bei abgesenktem Betätigungsknopf 13c das Austrittsende der Düse 17b in die aufzuziehende Flüssigkeit eingebracht. Dann wird der Betätigungsknopf 13c aufwärts bewegt, um die Kolbenstange 11 nach oben zu verlagern und dadurch Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufnahmebereich 17a einzuziehen.
Die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsaufnahmebereich 17a wird in der folgenden Weise abgegeben. Zunächst wird das Betätigungsteil 15c der Kolbenstange 15 nach unten gedrückt, um den Zylinder 12 und die Rastklinke 12d nach unten zu verlagern. Wie aus 2 ersichtlich ist, bewegt sich die Rastklinke 12d, da sie auf dem Gleitstück 18 normalerweise abgestützt ist, auf dem Gleitstück 18 mit der Abwärtsbewegung der Kolbenstange 15 nach unten. Wenn die Rastklinke 12d noch weiter nach unten bewegt wird, rutscht die Rastklinke 12d von dem Gleitstück 18 ab und in Eingriff mit der Rastnut 13a. Wenn die Kolbenstange 15 dann noch weiter nach unten verlagert wird, bewegt sich die Kolbenstange 11 zusammen mit der Rastklinke 12d nach unten. Infolgedessen wird die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsaufnahmeteil 17a nach unten gedrückt und aus dem Abgabeende der Düse 17b in einer Menge abgegeben, die der Verlagerungsstrecke der Kolbenstange 11 entspricht.
Um bei der jedesmaligen Betätigung eine konstante Flüssigkeitsmenge abzugeben muss der Hub der Kolbenstange 11 bei jeder Betätigung fixiert werden. Hierzu wird der Hub der Kolbenstange 11 auf einen Teilungsabstand der Rastnuten 13a oder ein ganzes Vielfaches eines Teilungsabstandes eingestellt. Dementsprechend ist der Hub der Kolbenstange 15 derjenige Wert, der erhalten wird, in dem ein Teilungsabstand oder ein mehrfacher Teilungsabstand der Rastnuten 13a zu der Verlagerungsstrecke der Rastklinke von dem Zustand, indem sie auf dem Gleitstück festgehalten ist, bis zum Eingriff mit der Rastnut 13a hinzu addiert wird.
Wenn die auf das Betätigungsglied 15c ausgeübte Kraft aufgehoben wird, nachdem die Flüssigkeit der ersten Pipette 1 abgegeben worden ist, bewegen sich der Zylinder 12, die Kolbenstange 15 und die Rastklinke 12d aufgrund der Kraft der Schraubenfeder 16 nach oben. Die Rastklinke 12d kommt aus der Rastnut 13a frei und bewegt sich wieder auf das Gleitstück 18 hinauf und wird in seiner ursprünglichen Position gehalten.
Bei der Mehrfachpipette X ermöglicht die Wiederholung der Verlagerung der Kolbenstange 11 nach unten durch Ausübung einer Kraft auf das Betätigungsteil 15c und anschließendes Absenken der Kraft eine wiederholte Abgabe der Flüssigkeit in einer konstanten Menge. Auf diese Weise können Schwankungen der Abgabemenge der Flüssigkeit aufgrund von Schwankungen der Aufziehmenge vermieden werden.
Die zweite Pipette 2 umfasst ein Gehäuse 20 einer Kolbenstange 21 und eine Zwischenstange 22. Die Kolbenstange 21 und die Zwischenstange 22 sind in dem Gehäuse 20 untergebracht.
Das Gehäuse 20 umfasst einen Gehäusekörper 20A und einen Düsenteil 20B. Der Düsenteil ist mit einer Abgabeöffnung 20A versehen, die die Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Gehäuses 20 herstellt. Der Gehäusekörper 20A ist an einer unteren Stelle und an einer mittleren Stelle mit Anschlagteilen 20b, 20b versehen, die nach innen gegen die Mittellinie vorstehen.
Die Kolbenstange 21 umfasst einen Stangenabschnitt 21a und einen Kolben 21b. Der Kolben 21b ist in dem Gehäusekörper 20A untergebracht. Der Kolbenstangenabschnitt 21a ist teilweise in dem Gehäusekörper 20A und teilweise in dem Düsenabschnitt 20B untergebracht. Eine Schraubenfeder 24 ist zwischen dem Kolben 21b und dem Anschlagteil 20b des Gehäusekörpers 21A angeordnet. Die Schraubenfeder 24 umgibt den oberen Endteil des Stangenteils 21a. Die Schraubenfeder 24 beaufschlagt die Kolbenstange 21 gemäß 1 nach oben.
Die Zwischenstange 22 umfasst einen Stangenteil 22a und einen Kolben 22b. Der Kolben 22b ist in engen Kontakt mit dem Kolben 21b der Kolbenstange 21 gehalten. Die Zwischenstange 22 ist daher gemäß 1 nach oben beaufschlagt.
Das Gehäuse 22 hat ein Kopfteil mit einer Öffnung 20a. Ein Stangenteil 23a einer Schiebestange 23 ist in die Öffnung 20a eingesetzt. Die Schiebestange 23 ist mit einem Kolben 23b versehen, der in dem Gehäuse 20 untergebracht und in engen Kontakt mit dem oberen Ende der Zwischenstange 22 gehalten ist. Der Stangenteil 23a besitzt ein oberes Ende, an welchem ein Betätigungsglied 23c angebracht ist. Zwischen der Unterseite des Kolbens 23b und dem Anschlagteil 20c des Gehäusekörpers 20A ist eine Schraubenfeder 25 angeordnet. Die Schraubenfeder 25 umgibt einen oberen Teil der Zwischenstange 22. Die Schraubenfeder 25 beaufschlagt die Schiebestange 23 nach oben.
Das Aufziehen und Abgeben von Flüssigkeit erfolgt bei der zweiten Pipette 2 wie folgt.
Zunächst wird auf das Abgabeende des Düsenteils 20B eine Spitze 26 aufgesetzt. Sodann wird auf das Betätigungsglied 23c der Schiebestange 23 eine Kraft ausgeübt, um die Kolbenstange 21 und die Zwischenstange 22 nach unten zu bewegen. Sodann wird, während die Spitze in eine in einer Phiole oder einem Teströhrchen enthaltene Probenflüssigkeit eingetaucht ist, die auf die Schiebestange 23 ausgeübte Kraft verringert. Demzufolge bewegen sich die Kolbenstange 21, die Zwischenstange 22 und die Schiebestange 23 unter der Beaufschlagung durch die Federn 24, 25 nach oben und ziehen die Flüssigkeit in die Spitze 26 ein. Beispielsweise werden 20 μl der Probenflüssigkeit aufgezogen.
Die Abgabe der Flüssigkeit wird durchgeführt, in dem die Schiebestange nach unten bewegt und die Flüssigkeit aus der Spitze 26 ausgedrückt wird. Nach dem Absenken der auf die Schiebestange 23 ausgeübten Kraft kehrt die Schiebestange 23 aufgrund der Beaufschlagung durch die Schraubenfedern 24, 25 in ihren ursprünglichen Zustand zurück.
Die Mehrfachpipette X kann zwei Arten von Flüssigkeit abgeben. Beispielsweise können eine Bezugsflüssigkeit mit einer bekannten Konzentration und eine Probenflüssigkeit mit einer unbekannten Konzentration abgegeben werden. Wie in 4 dargestellt, kann die Mehrfachpipette X zur simultanen Zuführung einer Bezugsflüssigkeit und einer Probenflüssigkeit gemäß 3 zu einer Messplatine 4 für die Potentialdifferenz verwendet werden.
Die Messplatine 4 für die Potentialdifferenz wird zur Messung einer Potentialdifferenz zwischen einer Bezugsflüssigkeit und einer Probenflüssigkeit mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Analyseeinrichtung eingesetzt. In der Analyseeinrichtung wird die Konzentration der besonderen Komponente der Probenflüssigkeit in Abhängigkeit von der gemessenen Potentialdifferenz errechnet.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst die Messplatine 4 für die Potentialdifferenz eine Basisfilmschicht 40, auf die eine Resistschicht 41 und eine Deckfilmschicht 42 laminiert sind. Die Messplatine 4 für die Potentialdifferenz misst die Potentialdifferenz beispielsweise für drei Arten von Ionen wie Na⁺, Ka⁺ und Cl^–.
Die Basisfilmschicht 40 hat isolierende Eigenschaften. Die Basisfilmschicht 40 hat insgesamt eine längliche rechteckige Gestalt.
Die Basisfilmschicht 40 hat zwei einander gegenüberliegende Endkanten mit 3 Anschlüssen 40A–40C und drei Anschlüssen 40D–40F. Die drei Anschlüsse 40A–40C, 40D–40F sind in Breitenrichtung der Basisfilmschicht 40 zueinander ausgerichtet.
Wie nachstehend noch beschrieben wird, wird jeder der Anschlüsse 40A bis 40F in Kontakt mit einer Probe zur Messung der Potentialdifferenz gebracht.
Die Basisfilmschicht 40 ist in der Mitte mit sechs Flüssigkeitsaufnahmenäpfchen 40a bis 40f versehen. Die Flüssigkeitsaufnahmenäpfchen 40a bis 40f sind vorgesehen, um besondere Komponenten der Bezugsflüssigkeit oder der Probenflüssigkeit aufzunehmen. Die Flüssigkeitsaufnahmenäpfchen 40a bis 40f sind elektrisch mit den Anschlüssen 40A bis 40F über Leiterdrähte 40Aa, 40Bb, 40Cc, 40Dd, 40Ee bzw. 40Ff verbunden.
Die Resistfilmschicht 41 umfasst eine erste Resistfilmschicht 43 und eine zweite Resistfilmschicht 44. Die erste Resistfilmschicht 43 und die zweite Resistfilm schicht 44 haben isolierende Eigenschaften. Sowohl die erste Resistfilmschicht 43 als auch die zweite Resistfilmschicht 44 haben im Ganzen eine länglich rechteckige Gestalt.
Der Resistfilm 41 hat zwei einander gegenüberliegende Endkanten, die jeweils mit drei Einbringungslochungen 41A bis 41C und 41D bis 41F versehen sind. Die Einbringungslochungen 41A bis 41F sind an Stellen vorgesehen, die den Anschlüssen 40A bis 40F der Basisfilmschicht 40 zugehören. Jede der Einbringungslochungen 41A bis 41F ist aus jeweils einem Durchgangsloch 43A bis 43F in der ersten Resistfilmschicht 43 und einem entsprechenden Durchgangsloch 44A bis 44F in der zweiten Resistfilmschicht 44 gebildet. Die Anschlüsse 40A bis 40F sind jeweils durch die Durchgangslöcher 41A bis 41F zugänglich.
Die zweite Resistfilmschicht 44 ist in der Mitte mit sechs Verbindungslochungen 44a bis 44f versehen. Die Verbindungslochungen 44a bis 44f sind jeweils mit darin eingepassten Ionenauswählmembranen 45a bis 45f versehen. Beispielsweise könnten die Ionenauswählmembranen 45a, 45b in Na⁺ selektiv durchlassen, die Ionenauswählmembranen 45b, 45e selektiv K⁺ durchlassen und die Ionenauswählmembranen 45c, 45f Cl^– selektiv durchlassen.
Der erste Resistfilm 43 ist in der Mitte mit einer Öffnung 43g zur Aufnahme von Bezugsflüssigkeit und mit einer Öffnung 43h zur Aufnahme von Probenflüssigkeit vorgesehen. Die Öffnung 43g zur Aufnahme von Probenflüssigkeit steht mit den drei Verbindungslochungen 44a, 44b, 44c in Verbindung. Die die Probenflüssigkeit enthaltende Öffnung 43h steht mit den drei Verbindungsöffnungen 44d, 44e, 44f in Verbindung. Die Öffnung 43g zur Aufnahme der Bezugsflüssigkeit steht mit der Öffnung 43h über einen Ausschnitt 43i in Verbindung. In dem Ausschnitt 43i ist eine Brücke 45i angeordnet, die eine Bewegung der Ionen erlaubt.
Die Deckfilmschicht 42 weist zwei einander gegenüberliegende Endkanten auf, die mit drei Einführöffnungen 42A bis 42C und drei Einführöffnungen 42D bis 42F versehen sind. Die Einführöffnungen 42A bis 42F stehen jeweils mit den Einführöffnungen 41A bis 41F der Resistfilmschicht 41 in Verbindung. Die Anschlüsse 40A bis 40F der Basisfilmschicht 40 sind durch die jeweils relevanten Einführlochungen 41A bis 41F zugänglich.
Die Deckfilmschicht 42 besitzt zwei einander gegenüberliegende Längskanten, die jeweils mit einer Aufnahmelochung 42g für Bezugsflüssigkeit und einer Aufnahmeöffnung 42h für Probenflüssigkeit versehen sind. Die Aufnahmeöffnung 42g für die Bezugsflüssigkeit steht mit der Aufnahmeöffnung 43g der ersten Resistfilmschicht 43 in Verbindung. Die Aufnahmelochung 42h für die Probenflüssigkeit steht mit der Öffnung 43h für die Probenflüssigkeit der ersten Resistfilmschicht 43 in Verbindung. Die Deckfilmschicht 42 ist darüber hinaus mit Einführlochungen 42B, 42E und zwei Entlüftungsöffnungen 42j versehen, die nahe den Einführöffnungen vorgesehen sind. Die beiden Entlüftungsöffnungen 42j stehen mit sowohl der Öffnung 43g für die Bezugsflüssigkeit als auch mit der Öffnung 43h für die Probenflüssigkeit in Verbindung.
Um eine Bezugsflüssigkeit R und eine Probenflüssigkeit S der Messplatine 4 für die Potentialdifferenz zuzuführen, wird das Auslassende der Düse 17b der ersten Pipette 1 an der Lochung 42g für die Bezugsflüssigkeit positioniert, während das Auslassende der Spitze 26 der zweiten Pipette 2 an der Lochung 42h für die Probenflüssigkeit positioniert wird. Sodann werden die Betätigungsglieder 15c, 23c der Schiebestangen 15, 23 der Pipetten 1, 2 nach unten bewegt. Als Folge wird eine vorbestimmte Menge an Bezugsflüssigkeit R aus der ersten Pipette 1 abgegeben und es wird die Bezugsflüssigkeit R in die Platine durch die Aufnahmelochung 42g für die Bezugsflüssigkeit eingebracht. Aus der zweiten Pipette 2 wird eine vorbestimmte Menge von Probenflüssigkeit S abgegeben und in die Platine durch die Lochung 42h für die Probenflüssigkeit eingebracht.
Die durch die Lochung 42g für die Bezugsflüssigkeit aufgegebene Bezugsflüssigkeit wird in der Öffnung 43g für die Bezugsflüssigkeit aufgenommen, während die Probenflüssigkeit S, die durch die Lochung 42h für die Probenflüssigkeit aufgegebene Probenflüssigkeit in der Öffnung 43h zur Aufnahme der Probenflüssigkeit aufgenommen wird. Da die Öffnung 43g zur Aufnahme der Bezugsflüssigkeit mit der Öffnung 42h zur Aufnahme der Probenflüssigkeit durch den mit der Brücke 45i versehenen Ausschnitt 43i verbunden ist, sind die Bezugsflüssigkeit R und die Probenflüssigkeit S miteinander kurzgeschlossen.
Die Na⁺-, Ka⁺- und Cl^–-Ionen der in der Öffnung 43g für die Bezugsflüssigkeit enthaltenen Bezugsflüssigkeit R gehen durch die jeweils relevanten Ionenauswahlmembranen 45a, 45b, 45c hindurch und erreichen die Aufnahmenäpfchen 40a, 40b, 40c für die Bezugsflüssigkeit. Die Na⁺-, Ka⁺- und Cl^–-Ionen in der Öffnung 43h für die Probenflüssigkeit enthaltenen Probenflüssigkeit S gehen durch die jeweils relevanten Ionenauswahlmembranen 45d, 45e, 45f hindurch und erreichen die Probenflüssigkeitsaufnahmenäpfchen 40d, 40e, 40f. Als Folge werden zwischen den Aufnahmenäpfchen 40a, 40b, 40c für die Bezugsflüssigkeit und den Aufnahmenäpfchen 40d, 40e bzw. 40f für die Probenflüssigkeit aufgrund der Konzentrationsdifferenzen von Na⁺, Ka⁺ und Cl^– zwischen der Bezugsflüssigkeit R und der Probenflüssigkeit S Potentialdifferenzen erzeugt.
Die Potentialdifferenzen werden durch eine Potentialdifferenzmesseinrichtung (nicht gezeigt) gemessen, die sechs Elektroden P₁ bis P₆ aufweist. Die aufgrund der Na⁺-Konzentrationsdifferenz entstandene Potentialdifferenz wird gemessen, in dem die Elektroden P₁, P₂ in Kontakt mit den Anschlüssen 40A, 40D gebracht werden. Die Potentialdifferenz aufgrund der Ka⁺-Konzentrationsdifferenz wird gemessen, in dem die Elektroden P₃, P₄ in Kontakt mit den Anschlüssen 40B, 40E gebracht werden. Die Potentialdifferenz aufgrund der Cl^–-Konzentrationsdifferenz wird gemessen, indem die Elektroden P5, P6 in Kontakt mit den Anschlüssen 40C, 40F gebracht werden.
Die Konzentration jedes Ions kann aus dem gemessenen Potential beispielsweise auf der Basis einer vorher ermittelten Kalibrierkurve bestimmt werden.
Mit der Mehrfachpipette X kann die in dem Flüssigkeitsaufnahmebereich 17a enthaltene Bezugsflüssigkeit R zu mehreren jeweils eine konstante Menge enthaltenden Teilen zu mehreren Zeitpunkten abgegeben werden. Sogar im Falle einer Konzentrationsmessung einer bestimmten Komponente im Bezug auf mehrere Probenflüssigkeiten S, braucht das Aufziehen der Bezugsflüssigkeit R in die erste Pipette 1 nicht bei jeder zu messenden Probenflüssigkeit durchgeführt zu werden. Die Anbringung und Entfernung der Spitze 26 an der ersten Pipette ist also unnötig. Die betriebliche Wirksamkeit bei der Einbringung der Bezugsflüssigkeit R und der Probenflüssigkeit S ist also verbessert. Da die erste Pipette 1 keine Spitzen erfordert, nimmt die Gesamtzahl der bei der Mehrfachpipette X verwendeten Spitzen ab, was zu einer Verringerung der Kosten und der Abfallmenge führt.
In der erfindungsgemäßen Mehrfachpipette kann, wenn die Flüssigkeitsmenge in dem Flüssigkeitsaufnahmebereich nicht mehr ausreicht, der Flüssigkeitsaufnahmebereich durch einen anderen mit ausreichend Bezugsflüssigkeit ersetzt werden muss.
Die Mehrfachpipette nach der Erfindung kann auch zur Vermischung mehrerer Arten von Flüssigkeiten oder zur Verdünnung einer Targetflüssigkeit verwendet werden. In diesem Fall können die jeweiligen Flüssigkeitsabgabeöffnungen der ersten und der zweiten Pipette dicht bei einander gelegen oder miteinander zum Vermischen oder Verdünnen der Flüssigkeiten kombiniert sein.
Die Mehrfachpipette entsprechend der Erfindung kann auch drei oder mehr Pipetten umfassen.

Claims

Mehrfachpipette mit einer ersten Pipette (1) mit einer Kolbenstange (11) in einem Zylinder (12), der zusammen mit der Kolbenstange derart beweglich ist, dass eine in einem Flüssigkeitsaufnahmebereich der ersten Pipette (1) gespeicherte Flüssigkeit zu mehreren Zeiten jeweils in Teilen konstanter Menge abgegeben wird; und mit einer zweite Pipette (2) mit Mitteln zur Abgabe einer von außen aufgezogenen Flüssigkeit vollständig mit einem Mal.
Mehrfachpipette nach Anspruch 1, bei der die Kolbenstange mit mehreren aufeinander folgenden Rastnuten (13a) ausgebildet ist; der Zylinder mit einer Rastklinke (12d) zum Eingriff in die mehreren Rastnuten versehen ist; der Zylinder zusammen mit der Kolbenstange bei in die Rastnut eingreifende Rastklinke in eine erste Richtung und unabhängig von der Kolbenstange in einer der ersten Richtung entgegen gesetzten Richtung bewegbar ist.
Mehrfachpipette nach Anspruch 2, bei der die Kolbenstange mit einem Betätigungsknopf versehen ist, der zur Verlagerung der Kolbenstange separat von dem Zylinder bewegbar ist; und bei der der Betätigungsknopf in einer ersten Richtung bewegt wird, um ein Gas in dem Flüssigkeitsaufnahmebereich entwei chen zu lassen, und der Betätigungsknopf in der zweiten Richtung bewegt wird, um eine Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufnahmebereich aufzuziehen.
Mehrfachpipette nach Anspruch 3, bei der die erste Pipette ein Gleitstück zur Abstützung der Rastklinke umfasst, wobei die Rastklinke auf dem Gleitstück gehalten ist, wenn die Kolbenstange durch den Betätigungsknopf verlagert wird.
Mehrfachpipette nach Anspruch 1, bei der die erste Pipette eine Kolbenstange zum Ausdrücken der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsaufnahmebereich und ein Gehäuse zur Aufnahme der Kolbenstange aufweist; und bei der der Flüssigkeitsaufnahmebereich durch eine Spritze mit einem Innenraum gebildet ist, die an das Gehäuse angeschraubt ist.
Mehrfachpipette nach Anspruch 1, bei der die erste Pipette eine mit dem Flüssigkeitsaufnahmebereich verbundene Düse umfasst und die Düse eine Abgabeöffnung aufweist, durch die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsaufnahmebereich nach außen abgegeben wird.
Mehrfachpipette nach Anspruch 6, bei der die erste Pipette eine entfernbar angebrachte Kappe zur Abdeckung der Abgabeöffnung aufweist.
Mehrfachpipette nach Anspruch 6, bei der die Düse durch ein Verstärkungsteil geschützt ist.
Verfahren zur Verwendung einer Mehrfachpipette nach Anspruch 1, bei dem die durch die erste Pipette abgegebene erste Flüssigkeit eine Bezugsflüssigkeit mit einer bekannten Konzentration einer bestimmten Komponente ist; während die von der zweiten Pipette abgegebene Flüssigkeit eine Probenflüssigkeit mit einer unbekannten Konzentration der besonderen Komponente ist.
Verfahren zur Verwendung einer Mehrfachpipette nach Anspruch 1, bei dem die zweite, durch die zweite Pipette abgegebene Flüssigkeit mit der ersten, durch die erste Pipette abgegebenen Flüssigkeit vermischt oder verdünnt wird.