DE60127433T2

DE60127433T2 - Pipettiervorrichtung mit spülung

Info

Publication number: DE60127433T2
Application number: DE60127433T
Authority: DE
Inventors: Khaled Abou-Saleh; Alain Rousseau
Original assignee: Junior Instruments
Current assignee: Junior Instruments
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: AR031153A1; BR0114889A; CN1471639A; ZA200303127B; NO20031756D0; NZ525317A; MXPA03003565A; NO20031756L; FR2815719A1; TWI224982B; WO2002035243A1; US20040028565A1; JP2004517307A; ES2282298T3; RU2272296C2; KR20030045840A; AU9570601A; ATE357666T1; EP1328817A1; FR2815719B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Pipettiervorrichtung mit Spülung der Pipette, wobei diese Vorrichtung die Wiederherstellung von Reagenzien ermöglicht und in einem Analyseautomaten verwendbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist insbesondere eine Vorrichtung von dem Typ, welcher eine modulare Struktur aufweist, die es ihm ermöglicht, sich leicht an die notwendige Genauigkeit und die Spezifikationen anzupassen und zwar sowohl im Hinblick auf die mit der Pipette zu entnehmenden Substanzmengen als auch auf die Mengen der verwendeten Spülflüssigkeit.
Es ist allgemein bekannt, dass schon zahlreiche Vorrichtungen vorgeschlagen worden sind, die es ermöglichen, Pipettier- und Spülzyklen, insbesondere innerhalb von automatischen Analysevorrichtungen, durchzuführen.
Üblicherweise verwenden diese Vorrichtungen mindestens zwei Motorisierungen, von denen eine zur Betätigung der Dosierungsspritze dient, während die andere zum Antrieb der Rotation einer Pumpe verwendet wird, die zum Einspritzen der Spülflüssigkeit dient. In der Tat besitzt die Dosierungsspritze, die für geringe Flüssigkeitsmengen vorgesehen ist, keine ausreichende Kapazität, um eine Spülung durchzuführen.
Diese Lösung erweist sich daher als relativ kompliziert und kostspielig. Sie führt zur Verwendung einer Pumpe, deren Motorisierung energetisch aufwendig ist und deren Zerbrechlichkeit und Lebensdauer weniger gut sind als die der Spritze. Die Betriebssicherheit der Anlage ist daher nicht auf der Höhe, die man erwarten könnte. Nun soll aber dieser Vorrichtungstyp ohne irgendeine Wartung mindestens sieben Jahre lang im Takt des Automaten, an dem sie verwendet wird, funktionieren können. Im Falle eines Automaten, wie er in dem Patent FR 2 779 827 beschrieben ist, besteht dieser Takt aus 60 Tests pro Stunde während mindestens zweier Stunden pro Tag und dies an 220 Tagen im Jahr (das sind etwa 185.000 Tests).
Im Patent US 5 474 744 wird in der gleichen Weise eine automatische Pipettiervorrichtung mit Spülung vorgeschlagen, welche zwei Spritzen verwendet, die von zwei getrennten Motoreinheiten betätigt werden. Dennoch bleibt diese Lösung relativ kostspielig und bereitet starke Synchronisationsprobleme. Das gleiche gilt im Hinblick auf eine Pipettiervorrichtung, die in dem Patent US A 4 818 492 beschrieben ist.
Im übrigen besteht ein Nachteil dieser Lösungen darin, dass sie es nur ermöglichen, Pipettierungen in einem einzigen Genauigkeitsbereich sicherzustellen, der von den Dimensionen der Spritze abhängt, ohne dass es möglich wäre, sie an andere Genauigkeitsbereiche anzupassen.
Die Erfindung hat deshalb in erster Linie den Zweck, eine einfach aufgebaute Pipettiervorrichtung zu realisieren, die für die Pipettierung und für die Spülung eine einzige gemeinsame Motoreinheit verwendet, deren Betriebssicherheit und Lebensdauer die gleiche Grössenordnung besitzt wie diejenige der Pipettierungsspritze, derart, dass eine optimale Betriebssicherheit der Anlage erhalten wird, mit der Möglichkeit, den Genauigkeitsbereich zu wechseln.
Die Erfindung hat weiterhin eine Pipettiervorrichtung zum Ziel, deren Aufbau und Kinematik eine Modularisierung der Pipettier- und Spülelemente ermöglichen, derart, dass eine sehr große Flexibilität in der Anwendung erhalten werden kann.
Im Hinblick auf das Erreichen dieser Resultate weist die Pipettiervorrichtung nach der Erfindung mindestens zwei Pumpeinheiten unterschiedlicher Dimensionierung auf, wobei die beiden Pumpeinheiten jeweils einen zylindrischen Hohlraum besitzen, in welchem eine Stange/Kolben-Einheit abdichtend gleitet, die mit dem besagten Hohlraum eine Arbeitskammer begrenzt, deren Volumen sich in Abhängigkeit von der axialen Position der Stange/Kolben-Einheit verändert. Die Arbeitskammer jeder Pumpeinheit ist im übrigen mit einem Kreis verbunden, welcher eine Leitung aufweist, die in einen Spülflüssigkeitsvorrat einmündet, wobei der besagte Kreis aufeinanderfolgend zwei Elektromagnetventile aufweist sowie ein gegebenenfalls flexibles Rohr, welches an die Pipettiermittel, beispielsweise eine Nadel, angeschlossen ist.
Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der aus den beiden Hohlräumen herausgeführten Stange/Kolben-Einheiten an einem gemeinsamen Betätigungsorgan befestigt sind, das von einer gemeinsamen Motoreinheit in Translation angetrieben wird und die oben genannten Pumpeinheiten jeweils aus einem Modul bestehen, das einen Körper besitzt, der einen zylindrischen Hohlraum enthält und zwei parallele Anschlußflächen aufweist, in welche eine in Verbindung mit dem oben genannten zylindrischen Hohlraum stehende Durchführungsleitung einmündet und von der ein Teil mit einem Elektromagnetventil ausgerüstet ist, wobei die Öffnungen der besagten Leitung mit Verbindungsmitteln versehen sind, welche eine dichtende Verbindung mit einer entsprechenden Öffnung eines anderen Moduls ermöglichen, wenn die beiden Module mit ihren Anschlußflächen aneinander angesetzt und in dieser Position mit Hilfe von Befestigungsmitteln befestigt sind und wobei die besagten Öffnungen andererseits entweder mit der Zuführungsleitung für Spülflüssigkeit oder mit der an die Pipettiermittel angeschlossenen Leitung verbunden sein können und jedes der Module eine Leitung enthält, die mit dem zylindrischen Hohlraum verbunden ist und die durch eine Öffnung nach außen mündet, welche einen Parallelausgang darstellt, wobei die besagte Leitung mit einem Elektromagnetventil ausgerüstet ist.
Die größere Arbeitskammer ist daher an den Teil des Kreises angeschlossen, der die Verbindung zwischen den beiden Elektromagnetventilen darstellt, während die andere Arbeitskammer an den Teil des Kreises angeschlossen ist, der zwischen dem zweiten Elektromagnetventil und den Pipettiermitteln liegt.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem Steuermittel für die Motoreinheit und die Elektromagnetventile aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass ein Zyklus erzielt werden kann, der mindestens enthält:

– eine Pipettierphase, in welcher das erste Elektromagnetventil offen ist, das zweite Elektromagnetventil geschlossen ist und die Motoreinheit die beiden Stange/Kolben-Einheiten derart in Translation antreibt, dass sich das Volumen der beiden Arbeitskammern vergrößert, wobei die Vergrößerung des Volumens der kleinen Kammer ein Ansaugen der zu analysierenden Flüssigkeit oder des Reagenz in die Pipettiermittel bewirkt, während die Vergrößerung des Volumens der großen Kammer ein Ansaugen von Spülflüssigkeit in das Innere dieser Kammer hervorruft,
– eine Verdrängungsphase, in welcher die beiden Elektromagnetventile sich in dem gleichen Zustand befinden wie während der Pipettierphase, wobei dann die Motoreinheit derart wirksam ist, dass bei den besagten Arbeitskammern eine Volumenverkleinerung und eine Verdrängung der zu analysierenden Flüssigkeit oder des Reagenz hervorgerufen wird,
– eine Spülphase, in welcher das erste Elektromagnetventil geschlossen ist, während das zweite Elektromagnetventil offen ist, wobei die Motoreinheit die beiden Stange/Kolben-Einheiten in Translation derart antreibt, dass das Volumen der beiden Arbeitskammern verkleinert wird und die in ihnen enthaltene Spülflüssigkeit in Richtung auf die Pipettiermittel ausgetrieben wird.

Selbstverständlich könnte die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Anzahl von n Pumpeinheiten umfassen, deren Stange/Kolben-Einheiten mit dem gleichen Betätigungsorgan verbunden sind und deren Arbeitskammern jeweils mit einem Kreis verbunden sind, der eine Anzahl von n Elektromagnetventilen in Serie enthält, die jeweils mit den Teilen des Kreises verbunden sind, die im Falle der n-1 ersten Ventile die Verbindungen zwischen den Elektromagnetventilen darstellen, wobei die dem n-ten Ventil zugeordnete Arbeitskammer kleiner Dimension ihrerseits mit dem Teil des Kreises verbunden ist, der zwischen diesem n-ten Elektromagnetventil und den Pipettiermitteln angeordnet ist. Die oben genannten Steuermittel sind dann derart ausgebildet, dass in jeder der oben genannten Phasen eine vorgegebene Anzahl i von Elektromagnetventilen sich im geschlossenen Zustand befindet, während die anderen Ventile, also eine Anzahl n-i, sich im offenen Zustand befinden.
Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand von nicht begrenzenden Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Die 1 ein Prinzipschaltbild einer Pipettiervorrichtung mit zwei Spritzen ist;
die 2 ein Zeitdiagramm einer vollständigen Funktionsfolge der Pipettiervorrichtung gemäß 1 ist;
die 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der in 1 dargestellten Vorrichtung ist;
die 4 eine perspektivische, explodierte Darstellung der in 3 dargestellten Ausführungsform ist;
die 5 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 4 im zusammengesetzten Zustand ist;
die 6 ein schematischer Schnitt eines modularen Pumpaggregats ist, das in einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung verwendbar ist;
die 7 eine schematische Darstellung des Pumpaggregats nach 6 ist.
In dem in 1 dargestellten Beispiel umfaßt die Pipettiervorrichtung zwei Pumpeinheiten 1, 2, von denen jede einen zylindrischen Körper C, C' aufweist, in welchem ein Kolben P, P' verschiebbar ist, der mit einem Boden F, F' eine Arbeitskammer mit variablem Durchmesser begrenzt.
Dieser Kolben ist einstückig mit einer Stange T, T' verbunden, die aus dem Körper an der dem Boden F gegenüberliegenden Seite herausgeführt ist und die an einen Betätigungsmechanismus für eine Translationsbewegung angekoppelt ist, der folgendes aufweist:

– Ein Koppelstück AC, an welchem die Stangen T und T' befestigt sind (es besteht ein Spiel zwischen T, T' und AC, um die Parallelitätsfehler auszugleichen),
– eine Zahnleiste CR, die einstückig mit dem Koppelstück AC verbunden ist und sich parallel zur Achse der zylindrischen Körper C, C' erstreckt,
– ein von einem Schrittmotor MP angetriebenes Zahnrad PN, welches in die Zahnleiste CR eingreift.

Der Boden jedes der Körper C, C' ist mit einer Leitung CO, CO' versehen, welche die entsprechende Arbeitskammer mit einem Kreis verbindet, der in Serie eine in einen Spülflüssigkeitsvorrat RL einmündende Leitung CP₁, zwei aufeinanderfolgende Elektromagnetventile EV₁, EV₂ und ein mit einer beweglichen Pipettiernadel AP verbundenes flexibles Rohr TS enthält. Diese Nadel AP wird derart betätigt, dass sie in verschiedene Behälter eingreifen kann, also beispielsweise, wie dargestellt, in einen eine Probe oder ein Reagenz enthaltenden Vorratsbehälter RE, einen Analysenbehälter RA und eine Spülmittelquelle PR.
Genauer gesagt ist die Leitung CO mit dem Kreis im Zwischenraum zwischen den Elektromagnetventilen EV₁, EV₂ verbunden. Die Leitung CO' mündet ihrerseits in den Abschnitt des Kreises, welcher die Verbindung zwischen dem Elektromagnetventil EV₂ und der Nadel AP bildet.
Die Ansteuerung der Elektromagnetventile EV₁, EV₂ und des Motors MP wird durch einen Mikrosteuerbaustein MC bewirkt. Der optische Meßfühler liefert nur die "Null-Stellung" des Systems.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Zustand des Ventils EV₁ immer entgegengesetzt zum Zustand des Ventils EV₂, das heißt, wenn das Ventil EV₁ offen ist, ist das Ventil EV₂ geschlossen und umgekehrt.
Die Funktionsweise der oben erwähnten Pipettiervorrichtung wird im folgenden anhand des in 2 dargestellten Zeitdiagramms beschrieben.
Gemäß diesem Zeitdiagramm greift im Ausgangszustand die Nadel AP in den Vorratsbehälter RE ein, während die Ventile EV₁, EV₂ sich jeweils in der Offenstellung und in der Geschlossenstellung befinden. Der Motor MP steht still, die Kolben befinden sich im Ruhezustand (Position 0). Die beiden Arbeitskammern der Pumpeinheiten sind mit Spülflüssigkeit gefüllt.
Die Pipettierphase wird dann durch eine Rotation des Motors MP (negativer Drehsinn) derart bewirkt, dass die beiden Kolben P, P' zu einer Bewegung nach unten angetrieben werden. Im Verlauf dieser Verschiebung erzeugt der Kolben P' ein Ansaugen von Flüssigkeiten, die im Vorratsbehälter RE enthalten sind, in das Innere der Nadel AP und einen Teil des flexiblen Rohres TS, während der Kolben P die Spülflüssigkeit ansaugt, die im Vorratsbehälter RL enthalten ist.
Im Verlauf der folgenden Phase wird die Nadel AP versetzt, so dass sie beispielsweise oberhalb des Analysenbehälters RA angeordnet ist.
Wenn sie einmal in dieser Position ist, kann die Vorrichtung die Verdrängungsphase einleiten, in deren Verlauf der Motor MP im umgekehrten Drehsinn dreht, um die Kolben P, P' in ihre Ruhestellung (Position 0) zurückzuführen. Im Verlauf dieses Vorgangs verblei ben die Elektromagnetventile im gleichen Zustand wie vorher, und der Kolben P' verdrängt die vorher in die Nadel AP abgezapfte Flüssigkeit in das Innere des Behälters RA, während der Kolben P die Spülflüssigkeit in das Innere des Vorratsbehälters verdrängt.
Wenn diese Verdrängungsphase beendet ist, wird die Nadel AP nach rechts zur Spülmittelquelle PR geführt, um die Ausführung einer Spülphase zu ermöglichen.
Im Verlauf dieser neuen Phase ist der Zustand der Elektromagnetventile umgekehrt, das Elektromagnetventil EV₁ ist geschlossen, das Elektromagnetventil EV₂ ist offen, während der Motor MP derart betätigt wird, dass die in den beiden Spritzen enthaltene Spülflüssigkeit in Richtung auf die Pipettiernadel verdrängt wird.
In der Tat wird diese Verdrängung in mehreren Stufen bewirkt, die jeweils einem oder mehreren Schritten des Motors MP entsprechen.
Wenn einmal die Spülphase durchgeführt ist, beginnt die Vorrichtung mit einer Füllphase, in deren Verlauf das Elektromagnetventil EV₁ offen ist, während das Elektromagnetventil EV₂ geschlossen ist. Der Motor MP wird dann derart betätigt, dass die Kolben P, P' nach unten verschoben werden, um das notwendige Ansaugen hervorzurufen. Im Verlauf dieser Füllphase bewirkt die Pumpeinheit 2 ein Ansaugen von Luft durch die Nadel AP.
Als Folge impliziert die Rückkehr der Vorrichtung in den Anfangszustand eine Entlüftungsphase, in deren Verlauf die Elektromagnetventile EV₁, EV₂ jeweils geschlossen und offen sind und der Motor MP derart betätigt wird, dass eine Verdrängung der in den Einheiten 1 und 2 enthaltenen Spülflüssigkeit durch die Nadel erhalten wird.
Wenn die Luft entfernt ist, kehrt die Vorrichtung in den Ausgangszustand zurück, in welchem die Elektromagnetventile EV₁, EV₂ sich jeweils im offenen Zustand und im geschlossenen Zustand befinden und in dem die Kolben die Ruheposition 0 einnehmen.
Vorteilhafterweise kann die oben beschriebene Vorrichtung derart dimensioniert sein, dass sie mit Analyseautomaten, wie sie zur Zeit verwendet werden, kompatibel ist.
So kann diese Vorrichtung beispielsweise an einem Automaten verwendet werden wie er in FR 2 779 827 beschrieben ist:

– Das zu pipettierende Volumenminimum kann gleich 5 μl sein, während das Volumenmaximum gleich 250 μl sein kann (dieses vorgegebene Volumen bestimmt die Anzahl der Schritte des Motors während der Ansaugphase und der Verdrängungsphase),
– für die Funktion der Wiederherstellung von Reagenzien kann das zu pipettierende Volumenmaximum gleich 8 ml sein,
– der Anfangsdurchsatz kann bei 24,4 μl/s oder 73,2 μl/s liegen, wobei der Spitzendurchsatz in der Größenordnung von 366 μl/s liegen kann,
– die Vorrichtung ist imstande, 10 aufeinanderfolgende Spülhübe mit einem Volumen von 150 μl mit einer Dauer von 100 ms pro Spülhub auszuführen. Der Druck der Spülstufen kann 3 bar betragen,
– der verwendete Motor MP kann aus einem Getriebe-Schritt-Motor bestehen mit 200 Schritten pro Umdrehung,
– der Durchmesser des Kolbens des Körpers der Pipettiereinheit 1 kann 14 mm betragen, während der Durchmesser des Kolbens des Körpers der Pipettiereinheit 23 mm betragen kann,
– Die Länge der beiden Bohrungen kann 55 mm betragen.

In dem für das Verständnis der Erfindung nützlichen in den 3, 4 und 5 dargestellten Beispiel sind die Körper der beiden Pipettiereinheiten 1, 2 in den gleichen Block BL aus Kunststoffmaterial, beispielsweise aus Plexiglas (eingetragene Marke), integriert; die Form ist im wesentlichen parallelipedisch.
Dieser Körper enthält zwei Bohrungen AL₁ und AL₂, deren Achsen parallel zur vertikalen Symmetrieachse des Blocks verlaufen und die auf dem Niveau der unteren Oberfläche des Blocks nach außen münden. In ihrem oberen Bereich enden die beiden Bohrungen in zwei konischen Abschnitten PC₁, PC₂, die jeweils in einem vorgegebenen Abstand zur oberen Oberfläche angeordnet sind.
In dem zwischen den beiden Bohrungen AL₁, AL₂ vorhandenen Volumen ist ein Hohlraum CA vorgesehen, der in die untere Oberfläche und die Vorderseite mündet sowie ein vertikaler Durchgangsraum PV, der sich zwischen der oberen Fläche des Hohlraums CA und der unteren Oberfläche des Blocks erstreckt.
An der unteren Oberfläche des Blocks ist eine Grundplatte EM befestigt, die zwei vertikale Durchtrittspassagen aufweist, in welchen verschiebbar und abgedichtet jeweils zwei Stange/Kolben-Einheiten TP₁, TP₂ montiert sind, die beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehen und jeweils in die Bohrungen AL₁, AL₂ abgedichtet und verschiebbar eingreifen, was hier mit Hilfe von dynamischen Dichtungen erhalten wird.
Die oberen Enden dieser Stange/Kolben-Einheiten sind konisch ausgebildet, während ihre unteren Enden zwei Auskehlungen aufweisen, die jeweils ihre lösbare Befestigung an den Enden des horizontalen Zweiges eines in Form eines umgekehrten T ausgebildeten Betätigungsstücks PA ermöglichen.
Der vertikale Zweig dieses Betätigungsstücks PA ist am unteren Ende einer vertikalen Schiene RV befestigt, die in einer vertikalen Translationsbewegung bewegbar ist und die den Hohlraum dank einer in der Grundplatte vorgesehenen von der Passage PV fortgesetzten Öffnung durchsetzt.
Diese Schiene RV trägt eine Zahnleiste CR, in welche ein Zahnrad PN eingreift, das von einem Getriebemotor betätigt wird (Block MP in gestrichelten Linien) und das in dem Hohlraum angeordnet ist.
Im übrigen sind zwei Elektromagnetventile EV₁, EV₂ an der Vorderfläche des Körpers montiert, die in Verbindung mit in dem Block B realisierten Leitungen stehen, welche sich in Übereinstimmung mit dem in 1 dargestellten Kreis befinden.
Eine optische Gabel FO ist außerdem vorgesehen zur Erfassung der Stellung "null" der Schiene RV.
Die Funktionsweise dieser Vorrichtung ist identisch zu derjenigen, die weiter oben beschrieben wurde und wird daher nicht noch einmal erläutert.
Es erweist sich nichtsdestoweniger, dass diese Lösung im Hinblick auf ihre Kompaktheit, ihre leichte Integrierbarkeit, ihre Fähigkeit, dank der konischen Formen Blasen zu eliminieren, ihrer Genauigkeit, die von der Genauigkeit der Stange/Kolben-Einheiten TP₁, TP₂ abhängt, welche mit großer Präzision bearbeitbar sind, und ihrer Betriebssicherheit besonders vorteilhaft ist.
Besonders die Eliminierung von Blasen wird gleichzeitig durch die konischen Formen der Stange/Kolben-Einheiten TP₁, TP₂ und der zylindrischen Bohrungen AL₁, AL₂ und durch den Oberflächenzustand dieser Elemente bewirkt. Im übrigen wird der Durchgang der Blasen dank der Tatsache erleichtert, dass die konische Form PC₁ der zylindrischen Bohrung AL₂ mit kleinerem Durchmesser direkt mit der Leitung kommuniziert, welche mit den Pipettiermitteln AP verbunden ist.
Die Erfindung schlägt eine modular aufgebaute Vorrichtung vor, welche von Pumpmodulen Gebrauch macht, die in der Weise aneinander ansetzbar sind, wie dies in den 6 und 7 dargestellt ist.
In diesem Beispiel besitzt jedes Modul M₁ bis M₄ einen zylindrischen Hohlraum CC₁, CC₂, in welchem in abgedichteter Weise eine Stange/Kolben-Einheit TP'₁, TP'₂ verschiebbar ist, die von einer Motoreinheit (Block MO) betätigt wird, die allen Stange/Kolben-Einheiten TP'₁, TP'₂ gemeinsam ist.
Dieses Modul umfaßt einen Körper, der zwei zueinander parallele Anschlußflächen FA₁, FA₂ aufweist, in welche eine Durchgangsleitung CT einmündet, die in Verbindung mit dem zylindrischen Hohlraum CC₁ steht und von der ein Teil mittels einer von einem Elektromagnet betätigten Düsennadel verschließbar ist (die Konstruktion bildet ein Elektromagnetventil EV'₁).
Auf der Höhe der Anschlußflächen sind die Öffnungen dieser Leitung CT mit Verbindungsmitteln versehen, welche es ermöglichen, eine dichtende Verbindung zwischen den Teilstücken der Leitungen CT von mehreren Modulen herzustellen, wenn diese mit ihren Anschlußflächen aneinander angesetzt werden und in dieser Stellung beispielsweise durch Spannstangen TR aneinander befestigt werden.
In analoger Weise zu dem Vorhergehenden ist die Leitung, welche durch die Verbindung der verschiedenen Durchgangsleitungen CT erhalten wird, an einer Seite mit dem Spülflüssigkeitsbehälter RL und an der anderen Seite mit einer Pipettiernadel AP verbunden.
Die Elektromagnetventile EV' und die Motoreinheit MO sind ihrerseits an einen Steuerkreis mit einem Mikroprozessor MC angeschlossen.
Im übrigen umfaßt jedes der Module M₁ bis M₄ außerdem eine Leitung CP, die mit dem zylindrischen Hohlraum CC₁ verbunden ist und die in die obere Oberfläche des Moduls in eine Öffnung ausmündet, welche einen Parallelausgang SP darstellt. Diese Leitung CP ist mittels einer von einem Elektromagnet betätigten Düsennadel verschließbar, wobei die Konstruktion ein Elektromagnetventil EV'₂ bildet, ähnlich den Elektromagnetventilen EV'₁ und das vom Steuerkreis her angesteuert wird.
Diese Parallelausgänge SP können unter Einschaltung einer Sammelleitung mit der Pipettiernadel AP verbunden sein.
Es ist klar, dass diese modulare Struktur den Nutzen einer sehr großen Flexibilität mit sich bringt und an sehr zahlreiche Situationen anpaßbar ist, indem die Anzahl der Module variiert wird und Module ausgewählt werden, welche Hohlräume mit geeignetem Durchmesser aufweisen und indem Umgruppierungen der Module, deren Elektromagnetventile die gleichen Zustände aufweisen, durchgeführt werden, indem die geeignetsten Ausgänge für die gewünschte Funktion ausgewählt werden und so weiter. Selbstverständlich kann diese Auswahl mittels eines implementierten Programmes vom Steuerkreis MC aus durchgeführt werden.

Claims

Automatische Pipettiervorrichtung mit Spülung, wobei diese Vorrichtung die Wiederherstellung von Reagenzien ermöglicht und in einem Analyseautomaten verwendbar ist und wobei diese Vorrichtung mindestens zwei Pumpeinheiten (1, 2) unterschiedlicher Kapazität enthält, von denen jede einen zylindrischen Hohlraum (AL₁, AL₂) aufweist, in welchem eine Stange/Kolben-Einheit (TP₁, TP₂) abdichtend gleitet, die mit dem besagten Hohlraum eine Arbeitskammer begrenzt, deren Volumen sich in Abhängigkeit von der axialen Position der Stange/Kolben-Einheit (TP₁, TP₂) verändert, wobei die Arbeitskammer jeder Pumpeinheit (1, 2) mit einem Kreis verbunden ist, welcher eine Leitung aufweist, die in einen Spülflüssigkeitsvorrat (RL) einmündet und wobei der besagte Kreis aufeinanderfolgend zwei Elektromagnetventile (EV₁, EV₂) aufweist sowie ein an Pipettiermittel (AP) angeschlossenes Rohr (TS) und die größere Arbeitskammer mit dem Teil des besagten Kreises verbunden ist, der die Verbindung zwischen den beiden Elektromagnetventilen (EV₁, EV₂) bildet, während die andere Arbeitskammer mit dem Teil des Kreises verbunden ist, der zwischen dem zweiten Elektromagnetventil (EV₂) und den Pipettiermitteln (AP) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass: – die Enden der aus den beiden Hohlräumen herausgeführten Stange/Kolben-Einheiten (TP₁, TP₂) an einem gemeinsamen Betätigungsorgan befestigt sind, das von einer gemeinsamen Motoreinheit (MC) in Translation angetrieben wird, – die oben genannten Pumpenheiten jeweils aus einem Modul (M₁ bis M₄) bestehen, das einen Körper besitzt, der einen zylindrischen Hohlraum (AL₁, AL₂) enthält und zwei parallele Anschlussflächen (FA₁, FA₂) aufweist, in welche eine in Verbindung mit dem oben genannten zylindrischen Hohlraum (CC₁, CC₂) stehende Durchführungsleitung (CT) einmündet und, von der ein Teil mit einem Elektromagnetventil (EV'₁) ausgerüstet ist, wobei die Öffnungen der besagten Leitung mit Verbindungsmitteln versehen sind, welche eine dichtende Verbindung mit einer entsprechenden Öffnung eines anderen Moduls (M₁ bis M₄) ermöglichen, wenn die beiden Module mit ihren Anschlussflächen aneinander angesetzt und in dieser Position mit Hilfe von Befestigungsmitteln (TR) befestigt sind und wobei die besagten Öffnungen andererseits entweder mit der Zuführleistung für Spülflüssigkeit oder mit der an die Pipettiermittel (AP) angeschlossenen Leitung verbunden sein können, – jedes der Module (M₁ bis M₄) eine Leitung (CP) enthält, die mit dem zylindrischen Hohlraum (CC₁) verbunden ist und die durch eine Öffnung nach außen mündet, welche einen Parallelausgang (SP) darstellt, wobei die besagte Leitung (CC₁) mit einem Elektromagnetventil (EV'₂) ausgerüstet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Steuermittel (MC) für die Motoreinheit (MP) und die Elektromagnetventile (EV₁, EV₂) aufweist, die derart ausgebildet sind, dass ein Zyklus erzielt werden kann, der mindestens enthält: – eine Pipettierphase, in welcher das erste Elektromagnetventil (EV₁) offen ist, das zweite Elektromagnetventil (EV₂) geschlossen ist und die Motoreinheit (MP) die beiden Stange/Kolben-Einheiten (TP₁, TP₂) derart in Translation antreibt, dass sich das Volumen der kleinen Arbeitskammer vergrößert und ein Ansaugen einer von den Pipettiermitteln (AP) aufzunehmenden Flüssigkeit sowie ein Anwachsen des Volumens der großen Kammer erzeugt wird, welches ein Ansaugen von Spülflüssigkeit in das Innere dieser großen Kammer bewirkt, – eine Verdrängungsphase, in welcher die beiden Elektromagnetventile (EV₁, EV₂) sich in dem gleichen Zustand befinden wie während der Pipettierphase, wobei dann die Motoreinheit (MP) derart wirksam ist, dass bei den besagten Arbeitskammern eine Volumenverkleinerung und eine Verdrängung von vorher aufgenommener Flüssigkeit hervorgerufen wird, und – eine Spülphase, in welcher das erste Elektromagnetventil (EV₁) geschlossen ist, während das zweite Elektromagnetventil (EV₂) offen ist und die Motoreinheit (MP) die beiden Stange/Kolben-Einheiten (TP₁, TP₂) in Translation derart antreibt, dass das Volumen der beiden Arbeitskammern verkleinert wird und die in ihnen enthaltene Spülflüssigkeit in Richtung auf die Pipettiermittel ausgetrieben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Spülphase der besagte Zyklus eine Füllphase aufweist, in deren Verlauf das zweite Elektromagnetventil (EV₂) geschlossen ist, während das erste Elektromagnetventil (EV₁) geöffnet ist und der Motor (MP) derart betrieben ist, dass eine Vergrößerung des Volumens der besagten Arbeitskammern bewirkt wird sowie eine Entlüftungsphase, in deren Verlauf die besagten ersten und zweiten Elektromagnetventile (EV₁, EV₂) jeweils geschlossen beziehungsweise geöffnet sind, während die Motoreinheit (MP) derart betätigt wird, dass eine Verdrängung der Spülflüssigkeit in Richtung der Pipettiermittel (AP) erreicht wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Motoreinheit einen Motor (MP) aufweist, der ein Zahnrad (PN) antreibt, welches in eine kraftschlüssig mit dem besagten Betätigungsorgan verbundene Zahnleiste (CP) eingreift.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Enden der zylindrischen Hohlräume (AL₁, AL₂) und der Stange/Kolben-Einheiten (TP₁, TP₂) konisch ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Form (PC_I) des kleineren zylindrischen Hohlraums (AL₁) direkt mit der an die Pipettiermittel (AP) angeschlossenen Leitung verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Elektromagnetventile (EV₁, EV₂, EV'₁, EV'₂) und die besagte Motoreinheit (MP) durch einen Prozessor (MC) angesteuert werden, der Informationen bezüglich der Position der Stange/Kolben-Einheiten (TP₁, TP₂-TP'₁, TP'₂) erhält.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Informationen mittels einer der besagten Zahnleiste (CR) zugeordneten optischen Gabel erhalten werden.