DE6913778U - Pipettiervorrichtung. - Google Patents

Description

OXFORD LABORATORIES, San Hateo, Calif. (USA)

Pipettiervorriciitung

Die Erfindung betrifft allgemein Pipettiervorrichtungen, und insbesondere eine neuartige liikropipettiervorrichtung, mit der Flüssigkeiten, wie Plasma oder Reagentien, mit außerordentlich hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit verteilt werden können.

Pipetten, wie sie bisher zum Austeilen von Flüssigkeiten verwendet wurden, weisen verschiedene Nachteile auf, beispielsweise werden gewünschte definierte Flüssigkeitsinengen nicht ausreichend genau reproduzierbar abgeteilt, durch die manuelle Behandlung der Abgabespitzen besteht die Gefahr, daß die Spitzen nicht sauber sind oder daß eine gegenseitige Verunreinigung stattfindet, schließlich sind die bekannten Pipetten kompliziert aufgebaut, dementsprechend aufwendig in der Herstellung und schwierig im Gebrauch.

Durch die Erfindung soll eine neuartige Pipettiervorriciitung verfügbar gemacht werden, mit der Flüssigkeit genau im Bereich zwischen 5 und looo Mikroliter ausgeteilt werden

kann und die so aufgebaut und angeordnet ist, daß eine gegenseitige Verunreinigung der ausgeteilten Proben oder eine andersartige Verunreinigung derselben vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird eine neuartige Pipettiervorrichtung dieser Art verfügbar gemacht, die mit einer Präzisions-Mikropipette in Verbindung mit einem kombinierten Instruiuenten halter und Einsatzspitzen-Halter und -Aufsteckhilfe zusammen mit einer Abziehvorrichtung für die Einsatzspitzen ausgestattet ist, wobei die Gesamtvorrichtung so aufgebaut und angeordnet ist, daß sich keine Handberührung der verwendeten Spitzen ergibt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Übertragen abgemessener, kleiner Mengen insbesondere steriler und/ oder gesundheitsschädlicher Flüssigkeiten, bestehend aus einer Kolbenpipette aus einem zylindrischen Hohlkörper mit einem im wesentlichen flachen, oberen Ende und einem kegeistumpfförmigen, mit einer öffnung versehenen, unteren Teil, einem darin bewegbaren Kolben, der in das kegelstumpfförmige Ende hineinreicht, dessen oberes Ende durch den Oberteil des Hohlkörpers hinausführt, einem am oberen Ende des Kolbens außerhalb des Hohlkörpers befestigten Knopf, einer relativ schwachen Primär-Druckfeder, die um einen Teil des Kolbens herum im Hohlkörper angeordnet ist, einer relativ steifen Sekundär-Druckfeder, die oberhalb der Primär-Druckfeder um einen Teil des Kolbens herum im Hohlkörper eingesetzt ist, und einer auf dem unteren Teil aufgesetzten Einsatzspitze, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kalibrierhaube im Hohlkörper an. seinem oberen Ende eingebaut ist, in der ein am Kolben befestigter Kalibrierkragen bewegbar ist, der im Ruhestand am oberen Ende der Innenseite des Kohlkörpers anliegt, ein Nullring den Kolben innerhalb des unteren Teils dicht umgibt, ein Nullringhaiter an einer Seite am Null-

ring und an der anderen Seite an der Primär-Druckfeder anliegt, eine Haltehülse im Hohlkörper auf dam Nullringhalter aufsitzt, die PrimärOruckfeder umgibt und führt und am anderen Ende die Sekundär-Druckfeder aufnimmt, der untere Teil eine Ringschulter aufweist, auf die nach unten ein ringförmiger Absatz folgt, an den sich ein kegelstumpfförmiges Ende anschließt, auf das die lösbare Einsatzspitze kraftschlüssig aufgesteckt ist, und das Kolbenende nach Zurücklegen des Überwegs mit dem kegelstumpf förmigen Ende im wesentlichen abschließt.

Gemäß einer speziellen Ausbildung der Erfindung v/erden bei der Vorrichtung präzis geformte, nicht benetzbare Wegwerf-Kunststoffspitzen verwendet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung, in der die Art und Weise veranschaulicht wird, in der der Instrumentenhalter mit Einsatzspitzeh-Halter und -Aufsetzhilfe und die Abziehvorrichtung für die Einsatzspitzen verwendet werden;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 die Unterseite der Einsatzspitzen-Abziehhilfe;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 eine Teilansicht der Pipette in Gebrauch;

Fig. 6 eine Aufsicht auf den Instruiaentenhalter mit Einsatzspitzen-Halter und -Aufsteckvorrichtung; Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6?

Fig. 8 einen Teilschnitt durch eine Einsatzspitze

während des Herausziehens aus dem Einsatzspitzenhalter;

Fig. 9 eine Ansicht entsprechend dem Pfeil 9-9 in Fig. und

Fig. Io eine Teilansicht einer modifizierten Pipettenforxu.

In Fig. 1 ist die erfindungsgeraäße Mikropipettiervorrichtung im Ganzen dargestellt; sie besteht aus zwei Kästen 2 und 3, von denen der Kasten 2 einen Pipetten- oder Instrumenten-Halter mit Einsatzspitzen-Halter und -Aufsetzhilfe 4 trägt, während der Kasten 3 eine Einsatzspitzen-Abziehhilfe 5 trägt. Der Instrumenten-Halter mit Einsatzspitzen-Halter 4, der im einzelnen in Fig. 6 und 7 dargestellt ist, besteht aus einer Grundplatte 6, vorzugsweise aus Kunststoff, die im allgemeinen rechteckig geformt ist und einen nach unten weisenden Umfangsflansch 7 sowie eine vorstehende Umfangslippe 8 aufweist, mit der der Halter 4 in den Oberteil des Kastens 2 eingesetzt und auf der Oberkante dieses Kastens gehalten werden kann. Dieser Halter mit Aufsetzhilfe weist eine Anzahl nach unten weisender Einsatzspitzen-Aufnahmen 9 auf, die im Abstand voneinander angeordnet sind und sich verjüngende Spitzen Io aufnehmen und tragen können, die präzise geformt, chemisch resistent und nicht benetzbar sowie nach einmaligem Gebrauch wegzuwerfen sind. Die Spitzen Io weisen Rippen 14 auf, deren untere, als Schultern ausgebildete

Enden auf der Oberseite der Platte 6 aufliegen, um auf diese Weise die Spitzen abzustützen. Ersichtlich sind die Spitzen Io innen verjüngt und so geformt, daß sie das kegelstumpfförxaige untere Ende einer Pipette 11 aufnehmen können. Beim Versand der Pipettiervorrichtung sind die Einsatzspitzen Io ge- F wohnlich in Kunststoffbeuteln enthalten, die sich in den Kästen 2 und 3 befinden. Im Gebrauch wird gewöhnlich die Anzahl Einsatzspitzen, die an einem Tag benötigt wird, aus den Kunststoffbeuteln herausgenommen und in die Aufnahmen 9 im Halter 4 eingesetzt; die Kunststoffbeutel werden zwischenzeitlich weggelegt, beispielsweise in einem Schrank aufbewahrt.

Die in Verbindung mit den Einsatzspitzen Io verwendeten Pipetten 11 können in nach unten v/eisenden,mit offenen Enden versehenen, im Abstand voneinander befindlichen Halterungen 12 stecken, die im Mittelteil der Platte 6 des Instrumenten- und Einsatzspitzen-Halters 4 vorgesehen sind; diese Halterungen 12 sind jeweils mit einer ringförmigen Stufe zum Abstützen der Pipetten 11 versehen, wie in Fig. 7 erkennbar ist, und die Pipetten weisen aine Ringschulter 13 auf, die auf den Kalterungs- ; Stufen aufliegt, wenn die Pipette nicht benutztjwird. \

Die Pipetten 11 bestehen aus einem hohlzylindrischen \

Hauptkörper 16, der am unteren Ende offen ist und in dem das ^:

obere erweiterte Ende 17 eines nach unten führenden, hohlen i

Schaft- oder Hohlkörpers 18 mit kleinerem Durchmesser einge- j

schraubt ist; dieser Körper 18 ist am unteren Ende 19 unterhalb ,

der Schulter 13 kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß er ein- [

wandfrei in die Einsatzspitzen Io paßt. Ersichtlich wird nach )

dem Einsetzen des Endes 19 in eine Einsatzspitze Io ein ring- i förmiger Raum 2o zwischen der Schulter 13 und der Oberseite der Spitze Io gebildet, so daß die Spitze leicht mit Hilfe der Abziehvorrichtung 5 entfernt werden kann, wie noch erläutert

wird. }

ι » · ι

I ■ ι I

Die Einsatzspitzen-Abziahvorrichtung 5 besteht aus einem flachen rechteckigen Deckelteil 21, dar mit einem nach unten v/eisenden Umfangsflansch 22 auf drei Seiten versehen ist, der an der äußeren oberen Kante von drei Seiten des Kastens 3 anliegt, die vierte Seite des Deckteils 21 hat nach der Montage auf dem Kasten 3 einen Abstand von dessen vierter Seite, so daß ein offener Raum 24 verbleibt. Die Abziehvorrichtung 5 weist auch einen Innenflansch 23 auf, der einen gewissen Abstand vom Flansch 22 aufweist, so daß die Oberkante des Kastens 3 zwischen den beiden Flanschen liegen kann; der Innenflansch ist über die vierte Seite des Deckteils 21 im Bereich der Öffnung 24 fortgeführt und bei 25 nach einwärts gekrümmt? diese Einwärtskrümmung umgibt einen Querschlitz 26 im Deckteil 21, der ausreichend breit bemessen ist, um den sich verjüngenden Teil 19 des Körpers 18 gerade unterhalb der Schulter 13 und oberhalb einer auf dem kegelstumpfförmigen Teil 19 sitzenden Spitze Io aufzunehmen. Der Raum 2o erlaubt also, das sich verjüngende Ende 19 einzusetzen, wenn eine Spitze abgezogen v/erden soll; dieses Abziehen wird dadurch erreicht, daß die Pipette 11 leicht geneigt wird, wie in Fig. 1 dargestellt, so daß die Spitze Io abgestreift wird, ohne daß sie berührt werden muß, wodurch eine Verunreinigung vermieden wird.

Die Pipette 11 besteht aus einem oberen, äußeren Plungerknopf 27, der am oberen Ende eines Plungerkolbens 28 befestigt ist, der durch das obere Ende des Körpers 16 nach unten in dessen hohles Innere führt, und an dem ein Kalibrierkragen 29 befestigt ist, der vertikal innerhalb einer Kalibrierhaube 3o verschiebbar ist, die ihrerseits innerhalb des Innenkörpers 16 verschiebbar ist. Eine relativ steife Sekundär-Druckfeder 31 liegt am oberen Ende am Boden der Kalibrierhaube 3o an, so daß die Oberkante dieser Haube an der Innenseite des Oberteils des Körpers 16 anliegt, während das untere Ende dieser Feder auf der Oberseite einer Federhalterhülse 32 aufliegt, die im Körper Io nach unten führt und an einer Nullring-Haltescheibe 33 anliegt, die ihrerseits auf der Oberseite des Schaftes 18 anliegt.

I » I · 1

..""■■'■ 26

AA

Der Plungerkolben 28 weist einen verjüngten unteren Teil oder Kolben 34 auf, der durch die Scheibe 33 und innerhalb des Schaftes 18 im Körper 16 nach unten reicht. Das hohle Innere des Schafter 18 hat einen solchen Durchmesser,daß der Kolben 34 im Gleitsitz geführt wird, und wenn der Knopf 27 und der Kalibrierkragen 29 sich in ihrer obersten Stellung gemäß Fig. 4 befinden, bleibt ein Raum 35 innerhalb des Schaftes 18 frei, der eine Abwärtsbewegung dieses Kolbens ermöglicht. Der Kolben 34 ist mit einer dünneren Verlängerung 36 versehen, die nach unten in den sich verjüngenden Teil 19 des Schaftes 18 reicht; die — Mittelöffnung in diesem sich verjüngenden Teil snimnvt die Verlängerung 36 im Gleitsitz auf. Die Oberseite des erweiterten Endes 17 des Schaftes 18 ist mit einer zentralen Aussparung zur Aufnahme eines Nullrings 37 versehen, der den Kolben 34 dicht umfaßt; dieser Nullring 37 wird mit der Haltescheibe 33 an Ort und Stelle gehalten. Eine Primär-Druckfeder 38 umgibt den Kolben 34 innerhalb des Körpers 16 und liegt an einen Ende am Hauptkörper des Plungerkolbens 28 und am anderen Ende an einer geeigneten Aussparung in der Nullring-Haltescheibe 33 an. Diese Feder ist erheblich schwächer als die Sekundärfeder 31.

Im Betrieb ergreift der Benutzer die Pipette gemäß Fig. so, daß, er den Körper 16 so in der Hand hält, daß der Knopf 27 mit dem Daumen gedrückt werden kann. Wenn dieser Knopf gegen die Kraft der Primärfeder 38 niedergedrückt wird, fühlt der Benutzer einen Anschlag, d.h. das Anliegen des Kalibrierkragens 29 am Boden der Kalibrierhaube 3o; der Knopf 27 befindet sich dann in der in Fig. 4 strichpunktiert dargestellten Stellung. Dieser Weg von der Ruhestellung bis zum Anschlag ist die Primär- odar Kalibrierbewegung und drückt die Primärfeder 38 etwas zusammen. Mit höherem Druck kann der Plangerknopf weiter in seine tiefste Stellung gedrückt v/erden, d.h. in die Stellung, in der die Urterseite des Knopfes direkt am Oberteil des Körpers 15 anschlägt, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Dieser Weg über den Kalibrierbereich hinaus ist die Sekundär- oder Überschußbewegung.

Um eine genaue Flüssigkeitsmenge aufzunehmen und abzugeben, wird zunächst die Pipette von der Halterung 12 im Instrumenten- und Einsatzspitzen-Halter 4 weggenoramen. Der sich verjüngende Teil 19 des Schaftes 18 wird dann in das Innere einer Einsatzspitze Io eingeführt, die Pipette fest niedergedrückt und vertikal herausgenommen.

Auf diese Weise wird auch die Einsatzspitze Io mitgenommen, weil sie kraftschlüssig auf der Pipettenspitze sitzt. Der Knopf 27 wird jetzt bis zum ersten Anschlag niedergedrückt, d.h. es wird die primäle oder Kalibrierbewegung durchgeführt, die sich dadurch ergibt, daß der Kragen 29 am Boden der Haube 3o anschlägt, ehe die Spitze in die Probenlösung eingeführt v/ird. Die Spitze wird dann etwa 3 mm in die Proben lösung eingeführt, und der Plungerknopf 27 dann gleichmäßig in seine Ruhestellung zurückgelassen, und dann kann die Pipette aus der Probenlösung herausgenommen und die Spitze gewünschtenfalls mit einem fusselfreien Material abgewischt werden, ohne die Spitzenöffnung zu berühren. Die Spitze wird dann in ein Au£nahmege£3 eingeführt, beispielsweise ein Reagenzglas 39, wobei die Spitze gegen die Seitenwand gesetzt wird. Der Plungerknopf 27 wird jetzt gleichmäßig bis zum ersten Anschlag durchgedrückt, und nach einer Pause weiter in die zweite oder niedrigste Stellung gegen die Spannung der zweiten, steifen Feder 31 gedrückt, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn der Knopf in der untersten Stellung gehalten wird, wird die Pipette langsam herausgezogen, wobei die Spitze Io an der Innenwand des Reagenzgläschens 39 gleitet, um alle Flüssigkeitsapuren zu entfernen. Anschließend wird die Pipette in die Auskerbung 2S des Spitzenabziehers 5 eingeführt, wie in Fig. 1 dargestellt ist, um die Spitze Io zu lösen.

Die Bewegung des Knopfes 27 bis zum ersten Anschlag sorgt dafür, daß sich der Kolben 34 von der in Fig. 4 ausgezogen dargestellten Stellung bis in die unterbrochen dargestellte Stellung

bewegt, und das ist die Länge der Bewegung während des Ladens der Pipette. Die Bewegung von der unterbrochen dargestellten Stellung bis zum Boden des Raumes 35 stellt den Überweg des Kolbens während der Bewegung des Plungers 27 in die zweite oder tiefste Stellung des Kolbens 34 dar, wodurch die dünne Verlängerung 36 des Kolbens veranlaßt wird, über die in Fig. 4 gepunktet dargestellte Stellung in die in Fig. 5 ausgezogen dargestellte Stellung hinaus zu v/andern, in der das unterste Ende dieser dünnen Verlängerung des Kolbens im wesentlichen glatt mit dem unteren Ende des verjüngten Teils 19 abschließt. Dieser Überweg des Kolbens/ d.h. der Weg über den Kalibrierbereich hinaus, dient dazu, im wesentlichen alle Flüssigkeitsspuren in der Spitze Io zu entfernen. Durch Verändern der Dicke des Kalibrierkragens 29 und/ oder der Größe der Haube 3o und des Durchmessers des Kolbens 36 kann die Kapazität der Pipette variiert werden. Gewünschtenfalls kann der Plungerkolben 34 über die ganze Länge gleichen Durchmesser haben, wie bei 34' in Fig. Io dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsforra reicht die Primärfeder 38' in den Körper 18* hinein, und der Nullring ist in der Nähe des verjüngten Teils 19 angeordnet.

Claims (4)

- Io - S c h u t ζ a η sprue h e

1. Vorrichtlang zum übertragen abgemessener, kleiner Mengen insbesondere steriler und/oder gesundheitsschädlichsr Flüssigkeiten, bestehend aus einer Kolbenpipette aus einem zylindrischen Hohlkörper mit einem im wesentliehen flachen, oberen Ende und einem kegelstumpfförmigen, mit einer öffnung versehenen, unteren Tail, leinem darin bewegbaren Kolben, der in das kegelstumpfförmige Ende hineinreicht, dessen oberes Ende durch den Oberteil des Hohlkörpers hinausführt, einem am oberen Ende des Kolbens außerhalb des Hohlkörpers befestigten Knopf, einer relativ schachen Primär-Druckfeder, die um einen Tail das Kolbens herum im Hohlkörper angeordnet ist, ainer relativ steifen Sekundär-Druckfeder, die oberhalb der Primär-Druckfeder um einen Teil des Kolbens herum im Hohlkörper eingesetzt ist, und einer auf dem unteren Teil aufgesetzten Einsatzspitze, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kalibrierhaube (3o) im Hohlkörper (16) an seinem oberen Ende eingebaut ist, in der ein am Kolben (23) befestigter Kalibrierkragen (29) bewegbar ist, der im Ruhestand am oberen Ende der Innenseite des Hohlkörpers (16) anliegt, ein Nullring (37) den Kolben (34) innerhalb des unteren Teils (18) dicht umgibt, ein Nullringhalter (33) an einer Seite am Nullring (37) und an der anderen Seite an der Primär-Druckfeder (38) anliegt, eine Ha.".tehülse (32) im Hohlkörper (16) auf dem Nullringhalter (33) aufsitzt, die Primär-Druckfeder (38) umgibt und führt und am anderen Ende die Sekundär-Druckfeder (31) aufnimmt, der untere Teil

(18) eine Ringschulter (13) aufweist, auf die nach unten ein ringförmiger Absatz (2o) folgt, an^sich ein kegelstumpfförmiges Ende

(19) anschließt, auf das die lösbare Einsatzspitze (lo) kraftschlüssig aufgesteckt ist, und das Kolbenende (36) nach Zurücklegen des Überwegs mit dem kegelstumpffönnigen Ende (19) im wesentlichen abschließt.

- 11 -

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzspitze (lo) mit rippenartigen VorSprüngen (14) mit Anschlagschultern versehen ist, ein Instrumenten- und Spitzen-Halter (4) einan nach unten weisenden Flansch (7) aufweist, der auf die Oberseite eines Kastens (2) paßt, und der nach unten weir sende Aufnahmen (9) für die Spitzen und Halterungen (12) für Pipetten aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spitzenabziehgerät (5) einen flachen, rechteckigen Deckelteil (21) aufweist, der mit einem nach unten v/eisenden Umfangsflansch (22) auf drei Seiten versehen i3t, der an der äußeren, oberen Kante an drei Seiten eines Kastens (3) anliegt, während die vierte Seite des Deckelteils einen Abstand von der vierten Seite des Kastens hält, daß der Deckelteil an der vierten Seite* einen Innenflansch trägt, der einen gewissen Abstand vom Flansch (22) hält und in der Mitte eine Einkrümmung nach einwärts aufweist, die einen Querschlitz (26) umgibt, der in seiner Breite dem ringförmigen Ansatz (2o) entspricht«

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzspitze (lo) entsprechend ihrem Volumen verschiedene Färbungen besitzt.