DE69632572T2 - Handpipette mit magnetischer unterstützung - Google Patents

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D. William HOMBERG
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RAININ INSTR LLC
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
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    • B01L3/02Burettes; Pipettes
    • B01L3/021Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B01L3/0217Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
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Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Handpipetten und insbesondere eine verbesserte Handpipette mit einer Magnetunterstützung, um einem/einer Pipettenbenutzer/in beim Einstellen und Halten der Kolbeneinheit der Pipette in ihrer "Ausgangs"-Position von Hand, bereit zum Ansaugen eines vorbestimmten Flüssigkeitsvolumens, zu helfen.
  • Zum Beispiel beschreiben die US-amerikanischen Patente US-A-3 827 305 und 4 909 991 handelsübliche Einkanal-Handpipetten. Eine jede solche Pipette umfasst einen länglichen in einer Hand haltbaren Pipettenkörper, der eine nach oben federbelastete Kolbeneinheit beherbergt. Die Kolbeneinheit ist für eine axiale Bewegung in dem Pipettenkörper zwischen einer ersten oder oberen Anschlagposition, in der sich ein Endabschnitt der Kolbeneinheit von einem oberen Ende des Pipettenkörpers erstreckt, gelagert. Ein/e Pipettenbenutzer/in ergreift den Pipettenkörper mit seinem/ihrem Daumen über dem offenen Ende der Kolbeneinheit. Eine Daumenbewegung auf der Kolbeneinheit nach unten bewegt die Kolbeneinheit von ihrer oberen Anschlagposition gegen die nach oben gerichtete Vorspannung einer Rückstellfeder nach unten in eine zweite oder eine untere Anschlagposition, an der die gesamte Flüssigkeit von einer an der Pipette befestigten Spitze ausgestoßen wird. Neben der unteren Anschlagposition befindet sich eine "Ausgangs"-Position für die Kolbeneinheit, zu der die Kolbeneinheit durch den/die Pipettenbenutzer/in zu Beginn eines jeden Ansaugvorganges mit der Pipette zurückgestellt wird.
  • Bei den in den vorstehenden Patenten beschriebenen handelsüblichen Pipetten ist die Ausgangsposition durch einen "weichen" Anschlag definiert. Wie bei solchen Patenten beschrieben, umfasst der weiche Anschlag einen zweiten relativ steifen Federmechanismus in dem Pipettenkörper, der aktiviert wird, wenn die Kolbeneinheit die Ausgangsposition erreicht. In dieser Hinsicht und wie in 4a hierin abgebildet ist, kann, während der/die Pipettenbenutzer/in die Kolbeneinheit von ihrer oberen Anschlagposition durch Hinunterdrücken mit seinem/ihrem Daumen auf dem offenen Ende der Kolbeneinheit von Hand bewegt, der/die Pipettenbenutzer/in einen zunehmenden Widerstand gegen die Bewegung der Kolbeneinheit, der einer Aktivierung der zweiten Federanordnung, die einer weiteren Bewegung der Kolbeneinheit nach unten entgegenwirkt, zugehörig ist, "fühlen". Die Position der Kolbeneinheit, in der der/die Benutzer/in die Aktivierung des zweiten Federmechanismus fühlt, definiert die Ausgangsposition für die Kolbeneinheit. Einer weiteren Bewegung der Kolbeneinheit über die Ausgangsposition hinaus zu der unteren Anschlagposition wird durch eine Kombination aus der Rückstellfeder und dem zweiten Federmechanismus ein Widerstand entgegengesetzt.
  • Somit ergreift der/die Pipettenbenutzer/in beim Pipettieren von Flüssigkeiten mit solchen handelsüblichen Pipetten das Pipettengehäuse mit seinem/ihrem Daumen an der Oberseite des offenen Endes der Kolbeneinheit. Durch Ausüben von nach unten gerichtetem Daumendruck auf die Kolbeneinheit bewegt der/die Benutzer/in die Kolbeneinheit gegen die Kraft der Rückstellfeder von der oberen Anschlagposition weg. Der/die Benutzer/in erkennt die Ausgangsposition für die Kolbeneinheit während der Bewegung der Kolbeneinheit von der ersten Anschlagposition weg, indem er/sie den Beginn einer Zunahme der nach unten gerichteten Kraft, die zum Bewegen der Kolbeneinheit erforderlich ist, spürt. Eine solche Kraftzunahme ist das Ergebnis der Bewegung der Kolbeneinheit gegen die Rückstellfeder und den zweiten Federmechanismus, was allgemein als "Ausblas"-Federmechanismus bezeichnet wird. Ein genaues Spüren des Beginns der Zunahme der nach unten gerichteten Kraft, die erforderlich ist, um die Kolbeneinheit zu bewegen, ist ein schwieriger Vorgang, der erfordert, dass der/die Pipettenbenutzer/in große Sorgfalt walten lässt. Somit spürt der/die Pipettenbenutzer/in mit seinem/ihrem Daumen auf der Oberseite des offenen Endes der Kolbeneinheit sehr sorgfältig die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition, um sie dann von Hand in dieser zu halten. In der Praxis ist ein beträchtlicher Teil der einem Pipettiervorgang zugehörigen Gesamtzeit von dem/der Benutzer/in beansprucht, der/die die Kolbeneinheit von Hand in der Ausgangsposition hält, bereit zum Eintauchen einer Spitze, die sich von der Pipette in die Flüssigkeit, die von der Pipette angesaugt werden soll, hinein erstreckt. Dann steuert der/die Benutzer/in, während die Spitze in die Flüssigkeit eingeführt ist, von Hand die Rückstellgeschwindigkeit der Kolbeneinheit von der Ausgangsposition in die obere Anschlagposition.
  • Für eine Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Betätigung der Pipette ist es wichtig, dass der/die Pipettenbenutzer/in die Kolbeneinheit immer in die exakt gleiche Ausgangsposition bringt, und der/die Pipettenbenutzer/in die Rückstellgeschwindigkeit der Kolbeneinheit in die obere Anschlagposition in einer wiederholbaren Weise für jede Pipettenbetätigung von Hand steuert. Dies ist notwendig, damit während jeder wiederholten Betätigung das gleiche gewünschte Flüssigkeitsvolumen in die Pipettenspitze gesaugt wird. Es sollte einzusehen sein, dass solch eine Betätigung von Hand über den Verlauf einer Serie von Pipettenbetätigungen, bei der eine Wiederholbarkeit des Vorganges wesentlich ist, eine beträchtliche physische und mentale Belastung für den/die Pipettenbenutzer/in mit sich bringt. In Extremfällen kann die physische Beanspruchung der Hand und des Handgelenks, die mit einer ausgedehnten Pipettenbetätigung ü ber eine lange Zeit verbunden ist, zur Entstehung eines Karpaltunnelsyndroms beitragen oder dazu führen.
  • Ähnliche physische und mentale Stressprobleme sind mit anderen Handpipette verbunden, die verschiedene Mechanismen umfassen, um die Kolbeneinheit-Ausgangsposition zu definieren. Beispiele solch unterschiedlicher Mechanismen sind in dem US-Patent 4 041 764 und in den Deutschen Patentanmeldungen DD-A-239 539 und DD-A-239 540 beschrieben. Insbesondere das US-Patent US-A-4 041 764 beschreibt eine magnetische Arretierung, die zwischen einem oberen Anschlag und einer Ausgangsposition für einen Pipettenkolben in Eingriff gebracht wird, und von dem/der Pipettenbenutzer/in, der/die eine vergrößerte axiale Kraft auf einen Druckknopf ausübt, wenn es gewünscht ist, den Kolben gegen die Kraft einer Rückstellfeder über die Ausgangsposition hinaus zu bewegen, außer Eingriff gebracht wird. Die Handkräfte, die ein/e Benutzer/in der Pipette des US-Patents 4 041 764 auf ihren Pipettenkolben (Kolben) beim Bewegen aus dessen oberer Anschlagposition in und durch eine Ausgangsposition in eine untere Anschlagposition ausüben muss, sind in 4b hierin abgebildet.
  • Die deutschen Patentanmeldungen beschreiben anderseits jeweils eine Hohlkolbenpipette mit ferromagnetischen Systemen an oberen und unteren Anschlägen. Der untere Anschlag ist ein "harter" unterer Anschlag für den Hohlkolben, in welchem keine Kolbenbewegung über den unteren Anschlag hinaus erlaubt ist. Ein/e Benutzer/in der Hohlkolbenpipette muss keinen "weichen" Anschlag, der eine Ausgangsposition für den Hohlkolben definiert, "fühlen". Stattdessen definiert der untere Anschlag die Ausgangsposition für die Hohlkolbenpipette. Somit ergreift der/die Benutzer/in bei der Betätigung der Hohlkolbenpipette einfach den Pipettenkörper und drängt durch Ausüben einer nach unten gerichteten Daumen kraft auf einen Aktivierungsknopf den Hohlkolben zu dem unteren Anschlag. Um Flüssigkeit in eine mit einem unteren Konus der Hohlpipette verbundene Spitze anzusaugen, gibt der/die Benutzer/in den Aktivierungsknopf einfach frei und erlaubt einer Druckfeder den Hohlkolben von dem unteren Anschlag zu dem oberen Anschlag zu bewegen. Die ferromagnetischen Systeme der oberen und unteren Anschläge stehen mit einem magnetisierten Arretierteil in Wechselwirkung und steuert die Betätigung einer Dichtungsscheibe beim Öffnen und Schließen der Öffnung des Hohlkolbens. Zum Beispiel hebt sich die Dichtungsscheibe, da die Rückhaltekraft des ferromagnetischen Systems des unteren Anschlags größer ist als jene des Arretierteiles, und die axiale Bewegung des Arretierteiles durch einen Anschlag begrenzt ist, von einem Flansch an dem Hohlkolben weg und gibt die Öffnung des Hohlkolbens frei, so dass ein erstes Zylinder-Kolben-System mit einem Lumen der Pipettenspitze durch den Hohlkolben und Löcher, die zu einem Entlüftungskanal in die Atmosphäre führen, in Verbindung steht.
  • Es sollte angemerkt werden, dass der/die Benutzer/in bei allen vorangegangenen Handpipetten fortgesetzt eine konstante nach unten gerichtete Kraft mit seinem oder ihrem Daumen ausüben muss, um die Pipettenkolbeneinheit in ihrer Ausgangsposition zu halten, bereit zum Eintauchen einer Spitze der Pipette in die Flüssigkeit, die durch eine kontrollierte nach oben gerichtete Bewegung der Kolbeneinheit, von der Ausgangsposition in ihre obere Anschlagposition, von der Pipette angesaugt werden soll.
  • Indem man die physische und mentale Belastung erkannt hat, die mit wiederholter und ausgedehnter Betätigung einer Handpipette durch eine/n Pipettenbenutzer/in verbunden ist, wurden Mechanismen zum Hinzufügen zu Handpipetten entwickelt, die automatisch die Rückstellgeschwindigkeit einer Kolbeneinheit von ihrer Ausgangsposition in ihre obe re Anschlagposition steuern. Beispiele solcher Mechanismen sind in dem US-Patent 4 763 535, das dem Inhaber der vorliegenden Erfindung gehört, und in der Deutschen Offenlegungsschrift DE 39 03 241 A1 veranschaulicht und beschrieben. Das US-Patent US-A-4 763 535 beschreibt einen Mechanismus mit einem Dämpfungsglied zum automatischen Steuern der Rückstellgeschwindigkeit eines Kolbens von seiner Ausgangsposition in obere Anschlagpositionen. Die deutsche Patentanmeldung beschreibt einen Dämpfungsmechanismus zum automatischen Verlangsamen der Geschwindigkeit einer Kolbenbewegung nach oben, wenn dieser seine Ausgangsposition verlässt, um in seine obere Anschlagposition zurückzukehren. Eine bevorzugte Form des Dämpfungsmechanismus umfasst eine Dämpfungs- oder Bremsvorrichtung, die ein erstes Segment der Kolbenrückstellbewegung direkt nach dem Beginn des Ansaugens von Flüssigkeit durch die zugehörige Pipette dämpft. Eine Ausführungsform der in der deutschen Patentanmeldung beschriebenen Bremsvorrichtung umfasst einen in dem Pipettengehäuse befestigten Magneten, der mit einem an einem Pipettenkolben befestigten Gegenelement in Kontakt tritt, wenn der Kolben vollständig in seine Ausgangsposition niedergedrückt ist. Durch einen solchen Aufbau wird eine Brems- oder Dämpfungskraft erzeugt, die der Rückstellfeder während des ersten Segments der Kolbenrückstellbewegung entgegenwirkt. Wie in der deutschen Patentanmeldung beschrieben, soll eine solche Dämpfungskraft die Geschwindigkeit der Kolbenbewegung steuern, wenn er die Ausgangsposition verlässt, um unerwünschtes stoßweises Einströmen von Flüssigkeit in die Pipettenspitze zu verhindern, wobei dieses stoßweise Einströmen von Flüssigkeit wird im Allgemeinen als "Fontänenbildung" bezeichnet wird.
  • In der jüngsten Vergangenheit wurde, um die physische und mentale Belastung, die mit der Betätigung von Handpipetten verbunden ist, deutlich zu reduzieren, und um die Notwendigkeit zu beseitigen, dass der/die Pi pettenbenutzer/in einen Pipettenkolben physisch in einer Ausgangsposition halten muss, ein Schnappmechanismus, der wirksam wird, wenn der Pipettenkolben die Ausgangsposition erreicht, entwickelt, der in der dem Inhaber der vorliegenden Erfindung gehörenden US-A-5 364 596 beschrieben und veranschaulicht ist. Wie in der US-A-5 364 596 beschrieben, hält der Schnappmechanismus lösbar einen Kolben in der Ausgangsposition, ohne irgendeine von einem/einer Benutzer/in auf den Kolben ausgeübte Kraft, die der Kraft der Rückstellfeder entgegenwirkt. Solch eine verbesserte Handpipette kann ferner einen Geschwindigkeitsregler zum automatischen Steuern der Geschwindigkeit der Rückstellbewegung des Kolbens von der Ausgangsposition in die obere Anschlagposition des Kolbens nach dem Lösen des Schnappmechanismus umfassen.
  • Während solche verbesserte Handpipetten mit Schnapp- und Dämpfungsglied-Mechanismen und anderen Geschwindigkeitsreglern die Wiederholbarkeit und Verlässlichkeit der Betätigung von Handpipetten verbessern, und die physische und mentale Belastung auf Pipettenbenutzer/innen dort, wo die Wiederholbarkeit eines Vorganges wesentlich ist, reduzieren, führen sie zu deutlichen Steigerungen der Fertigungskosten für Handpipetten, die sich in erhöhten Preisen für solche verbesserte Handpipetten gegenüber ihren einfacheren Vorgängern widerspiegeln. Demgemäß besteht ein fortgesetzter Bedarf an einer verbesserten Handpipette, die einen einfachen Aufbau aufweist, deren Fertigungskosten gering sind, und die dennoch für eine deutliche Verringerung der physischen und mentalen Belastung auf einen/eine Pipettenbenutzer/in über den Verlauf einer Serie von Pipettenbetätigungen, wenn die Wiederholbarkeit des Vorganges wesentlich ist, sorgen. Um solche Bedürfnisse zu befriedigen, stellt die vorliegende Erfindung eine Handpipette gemäß Anspruch 1, dessen Oberbegriff den Stand der Technik der US-A-5 369 596 wiedergibt, bereit.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wie vorhergehende herkömmliche Handpipetten umfasst die vorliegende Erfindung einen in einer Hand haltbaren Pipettenkörper mit einer von einer Rückstellfeder federbelastete Kolbeneinheit, die darin für eine axiale Bewegung von einer ersten oder oberen Anschlagposition getragen ist. Wie bei vorhergehenden Handpipetten drückt ein/e Pipettenbenutzer/in, der/die die Pipette der vorliegenden Erfindung hält, auf einen Kolbenbetätigungsknopf, um die Kolbeneinheit von der ersten Anschlagposition gegen die Rückstellfeder in eine zweite oder untere Anschlagposition, in der die gesamte Flüssigkeit, die in einer Pipettenspitze enthalten ist, von der Spitze ausgestoßen wird, zu bewegen. Der/die Pipettenbenutzer/in erlaubt dann der Rückstellfeder, den Kolben in eine "Ausgangs"-Position neben der unteren Anschlagposition zurückzustellen. Die "Ausgangs"-Position ist durch einen "weichen" Anschlag definiert, und ist die Startposition, in die die Kolbeneinheit für den Beginn eines jeden aufeinander folgenden Ansaugvorganges mit der Pipette zurückgestellt wird. Bei vorhergehenden herkömmlichen Handpipetten muss der/die Benutzer/in eine relativ starke nach unten gerichtete Daumenkraft auf die Kolbeneinheit ausüben, um sie in Entgegenwirkung zu der Rückstellfeder und einer relativ starken "Ausblas"-Feder, die den "weichen" Anschlag definiert, in der "Ausgangs"-Position zu halten. Insbesondere aktiviert jegliche Bewegung des Kolbens nach unten über die "Ausgangs"-Position hinaus die "Ausblas"-Feder, die eine starke nach oben gerichtete Kraft in Entgegenwirkung auf eine solche Bewegung der Kolbeneinheit nach unten erzeugt. Der/die Pipettenbenutzer/in spürt oder "fühlt" den Beginn der Zunahme der Rückstellkraft, der dem/der Benutzer/in ein Anzeichen dafür gibt, dass die Kolbeneinheit angekommen ist und sich in der "Ausgangs"-Position befindet. Bei der vorliegenden Erfindung umfasst die Pipette der vorliegenden Erfindung jedoch, anstatt dass der/die Benutzer/in sorgfältig den exakten Beginn einer plötzlichen Zunahme einer Kraft in Entgegenwirkung zu einer Bewegung einer Kolbeneinheit nach unten fühlen muss, um die "Ausgangs"-Position für die Kolbeneinheit einzustellen, und anstatt dass der/die Benutzer/in eine starke Kraft von Hand ausüben muss, um die Kolbeneinheit in ihrer "Ausgangs"-Position gegen die Rückstellfeder zu halten, einen Magnetunterstützungsmechanismus, der, wenn die Kolbeneinheit ankommt und sich in der Ausgangsposition befindet, eine nach unten gerichtete magnetische Kraft in Entgegenwirkung zu der Kraft der Rückstellfeder erzeugt. Die magnetische Kraft ist geringer als die von der Rückstellfeder erzeugte nach oben gerichtete Kraft. Die von der Magnetunterstützung erzeugte entgegenwirkende Kraft spiegelt sich in einer Reduktion der nach unten gerichteten Kraft wieder, die erforderlich ist, um die Kolbeneinheit zu bewegen, während sie sich der Ausgangsposition nähert, und hilft dem/der Pipettenbenutzer/in beim Spüren der Ausgangsposition. Ferner reduziert die von der Magnetunterstützung erzeugte entgegenwirkende Kraft die Kraft von Hand, die der/die Pipettenbenutzer/in ausüben muss, um die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition zu halten. Die Magnetunterstützung reduziert dadurch wesentlich die physische und mentale Belastung auf dem/der Pipettenbenutzer/in über den Verlauf einer Serie von Pipettenbetätigungen, bei denen die Wiederholbarkeit des Vorganges wesentlich ist. Der Magnetunterstützungsmechanismus ist einfach im Aufbau und kostengünstig. Somit reduziert die vorliegende Erfindung deutlich die mit herkömmlichen Handpipetten im Hinblick auf physische und mentale Belastung verbundenen Probleme mit nur einer geringen Zunahme der Fertigungskosten und einer relativ geringen Preisänderung für die resultierende verbesserte Handpipette.
  • Insbesondere ist die durch die verbesserte Handpipette der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Magnetunterstützung einstellbar, um ein/e steuerbare/s magnetisches Feld und Gegenkraft zu der Rückstellfeder zu er zeugen. In dieser Hinsicht kann durch geeignete Einstellung der Magnetunterstützung von Hand das Ausmaß der Gegenkraft der Rückstellfeder zwischen einem Wert von im Wesentlichen Null bis zu einem im Wesentlichen gleichen aber geringfügig kleineren Wert als die von der Rückstellfeder auf den Kolben erzeugte Kraft, gesteuert werden. Demgemäß kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Magnetunterstützung ein/e Pipettenbenutzer/in die Gegenkraft nach seinem/ihrem Belieben steuern, um für einen gesteuerten Grad an Entgegenwirkung zu der Rückstellfeder und daher einen gesteuerten Grad an Unterstützung beim Einstellen der "Ausgangs"-Position für die Kolbeneinheit und beim Halten der Kolbeneinheit mit einer Hand in der exakt gleichen "Ausgangs"-Position über eine Serie von Betätigungen der Pipette, wo exakte Wiederholbarkeit gewünscht ist, zu sorgen. Ferner kann der/die Pipettenbenutzer/in durch eine solche maßgeschneiderte Magnetunterstützung die Magnetunterstützung nach seinem/ihrem Belieben steuern, so dass er oder sie besser in der Lage ist, die Rückstellgeschwindigkeit der Kolbeneinheit von ihrer Ausgangsposition in ihre obere Anschlagposition zu steuern, und dadurch die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Betätigung der Handpipette beim Ansaugen der exakt gleichen gewünschten Mengen an Flüssigkeit in die Spitze der Pipette bei jeder Serie von Ansaugvorgängen mit der Pipette erhöht wird.
  • Um eine solche Einstellbarkeit der Magnetunterstützung für die verbesserte Handpipette der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, umfasst die Magnetunterstützung im Grunde genommen vorzugsweise einen Magneten und ein Zugstück, die relativ zueinander axial bewegbar sind, mit einer Bewegung der Kolbeneinheit zwischen der Ausgangsposition und der oberen Anschlagposition für die Kolbeneinheit. In dieser Beziehung ist entweder der Magnet oder das Zugstück an der Kolbeneinheit für eine Bewegung mit dieser relativ zu dem anderen Teil von dem Magneten oder dem Zugstück, das in einem axial einstellbaren Halter, der von dem Pipettengehäuse getragen ist, sitzt, befestigt. Vorzugsweise ist der Halter in einem unteren Anschlag für die Kolbeneinheit getragen, der so aufgebaut ist, dass er durch eine Erweiterung von der Kolbeneinheit (z. B. das Zugstück oder der Magnet) in der Ausgangsposition der Kolbeneinheit in Eingriff gebracht werden soll. Durch Steuern der axialen Anordnung des Halters kann der Abstand zwischen dem Magneten und dem Zugstück in der Ausgangsposition selektiv gesteuert werden, um den magnetischen Kreis, der durch das Zugstück und den Magneten in der Ausgangsposition gebildet ist, und daher die Größe der Gegenkraft, die von der Kombination Magnet und Zugstück in der Ausgangsposition erzeugt wird, zu regulieren.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen einer verbesserten Handpipette, die einfach und wirtschaftlich die physische und mentale Belastung, die normalerweise mit ausgedehnter Betätigung und Verwendung von Handpipetten verbunden ist, überwindet oder wesentlich reduziert, ist die bevorzugte Form der Magnetunterstützung, die in der verbesserten Pipette enthalten ist, demgemäß einstellbar, um die Größe der Gegenkraft zu regulieren und dem/der Pipettenbenutzer/in beim Spüren der Annäherung an die und beim Einstellen der Ausgangsposition der Kolbeneinheit, sowie beim Halten der Kolbeneinheit in der Ausgangsposition, bereit zum wiederholten Ansaugen mit der Pipette während einer Serie von Pipettenbetätigungen zu helfen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Seitenansicht einer Handpipette, teilweise geschnitten, mit der Magnetunterstützung der vorliegenden Erfindung. Die Handpipette ist in einer Position gerade unterhalb des oberen Anschlags oder der Startposition für eine in der Pipette enthaltene Kolbeneinheit veranschaulicht.
  • 2 ist eine fragmentarische Seitenansicht der Handpipette von 1, die die Kolbeneinheit in ihrer Ausgangsposition zeigt, wobei die Magnetunterstützung wirksam ist, um einem/einer Pipettenbenutzer/in zu helfen, die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition zu halten.
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnitts-Seitenansicht des unteren Anschlags der in den 1 und 2 veranschaulichten Handpipette, die den Aufbau der Magnetunterstützung zeigt, die ihre Einstellbarkeit durch Erzeugen einer präzise gesteuerten Gegenkraft zu der Rückstellfeder, die die Kolbeneinheit kontinuierlich in Richtung der oberen Anschlagposition drängt, erlaubt.
  • 4a, b und c sind Diagramme, die die Größe der Betätigungskraft darstellen, die ein/e Benutzer/in auf eine Kolbeneinheit beim Bewegen der Kolbeneinheit von ihrem oberen Anschlag in ihre Ausgangsposition und dann in ihre untere Anschlagposition ausüben muss. 4a stellt die einer Standard-Handpipette zugehörige Betätigungskraft dar. 4b stellt die der in dem US-Patent US-A-4 041 764 beschriebenen Pipette zugehörige Betätigungskraft dar. 4c stellt die der Handpipette mit Magnetunterstützung der vorliegenden Erfindung zugehörige Betätigungskraft dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Handpipette der vorliegenden Erfindung durch die Ziffer 10 veranschaulicht und dargestellt. Die Pipette 10 umfasst einen Pipettenkörper 12, der bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial besteht. Der Körper 12 ist axial verlängert und so geformt, dass er mit einer Hand gehalten werden kann, wobei ein Flüssigkeitsende 14 mit einem unteren Ende des Körpers 12 zusammenhängt und sich axial davon erstreckt, um eine wegwerfbare Pipettenspitze 15 aufzunehmen. Eine Kolbeneinheit 16, die durch eine Rückstellfeder 18 in Richtung nach oben vorgespannt ist, ist für eine axiale Bewegung in dem Pipettenkörper 12 zwischen einem oberen Anschlag 20 und einem unteren Anschlag 24 getragen. An dem oberen Anschlag 20 ist ein oberes Ende eines vergrößerten Abschnittes 33 eines Kolbens 34 der Kolbeneinheit 16 mit dem oberen Anschlag in Eingriff gebracht, wobei sich ein Endabschnitt der Kolbeneinheit 16 von einem oberen Ende des Pipettenkörpers 12 weg erstreckt, um einen Betätigungsknopf 22 aufzunehmen. Der Körper 12 und der Betätigungsknopf 22 sind derart geformt, dass, wenn ein/e Pipettenbenutzer/in den Körper 12 ergreift, sich sein/ihr Daumen über die Oberseite des Betätigungsknopfes erstreckt, so dass eine Wirkung des Daumens des Benutzers/der Benutzerin eine nach unten gerichtete Kraft auf die Kolbeneinheit 16 ausüben wird, um die Kolbeneinheit in Richtung von dem oberen Anschlag 20 gegen die Wirkung der Feder 18 nach unten zu dem unteren Anschlag 24 zu bewegen. An dem unteren Anschlag 24 greift ein unteres Anschlagelement 46, das mit der Kolbeneinheit 16 bewegbar ist, in eine ringförmige Schulter 45 in dem Pipettenkörper 12 ein und definiert den unteren Anschlag, um eine weitere Bewegung der Kolbeneinheit in dem Pipettenkörper nach unten zu begrenzen.
  • In dem Pipettenkörper 12 ist auch ein Magnetunterstützungsmechanismus 26 angeordnet, der beim Einstellen der "Ausgangs"-Position der Kolbeneinheit und beim Halten der Kolbeneinheit 16 in der "Ausgangs"-Position gegen die permanente nach oben gerichtete Federvorspannung der Rückstellfeder 18 hilft.
  • Nebenbei bemerkt ist die "Ausgangs"-Position die axiale Position der Kolbeneinheit 16 in dem Pipettenkörper 12, wo die Pipette 10 bereit dazu ist, dass ihre Spitze 15 in eine Flüssigkeit getaucht werden soll, für ein Aufnehmen durch die Pipette 10 und darauf folgendes Abgeben in einen Behälter. Sie ist auch die Rückstellposition für die Kolbeneinheit 16 während wiederholter Pipettenbetätigungen beim Ansaugen von Flüssigkeit in und Abgeben von Flüssigkeit aus einer Reihe von Wegwerfspitzen, wie die Spitze 15. In dieser Beziehung umfasst die Pipette 10 eine verbesserte Pipettenspitzenabwurfvorrichtung 27 wie die verbesserte Abwurfvorrichtung, die in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/451 573, eingereicht am 26. Mai 1995 und dem Inhaber der vorliegenden Erfindung gehörend, beschrieben ist. Wie es beim Pipettieren von Flüssigkeiten allgemeine Praxis ist, wird folgend auf jede Pipettenbetätigung die Wegwerfspitze von der Pipette abgeworfen und durch eine neue Spitze ersetzt, um sich gegen Verunreinigungen der Serie von Flüssigkeitsproben, die durch die Pipette abgegeben wird, abzusichern.
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist der Magnetunterstützungsmechanismus 26 entworfen, um eine Gegenkraft zu der nach oben gerichteten Kraft der Rückstellfeder 18 zu erzeugen. Die Gegenkraft ist kleiner als die von der Rückstellfeder erzeugte nach oben gerichtete Kraft. Ferner ist, wie hierin später in größerem Detail beschrieben wird, die von dem Magnetunterstützungsmechanismus 26 erzeugte Gegenkraft von einer Kraft mit einem Wert von nahezu Null bis zu einem Wert, der im Wesentlichen gleich aber geringfügig kleiner ist als die nach oben gerichtete Kraft, die von der Rückstellfeder 18 erzeugt wird, wenn sich die Kolbeneinheit 16 in der Ausgangsposition befindet, einstellbar. Durch eine solche Steuerung ist der/die Pipettenbenutzer/in in der Lage, die Handpipette 10 und die dadurch bereitgestellte Magnetunterstützung, nach seinem oder ihrem Belieben maßzuschneidern. Im Hinblick darauf spürt der/die Pipettenbenutzer/in die Gegenkraft, die von der Magnetunterstützung 26 erzeugt wird, wenn sich die Kolbeneinheit 16 ihrer "Ausgangs"-Position nähert, als eine Abnahme der nach unten gerichteten manuellen Handkraft, die ausgeübt werden muss, um die Kolbeneinheit zu bewegen. Dies signalisiert dem/der Benutzer/in die Annäherung an die "Ausgangs"-Position und hilft beim exakten Einstellen der Ausgangsposition. Ferner reduziert die von der Magnetunterstützung 26 erzeugte Gegenkraft wesentlich die manuelle Handkraft, die von dem/der Pipettenbenutzer/in erzeugt werden muss, um die Kolbeneinheit 16 in der Ausgangsposition, bereit zum Ansaugen von Flüssigkeit in die Pipettenspitze 15 während wiederholter Betätigungen der Pipette, zu halten. Da ferner die von dem Magnetunterstützungsmechanismus 26 erzeugte Gegenkraft kleiner ist als die von der Rückstellfeder 18 erzeugte nach oben gerichtete Kraft, behält der/die Pipettenbenutzer/in die manuelle Kontrolle über die Position der Kolbeneinheit 16 in dem Pipettenkörper 12, sowohl in der Ausgangsposition für die Kolbeneinheit 16 wie auch während der nach oben gerichteten Rückstellung der Kolbeneinheit von der Ausgangsposition zu der oberen Anschlagposition. Das bedeutet, dass der/die Pipettenbenutzer/in die Kontrolle über die Geschwindigkeit der Bewegung der Kolbeneinheit nach oben während des Ansaugens der Flüssigkeit in die Pipettenspitze 15 behält, während die Magnetunterstützung 26 den Betrag der Kraft, die der/die Pipettenbenutzer/in erzeugen muss, um für eine solche Kontrolle zu sorgen, reduziert. Demgemäß ist es viel einfacher für den/die Pipettenbenutzer/in, (i) den Pipettenkolben während einer Serie von Ansaugvorgän gen in der exakt gleichen Ansaugposition zu halten und (ii) der Kolbeneinheit zu erlauben, während aufeinander folgender Ansaugtätigkeiten mit der Handpipette mit dem selben Geschwindigkeitsprofil zu der oberen Anschlagposition zurückzukehren.
  • Die vorstehend beschriebene Einstellung der Handkraft, die der/die Pipettenbenutzer/in beim Betätigen der Handpipette der vorliegenden Erfindung mit der Magnetunterstützung 26 erzeugen muss, ist in 4c dargestellt. Die Vorteile, die die vorliegende Erfindung bietet, können durch einen Vergleich der 4c mit den Diagrammen der 4a und 4b, die Handpipetten nach dem Stand der Technik mit "weichen" Anschlägen, die eine "Ausgangs"-Position definieren, zugehörige Kolbeneinheitaktivierungskräfte darstellen, eingesehen werden. Wie in 4c dargestellt, ist, wenn die Kolbeneinheit in der Handpipette der vorliegenden Erfindung von ihrer oberen Anschlagposition bewegt wird, die Handkraft, die der/die Pipettenbenutzer/in erzeugen muss, diejenige, die erforderlich ist, um die bei 80 dargestellte Rückstellfeder, die in allen veranschaulichten Diagrammen die selbe ist, zu überwinden. Wenn sich die Kolbeneinheit in der Handpipette der vorliegenden Erfindung jedoch ihrer Ausgangsposition nähert, erzeugt die Magnetunterstützung 26 eine gesteuerte Gegenkraft, die sich als eine graduelle Reduktion der Handkraft 80, wie bei 82 gezeigt, bis die "Ausgangs"-Position erreicht ist, widerspiegelt. Um die Kolbeneinheit in der "Ausgangs"-Position zu halten, muss der/die Pipettenbenutzer/in nur die reduzierte bei 83 angegebene Handkraft ausüben. Nur dann und nur wenn der/die Pipettenbenutzer/in es wünscht, ein "Ausblasen" von Flüssigkeit in der Spitze der Pipette 10 zu bewirken, muss der/die Benutzer/in eine erhöhte Handkraft wie bei 84 in Entgegenwirkung zu der Rückstellfeder und einem Ausblasmechanismus, der vorzugsweise eine Ausblasfeder 70 umfasst, wie später beschrieben wird, ausüben. Somit spiegelt 4c deutlich die Reduktion der Handkraft auf die Kolben einheit wider, was dem/der Pipettenbenutzer/in die Annäherung an die "Ausgangs"-Position signalisiert, sowie die Reduktion der Handkraft, die erforderlich ist, um die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition im Vergleich mit den in den 4a und 4b dargestellten Handpipetten nach dem Stand der Technik zu halten. Überdies stellt 4c die von der Magnetunterstützung 26 erzeugte Gegenkraft dar, wie in den Abschnitten 82' und 82'' des Diagrammes widergespiegelt. In dieser Hinsicht kann die von der Magnetunterstützung 26 erzeugte Gegenkraft gesteuert werden, um (i) deutlich die Kraft zu reduzieren, die der/die Benutzer/in aufwenden muss, um die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition (83') zu halten, oder um (ii) die erforderliche Kraft (83'') nur geringfügig oder (iii) auf einen beliebigen Wert dazwischen (z. B. 83) zu reduzieren.
  • Unter noch speziellerer Bezugnahme auf die 1 und 2 umfasst die Kolbeneinheit 16 einen axial verlängerten Kolben 34, der an seinem oberen Ende in dem Betätigungsknopf 22 und an seinem unteren Ende in einer Kolbenrückstellung 36 endet. Die Kolbenrückstellung 36 ist an dem oberen Ende eines in dem Flüssigkeitsende 14 axial mit dem Kolben 34 bewegbaren Kolben 38 befestigt. Die Rückstellfeder 18 umgibt den Kolben 38, wobei ein Ende an einer ringförmigen Schulter der Kolbenrückstellung 36 und ein gegenüber liegendes Ende an einer Dichtungshalterung 40, die an einer Schulter 42 in dem Flüssigkeitsende 14 sitzt, getragen ist. So begrenzt übt die Rückstellfeder 18 kontinuierlich eine nach oben gerichtete Kraft auf den Kolben 38 aus, damit die Kolbenrückstellung 36 und daher der Kolben 34 die Kolbeneinheit 16 kontinuierlich nach oben in Richtung des oberen Anschlags 20 drängen, wobei der obere Anschlag durch eine axial einstellbare Schulter 44 in dem Körper 12 der Pipette definiert ist.
  • Wie am deutlichsten in den 1 und 2 veranschaulicht, wird die "Aus gangs"-Position des Kolbens 16 durch das untere Anschlagelement 46 definiert. Das untere Anschlagelement 46 weist im Allgemeinen eine zylindrische Form auf, und besitzt eine nach innen abgestufte Innenfläche um eine zentrale Öffnung 47 herum, um ein unteres Ende des Kolbens 34 und einen Halter 48 aufzunehmen, wie am deutlichsten in 3 veranschaulicht ist. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, erstreckt sich das untere Anschlagelement 46 axial in das untere Ende eines Zylinders 50, der in dem Pipettenkörper 12 befestigt ist, um den Kolben 34 axial aufzunehmen. In dieser Hinsicht ist ein ringförmiger Flansch 52, der sich von einer Unterseite des unteren Anschlagelementes 46 erstreckt, mit einer unteren ringförmigen Fläche 54 des Zylinders 50 in Eingriff gebracht und begrenzt die nach oben gerichtete axiale Bewegung des unteren Anschlagelementes in den Zylinder und relativ zu dem Pipettenkörper 12. Wie am deutlichsten in 3 gezeigt, weist das untere Ende der zentralen Öffnung 47 einen verringerten Durchmesser auf, und umfasst einen Gewindeabschnitt 55, der mit ähnlichen Gewinden an einer Außenfläche eines axialen Ansatzes 56 des Halters 48 zusammenpasst. In dieser Hinsicht weist der Halter 48 ebenso wie das untere Anschlagelement 46 eine im Allgemeinen zylindrische Form auf und besitzt eine nach innen abgestufte Innenfläche um eine zentrale Öffnung 57 herum, um ein unteres Ende des Kolbens 34 aufzunehmen und eine ringförmige Schulter 58 zwischen einer Oberseite eines Halters und dem Ansatz 56 zu definieren. Die Schulter 58 definiert eine ebene Tragfläche für entweder einen Magneten oder ein Zugstück umfassende Komponenten des Magnetunterstützungsmechanismus 26 der vorliegenden Erfindung. Bei der in 3 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung stellt die Schulter 58 eine Unterstützung für einen ringförmigen Magneten 60 mit einer zentralen Öffnung zur Aufnahme des Kolbens 34 und einer oberen Fläche, die sich geringfügig über die obere ringförmige Fläche des Halters 48 erstreckt, bereit. Eine Kolbenführungsbuchse 64 sitzt fest in der Öffnung des Ansatzes 56 und sorgt für eine Gleitfläche für den Kolben 34. Ein O-Ring 66 sitzt in einem ringförmigen Schlitz in einer Außenfläche des Halters 48 und sorgt für eine Reibung zwischen dem Halter und dem unteren Anschlagelement 46, um die Einstellung des Halters relativ zu dem Anschlagelement zu sichern.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, sitzt das untere Element 46 normalerweise in dem Zylinder 50, wobei sein ringförmiger Flansch 52 gegen eine untere ringförmige Fläche 54 des Zylinders eine "Ausgangs"-Position für das untere Anschlagelement 46, und, wie hierin später im Detail beschrieben wird, auch für die Kolbeneinheit 16 definiert. Um für eine solche Anordnung für das Anschlagelement 46 zu sorgen, umfasst die Pipette 10 etwas, das man im Allgemeinen als Ausblasmechanismus zum Entwickeln der zweiten Kraft, die der Bewegung des unteren Elementes 46 und der Kolbeneinheit 16 über die Ausgangsposition hinaus entgegenwirkt, bezeichnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Pipette 10 und wie in den 1 und 2 veranschaulicht umfasst der Ausblasmechanismus die Schraubenfeder 70, die relativ zu der Rückstellfeder 18 schwach sein kann. Wie gezeigt, liegt die Schraubenfeder 70, die als die "Ausblas"-Feder bezeichnet werden kann, auf der unteren ringförmigen Fläche des Anschlagelementes 46 und gegen eine ringförmige Schulter 72, die an einer Innenfläche des Pipettenkörpers 12 unmittelbar unterhalb des unteren Anschlags 24 ausgebildet ist. So angeordnet drängt die Ausblasfeder 70 das unter Anschlagelement mit dem ringförmigen Flansch 52 gegen die untere ringförmige Fläche 54 des Zylinders in dem Zylinder 50 nach oben. Wie zuvor erklärt, definiert dies die "Ausgangs"-Position für das untere Anschlagelement 46 wie auch für die Kolbeneinheit 16.
  • Anstatt die Ausblasfeder 70 zu umfassen, kann der Ausblasmechanismus einen sekundären Magnetkreis umfassen, der aus einem zweiten Magneten und einem zweiten Element aus ferromagnetischem Material besteht, wobei das Eine in dem Zylinder 50 und das Andere in dem unteren Anschlagelement 46 angeordnet ist. Die Funktion eines solchen sekundären Magnetkreises wäre es, wenn die Kolbeneinheit 16 von der "Ausgangs"-Position zurückgezogen und das Zugstück 74 von dem Magneten 60 getrennt ist, ein unteres Anschlagelement gegen den Zylinder 50 zu halten. Bei einer solche Ausführungsform ist es die magnetische Kraft des zweiten magnetischen Kreises, die von einer nach unten gerichteten Kraft der Kolbeneinheit, welche die Kolbeneinheit über die "Ausgangs"-Position hinaus bewegt, erzeugt und überwunden wird.
  • Eine noch weitere Ausführungsform der Pipette 10 mit einem Ausblasmechanismus ohne die Ausblasfeder 70 umfasst den in den 1 und 2 dargestellten Aufbau ohne die Ausblasfeder 70. Bei dieser Ausführungsform umfasst der Ausblasmechanismus die Innenfläche des Zylinders 50 und die Außenfläche des unteren Anschlagelementes 46, die mit der Bewegung des unteren Anschlagelementes relativ zu dem Zylinder relativ zueinander gleiten. Bei einer solchen Ausführungsform würde eine zwischen dem unteren Anschlagelement 46 und den Innenwänden des Zylinders 50 erzeugte Reibungskraft einer nach unten gerichteten Bewegung des unteren Anschlagelementes über seine "Ausgangs"-Position hinaus entgegenwirken, wobei das Zugstück 74 gegen die obere ringförmige Fläche des unteren Anschlagelementes unmittelbar neben dem Magneten 60 anliegt. Die Reibungskraft würde die zweite Kraft definieren, die der nach unten gerichteten Bewegung der Kolbeneinheit von oder jenseits der "Ausgangs"-Position entgegenwirkt. Der durch den Magneten 60 und das Zugstück 74 definierte magnetische Kreis würde eine Haltekraft zwischen der Kolbeneinheit und dem unteren Anschlagelement 46 ausüben, und das untere Anschlagelement in seine Ausgangsposition wie in 1 gezeigt, zurückstellen, mit einer Rückstellung der Kolbeneinheit von ihrer "Ausgangs"-Position. Die Reibungskräfte zwischen dem unteren Anschlagelement 46 und den Innenwänden des Zylinders 50 würden das untere Anschlagelement in seiner Ausgangsposition halten, mit einer Rückstellung der Kolbeneinheit 16 in ihre obere Anschlagposition.
  • Mit der so weit beschriebenen Pipette 10 und unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 4c bewegt ein/e Pipettenbenutzer/in durch die Wirkung des Hinunterdrückens des Daumens auf dem Betätigungsknopf 22 den Kolben 34, die Kolbenrückstellung 36 und den Kolben 38 in Richtung nach unten, bis eine seitliche Erweiterung von dem Kolben 34 (z. B. ein Zugstück oder ein Magnet der Magnetunterstützung) mit dem unteren Anschlagelement 46, das den "Ausgang" für die Pipette definiert, in Eingriff gelangt (siehe 2). Eine weitere Bewegung des Kolbens 34 in Richtung nach unten in Ansprechen auf die Wirkung des Daumens des Benutzers/der Benutzerin drückt die relativ schwache Feder 70 zusammen, während die beiden Kolben sich weiter in Richtung nach unten bewegen, bis das untere Anschlagelement 46 mit dem unteren Anschlag 24 in Eingriff gelangt, um eine untere Anschlagposition für die Kolbeneinheit 16 zu definieren. Bei einer normalen Betätigung der Pipette 10 bewirkt die Bewegung des Kolbens von der "Ausgangs"-Position in die untere Anschlagposition ein "Ausblasen" der gesamten verbleibenden Flüssigkeit in der in dem unteren Ende des Flüssigkeitsendes 14 befestigten Pipettenspitze, und die Feder 70 wird als eine "Ausblas"-Feder bezeichnet. Bei der Freigabe des Betätigungsknopfes 22 kehrt die Kolbeneinheit 16 unter dem Einfluss der Rückstellfeder 18 und der Ausblasfeder 70 in Richtung der "Ausgangs"-Position zurück.
  • Wenn die Kolbeneinheit 16 die "Ausgangs"-Position erreicht, spürt der/die Pipettenbenutzer/in eine Änderung der nach oben gerichteten Rückstellkraft auf dem Kolben 34. Eine solche Änderung der Kraft findet an der "Ausgangs"-Position wie in 2 dargestellt statt, wobei der ringförmige Flansch 52 an dem unteren Anschlagelement 46 mit dem unteren Ende 54 des Zylinders 50 in Eingriff gelangt. An dieser Stelle übt die Ausblasfeder 70 keine weitere nach oben gerichtete Rückstellkraft auf den Kolben 34 aus. Die Rückstellfeder 18 jedoch übt weiterhin eine nach oben gerichtete Kraft auf den Kolben 34 aus, der durch den/die Pipettenbenutzer/in widerstanden werden muss, um die Kolbeneinheit in der "Ausgangs"-Position zu halten.
  • Wie vorstehend beschrieben, hilft der Magnetunterstützungsmechanismus 26 der vorliegenden Erfindung dem/der Pipettenbenutzer/in beim Einstellen der "Ausgangsposition" und ist wirksam, um die nach unten gerichtete Handkraft, die der/die Pipettenbenutzer/in in Entgegenwirkung zu der nach oben gerichteten Kraft der Rückstellfeder 18 aufbringen muss, um den Kolben 34 in seiner "Ausgangs"-Position zu halten, zu reduzieren. Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Magnetunterstützungsmechanismus 26 die Kombination aus dem Magneten 60 und einem Zugstück 74. Bei der bevorzugten Ausführungsform sitzt der Magnet 60 in dem Halter 48, wie in 3 gezeigt ist, und das Zugstück 74 ist an dem Kolben 34 neben dem vergrößerten Abschnitt des Kolbens befestigt, wie in den 1 und 2 dargestellt ist. In der "Ausgangs"-Position wie in 2 gezeigt, gelangt das Zugstück 74 mit der oberen ringförmigen Fläche des unteren Anschlagelementes 46 in Eingriff. Wenn sich die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition befindet, ist das Zugstück 74 vorzugsweise etwas von der oberen Fläche des Magneten 60 beabstandet. Das Zugstück 74 besteht aus einem ferromagnetischen Material, das von dem Magneten 60 angezogen wird. Ein Magnetfluss von dem Magneten 60 fließt durch den Halter 48 zu dem Zugstück 74, um den magnetischen Flusskreis zu schließen. Je kleiner der Abstand zwischen dem Magneten 60 und dem Zugstück 74 ist, umso größer ist der magnetische Feldfluss und umso größer ist die magnetische Kraft, die der Rückstellfeder 18 entgegenwirkt. Je größer der Abstand zwischen dem Magneten 60 und dem Zugstück 74 in der Ausgangsstellung ist, umso kleiner ist der magnetische Fluss und umso kleiner ist die magnetische Kraft, die der Rückstellfeder entgegenwirkt. Auf Grund der Schraubverbindung des Halters 48 mit dem unteren Anschlagelement 46 kann der Abstand zwischen dem Magneten 60 und dem Zugstück 74 in der "Ausgangs"-Position derart eingestellt werden, dass die durch den Magnetunterstützungsmechanismus 26 erzeugte magnetische Kraft zwischen einem Wert, der geringfügig kleiner ist als die nach oben gerichtete Kraft der Rückstellfeder 18, und einem Wert, der etwas größer ist als Null, gesteuert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die relative axiale Position des Halters 48 in dem unteren Anschlagelement 46 durch Einsetzen der Stifte eines Drehwerkzeuges in ein Paar gegenüber liegender, Stift aufnehmender Öffnungen 76 in dem Boden des Halters eingestellt wird, während Stifte eines anderen Werkzeugs in ähnliche Stiftöffnungen 78 in der unteren Fläche des unteren Anschlagelementes 46 eingesetzt werden. Drehen des Halters 48 relativ zu dem unteren Anschlagelement 46 erzeugt dann eine axiale Bewegung des Halters relativ zu dem unteren Anschlagelement und steuert daher die axiale Position des Magneten 60 relativ zu dem Zugstück 74 bei Anordnung in der "Ausgangs"-Position.
  • Es sollte aus dem Vorhergehenden einzusehen sein, dass, während bei der bevorzugten Ausführungsform der Magnetunterstützung 26 der Magnet 60 von dem Halter 48 getragen ist, und das Zugstück an dem Kolben 34 befestigt ist, der Magnet und das Zugstück vertauscht werden können, wobei der Magnet an dem Kolben 34 befestigt ist, und das Zugstück in dem Halter 48 sitzt. Die Funktion der Magnetunterstützung 26 ist in beiden Fällen die gleiche. In beiden Fällen hilft der Magnetunterstützungsmechanismus 26 den Pipettenbenutzer/innen beim Einstellen der "Aus gangs"-Position für die Kolbeneinheit 16, wirkt der Kraft der Rückstellfeder entgegen, um die Handkraft, die der/die Pipettenbenutzer/in erzeugen muss, um die Kolbeneinheit in der Ausgangsposition, bereit zum Ansaugen, zu halten, zu reduzieren, und reduziert die nach unten gerichtete Kraft, die von dem/der Pipettenbenutzer/in ausgeübt werden muss, um die Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung der Kolbeneinheit während des Ansaugens von Flüssigkeit in die Spitze 15 der Pipette 10 zu steuern.
  • Demgemäß kann ein/e Benutzer/in mit der verbesserten, den Magnetunterstützungsmechanismus 26 umfassenden Pipette 10 der vorliegenden Erfindung die Pipette wiederholt mit minimaler physischer und mentaler Belastung und mit verbesserter Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Ergebnisse betätigen.

Claims (8)

  1. Handpipette (10) zum wiederholten Ansaugen und Abgeben einer vorbestimmten Flüssigkeitsmenge, mit einem in einer Hand haltbaren Pipettenkörper (12), einer Kolbeneinheit (16), die in dem Pipettenkörper zur Bewegung durch einen Pipettenbenutzer von Hand von einer ersten Anschlagposition in Richtung einer Ausgangsposition und von dort zu einer zweiten Anschlagposition montiert ist, wobei die Ausgangsposition eine vorbestimmte Startposition für die Kolbeneinheit zum wiederholbaren Ansaugen der vorbestimmten Flüssigkeitsmenge in eine sich von dem Pipettenkörper (12) aus erstreckenden Spitze (15) ist, wenn die Spitze in die Flüssigkeit eingetaucht ist, und die zweite Anschlagposition eine Endposition für die Kolbeneinheit ist, bei der im Wesentlichen die gesamte Flüssigkeit durch die Pipette von der Spitze abgegeben ist, einer Rückstellfeder (18) in dem Pipettenkörper (12) zum Erzeugen einer ersten Kraft, die einer Bewegung der Kolbeneinheit (16) in einer Richtung von der ersten Anschlagposition weg entgegenwirkt und zum Zurückführen der Kolbeneinheit von der Ausgangsposition in die erste Anschlagposition, und einem Mittel (70) in dem Pipettenkörper (12) zum Erzeugen einer zweiten Kraft, die einer Bewegung der Kolbeneinheit (16) in einer Richtung von der ersten Anschlagposition weg entgegenwirkt, wenn die Kolbeneinheit sich über die Ausgangsstellung hinaus in Richtung der zweiten Anschlagposition bewegt, wobei die Pipette gekennzeichnet ist durch: einen Magnetunterstützungsmechanismus (26), der wirksam ist, wenn die Kolbeneinheit (16) bei ihrer Bewegung von der ersten Anschlagposition weg die Ausgangsposition erreicht, um eine mag netische Kraft zu erzeugen, die der ersten Kraft der Rückstellfeder (18) entgegenwirkt und kleiner als diese ist, um dem Pipettenbenutzer beim Einstellen und Halten der Kolbeneinheit in ihrer Lage an der Ausgangsposition und unter der Kontrolle des Pipettenbenutzers zu helfen.
  2. Handpipette nach Anspruch 1, wobei der Magnetunterstützungsmechanismus (26) umfasst: einen Magneten (60); ein Zugstück (74); und einen Halter (48), um entweder den Magneten oder das Zugstück zu tragen, wobei das andere Teil von dem Magneten oder dem Zugstück an der Kolbeneinheit (16) zur Bewegung mit dieser befestigt ist.
  3. Handpipette nach Anspruch 2, die ferner ein axial einstellbares Mittel zum Tragen des Halters in dem Pipettenkörper umfasst, wobei die axiale Position des Halters (48) beim Tragen von entweder dem Magneten oder dem Zugstück einstellbar ist, um den Abstand des Zugstückes (74) und des Magneten (60) an der Ausgangsposition zu steuern und somit die von dem Magnetunterstützungsmechanismus (26) in Entgegenwirkung zu der ersten Kraft der Rückstellfeder (18) erzeugte magnetische Kraft zu steuern, um dadurch dem Pipettenbenutzer beim Anordnen und Halten der Kolbeneinheit in ihrer Lage von Hand an der Ausgangsposition zu helfen.
  4. Handpipette nach Anspruch 3, die ferner ein unteres Anschlagelement (46) umfasst, das eine obere Fläche aufweist, um mit dem anderen Teil von dem Magneten (60) oder dem Zugstück (74) in Eingriff zu gelangen, wenn die Kolbeneinheit (16) die Ausgangsposition er reicht, und eine Gewindeöffnung (47, 55) umfasst, um einen Gewindeabschnitt (56) des Halters (48) für eine axiale Bewegung des Halters relativ zu dem unteren Anschlagelement (46) mit einer Drehung des Halters relativ zu dem unteren Anschlagelement aufzunehmen.
  5. Handpipette nach Anspruch 4, wobei das untere Anschlagelement (46) in dem Pipettenkörper (12) axial bewegbar ist, und das Mittel (70) zum Erzeugen der zweiten Kraft die zweite Kraft auf das untere Anschlagelement (46) ausübt, wenn die Kolbeneinheit (16) die Ausgangsstellung erreicht, um einer Bewegung des unteren Anschlagelements in einer Richtung von der ersten Anschlagposition weg entgegen zu wirken.
  6. Handpipette nach Anspruch 5, wobei das Mittel zum Erzeugen der zweiten Kraft eine Ausblasfeder (70) umfasst, die eine nach oben gerichtete Kraft auf das untere Anschlagelement (46) ausübt.
  7. Handpipette nach Anspruch 6, wobei das untere Anschlagelement (46) in einem Ende eines Zylinders (50), der in dem Pipettenkörper (12) befestigt ist, axial bewegbar ist und das untere Anschlagelement (46) einen Flansch (52) umfasst, um mit einer Stirnfläche des Zylinders in Ansprechen auf die nach oben gerichtete Kraft der Ausblasfeder (70) in Eingriff zu gelangen und somit eine "Ausgangsposition" für das untere Anschlagelement zu definieren.
  8. Handpipette nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7, wobei das Mittel (70) in dem Pipettenkörper zum Erzeugen der zweiten Kraft eine Ausblasfeder (70) umfasst, die schwächer als die Rückstellfeder ist, so dass die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist.
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Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US50307395A 1995-07-14 1995-07-14
US503073 1995-07-14
US08/584,704 US5700959A (en) 1995-07-14 1996-01-11 Manual pipette with magnet assist
PCT/US1996/011617 WO1997003752A2 (en) 1995-07-14 1996-07-12 Manual pipette with magnet assist

Publications (2)

Publication Number Publication Date
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JP (1) JP3094039B2 (de)
DE (1) DE69632572T2 (de)
WO (1) WO1997003752A2 (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958343A (en) * 1997-12-29 1999-09-28 Astle; Thomas W. Small volume pipettor
US6143252A (en) * 1999-04-12 2000-11-07 The Perkin-Elmer Corporation Pipetting device with pipette tip for solid phase reactions
US6352673B1 (en) * 2000-03-09 2002-03-05 Rainin Instrument Ergonomic return springless manual air displacement pipette
US6365110B1 (en) * 2000-03-09 2002-04-02 Rainin Instrument Blowout springless manual air displacement pipette with mechanical assist for aiding in locating and maintaining pipette plunger at a home position
WO2004009238A1 (en) * 2002-07-23 2004-01-29 Protedyne Corporation Liquid handling tool having hollow plunger
DE102004003433B4 (de) * 2004-01-21 2006-03-23 Eppendorf Ag Pipettiervorrichtung mit einer Abwurfeinrichtung für Pipettenspitzen
DE102004003434B4 (de) * 2004-01-21 2006-06-08 Eppendorf Ag Pipettiervorrichtung mit einer Verdrängungseinrichtung und einer damit lösbar verbundenen Antriebseinrichtung
WO2005118129A1 (en) * 2004-05-27 2005-12-15 Stratos Biosystems, Llc Solid-phase affinity-based method for preparing and manipulating an analyte-containing solution
FI116612B (fi) * 2004-07-05 2006-01-13 Biohit Oyj Imulaite
FI20050340A0 (fi) 2005-04-01 2005-04-01 Thermo Electron Oy Kalibroitava pipetti
DE102005033378B4 (de) * 2005-07-16 2012-05-31 Eppendorf Ag Kolbenhubpipette
US10407660B2 (en) 2010-08-10 2019-09-10 Greiner Bio-One North America, Inc. Hardware for magnetic 3D culture
DE102010000690A1 (de) * 2010-01-05 2011-07-07 Hamilton Bonaduz Ag Dosiervorrichtung und Dosierverfahren
US9486803B2 (en) 2010-01-22 2016-11-08 Biotix, Inc. Pipette tips
US8524170B2 (en) 2011-02-22 2013-09-03 Rainin Instrument, Llc Pipette and sealing tip
EP2739717B1 (de) * 2011-08-02 2017-09-20 Nano3d Biosciences, Inc. Hardware für eine magnetische 3d-kultur
US8795606B2 (en) 2012-05-30 2014-08-05 Biotix, Inc. Integrated pipette tip devices
US9815053B2 (en) 2013-01-15 2017-11-14 Mettler-Toledo Rainin, LLC Liquid end assembly for a multichannel air displacement pipette
US9221046B2 (en) 2014-01-30 2015-12-29 Rainin Instrument, Llc Air displacement pipette with enhanced blowout
CN110944751B (zh) 2017-05-17 2022-04-01 拜欧迪克斯公司 人体工学移液管吸头
US10471422B2 (en) 2017-06-30 2019-11-12 Mettler-Toledo Rainin, LLC Home position locating mechanism for manual pipette and manual pipette equipped with same
WO2019044160A1 (ja) * 2017-08-30 2019-03-07 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置
US11471878B2 (en) * 2019-10-25 2022-10-18 Mettler-Toledo Rainin, LLC Powered positive displacement pipette

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE239540C (de) *
DE239539C (de) *
US3827305A (en) * 1972-10-24 1974-08-06 R Gilson Adjustable pipette
DE2549477C3 (de) * 1975-11-05 1982-01-07 Eppendorf Gerätebau Netheler + Hinz GmbH, 2000 Hamburg Pipettiervorrichtung
EP0181957A1 (de) * 1984-11-20 1986-05-28 HTL High-Tech Lab Herstellung und Vertrieb medizinisch technischer Erzeugnisse GmbH Pipette mit veränderlichem Dosiervolumen
DD239539A1 (de) * 1985-07-19 1986-10-01 Univ Schiller Jena Hohlkolbenpipette
US4763535A (en) * 1985-11-07 1988-08-16 Rainin Instrument Co., Inc. Pipette mechanism
JP2554666B2 (ja) * 1987-09-18 1996-11-13 株式会社ニチリョー 可変式ピペット
DE3903241A1 (de) * 1989-02-03 1990-08-09 Brand Rudolf Gmbh & Co Verfahren zum fuellen einer handbetaetigten pipettiereinrichtung sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US5364596A (en) * 1992-12-01 1994-11-15 Rainin Instrument Co., Inc. Manual pipette with plunger velocity governor, home position latch and trigger release

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WO1997003752A2 (en) 1997-02-06
JPH10503426A (ja) 1998-03-31
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