DE69937903T2

DE69937903T2 - Einheitlich expandierbares vielfach-kanal-pipettiergerät

Info

Publication number: DE69937903T2
Application number: DE69937903T
Authority: DE
Inventors: Dave Marlborough ALLEN; Robert H. Annapolis ZIER; George P. Reading KALMAKIS; Victor A. Brookline TORTI; Gary E. Hollis NELSON
Original assignee: Matrix Technologies LLC
Current assignee: Matrix Technologies LLC
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2019-11-30
Also published as: WO2000035584A1; EP1150772A4; EP1150772A1; WO2000035584A8; JP2002532227A; EP1150772B1; DE69937903D1; JP4981209B2

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Flüssigkeitsüberführungsvorrichtungen, die in Laboratorien verwendet werden, und im besonderen eine Mehrkanalpipettiervorrichtung, mit welcher der Benutzer die Abstände zwischen den Pipettenspitzen einheitlich, schnell und genau einstellen kann.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Pipettiersysteme werden in Laboratorien zur Überführung verhältnismäßig kleiner Flüssigkeitsmengen verwendet. Die Flüssigkeit wird normalerweise durch Saugkraft in die Spitzen eingesaugt und anschließend in die Aufnahmegefäße von Mikrotitrierplatten oder anderen Behältnissen abgegeben. Häufig betrifft die Überführung Patientenproben, die aus einer Gruppe von beabstandeten Behältnissen in eine andere Gruppe von Behältnissen mit einem anderen Abstand bewegt werden. Zu diesem Zweck wird oft eine Mehrkanalpipettiervorrichtung verwendet, die sich zur Veränderung des Abstands zwischen den Pipettenspitzen in einfacher Weise bedienen läßt. Typischerweise besitzt die Pipettiervorrichtung eine Spitzenabnehmanordnung, die mit einem Minimum an Kraft und unabhängig von den Positionen der Spitzen und ihren Paßteilen an der Pipettiervorrichtung die Spitzen sicher und effizient entfernt. Ein Nachteil mancher Pipettiervorrichtungen gemäß dem Stand der Technik besteht darin, daß die Pipettenspitzen nur zwischen zwei einheitlichen Standardabständen der Behältnisse eingestellt werden können. Die standardmäßigen Einstellungen müssen vor der Fertigung vorgewählt werden. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion gemäß dem Stand der Technik ist in dem US-Patent Nr. 5,061,449 zu finden.
Bei einer zweiten Art einer Mehrkanalpipettiervorrichtung, beispielsweise der in dem US-Patent Nr. 5,057,281 gezeigten, können die Abstände zwischen den Spitzenpaßteilen vom Benutzer verändert werden. Jedoch müssen die Abstände zwischen jedem Paßteil einzeln eingestellt werden. Mithin ist zum Bewegen der Spitzenpaßteile aus einer Gruppe von Abständen in eine andere sehr viel Betätigung erforderlich, und es ist schwierig, die Spitzenpaßteile genau auf die gewünschten Abstände einzustellen.
Deshalb ist eine Mehrkanalpipettiervorrichtung erwünscht, bei welcher die Spitzenpaßteile schnell und genau auf eine Vielzahl gleichmäßiger Abstände eingestellt werden können. Weiterhin ist es erwünscht, die Abstände auf einfache Weise zu variieren und dabei gleichmäßige Abstände zwischen den Spitzenpaßteilen aufrechtzuerhalten.
In dem Dokument NL-A-6504453 sind ein Mehrkanalpipettiersystem mit einem pantographischen Gestänge, mit dem ein identischer Abstand zwischen benachbarten Spitzenpaßteilen aufrechterhalten werden kann, und ein verstellbarer Anschlag beschrieben, der aus einem Element besteht, das entlang einer Stange bewegbar ist, die nicht mit dem pantographischen Gestänge verbunden ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorstehenden Nachteile vorhandener Pipettiersysteme werden mit dem Pipettiersystem gemäß der vorliegenden Erfindung beseitigt, mit dem die Spitzenpaßteile innerhalb eines Abstandsbereichs gleichmäßig und genau beabstandet werden und trotzdem für ein leichtes Abnehmen der Spitzen gesorgt wird. Weiterhin lassen sich die Spitzenpaßteile schnell von einer Gruppe gleichmäßiger Abstände zu einer anderen bewegen. Des weiteren läßt sich ein gewünschter Abstand ohne weiteres verstellbar einstellen.
Die Ausführungsform der Erfindung ist ein Mehrkanalpipettiersystem gemäß Anspruch 1.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen deutlicher erkennbar, in denen:
1 eine Seitenansicht der Mehrkanalpipettiervorrichtung gemäß der Erfindung ist;
2 eine seitliche Querschnittsansicht der Mehrkanalpipettiervorrichtung gemäß 1 ist, welche die Spitzen der Pipettiervorrichtung und die Spitzenpaßteile in einer eng beabstandeten Position zeigt;
3 eine Teilquerschnittsansicht der Pipettiervorrichtung gemäß 2 ist, welche die Spitzenpaßteile und die Spitzen in der Position gemäß 2 zeigt;
4 eine Teilquerschnittsansicht der Pipettiervorrichtung gemäß 2 ist, welche die Spitzenpaßteile und die Spitzen in einer Mittelabstandsposition zeigt;
5 eine Teilquerschnittsansicht der Pipettiervorrichtung gemäß 2 ist, welche die Spitzenpaßteile und die Spitzen mit dem maximalen Abstand zeigt;
6 eine entlang der Schnittlinie 6-6 gemäß 1 geführte Querschnittsansicht der Pipettiervorrichtung ist;
7 eine entlang der Schnittlinie 7-7 gemäß 1 geführte Querschnittsansicht der Pipettiervorrichtung ist; und
8 eine Draufsicht von unten auf die Pipettiervorrichtung gemäß 1 ist, in welcher die Spitzenpaßteile nicht gezeigt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nunmehr wird die Pipettiervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen und insbesondere derjenigen gemäß 1–3 beschrieben. Die Pipettiervorrichtung 10 gemäß der Erfindung besitzt ein stiefelförmiges Gehäuse 1, das in 1 gezeigt ist und einen Handhabenabschnitt 2 und einen unteren Abschnitt 3 mit einem Bodenabschnitt 8 umfaßt, von dem mehrere Spitzenpaßteile 7 nach unten vorstehen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind acht Spitzenpaßteile enthalten, wobei jedoch zu erkennen sein sollte, daß sich die Anzahl in Abhängigkeit von den Bedürfnissen des Benutzers ändern kann.
Das Gehäuse 1 des Pipettiersystems besteht typischerweise aus zwei zusammenpassenden Halbschalen 1a (nicht dargestellt) und 1b. Die Schalen 1a und 1b umfassen (nicht dargestellte) Seitenwände 19 und 20 sowie vordere und hintere Wände 21 und 22, die zusammen den Handhabenabschnitt 2 und den unteren Abschnitt 3 bilden. Vorderseite, Rückseite und Boden des unteren Abschnitts 3 sind von den Wänden 21, 22 und 23 umschlossen, während das Oberteil des Bodenabschnitts vor der Handhabe von der Wand 24 umschlossen ist.
Wie in 8 gezeigt ist, verschieben sich alle Spitzenpaßteile 8 bis auf eines (das Passteil 7a) entlang einer langgestreckten Öffnung 25, die in der Bodenwand 23 vorgesehen sind. Die Öffnung 25 verläuft im wesentlichen über die volle Länge derselben symmetrisch in bezug auf die Trennlinie 26, welche die beiden Schalen verbindet. 6 und 7 zeigen eine Spitzenpaßteil-Befestigungsplatte 80, die unmittelbar über der Bodenwand 23 des Gehäuses durch Schlitze 81 gesichert ist, die in jeder Halbschale 1a und 1b ausgebildet sind. Die Spitzenpaßteil-Befestigungsplatte 80 enthält eine langgestreckte, geschlitzte Bahn 82. Die langgestreckte, geschlitzte Bahn 82 ist schmaler und etwas kürzer als die Öffnung 25 in der Bodenwand 23.
Wie in 7 gezeigt ist, umfaßt jedes von den in der langgestreckten, geschlitzten Bahn 82 angeordneten Spitzenpaßteilen eine Spindel 94. Die Breite der Spindel 94 an ihrem oberen Ende ist größer als die Breite der langgestreckten, geschlitzten Bahn 82. Folglich stoßen die Ränder der Spindel 94 gegen die untere Fläche der Befestigungsplatte 80. Über der Spindel 94 weist jedes Spitzenpaßteil eine Einschnürung 96 auf, die entlang der langgestreckten, geschlitzten Bahn 82 verläuft. Jedes Spitzenpaßteil besitzt über der Einschnürung 96 eine Schulter 95. Die Schulter 95 weist eine größere Breite als die langgestreckte, geschlitzte Bahn 82 auf, wodurch eine Bahn entsteht, entlang der sämtliche Spitzenpaßteile 7 verschieblich angeordnet sind, und in welcher die Spitzenpaßteile 7 geführt werden. Das Spitzenpaßteil 7a ist in bezug auf die Bahn befestigt und bewegt sich nicht. Deshalb können die Spitzenpaßteile 7 mit Ausnahme des Spitzenpaßteils 7a in Richtung zu der vorderen Wand 21 und von dieser weg bewegt werden.
In 2 sind die Pipettenspitzen 6 an den Spitzenpaßteilen 7 befestigbar. Der Fachmann wird erkennen, daß viele Arten von Pipettenspitzen zur Verfügung stehen, die unter der Voraussetzung, daß sie sich mit der Größe der Spitzenpaßteile 7 vertragen, untereinander austauschbar verwendet werden können. Das obere Ende jedes Spitzenpaßteils trägt einen Nippel 98, der wiederum mit einem Kanal 115 verbunden ist, von dem nur ein beispielhafter gezeigt ist. Durch jedes Spitzenpaßteil hindurch erstreckt sich von dem unteren Ende der Spindel 94 zu dem oberen Ende des Nippels 98 ein Durchlaß, wobei dieser Durchlaß mit jedem Kanal 115 in Fluidverbindung steht. Das Pipettiersystem 10 umfaßt ein Mittel zum Einsaugen zugemessener Volumen in die Spitzen 6 und zum Austreiben der Flüssigkeit aus den Spitzen. Dieses Merkmal ist kein Teil der vorliegenden Erfindung und ist dem Fachmann wohlbekannt. Das Merkmal ist beschrieben in dem US-Patent Nr. 5,061,449 , das an den Erwerber der vorliegenden Anmeldung abgetreten wurde. Die Spitzenpaßteile 7 sind miteinander durch ein Gestänge verbunden, das unabhängig von der Position der Spitzenpaßteile einen im wesentlichen identischen, gleichmäßigen Zwischenraum zwischen jedem von den Spitzenpaßteilen aufrechterhält. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die in 2–5 gezeigt ist, wird ein pantographisches Gestänge 89 verwendet. Wie in 3 gezeigt ist, umfaßt das pantographische Gestänge gemäß der bevorzugten Ausführungsform erste Verbindungsglieder 83 und zweite Verbindungsglieder 84, die sich kreuzen. Ein erstes, unteres Ende jedes ersten Verbindungsglieds 83 ist verschwenkbar an einem zugeordneten Spitzenpaßteil 7 angebracht. Ein oberes, zweites Ende jedes zweiten Verbindungsglieds 84 ist verschwenkbar an einem oberen, zweiten Ende eines unmittelbar angrenzenden ersten Verbindungsglieds 83 angebracht. Ein zweites, unteres Ende jedes zweiten Verbindungsglieds ist verschwenkbar an einem unmittelbar angrenzenden Spitzenpaßteil 7 angebracht. Zugeordnete erste Verbindungsglieder 83 und zweite Verbindungsglieder 84 sind in ihren Mitten jeweils verschwenkbar verbunden.
Von dem unteren Abschnitt 3 steht ein Betätigungsstab 11, der an seinem distalen Ende einen Betätigungsknopf 12 trägt, in Richtung nach hinten vor und ist an seinem proximalen Ende 15 innerhalb des Gehäuses 1 an dem hintersten Spitzenpaßteil 7 gesichert. Werden der Betätigungsknopf 12 und der Stab 11 manuell gedrückt und gezogen, bewegen sich die Spitzenpaßteile schnell und genau in die gewünschten Zwischenräume zwischen gleichmäßig beabstandeten Minimal- und Maximalpositionen. 3 zeigt die Spitzenpaßteile mit dem minimalen Abstand. 4 zeigt einen mittleren Abstand, während 5 das Gestänge 89 vollkommen gestreckt zeigt, so daß sich die Spitzenpaßteile 7 in ihrem maximalen Abstand befinden.
Wie in 1 gezeigt ist, weist die Seitenwand 19 eine langgestreckte Öffnung 71 auf. In 1 und 6 sind parallel zu der Öffnung 71 und auf jeder Seite derselben obere und untere Schienen 72 und 73 angeordnet. Die Schienen 72 und 73 verlaufen entlang der Laufrichtung der Spitzenpaßteile. Die Schienen umfassen jeweilige, einander gegenüberliegende Flächen 72a und 73a, die einen spitzen Winkel in bezug auf die Platte 80 bilden und in bezug zueinander derart abgewinkelt sind, daß die Flächen 72a und 73a der jeweiligen Schienen 72 und 73 näher beieinanderliegend zu der Seitenwand 19 weisen und nicht von der Seitenwand 19 weg nach innen und in Richtung zu der Seitenwand 20 weisen. Die Flächen 72a und 73a der jeweiligen Schienen 72 und 73 sind Reibungsflächen und enthalten Riffelungen oder Riefen oder sind in anderer Weise in der in 6 und 7 gezeigten Weise aufgerauht. In verschieblichem Eingriff in die Schienen steht auch ein fingerbetätigter Anschlag 75, beispielsweise ein Knopf mit einer Fingereingriffsfläche 78. Der Anschlag 75 weist geriffelte, geriefte oder aufgerauhte Flächen 76 und 77 auf, die parallel zu den jeweiligen Flächen 72a und 73a der jeweiligen Schienen 72 und 73 angeordnet sind und von einer Vorspannfeder 79 in der in 6 gezeigten Weise in einen Kraftschluß mit den Schienen 72 und 73 gedrückt werden. Die Feder 79 liegt gegen die Schienen 72 und 73 an und drückt den Anschlag 75 nach außen. Wird auf den Anschlag 75 in Richtung zu der Wand 19 ein Fingerdruck ausgeübt, wird die Feder zusammengedrückt, und die Flächen 76 und 77 werden außer Eingriff mit den Flächen 72a und 73a der jeweiligen Schienen 72 und 73 gebracht. Dann ist der Anschlag 75 entlang den Schienen 72 und 73 sowie in der Öffnung 71 bewegbar. [In den Schienen kann ein (nicht gezeigter) zweiter fingerbetätigter Anschlag zum Beschränken der Kontraktion des pantographischen Gestänges enthalten sein]. Wie in 1 gezeigt ist, kann in den Schienen ein (nicht gezeigter) zweiter fingerbetätigter Anschlag 110 zum Beschränken der Kontraktion des pantographischen Gestänges enthalten sein.
Vorzugsweise steht ein Abstandsanzeiger 74, der mit dem hintersten Spitzenpaßteil 7b verbunden ist, in verschieblichem Eingriff in die Schienen 72 und 73. Jedoch könnte der Anzeiger 74 bei Bedarf auch an einem anderen Spitzenpaßteil 7 befestigt sein. Der Anzeiger 74 bewegt sich mit dem Spitzenpaßteil 7b und liefert eine Anzeige des Abstands zwischen benachbarten Spitzenpaßteilen. Der Anzeiger 74 erstreckt sich durch die Öffnung 71 hindurch, um von außen sichtbar zu sein. Entlang der Öffnung 71 ist in der in 1 gezeigten Weise eine visuelle Skala 105 vorgesehen und geeicht, um den Abstand zwischen jedem Spitzenpaßteil für eine spezielle Standstelle des Anzeigers 74 in bezug auf die Skala 105 zu liefern. Wenn der Abstandsanzeiger 74 in eine Schulter 75a oder eine Fläche an dem Anschlag 75 oder an dem Anschlag 110 eingreift, wird der Abstand zwischen den Spitzenpaßteilen auf der Skala 105 angezeigt, mit welcher der Anzeiger 74 ausgerichtet ist. Als Alternative oder zusätzlich kann der Abstand zwischen den Spitzenpaßteilen kraftschlüssig mit in dem Stab 11 vorgesehenen Vertiefungen hergestellt werden, die einer Kugelarretierung entsprechen, wie sie in dem US-Patent Nr. 5,061,449 offenbart ist.
Es ist zu erkennen, daß sich die Spitzenpaßteile 7 nach Maßgabe der Bewegung des Gestänges 89 in der Spitzenpaßteil-Befestigungsplatte 80 verschieben können. Wenn das Gestänge 89 gestreckt wird, nimmt der Abstand zwischen den Spitzenpaßteilen 7 zu. Umgekehrt nimmt der Abstand zwischen den Spitzenpaßteilen 7 ab, wenn das Gestänge 89 zusammengezogen wird. Zieht man den Betätigungsstab 11 von dem Gehäuse 1 weg, nimmt der Abstand zwischen den Spitzenpaßteilen 7 zu. Schiebt man umgekehrt den Betätigungsstab 11 zu dem Gehäuse 1 hin, nimmt der Abstand zwischen den Spitzenpaßteilen 7 ab.
Im Betrieb läßt sich der fingerbetätigte Anschlag 75 verstellbar in bezug auf die Skala 10 einstellen, um einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Spitzenpaßteilen bereitzustellen. Der Anschlag 75 wird mit einem Finger nach innen gedrückt und verschieblich in der Öffnung 71 bewegt, bis der Anschlag 75 mit einem gewünschten Anzeigewert auf der Skala 105 ausgerichtet ist. Dann wird der Anschlag 75 losgelassen, und die Flächen 76 und 77 greifen in jeweilige Flächen 72a und 73a ein, um den Anschlag 75 festzuhalten. Dann ergreift der Benutzer den Knopf 12 und bewegt den Stab 11 so lange, bis der Anzeiger 74 an die Schulter 75a an dem Anschlag 75 oder an dem Anschlag 110 anstößt. Dabei kommen die Spitzenpaßteile 7 in gleichmäßigen Abstand, wie das der Anzeigewert auf der mit dem Anzeiger 74 ausgerichteten Skala 105 anzeigt. Nunmehr ist die Pipettiervorrichtung zur Verwendung bereit.
Innerhalb des Umfangs der Erfindung werden Modifizierungen und Verbesserungen für den Fachmann erkennbar, und die obige Beschreibung soll lediglich beispielhaft sein.

Claims

Mehrkanalpipettiersystem (10), mit: – einem Gehäuse (1) für das Pipettiersystem; – einer geschlitzten Bahn (82), die mit dem Gehäuse verbunden ist; – einer Mehrzahl von verschieblich auf der Bahn angebrachten Pipettenspitzenpaßteilen (7); – einem Betätigungsglied zum Variieren der Größe des Abstands zwischen benachbarten Spitzenpaßteilen; dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt: – ein Gestänge (89), das jede der Pipettenspitzen (7) miteinander verbindet, um unabhängig von der Größe des Abstands zwischen benachbarten Spitzenpaßteilen einen im Wesentlichen identischen Abstand zwischen jedem benachbarten Paar von Spitzenpaßteilen aufrecht zu erhalten; und – mindestens einem Anschlag (75), der verschieblich an einer langgestreckten in dem Gehäuse (1) vorgesehenen Öffnung angebracht ist, um das Auseinanderziehen des Gestänges (89) zum einstellbaren Beschränken des Abstands zwischen benachbarten Spitzenpaßteilen zu begrenzen.
Pipettiersystem nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Anschlag (75) umfaßt: – eine Schiene; – einen Knopf mit einer mit einem Finger betätigbaren Fläche (78) zum Drücken des Knopfes, der so ausgebildet ist, daß er entlang der Schiene gleiten kann; – Reibungsflächen, die an einer Außenfläche des Knopfes angeordnet sind; – Reibungsflächen, die an der Schiene angeordnet sind; – ein Vorspannelement (79), um die Reibungsflächen an dem Knopf gegen die Reibungsflächen an der Schiene zu pressen, wenn der Knopf nicht gedrückt ist.
Pipettiersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gestänge (89) ein pantografisches Gestänge umfaßt.
Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gehäuse außerdem eine Skala (105) umfaßt, die den Abstand zwischen benachbarten Spitzenpaßteilen anzeigt.
Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, außerdem mit einem zweiten Anschlag (110), der verschieblich mit dem Gehäuse (1) in Eingriff bringbar ist, um das Zusammenziehen des Gestänges zu begrenzen.
Pipettiersystem nach Anspruch 5, wobei der zweite Anschlag einen mit einem Finger betätigbaren Knopf zur Fingereingriffsknopf und eine Feder zum Vorspannen des Knopfes in eine unbewegliche Position umfaßt, wobei der Knopf im gedrückten Zustand beweglich ist.
Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der mindestens eine Anschlag eine Feder zum Vorspannen des Knopfes in eine unbewegliche Position umfaßt, wobei der Knopf im gedrückten Zustand beweglich ist.
Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die geschlitzte Bahn in dem Gehäuse positioniert ist.
Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Betätigungsglied eine Betätigungsstange (11) umfaßt, die an einem der Spitzenpaßteile befestigt ist.
Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, außerdem mit einem Spitzenpaßteil (7a) das nicht auf der Bahn beweglich ist und über das Gestänge mit einem beweglichen Spitzenpaßteil verbunden ist.
Pipettiersystem nach Anspruch 10, wobei das Betätigungsglied eine Betätigungsstange (11) umfaßt, die an einem anderen der Spitzenpaßteile (7b) als an dem Spitzenpaßteil befestigt ist, das nicht auf der Bahn beweglich ist.
Pipettiersystem nach Anspruch 9 oder 11, wobei die Betätigungsstange (11) Einkerbungen umfaßt und wobei das Pipettiersystem außerdem eine Raste aufweist, die mit den Einkerbungen an der Betätigungsstange in Eingriff bring bar ist, um die Größe des Abstands zwischen benachbarten Spitzenpaßteilen festzustellen.
Pipettiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend eine Mehrzahl von Führungen (115), wobei mit jeder Führung eines der Spitzenpaßglieder verbunden ist.