EP0562358B2 - Process for the correction of the volume error at the design of a pipetting system - Google Patents
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- EP0562358B2 EP0562358B2 EP93103815A EP93103815A EP0562358B2 EP 0562358 B2 EP0562358 B2 EP 0562358B2 EP 93103815 A EP93103815 A EP 93103815A EP 93103815 A EP93103815 A EP 93103815A EP 0562358 B2 EP0562358 B2 EP 0562358B2
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/02—Burettes; Pipettes
- B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
- B01L3/0217—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
Definitions
- the invention relates to a method for correcting the volume error in the design of a pipetting system with a piston stroke and a pipette tip that can be plugged in.
- the Kolbenhubpipette has a cone for attaching the pipette tip.
- the pipette tip has one starting from the tip opening strongly conical and then up to the slip on a weaker conical section based on the inner contour on.
- Such a pipette tip when immersed in a deep and especially slim vessel has the disadvantage that it carrying a pipette wall contact with the vessel get and be contaminated.
- This is basically a pipette tip not the case, according to EP-A-0 182 943 from a tip opening a long cylindrical nose, then a strong conical and then a Has slip-on.
- the adjustment range extends more absorbably Amounts of liquid each from the tip opening over all different sections away from the pipette tip. If a small piston stroke is set, fluid is only in the strongly conical (or cylindrical) initial area sucked in. For larger Piston stroke becomes the weaker conical (or the conical and then the cylindrical) Area reached.
- the pipetting systems have in common that they interact with an adjustable piston stroke pipette to accommodate fluid volumes that are unacceptable may differ from the indicated liquid volume, the deviation over the Setting range is possible in different ways.
- the slope of a Spindle of the piston stroke pipette for the adjustment of the piston stroke on a trial basis determines that the correctness deviation between recorded and displayed liquid volume can deviate, with the deviation is possible differently over the adjustment range. Therefore, the pitch of a spindle of Kolbenhubpipette for the adjustment of the piston stroke tentatively determined so that the corrective deviation between recorded and displayed volume of liquid over the entire adjustment range is bearable. The resulting accuracy deviations are accepted and are possibly due to subsequent measurements ascertainable.
- U.S. Patent No. 5,024,109 already discloses a method and apparatus for correcting the failure of a piston-stroke pipette.
- the height of the liquid column for a desired volume is determined by the tip geometry, especially for a conical tip.
- the change The dead volume is determined on the basis of hydrostatic considerations related to the height of the liquid column tie.
- the piston displacement becomes the sum of the desired volume and the change in the dead volume determined.
- This technique uses an electromechanical pipette connected to a control computer is. Before use, data of the pipette tip, the pipetting system and the liquid must be entered into the computer be entered. This pipetting technique is expensive.
- the invention has the object, the pipetting system of the type mentioned above improve so that over the entire adjustment range of pipetting liquid to be taken over easily and accurately can be worked. Furthermore, the pipetting system is intended to replace the piston stroke pipettes or pipette tips while continuing to work accurately and simply.
- the invention is based on the finding that pipette correction factor, cross-sectional profile along the tip, Dead volume and, if necessary, zero offset of the display for the amount of the corrective deviations the setting range are relevant. By matching these influencing factors to each other, it is therefore possible in the Adjustment range for each liquid volume taken a given accuracy deviation from the displayed To realize liquid volume, which can also be zero.
- the spindle pitch according to the invention according to specification minimized the remaining predictors, but all o.g. Influencing variables coordinated so that predetermined Correctness deviations are achieved. In such a pipetting system is then for each indicated liquid volume the exact value of the liquid volume taken known.
- the correctness deviation can be defined in various ways. For practical handling the specification of a constant absolute or relative accuracy deviation is particularly favorable, because then the Difference of the recorded liquid volume is the easiest to determine.
- the liquid level always rises in the adjustment range of absorbable liquid volumes up into a cylindrical working area of the pipette tip.
- the vote can be a zero offset of the displayed Include fluid volume with respect to the piston stroke.
- the working area of the pipette tip is substantially cylindrical. Then, in particular, a constant Absolute accuracy deviation over the entire range of absorbable liquids realized away become.
- the transition area preferably has a transition radius or transition cone, wherein the cone angle to avoid unwanted Effects (fountain effect) is kept as small as possible.
- the transition region is preferably one Subordinate workspace. Especially for use with relatively long and slim vessels has the pipetting system a pipette tip with a thin aspiration tube adjacent to the tip opening. Then the Tip also prefers an expanding transitional as well as a downstream workspace.
- pipette correction factor may be be adjustable. This is in the simplest case by replacing a spindle for adjusting the Piston strokes feasible. Also comes for a display device with a spreadable scale into consideration.
- an adjustable dead volume can be provided. This is especially the replacement of pipette tips possible, with a pipette tip designed for lighter liquids with the same diameter longer must become. To change the dead volume can also intermediate pieces between Kolbenhubpipette and pipette tip be usable.
- a vote of the influencing variables to achieve the predetermined corrective deviations done experimentally. It can first for each recorded fluid volume a corrective deviation be specified by the indicated liquid volume. These deviations are now through Adjustment of pipette correction factor, cross-sectional profile along the tip and dead volume to realize each other. Since the pipette correction factor and the dead volume are usually no longer changed after making the selection, First, the values for these influence parameters are at least provisionally determined, with an orientation to Values of known pipetting systems is possible. Then remains as the last predictor of cross-sectional shape along the pipette tip, with the specified accuracy deviations can be ensured. For that result For example, by experiments unique values, if the other influencing factors have been previously chosen. If the cross-sectional profile found could not be realized, the predetermined influencing variables would have to be corrected or even specify another correctness deviation.
- V piston V Liq. + ⁇ gh p O V t
- V Num. (V Liq. + ⁇ gh p O ⁇ V t - b) ⁇ 1 a
- R Section. V Liq. - (v Liq. + ⁇ gh p O ⁇ V t - b) ⁇ 1 a
- R Section. V Liq. - V Num.
- the pipette according to FIGS. 4 and 5 is disclosed in the applicant's US-A-5511433. This disclosure is referred to.
- the pipette has a housing 1. At the top of the housing is a Actuating knob 2 attached, which is movable against the spring 14.
- the knob 2 is connected to a piston rod 7, which extends through a spindle 6.
- Connecting piece 8 As shown in Fig. 5, the lower end of the rod 7 enters Connecting piece 8, which has a support 9 for a piston 10.
- a spring 18 presses a lower sleeve 19th for guiding the piston 9, 10 against an inner conical surface 21 of the housing 1.
- the sleeve 19 is supported on the Housing via a resilient sealing ring 20 from.
- the piston 9, 10 When the button 2 is pressed down vertically, the piston 9, 10 is pressed into the cylinder chamber 11, wherein he presses air from the cylinder chamber 11 through the tube 12.
- a attachable Attached pipette tip At the lower end of the tube 12 is a attachable Attached pipette tip, which is shown in Fig. 3 on an enlarged scale.
- the pipette tip is on a conical Seat attached to the lower end of the tube 12 in a manner not shown.
- the cylinder chamber 11, the tube 12 and the pipette tip define the dead volume of the pipette.
- the piston rod 7 is provided with a flange 22 on which the spindle 6 in the initial position of the rod. 7 and the piston 9, 10 rests.
- This flange 22 defines the upper stop for the piston 9, 10.
- the upper stop is adjustable as follows:
- the knob 2 is connected to a downwardly extending sleeve 5, which is rotatable in the housing is held.
- the spindle 6, which surrounds the rod 7, is rotatably connected to the rotatable sleeve 5.
- the outer Thread of the spindle 6 cooperates with an internal thread of a part 36 which is fixed in the housing 1. When the knob 2 is rotated, the spindle 6 is screwed into or out of the threaded portion 36.
- the spindle 7 is thereby adjusted axially, whereby the setting of the stop for the flange 22 of the rod 7 is set which becomes effective upon return of the piston 9, 10 to an initial position when the button 2 is released and is reset by the spring 14.
- the stroke of the piston is determined by the upper stop of the piston rod in limited to its starting position.
- a wheel 50 is adjusted via a worm gear.
- the sleeve 5 has outside a toothing 52.
- the rotation of the wheel 50 is indicated by a scale, the through a window 53 is visible.
- the scale is calibrated to adjust the top stop so that one desired amount of liquid is sucked into the pipette tip, attached to the lower end of the tube 12 is.
- FIGS. 4 and 5 show part of the dead volume 11 and 12 as well as the adjusting means and Display means 51 for setting and displaying the desired amount of liquid.
- the curves A 1 and A 2 represent the behavior of cylindrical pipette tips P 1 according to Fig. 2.
- the negative volume error - ⁇ V increases linearly with increasing piston stroke.
- the curve A 1 corresponds to a pipette tip with a smaller and the curve A 2 of a pipette tip with a larger cross-section.
- the volume error - ⁇ V of the pipette tip is compensated by tuning the piston stroke pipette. Namely, by adjusting the pipette correction factor, the difference between the indicated liquid volume V Anz. and the piston stroke V piston in response to the piston stroke just chosen so that the indicated liquid volume V no. the recorded liquid volume V liquid. equivalent.
- the piston stroke pipette with the curve K 1 and the larger pipette correction factor a of the pipette tip with the curve A 1 and the piston stroke pipette with the curves K 2 of the pipette tip with the curve A 2 are assigned.
- the diagram illustrates that for each piston stroke V piston the difference between the indicated liquid volume V no . and the received liquid volume V liquid. is equal to zero.
- the curve B in FIG. 1 is assigned to the pipette tip P 2 of FIG. 2. This has adjacent to the tip opening a thin suction tube, which initially causes a small piston stroke a relatively high increase in the liquid column. As a result, in this initial region, the negative volume error - ⁇ V is relatively high. If the liquid column fills the suction tube, a slight increase in the negative volume error is observed when rising into the adjacent cylindrical working volume.
- the curve C in Fig. 1 corresponds to the pipette tip P 3 of Fig. 2. This has adjacent to a thin suction tube a conical transition region to a cylindrical working volume. Thus, in FIG. 1, adjacent to the steep initial section, there is an area of attenuated slope of the volume error for the transition region, which eventually terminates in a region of weak slope for the cylindrical working section.
- the curve C corresponds to a Kolbenhubpipette, in which the difference of the indicated liquid volume V no. for the piston stroke V piston is represented over the piston stroke through the curve K 3 .
- This has on the ordinate a zero offset NV, ie the piston in the starting position is already a liquid volume V Anz. displayed.
- the zero offset is chosen so that in a piston stroke V piston , which causes an increase of the liquids in the working range of the pipette tip, just a compensation of the volume error is achieved.
- the system thus has an error curve F, which falls from the maximum initial value to a value zero, which is reached when the liquid column rises to the working range.
- the pipette tip in Fig. 3 has at the bottom a tip opening 1 'for liquid passage, to which a thin Suction tube 2 'connects.
- the suction tube 2 ' opens into a transition cone 3', the other with an extended work area 4 'communicates.
- the work area 4 ' opens at the top in a Aufsteckkonus 5' with a plug-in opening 6 'for a Kolbenhubpipette with adjustable piston stroke.
- the liquid rises through the tip opening 1 and the Suction tube 2 and the transition cone 3 always up in the work area 4 up.
- the pipette tip in the working area 4 inside is approximately circular cylindrical shaped.
- the transition cone has a clear cone angle, which helps avoid a fountain effect about 7 °.
- a typical pipette tip has a total length of about 100 mm, of which about 25 mm on the suction tube 2 omitted. The diameter increases from about 0.5 mm in the tip opening 1 to about 3 mm at the beginning of the working area 4 on.
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrektur des Volumenfehlers bei der Auslegung eines Pipettiersystems mit einer Kolbenhubpitte und einer darauf steckbaren Pipettenspitze.The invention relates to a method for correcting the volume error in the design of a pipetting system with a piston stroke and a pipette tip that can be plugged in.
Aus der DE-PS 25 26 296 ist ein Pipettiersystem der vorstehend genannten Art bekannt, dessen Kolbenhubpipette einen Konus zum Aufstecken der Pipettenspitze hat. Die Pipettenspitze weist ausgehend von der Spitzenöffnung einen stark konischen und daran anschließend bis zur Aufstecköffnung einen schwächer konischen Abschnitt bezogen auf die Innenkontur auf. Eine derartige Pipettenspitze hat beim Eintauchen in ein tiefes und insbesondere schlankes Gefäß den Nachteil, daß eine sie tragende Pipette mit dem Gefäß Wandberührung bekommen und kontaminiert werden kann. Dies ist grundsätzlich bei einer Pipettenspitze nicht der Fall, die gemäß EP-A-0 182 943 ausgehend von einer Spitzenöffnung eine lange zylindrische Nase, daran anschließend einen stark konischen und danach eine Aufstecköffnung aufweist.From DE-PS 25 26 296 a pipetting system of the aforementioned type is known, the Kolbenhubpipette has a cone for attaching the pipette tip. The pipette tip has one starting from the tip opening strongly conical and then up to the slip on a weaker conical section based on the inner contour on. Such a pipette tip when immersed in a deep and especially slim vessel has the disadvantage that it carrying a pipette wall contact with the vessel get and be contaminated. This is basically a pipette tip not the case, according to EP-A-0 182 943 from a tip opening a long cylindrical nose, then a strong conical and then a Has slip-on.
Aus dem Prospekt "Comforpette 4700, Varipette 4710 und Comfortip cristal das neue Pipettiersystem für 0,5 bis 10 µl", Auflage 1985 der Eppendorf Gerätebau Netheler & Hinz GmbH ist ein Pipettiersystem bestehend aus der Pipette Varipette® 4710 und der den Pipettenspitzen Comfortips® cristal bekannt, bei dem der Kolben der Pipette in die Pipettenspitze hineinragt und dadurch das Luftpolster bis auf ein Minimum reduziert. Durch Drehen des Bedienungsknopfes der Pipette wird der Volumen bestimmende Arbeitshub verändert. Der Arbeitshub bewirkt die Aufnahme und Abgabe des Pipettiervolumens. Die Pipettenspitzen Comfortips® cristal haben angrenzend an einen Schaft, in den der Kolben hineinragt, eine zu einem breiteren Kegel geformte Spitze.From the brochure "Comforpette 4700, Varipette 4710 and Comfortip cristal the new Pipetting system for 0.5 to 10 μl ", edition 1985 of Eppendorf Gerätebau Netheler & Hinz GmbH is a pipetting system consisting of the pipette Varipette® 4710 and the Pipette tips Comfortips® cristal known, in which the piston of the pipette in the Protrudes pipette tip and thereby reduces the air cushion to a minimum. Turning the control knob on the pipette determines the volume Work shift changed. The working stroke causes the recording and delivery of the Pipetting. The pipette tips Comfortips® cristal are adjacent to one Shaft into which protrudes the piston, a shaped into a wider cone tip.
Bei den genannten Pipettiersystemen erstreckt sich der Einstellbereich aufnehmbarer Flüssigkeitsmengen jeweils von der Spitzenöffnung aus über alle verschiedenen Abschnitte der Pipettenspitze hinweg. Ist ein geringer Kolbenhub eingestellt, wird Flüssigkeit nur in den stark konischen (oder zylindrischen) Anfangsbereich eingesogen. Bei größerem Kolbenhub wird der schwächer konische (oder der konische und danach der zylindrische) Bereich erreicht. Den Pipettiersystemen ist gemeinsam, daß sie im Zusammenwirken mit einer einstellbaren Kolbenhubpipette Flüssigkeitsvolumina aufnehmen, die unakzeptabel vom angezeigten Flüssigkeitsvolumen abweichen können, wobei die Abweichung über den Einstellbereich hinweg unterschiedlich möglich ist. Deshalb wird die Steigung einer Spindel der Kolbenhubpipette für die Einstellung des Kolbenhubes versuchsweise so ermittelt, daß die Richtigkeitsabweichung zwischen aufgenommenem und angezeigtem Flüssigkeitsvolumen abweichen können, wobei die Abweichung über den Einstellbereich hinweg unterschiedlich möglich ist. Deshalb wird die Steigung einer Spindel der Kolbenhubpipette für die Einstellung des Kolbenhubes versuchsweise so ermittelt, daß die Richtigkeitsabweichung zwischen aufgenommenem und angezeigtem Flüssigkeitsvolumen über den gesamten Einstellbereich hinweg erträglich ist. Die resultierenden Richtigkeitsabweichungen werden hingenommen und sind allenfalls aufgrund nachträglicher Messungen feststellbar.In the pipetting systems mentioned, the adjustment range extends more absorbably Amounts of liquid each from the tip opening over all different sections away from the pipette tip. If a small piston stroke is set, fluid is only in the strongly conical (or cylindrical) initial area sucked in. For larger Piston stroke becomes the weaker conical (or the conical and then the cylindrical) Area reached. The pipetting systems have in common that they interact with an adjustable piston stroke pipette to accommodate fluid volumes that are unacceptable may differ from the indicated liquid volume, the deviation over the Setting range is possible in different ways. Therefore, the slope of a Spindle of the piston stroke pipette for the adjustment of the piston stroke on a trial basis determines that the correctness deviation between recorded and displayed liquid volume can deviate, with the deviation is possible differently over the adjustment range. Therefore, the pitch of a spindle of Kolbenhubpipette for the adjustment of the piston stroke tentatively determined so that the corrective deviation between recorded and displayed volume of liquid over the entire adjustment range is bearable. The resulting accuracy deviations are accepted and are possibly due to subsequent measurements ascertainable.
Daran ist außer der Vernachlässigung von Richtigkeitsabweichungen unbekannter Größe über den Einstellbereich hinweg nachteilig, daß die Abstimmung von Kolbenhubpipette und Pipettenspitze einen Wechsel der Pipettenspitze erschwert. Soll z.B. eine Kolbenhubpipette mit einer Pipettenspitze gemäß DE-PS 25 26 296 mit einer Pipettenspitze gemäß EP-A-0 182 943 bestückt werden, so ist mit der gegebenen Spindelsteigung nicht mehr gewährleistet, daß die Richtigkeitsabweichungen über den Einstellbereich hinweg erträglich sind.This is beyond the neglect of corrective deviations of unknown size over the setting range disadvantageous that the vote of Kolbenhubpipette and pipette tip changing the pipette tip difficult. Should e.g. a Kolbenhubpipette with a pipette tip according to DE-PS 25 26 296 with a pipette tip be equipped according to EP-A-0 182 943, so with the given spindle pitch is no longer guaranteed that the Correctness deviations over the setting range are bearable.
Die US-PS 5 024 109 offenbart bereits ein Verfahren und eine Apparatur zur Korrektur des Fehlers einer Kolbenhubpipette. Dabei werden die Höhe der Flüssigkeit in der Pipettenspitze für das gewünschte Flüssigkeitsvolumen, die Änderungen des Totvolumens aufgrund der Flüssigkeitssäule in der Spitze und die erforderliche Kolbenverschiebung für das gewünschte Flüssigkeitsvolumen und die Änderung des Totvolumens ermittelt. Die Höhe der Flüssigkeitssäule für ein gewünschtes Volumen wird anhand der Spitzengeometrie ermittelt, speziell für eine konische Spitze. Die Änderung des Totvolumens wird aufgrund hydrostatischer Überlegungen bestimmt, die an die Höhe der Flüssigkeitssäule anknüpfen. Die Kolbenverschiebung wird aus der Summe des gewünschtens Volumens und der Änderung des Totvolumens ermittelt. Diese Technik bedient sich einer elektromechanischen Pipette, die mit einem Steuerrechner verbunden ist. Vor Benutzung müssen in den Rechner Daten der Pipettenspitze, des Pipettiersystems und der Flüssigkeit eingegeben werden. Diese Pipettiertechnik ist aufwendig.U.S. Patent No. 5,024,109 already discloses a method and apparatus for correcting the failure of a piston-stroke pipette. The height of the liquid in the pipette tip for the desired liquid volume, the Changes in the dead volume due to the liquid column in the tip and the required piston displacement determined for the desired liquid volume and the change in the dead volume. The height of the liquid column for a desired volume is determined by the tip geometry, especially for a conical tip. The change The dead volume is determined on the basis of hydrostatic considerations related to the height of the liquid column tie. The piston displacement becomes the sum of the desired volume and the change in the dead volume determined. This technique uses an electromechanical pipette connected to a control computer is. Before use, data of the pipette tip, the pipetting system and the liquid must be entered into the computer be entered. This pipetting technique is expensive.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Pipettiersystem der eingangs genannten Art zu verbessern, so daß über den gesamten Einstellbereich aufzunehmender Pipettierflüssigkeit hinweg einfach und genau gearbeitet werden kann. Ferner soll das Pipettiersystem einen Austausch der Kolbenhubpipetten bzw. Pipettenspitzen ermöglichen, wobei weiterhin genau und einfach gearbeitet werden soll.On this basis, the invention has the object, the pipetting system of the type mentioned above improve so that over the entire adjustment range of pipetting liquid to be taken over easily and accurately can be worked. Furthermore, the pipetting system is intended to replace the piston stroke pipettes or pipette tips while continuing to work accurately and simply.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
zu finden.The solution to this problem is specified in
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Pipettenkorrekturfaktor, Querschnittsverlauf entlang der Spitze, Totvolumen und gegebenenfalls Nullpunktsverschiebung der Anzeige für die Höhe der Richtigkeitsabweichungen über den Einstellbereich maßgeblich sind. Durch Abstimmung dieser Einflußfaktoren aufeinander ist es folglich möglich, im Einstellbereich für jedes aufgenommene Flüssigkeitsvolumen eine vorgegebene Richtigkeitsabweichung vom angezeigten Flüssigkeitsvolumen zu realisieren, die auch Null sein kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Pipettiersystemen werden nach der Erfindung nicht mehr Richtigkeitsabweichungen durch Wahl der Spindelsteigung nach Vorgabe der übrigen Einflußgrößen minimiert, sondern sämtliche o.g. Einflußgrößen so aufeinander abgestimmt, daß vorgegebene Richtigkeitsabweichungen erreicht werden. Bei einem solchen Pipettiersystem ist dann für jedes angezeigte Flüssigkeitsvolumen der genaue Wert des aufgenommenen Flüssigkeitsvolumens bekannt. Gegenüber der vorbekannten elektronischen Pipette mit Steuerrechner erübrigt sich eine Berechnung des Kolbenhubes für jeden Pipettiervorgang, um die vorgegebene Richtigkeitsabweichung zu erreichen. Allenfalls kann eine Anpassung an die jeweilige Flüssigkeitsdichte erforderlich sein. Diese kann durch Austausch von Spitzen, Änderungen des Totvolumens oder des Pipettenkorrekturfaktors nach Maßgabe der jeweiligen Flüssigkeit erfolgen. Wenn die Richtigkeitsabweichungen von Null abweichen und fehlerfrei pipettiert werden soll, kann der Kolbenhub mittels der Anzeige stets so eingestellt werden, daß das aufgenommene Flüssigkeitsvolumen dem beabsichtigten Volumen entspricht. Ferner lassen sich erfindungsgemäß Pipettenspitzen an herkömmliche Kolbenhubpipetten so anpassen, daß vorgegebene Richtigkeitsabweichungen erreicht werden. Hierdurch kann im Bedarfsfalle ein Pipettiersystem mit einer verlängerten Pipettenspitze ausgerüstet werden, welche Wandberührungen und einhergehende Kontamination vermeidet. Umgekehrt ist es auch möglich, vorgegebene Richtigkeitsabweichungen durch Abstimmung einer Kolbenhubpipette auf vorhandene Pipettenspitzen sicherzustellen.The invention is based on the finding that pipette correction factor, cross-sectional profile along the tip, Dead volume and, if necessary, zero offset of the display for the amount of the corrective deviations the setting range are relevant. By matching these influencing factors to each other, it is therefore possible in the Adjustment range for each liquid volume taken a given accuracy deviation from the displayed To realize liquid volume, which can also be zero. In contrast to conventional pipetting systems are no longer corrective deviations by selecting the spindle pitch according to the invention according to specification minimized the remaining predictors, but all o.g. Influencing variables coordinated so that predetermined Correctness deviations are achieved. In such a pipetting system is then for each indicated liquid volume the exact value of the liquid volume taken known. Compared to the previously known electronic pipette with control computer, a calculation of the piston stroke is unnecessary for each pipetting process, to achieve the given accuracy deviation. At best, an adaptation to the respective liquid density to be required. This can be done by exchanging tips, changes in the dead volume or the pipette correction factor take place in accordance with the respective liquid. If the correctness deviations from zero can deviate and be pipetted without error, the piston stroke can always be adjusted by means of the display that the volume of liquid absorbed corresponds to the intended volume. Furthermore, it is possible according to the invention Adjust pipette tips on conventional piston pipettes so that given corrective deviations be achieved. In this way, if necessary, a pipetting system with an extended pipette tip equipped, which avoids wall touching and concomitant contamination. It's the other way round too possible, predetermined accuracy deviations by tuning a piston stroke pipette on existing pipette tips sure.
Die Richtigkeitsabweichung kann auf verschiedene Weise definiert werden. Für die praktische Handhabung besonders günstig ist die Vorgabe einer konstanten absoluten oder relativen Richtigkeitsabweichung, weil dann der Unterschied des aufgenommenen vom angezeigten Flüssigkeitsvolumen am einfachsten bestimmbar ist.The correctness deviation can be defined in various ways. For practical handling the specification of a constant absolute or relative accuracy deviation is particularly favorable, because then the Difference of the recorded liquid volume is the easiest to determine.
Soll ein herkömmliches Pipettiersystem insbesondere durch Austausch einer Pipettenspitze in ein erfindungsgemäßes umgewandelt werden, kann eine Abstimmung erfolgen, die für jedes aufgenommene Flüssigkeitsvolumen eine vorgegebene Richtigkeitsabweichung vom aufgenommenen Flüssigkeitsvolumen des herkömmlichen Pipettiersystems anstatt vom angezeigten Flüssigkeitsvolumen bedingt. Dann sind die Unterschiede des pipettierten Flüssigkeitsvolumens vom herkömmlicherweise pipettierten Volumen bei gleicher Anzeige bekannt. Dieses Wissen kann für Vergleichsuntersuchungen mit geänderter Pipettenspitze interessant sein.If a conventional pipetting system in particular by replacement of a pipette tip in an inventive can be converted, a vote for each recorded volume of liquid a predetermined accuracy deviation from absorbed liquid volume of the conventional pipetting system instead of indicated volume of fluid conditionally. Then the differences are pipetted Volume of liquid from the conventionally pipetted volume at the same Ad known. This knowledge may be changed for comparative studies Be interesting pipette tip.
Der Flüssigkeitsspiegel steigt im Einstellbereich aufnehmbarer Flüssigkeitsvolumina stets bis in einen zylindrischen Arbeitsbereich der Pipettenspitze empor. Zum Ausgleich von Querschnittsänderungen einschließlich Unstetigkeitsstellen im Anfangsbereich der Pipettenspitze kann die Abstimmung eine Nullpunktsverschiebung des angezeigten Flüssigkeitsvolumens gegenüber dem Kolbenhub einbeziehen.The liquid level always rises in the adjustment range of absorbable liquid volumes up into a cylindrical working area of the pipette tip. To compensate for Cross - sectional changes including discontinuities in the initial area of the Pipette tip, the vote can be a zero offset of the displayed Include fluid volume with respect to the piston stroke.
In der Praxis sind bisweilen Werte von Pipettenkorrekturfaktor, Totvolumen und gegebenenfalls Nullpunktsverschiebung vorgegeben, insbesondere wenn das Pipettiersystem durch Anpassung einer Pipettenspitze an eine vorhandene Kolbenhubpipette verwirklicht werden soll. Zu Erreichen der vorgegebenen Richtigkeitsabweichung kann dann eine Abstimmung des Querschnittsverlaufs entlang der Spitze auf die vorgegebenen Einflußgrößen genügen.In practice, sometimes values of pipette correction factor, dead volume and where appropriate zero offset specified, especially if the Pipetting system by adapting a pipette tip to an existing one Kolbenhubpipette to be realized. To achieve the given Corrective deviation can then be a vote of the cross-sectional profile along the Peak to meet the predetermined factors.
Der Arbeitsbereich der Pipettenspitze ist im wesentlichen zylindrisch. Dann kann insbesondere eine konstante absolute Richtigkeitsabweichung über den gesamten Einstellbereich aufnehmbarer Flüssigkeiten hinweg verwirklicht werden. Für eine kleine Spitzenöffnung und einen ausreichend großen Volumenbereich für die Aufnahme einstellbarer Flüssigkeitsmengen kann dieser einen sich allmählich erweiternden Übergangsbereich aufweisen. Der Übergangsbereich hat bevorzugt einen Übergangsradius oder Übergangskonus, wobei der Konuswinkel zur Vermeidung unerwünschter Effekte (Springbrunneneffekt) möglichst klein gehalten wird. Dem Übergangsbereich ist bevorzugt ein Arbeitsbereich nachgeordnet. Insbesondere für die Benutzung bei relativ langen und schlanken Gefäßen hat das Pipettiersystem eine Pipettenspitze mit einem dünnen Ansaugröhrchen angrenzend an die Spitzenöffnung. Dann hat die Spitze bevorzugt auch einen sich erweiternden Übergangs- sowie einen nachgeordneten Arbeitsbereich.The working area of the pipette tip is substantially cylindrical. Then, in particular, a constant Absolute accuracy deviation over the entire range of absorbable liquids realized away become. For a small tip opening and a sufficiently large volume range for recording adjustable Liquid quantities may have a gradually widening transition region. The transition area preferably has a transition radius or transition cone, wherein the cone angle to avoid unwanted Effects (fountain effect) is kept as small as possible. The transition region is preferably one Subordinate workspace. Especially for use with relatively long and slim vessels has the pipetting system a pipette tip with a thin aspiration tube adjacent to the tip opening. Then the Tip also prefers an expanding transitional as well as a downstream workspace.
Zwecks Anpassung des Pipettiersystems an verschiedene Flüssigkeitsdichten oder Luftdrucke kann sein Pipettenkorrekturfaktor einstellbar sein. Das ist im einfachsten Falle durch den Austausch einer Spindel für das Einstellen des Kolbenhubs durchführbar. Auch kommt dafür eine Anzeigeeinrichtung mit einer spreizbaren Skala in Betracht.To match the pipetting system to different liquid densities or pressures, pipette correction factor may be be adjustable. This is in the simplest case by replacing a spindle for adjusting the Piston strokes feasible. Also comes for a display device with a spreadable scale into consideration.
Zu vorstehendem Zweck kann auch eine Nullpunktsverschiebung der Anzeige mittels ähnlicher Maßnahmen realisiert werden.For the above purpose, a zero offset of the display can also be realized by means of similar measures become.
Ferner kann ein einstellbares Totvolumen vorgesehen sein. Das ist insbesondere durch Austausch von Pipettenspitzen möglich, wobei eine Pipettenspitze für leichtere Flüssigkeiten bei gleichem Durchmesser länger ausgeführt werden muß. Zur Veränderung des Totvolumens können auch Zwischenstücke zwischen Kolbenhubpipette und Pipettenspitze einsetzbar sein.Furthermore, an adjustable dead volume can be provided. This is especially the replacement of pipette tips possible, with a pipette tip designed for lighter liquids with the same diameter longer must become. To change the dead volume can also intermediate pieces between Kolbenhubpipette and pipette tip be usable.
Erfindungsgemäß kann eine Abstimmung der Einflußgrößen zum Erreichen der vorgegebenen Richtigkeitsabweichungen experimentell erfolgen. Dabei kann zunächst für jedes aufgenommene Flüssigkeitsvolumen eine Richtigkeitsabweichung vom angezeigten Flüssigkeitsvolumen vorgegeben werden. Diese Abweichungen sind nun durch Abstimmung von Pipettenkorrekturfaktor, Querschnittsverlauf entlang der Spitze und Totvolumen aufeinander zu realisieren. Da der Pipettenkorrekturfaktor und das Totvolumen nach getroffener Wahl meistens nicht mehr verändert werden, werden zunächst die Werte für diese Einflußparameter zumindest vorläufig festgelegt, wobei eine Orientierung an Werten bekannter Pipettiersysteme möglich ist. Dann verbleibt als letzte Einflußgröße der Querschnittsverlauf entlang der Pipettenspitze, mit der die vorgegebenen Richtigkeitsabweichungen sichergestellt werden können. Dafür ergeben sich beispielsweise durch Versuche eindeutige Werte, wenn die übrigen Einflußfaktoren zuvor gewählt worden sind. Sollte der gefundene Querschnittsverlauf nicht realisierbar sein, wären die vorgegebenen Einflußgrößen zu korrigieren oder sogar eine andere Richtigkeitsabweichung vorzugeben.According to the invention, a vote of the influencing variables to achieve the predetermined corrective deviations done experimentally. It can first for each recorded fluid volume a corrective deviation be specified by the indicated liquid volume. These deviations are now through Adjustment of pipette correction factor, cross-sectional profile along the tip and dead volume to realize each other. Since the pipette correction factor and the dead volume are usually no longer changed after making the selection, First, the values for these influence parameters are at least provisionally determined, with an orientation to Values of known pipetting systems is possible. Then remains as the last predictor of cross-sectional shape along the pipette tip, with the specified accuracy deviations can be ensured. For that result For example, by experiments unique values, if the other influencing factors have been previously chosen. If the cross-sectional profile found could not be realized, the predetermined influencing variables would have to be corrected or even specify another correctness deviation.
Wegen des Aufwandes einer empirischen Abstimmung wird bevorzugt das nachfolgende physikalisch-mathematische
Modell zur rechnerischen Abstimmung herangezogen: Das Kolbenhubvolumen VKolben einer Kolbenhubpipette ist
um den Volumenfehler ΔV größer als das aufgenommene Flüssigkeitsvolumen VFlüss..
Der Volumenfehler resultiert daraus, daß die Flüssigkeitssäule am Luftpolster zwischen Flüssigkeitsspiegel und Kolben (= "Totvolumen") hängt und nach unten zieht, wobei das Luftpolster entsprechend vergrößert wird. The volume error results from the fact that the liquid column on the air cushion between liquid level and Piston (= "dead volume") hangs and pulls down, whereby the air cushion is increased accordingly.
Die Änderungen von Volumen und Druck im Luftpolster lassen sich ausgehend von Totvolumen von Pipette und
Spitze bei Umgebungsdruck mittels einer thermischen Zustandsgleichung beschreiben. Zur Berechnung von ΔV wird
angenommen: Ideales Gas, T = const.
damit gilt: p · V = const.
oder:
- Vt =
- Luftpolster, Totvolumen von Pipette und Spitze
- Po =
- Außendruck, atmosphärischer Druck
- Δp =
- Druckänderung entsprechend hydrostat. Druck der Flüssigkeitssäule in der Pipettenspitze
ergibt sich:
thus: p · V = const.
or:
- V t =
- Air cushion, dead volume of pipette and tip
- P o =
- External pressure, atmospheric pressure
- Δp =
- Pressure change according to hydrostat. Pressure of the liquid column in the pipette tip
surrendered:
Totvolumen und atmosphärischer Druck werden als bekannt vorausgesetzt. Die Druckänderung Δp entspricht dem
hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule der Höhe h:
- ρ =
- spezifisches Gewicht
- g =
- Erdbeschleunigung
- ρ =
- specific weight
- g =
- acceleration of gravity
Die Höhe h der Flüssigkeitssäule ist durch das pipettierte Flüssigkeitsvolumen und den Querschnittsverlauf der
Pipettenspitze bestimmt:
mit
Q (y) = Querschnitt im Abstand y von SpitzenöffnungThe height h of the liquid column is determined by the pipetted liquid volume and the cross-sectional profile of the pipette tip: With
Q (y) = cross section at the distance y from the tip opening
Aus (A), (C) und (D) folgt:
Mit (E) und (F) läßt sich die Abhängigkeit des Kolbenhubs VKolben vom aufgenommenen Flüssigkeitsvolumen VFlüss. errechnen, ggfs. unter Zuhilfenahme numerischer Methoden.With (E) and (F) can be the dependence of the piston stroke V piston from the recorded liquid volume V liquid. calculate, if necessary, with the help of numerical methods.
Der Kolbenhub ist durch Anschläge begrenzt, deren Abstand sich mittels einer Spindel verstellen läßt, die mit der
Anzeigeeinrichtung gekoppelt ist. Folglich besteht zwischen VKolben und dem angezeigten Flüssigkeitsvolumen VAnz.
ein linearer Zusammenhang:
- a =
- Pipettenkorrekturfaktor
- b =
- Nullpunktsverschiebung
- a =
- Pipette correction factor
- b =
- Zero Offset
Für den Zusammenhang von a und Spindelsteigung S gilt:
Aus (F) und (G) folgt:
Daraus ergibt sich für die absolute Richtigkeitsabweichung Rabs.:
Für die relative Richtigkeitsabweichung Rrel. gilt:
Mit (I) bzw. (J) und (E) können nun Pipettenkorrekturfaktor a, Nullpunktsverschiebung b, Querschnittsverlauf Q (y)
und Totvolumen Vt so aufeinander abgestimmt werden, daß jedem aufgenommenen Flüssigkeitsvolumen VFlüss. eine
vorgegebene Richtigkeitsabweichung Rabs. bzw. Rrel. zugeordnet ist. Zweckmäßigerweise wird man dafür die Richtigkeitsabweichungen
vom angezeigten Flüssigkeitsvolumen vorgeben, Pipettenkorrekturfaktor, Nullpunktsverschiebung
und Totvolumen zumindest vorläufig wählen und dann den Querschnittsverlauf berechnen. Andererseits ist die Vorgabe
spezieller Querschnittsverläufe entlang der Spitze möglich. Speziell folgt bei zylindrischer Pipettenspitze aus (E):
- Q =
- const.
- Q =
- const.
Aus (I) und (K) ergibt sich:
Wird der Verlauf der Richtigkeitsabweichung vorgegeben, folgt daraus der Zusammenhang zwischen dem Totvolumen,
der Pipettenkorrekturfaktor und der Nullpunktsverschiebung. Soll die absolute Richtigkeitsabweichung Rabs. für
alle VFlüss. konstant sein, muß gelten:
Mit dem Formelsatz (L) lassen sich sämtliche Bestimmungsgrößen festlegen. Dafür sind nur noch Größen für zwei der Einflußfaktoren Totvolumen, Pipettenspitzenquerschnitt, Pipettenkorrekturfaktor und Nullpunktsverschiebung vorzugeben.With the formula set (L) all determinants can be defined. There are only sizes for two specify the influence factors of dead volume, pipette tip cross section, pipette correction factor and zero offset.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- Zusammenwirken von Pipettenspitze und Kolbenhubpipette in einem Diagramm mit der Differenz von (angezeigtem) Flüssigkeitsvolumen und Kolbenhub auf der Ordinate und dem Kolbenhub auf der Abszisse;
- Fig. 2
- Pipettenspitzen P1, P2 und P3 zu den Kurven A, B und C in Fig. 1;
- Fig. 3
- eine Pipettenspitze in stark vergrößertem, vierfach abgebrochenem Längsschnitt;
- Fig. 4
- einen oberen Abschnitt einer kolbenbetriebenen Pipette; und
- Fig. 5
- einen unteren Abschnitt einer kolbenbetriebenen Pipette, dessen Querschnitt A-A mit dem Querschnitt A-A des oberen Abschnittes zusammenfällt.
- Fig. 1
- Co-operation of pipette tip and piston stroke pipette in a diagram with the difference of (indicated) liquid volume and piston stroke on the ordinate and the piston stroke on the abscissa;
- Fig. 2
- Pipette tips P 1 , P 2 and P 3 to the curves A, B and C in Fig. 1;
- Fig. 3
- a pipette tip in a greatly enlarged, four-fold broken longitudinal section;
- Fig. 4
- an upper portion of a piston-operated pipette; and
- Fig. 5
- a lower portion of a piston operated pipette whose cross section AA coincides with the cross section AA of the upper portion.
Die Pipette gemäß Fig. 4 und 5 ist in der amerikanischen Patentschrift US-A-5511433 der Anmelderin offenbart.
Auf diese Offenbarung wird Bezug genommen. Die Pipette hat ein Gehäuse 1. Am oberen Ende des Gehäuses ist ein
Betätigungsknopf 2 angebracht, der entgegen der Feder 14 beweglich ist. Der Knopf 2 ist mit einer Kolbenstange 7 verbunden,
die sich durch eine Spindel 6 erstreckt. Wie in der Fig. 5 gezeigt ist, trägt das untere Ende der Stange 7 ein
Verbindungsstück 8, welches einen Träger 9 für einen Kolben 10 aufweist. Eine Feder 18 drückt eine untere Hülse 19
zum Führen des Kolbens 9, 10 gegen eine innere konische Fläche 21 des Gehäuses 1. Die Hülse 19 stützt sich am
Gehäuse über einen nachgiebigen Dichtring 20 ab.The pipette according to FIGS. 4 and 5 is disclosed in the applicant's US-A-5511433.
This disclosure is referred to. The pipette has a
Wenn der Knopf 2 vertikal nach unten gepreßt wird, wird der Kolben 9, 10 in die Zylinderkammer 11 gepreßt, wobei
er Luft aus der Zylinderkammer 11 durch das Rohr 12 drückt. Am unteren Ende des Rohres 12 ist eine aufsteckbare
Pipettenspitze angebracht, die in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab gezeigt ist. Die Pipettenspitze ist auf einem konischen
Sitz am unteren Ende des Rohres 12 in einer nicht dargestellten Weise befestigt. Die Zylinderkammer 11, das Rohr 12
und die Pipettenspitze definieren das Totvolumen der Pipette.When the
Beim Pressen des Knopfes 2 vertikal nach unten wird der Kolben 9, 10 verschoben, bis er gegen das obere Ende
des Rohres 12 gelangt, welches von einem stationären Teil in der Zylinderkammer gehalten ist. Dieses bildet einen
unteren Anschlag für die Kolbenbewegung.When pressing the
Die Kolbenstange 7 ist mit einem Flansch 22 versehen, auf dem die Spindel 6 in der Anfangsposition der Stange 7
und des Kolbens 9, 10 ruht. Dieser Flansch 22 definiert den oberen Anschlag für den Kolben 9, 10. Der obere Anschlag
ist wie folgt einstellbar: Der Knopf 2 ist mit einer nach unten erstreckten Hülse 5 verbunden, die drehbar im Gehäuse
gehalten ist. Die Spindel 6, welche die Stange 7 umgibt, ist drehfest mit der drehbaren Hülse 5 verbunden. Das äußere
Gewinde der Spindel 6 arbeitet mit einem Innengewinde eines Teils 36 zusammen, welches im Gehäuse 1 befestigt ist.
Wenn der Knopf 2 gedreht wird, wird die Spindel 6 in das Gewindeteil 36 hinein oder aus diesem heraus geschraubt.
Die Spindel 7 wird dabei axial verstellt, wodurch die Einstellung des Anschlages für den Flansch 22 der Stange 7 eingestellt
wird, der bei Rückkehr des Kolbens 9, 10 in eine Anfangsposition wirksam wird, wenn der Knopf 2 los gelassen
und von der Feder 14 zurückgestellt wird. Der Hub des Kolbens wird durch den oberen Anschlag der Kolbenstange in
seiner Anfangsposition begrenzt.The piston rod 7 is provided with a
Wenn die Spindel 6 manuell mittels des Knopfes 2 verdreht wird, wird ein Rad 50 über ein Schneckengetriebe verstellt.
Dafür hat die Hülse 5 außen eine Zahnung 52. Die Drehung des Rades 50 wird von einer Skala angezeigt, die
durch ein Fenster 53 sichtbar ist. Die Skala ist kalibriert, um den oberen Anschlag so einzustellen, daß eine
gewünschte Menge Flüssigkeit in die Pipettenspitze eingesogen wird, die am unteren Ende des Rohres 12 aufgesteckt
ist.If the
Wie bereits erwähnt, zeigen die Fig. 4 und 5 einen Teil des Totvolumens 11 und 12 sowie die Einstellmittel und
Anzeigemittel 51 zum Einstellen und Anzeigen der gewünschten Menge Flüssigkeit.As already mentioned, FIGS. 4 and 5 show part of the
In Fig. 1 repräsentieren die Kurven A1 und A2 das Verhalten von zylindrischen Pipettenspitzen P1 gemäß Fig. 2. Bei diesen Pipetten nimmt der negative Volumenfehler - ΔV mit zunehmendem Kolbenhub linear zu. Dabei entspricht die Kurve A1 einer Pipettenspitze mit kleinerem und die Kurve A2 einer Pipettenspitze mit größerem Querschnitt.In Fig. 1, the curves A 1 and A 2 represent the behavior of cylindrical pipette tips P 1 according to Fig. 2. In these pipettes, the negative volume error - ΔV increases linearly with increasing piston stroke. The curve A 1 corresponds to a pipette tip with a smaller and the curve A 2 of a pipette tip with a larger cross-section.
Der Volumenfehler - ΔV der Pipettenspitze wird durch eine Abstimmung der Kolbenhubpipette kompensiert. Durch Einstellung des Pipettenkorrekturfaktors ist nämlich der Unterschied zwischen dem angezeigten Flüssigkeitsvolumen VAnz. und dem Kolbenhub VKolben in Abhängigkeit vom Kolbenhub gerade so gewählt, daß das angezeigte Flüssigkeitsvolumen VAnz. dem aufgenommenen Flüssigkeitsvolumen VFlüss. entspricht. Hier ist die Kolbenhubpipette mit der Kurve K1 und dem größeren Pipettenkorrekturfaktor a der Pipettenspitze mit der Kurve A1 und die Kolbenhubpipette mit der Kurven K2 der Pipettenspitze mit der Kurve A2 zugeordnet. Das Diagramm veranschaulicht, daß für jeden Kolbenhub VKolben der Unterschied zwischen dem angezeigten Flussigkeitsvolumen VAnz. und dem aufgenommenen Flüssigkeitsvolumen VFlüss. gleich Null ist.The volume error - ΔV of the pipette tip is compensated by tuning the piston stroke pipette. Namely, by adjusting the pipette correction factor, the difference between the indicated liquid volume V Anz. and the piston stroke V piston in response to the piston stroke just chosen so that the indicated liquid volume V no. the recorded liquid volume V liquid. equivalent. Here the piston stroke pipette with the curve K 1 and the larger pipette correction factor a of the pipette tip with the curve A 1 and the piston stroke pipette with the curves K 2 of the pipette tip with the curve A 2 are assigned. The diagram illustrates that for each piston stroke V piston the difference between the indicated liquid volume V no . and the received liquid volume V liquid. is equal to zero.
Die Kurve B in Fig. 1 ist der Pipettenspitze P2 von Fig. 2 zugeordnet. Diese hat angrenzend an die Spitzenöffnung ein dünnes Ansaugröhrchen, welches anfänglich bei geringem Kolbenhub ein relativ hohes Ansteigen der Flüssigkeitssäule bedingt. Infolgedessen ist in diesem Anfangsbereich auch der negative Volumenfehler - ΔV relativ hoch. Füllt die Flüssigkeitssäule das Ansaugröhrchen aus, ist beim Emporsteigen in das angrenzende zylindrische Arbeitsvolumen ein geringerer Anstieg des negativen Volumenfehlers zu verzeichnen.The curve B in FIG. 1 is assigned to the pipette tip P 2 of FIG. 2. This has adjacent to the tip opening a thin suction tube, which initially causes a small piston stroke a relatively high increase in the liquid column. As a result, in this initial region, the negative volume error - ΔV is relatively high. If the liquid column fills the suction tube, a slight increase in the negative volume error is observed when rising into the adjacent cylindrical working volume.
Der Kurve C in Fig. 1 korrespondiert die Pipettenspitze P3 der Fig. 2. Diese hat angrenzend an ein dünnes Ansaugröhrchen einen konischen Übergangsbereich zu einem zylindrischen Arbeitsvolumen. Somit schließt sich in der Fig. 1 angrenzend an den, steilen Anfangsabschnitt ein Bereich abgeschwächter Steigung des Volumenfehlers für den Übergangsbereich an, der schließlich in einem Bereich schwacher Steigung für den zylindrischen Arbeitsabschnitt mündet.The curve C in Fig. 1 corresponds to the pipette tip P 3 of Fig. 2. This has adjacent to a thin suction tube a conical transition region to a cylindrical working volume. Thus, in FIG. 1, adjacent to the steep initial section, there is an area of attenuated slope of the volume error for the transition region, which eventually terminates in a region of weak slope for the cylindrical working section.
Der Kurve C entspricht eine Kolbenhubpipette, bei der die Differenz von angezeigtem Flüssigkeitsvolumen VAnz. zum Kolbenhub VKolben über den Kolbenhub durch die Kurve K3 repräsentiert ist. Diese weist auf der Ordinate eine Nullpunktsverschiebung NV auf, d.h. beim Kolben in der Ausgangslage wird schon ein Flüssigkeitsvolumen VAnz. angezeigt. Die Nullpunktsverschiebung ist so gewählt, daß bei einem Kolbenhub VKolben, der einen Anstieg der Flüssigkeiten im Arbeitsbereich der Pipettenspitze bedingt, gerade eine Kompensation des Volumenfehlers erreicht wird. Das System weist somit eine Fehlerkurve F auf, die von maximalem Anfangswert auf einen Wert Null fällt, der beim Anstieg der Flüssigkeitssäule bis in den Arbeitsbereich erreicht wird.The curve C corresponds to a Kolbenhubpipette, in which the difference of the indicated liquid volume V no. for the piston stroke V piston is represented over the piston stroke through the curve K 3 . This has on the ordinate a zero offset NV, ie the piston in the starting position is already a liquid volume V Anz. displayed. The zero offset is chosen so that in a piston stroke V piston , which causes an increase of the liquids in the working range of the pipette tip, just a compensation of the volume error is achieved. The system thus has an error curve F, which falls from the maximum initial value to a value zero, which is reached when the liquid column rises to the working range.
Die Pipettenspitze in Fig. 3 hat unten eine Spitzenöffnung 1' für Flüssigkeitsdurchtritt, an die sich ein dünnes Ansaugröhrchen 2' anschließt. Das Ansaugröhrchen 2' mündet in einen Übergangskonus 3', der anderenends mit einem erweiterten Arbeitsbereich 4' kommuniziert. Der Arbeitsbereich 4' mündet oben in einen Aufsteckkonus 5' mit einer Aufstecköffnung 6' für eine Kolbenhubpipette mit einstellbarem Kolbenhub.The pipette tip in Fig. 3 has at the bottom a tip opening 1 'for liquid passage, to which a thin Suction tube 2 'connects. The suction tube 2 'opens into a transition cone 3', the other with an extended work area 4 'communicates. The work area 4 'opens at the top in a Aufsteckkonus 5' with a plug-in opening 6 'for a Kolbenhubpipette with adjustable piston stroke.
Im Einstellbereich aufnehmbarer Flüssigkeitsmengen steigt die Flüssigkeit durch die Spitzenöffnung 1 und das
Ansaugröhrchen 2 sowie den Übergangskonus 3 stets bis in den Arbeitsbereich 4 empor. Um über den gesamten Einstellbereich
eine etwa konstante absolute Richtigkeitsabweichung der aufgenommenen Flüssigkeitsmenge von der
angezeigten Flüssigkeitsmenge zu realisieren, ist die Pipettenspitze im Arbeitsbereich 4 innen etwa kreiszylindrisch
geformt.In the range adjustable amounts of liquid, the liquid rises through the
Zur besseren Entformbarkeit beim Spritzgießen ist sowohl im Bereich des Ansaugröhrchens 2, als auch im Arbeitsbereich
4 eine geringfügige Konizität vorgesehen, welche die angestrebte Richtigkeitsabweichung praktisch nicht
beeinträchtigt. Der Übergangskonus besitzt einen deutlichen Konuswinkel, der zur Vermeidung eines Springbrunneneffektes
ca. 7° beträgt.For better mold release in injection molding is both in the area of the
Eine typische Pipettenspitze hat eine Gesamtlänge von etwa 100 mm, wovon etwa 25 mm auf das Ansaugröhrchen
2 entfallen. Der Durchmesser wächst von ca. 0,5 mm in der Spitzenöffnung 1 auf ca. 3 mm zu Beginn des Arbeitsbereiches
4 an. A typical pipette tip has a total length of about 100 mm, of which about 25 mm on the
Claims (12)
- A method for correcting the volume error ΔV in the course of designing a pipetting system comprising a plunger-operated pipette and a pipette tip adapted to be slipped onto top thereof wherein the plunger-operated pipette has adjusting devices for varying the piston stroke and display devices for the respective liquid volume pipetted and the relation of the piston stroke to the liquid volume displayed is determined by a pipette correction factor a, the pipette tip has a tip opening, a volume range coupled thereto for the reception of adjustable liquid volumes, and a slip-on opening coupled thereto for the plunger-operated pipette and a dead volume Vt is formed between the tip opening and the piston, wherein the volume error ΔV requiring correction results from the fact that the dead volume Vt between the liquid level and the piston of the pipette is increased because of the weight of the head of liquid in the pipette tip, wherein the correction of the volume error ΔV is performed by constructional agreement between the dead volume Vts of the pipette correction factor and the contour of the cross-section Q of the pipette tip, which has a cylindrical working range in which the liquid level rises within the entire range of adjustment of the accommodatable liquid volumes, in such a way that the liquid volume AAnz displayed by the display devices matches the liquid volume received VFlüss or a predetermined deviation.
- The method as claimed in claim 1, characterized in that the pipette correction factor, the contour of the inner cross-section, and the dead volume are harmonized with a zero shift of the liquid volume displayed with respect to the piston stroke.
- The method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the contour of the inner cross-section along the tip is harmonized with predetermined values of the pipette correction factor, the contour of the inner cross-section, and the dead volume, if required for the latter.
- The method as claimed in any one of claims 1 to 3, characterized in that the pipette correction factor, the contour of the inner cross-section, the dead volume, and the dead volume, if the latter is required, are harmonized with each other while taking into account the following interconnections: orRrel. = Rabs./VFlüss. = Relative deviation from correctnesswith Rabs. = VFlüss. - VAnz. = Absolute deviation from correctnessQ(y) = Cross-section at a distance y from the tip openingVAnz. = Liquid volume displayedρ = Density of the liquid requiring pipettingg = Gravitational accelerationh = Height of the head of liquid in the pipette tipVt = Dead volumePo = Ambient pressurea = Pipette correction factorB = Zero shift.
- The method as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that a pipette tip is used in which the working range of the pipette tip has arranged in front thereof a gradually widening transition range.
- The method as claimed in claim 5, characterized in that the transition range is determined by an angle which is as small as possible.
- The method as claimed in any one of claims 1 to 6, characterized in that a pipette tip is used in which there is a thin suction tube adjacent to the tip opening.
- The method as claimed in any one of claims 1 to 7, characterized in that the pipette correction factor is adjusted.
- The method as claimed in any one of claims 1 to 8, characterized in that the zero shift of the display is adjusted.
- The method as claimed in any one of claims 1 to 9, characterized in that the dead volume is adjusted.
- The method as claimed in claim 10, characterized in that the dead volume is adjusted by exchanging pipette tips and/or via connecting pieces between the plunger-operated pipette and the pipette tip.
- The method as claimed in any one of claims 1 to 11, characterized in that the dead volume is adjusted by variably setting the lower piston stroke stop.
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