EP3472575A1 - Mehrkanalspritze für den gebrauch mit einer dosiervorrichtung - Google Patents

Mehrkanalspritze für den gebrauch mit einer dosiervorrichtung

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Publication number
EP3472575A1
EP3472575A1 EP17731583.5A EP17731583A EP3472575A1 EP 3472575 A1 EP3472575 A1 EP 3472575A1 EP 17731583 A EP17731583 A EP 17731583A EP 3472575 A1 EP3472575 A1 EP 3472575A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
syringe
holding device
piston
channel
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17731583.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhardt Reichmuth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eppendorf SE
Original Assignee
Eppendorf SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eppendorf SE filed Critical Eppendorf SE
Publication of EP3472575A1 publication Critical patent/EP3472575A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B01L3/0275—Interchangeable or disposable dispensing tips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F11/00—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it
    • G01F11/02—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F11/021—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type
    • G01F11/025—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type with manually operated pistons
    • G01F11/027—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type with manually operated pistons of the syringe type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1065—Multiple transfer devices

Definitions

  • Multi-channel syringe for use with a dosing device
  • the invention relates to a multi-channel syringe for use with a dosing device for dosing liquids in the laboratory with a first holding device for a cylinder holding device of a syringe barrel and an axially displaceable second holding device for a piston holding device of a syringe plunger.
  • Bubble pipettes are used in particular in medical, biological and chemical laboratories for the dosing of liquids.
  • Bubble pipettes have an integrated displacement device for air and at least one seat for a pipette tip.
  • the displacement device is usually formed by a cylinder with a sealingly guided therein, displaceable piston.
  • the pipette tip is held to the seat, it is communicatively connected to the displacer.
  • an air cushion is displaceable, so that liquid can be sucked into the pipette tip and ejected therefrom through a tip opening.
  • the pipette tip can be detached from the seat and replaced with a fresh pipette tip.
  • Multi-channel pipettes serve to simultaneously receive liquid from one or more vessels and deliver it into one or more vessels.
  • Multichannel pipettes are widely used for the processing of microtiter plates which have a multiplicity of vessels in a matrix-like arrangement.
  • Microtiter plates with 96 or 384 vessels according to SBS standard are widely used.
  • multichannel pipettes have several, in a row parallel to each other at the same height arranged seats for pipette tips. When a plurality of pipette tips are held to the seats, they are each communicatively connected to a separate displacer or a common displacer.
  • Adapting to a commonly used format of 96 ( 8 x 12) microtiter plates
  • Multi-channel pipettes often have 8 or 12 pipette tips for vessels. After use, the multiple pipette tips can be detached from the seats and replaced with fresh pipette tips.
  • Such multichannel dosing devices are described, for example, in EP 1 739 434 B1 and in EP 2 735 3
  • Bubble pipettes usually have a discharge device to release the pipette tip from its seat after use, without touching it by hand.
  • the force required for the ejection of the multiple pipette tips is increased.
  • DE 10 2004 003 433 B4 describes a multi-channel pipette, which reduces the force required for the actuation of the ejection device in that it limits the force for clamping the pipette tips on the pins by spring-loaded pins and a stop.
  • EP 2 735 369 AI describes a multi-channel pipette, which reduces the force required for the actuation of the ejection device in that the throw from he has different Abwerferwel that successively press the pipette tips of the pins.
  • a disadvantage of air cushion pipettes is that they are poor or not at all suitable for the dosing of highly viscous or foaming liquids or liquids with high vapor pressure.
  • a low dosing speed is required, liquids with a high vapor pressure can only be dosed imprecisely.
  • Another inaccuracy is due to the change in length of the air cushion by the weight of the liquid column in the pipette tip and on the change in length of the air cushion by temperature changes.
  • the volume displacement of the displacer deviates from the volume of liquid received in the pipette tip.
  • aerosols can migrate from the liquid received in the pipette tip into the air cushion pipette and these contaminate.
  • Multi-channel pipettes consist of a large number of individual parts and are particularly expensive. Air cushion pipettes are severely limited in terms of placement with pipette tips of different volumes, since the integrated displacement device has a predetermined displacement volume.
  • Direct displacement pipettes have an integrated drive for a syringe plunger of a syringe.
  • a plastic syringe can be connected to the direct displacement pipette so that the syringe barrel is held against the direct displacement pipette and the syringe plunger is coupled to the drive.
  • the drive displaces the syringe plunger so that fluid is drawn in through a syringe opening and expelled. In this case, the syringe plunger remains in contact with the liquid. After dosing, the used syringe can be replaced with a fresh syringe.
  • the direct displacement pipette "Biomaster®” from Eppendorf AG is designed to dispense liquid absorbed in a small syringe in a single step (pipetting).
  • Direct-displacement pipettes are usually designed as dispensers (also known as “repeating pipettes") Dispensers can be used to dispense liquid into a syringe and dispenses it step by step (dispensing) Dispensers are known in which the dispensing quantity to be dispensed with each step is adjustable can be variably filled with syringes with different filling volumes, which differ from each other due to the different diameters and / or the length of the syringe barrel Dispensers allow a high variability of the dosing quantities.
  • Air cushion pipettes and direct displacement pipettes with manually driven or electromotive drives are known. Electric motor driven dispensers are also useful for pipetting, ie dispensing the collected liquid in a single dispensing step.
  • a manually driven dispenser with Dosiermengeneingna is described in DE 29 26 691 C2 and US 4,406,170.
  • a commercial version of this dispenser is the Multipette® 4780 from Eppendorf AG.
  • This dispenser is equipped with a syringe, e.g. The Combitips® from Eppendorf AG can be equipped, whereby it is possible to choose from spraying with different filling volumes.
  • the Multipette® 4780 dispenser can be transformed into an eight-channel hand dispenser.
  • the adapter fits a cartridge containing eight plastic syringes. Eight pipette tips can be clamped onto the eight plastic syringes. By means of the plastic syringes, an air cushion is displaced, whereby liquid is taken up in the pipette tips and sucked into them.
  • the dispenser is converted into an air cushion pipette.
  • US Pat. No. 4,591,072 describes a dispenser which has an actuating button which can be actuated against the action of a return spring.
  • the actuating knob is connected via a rack with a slider.
  • the slider is releasably connected to the pistons of a syringe assembly comprising a plurality of identical syringes.
  • the slider is connected via a drive rod to a pickup button which is slidably disposed on the outside of the dispenser.
  • a pawl cooperates with the rack, being disengaged from the rack when the pusher button is not actuated, and engages the rack upon actuation of the pusher button to allow the stepwise delivery of equal amounts of fluid from all the syringes.
  • the syringe unit comprises individually prefabricated syringes which are inserted into a holder.
  • the holder is in turn inserted into the dispenser, so that the syringe plunger with engage the slider.
  • the loading of the syringe unit with syringes and the replacement of used syringes against fresh syringes is expensive.
  • the 8800 model of Nichiryo America Inc. is a commercial version of a similar eight-channel dispenser.
  • JP 3389352 B2 describes a dispensing machine with a multichannel pipette and pipette tips which can be attached thereto.
  • the multichannel pipette comprises a one-piece piston unit having a plurality of parallel pistons on a crossbar, which is fixedly connected via a rod to a drive device.
  • a one-piece cylinder unit of the multichannel pipette comprises a plate and cylinders projecting downwardly therefrom. Each piston engages a cylinder and is sealingly passed through an o-ring at the top of the plate.
  • the plate and the O-rings are fixed to the underside of a bottom wall of a housing of the dispensing machine.
  • a change of the piston unit and the cylinder unit is not provided.
  • the multichannel pipette comprises small outside diameter pistons which engage in cylinders of correspondingly small inside diameter and large outside diameter pistons which engage in cylinders of correspondingly large inside diameter.
  • DE 197 50 145 AI describes a multi-cylinder pipette with a set of at least three cylinders, each of which comprises a piston.
  • the set of cylinders is composed of separate elements, at least one of which is a multi-cylinder element with at least two cylinders.
  • each cylinder is connected to a separate tip member for attaching a pipette tip.
  • two pistons are used, which are sealingly passed through a seal above the cylinder.
  • the two pistons consist of several parts, which are pressed together on surfaces facing each other, so that a projection of a piston engages in a recess of the other piston.
  • the interconnected piston parts have a flange at the top.
  • a plurality of piston pairs are held at their flanges on an actuating arm which is connected to a piston rod having a control knob at its upper end.
  • two cylinders are connected at their lower end to a single tip member for attaching a pipette tip.
  • Several multi-cylinder elements are combined to form a body at the lower end of the handle of the multichannel pipette.
  • the object of the invention is to provide a syringe unit comprising several syringes, which is more user-friendly and less expensive.
  • the multichannel syringe according to the invention for use with a dosing device for dosing liquids in the laboratory with a first holding device for a cylinder holding device of a syringe barrel and an axially displaceable second holding device for a piston holding device of a syringe plunger
  • a one-piece piston unit made of plastic which has a drive rod with the piston holding device at the upper end, a perpendicular to the drive rod cross member at the lower end of the drive rod and a plurality of the traverse downwardly projecting, to the drive rod parallel syringe plunger
  • a one-piece cylinder unit made of plastic comprising a carrier and at least one row of parallel juxtaposed, from the carrier downwardly projecting syringe barrels each having lower syringe openings, upper syringe openings, and inside a syringe plunger barrel portion of the plunger unit,
  • each syringe plunger engages through an upper syringe opening into a syringe barrel and sealingly guided in the running area
  • the cylinder holding device is arranged above the syringe barrel and connected to the carrier.
  • the multichannel syringe according to the invention has the advantage that the plastic piston unit comprising a plurality of syringe plungers and the cylinder unit comprising a plurality of syringe barrels and a carrier connected thereto can each be manufactured in a particularly economical process with high application rates.
  • Piston unit and cylinder unit can be made particularly low tolerance, so that it can be formed from particularly low-tolerance multi-channel syringes, which allow a dosage with very high precision.
  • By assembling the piston unit and the cylinder unit a plurality of parallel syringes of the multi-channel syringe are simultaneously formed.
  • the assembly of piston unit and cylinder unit is particularly simple and quick to carry out and particularly well suited for automation.
  • the multi-channel syringe works as a direct displacer, it is suitable for use with high-viscosity or foaming liquids or liquids with a high vapor pressure.
  • the system-related inaccuracies of air cushion pipettes and contamination of the metering device are avoided.
  • the cost of the multi-channel syringe is low compared to conventional multi-channel pipettes, because complex items are avoided for forming the displacement devices, spring-loaded pins and ejection devices. Due to the simple construction, the multi-channel syringe has a low weight. This facilitates handling when using the multi-channel syringe with a metering device designed as a handheld device.
  • Stationary metering devices for use with the multi-channel syringe can be made simpler because of the reduced loads. Furthermore, in the multi-channel syringe according to the invention, the variability of the filling volumes of the syringes is particularly great. Syringes with different fill volumes can be easily formed by piston units with syringe plungers and cylinder units with syringe barrels of different diameters and / or different lengths.
  • the cylinder holding device and the piston holding device are arranged above the syringe cylinders.
  • the cylinder holding device can be easily connected to a first holding device and the piston holding device to a second holding device of a metering device.
  • the cylinder holding device and the piston holding device of the multi-channel syringe are preferably designed for use with a metering device, as in the case of the cylinder holding device and the piston holding device of conventional simple syringes.
  • This allows the use of the multi-channel syringe with conventional dosing devices, which are already needed with simple syringes.
  • the connection of the multi-channel syringe with the metering device and the release of the multichannel syringe takes place as in the connection of the metering device with conventional simple syringes. An increased effort is not required for this purpose.
  • the multi-channel syringe can advantageously be used as a disposable part, in particular in a sterile design.
  • the piston holding device is designed to be detachably connected to the second holding device, and the cylinder holding device is designed to be detachably connected to the first holding device of the metering device.
  • the traverse is plate-shaped, has a rectilinear, directed perpendicular to the drive rod base from which project the syringe plunger downwardly, and has a first taper upwards, with the drive rod projecting upwards from the upper end of the crossbar.
  • This embodiment is particularly advantageous in terms of power transmission from the drive rod to the syringe plunger and saves material.
  • the traverse is triangular or trapezoidal.
  • each syringe piston has a piston rod, which is connected at the top with the traverse and at the bottom with a piston, which is sealingly guided in the running area.
  • the syringe plunger are particularly material-saving design and performed low friction in the running area.
  • each piston is (circular) disk-shaped.
  • the piston has a solid profile and the piston rod has a cross profile, double T-profile, hollow profile or other profile with a smaller cross-sectional area than the solid profile of the piston.
  • each syringe piston has a circumferential sealing area.
  • the sealing area passes around a longitudinal axis (e.g., a central axis) of the syringe plunger in the direction of which the syringe plunger is displaceable in the syringe barrel.
  • the sealing area lies sealingly against the running area.
  • the syringe plunger is displaceable in the running area with the sealing area abutting the running area in a sealing manner.
  • the sealingly fitting sealing area is shifted in the running area from top to bottom and from bottom to top.
  • the peripheral sealing area is the peripheral surface or a portion of the circumferential surface of the syringe plunger.
  • the sealing area is the entire peripheral surface or a radially protruding lower portion of the peripheral surface of a disk-shaped or rod-shaped (e.g., cylindrical) syringe plunger.
  • each syringe piston has at least one sealing element.
  • Each syringe plunger lies sealingly with the sealing element Piston running range on.
  • each piston has at least one circumferential sealing element on the circumference.
  • the sealing area is formed by at least one sealing element.
  • the sealing element is a sealing lip.
  • the sealing element is a sealing bead.
  • the sealing element is a sealing lip which carries a sealing bead.
  • each piston is integrally connected to the sealing element. This is the case in particular with a disk-shaped syringe plunger.
  • the sealing element is preferably arranged at the lower end on the circumference of the syringe plunger.
  • the sealing lip is apron-shaped, extending downwards from the circumference of the syringe plunger.
  • the sealing lip has a circumferential thickening, which rests sealingly on the running area.
  • the running range of the syringe barrels is cylindrical.
  • the running region has a circular, an oval or a polygonal cross section.
  • the syringe plungers have a cross-section adapted to the barrel area. Oval or polygonal (e.g., square) cross-sections allow the placement of larger-volume syringe barrels on a carrier of given dimensions.
  • each syringe piston at the lower end of a piston tip and each syringe barrel at the lower end of a cylindrical tip into which the plunger tip is inserted are removed.
  • the ribs improve the stability and promote a material-saving design.
  • the carrier comprises a linear or planar support structure, wherein the linear support structure (eg: a bar or bar) is integrally connected with parallel in a row next to each other, from the linear support structure downwardly projecting injection cylinders or the planar support structure (eg a plate or a grid) arranged parallel with each other in several parallel rows, is connected by the flat support structure projecting downwards injection cylinders, the support structure with at least one of the support structure projecting above connection structure is connected and the connection structure at a distance of the support structure connected to the cylinder holding device.
  • the connection of the multi-channel syringe to the metering device can be simplified.
  • the cylinder holding device comprises a hollow cylindrical holding pin and the drive rod of the piston unit is arranged on the center axis of the holding pin.
  • the support structure is formed integrally with the connection structure.
  • the retaining pin has a circumferential, radially outwardly projecting flange, part of a bayonet connection or other means for releasable connection to the first holding device of a metering device.
  • the support structure is a bottom wall of a housing and the connection structure comprises a plurality of side walls of the housing.
  • the connecting structure comprises at least one linear connecting element or at least one grid frame.
  • the support structure is integrally connected via a film hinge with the connection structure.
  • the support structure is on two opposite longitudinal sides via film hinges integral with connection structures, at least one connection structure is connected at the top with the cylinder holding device, the connection structures are folded around the film hinges and the collapsed connection structures are interconnected. This is advantageous for producing the cylinder unit by injection molding.
  • the connecting structure is integrally connected to the cylinder holding device.
  • the cylinder holder and connection structures are separately manufactured and connected together.
  • two connection structures grooves or projections on the inner sides, wherein upon collapse of the connection structures edges of the cylinder holding device come into engagement with the grooves or projections and thereby the cylinder holding device is connected to the connecting structures.
  • the carrier comprises a bottom wall of a housing, which is formed integrally with the syringe barrels, and has the housing from the bottom wall upwardly projecting side walls, which are connected at the top with the cylinder holding device.
  • the housing is a box-shaped housing.
  • the carrier comprises the housing, so that this is part of the cylinder unit.
  • This embodiment can be designed to be particularly stable and material-saving.
  • the bottom wall is integrally connected to the side walls on two opposite longitudinal sides via film hinges, at least one side wall at the top is connected to the cylinder holding device. bound, the side walls are folded around the film hinges and the folded side walls are connected to each other.
  • the side walls have at their two lateral edges projecting narrow side wall parts, wherein each two narrow side wall parts of the folded side walls together form a narrow side wall.
  • each side wall forms a housing shell with the associated side wall parts and the housing is formed from the two housing shells and the bottom wall. This embodiment is also advantageous for manufacturing by injection molding.
  • the support formed integrally with the syringe barrels is formed solely by a linear support structure.
  • the linear support structure is for example a bottom wall of a housing.
  • the bottom wall may be connected to the housing by assembling two housing shells having grooves or protrusions on the inner sides for edges of the bottom wall by inserting the edges of the bottom wall into the grooves or protrusions to form a housing. In the assembled state, the bottom wall is held in the housing.
  • the linear support is connected via a connecting structure with the cylinder holding device, wherein the connection structure is formed for example by one or more linear connecting elements or a grid frame between the carrier and the cylinder holder. This embodiment does not require a housing.
  • the carrier is integrally connected to the cylinder holding device.
  • the production continues simplified.
  • the preparation can be advantageously carried out by injection molding.
  • the cylinder holder and the carrier are separately manufactured and connected together.
  • the carrier has two housing shells, which have grooves or projections on the inner sides and can be assembled, wherein received on joining edges of the cylinder holding device of the grooves or projections and thereby the cylinder holding device is connected to the housing shells.
  • the piston holding device and the cylinder holding device are formed as in the syringe of Repetierpipettensystems according to EP 0656229 Bl and US 5,620,660A, so that the multi-channel syringe with the repeating pipette described in EP 0656229 Bl and US 5,620,660A the Repetierpipettensystems can be used.
  • the piston holding device and the cylinder holding device of the multi-channel syringe are formed as the piston holding device and the cylinder holder of the syringe described in EP 2 279 791 Bl and US 8,813,584 B2, so that the multi-channel syringe with the in EP 2 279 791 Bl and US 8,813,584 B2 described metering device can be used.
  • the cylinder holding device and the piston holding device reference is made to the cylinder holding device and the piston holding device of the simple syringes of EP 0 656 229 B1, US Pat. No. 5,620,660A or EP 2 279 791 B1 and US Pat. No. 8,813,584 B2, the contents of which are hereby incorporated into this application.
  • the cylinder holding device has an annular disc-shaped flange and the drive rod is arranged on the central axis of the flange.
  • the flange can abut against an annular stop of the metering device and be held there by gripping means of the metering device.
  • the flange can be connected directly to the upper edge of the housing.
  • the housing may have at the upper edge recesses, which allow engagement of the lower edge of a metering device and gripping the flange by gripping means of the metering device.
  • the cylinder holding device has a hollow cylindrical retaining pin, and the drive rod is arranged on the central axis of the retaining pin.
  • the flange is connected to the upper end of the retaining pin. The retaining pin facilitates gripping the cylinder unit.
  • the retaining pin facilitates the gripping of the flange by means of gripping means of the metering device.
  • a retaining pin is advantageous for the force transfer from the flange into the housing.
  • the housing has a second upward taper at the top.
  • the second taper is preferably adapted to the shape of a triangular or trapezoidal traverse to receive them when pulling out the piston unit from the cylinder unit. It favors a material-saving design of the housing.
  • the cylinder holding device has two halves, each half being connected to a side wall of the housing and the two halves abutting one another at diametrically opposite edges.
  • This embodiment is particularly advantageous for the one-piece design of the cylinder holder with a housing. When assembling the housing parts and the halves of the cylinder holder are joined together. This simplifies the production.
  • the side walls and / or the halves of the cylinder holding device are connected to one another by latching elements and / or by hot caulking and / or by welding and / or by gluing and / or by centering elements.
  • the side walls and / or the halves of the cylinder holding device connected to each other by latching elements and / or aligned.
  • the connecting elements do not have to be particularly stable because the housing parts and / or the halves of the cylinder holding device are additionally held together in use by the metering device.
  • the cylinder holding device has an encoding at the upper edge.
  • the multichannel syringe can be provided with a coding as in conventional simple syringes, so that the metering device can recognize the multi-channel syringes and, for example, can display the respectively set dosage.
  • the housing on the inside projecting, slotted in the axial direction of the drive rod webs, in which engage the ribs of the drive rod.
  • each cylinder unit at the bottom of the running area has a downwardly tapering cylinder tip and at an outside step between the running area and the cylinder tip on the outside bottom tapering center ribs.
  • the centering ribs facilitate the centering of the cylinder units in deep sample vessels.
  • the upper ends of adjacent cylinder units are interconnected by webs.
  • the webs are connected to the underside of the carrier. According to another embodiment, they are connected to the bottom plate or to the support structure of the carrier. The webs favor the parallel alignment of the cylinder units to each other by pulling them on cooling after injection molding in the intended orientation.
  • the piston retaining device may be formed solely by the upper end of the drive rod. This has, for example, a cylinder profile or a box profile or a cross profile. According to a preferred embodiment, the piston holding device is a cylindrical coupling piece at the upper end of the drive rod.
  • the multi-channel syringe 8, 12, 16, 24, 32, 96 or 384 syringes This is advantageous for dosing liquids using 96 or 384 microtiter plates.
  • the syringe cylinders have the lower cylinder openings of the syringe cylinders at a distance from each other which corresponds to the distance between two adjacent vessels in a defined direction of a standardized microtiter plate (SBS standard).
  • the piston unit is injection-molded in one piece and / or the cylinder unit and / or the housing and / or the cylinder holding device is injection-molded in one piece.
  • the piston unit and / or the cylinder unit and / or the housing and / or the cylinder holding device are each made of a plastic or of a plurality of plastics.
  • the piston unit and / or the cylinder unit and / or the housing and / or the cylinder holding device are each made of at least one polyolefin or other thermoplastics.
  • the piston unit is made of polyethylene and the cylinder unit made of polypropylene or vice versa. This results in a particularly good sliding pairing between syringe plunger and syringe barrels.
  • the invention relates to the use of multi-channel syringe according to the invention in particular according to one of claims 1 to 18 with a metering device for dosing liquids in the laboratory with a first holding device for a cylinder holding device of a syringe barrel and an axially displaceable, second holding device for a piston holding device of a syringe plunger.
  • the multi-channel syringe is used with a manually driven or an electric motor driven, manageable or stationary metering device.
  • the multi-channel syringe can be used with manually driven dispensers to deliver the amount of liquid taken in several steps. Furthermore, the multi-channel syringe can be used with electric motor-driven dispensers, with which the recorded amounts of liquid can be delivered in several dosing steps or in a simple dosing step total.
  • the multichannel syringe can be used with manageable dosing devices, which when dosing by the user in one hand can be kept.
  • the multi-channel syringe can be used with stationary metering devices, in particular with metering or laboratory machines. In these, the second holding device is driven by an electric motor, so that they allow both a discharge of the liquid quantities taken in several metering steps as well as in a single metering step.
  • the metering device may be a metering device for use with a simple syringe or a metering device designed especially for the multi-channel syringe.
  • top and bottom and “above” and “below” and terms derived therefrom refer to alignment of the multi-channel syringe with vertical syringe plungers and syringe barrels, with the lower syringe apertures facing down and the upper syringe apertures facing upward are directed.
  • FIG. 1a-d show a piston unit of a multichannel syringe in a perspective view obliquely from the front and from the side (FIG. 1a), front view (FIG. 1b), plan view (FIG. 1c) and side view (FIG.
  • Fig. 2a-d a one-piece cylinder unit of the multi-channel syringe in unfolded
  • Multi-channel syringe in a perspective view obliquely from the front and from the side (Fig. 3a), front view (Fig. 3b), plan view (Fig. 3c) and side view (Fig. 3d);
  • the multi-channel syringe in a perspective view obliquely from the front and from the side (Fig. 4a), front view (Fig. 4b), plan view (Fig. 4c), side view (Fig. 4d) and in a vertical section along the axis 4e-4e of FIG 4c ( Figure 4e); the multi-channel syringe connected to an electronically driven, manageable metering device in a perspective view obliquely from the front and from the side (Fig. 5a), front view (Fig.
  • the multi-channel tip connected to a metering device in a perspective view obliquely from the front and from the side; another multi-channel syringe with cylindrical units with rectangular cross-section in a perspective view obliquely from above and from the side ( Figure 8a) and in a perspective view obliquely from below and from the side ( Figure 8b).
  • FIG. 9a another multi-channel syringe with cylindrical units with oval cross section in a perspective view obliquely from above and from the side (Fig. 9a) and in a perspective view obliquely from below and from the side (Fig. 9b).
  • the piston unit 1 comprises eight syringe plungers 4.
  • the drive rod 2 has a cross profile with ribs 5.1, 5.2, 5.3, 5.4.
  • the drive rod 2 tapers from bottom to top.
  • the ribs 5.1, 5.2 have a longitudinally constant, trapezoidal cross-section.
  • the ribs 5.3, 5.4 of the T-profile directed parallel to the traverse also have a trapezoidal cross-section. Their height decreases to the top.
  • a piston holding device 6 in the form of a circular cylindrical coupling piece.
  • the coupling piece 6 has at the periphery a plurality of circumferential grooves 7 for a secure gripping by a metering device. According to another embodiment, the coupling piece 6 no circumferential grooves 7.
  • the traverse 3 is plate-shaped, has a rectilinear, directed perpendicular to the drive rod 2 base 8 and a first upward taper with a triangular-shaped contour.
  • the two upper inclined edges each have a bead-like reinforcement 10.
  • On the front and back run a plurality of parallel to the syringe plunger 4 extending, outwardly projecting ribs 11.1, 11.2.
  • Each syringe plunger 4 has a piston rod 12, which is connected at the top to the base 8 of the traverse 3. Below each piston rod 12 is connected to a plate-shaped piston 13. Each piston has a skirt-shaped downwardly projecting sealing lip 14. Each sealing lip 14 has a circumferential sealing bead 15 on the outside.
  • each piston 13 From the underside of each piston 13 projects a piston tip 16, which tapers conically downwards.
  • Each piston rod 12 has a cross profile with ribs 17.1, 17.2, 17.3, 17.4.
  • the perpendicular to the cross member 3 directed ribs 17.1, 17.2 of the cross sections set the ribs 11.1, 11.2 on the outside of the cross member 3 downwards.
  • the piston unit 1 is injection molded from a single plastic or injection molded from a plurality of plastics in a multi-component injection molding process.
  • the piston unit 1 is injection molded in one piece.
  • the piston unit 1 is injection molded from a polyolefin, preferably polyethylene.
  • a cylinder unit 18 comprises a strip-shaped bottom wall 19 and a plurality of parallel juxtaposed syringe barrels 20 projecting downwardly from the bottom wall.
  • the cylinder unit 18 comprises eight syringe barrels 20.
  • Each syringe barrel 20 has an upper syringe opening 21 and a lower syringe opening 22.
  • each syringe barrel 20 has a hollow cylindrical upper barrel portion 23 with a cylindrical barrel portion 24 for a syringe plunger 4 and a hollow cylindrical tip 25 projecting from the lower end of the upper barrel portion 23.
  • Each barrel tip 25 has two cone portions 26, 27, wherein the upper cone portion 26 has a smaller cone angle than the lower cone portion 27 and the lower cone portion 27, the lower syringe opening 22. Between each upper cylinder portion 23 and the bottom wall 19 is a short, upwardly flared, conical extension 28 is present.
  • each housing shell 31.1, 31.2 has a side wall 33, 34, which has a substantially rectangular lower side wall portion 33.1, 34.1 and a substantially gable upper side wall portion 33.2, 34.2.
  • the lower edge of each side wall 33, 34 is connected via a film hinge 29, 23 with the bottom wall 19.
  • each housing shell 31.1, 31.2 at the outer edges of the side walls 33, 34 upstanding narrow side wall portions 35.1, 35.2, 36.1, 36.2 or shell edges. From the upper edge of each housing shell 31.1, 31.2 is centrally one half of a cylinder holder 37 before.
  • the cylinder holding device 37 comprises an annular flange 38, from which a hollow cylindrical holding pin 39 projects downwards.
  • a hollow cylindrical holding pin 39 projects downwards.
  • On the upper side of the flange 38 coding elements 40 and test elements 41 are arranged, which are each formed by projections or depressions.
  • the flange 38 has on the circumference guide structures 42 for alignment with other management structures of the metering device.
  • Each housing shell 31.1, 31.2 is connected to a half 37.1, 37.2 of the cylinder holder 37, which is formed by a longitudinal section through the central axis of the cylinder holder 37.
  • annular flange 38 With regard to the possible embodiment of the annular flange 38, reference is made to the annular flange according to EP 2 574 402 B1, US Pat. No. 9,291,529 B2, EP 2 279 791 B1 and US Pat. No. 8,813,584, the content of which is hereby incorporated into this application.
  • each housing shell 31.1, 31.2 has mutually opposite edges on two protruding latching hooks 43 to 46 and the other housing shell 31.1, 31.2 laterally has two locking grooves 47 to 50 for receiving the latching hooks 43 to 46.
  • the one housing shell 31.1 has the latching hooks 43, 44 in lower, rectangular portion and the locking grooves 49, 50 in the upper, gable-shaped portion and the other housing shell 31.2 has the latching hooks 45, 46 in the upper, gable-shaped portion and the locking grooves 47, 48 in the lower, rectangular portion.
  • lower centering pins 51, 52 for receiving the centering pins 51, 52 on.
  • the lower centering pins 51, 52 and lower centering holes 53, 54 are located respectively at the corner between the lower, rectangular section 34.1, 33.1 and the upper, gable-shaped section 34.2, 33.2 of a housing shell 31.1, 31.2.
  • Each latching hook 43 to 46 has at the end an inwardly projecting latching projection 55 to 58th
  • each flange half 38.1, 38.2 of the annular disk-shaped flange 38 in the parting plane has a projecting upper centering pin 59, 60 and an upper centering hole 61, 62, wherein the upper centering pin 59, 60 of a flange half 38.1, 38.2 on the side of the upper centering 61st , 62 of the other flange half 38.1, 38.2 is arranged and vice versa.
  • no centering holes 53, 54, 61, 62 or centering pins 51, 52, 59, 60 are present, but by a housing shell 31.1, 31.2 projecting webs, the folding of the two housing shells 31.1, 31.2 on the inside of the other housing shell 31.2, 31.1 abut.
  • Each housing shell 31.1, 31.2 has at the lower end of the pin half 39.1, 39.2 of the retaining pin 39 has a projecting web 63, 64, which partially blocks the cross section of the pin half 39.1, 39.2.
  • Each web 63, 64 has at the edge in the center of a trough-shaped recess 63.1, 64.1 an axially directed slot 65, 66.
  • the ribs 5.3, 5.4 of the drive rod can engage in the recesses 63.1, 64.1 and the ribs 5.1, 5.2 in the slots 65, 66.
  • the cylinder unit 18 is preferably injection-molded in one piece from a single plastic or from a plurality of plastics in the multi-component injection molding injection molding process.
  • the syringe assembly is injection molded of polyolefin, preferably polypropylene.
  • the piston unit 1 is assembled with the cylinder unit 18 in which the syringe pistons 4 are aligned with the piston tips 16 on the upper syringe openings 21 of the syringe cylinders 20. Thereafter, the syringe plunger 4 are inserted into the syringe barrel 20 until the underside of the traverse 3 rests against the top of the bottom wall 19. In this position, the sealing lips 14 of the syringe plunger 4 just bar against the shoulder at the lower end of the barrel portion 24 and is still a small gap between the plunger tips 16 and the cylinder tips 25 present. This is shown in Fig. 4 (e).
  • Each housing shell 31.1, 31.2 has on the outside in continuation of the pin half 39.1, 39.2 of the retaining pin 39 a to shortly before the film hinge 29, 30 extending cylinder outlet 67, 68, the width and height decreases downwards.
  • the cylinder outlet 67, 68 passes smoothly above in the outer contour of the pin half 39.1, 39.2.
  • each housing shell 31.1, 31.2 has an inner longitudinal rib 69, 70 which extends from the web 63, 64 until shortly before the film hinge 29, 30.
  • the width and height of the inner longitudinal rib 69, 70 decreases downwards.
  • the housing shells 31.1, 31.2 are folded together, wherein in each case the latching hooks 43 to 46 of a housing shell 31.1, 31.2 in the locking grooves 47 to 50 of the other housing shell 31.1, 31.2 immerse until the locking projections 55 to 58, the side wall 33, 34 of the other housing shell 31.1, 31.2 overlap at the edge. Further, when folding the centering pins 51, 52, 59, 60 of a housing shell 31.1, 31.2 each in a centering hole 53, 54, 61, 62 of the other ren housing shell 31.1, 31.2 inserted.
  • the narrow side wall parts 35.1, 35.2 together form a narrow side wall 35 and the narrow side wall parts 36.1, 36.2 together form a narrow side wall 36 of the housing 32.
  • FIG. 4 shows the multichannel syringe 72 prefabricated by latching the housing shells 31.1, 31.2 to a housing 32 for the syringe barrel.
  • the multichannel syringe 72 comprises eight syringes 73.
  • the housing 32 is at the same time a carrier 71 of the cylinder unit 18, from which the syringe cylinders 20 protrude downward.
  • the multi-channel syringe 72 is a disposable part.
  • the multi-channel syringe 72 is held at the lower end of a metering device 74.
  • the metering device 74 is in the example a dispenser with electromotive drive for the syringe plunger 4.
  • This is a hand dispenser, i. a dispenser that can be held by the user when dispensing in one hand.
  • Shown in the drawing is the electronic dispenser Multipette® E3 from Eppendorf AG.
  • the metering device 74 has a substantially rod-shaped device housing 75.
  • the device housing 75 has a receptacle 76 into which either a conventional syringe or a multichannel syringe 72 according to the invention can be inserted with the annular flange 38.
  • the annular flange 38 is fixed in the receptacle 76 on an annular stop 77 by means of syringe grippers 78, 79.
  • an axially displaceable piston receptacle 80 is present, into which a simple syringe or the multi-channel syringe 72 according to the invention with the coupling piece 6 can be inserted.
  • the coupling piece 6 When inserted into the piston receptacle 80, the coupling piece 6 is gripped by piston gripping levers 81, 82.
  • the metering device 74 has at the top a selection wheel 83 for the selection of the operating mode, which among other things enables the selection of the operating modes of dispensing and pipetting.
  • the metering device 74 has a large display 84 at the top, indicating in particular the dosing volumes set.
  • the metering device 74 has two rocker switches 85, 86 for setting different metering parameters.
  • a trigger button 87 is used to trigger aspiration and dispensing or pipetting steps and to store parameter settings.
  • An ejector 89 with a throw-off button 90 at the top allows a one-hand discharge of simple syringes and the multi-channel syringe 72 according to the invention.
  • the forces applied to secure the multi-channel syringe 72 and release the multi-channel syringe 72 from the metering device 74 correspond to the forces for attaching and detaching a simple syringe.
  • the metering device 74 can recognize the type of multi-channel syringe 72 used with appropriate programming using the coding of the multi-channel syringe 72 and control the display 84 accordingly.
  • the metering device 74 Due to the low weight of the multi-channel syringe 72, the metering device 74 is very easy to handle even with the multi-channel syringe 72 attached thereto.
  • the multi-channel syringe 72 is held at the lower end of a metering device 91, which is a manually driven dispenser. This is also a hand dispenser, which can be held by the user when dosing in one hand.
  • a metering device 91 which is a manually driven dispenser.
  • This is also a hand dispenser, which can be held by the user when dosing in one hand.
  • the example shows the manual dispenser MultiPette®M4 from Eppendorf AG.
  • the metering device 91 has a substantially rod-shaped device housing 92. This has at the lower end of a receptacle 93 in which either a conventional syringe or a fiction, contemporary multi-channel syringe 72 can be used with the annular flange 38.
  • the annular flange 38 is fixed in the receptacle 92 at an annular stop by means of syringe gripping.
  • the metering device 91 has at the front of the housing 92 a Aufziehhebel 94 and a Dispensierhebel 95. At the upper end of the housing 92 is a dial 96, which protrudes from both sides of the housing 92 and with which the Dispensier suitsweite and thus the Dispensiervolumen can be adjusted.
  • the housing 92 at the upper end on the same side on which the Aufziehhebel 94 and the Dispensierhebel 95 are located, a display 97.
  • the display 97 shows depending on the coding of the syringe or multi-channel syringe 72 used for each setting of the dial 96 the dosage of each dosing.
  • Liquid is sucked into all syringes (channels) of the multi-channel syringe 72 by means of the pull-up lever 94.
  • Dispensierhebels 95 By operating the Dispensierhebels 95 gradually liquid is dispensed until no more liquid in the syringes or existing in the syringe residual amount is no longer sufficient for the set dosing.
  • the multi-channel syringe 72 additionally has, in the transition region between the running region 24 and the cylindrical tip 25 on the outside, centering ribs 25.1 which taper downwards in order to center the centering units when inserted into deep sample vessels.
  • FIG. 7 shows the use of a multi-channel syringe 72 in a laboratory machine 98. This has a countertop 99 over which by means of an electric motor-driven XYZ transmission system 100, an electric motor driven metering device 101 is movable.
  • the metering device 101 has a box-shaped device housing 102 with box cross-section, which has a receptacle 103 for a conventional syringe or a multi-channel syringe 72 according to the invention at the lower end.
  • the annular flange 38 is fixed in the receptacle on an annular stop by syringe gripping levers.
  • a piston receptacle In the receptacle 103, a piston receptacle is slidably mounted, which is driven by an electric motor drive.
  • the piston holder In the piston holder is a simple syringe or fiction, contemporary multi-channel syringe 72 with the coupling piece 6 can be used.
  • the coupling piece 6 When inserting into the piston holder, the coupling piece 6 is gripped by piston gripping levers.
  • a container 104 for reagents On the work plate 99 are exemplified a container 104 for reagents, a microtiter plate 105 with recesses 106 at the top for receiving liquid and a container 107 for providing or dispensing multi-channel syringes 72 available.
  • the metering device 101 By means of the XYZ transfer system 100, the metering device 101 is movable so that it can record and dispense multichannel syringes 72 on the work surface 99 and receive liquid in multichannel syringes 72 received and can deliver it to microtiter plates 106 or other containers 104.
  • the low weight and low Aufsteck- and ejection forces are advantageous.
  • the multi-channel syringe of Fig. 8 in contrast to the above-described multi-channel syringe cylinder units 18 with quadrangular instead of circular cross section.
  • the multi-channel syringe according to FIG. 9 has cylinder units 18 with an oval cross-section.
  • cylinder units 18 with larger cross-sections can be arranged on the bottom wall than in the multi-channel syringe according to FIGS. 1 to 7.
  • Multi-channel syringe 73 syringe

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Abstract

Mehrkanalspritze für den Gebrauch mit einer Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten im Labor mit einer ersten Halteeinrichtung für eine Zylinderhalteeinrichtung eines Spritzenzylinders und einer axial verlagerbaren zweiten Halteeinrichtung für eine Kolbenhalteeinrichtung eines Spritzenkolbens umfassend eine einteilige Kolbeneinheit aus Kunststoff, die eine Antriebsstange mit der Kolbenhalteeinrichtung am oberen Ende, eine senkrecht zur Antriebsstange gerichtete Traverse am unteren Ende der Antriebsstange und mehrere von der Traverse nach unten vorstehende, zur Antriebsstange parallele Spritzenkolben aufweist, eine einteilige Zylindereinheit aus Kunststoff umfassend einen Träger und mindestens eine Reihe parallel nebeneinander angeordneter, vom Träger nach unten vorstehender Spritzenzylinder, die jeweils untere Spritzenöffnungen, obere Spritzenöffnungen und im Inneren einen Laufbereich für einen Spritzenkolben der Kolbeneinheit haben, wobei jeder Spritzenkolben durch eine obere Spritzenöffnung hindurch in einen Spritzenzylinder eingreift und abdichtend im Laufbereich geführt ist und die Zylinderhalteeinrichtung oberhalb der Spritzenzylinder angeordnet ist, und mit dem Träger verbunden ist.

Description

Mehrkanalspritze für den Gebrauch mit einer Dosiervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Mehrkanalspritze für den Gebrauch mit einer Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten im Labor mit einer ersten Halteeinrichtung für eine Zylinderhalteeinrichtung eines Spritzenzylinders und einer axial verlagerbaren zweiten Halteeinrichtung für eine Kolbenhalteeinrichtung eines Spritzenkolbens.
Pipetten werden insbesondere in medizinischen, biologischen und chemischen Labors für die Dosierung von Flüssigkeiten eingesetzt. Luftpolsterpipetten haben eine integrierte Verdrängungseinrichtung für Luft und mindestens einen Sitz für eine Pipettenspitze. Die Verdrängungseinrichtung ist in der Regel durch einen Zylinder mit einem darin abdichtend geführten, verschiebbaren Kolben gebildet. Wenn die Pipettenspitze an dem Sitz gehalten ist, ist sie kommunizierend mit der Verdrängungseinrichtung verbunden. Mittels der Verdrängungseinrichtung ist ein Luftpolster verlagerbar, sodass durch eine Spitzenöffnung Flüssigkeit in die Pipettenspitze eingesogen und daraus ausgestoßen werden kann. Nach dem Gebrauch kann die Pipettenspitze vom Sitz gelöst und gegen eine frische Pipettenspitze ausgetauscht werden.
Mehrkanalpipetten dienen dazu, gleichzeitig Flüssigkeit aus einem oder mehreren Gefäßen aufzunehmen und in ein oder mehrere Gefäße abzugeben. Mehrkanalpipetten werden vielfach für die Bearbeitung von Mikrotiterplatten benutzt, die in matrixartiger Anordnung eine Vielzahl Gefäße aufweisen. Mikrotiterplatten mit 96 oder 384 Gefäßen gemäß SBS-Standard sind weit verbreitet. Hierfür haben Mehrkanalpipetten mehrere, in einer Reihe parallel nebeneinander auf gleicher Höhe angeordnete Sitze für Pipettenspitzen. Wenn mehrere Pipettenspitzen an den Sitzen gehalten sind, sind sie jeweils kommunizierend mit einer gesonderten Verdrängungseinrichtung oder einer gemeinsamen Verdrängungseinrichtung verbunden. In Anpassung an ein häufig benutztes Format von Mikrotiterplatten mit 96 (= 8 x 12) Gefäßen weisen Mehrkanalpipetten häufig 8 oder 12 Sitze für Pipettenspitzen auf. Nach dem Gebrauch können die mehreren Pipettenspitzen von den Sitzen gelöst und gegen frische Pipettenspitzen ausgetauscht werden. Derartige Mehrkanaldosier- vorrichtungen sind beispielsweise in der EP 1 739 434 Bl und in der EP 2 735 369 AI beschrieben.
Luftpolsterpipetten haben meist eine Abwurfeinrichtung, um die Pipettenspitze nach Gebrauch von ihrem Sitz zu lösen, ohne diese mit der Hand anzufassen. Bei Mehrkanalpipetten ist der Kraftaufwand für den Abwurf der mehreren Pipettenspitzen erhöht. Die DE 10 2004 003 433 B4 beschreibt eine Mehrkanalpipette, die den Kraftaufwand für die Betätigung der Abwurfeinrichtung dadurch vermindert, dass sie durch verfederte Zapfen und einen Anschlag die Kraft für das Aufklemmen der Pipettenspitzen auf die Zapfen begrenzt.
Die EP 2 735 369 AI beschreibt eine Mehrkanalpipette, die den Kraftaufwand für die Betätigung der Abwurfeinrichtung dadurch vermindert, dass der Ab werf er verschiedene Abwerferteile aufweist, die nacheinander die Pipettenspitzen von den Zapfen abdrücken.
Nachteilig bei Luftpolsterpipetten ist, dass sie für das Dosieren von hochviskosen oder schäumenden Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck schlecht oder gar nicht geeignet sind. Bei hochviskosen oder schäumenden Flüssigkeiten ist eine geringe Dosiergeschwindigkeit erforderlich, Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck können nur ungenau dosiert werden. Eine weitere Ungenauigkeit beruht auf der Längenänderung des Luftpolsters durch das Gewicht der Flüssigkeitssäule in der Pipettenspitze und auf der Längenänderung des Luftpolsters durch Temperaturänderungen. Infolgedessen weicht die Volumenverdrängung der Verdrängungseinrichtung von dem in der Pipettenspitze aufgenommenen Flüssigkeitsvolumen ab. Ferner können Aerosole aus der in die Pipettenspitze aufgenommenen Flüssigkeit in die Luftpolsterpipette wandern und diese kontaminieren. Mehrkanalpipetten bestehen aus einer Vielzahl Einzelteile und sind besonders aufwendig. Luftpolsterpipetten sind hinsichtlich der Bestückbarkeit mit Pipettenspitzen unterschiedlichen Volumens stark eingeschränkt, da die integrierte Verdrängungseinrichtung ein vorgegebenes Verdrängungsvolumen hat.
Direktverdrängerpipetten haben einen integrierten Antrieb für einen Spritzenkolben einer Spritze. Eine Spritze aus Kunststoff kann mit der Direktverdrängerpipette verbunden werden, sodass der Spritzenzylinder an der Direktverdrängerpipette gehalten und der Spritzenkolben mit dem Antrieb gekoppelt ist. Der Antrieb verlagert den Spritzenkolben, sodass Flüssigkeit durch eine Spritzenöffnung eingesogen und ausgestoßen wird. Hierbei bleibt der Spritzenkolben in Kontakt mit der Flüssigkeit. Nach dem Dosieren kann die gebrauchte Spritze gegen eine frische Spritze ausgetauscht werden. Da sich kein Luftpolster zwischen Spritzenkolben und Flüssigkeit bildet, eignen sich Direktverdrängerpipetten auch für das Dosieren hochviskoser oder schäumender Flüssigkeiten oder von Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck. Ungenauigkeiten durch Längenänderung eines Luftpolsters und Kontamination durch Aerosole werden vermieden.
Die Direktverdrängerpipette„Biomaster®" der Eppendorf AG ist ausgebildet, in eine kleine Spritze aufgenommene Flüssigkeit in einem einzigen Schritt abzugeben (Pipettieren).
Direktverdrängerpipetten sind meist als Dispenser (auch„Repetierpipetten" genannt) ausgeführt. Mittels eines Dispensers kann Flüssigkeit in eine Spritze aufgenommen und schrittweise aus dieser abgegeben (Dispensieren) werden. Bekannt sind Dispenser, bei denen die bei jedem Schritt abzugebende Dosiermenge einstellbar ist. Direktverdrängerpipetten sind variabel mit Spritzen mit unterschiedlichen Füllvolumina bestückbar, die sich voneinander durch unterschiedliche Durchmesser bzw. Länge des Spritzenzylinders unterscheiden. Dispenser ermöglichen eine hohe Variabilität der Dosiermengen. Bekannt sind Luftpolsterpipetten und Direktverdrängerpipetten mit manuell angetriebenen oder mit elektromotorischen Antrieben. Dispenser mit elektromotorischen Antrieben sind auch zum Pipettieren verwendbar, d.h. zum Abgeben der aufgenommenen Flüssigkeit in einem einzigen Abgabeschritt.
Ein manuell angetriebener Dispenser mit Dosiermengeneinstellung ist in der DE 29 26 691 C2 und der US 4,406,170 beschrieben. Eine kommerzielle Ausführung dieses Dispensers ist die Multipette® 4780 der Eppendorf AG. Dieser Dispenser ist mit einer Spritze, z.B. den Combitips® der Eppendorf AG, bestückbar, wobei unter Spritzen mit verschiedenen Füllvolumina ausgewählt werden kann. Mit dem Plus/8- Adapter lässt sich der Dispenser Multipette® 4780 in einen achtkanaligen Hand- dispenser verwandeln. In den Adapter passt eine Kartusche, die acht Kunststoffspritzen enthält. Auf die acht Kunststoffspritzen sind acht Pipettenspitzen auf- klemmbar. Mittels der Kunststoffspritzen wird ein Luftpolster verlagert, wodurch Flüssigkeit in die Pipettenspitzen aufgenommen und in diese eingesogen wird. Der Dispenser wird in eine Luftpolsterpipette umfunktioniert.
Die US 4,591,072 beschreibt einen Dispenser, der einen entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder betätigbaren Betätigungsknopf aufweist. Der Betätigungsknopf ist über eine Zahnstange mit einem Schieber verbunden. Der Schieber ist lösbar mit den Kolben einer Spritzeneinheit verbunden, die mehrere identische Spritzen umfasst. Der Schieber ist über eine Antriebsstange mit einem Aufnahmeknopf verbunden, der verschiebbar an der Außenseite des Dispensers angeordnet ist. Eine Klinke arbeitet mit der Zahnstange zusammen, wobei sie außer Eingriff mit der Zahnstange ist, wenn der Betätigungsknopf nicht betätigt wird, und bei Betätigung des Betätigungsknopfes in Eingriff mit der Zahnstange kommt, um die schrittweise Abgabe gleich großer Flüssigkeitsmengen aus sämtlichen Spritzen zu ermöglichen. Die Spritzeneinheit umfasst einzeln vorgefertigte Spritzen, die in einen Halter eingesetzt sind. Der Halter ist wiederum in den Dispenser eingesetzt, sodass die Spritzenkolben mit dem Schieber in Eingriff kommen. Das Bestücken der Spritzeneinheit mit Spritzen und der Austausch gebrauchter Spritzen gegen frische Spritzen ist aufwendig.
Das Modell 8800 der Nichiryo America Inc. ist eine kommerzielle Ausführung eines ähnlichen Dispensers mit acht Kanälen.
Die JP 3389352 B2 beschreibt eine Dispensiermaschine mit einer Mehrkanalpipette und darauf aufsteckbaren Pipettenspitzen. Die Mehrkanalpipette umfasst eine einteilige Kolbeneinheit mit mehreren parallelen Kolben an einer Traverse, die fest über eine Stange mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist. Eine einteilige Zylindereinheit der Mehrkanalpipette umfasst eine Platte und davon nach unten vorstehende Zylinder. Jeder Kolben greift in einen Zylinder ein und ist am oberen Rand der Platte abdichtend durch einen O-Ring hindurch geführt. Die Platte und die O-Ringe sind an der Unterseite einer Bodenwand eines Gehäuses der Dispensiermaschine festgelegt. Ein Wechsel der Kolbeneinheit und der Zylindereinheit ist nicht vorgesehen. Zum Dosieren unterschiedlicher Flüssigkeitsvolumen umfasst die Mehrkanalpipette Kolben mit kleinem Außendurchmesser, die in Zylinder mit entsprechend kleinem Innendurchmesser eingreifen, und Kolben mit großem Außendurchmesser, die in Zylinder mit entsprechend großem Innendurchmesser eingreifen.
Die DE 197 50 145 AI beschreibt eine Mehrzylinderpipette mit einem Satz aus mindestens drei Zylindern, von denen jeder einen Kolben umfasst. Der Satz von Zylindern ist aus gesonderten Elementen zusammengesetzt, von denen wenigstens eines ein Mehrzylinderelement mit wenigstens zwei Zylindern ist. Bei einem Mehrzylinderelement ist jeder Zylinder mit einem gesonderten Spitzenelement zum Aufstecken einer Pipettenspitze verbunden. In die Zylinder sind zwei Kolben eingesetzt, die oberhalb des Zylinders abdichtend durch eine Dichtung hindurchgeführt sind. Die beiden Kolben bestehen aus mehreren Teilen, die an einander zugewandten Oberflächen zusammengepresst sind, sodass ein Vorsprung des einen Kolbens in eine Vertiefung des anderen Kolbens eingreift. Die miteinander verbundenen Kolbenteile weisen einen Flansch am oberen Ende auf. Mehrere Kolbenpaare werden an ihren Flanschen an einem Betätigungsarm gehalten, der mit einer Kolbenstange verbunden ist, die an ihrem oberen Ende einen Bedienknopf aufweist. Bei einem anderen Mehrzylinderelement sind zwei Zylinder an ihrem unteren Ende mit einem einzigen Spitzenelement zum Aufstecken einer Pipettenspitze verbunden. Mehrere Mehrzylinderelemente werden zu einem Körper am unteren Ende des Handgriffs der Mehrkanalpipette zusammengefasst.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mehrere Spritzen umfassende Spritzeneinheit zu schaffen, die anwendungsfreundlicher und weniger aufwendig ist.
Die Aufgabe wird durch eine Mehrkanalspritze mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Mehrkanalspritze sind in Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Mehrkanalspritze für den Gebrauch mit einer Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten im Labor mit einer ersten Halteeinrichtung für eine Zylinderhalteeinrichtung eines Spritzenzylinders und einer axial verlagerbaren zweiten Halteeinrichtung für eine Kolbenhalteeinrichtung eines Spritzenkolbens umfasst
• eine einteilige Kolbeneinheit aus Kunststoff, die eine Antriebsstange mit der Kolbenhalteeinrichtung am oberen Ende, eine senkrecht zur Antriebsstange gerichtete Traverse am unteren Ende der Antriebs Stange und mehrere von der Traverse nach unten vorstehende, zur Antriebsstange parallele Spritzenkolben aufweist,
• eine einteilige Zylindereinheit aus Kunststoff umfassend einen Träger und mindestens eine Reihe parallel nebeneinander angeordneter, vom Träger nach unten vorstehender Spritzenzylinder, die jeweils untere Spritzenöffnungen, obere Spritzenöffnungen und im Inneren einen Laufbereich für einen Spritzenkolben der Kolbeneinheit haben,
• wobei jeder Spritzenkolben durch eine obere Spritzenöffnung hindurch in einen Spritzenzylinder eingreift und abdichtend im Laufbereich geführt ist, und
• die Zylinderhalteeinrichtung oberhalb der Spritzenzylinder angeordnet und mit dem Träger verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Mehrkanalspritze hat den Vorteil, dass die mehrere Spritzenkolben umfassende Kolbeneinheit aus Kunststoff und die mehrere Spritzenzylinder und einen damit verbundenen Träger umfassende Zylindereinheit aus Kunststoff jeweils in einem besonders wirtschaftlichen Verfahren mit hohen Ausbringungsmengen gefertigt werden können. Kolbeneinheit und Zylindereinheit können besonders toleranzarm gefertigt werden, sodass daraus besonders toleranzarme Mehrkanalspritzen gebildet werden können, die eine Dosierung mit besonders hoher Präzision ermöglichen. Durch Zusammenfügen der Kolbeneinheit und der Zylindereinheit werden mehrere parallele Spritzen der Mehrkanalspritze gleichzeitig gebildet. Das Zusammenfügen von Kolbeneinheit und Zylindereinheit ist besonders einfach und schnell durchführbar und besonders gut für die Automatisierung geeignet. Dadurch, dass die Mehrkanalspritze als Direktverdränger arbeitet, ist sie für den Gebrauch mit hochviskosen oder schäumenden Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit einem hohen Dampfdruck geeignet. Zudem werden die systembedingten Ungenau- igkeiten von Luftpolsterpipetten und eine Kontamination der Dosiervorrichtung vermieden. Der Aufwand für die Mehrkanalspritze ist im Vergleich zu herkömmlichen Mehrkanalpipetten gering, weil aufwendige Einzelteile zum Bilden der Verdrängungseinrichtungen, verfederten Zapfen und Abwurfeinrichtungen vermieden werden. Aufgrund der einfachen Konstruktion hat die Mehrkanalspritze ein nur geringes Gewicht. Dies erleichtert das Handling bei Gebrauch der Mehrkanalspritze mit einer als Handgerät ausgeführten Dosiervorrichtung. Stationäre Dosiervorrichtungen für den Gebrauch mit der Mehrkanalspritze können wegen der verringerten Lasten einfacher ausgelegt werden. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Mehrkanalspritze die Variabilität der Füllvolumina der Spritzen besonders groß. Spritzen mit unterschiedlichen Füllvolumina können leicht durch Kolbeneinheiten mit Spritzenkolben und Zylindereinheiten mit Spritzenzylindern mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlichen Längen gebildet werden. Die Zylinderhalteeinrichtung und die Kolbenhalteeinrichtung sind oberhalb der Spritzenzylinder angeordnet. Die Zylinderhalteeinrichtung kann leicht mit einer ersten Halteeinrichtung und die Kolbenhalteeinrichtung mit einer zweiten Halteeinrichtung einer Dosiervorrichtung verbunden werden. Die Zylinderhalteeinrichtung und die Kolbenhalteeinrichtung der Mehrkanalspritze sind vorzugsweise wie bei der Zylinderhalteeinrichtung und der Kolbenhalteeinrichtung herkömmlicher einfacher Spritzen für den Gebrauch mit einer Dosiervorrichtung ausgebildet. Dies ermöglicht den Gebrauch der Mehrkanal spritze mit herkömmlichen Dosiervorrichtungen, die bereits mit einfachen Spritzen gebraucht werden. Die Verbindung der Mehrkanalspritze mit der Dosiervorrichtung und das Lösen der Mehrkanalspritze erfolgt wie bei dem Verbinden der Dosiervorrichtung mit herkömmlichen einfachen Spritzen. Ein erhöhter Kraftaufwand ist hierfür nicht erforderlich. Die Mehrkanalspritze kann vorteilhaft als Einmalteil (disposable) verwendet werden, insbesondere in steriler Ausführung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart ist die Kolbenhalteeinrichtung derart ausgebildet, lösbar mit der zweiten Halteeinrichtung verbunden zu werden, und ist die Zylinderhalteeinrichtung derart ausgebildet, lösbar mit der ersten Halteeinrichtung der Dosiervorrichtung verbunden zu werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung ist die Traverse platten- förmig, weist eine geradlinige, senkrecht zur Antriebsstange gerichtete Basis auf, von der die Spritzenkolben nach unten vorstehen, und hat eine erste Verjüngung nach oben, wobei die Antriebsstange vom oberen Ende der Traverse nach oben vorsteht. Diese Ausführungsart ist hinsichtlich der Kraftübertragung von der Antriebsstange auf die Spritzenkolben besonders vorteilhaft und materialsparend. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart ist die Traverse dreiecksförmig oder trapezförmig ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist jeder Spritzenkolben eine Kolbenstange auf, die oben mit der Traverse und unten mit einem Kolben verbunden ist, der abdichtend im Laufbereich geführt ist. Bei dieser Ausführungsart sind die Spritzenkolben besonders materialsparend ausgebildet und reibungsarm im Laufbereich geführt. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist jeder Kolben (kreis-)scheibenförmig ausgebildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat der Kolben ein Vollprofil und die Kolbenstange ein Kreuzprofil, Doppel-T-Profil, Hohlprofil oder anderes Profil mit einer kleineren Querschnittsfläche als das Vollprofil des Kolbens.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist jeder Spritzenkolben einen umlaufenden Dichtbereich auf. Der Dichtbereich läuft um eine Längsachse (z.B. eine Mittelachse) des Spritzenkolbens um, in deren Richtung der Spritzenkolben im Spritzenzylinder verlagerbar ist. Der Dichtbereich liegt abdichtend am Laufbereich an. Der Spritzenkolben ist mit dem abdichtend am Laufbereich anliegenden Dichtbereich im Laufbereich verlagerbar. Hierbei wird der abdichtend anliegende Dichtbereich im Laufbereich von oben nach unten und von unten nach oben verlagert. Bei einer weiteren Ausführungsart ist der umlaufende Dichtbereich die Umfangsfläche oder ein Abschnitt der Umfangsfläche des Spritzenkolbens. Beispielsweise ist der Dichtbereich die gesamte Umfangsfläche oder ein radial vorstehender unterer Abschnitt der Umfangsfläche eines scheibenförmigen oder stangenförmigen (z.B. zylindrischen) Spritzenkolbens.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist jeder Spritzenkolben mindestens ein Dichtelement auf. Jeder Spritzenkolben liegt mit dem Dichtelement abdichend am Kolbenlaufbereich an. Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist jeder Kolben am Umfang mindestens ein umlaufendes Dichtelement auf. Bei dieser Ausführungsart ist der Dichtbereich durch mindestens ein Dichtelement gebildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist das Dichtelement eine Dichtlippe. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist das Dichtelement ein Dichtwulst. Geäß einer weiteren Ausführungsart ist das Dichtelement eine Dichtlippe, die einen Dichtwulst trägt. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist jeder Kolben einteilig mit dem Dichtelement verbunden. Dies ist insbesondere bei einem scheibenförmigen Spritzenkolben der Fall. Bei einem stangenförmigen (z.B: zylindrischen) Spritzenkolben, der direkt oder über eine Kolbenstange mit der Traverse verbunden ist, ist das Dichtelement vorzugsweise am unteren Ende auf dem Umfang des Spritzenkolbens angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Dichtlippe schürzenförmig, wobei sie sich vom Umfang des Spritzenkolbens nach unten erstreckt. Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat die Dichtlippe eine umlaufende Verdickung, die abdichtend am Laufbereich anliegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist der Laufbereich der Spritzenzylinder zylindrisch. Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat der Laufbereich einen kreisrunden, einen ovalen oder einen mehreckigen Querschnitt. Die Spritzenkolben haben einen an den Laufbereich angepassten Querschnitt. Ovale oder mehreckige (z.B. viereckige) Querschnitte ermöglichen die Anordnung von Spritzenzylindern mit größerem Volumen an einem Träger mit gegebenen Abmessungen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist jeder Spritzenkolben am unteren Ende eine Kolbenspitze und jeder Spritzenzylinder am unteren Ende eine Zylinderspitze auf, in die die Kolbenspitze einschiebbar ist. Hierdurch werden restliche Flüssigkeitsmengen aus der Mehrkanalspritze entfernt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weisen die Traverse und/oder die Antriebsstange und/oder die Kolbenstangen parallel zu den Spritzenkolben erstreckte, nach außen vorstehende Rippen auf. Durch die Rippen wird die Stabilität verbessert und eine materialsparende Ausführung begünstigt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart umfasst der Träger eine lineare oder ebene Tragstruktur, wobei die lineare Tragstruktur (z.B: eine Leiste oder Stange) einteilig mit in einer Reihe parallel nebeneinander angeordneten, von der linearen Tragstruktur nach unten vorstehenden Spritzenzylindern verbunden ist oder die ebene Tragstruktur (z.B. eine Platte oder ein Gitter) mit in mehreren parallelen Reihen parallel nebeneinander angeordneten, von der ebenen Tragstruktur nach unten vorstehenden Spritzenzylindern verbunden ist, ist die Tragstruktur mit mindestens einer von der Tragstruktur nach oben vorstehenden Verbindungs struktur verbunden und ist die Verbindungs struktur in einem Abstand von der Tragstruktur mit der Zylinderhalteeinrichtung verbunden. Hierdurch kann die Verbindung der Mehrkanalspritze mit der Dosiervorrichtung vereinfacht werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn Zylinderhalteeinrichtung einen hohlzylindrischen Haltezapfen umfasst und die Antriebsstange der Kolbeneinheit auf der Mittelachse des Haltezapfens angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Tragstruktur einteilig mit der Verbindungsstruktur ausgebildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart weist der Haltezapfen einen umlaufenden, radial nach außen vorstehenden Flansch, Teil einer Bajonett- Verbindung oder andere Mittel zum lösbaren Verbindung mit der ersten Halteeinrichtung einer Dosiervorrichtung auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Tragstruktur eine Bodenwand eines Gehäuses und umfasst die Verbindungsstruktur mehrere Seitenwände des Gehäuses. Gemäß einer anderen Ausführungsart umfasst die Verbindungsstruktur mindestens ein lineares Verbindungselement oder mindestens einen Gitterrahmen. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Tragstruktur einteilig über ein Filmscharnier mit der Verbindungs struktur verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Tragstruktur an zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten über Filmscharniere einteilig mit Verbindungs strukturen verbunden, ist mindestens eine Verbindungs struktur oben mit der Zylinderhalteeinrichtung verbunden, sind die Verbindungs strukturen um die Filmscharniere zusammengeklappt und sind die zusammengeklappten Verbindungsstrukturen miteinander verbunden. Dies ist vorteilhaft für das Herstellen der Zylindereinheit durch Spritzgießen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Verbindungsstruktur einteilig mit der Zylinderhalteeinrichtung verbunden. Alternativ werden Zylinderhalteeinrichtung und Verbindungsstrukturen gesondert hergestellt und miteinander verbunden. Hierfür weisen beispielsweise zwei Verbindungs strukturen Nuten oder Vorsprünge an den Innenseiten auf, wobei beim Zusammenklappen der Verbindungs strukturen Ränder der Zylinderhalteeinrichtung in Eingriff mit den Nuten oder Vorsprüngen kommen und hierdurch die Zylinderhalteeinrichtung mit den Verbindungsstrukturen verbunden wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart umfasst der Träger eine Bodenwand eines Gehäuses, die einteilig mit den Spritzenzylindern ausgebildet ist, und weist das Gehäuse von der Bodenwand nach oben vorstehende Seitenwände auf, die oben mit der Zylinderhalteeinrichtung verbunden sind. Durch das Gehäuse kann die Stabilität des Trägers erhöht, Material eingespart und die Spritzen von Verunreinigungen geschützt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist das Gehäuse ein kastenförmiges Gehäuse.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart umfasst der Träger das Gehäuse, sodass dieses Bestandteil der Zylindereinheit ist. Diese Ausführungsart kann besonders stabil und materialsparend ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Bodenwand an zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten über Filmscharniere einteilig mit den Seitenwänden verbunden, mindestens eine Seitenwand oben mit der Zylinderhalteeinrichtung ver- bunden, sind die Seitenwände um die Filmscharniere zusammengeklappt und sind die zusammengeklappten Seitenwände miteinander verbunden. Dies ist vorteilhaft für das Herstellen durch Spritzgießen, weil eine Spritzgießform zum Spritzgießen der Zylindereinheit mit auseinandergeklappten Seitenwänden besonders einfach ausgebildet und die Zylindereinheit nach dem Spritzgießen leicht entformt werden kann. Das Zusammenklappen vereinfacht das Konfektionieren der Mehrkanalspritze.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weisen die Seitenwände an ihren beiden seitlichen Rändern vorstehende schmale Seitenwandteile auf, wobei jeweils zwei schmale Seitenwandteile der zusammengeklappten Seitenwände gemeinsam eine schmale Seitenwand bilden. Bei dieser Ausgestaltung bildet jede Seitenwand mit den damit verbundenen Seitenwandteilen eine Gehäuseschale und ist das Gehäuse aus den beiden Gehäuseschalen und der Bodenwand gebildet. Diese Ausgestaltung ist ebenfalls vorteilhaft für das Herstellen durch Spritzgießen.
Gemäß einer anderen Ausführungsart ist der einteilig mit den Spritzenzylindern ausgebildete Träger allein durch eine lineare Tragstruktur gebildet. Die lineare Tragstruktur ist beispielsweise eine Bodenwand eines Gehäuses. Die Bodenwand kann beispielsweise mit dem Gehäuse dadurch verbunden sein, dass zwei Gehäuseschalen mit Nuten oder Vorsprüngen an den Innenseiten für Ränder der Bodenwand unter Einfügung der Ränder der Bodenwand in die Nuten oder Vorsprünge zu einem Gehäuse zusammengesetzt werden. Im zusammengesetzten Zustand ist die Bodenwand im Gehäuse gehalten. Gemäß einer anderen Ausführungsart ist der lineare Träger über eine Verbindungsstruktur mit der Zylinderhalteeinrichtung verbunden, wobei die Verbindungs struktur beispielsweise durch ein oder mehrere lineare Verbindungselemente oder einen Gitterrahmen zwischen Träger und Zylinderhalteeinrichtung gebildet ist. Diese Ausführungsart kommt ohne Gehäuse aus.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Träger einteilig mit der Zylinderhalteeinrichtung verbunden. Durch diese Ausgestaltung wird die Herstellung weiter vereinfacht. Die Herstellung kann vorteilhaft durch Spritzgießen erfolgen. Alternativ werden Zylinderhalteeinrichtung und Träger gesondert hergestellt und miteinander verbunden. Hierfür hat beispielsweise der Träger zwei Gehäuseschalen, die Nuten oder Vorsprünge an den Innenseiten aufweisen und zusammengesetzt werden können, wobei beim Zusammenfügen Ränder der Zylinderhalteeinrichtung von den Nuten oder Vorsprüngen aufgenommen und hierdurch die Zylinderhalteeinrichtung mit den Gehäuseschalen verbunden wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart sind die Kolbenhalteeinrichtung und die Zylinderhalteeinrichtung so ausgebildet, wie bei der Spritze des Repetierpipettensystems gemäß EP 0 656 229 Bl und der US 5,620,660A, sodass die Mehrkanalspritze mit der in der EP 0 656 229 Bl und der US 5,620,660A beschriebenen Repetierpipette des Repetierpipettensystems gebraucht werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die Kolbenhalteeinrichtung und die Zylinderhalteeinrichtung der Mehrkanalspritze so ausgebildet, wie die Kolbenhalteeinrichtung und die Zylinderhalteeinrichtung der in der EP 2 279 791 Bl und der US 8,813,584 B2 beschriebenen Spritze, sodass die Mehrkanalspritze mit der in der EP 2 279 791 Bl und der US 8,813,584 B2 beschriebenen Dosiervorrichtung gebraucht werden kann. Hinsichtlich der Zylinderhalteeinrichtung und der Kolbenhalteeinrichtung wird Bezug genommen auf die Zylinderhalteeinrichtung und die Kolbenhalteeinrichtung der einfachen Spritzen aus der EP 0 656 229 Bl, US 5,620,660A oder der EP 2 279 791 Bl und US 8,813,584 B2, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist die Zylinderhalteeinrichtung einen kreisringscheibenförmigen Flansch auf und ist die Antriebsstange auf der Mittelachse des Flansches angeordnet. Der Flansch kann an einem kreisringförmigen Anschlag der Dosiervorrichtung anliegen und daran von Greifeinrichtungen der Dosiervorrichtung festgehalten werden. Der Flansch kann direkt mit dem oberen Rand des Gehäuses verbunden sein. Das Gehäuse kann am oberen Rand Aussparungen aufweisen, die ein Eingreifen des unteren Randes einer Dosiervorrichtung und Greifen des Flansches durch Greifeinrichtungen der Dosiervorrichtung ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist die Zylinderhalteeinrichtung einen hohlzylindrischen Haltezapfen auf, und ist die Antriebsstange auf der Mittelachse des Haltezapfens angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist der Flansch mit dem oberen Ende des Haltezapfens verbunden. Der Haltezapfen erleichtert das Greifen der Zylindereinheit. Insbesondere erleichtert der Haltezapfen das Greifen des Flansches mittels Greifeinrichtungen der Dosiervorrichtung. Ferner ist ein Haltezapfen vorteilhaft für die Kraftüberleitung vom Flansch in das Gehäuse.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist das Gehäuse oben eine zweite Verjüngung nach oben auf. Die zweite Verjüngung ist vorzugsweise an die Form einer dreiecksförmigen oder trapezförmigen Traverse angepasst werden, um diese beim Herausziehen der Kolbeneinheit aus der Zylindereinheit aufzunehmen. Sie begünstigt eine materialsparende Ausführung des Gehäuses.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist die Zylinderhalteeinrichtung zwei Hälften auf, wobei jede Hälfte mit einer Seitenwand des Gehäuses verbunden ist und die beiden Hälften an diametral einander gegenüberliegenden Rändern aneinander anliegen. Diese Ausführungsart ist besonders vorteilhaft für die einteilige Ausbildung der Zylinderhalteeinrichtung mit einem Gehäuse. Beim Zusammenfügen der Gehäuseteile werden auch die Hälften der Zylinderhalteeinrichtung zusammengefügt. Dies vereinfacht die Herstellung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die Seitenwände und/oder die Hälften der Zylinderhalteeinrichtung durch Rastelemente und/oder durch Heißverstemmung und/oder durch Verschweißung und/oder durch Verklebung und/oder durch Zentrierelemente miteinander verbunden. Bevorzugt sind die Seitenwände und/oder die Hälften der Zylinderhalteeinrichtung durch Rastelemente miteinander verbunden und/oder aufeinander ausgerichtet. Hierdurch wird die Herstellung vereinfacht. Vorteilhaft ist auch, dass die Verbindungselemente nicht besonders stabil sein müssen, weil die Gehäuseteile und/oder die Hälften der Zylinderhalteeinrichtung beim Gebrauch von der Dosiervorrichtung zusätzlich zusammengehalten werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist die Zylinderhalteeinrichtung am oberen Rand eine Codierung auf. Die Mehrkanalspritze kann mit einer Codierung wie bei herkömmlichen einfachen Spritzen versehen werden, sodass die Dosiervorrichtung die Mehrkanalspritzen erkennen und beispielsweise die jeweils eingestellte Dosiermenge anzeigen kann. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die Codierung einer einfachen Spritze gemäß EP 0 657 216 Bl und US 5,620,661 A und auf die Codierung mit Prüfelementen einer einfachen Spritze gemäß EP 2 574 402 Bl und US 9,291,529 B2, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
Dadurch, dass die Spritzenkolben in den Spritzenzylinder der Mehrkanalspritze geführt sind, wird eine Ausrichtung der Kolbenhalteeinrichtung bezüglich der Zylinderhalteeinrichtung erreicht, die das Verbinden mit der ersten und der zweiten Halteeinrichtung einer Dosiervorrichtung erleichtert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist das Gehäuse an der Innenseite vorstehende, in axialer Richtung der Antriebsstange geschlitzte Stege auf, in die die Rippen der Antriebsstange eingreifen. Hierdurch wird eine zusätzliche Führung der Kolbeneinheit in axialer Richtung erreicht. Durch diese Führung wird die Genauigkeit der Ausrichtung der Kolbenhalteeinrichtung auf die zweite Halteeinrichtung einer Dosiervorrichtung verbessert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat jede Zylindereinheit unten am Laufbereich eine zu sich nach unten verjüngende Zylinderspitze und an einer Außenstufe zwischen Laufbereich und Zylinderspitze an der Außenseite sich nach unten verjüngende Zentrierrippen. Die Zentrierrippen erleichtern das Zentrieren der Zylindereinheiten in tiefen Probengefäßen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die oberen Enden benachbarter Zylindereinheiten durch Stege miteinander verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die Stege mit der Unterseite des Trägers verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind sie mit der Bodenplatte oder mit der Tragstruktur des Trägers verbunden. Die Stege begünstigen das parallele Ausrichten der Zylindereinheiten zueinander, indem sie diese beim Erkalten nach dem Spritzgießen in die vorgesehene Ausrichtung ziehen.
Die Kolbenhalteeinrichtung kann allein durch das obere Ende der Antriebsstange gebildet sein. Diese weist beispielsweise ein Zylinderprofil oder ein Kastenprofil oder ein Kreuzprofil auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart ist die Kolbenhalteeinrichtung ein zylindrisches Kupplungs stück am oberen Ende der Antriebsstange.
Gemäß bevorzugter Ausführungsarten umfasst die Mehrkanalspritze 8, 12, 16, 24, 32, 96 oder 384 Spritzen. Dies ist vorteilhaft für das Dosieren von Flüssigkeiten unter Verwendung von Mikrotiterplatten mit 96 oder 384 Gefäßen. Gemäß einer weiteren Ausführungsart weisen die Spritzenzylinder die unteren Zylinderöffnungen der Spritzenzylinder einen Abstand voneinander auf, der dem Abstand zweier benachbarter Gefäße in einer definierten Richtung einer standardisierten Mikrotiter- platte (SBS-Standard) entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Kolbeneinheit einteilig spritzgegossen und/oder ist die Zylindereinheit und/oder das Gehäuse und/oder die Zylinderhalteeinrichtung einteilig spritzgegossen. Die Kolbeneinheit und/oder die Zylindereinheit und/oder das Gehäuse und/oder die Zylinderhalteeinrichtung ist jeweils aus einem Kunststoff oder aus mehreren Kunststoffen hergestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart sind die Kolbeneinheit und/oder die Zylindereinheit und/oder das Gehäuse und/oder die Zylinderhalteeinrichtung jeweils aus mindestens einem Polyolefin oder anderen Thermoplasten hergestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart ist die Kolbeneinheit aus Polyethylen und die Zylindereinheit aus Polypropylen hergestellt oder umgekehrt. Hierdurch ergibt sich eine besonders gute Gleitpaarung zwischen Spritzenkolben und Spritzenzylindern.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Mehrkanalspritze insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 mit einer Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten im Labor mit einer ersten Halteeinrichtung für eine Zylinderhalteeinrichtung eines Spritzenzylinders und einer axial verlagerbaren, zweiten Halteeinrichtung für eine Kolbenhalteeinrichtung eines Spritzenkolbens.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart wird die Mehrkanalspritze mit einer manuell angetriebenen oder einer elektromotorisch angetriebenen, handhabbaren oder stationären Dosiervorrichtung verwendet.
Die Mehrkanalspritze kann mit manuell angetriebenen Dispensern gebraucht werden, um die aufgenommenen Flüssigkeitsmengen in mehreren Schritten abzugeben. Ferner kann die Mehrkanalspritze mit elektromotorisch angetriebenen Dispensern gebraucht werden, mit denen die aufgenommenen Flüssigkeitsmengen in mehreren Dosierschritten oder in einem einfachen Dosierschritt insgesamt abgegeben werden können. Die Mehrkanalspritze kann mit handhabbaren Dosiervorrichtungen gebraucht werden, die beim Dosieren vom Anwender in einer Hand gehalten werden können. Ferner kann die Mehrkanalspritze mit stationären Dosiervorrichtungen gebraucht werden, insbesondere mit Dosierautomaten oder Laborautomaten. Bei diesen ist die zweite Halteeinrichtung elektromotorisch angetrieben, sodass sie sowohl eine Abgabe der aufgenommenen Flüssigkeitsmengen in mehreren Dosierschritten als auch in einem einzigen Dosierschritt ermöglichen. Die Dosiervorrichtung kann eine Dosiervorrichtung für den Gebrauch mit einer einfachen Spritze oder eine speziell für die Mehrkanalspritze ausgebildete Dosiervorrichtung sein.
In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich die Angaben„oben" und„unten" sowie„oberhalb" und "unterhalb" sowie davon abgeleitete Begriffe auf eine Ausrichtung der Mehrkanalspritze mit vertikalen Spritzenkolben und Spritzenzylindern, wobei die unteren Spritzenöffnungen nach unten und die oberen Spritzenöffnungen nach oben gerichtet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen eines Aus- führungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. la-d eine Kolbeneinheit einer Mehrkanalspritze in einer Perspektivansicht schräg von vorn und von der Seite (Fig. la), Vorderansicht (Fig. lb), Draufsicht (Fig. lc) und Seitenansicht (Fig. ld);
Fig. 2a-d eine einteilige Zylindereinheit der Mehrkanalspritze in aufgeklapptem
Zustand in einer Perspektivansicht schräg von vorn und von der Seite (Fig. 2a), Vorderansicht (Fig. 2b), Draufsicht (Fig. 2c) und Seitenansicht (Fig. 2d);
Fig. 3a-d die Kolbeneinheit und die Zylindereinheit beim Zusammenfügen der
Mehrkanalspritze in einer Perspektivansicht schräg von vorn und von der Seite (Fig. 3a), Vorderansicht (Fig. 3b), Draufsicht (Fig. 3c) und Seitenansicht (Fig. 3d); die Mehrkanalspritze in einer Perspektivansicht schräg von vorn und von der Seite (Fig. 4a), Vorderansicht (Fig. 4b), Draufsicht (Fig. 4c), Seitenansicht (Fig. 4d) und in einem Vertikalschnitt entlang der Achse 4e-4e von Fig. 4c (Fig. 4e); die Mehrkanalspritze verbunden mit einer elektronisch angetriebenen, handhabbaren Dosiervorrichtung in einer Perspektivansicht schräg von vorn und von der Seite (Fig. 5a), Vorderansicht (Fig. 5b), Seitenansicht der Mehrkanalspritze mit dem unteren Teil der Dosiervorrichtung (Fig. 5c) und Vertikalschnitt durch die Mehrkanalspritze und den unteren Teil der Dosiervorrichtung (Fig. 5d); die Mehrkanalspritze verbunden mit einer manuell angetriebenen, handhabbaren Dosiervorrichtung in einer Perspektivansicht schräg von vorn und von der Seite (Fig. 6a) und in Vorderansicht (Fig. 6b); die Mehrkanalspitze verbunden mit einem Dosierautomaten in einer Perspektivansicht schräg von vorn und von der Seite; eine weitere Mehrkanalspritze mit Zylindereinheiten mit rechteckigem Querschnitt in einer Perspektivansicht schräg von oben und von der Seite (Fig. 8a) und in einer Perspektivansicht schräg von unten und von der Seite (Fig. 8b);
eine weitere Mehrkanalspritze mit Zylindereinheiten mit ovalem Querschnitt in einer Perspektivansicht schräg von oben und von der Seite (Fig. 9a) und in einer Perspektivansicht schräg von unten und von der Seite (Fig. 9b).
Gemäß Fig. 1 weist die Kolbeneinheit 1 eine Antriebsstange 2, eine Traverse 3 am unteren Ende der Antriebsstange 2 und mehrere von der Traverse 3 nach unten vorstehende, zur Antriebs Stange 2 parallele Spritzenkolben 4 auf. Im Beispiel umfasst die Kolbeneinheit 1 acht Spritzenkolben 4. Die Antriebsstange 2 weist ein Kreuzprofil mit Rippen 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 auf. Die Antriebsstange 2 verjüngt sich von unten nach oben. Die Rippen 5.1, 5.2 haben einen in Längsrichtung konstanten, trapezförmigen Querschnitt. Die parallel zur Traverse gerichteten Rippen 5.3, 5.4 des T-Profils haben ebenfalls einen trapezförmigen Querschnitt. Ihre Höhe nimmt nach oben ab.
Am oben Ende der Antriebsstange 2 sitzt eine Kolbenhalteeinrichtung 6 in Form eines kreiszylindrischen Kupplungs Stückes. Das Kupplungsstück 6 hat am Umfang mehrere umlaufende Rillen 7 für ein sicheres Greifen durch eine Dosiervorrichtung. Gemäß einer anderen Ausführungsart weist das Kupplungs stück 6 keine umlaufenden Rillen 7 auf.
Die Traverse 3 ist plattenförmig, hat eine geradlinige, senkrecht zur Antriebsstange 2 gerichtete Basis 8 und eine erste Verjüngung nach oben mit einer dreiecks- förmigen Kontur. Die beiden oberen geneigten Ränder weisen jeweils eine wulstartige Verstärkung 10 auf. Auf der Vorder- und Rückseite verlaufen mehrere parallel zu den Spritzenkolben 4 erstreckte, nach außen vorstehende Rippen 11.1, 11.2.
Jeder Spritzenkolben 4 hat eine Kolbenstange 12, die oben mit der Basis 8 der Traverse 3 verbunden ist. Unten ist jede Kolbenstange 12 mit einem tellerförmigen Kolben 13 verbunden. Jeder Kolben weist eine schürzenförmig nach unten vorstehende Dichtlippe 14 auf. Jede Dichtlippe 14 hat außen einen umlaufenden Dichtwulst 15.
Von der Unterseite jedes Kolbens 13 steht eine Kolbenspitze 16 vor, die sich konisch nach unten verjüngt.
Jede Kolbenstange 12 weist ein Kreuzprofil mit Rippen 17.1, 17.2, 17.3, 17.4 auf. Die senkrecht zur Traverse 3 gerichteten Rippen 17.1, 17.2 der Kreuzprofile setzen die Rippen 11.1, 11.2 auf der Außenseite der Traverse 3 nach unten fort. Die Kolbeneinheit 1 ist aus einem einzigen Kunststoff spritzgegossen oder aus mehreren Kunststoffen in einem Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren spritzgegossen. Vorzugsweise ist die Kolbeneinheit 1 einteilig spritzgegossen. Vorzugsweise ist die Kolbeneinheit 1 aus einem Polyolefin, bevorzugt aus Polyethylen spritzgegossen.
Gemäß Fig. 2 umfasst eine Zylindereinheit 18 eine streifenförmige Bodenwand 19 und eine Mehrzahl in einer Reihe parallel nebeneinander angeordnet, von der Bodenwand nach unten vorstehender Spritzenzylinder 20. Im Beispiel umfasst die Zylindereinheit 18 acht Spritzenzylinder 20. Jeder Spritzenzylinder 20 weist eine obere Spritzenöffnung 21 und eine untere Spritzenöffnung 22 auf. Die oberen Spritzenöffnungen 21 münden in der Oberseite der Bodenwand 19. Ferner hat jeder Spritzenzylinder 20 einen hohlzylindrischen, oberen Zylinderabschnitt 23 mit einem zylindrischen Laufbereich 24 für einen Spritzenkolben 4 und eine vom unteren Ende des oberen Zylinderabschnitts 23 vorstehende, hohle Zylinderspitze 25. Jede Zylinderspitze 25 hat zwei Konusabschnitte 26, 27, wobei der obere Konusabschnitt 26 einen geringeren Konuswinkel als der untere Konusabschnitt 27 und der untere Konusabschnitt 27 die untere Spritzenöffnung 22 aufweist. Zwischen jedem oberen Zylinderabschnitt 23 und der Bodenwand 19 ist eine kurze, nach oben sich erweiternde, konische Erweiterung 28 vorhanden.
An die beiden gegenüberliegenden Längsseiten der Bodenwand 19 sind über Filmscharniere 29, 30 Gehäuseschalen 31.1, 31.2 eines Gehäuses 32 angelenkt. Jede Gehäuseschale 31.1, 31.2 weist eine Seitenwand 33, 34 auf, die eine im Wesentlichen rechteckiges unteres Seitenwandteil 33.1, 34.1 und einem im Wesentlichen giebelförmiges oberes Seitenwandteil 33.2, 34.2 aufweist. Der untere Rand jeder Seitenwand 33, 34 ist über ein Filmscharnier 29, 23 mit der Bodenwand 19 verbunden. Ferner weist jede Gehäuseschale 31.1, 31.2 an den äußeren Rändern der Seitenwände 33, 34 hochstehende schmale Seitenwandteile 35.1, 35.2, 36.1, 36.2 bzw. Schalenränder auf. Vom oberen Rand jeder Gehäuseschale 31.1, 31.2 steht mittig eine Hälfte einer Zylinderhalteeinrichtung 37 vor. Die Zylinderhalteeinrichtung 37 umfasst einen kreisringförmigen Flansch 38, von dem nach unten ein hohlzylindrischer Haltezapfen 39 vorsteht. Auf der Oberseite des Flansches 38 sind Codierelemente 40 und Prüfelemente 41 angeordnet, die jeweils durch Vorsprünge oder Vertiefungen gebildet sind. Der Flansch 38 weist am Umfang Führungsstrukturen 42 zum Ausrichten an weiteren Führungs strukturen der Dosiervorrichtung auf.
Jede Gehäuseschale 31.1, 31.2 ist mit einer Hälfte 37.1, 37.2 der Zylinderhalteeinrichtung 37 verbunden, die durch einen Längsschnitt durch die Mittelachse der Zylinderhalteeinrichtung 37 gebildet ist.
Hinsichtlich der möglichen Ausgestaltung des kreisringförmigen Flansches 38 wird Bezug genommen auf den kreisringförmigen Flansch gemäß EP 2 574 402 Bl, US 9,291,529 B2, EP 2 279 791 Bl und US 8,813,584, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
Von den Rändern der Gehäuseschale 31.1, 31.2 stehen Rastelemente 43 bis 46 in Form von Rasthaken vor. Jede Gehäuseschale 31.1, 31.2 weist aneinander gegenüberliegende Rändern zwei vorstehende Rasthaken 43 bis 46 auf und die jeweils andere Gehäuseschale 31.1, 31.2 hat seitlich zwei Rastnuten 47 bis 50 zur Aufnahme der Rasthaken 43 bis 46. Die eine Gehäuseschale 31.1 weist die Rasthaken 43, 44 im unteren, rechteckigen Abschnitt und die Rastnuten 49, 50 im oberen, giebelförmigen Abschnitt und die andere Gehäuseschale 31.2 weist die Rasthaken 45, 46 im oberen, giebelförmigen Abschnitt und die Rastnuten 47, 48 im unteren, rechteckigen Abschnitt auf. Ferner stehen vom Rand einer Gehäuseschale 31.1 untere Zentrierstifte 51, 52 vor und weist die andere Gehäuseschale 31.2 untere Zentrierlöcher 53, 54 zur Aufnahme der Zentrierstifte 51, 52 auf. Die unteren Zentrierstifte 51, 52 und unteren Zentrierlöcher 53, 54 befinden sich jeweils an der Ecke zwischen dem unteren, rechteckigen Abschnitt 34.1, 33.1 und dem oberen, giebelförmigen Abschnitt 34.2, 33.2 einer Gehäuseschale 31.1, 31.2.
Jeder Rasthaken 43 bis 46 hat am Ende einen nach innen vorstehenden Rastvorsprung 55 bis 58.
Schließlich weist jede Flanschhälfte 38.1, 38.2 des kreisringscheibenförmigen Flansches 38 in der Trennebene einen vorstehenden oberen Zentrierstift 59, 60 und ein oberes Zentrierloch 61, 62 auf, wobei der obere Zentrierstift 59, 60 der einen Flanschhälfte 38.1, 38.2 auf der Seite des oberen Zentrierloches 61, 62 der anderen Flanschhälfte 38.1, 38.2 angeordnet ist und umgekehrt.
Gemäß einer anderen Ausführungsart sind keine Zentrierlöcher 53, 54, 61, 62 oder Zentrierstifte 51, 52, 59, 60 vorhanden, sondern von einer Gehäuseschale 31.1, 31.2 vorstehende Stege, die beim Zusammenklappen der beiden Gehäuseschalen 31.1, 31.2 an der Innenseite der anderen Gehäuseschale 31.2, 31.1 anliegen.
Jede Gehäuseschale 31.1, 31.2 hat am unteren Ende der Zapfenhälfte 39.1, 39.2 des Haltezapfens 39 einen vorstehenden Steg 63, 64, der den Querschnitt der Zapfenhälfte 39.1, 39.2 teilweise versperrt. Jeder Steg 63, 64 weist am Rand im Zentrum einer wannenförmigen Vertiefung 63.1, 64.1 einen axial gerichteten Schlitz 65, 66 auf. Die Rippen 5.3, 5.4 der Antriebsstange können in die Vertiefungen 63.1, 64.1 und die Rippen 5.1, 5.2 in die Schlitze 65, 66 eingreifen.
Die Zylindereinheit 18 ist vorzugsweise einteilig aus einem einzigen Kunststoff spritzgegossen oder aus mehreren Kunststoffen im Mehrkomponenten-Spritzgieß- verfahren spritzgegossen. Vorzugsweise ist die Spritzeneinheit aus Polyolefin, bevorzugt aus Polypropylen spritzgegossen.
Gemäß Fig. 3 wird die Kolbeneinheit 1 mit der Zylindereinheit 18 zusammengesetzt, in dem die Spritzenkolben 4 mit den Kolbenspitzen 16 auf die oberen Spritzenöffnungen 21 der Spritzenzylinder 20 ausgerichtet werden. Danach werden die Spritzenkolben 4 in die Spritzenzylinder 20 eingeschoben, bis die Unterseite der Traverse 3 an der Oberseite der Bodenwand 19 anliegt. In dieser Stellung stoßen die Dichtlippen 14 der Spritzenkolben 4 gerade noch nicht gegen den Absatz am unteren Ende des Laufbereiches 24 und ist noch ein kleiner Spalt zwischen den Kolbenspitzen 16 und den Zylinderspitzen 25 vorhanden. Dies ist in Fig. 4 (e) gezeigt.
Das Einführen der Dichtlippen 14 in die Laufbereiche 24 wird durch die Erweiterungen 28 erleichtert.
Jede Gehäuseschale 31.1, 31.2 weist auf der Außenseite in Fortsetzung der Zapfenhälfte 39.1, 39.2 des Haltezapfens 39 eine sich bis kurz vor das Filmscharnier 29, 30 erstreckenden Zylinderauslauf 67, 68 auf, dessen Breite und Höhe nach unten abnimmt. Der Zylinderauslauf 67, 68 geht oben glatt in die Außenkontur der Zapfenhälfte 39.1, 39.2 über. Auf der Innenseite hat jede Gehäuseschale 31.1, 31.2 eine innere Längsrippe 69, 70, die sich vom Steg 63, 64 aus bis kurz vor das Filmscharnier 29, 30 erstreckt. Die Breite und Höhe der inneren Längsrippe 69, 70 nimmt nach unten ab.
Danach werden die Gehäuseschalen 31.1, 31.2 zusammengeklappt, wobei jeweils die Rasthaken 43 bis 46 der einen Gehäuseschale 31.1, 31.2 in die Rastnuten 47 bis 50 der anderen Gehäuseschale 31.1, 31.2 eintauchen, bis die Rastvorsprünge 55 bis 58 die Seitenwand 33, 34 der anderen Gehäuseschale 31.1, 31.2 randseitig übergreifen. Ferner werden beim Zusammenklappen die Zentrierstifte 51, 52, 59, 60 der einen Gehäuseschale 31.1, 31.2 jeweils in eine Zentrierloch 53, 54, 61, 62 der ande- ren Gehäuseschale 31.1, 31.2 eingefügt. Die schmalen Seitenwandteile 35.1, 35.2 bilden zusammengefügt eine schmale Seitenwand 35 und die schmalen Seitenwandteile 36.1, 36.2 bilden zusammengefügt eine schmale Seitenwand 36 des Gehäuses 32.
Fig. 4 zeigt die durch Verrasten der Gehäuseschalen 31.1, 31.2 zu einem Gehäuse 32 für die Spritzenzylinder fertig konfektionierte Mehrkanalspritze 72. Die Mehrkanalspritze 72 umfasst im Beispiel acht Spritzen 73.
Das Gehäuse 32 ist zugleich ein Träger 71 der Zylindereinheit 18, von dem die Spritzenzylinder 20 nach unten vorstehen.
Vorzugsweise ist die Mehrkanalspritze 72 ein Ein wegteil (disposable).
Gemäß Fig. 5 ist die Mehrkanalspritze 72 am unteren Ende einer Dosiervorrichtung 74 gehalten. Die Dosiervorrichtung 74 ist im Beispiel ein Dispenser mit elektromotorischem Antrieb für die Spritzenkolben 4. Hierbei handelt es sich um einen Handdispenser, d.h. einen Dispenser, der vom Anwender beim Dosieren in einer Hand gehalten werden kann. In der Zeichnung gezeigt ist der elektronische Dispenser Multipette® E3 der Eppendorf AG.
Die Dosiervorrichtung 74 hat ein im Wesentlichen stangenförmiges Gerätegehäuse 75.
Am unteren Ende hat das Gerätegehäuse 75 eine Aufnahme 76 in die wahlweise eine herkömmliche Spritze oder eine erfindungsgemäße Mehrkanalspritze 72 mit dem kreisringförmigen Flansch 38 eingesetzt werden kann. Der kreisringförmige Flansch 38 wird in der Aufnahme 76 an einem kreisringförmigen Anschlag 77 mittels Spritzengreifhebeln 78, 79 fixiert. Ferner ist in der Aufnahme 76 eine axial verschiebbare Kolbenaufnahme 80 vorhanden, in die eine einfache Spritze oder die erfindungsgemäße Mehrkanalspritze 72 mit dem Kupplungs stück 6 einsetzbar ist.
Beim Einsetzen in die Kolbenaufnahme 80 wird das Kupplungsstück 6 von Kolbengreifhebeln 81, 82 gegriffen.
Einzelheiten möglicher Haltemechaniken der Dosiervorrichtung sind in der EP 0 656 229 Bl, US 5 620 660A, EP 2 279 791 Bl und US 8,813,584 B2 beschrieben, deren Inhalt hiermit in dieser Anmeldung aufgenommen wird.
Die Dosiervorrichtung 74 weist oben ein Wahlrad 83 für die Auswahl des Betriebsmodus auf, der unter anderem die Wahl der Betriebsmodi Dispensieren und Pipettieren ermöglicht.
Ferner hat die Dosiervorrichtung 74 oben ein großes Display 84, das insbesondere die eingestellten Dosiervolumina angibt.
Darunter hat die Dosiervorrichtung 74 zwei Wippschalter 85, 86 zum Einstellen verschiedener Dosierparameter.
Eine Auslösetaste 87 dient zum Auslösen von Ansaug- und Dispensier- oder Pipet- tierschritten sowie zum Speichern von Parametereinstellungen.
Auf der Rückseite hat die Dosiervorrichtung 74 eine Handauflage 88 für das sichere und bequeme Halten der Dosiervorrichtung 74.
Ein Abwerfer 89 mit einer Abwerfertaste 90 am oberen Ende ermöglicht einen Ein- hand-Abwurf von einfachen Spritzen sowie der erfindungsgemäßen Mehrkanalspritze 72. Die zum Befestigen der Mehrkanalspritze 72 und Lösen der Mehrkanalspritze 72 von der Dosiervorrichtung 74 aufzubringenden Kräfte entsprechen den Kräften zum Befestigen und Lösen einer einfachen Spritze. Die Dosiervorrichtung 74 kann bei geeigneter Programmierung mit Hilfe der Codierung der Mehrkanalspritze 72 den Typ der eingesetzten Mehrkanalspritze 72 erkennen und das Display 84 entsprechend steuern.
Aufgrund des geringen Gewichtes der Mehrkanalspritze 72 ist die Dosiervorrichtung 74 auch mit der daran befestigten Mehrkanalspritze 72 sehr gut handhabbar.
Gemäß Fig. 6 ist die Mehrkanalspritze 72 am unteren Ende einer Dosiervorrichtung 91 gehalten, die ein manuell angetriebener Dispenser ist. Hierbei handelt es sich ebenfalls um einen Handdispenser, der vom Anwender beim Dosieren in einer Hand gehalten werden kann. Im Beispiel gezeigt ist der manuelle Dispenser Multi- pette®M4 der Eppendorf AG.
Die Dosiervorrichtung 91 hat ein im Wesentlichen stangenförmiges Gerätegehäuse 92. Dieses hat am unteren Ende eine Aufnahme 93, in der wahlweise eine herkömmliche Spritze oder eine erfindungs gemäße Mehrkanalspritze 72 mit dem kreisringförmigen Flansch 38 eingesetzt werden kann. Der kreisringförmige Flansch 38 wird in der Aufnahme 92 an einem kreisringförmigen Anschlag mittels Spritzengreif- hebeln fixiert.
Ferner ist in der Aufnahme 92 eine axial verschiebbare Kolbenaufnahme, in die eine einfache Spritze oder die erfindungs gemäße Mehrkanalspritze 72 mit dem Kupplungs stück 6 einsetzbar ist.
Beim Einsetzen in die Kolbenaufnahme wird das Kupplungsstück 6 von Kolbengreifhebeln gegriffen. Einzelheiten möglicher Haltemechanik in der Dosiervorrichtung sind in den Patentveröffentlichungen beschrieben, die zur Dosiervorrichtung gemäß Fig. 5 angegeben sind.
Die Dosiervorrichtung 91 weist an der Vorderseite des Gehäuses 92 einen Aufziehhebel 94 und einen Dispensierhebel 95 auf. Am oberen Ende des Gehäuses 92 befindet sich ein Wahlrad 96, das beidseitig etwas aus dem Gehäuse 92 heraussteht und mit dem die Dispensierschrittweite und damit das Dispensiervolumen eingestellt werden kann.
Ferner hat das Gehäuse 92 am oberen Ende auf derselben Seite, auf der sich der Aufziehhebel 94 und der Dispensierhebel 95 befinden, ein Display 97. Das Display 97 zeigt in Abhängigkeit von der Codierung der jeweils eingesetzten Spritze bzw. Mehrkanalspritze 72 für jede Einstellung des Wahlrades 96 die Dosiermenge jedes Dosierschrittes an.
Mittels des Aufziehhebels 94 wird Flüssigkeit in sämtliche Spritzen (Kanäle) der Mehrkanalspritze 72 eingesogen. Durch Betätigen des Dispensierhebels 95 wird schrittweise Flüssigkeit abgegeben, bis keine Flüssigkeit mehr in den Spritzen ist bzw. die in den Spritzen vorhandene Restmenge nicht mehr für die eingestellte Dosiermenge ausreicht.
Gemäß Fig. 6 weist die Mehrkanalspritze 72 zusätzlich im Übergangsbereich zwischen Laufbereich 24 und Zylinderspitze 25 an der Außenseite Zentrierrippen 25.1 auf, die sich nach unten verjüngen, um die Zentriereinheiten beim Einführen in tiefe Probengefäße zu zentrieren.
Dieser Anwendung kommen die zu Fig. 5 genannten Vorteile zu. Insbesondere ist das geringe Gewicht der Mehrkanalspritze 72 von Vorteil. Schließlich zeigt Fig. 7 die Anwendung einer Mehrkanalspritze 72 in einem Laborautomaten 98. Dieser hat eine Arbeitsplatte 99, über der mittels eines elektromotorisch angetriebenen XYZ-Übertragungs Systems 100 eine elektromotorisch angetriebene Dosiervorrichtung 101 verfahrbar ist.
Die Dosiervorrichtung 101 hat ein stangenförmiges Gerätegehäuse 102 mit Kastenquerschnitt, das am unteren Ende eine Aufnahme 103 für eine herkömmliche Spritze oder eine erfindungsgemäße Mehrkanalspritze 72 aufweist. Der kreisringförmige Flansch 38 wird in der Aufnahme an einem kreisringförmigen Anschlag mittels Spritzengreifhebeln fixiert.
In der Aufnahme 103 ist eine Kolbenaufnahme verschiebbar angeordnet, die von einem elektromotorischen Antrieb angetrieben ist. In die Kolbenaufnahme ist eine einfache Spritze oder die erfindungs gemäße Mehrkanalspritze 72 mit dem Kupplungs stück 6 einsetzbar. Beim Einsetzen in die Kolbenaufnahme wird das Kupplungs stück 6 von Kolbengreifhebeln gegriffen.
Einzelheiten möglicher Haltemechaniken der Dosiervorrichtung 101 sind wiederum in den obigen Patentschriften beschrieben, die zur Dosiervorrichtung 74 von Fig. 5 genannt sind.
Auf der Arbeitsplatte 99 sind beispielhaft ein Behälter 104 für Reagenzien, eine Mikro titerplatte 105 mit Vertiefungen 106 an der Oberseite zur Aufnahme von Flüssigkeit und ein Behälter 107 zum Bereitstellen oder Abgeben von Mehrkanalspritzen 72 vorhanden. Mittels des XYZ-Übertragungs Systems 100 ist die Dosiervorrichtung 101 so verfahrbar, dass sie auf der Arbeitsplatte 99 Mehrkanalspritzen 72 aufnehmen und abgeben kann und in aufgenommene Mehrkanalspritzen 72 Flüssigkeit aufnehmen und an Mikrotiterplatten 106 oder andere Behälter 104 abgeben kann. Bei dieser Anwendung sind insbesondere das geringe Gewicht und die geringen Aufsteck- und Abwurfkräfte vorteilhaft.
Die Mehrkanalspritze von Fig. 8 weist im Unterschied zu der vorbeschriebenen Mehrkanalspritze Zylindereinheiten 18 mit viereckigem anstatt kreisrundem Querschnitt auf.
Die Mehrkanalspritze gemäß Fig. 9 weist Zylindereinheiten 18 mit ovalem Querschnitt auf.
Bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 8 und 9 können Zylindereinheiten 18 mit größeren Querschnitten an der Bodenwand angeordnet werden, als bei der Mehrkanalspritze gemäß Fig. 1 bis 7.
Die Erläuterungen der Kanalspritze zu Fig. 1 bis 7 gelten sinngemäß auch für die Mehrkanalspritzen von Fig. 8 und 9. Die entsprechenden Bestandteile der Mehrkanalspritzen von Fig. 8 und 9 sind mit denselben Bezugsziffern wie bei der Mehrkanalspritze von Fig. 1 bis 7 versehen.
Bezugszeichenliste:
1 Kolbeneinheit
2 Antriebsstange
3 Traverse
4 Spritzenkolben
5.1, 5.2 5.3, 5.4 Rippen
6 Kolbenhalteeinrichtung
7 Rillen
8 Basis
9 Verjüngung
10 Verstärkung
11.1, 11.2 Rippen
12 Kolbenstange
13 Kolben
14 Dichtlippe
15 Dichtwulst
16 Kolbenspitze
17.1, 17.2, 17.3, 17.4 Rippen
18 Zylindereinheit
19 Bodenwand
20 Spritzenzylinder
21 obere Spritzenöffnung
22 untere Spritzenöffnung
23 Zylinderab schnitt
24 Laufbereich
25 Zylinderspitze
25.1 Zentrierrippe
26, 27 Konusabschnitte
28 Erweiterung , 30 Filmscharnier
.1, 31.2 Gehäuseschale
Gehäuse
, 34 Seitenwand
.1, 34.1 unteres Seitenwandteil
.2, 34.2 oberes Seitenwandteil
, 36 schmales Seitenwandteil
Zylinderhalteeinrichtung
.1, 37.2 Hälfte der Zylinderhalteeinrichtung
Flansch
.1, 38.2 Flanschhälfte
hohlzylindrischer Haltezapfen.1, 39.2 Zapfenhälfte
Codierelement
Prüfelement
Führungsstruktur
, 44, 45, 46 Rasthaken
, 48, 49, 50 Rastnut
, 52 unterer Zentrierstift
, 54 unteres Zentrierloch
, 56, 57 58 Rastvorsprung
, 60 oberer Zentrierstift
, 62 oberes Zentrierloch
,64 Steg
.1, 64.1 wannenförmige Vertiefung, 66 Schlitz
, 68 Zylinderauslauf
, 70 innere Längsrippe
Träger
Mehrkanalspritze 73 Spritze
74 Dosiervorrichtung
75 Gerätegehäuse
76 Aufnahme
77 kreisringförmiger Anschlag
78, 79 Spritzengreifhebel
80 Kolbenaufnahme
81, 82 Kolbengreifhebel
83 Wahlrad
84 Display
85, 86 Wippschalter
87 Auslösetaste
88 Handauflage
89 Abwerfer
90 Abwerfertaste
91 Dosiervorrichtung
92 Gerätegehäuse
93 Aufnahme
94 Aufziehhebel
95 Dispensierhebel
96 Wahlrad
97 Display
98 Laborautomat
99 Arbeitsplatte
100 XYZ-Übertragungs System
101 Dosiervorrichtung
102 Gerätegehäuse
103 Aufnahme
104 Behälter
105 Mikrotiterplatte 106 Vertiefung
107 Behälter

Claims

Ansprüche:
1. Mehrkanalspritze für den Gebrauch mit einer Dosiervorrichtung (72) zum Dosieren von Flüssigkeiten im Labor mit einer ersten Halteeinrichtung für eine Zylinderhalteeinrichtung (37) eines Spritzenzylinders und einer axial verlagerbaren zweiten Halteeinrichtung für eine Kolbenhalteeinrichtung (6) eines Spritzenkolbens umfassend
• eine einteilige Kolbeneinheit (1) aus Kunststoff, die eine Antriebsstange (2) mit der Kolbenhalteeinrichtung (6) am oberen Ende, eine senkrecht zur Antriebsstange gerichtete Traverse (3) am unteren Ende der Antriebsstange (2), mehrere von der Traverse (3) nach unten vorstehende, zur Antriebsstange (2) parallele Spritzenkolben (4) und an jedem Spritzkolben einen umlaufenden Dichtbereich (14) aufweist,
• eine einteilige Zylindereinheit (18) aus Kunststoff umfassend einen Träger (71) und mindestens eine Reihe parallel nebeneinander angeordneter, vom Träger (71) nach unten vorstehender Spritzenzylinder (20), von denen jeder eine untere Spritzenöffnung (22), eine obere Spritzenöffnung (21) und im Inneren einen Laufbereich (24) für einen Spritzenkolben (4) der Kolbeneinheit (1) aufweist,
• wobei jeder Spritzenkolben (4) durch eine obere Spritzenöffnung (21) hindurch in einen Spritzenzylinder (20) eingreift und mit dem Dichtbereich (14) abdichtend am Laufbereich (24) anliegend im Laufbereich (24) verlagerbar ist und
• die Zylinderhalteeinrichtung (37) oberhalb der Spritzenzylinder (20) angeordnet ist, und mit dem Träger (71) verbunden ist.
2. Mehrkanalspritze nach Anspruch 1, bei der die Traverse (3) plattenförmig ist, eine geradlinige, senkrecht zur Antriebsstange (2) gerichtete Basis (8) aufweist, von der die Spritzenkolben (4) nach unten vorstehen, oben eine erste Verjüngung (9) hat, wobei die Antriebsstange (2) vom oberen Ende der Traverse (3) nach oben vorsteht.
3. Mehrkanalspritze nach Anspruch 1 oder 2, bei der jeder Spritzenkolben (4) eine Kolbenstange (12) aufweist, die oben mit der Traverse (3) und unten mit einem Kolben (13) verbunden ist, der abdichtend im Laufbereich (24) geführt ist.
4. Mehrkanalspritze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der jeder Spritzenkolben (4) am unteren Ende eine Kolbenspitze (16) aufweist und jeder Spritzenzylinder (20) am unteren Ende eine Zylinderspitze (25) aufweist, in die die Kolbenspitze (16) einschiebbar ist.
5. Mehrkanalspritze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Traverse (3) und/oder die Antriebsstange (2) und/oder die Kolbenstangen (12) parallel zu den Spritzenkolben (4) erstreckte, nach außen vorstehende Rippen (11.1, 11.2, 5.1 bis 5.4, 17.1 bis 17.4) aufweisen.
6. Mehrkanalspritze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Träger (71) eine Bodenwand (19) eines Gehäuses (32) umfasst, die einteilig mit den Spritzenzylindern (20) ausgebildet ist, und das Gehäuse (32) von der Bodenwand (19) nach oben vorstehende Seitenwände (33, 34) aufweist, die mit der Zylinderhalteeinrichtung (37) verbunden sind.
7. Mehrkanalspritze nach Anspruch 6, bei der der Träger (71) das Gehäuse (32) umfasst.
8. Mehrkanalspritze nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Bodenwand (19) an zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten über Filmscharniere (29, 30) einteilig mit den Seitenwänden (33, 34) verbunden ist, mindestens eine Seiten- wand (33, 34) oben mit der Zylinderhalteeinrichtung (37) verbunden ist, die Seitenwände (33, 34) um die Filmscharniere (29, 30) zusammengeklappt sind und die zusammengeklappten Seitenwände (33, 34) miteinander verbunden sind.
9. Mehrkanalspritze nach Anspruch 8, bei der die Seitenwände (33, 34) an ihren beiden seitlichen Rändern vorstehende schmale Seitenwandteile (35, 36) aufweisen, wobei jeweils zwei schmale Seitenwandteile (35, 36) der zusammengeklappten Seitenwände (33, 34) gemeinsam eine schmale Seitenwand bilden.
10. Mehrkanalspritze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der Träger (71) einteilig mit der Zylinderhalteeinrichtung (37) verbunden ist.
11. Mehrkanalspritze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Zylinderhalteeinrichtung (37) einen kreisringscheibenförmigen Flansch (38) aufweist, und die Antriebs Stange (2) auf der Mittelachse des Flansches (38) angeordnet ist.
12. Mehrkanalspritze nach Anspruch 11, bei der die Zylinderhalteeinrichtung (37) einen hohlzylindrischen Haltezapfen (39) aufweist, die Antriebsstange (2) auf der Mittelachse des Haltezapfens (39) angeordnet ist, und der Flansch (38) mit dem oberen Ende des Haltezapfens (39) verbunden ist.
13. Mehrfachspritze nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der die Zylinderhalteeinrichtung (37) zwei Hälften (37.1, 37.2) aufweist, wobei jede Hälfte (37.1, 37.2) mit einer Seitenwand (33, 34) des Gehäuses (32) verbunden ist und die beiden Hälften (37.1, 37.2) an diametral einander gegenüberliegenden Rändern aneinander anliegen.
14. Mehrfachspritze nach einem der Ansprüche 6 bis 13, bei der das Gehäuse (32) oben eine zweite Verjüngung (33.2, 34.2) aufweist.
15. Mehrkanalspritze nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei der die Seitenwände (33, 34) und/oder die Hälften (37.1, 37.2) der Zylinderhalteeinrichtung (37) durch Rastelemente (43 bis 46 und 47 bis 50) und/oder durch Heiß- verstemmung und/oder durch Verschweißung und/oder durch Verklebung und/oder durch Zentrierelemente (51, 52, 59, 60; 53, 54, 61, 62) miteinander verbunden und/oder aufeinander ausgerichtet sind.
16. Mehrkanalspritze nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der Zylinderhalteeinrichtung (37) am oberen Rand eine Codierung (40) aufweist.
17. Mehrkanalspritze nach einem der Ansprüche 6 bis 16, bei der das Gehäuse (32) an der Innenseite vorstehende, in axialer Richtung geschlitzte Stege (63, 64) aufweist, in die Rippen (5.1, 5.2) der Antriebsstange (2) eingreifen.
18. Mehrkanalspritze nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der die Kolbeneinheit (1) einteilig spritzgegossen ist und/oder bei der die Zylindereinheit (18) und/oder das Gehäuse (32) und/oder die Zylinderhalteeinrichtung (37) einteilig spritzgegossen ist/sind.
19. Verwendung einer Mehrkanalspritze (72) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 mit einer Dosiervorrichtung (74) zum Dosieren von Flüssigkeiten im Labor mit einer ersten Halteeinrichtung (76) für eine Zylinderhalteeinrichtung (37) eines Spritzenzylinders und einer axial verlagerbaren, zweiten Halteeinrichtung (80) für eine Kolbenhalteeinrichtung (6) eines Spritzenkolbens. Verwendung nach Anspruch 19, mit einer manuell angetriebenen oder einer elektromotorisch angetriebenen, handhabbaren oder stationären Dosiervorrichtung (74).
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