EP3851191A1 - Plunger lift pipette, data processing apparatus and system and method for operating a plunger-lift pipette - Google Patents
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- EP3851191A1 EP3851191A1 EP20152459.2A EP20152459A EP3851191A1 EP 3851191 A1 EP3851191 A1 EP 3851191A1 EP 20152459 A EP20152459 A EP 20152459A EP 3851191 A1 EP3851191 A1 EP 3851191A1
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Definitions
- the invention relates to a method, a computer program and a system for operating a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette and a corresponding piston-operated pipette and a data processing device that interacts with this.
- Such hand-held piston pipettes are commonly used in medical, biological, biochemical, chemical and other laboratories. They are used in the laboratory to transport and transfer fluid samples with small volumes, especially for precise dosing of the samples. With piston-operated pipettes, for example, liquid samples are sucked into pipette tips by means of negative pressure, stored there, and released again at the destination.
- An electrically operated hand-held piston-operated pipette can often be controlled by at least one pipetting program in order to carry out at least one type of pipetting process in an automated manner.
- Pipetting devices in the general sense include, for example, hand-held pipettes and dispensers.
- Hand-held pipettes are designed for one-handed use by human users. But there are also laboratory machines with robotized gripping arms, the gripping tools of which simulate the activities of a human hand for operating a hand-held pipette and which are set up for handling and operating a hand-held pipette.
- a pipette is understood to mean a device in which a sample to be pipetted can be sucked into a pipetting container connected to the pipette by means of a movement device which is assigned to the device and which can in particular have a piston.
- a piston-operated pipette also referred to as an "air cushion pipette”
- the piston is assigned to the device.
- an air cushion which is expanded when the sample is taken up in the pipette tip, causing the sample to be vacuumed is sucked into the pipette tip.
- a dispenser is understood to mean a device in which a volume to be pipetted can be sucked into a pipetting container connected to the dispenser by means of a movement device, which can in particular have a piston, the movement device being at least partially assigned to the pipetting container, for example by the piston is arranged in the pipetting container.
- a movement device which can in particular have a piston, the movement device being at least partially assigned to the pipetting container, for example by the piston is arranged in the pipetting container.
- the amount of sample released by a single actuation can correspond to the amount of sample sucked into the device.
- a quantity of sample received corresponding to several delivery quantities is delivered again in steps.
- single-channel pipetting devices and multi-channel pipetting devices with single-channel pipetting devices containing only a single delivery / receiving channel and multi-channel pipetting devices containing multiple delivery / receiving channels, which in particular allow the parallel delivery or receiving of multiple samples.
- Pipetting devices can in particular be hand-operated, i.e. imply a driving of the movement device generated by the user, and / or can in particular be operated electronically.
- a pipetting device can be an electric pipetting device, for example by electrically setting the current output volume or at least one other operating parameter.
- the pipetting devices described in the context of the present invention are hand-held, computer-controlled piston-operated pipettes with an electric piston drive, also referred to as hand-held, electronic pipettes.
- An example of a hand-held, electronic pipette of the prior art is the Eppendorf Xplorer® and Xplorer® plus from Eppendorf AG, Germany, Hamburg;
- Examples of hand-held, electronic dispensers are the Multipette® E3 and Multipette® E3x from Eppendorf AG, Germany, Hamburg.
- Electric pipetting devices offer numerous advantages over non-electric ones Pipetting devices, since a large number of functions can be implemented in a simple manner.
- the implementation of specific, program-controlled pipetting processes can be simplified by automating or partially automating them.
- Typical operating parameters for controlling such pipetting processes by means of appropriate pipetting programs relate to the volume when sucking in or dispensing liquid, its sequence and repetitions, and possibly its time parameters in the time distribution of these processes.
- An electrical pipetting device can be designed to be operated in one operating mode or several operating modes.
- An operating mode can provide that a set with one or more operating parameters of the pipetting device, which influence or control a pipetting process of the pipetting device, is automatically queried, set and / or applied.
- piston-operated pipettes are often used to pipette aqueous samples, in which water forms the basis of the liquid sample.
- air cushion the air space between the inside of the pipette tip and the end of the piston. Changes in air pressure can occur in particular when the temperature of the liquid changes, since the vapor pressure is temperature-dependent. Unless otherwise stated, a room temperature condition is assumed below.
- the vapor pressure of water and thus of the pipetted sample is also essentially constant immediately after the aqueous sample has been sucked into the pipette tip.
- the vapor pressure is the pressure that is established when a vapor with the associated liquid phase is in thermodynamic equilibrium in a closed system.
- liquids with a higher vapor pressure were divided into three classes which differ in their vapor pressure.
- the solvent ethanol falls into the first class, methanol into the second class, and acetone into the third class. All three classes are liquids that have a significantly higher vapor pressure than water, with acetone having the highest vapor pressure.
- the invention is based on the object of specifying a method, a system and a computer program or a piston-operated pipette with which liquids with a higher vapor pressure than water can be conveniently and precisely pipetted.
- the invention solves this problem by the method according to claim 1, the hand-held piston-operated pipette according to claim 12, the system according to claim 15, the computer program according to claim 16 and the data processing device according to claim 17.
- Preferred embodiments are in particular the subjects of the dependent claims.
- the method according to the invention is a method for operating a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette, which is used for the computer-controlled implementation of a pipetting process with a liquid sample, in particular for automatic pre-wetting of the inside of a pipette tip, which is arranged on the working cone of the piston-operated pipette, having the computer-controlled steps: • Providing a function n_vb (x) which specifies a number n_vb of one or more pre-wetting steps as a function of a variable x characterizing the pipetting process, • detecting the at least one parameter value of the variable x characterizing the pipetting process; • Determining the number n_vb of pre-wetting steps assigned to the variable x from the function n_vb (x); • Execution of a pre-wetting step or a sequence of the number n_vb of several pre-wetting steps, where n_vb> 0 and where a pre-wetting step in
- n_vb (x) assigns a value n_vb to the values of a one- or multi-dimensional variable x.
- the value range of the function n_vb (x) contains at least two different values.
- the variable x can be one-dimensional, i.e. contain only one parameter, e.g. a volume.
- the variable x can be multidimensional, i.e. it can contain several parameters, e.g. type of liquid and volume.
- the possibility of selecting different values n_vb as a function of the variable x means that an individual number of pre-wetting steps can be selected for different pipetting conditions. In this way, it is possible in particular to minimize the time expenditure resulting from the pre-wetting steps, which is necessary in order to be able to carry out the desired pipetting processes precisely with a liquid having a higher vapor pressure than water, even without the liquid dripping off.
- the number of pre-wetting steps should prevent dripping of the pipette tip filled with the liquid for a period of time ⁇ t measured from the complete absorption of the sample into the pipette tip.
- the invention is based on the observation that the time until the thermodynamic equilibrium that can be set by the pre-wetting steps is reached in the space between the liquid and the piston in the case of a liquid taken up in the pipette tip can depend on a wide variety of factors. If you take this into account factors or parameters that are easy to determine, one obtains an optimal pipetting strategy for the liquid sample in question.
- n_vb (x) preferably optimizes a number n_vb of one or more pre-wetting steps depending on a variable x characterizing the pipetting process in such a way that the air pressure achieved in the air cushion between the liquid sample and the stationary piston of the piston-operated pipette by means of the pre-wetting is sufficiently constant, to prevent the sample to be sucked into the pipette tip during the pipetting process from dripping out.
- the air pressure is assumed to be sufficiently constant in particular if dripping is prevented under standard conditions for a period of time ⁇ t.
- the standard conditions include a situation at room temperature, the piston-operated pipette should be stored vibration-free and motionless from the time the volume V of the sample to be pipetted is drawn into the pipette tip, e.g. by placing the piston-operated pipette in one Pipette stand, with the pipette tip in particular being mounted vertically, that is to say parallel to the force of gravity. The time from the end of aspiration until a first drop of liquid drips off the lower end of the pipette tip is recorded.
- the type of liquid i.e. in particular the vapor pressure of the liquid to be specified under standard conditions, turned out to be an important factor in determining the number n_vb of pre-wetting.
- this vapor pressure is 58 hPa, for methanol 129 hPa and for acetone 246 hPa.
- the liquid type can be described by a parameter ID_LM which chemically identifies the main liquid component of the liquid sample to be pipetted.
- the mixing ratio can be used as a factor in determining the number n_vb of pre-wetting. If a liquid is used that does not tend to drip off, in particular due to a low vapor pressure, e.g. water, as a diluent for a liquid with a higher vapor pressure, then the dilution can also be used as a factor in determining the number n_vb of pre-wetting, in particular by naming the Amount, volume or weight fraction of the diluent contained in the liquid sample to be pipetted, identifiable by a parameter ID_VM.
- n_vb of pre-wetting Another important factor in determining the number n_vb of pre-wetting turned out to be the filling level in a pipette tip, based on the nominal volume (nominal maximum filling) of the pipette tip, which can be viewed, for example, at 100%, 50 and 10% of the nominal volume. Similarly, the volume V taken up in the pipette tip during a pipetting process is an important factor in determining the number n_vb of pre-wetting.
- the device type of the piston-operated pipette turned out to be a further important factor in determining the number n_vb of pre-wetting. This can be explained, among other things, by the fact that the volume of the air space between the outlet of a working cone and the piston of the piston-operated pipette differs from device to device. Said air space makes a significant contribution to the entire air space between the liquid and the end of the piston, in which a vapor pressure has to be established in order to form an equilibrium.
- a parameter ID_GT which identifies the device type of the piston-operated pipette performing the pipetting process can therefore also be used as a factor or parameter.
- a parameter is a set of known piston-operated pipettes, each of which has a specific device type with a specific nominal volume (e.g. the pipette set: 10 ⁇ l pipette, 100 ⁇ l pipette, 300 ⁇ l pipette, 1000 ⁇ l pipette, 1200 ⁇ l pipette) Pipette, 5 ml pipette, 10 ml pipette), the use of a parameter V_nom, which contains the nominal volume of the pipette and thus uniquely identifies the pipette.
- a parameter V_nom which contains the nominal volume of the pipette and thus uniquely identifies the pipette.
- the type of pipette tip is also a parameter that can be used to determine the number n_vb of pre-wetting.
- the wettability can vary due to the material of the pipette tip.
- the pipette tips have different inner surface sizes, which determine the setting of the vapor pressure, as well as varying nominal volumes and air space volumes above the liquid.
- a parameter ID_ST which identifies the pipette tip used in the pipetting process can therefore also be used as a factor or parameter.
- Another parameter that can be used to determine the number n_vb of pre-wetting can be the speed v_K at which the piston of the piston-stroke pipette is moved when the at least one pre-wetting step is carried out.
- v_K the speed at which the piston of the piston-stroke pipette is moved when the at least one pre-wetting step is carried out.
- a relevant parameter for determining the number n_vb of pre-wetting is the temperature T of the vicinity of the piston-operated pipette or the liquid sample to be pipetted during the pipetting process, and / or an air pressure or vapor pressure P of the environment of the piston-operated pipette that is present for the pipetting process.
- the function n_vb (x) assigns a value n_vb to the values of a one- or multi-dimensional variable x.
- the value range of the function n_vb (x) contains at least two different values.
- a function n_vb (x) which is valid in practice for a wide variety of pipetting situations contains a large number of different assignments of a value n_vb to the components or parameters of a multidimensional variable x, the value range then contains a large number of different values of the number n_vb.
- the assignments can be in the form of a data assignment table, which can represent the function n_vb (x).
- the function can contain the data assignment table in order to assign a number n_vb to the variable x.
- n_vb the number of pre-wetting steps
- the invention includes that the function n_vb (x) contains at least one value n_vb> 0, which is assigned to at least one variable, that is to say parameter combination x.
- n_vb (x) can also partially or completely contain at least one calculation algorithm or be represented by this in order to assign the number n_vb to the variable x.
- Such an algorithmic assignment is particularly suitable for determining further values by interpolation or extrapolation on the basis of known, since experimentally determined, value assignments of n_vb (x).
- some of the parameters of the variable x can be determined experimentally, and for a selected parameter xi, that is a component of x, the algorithm can be used to make an assignment that assigns the desired values n_vb (xi) to a variation of xi.
- n_vb (xi) can be made via an algorithm, with xi in particular being the volume V to be pipetted during a planned pipetting process, in particular to be aspirated into the pipette tip.
- this representation leads to a sufficiently precise description of the optimal number n_vb of pre-wetting as a function of the pipetting volume V.
- n_vb (x) which specifies a number n_vb of one or more pre-wetting steps as a function of a variable x characterizing the pipetting process
- An external data processing device is preferably provided, which in particular has a data interface device, in particular a user interface device (for example a touchscreen) and in particular an electronic control device.
- One piston stroke pipette or several piston stroke pipettes can be provided, with each piston stroke pipette being able to have an electronic control device.
- the control devices of the external data processing device and the piston-operated pipette can each be set up to exchange data with one another via a wired or preferably wireless data connection.
- the data connection can in particular be a remote data connection which preferably uses a radio network, in particular WLAN.
- the external data processing device and the piston-operated pipette preferably each have a radio device for data exchange, in particular a radio module, e.g. a WLAN network adapter.
- the control device of the external data processing device is preferably set up to use the data interface device, in particular the user interface device, to record at least one or all of the named parameters of the variable x, in particular one or more of the parameters ID_LM, ID_VM, ID_GT, ID_ST, v_K, pu, T or P
- the data interface device can be set up to acquire some or all of the parameters mentioned via the data connection, in particular remote data connection, for example WLAN, with another external data processing device, which can be a PC, smartphone or tablet computer, for example.
- the control device and / or the data interface device can be set up to retrieve parameters, in particular those of the variables x, partially or all from a data memory, in particular to record a data memory of the external data processing device.
- the user interface device preferably includes at least one input device, e.g. a keyboard, a computer mouse device, a microphone for voice control, a camera for gesture detection, and / or a touchscreen, via which a user can make inputs on the external data processing device, and preferably includes at least one output device, e.g. a screen, loudspeaker through which the user can receive information from the external data processing device.
- a touch screen can serve as a combined input and output device.
- the variable x can, however, also be recorded by the control device of the external data processing device via a further data connection between the external data processing device and a further external data processing device, in particular a computer, tablet computer or smartphone.
- the control device of the external data processing device or the external data processing device and / or the piston-operated pipette or its control device preferably has a data memory on which the function n_vb (x) is or can be stored.
- the control device of the external data processing device or the control device of the piston-operated pipette is preferably set up or programmed to determine the value of the number n_vb of prewetting steps from the at least one or all of the named parameters of the variable x using the function n_vb (x).
- the external data processing device can in particular use control software, in particular stored in a data memory, which controls the functions of the external data processing device, in particular the function for detecting the variable x, the function for determining the value n_vb from the function n_vb (x) and / or the function of exchanging data with a piston-operated pipette, in particular to transmit at least one value, preferably the previously determined value n_vb, to the piston-operated pipette or its control device.
- control software in particular stored in a data memory, which controls the functions of the external data processing device, in particular the function for detecting the variable x, the function for determining the value n_vb from the function n_vb (x) and / or the function of exchanging data with a piston-operated pipette, in particular to transmit at least one value, preferably the previously determined value n_vb, to the piston-operated pipette or its control device.
- the external data processing device is not essential for carrying out the invention. It is possible that the control device of the external data processing device is set up or programmed to detect the parameters of the variables x all or in part by means of the data interface device and to transmit them to the control device of the piston-operated pipette by means of the data connection.
- the control device of the piston-operated pipette can be set up to use the parameters of the variable x recorded in this way to determine the assigned value n_vb from the function n_vb (x), with the function n_vb (x) in particular being able to be stored in a data memory of the piston-operated pipette.
- the control device of the external data processing device is preferably set up or programmed to receive a response signal, in particular response data, from the control device of the piston-operated pipette after the transfer of at least the value n_vb or the transfer of parameters of the variable x to the control device of the piston-operated pipette.
- the control device of the external data processing device is preferably set up to register the successful transmission of the parameters sent and / or to register a transmission error.
- Information containing the success or failure of the transmission can be output to the user via the user interface device of the external data processing device,
- the control device of the piston-operated pipette is preferably set up or programmed to transmit a response signal, in particular response data, from the control device of the external data processing device to the control device of the external data processing device after the acquisition of at least the value n_vb or the acquisition of parameters of the variable x.
- the control device of the at least one piston-operated pipette preferably detects the value n_vb via the data connection and, in particular, saves it temporarily in a data memory of the piston-operated pipette. It is also preferred that the control device the at least one piston stroke pipette in addition to the value n_vb via the data link also records further values, in particular the liquid volume V to be pipetted in the desired pipetting process and / or a speed v_K of the piston speed (s) to be used during the pipetting process, and saves these values, in particular temporarily in a data memory of the piston-operated pipette. In this way, all values that are required for the automated implementation of a one-step or multi-step pipetting process can be transmitted from the external data processing device to the piston-operated pipette, which in particular uses these values to carry out the named pipetting process.
- the external data processing device is preferably a handheld computer.
- the external data processing device is not part of the hand-held piston-operated pipette and is therefore referred to as "external”. It preferably has a housing in which the further components of the external data processing device are contained, in particular: the control device, a data interface device, in particular a user interface device, in particular a screen, in particular a touchscreen, or an input device for user input, a data interface, in particular a radio device for data exchange, and / or a power supply connection and / or a battery.
- the hand-held piston-operated pipette according to the invention for the computer-controlled execution of a pipetting process with a liquid sample has: an electronic control device, a piston chamber and a piston movable therein, an electric piston drive for moving the piston, in particular an electric motor, a working cone to which a pipette tip can be attached .
- the control device is set up to control the piston drive and to execute a pipetting program that comprises the following steps: Execution of a sequence of the number n_vb of one or more pre-wetting steps, wherein a pre-wetting step in each case includes in particular that the piston-operated pipette performs an electrically driven piston movement is to take up a sample volume in the pipette tip, and then an inverse piston movement is carried out in order to dispense the sample volume at least partially or completely from the pipette tip, • following the at least one pre-wetting step: carrying out a pipetting process, including the aspiration of a sample volume V of the liquid sample into the pipette tip and in particular holding this sample volume V of the liquid sample in the pipette tip, in particular for an indefinite period of time or a certain period of time ⁇ t.
- the control device of the hand-held piston-operated pipette according to the invention is preferably set up to receive the value of the pipetting volume V to be aspirated into the pipette tip during the pipetting process and / or the value n_vb via a data connection from an external data processing device, and which has a data memory in which the value V and / or the value n_vb can be stored.
- the piston-stroke pipette can be a single-channel pipette or a multi-channel pipette.
- Single-channel pipettes contain only a single dispensing / receiving channel or only a single working cone, and multi-channel pipettes contain several dispensing / receiving channels or working cones, which in particular allow the parallel dispensing or receiving of several samples.
- the invention also relates to a system for the automatic pre-wetting of the inside of a pipette tip, which is arranged on the working cone of a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette, which is used for the computer-controlled implementation of a pipetting process with a liquid sample, having at least one hand-held piston-operated pipette according to the invention, an external data processing device that has a User interface device (e.g. touch screen) and an electronic control device, the control devices of the external data processing device and the piston-operated pipette being set up to exchange data with one another via a data connection, preferably a remote data connection, e.g.
- a data connection preferably a remote data connection
- the control device of the external data processing device being set up by means of the User interface device to detect a variable x, in particular the parameter value V of the volume of the in the pipetting process in the pipette space itze to be aspirated pipetting volume V, a parameter ID_LM identifying the solvent of the liquid sample to be pipetted, a device type for the pipetting process parameters ID_GT or V_nom identifying the piston-stroke pipette performing the pipette tip type, and / or in particular a parameter ID_ST that identifies the pipette tip type of the pipette tip used in the pipetting process, the system in particular having at least one data memory containing the function n_vb (x), via which the control device selects the at least one or all of the named parameters of the variable x determine the value of the number n_vb of pre-wetting steps, and the system is set up to use the function n_vb (x) to determine the value of the number n_vb of pre-wetting steps,
- the invention also relates to a computer program, in particular a computer program for operating a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette, which is used for the computer-controlled implementation of a pipetting process with a liquid sample, in particular for automatic pre-wetting of the inside of a pipette tip that is arranged on the working cone of the piston-operated pipette
- the computer program Includes commands which, when the computer program is executed by the central processor, of at least one electrical control device of the piston-operated pipette or an external data processing device, cause this central processor to carry out the following steps: • Detecting the at least one parameter value of the variable x characterizing the pipetting process; • Access to a data memory in which a function n_vb (x) is stored which specifies a number n_vb of one or more pre-wetting steps as a function of a variable x characterizing the pipetting process, • Determination of the variable x assigned to the variable x Number n_vb of pre
- the piston-operated pipette or an external data processing device preferably have a storage device.
- This preferably has a data memory, in particular a hardware data memory, in particular a non-volatile data memory, in particular an EPROM or FLASH memory. It can also have a volatile data memory.
- the hand-held piston-operated pipette according to the invention in particular its control device, is preferably designed to use at least one operating parameter for carrying out at least one pipetting process, which is used to control a pipetting process.
- the electrical control device of the piston-operated pipette or of an external data processing device also referred to for short as a control device or control device, preferably has a data processing device which, in particular, has at least one central processor (CPU).
- the control device preferably has a microcontroller.
- the control device preferably has at least one memory device or a data memory for storing data, in particular of operating parameters and / or one or more computer programs or computer program codes.
- the control device preferably contains at least one control software or a control program that uses this at least one operating parameter to automatically carry out at least one function of the pipetting process or a part of the pipetting process or the pipetting process, in particular to carry out the at least one pre-wetting step, in particular using the for the Pipetting process selected parameter n_vb, which forms an operating parameter.
- the control software or the control program is executed in particular by the data processing device of the control device, in particular by a CPU of the data processing device.
- the control software or the control program is in particular stored in a memory device of the device. This memory device is preferably a non-volatile memory.
- the hand-held piston-operated pipette according to the invention is preferably designed to be used to carry out at least one pipetting process in accordance with at least one operating mode (ID_OM) of the pipetting device.
- ID_OM operating mode
- one operating parameter (operating parameter set) is preferably provided in each case, which is used to control a pipetting process that is carried out in this operating mode.
- a pipetting process typically provides that, according to a pipetting program, a certain amount of sample is taken from a start container into a pipetting container connected to the piston-operated pipette, in particular a pipette tip, and / or dispensed into a target container, in particular dispensed in a metered manner.
- a pipetting process can preferably be controlled by at least one, preferably several, or a set of operating parameters with which the named pipetting process or a function or component thereof can be influenced in the desired manner.
- Operating parameters for controlling a pipetting process relate or quantify preferably the volume to be pipetted, during the step of aspirating the sample into a pipetting container connected to the piston-operated pipette or during the step of dispensing the sample from this pipetting container, possibly the sequence and repetitions of these steps, and possibly the time Parameters in the temporal distribution of these processes, in particular also the change in such processes over time, in particular the speed and / or acceleration of the aspiration or dispensing of the sample.
- These operating parameters are preferably at least partially and preferably completely selected and / or entered by the user, in particular via the at least one operating element of the user interface device of a piston-operated pipette or an external data processing device.
- the pipetting process is preferably clearly defined by the operating parameter set.
- This operating parameter set is preferably at least partially and preferably completely selected and / or entered by the user, in particular via the operating device of the piston-operated pipette or the external data processing device.
- a pipetting process is not clearly defined by the operating parameter set. It is also possible and preferred that at least one operating parameter is not specified by the user, but is specified, for example, by the pipetting device, in that it is stored there, for example, as previously known.
- the pipetting device can be designed to automatically determine at least one operating parameter.
- the piston-operated pipette or an external data processing device can have a sensor device, for example a sensor for detecting an environmental parameter, in particular the temperature, the humidity or the pressure, the motor current used for the piston drive of the piston-operated pipette.
- the motor current can in particular be used to determine the viscosity of the pipetted liquid, and thus to identify the liquid or to determine ID_LM.
- the sensor device can also be designed to carry out a measurement with which the type of a pipetting container connected to the pipetting device, in particular the maximum filling volume of the pipetting container, in particular a pipette tip, can be determined.
- the piston-operated pipette or an external data processing device can be designed to automatically determine at least one operating parameter, in particular a parameter used to determine the variable x, as a function of the measured value of the sensor device. As a result, the optimization of the pipetting parameters required for precise pipetting can be further improved.
- An operating parameter is preferably provided with which a pipetting volume to be pipetted is defined.
- An operating parameter can be provided with which a suction volume to be drawn in during a suction step is defined and / or an operating parameter can be provided with which a discharge volume to be dispensed during a dispensing step is defined.
- At least one operating parameter is provided with which the number of immediately or indirectly successive pipetting volumes is determined, preferably at least one operating parameter with which the number of suction steps and / or dispensing steps and, in each case, preferably also the respectively associated pipetting volumes associated pipetting speeds and / or accelerations, and / or the respective associated time intervals between the steps is determined.
- One operating mode preferably relates to the "dispensing" (DIS) of a sample.
- Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the individual sample, relating to the pipetting volume during one of several dispensing steps; the number of delivery steps; the speed at which the sample (s) are picked up; the speed when submitting the sample (s).
- the dispensing function is particularly suitable for quickly filling a microtiter plate with a reagent liquid and can be used, for example, to carry out an ELISA.
- One operating mode preferably relates to the "automatic dispensing" (ADS) of a sample.
- Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the individual sample, relating to the pipetting volume during one of several dispensing steps; the number of delivery steps; the duration of the time interval according to which the dispensing steps are automatically carried out one after the other at constant time intervals - the time interval can define these time intervals or, for example, the delay between the end and the start of successive dispensing steps; the speed at which the sample (s) are picked up; the speed at which the sample (s) are dispensed.
- This dispensing function is even more convenient for filling a microtiter plate, as the user does not have to repeatedly trigger a dispensing step by pressing a button, for example, but rather the dispensing is time-controlled after starting the automatic dispensing.
- automatic dispensing can take place on condition that the corresponding program takes place at least when an actuating element is operated continuously, e.g. when a key is continuously pressed. This is advantageous, for example, in the case of long dispensing series or reactions in which precise observation of a time window is required.
- the automatic dispensing function is even more convenient for filling a microtiter plate, as the user does not have to initiate a single dispensing step himself, but this is done automatically, which can be used, for example, to carry out an ELISA.
- One operating mode preferably relates to the “pipetting” (pip) of a sample.
- Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the sample to be pipetted; the speed at which the sample is taken up; the speed at which the sample is dispensed.
- One operating mode preferably relates to the “pipetting with subsequent mixing” (P / Mix) of a sample.
- Associated operating parameters are in each case preferably: the volume the sample to be aspirated and / or the sample to be dispensed; the mixing volume; the number of mixing cycles; the speed at which the sample is taken up; the speed at which the sample is dispensed.
- the "Pipetting with subsequent mixing” function is recommended, for example, for pipetting very small volumes. If a dosing volume ⁇ 10 ⁇ L is selected, it is advisable to rinse this into the respective reaction liquid. This is possible by automatically starting a mixing movement after the liquid has been dispensed.
- the mixing volume and the mixing cycles are defined beforehand.
- This operating mode is, for example, the delivery of a liquid that is more difficult to dose than water due to its physical properties, the residues of which in the pipetting container, in particular the pipette tip, are then rinsed with the aid of the liquid already provided from the pipetting container or the pipette tip.
- Another application would be the immediate mixing of the dispensed liquid with the supplied liquid.
- This operating mode is advantageous, for example, when adding DNA to a mixed PCR solution.
- An operating mode preferably relates to the “multiple uptake” of a sample, also referred to as “reverse dispensing” or “ASP” for aspirating.
- Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the sample (s) to be aspirated; the number of samples; the speed when recording; the speed of delivery.
- the function is used for multiple uptake of a quantity of liquid and delivery of the total quantity. In this case, multiple filling of the pipetting container in one process is not provided.
- the speed is the same for all samples.
- the pipetting device takes up a partial volume by actuating the first type of operating device.
- the pipetting device After the last partial volume has been taken up, the pipetting device preferably outputs a warning message, which must preferably be confirmed by the user actuating the second type of operating device. The next time the second type of operating device is actuated, the total volume is released again.
- the operating device For actuation of the first or second type, the operating device preferably has at least two operating buttons, one for inputting a “first type” operating signal to the control device and one for inputting a “second type” operating signal to the control device.
- the operating device can in particular have a rocker that is pivotable in particular about an axis perpendicular to the longitudinal axis of the pipetting device, between a first signal trigger position ("rocker up”) for actuation of the first type and a second signal trigger position ("rocker down”) for actuation of the second type.
- An operating mode preferably relates to the “diluting” (Dil) of a sample, also referred to as “dilution”.
- Associated operating parameters are in each case preferably: the sample volume; the air bubble volume; the diluent volume; the speed of recording; the speed of delivery.
- the maximum diluent volume nominal volume - (sample + air bubble)).
- This function is used to take up a sample and a diluent with separation by an air bubble and dispense the total amount. The speed is the same for all partial volumes.
- the pipetting device first takes up the diluent volume, then the air bubble and finally the sample.
- Each recording is preferably triggered separately by actuating the operating device of the first type. Then the total amount is dispensed in one go.
- One operating mode preferably relates to the “sequential dispensing” (SeqD) of samples.
- the number of samples is preferably the leading parameter for entering the individual volumes.
- the pipette must always check whether the maximum volume of the pipetting devices is not exceeded; if necessary, a warning message is output. After all parameters have been entered, the pipetting device takes up the total volume after actuating the first type of operating device and decreases an individual volume after actuating the second type of operating device. All further processes preferably behave like normal dispensing.
- One operating mode preferably relates to the “sequential pipetting” (SeqP) of samples.
- This function is used to pipette a maximum of Nmax freely selectable volumes that are programmed before the start and their sequence is fixed. The speed is preferably the same for all samples in order to enable simple operation of this operating mode. However, the speed can also be set differently.
- the sequence of the function corresponds to the sequence of pipetting. The previously entered volumes are processed in the programmed sequence.
- an actuating element e.g. pressing a button
- One operating mode preferably relates to the "reverse pipetting" (rPip) of samples.
- Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the individual sample; the speed of recording; the speed of delivery; Activation of the counter.
- This "rPip" function more than the volume to be dosed is taken up. This is achieved in that the piston is moved down before the liquid is taken up, namely by actuation of the second type, ie, for example by pressing a button or "rocker down", to the lower position of a blowout, i.e. an overstroke of the piston, which over the position of the piston goes beyond a pipetting stroke.
- the pipetting device picks up the volume of the blowout and the set volume.
- the pipetting device performs an additional stroke which is immediately delivered again. This is similar to dispensing, but preferably takes place with automatic delivery of the discard stroke at maximum speed.
- the piston of the pipetting device automatically moves to the blowout and remains in the lower position.
- the first type of operating device is actuated: the piston moves upwards by the blowout path and by the stroke for the pipetting volume.
- the second type of operating device is actuated: the piston moves down the stroke for the pipetting volume and stops before the blowout.
- two actuations of the second type of operating device take place: the piston performs the blowout and remains in the lower position.
- the first type of operating device is actuated: the piston moves up the pipetting stroke.
- the "rPip” mode is particularly suitable for pipetting plasma, sera and other liquids with a high protein content.
- the "Pipetting” mode is particularly suitable for aqueous solutions.
- the “rPip” mode is particularly suitable for solutions containing wetting agents, in order to minimize foam formation when dispensing into the target vessel.
- the liquid is absorbed in particular with an overstroke (blowout volume).
- the overstroke here typically does not belong to the delivery volume and is preferably not delivered into the target vessel. In particular, if the same sample is used again, the overstroke can remain in the tip. If a different liquid is used, the overstroke and / or preferably the pipetting container is preferably discarded.
- a control program for carrying out the desired pipetting process is preferably controlled by an operating parameter set.
- the control program can each be in the form of electrical circuits of the control device and / or be in the form of an executable program code which is suitable for controlling a control device which can be controlled by a program code and is preferably programmable.
- the piston-operated pipette or an external data processing device is preferably designed to automatically check the parameter values entered by the user and to compare them with a permitted range of the respective operating parameter. If the parameter value entered by the user is outside the permissible range, the entry is either not accepted or set to a default value, which can be, for example, the minimum value or the maximum value or the last value entered can.
- the piston-operated pipette and / or an external data processing device is preferably operated independently of the mains.
- the respective device can be provided with a rechargeable voltage source, for example one or more batteries.
- the device can have a charging interface connected to the chargeable voltage source.
- Pipette tips are, in particular, single-use products and are preferably made of plastic. Depending on the maximum volume of liquid required, different pipette tips are used with the piston-operated pipette. Typical nominal volumes of commercially available pipette tips are e.g. 10 ⁇ L, 20 ⁇ L, 100 ⁇ L, 200 ⁇ L, 300 ⁇ L, 1000 ⁇ L, 1250 ⁇ L, 2500 ⁇ L, 5 mL, 10 mL ( ⁇ L: microliter; mL: milliliter).
- a pipette tip generally has a conical container which is elongated along a longitudinal axis and which has a liquid exchange opening at the lower end and which has a conical and tubular end section which is open at the top at the upper end. The liquid is sucked into the pipette tip via a negative pressure in the interior of the pipette tip.
- the interior of the pipette tip is in a pipetting position, also referred to as the plug-on position, in which the pipette tip is connected to the connecting section of the piston-operated pipette, usually by being pushed on, fluidically connected to the pipetting channel of the piston-operated pipette, which is electrically movable via a piston chamber in the shape of a hollow cylinder Cylinder piston of the piston stroke pipette with which negative / positive pressure is applied.
- the invention relates to a method, a hand-held piston-operated pipette, a data processing device interacting therewith, a system and a computer program.
- the possible and preferred configurations of each of these objects result from the description of all configurations of the respective other objects, in particular configuration options for the hand-held piston-operated pipette result from the description of the method, the - in particular external - data processing device, the system and the computer program.
- Fig. 1 shows the hand-held electric piston stroke pipette 1, the pipette 1, in a perspective view.
- the stroke of the piston is electrically driven.
- the actuation of the stroke in the different operating modes of the pipette is carried out electrically controlled by an electrical control device 17 with a connected storage device 18, inside the pipette 1.
- the control device 17 can have a radio module in order to communicate with an external data processing device 2.1 (see FIG Fig. 2 ) carry out a data exchange.
- the operating parameters and other settings of the pipette can be controlled by the user via the user interface device or operating device and the display of the pipette.
- Several electrically controlled pipetting programs are stored in the pipette, a pipetting program preferably being assigned to each operating mode.
- a pipetting program can be clearly defined by a set of operating parameters. Once set, the pipetting program can be triggered by the user and is started automatically by the pipette.
- the pipette 1 has a base body 2, which has a lower shaft section 3 and an upper section 4, which in particular has the display 5 and operating elements.
- the shaft section 3 extends parallel to the longitudinal axis A of the pipetting device, while the upper section 4 is arranged inclined with respect to the axis A and extends parallel to the axis B. Due to the inclined arrangement of the upper section 4, the display 5 can be used particularly ergonomically.
- the pipette 1 has a grip area 7 with the holding tab 6, which when the user holds the pipette 1 as intended is supported on the user's index finger, while the grip area 7 lies in the palm of the hand of the user.
- the thumb can especially reach the ejection button 8, by pressing it downwards along the axis A, the spring-mounted ejection sleeve 9 is moved downwards and the pipette tip 10 is thrown off the connecting cone 11 of the pipetting device on which it is attached.
- the ejection mechanism can also be driven electronically.
- the pipette 1 has a metallic contact projection 19 on each of the side surfaces of the upper section 4, which is used to charge the integrated accumulator which forms the energy store of the electric pipette.
- the operating device (12; 13; 14a; 14b) has a selection wheel 12, a rocker 13 and a first operating button 14a and a second operating button 14b.
- the disk-like selection wheel 12 is rotatably mounted on the base body 2, in particular parallel to the essentially planar front side of the upper section 4.
- a device for detecting the position of the selection wheel 12 is provided, which in the present case has a Hall sensor with which the relative position of the selection wheel 12 with respect to the base body is measured without contact.
- the selection wheel 12 has a number of detents which correspond to the number of adjustable positions of the selection wheel. In particular, the locking is such that a marking 12a for designating the set position of the selection wheel 12 can be aligned with the marking 15, which is fixedly arranged on the base body 2 on the front side of the upper section 4.
- the color display 5 serves as a central information element for the user.
- the various operating modes of the pipette 1 are displayed there and the parameter values of the operating parameters are displayed.
- information is displayed that tells the user which function on the currently displayed display page is linked to the first control button 14a or the second control button 14b, if a function is also linked to it on the respective display page is.
- Each of the operating buttons is thus designed as an operating element with a variable function and, in combination with its displayed function, is referred to as a "softkey". This is explained below.
- the pipetting device is preferably designed to switch between the various functions of a softkey when a specific operating mode of the pipette 1 is set. This can be achieved, for example, by double-clicking the softkey or pressing the softkey longer for a minimum period of, for example, 2 seconds.
- a display page which is shown on the display, is provided with an operating mode-specific layout.
- An advertisement page can also be provided for the definition of at least one pre-wetting step.
- adjustable operating parameters or other changeable entries are provided on the display page, these can be marked using the rocker switch 13 and in particular selected using the control button 14a, in which case the control button 14a has the "selection" function and is in the display at position 5a Text "Choose" is displayed.
- the parameter values of an operating parameter are changed or a selection or an entry is changed by actuating the rocker switch 13.
- the rocker 13 is arranged on the base body so as to be pivotable about a pivot axis arranged perpendicular to the longitudinal axis A. If the user presses the upper area 13a, a first function of the rocker 13 is activated; if the user presses the lower area 13b, a second function of the rocker 13 is activated.
- the rocker is mounted in such a way that no function is triggered if it is not actuated.
- the rocker 13 is used in particular in a manual operating mode of the pipette to suck the sample to be pipetted into the pipette tip 10 as long as the upper area 13a is pressed by the user and also serves to dispense the sample from the pipette tip 10 as long as the lower area 13b is used by the user is pressed.
- the pipette 1 can be operated in various operating modes, which have already been explained in detail above.
- a first number of operating modes can be set directly using the selection dial 12
- a second number of operating modes can be set using a display page labeled "Special” or "Spc" with several selectable entries, each entry describing an operating mode.
- An operating mode can also be set in which the at least one pre-wetting step is defined, in particular n_vb or x is defined.
- the pipette 1 has a memory device with a data memory in which suitable memory areas are provided for at least one operating parameter or parameter of the variable x and the value n_vb.
- the data memory can also contain the complete function function n_vb (x) or the data area relevant for the pipette with regard to the relevant parameter ID_GT.
- Fig. 2 shows the external data processing device 21, which is a portable hand-held computer, with a touch screen 22, a power cable connection 23 for operating the computer 21 and a USB connection 24.
- the electrical control device 25 has a data processing device to execute a control program (operating system) that controls the functions of the computer 21, in particular the display of the display content, such as the display page in Fig. 4 , the data exchange with the pipette 1 via a radio module contained in the control device, a WLAN network adapter.
- the control device 25 has a data memory in which the function n_vb (x) is stored here.
- This is formed from a data assignment table consisting of data and data correlations, and at least one data algorithm in order to interpolate or extrapolate further assignments n_vb (x) from known assignments n_vb (x).
- the determination of the content of the function n_vb (x) is shown below as an example.
- the computer is set up to determine the parameters of the variable x through user input, to determine the assigned value n_vb from the parameter values of the variable x from the function n_vb (x), and the value n_vb to the extent that other parameters x serving as operating parameters are via the WLAN - Network adapter to transmit wirelessly to the pipette 1.
- Fig. 3 shows the system 200, which the pipette 1 and the external data processing device 21 have, which exchange data via a radio link 201, 250 ′, 250 ′′ or via a network 250, in particular via WLAN.
- Fig. 6 shows an algorithmic function n_vb (V) in which the number n_vb of pre-wetting (here: “prewetting steps”) is specified as a function of the desired volume V.
- the function has a first straight line section which specifies the volume values V between 10% and 50% of the nominal volume V_nom of the relevant pipette (ID_GT) for the relevant liquid (ID_LM), and a second straight line section which the volume values V between 50% and 100 % of the nominal volume V_nom of the pipette in question (ID_GT) for the liquid in question (ID_LM).
- This interpolation of values n_vb (V) has proven to be suitable in practice to also determine the values n_vb (V) not previously determined experimentally with sufficient accuracy.
- the algorithmic function n_vb (V) and other similar functions are part of the function n_vb (x) or supplement it.
- linear functions could be formed for all tested pipettes (fill level 10% -50% and 50% to 100%), which describes the relationship between the fill level FV_nom of the pipette tip and the number of pre-wetting steps n_vb.
- the resulting liquid classes can be used to pipette any type of liquid with a higher vapor pressure than water and in particular lower vapor pressure than 250 hPa using at least one pre-wetting step.
- n_vb For the organic solvents ethanol, methanol and acetone, the minimum number of pre-wetting steps n_vb could be determined for the tested pipette variants.
- the data can be used to calculate the relationship between the filling level of the pipette tip and the number of pre-wetting steps.
- Three liquids in pure form were selected for investigation: Vapor pressure [hPa] Ethanol 58 Methanol 129 acetone 246
- n_vb (V) This minimum number of pre-wetting steps was counted in order to calculate a function n_vb (V) which predicts how many steps are required to pipette a certain volume V and a certain liquid.
- linear functions can be formed which, in a sufficient approximation, determine the sufficient pre-wetting steps for these areas.
- the axis intercept and gradient of the functions for all volume variants can be taken from the following evaluation. These functions can then be used to create the desired fluid classes.
- speed level 8 is selected for all pre-wetting steps.
- the tests were carried out with the Xplorer Plus® and with the volume variants mentioned in the evaluation.
- the "pipetting and mixing” mode was used for more than one pre-wetting step. This allows the user-related time between submission and submission to be reduced.
- the "Pipetting" mode was selected for fewer pre-wetting steps.
- the second linear function was determined accordingly with the values from 50% to 10%.
- the calculated pre-wetting steps serve as a control.
- the intercept and slope are the required values.
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, ein Computerprogramm und ein System zum Betreiben einer handgehaltenen, computergesteuerten Kolbenhubpipette sowie eine entsprechende Kolbenhubpipette, sowie ein mit dieser zusammenwirkendes Datenverarbeitungsgerät, wobei mittels einer Sequenz von Vorbenetzungen der Pipettenspitze ein präzises Pipettieren von Flüssigkeiten mit höherem Dampfdruck als Wasser ermöglicht wird.The invention relates to a method, a computer program and a system for operating a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette and a corresponding piston-operated pipette, as well as a data processing device interacting with this, whereby a sequence of pre-wetting of the pipette tip enables precise pipetting of liquids with a higher vapor pressure than water is made possible.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, ein Computerprogramm und ein System zum Betreiben einer handgehaltenen, computergesteuerten Kolbenhubpipette sowie eine entsprechende Kolbenhubpipette und ein mit dieser zusammenwirkendes Datenverarbeitungsgerät.The invention relates to a method, a computer program and a system for operating a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette and a corresponding piston-operated pipette and a data processing device that interacts with this.
Solche handgehaltenen Kolbenhubpipetten werden üblicherweise in medizinischen, biologischen, biochemischen, chemischen und anderen Laboratorien verwendet. Sie dienen im Labor zum Transport und Übertragen von fluiden Proben mit kleinen Volumina, insbesondere zur präzisen Dosierung der Proben. Bei Kolbenhubpipetten werden z.B. flüssige Proben mittels Unterdruck in Pipettenspitzen eingesaugt, dort gelagert, und am Zielort wieder aus diesen abgegeben. Eine elektrisch betriebene handgehaltene Kolbenhubpipette ist oftmals durch mindestens ein Pipettierprogramm steuerbar, um mindestens eine Art von Pipettiervorgang automatisiert durchzuführen.Such hand-held piston pipettes are commonly used in medical, biological, biochemical, chemical and other laboratories. They are used in the laboratory to transport and transfer fluid samples with small volumes, especially for precise dosing of the samples. With piston-operated pipettes, for example, liquid samples are sucked into pipette tips by means of negative pressure, stored there, and released again at the destination. An electrically operated hand-held piston-operated pipette can often be controlled by at least one pipetting program in order to carry out at least one type of pipetting process in an automated manner.
Zu Pipettiervorrichtungen im allgemeinen Sinne gehören z.B. handgehaltene Pipetten und Dispenser. Handgehaltene Pipetten sind für die einhändige Benutzung durch menschliche Nutzer ausgebildet. Es gibt aber auch Laborautomaten mit roboterisierten Greifarmen, deren Greifwerkzeuge die Tätigkeiten einer menschlichen Hand zur Bedienung einer handgehaltenen Pipette nachbilden und die zum Hantieren und Betreiben einer handgehaltenen Pipette eingerichtet sind.Pipetting devices in the general sense include, for example, hand-held pipettes and dispensers. Hand-held pipettes are designed for one-handed use by human users. But there are also laboratory machines with robotized gripping arms, the gripping tools of which simulate the activities of a human hand for operating a hand-held pipette and which are set up for handling and operating a hand-held pipette.
Unter einer Pipette wird ein Gerät verstanden, bei dem mittels einer Bewegungseinrichtung, die dem Gerät zugeordnet ist und die insbesondere einen Kolben aufweisen kann, eine zu pipettierende Probe in einen mit der Pipette verbundenen Pipettierbehälter eingesaugt werden kann. Bei einer Kolbenhubpipette, auch bezeichnet als "Luftpolsterpipette", ist der Kolben dem Gerät zugeordnet. Zwischen der in der Pipettenspitze angeordneten, pipettierten Probe und dem Kolbenende befindet sich ein Luftpolster, das beim Aufnehmen der Probe in die Pipettenspitze ausgedehnt wird, wodurch die Probe mittels Unterdruck in die Pipettenspitze gesaugt wird. Unter einem Dispenser wird ein Gerät verstanden, bei dem mittels einer Bewegungseinrichtung, die insbesondere einen Kolben aufweisen kann, ein zu pipettierendes Volumen in einen mit dem Dispenser verbundenen Pipettierbehälter eingesaugt werden kann, wobei die Bewegungseinrichtung zumindest teilweise dem Pipettierbehälter zugeordnet ist, indem z.B. der Kolben im Pipettierbehälter angeordnet ist. Beim Dispenser befindet sich das Kolbenende sehr nahe an der zu pipettierenden Probe oder in Kontakt mit dieser, weshalb man den Dispenser auch als Direktverdrängerpipette bezeichnet.A pipette is understood to mean a device in which a sample to be pipetted can be sucked into a pipetting container connected to the pipette by means of a movement device which is assigned to the device and which can in particular have a piston. In the case of a piston-operated pipette, also referred to as an "air cushion pipette", the piston is assigned to the device. Between the pipetted sample arranged in the pipette tip and the end of the piston there is an air cushion which is expanded when the sample is taken up in the pipette tip, causing the sample to be vacuumed is sucked into the pipette tip. A dispenser is understood to mean a device in which a volume to be pipetted can be sucked into a pipetting container connected to the dispenser by means of a movement device, which can in particular have a piston, the movement device being at least partially assigned to the pipetting container, for example by the piston is arranged in the pipetting container. With the dispenser, the end of the piston is very close to the sample to be pipetted or in contact with it, which is why the dispenser is also known as a positive displacement pipette.
Bei einer Pipettiervorrichtung kann die durch eine einzelne Betätigung abgegebene Probenmenge der in das Gerät aufgesaugten Probenmenge entsprechen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass eine mehreren Abgabemengen entsprechende aufgenommene Probenmenge schrittweise wieder abgegeben wird. Zudem wird zwischen Einkanal-Pipettiervorrichtungen und Mehrkanal- Pipettiervorrichtungen unterschieden, wobei Einkanal-Pipettiervorrichtungen nur einen einzigen Abgabe-/Aufnahmekanal enthalten und Mehrkanal-Pipettiervorrichtungen mehrere Abgabe-/Aufnahmekanäle enthalten, die insbesondere das parallele Abgeben oder Aufnehmen mehrerer Proben erlauben. Pipettiervorrichtungen können insbesondere handbetrieben sein, d.h. ein durch den Benutzer erzeugtes Antreiben der Bewegungseinrichtung implizieren, und/oder können insbesondere elektronisch betrieben sein. Auch im Falle des Handbetriebs der Bewegungseinrichtung kann eine Pipettiervorrichtung eine elektrische Pipettiervorrichtung sein, indem z.B. das aktuelle Ausgabevolumen oder mindestens ein anderer Betriebsparameter elektrisch eingestellt wird. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Pipettiervorrichtungen sind handgehaltene computergesteuerte Kolbenhubpipetten mit elektrischem Kolbenantrieb, auch bezeichnet als handgehaltene, elektronische Pipette.In the case of a pipetting device, the amount of sample released by a single actuation can correspond to the amount of sample sucked into the device. However, it can also be provided that a quantity of sample received corresponding to several delivery quantities is delivered again in steps. In addition, a distinction is made between single-channel pipetting devices and multi-channel pipetting devices, with single-channel pipetting devices containing only a single delivery / receiving channel and multi-channel pipetting devices containing multiple delivery / receiving channels, which in particular allow the parallel delivery or receiving of multiple samples. Pipetting devices can in particular be hand-operated, i.e. imply a driving of the movement device generated by the user, and / or can in particular be operated electronically. Even in the case of manual operation of the movement device, a pipetting device can be an electric pipetting device, for example by electrically setting the current output volume or at least one other operating parameter. The pipetting devices described in the context of the present invention are hand-held, computer-controlled piston-operated pipettes with an electric piston drive, also referred to as hand-held, electronic pipettes.
Ein Beispiel für eine handgehaltene, elektronische Pipette des Stands der Technik ist die Eppendorf Xplorer® und Xplorer® plus der Eppendorf AG, Deutschland, Hamburg; Beispiele für handgehaltene, elektronische Dispenser sind die Multipette® E3 und Multipette® E3x der Eppendorf AG, Deutschland, Hamburg.An example of a hand-held, electronic pipette of the prior art is the Eppendorf Xplorer® and Xplorer® plus from Eppendorf AG, Germany, Hamburg; Examples of hand-held, electronic dispensers are the Multipette® E3 and Multipette® E3x from Eppendorf AG, Germany, Hamburg.
Elektrische Pipettiervorrichtungen bieten zahlreiche Vorteile gegenüber nichtelektrischen Pipettiervorrichtungen, da eine Vielzahl von Funktionen in einfacher Weise implementiert werden kann. Insbesondere lässt sich bei elektrischen Pipettiervorrichtungen die Durchführung von bestimmten, programmgesteuerten Pipettiervorgängen vereinfachen, indem diese automatisiert oder teil-automatisiert werden. Typische Betriebsparameter zum Steuern solcher Pipettiervorgänge mittels entsprechender Pipettierprogramme betreffen das Volumen beim Ansaugen oder Abgeben von Flüssigkeit, deren Reihenfolge und Wiederholungen, und gegebenenfalls deren zeitliche Parameter bei der zeitlichen Verteilung dieser Vorgänge. Eine elektrische Pipettiervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, in einem Betriebsmodus oder mehreren Betriebsmodi betrieben zu werden. Ein Betriebsmodus kann vorsehen, dass ein Satz mit einem oder mehreren Betriebsparametern der Pipettiervorrichtung, die einen Pipettiervorgang der Pipettiervorrichtung beeinflussen oder steuern, automatisch abgefragt, eingestellt und/oder angewandt wird.Electric pipetting devices offer numerous advantages over non-electric ones Pipetting devices, since a large number of functions can be implemented in a simple manner. In particular, in the case of electrical pipetting devices, the implementation of specific, program-controlled pipetting processes can be simplified by automating or partially automating them. Typical operating parameters for controlling such pipetting processes by means of appropriate pipetting programs relate to the volume when sucking in or dispensing liquid, its sequence and repetitions, and possibly its time parameters in the time distribution of these processes. An electrical pipetting device can be designed to be operated in one operating mode or several operating modes. An operating mode can provide that a set with one or more operating parameters of the pipetting device, which influence or control a pipetting process of the pipetting device, is automatically queried, set and / or applied.
In der Praxis werden Kolbenhubpipetten oftmals zum Pipettieren von wässrigen Proben eingesetzt, bei denen also Wasser die Basis der flüssigen Probe bildet. Nach dem Ansaugen der wässrigen Flüssigkeit in die Pipettenspitze liegt im Luftraum (dem Bereich des genannten "Luftpolsters") zwischen der innerhalb der Pipettenspitze und dem Kolbenende ein im Wesentlichen konstanter Luftdruck vor. Veränderungen des Luftdrucks können sich insbesondere ergeben, wenn sich die Temperatur der Flüssigkeit ändert, da der Dampfdruck temperaturabhängig ist. Nachfolgend wird, wenn nicht anders beschrieben, von einem Zustand in Raumtemperatur ausgegangen. Der Dampfdruck von Wasser und somit der pipettierten Probe ist in diesem Fall auch unmittelbar nach Einsaugen der wässrigen Probe in die Pipettenspitze im Wesentlichen konstant. Der Dampfdruck ist der Druck, der sich einstellt, wenn sich in einem abgeschlossenen System ein Dampf mit der zugehörigen flüssigen Phase im thermodynamischen Gleichgewicht befindet.In practice, piston-operated pipettes are often used to pipette aqueous samples, in which water forms the basis of the liquid sample. After the aqueous liquid has been sucked into the pipette tip, there is an essentially constant air pressure in the air space (the area of the so-called “air cushion”) between the inside of the pipette tip and the end of the piston. Changes in air pressure can occur in particular when the temperature of the liquid changes, since the vapor pressure is temperature-dependent. Unless otherwise stated, a room temperature condition is assumed below. In this case, the vapor pressure of water and thus of the pipetted sample is also essentially constant immediately after the aqueous sample has been sucked into the pipette tip. The vapor pressure is the pressure that is established when a vapor with the associated liquid phase is in thermodynamic equilibrium in a closed system.
Anders als bei wässrigen Proben ergibt sich bei Flüssigkeiten mit einem höheren Dampfdruck das Problem, dass die Probe nach dem erstmaligen Einsaugen in die Pipettenspitze abtropft. Dies liegt daran, dass sich bei diesen Flüssigkeiten der Dampf im genannten Luftraum mit der eingesaugten Flüssigkeit nach dem ersten Einsaugen noch nicht im thermodynamischen Gleichgewicht befindet, vielmehr steigt der Druck nach dem ersten Einsaugen während eines Zeitraums, bis erst bei einem deutlich höheren Dampfdruck als bei Wasser das thermodynamische Gleichgewicht erreicht ist, was zum Abtropfen der flüssigen Probe führt.In contrast to aqueous samples, the problem with liquids with a higher vapor pressure arises that the sample drips off after being drawn into the pipette tip for the first time. This is due to the fact that with these liquids the vapor in the mentioned air space with the liquid sucked in is not yet in thermodynamic equilibrium after the first sucking in, rather the pressure rises after the first suction during a period of time until the thermodynamic equilibrium is reached only at a significantly higher vapor pressure than with water, which leads to the liquid sample dripping off.
In den der Erfindung zugrunde liegenden Experimenten wurden Flüssigkeiten mit einem höheren Dampfdruck in drei Klassen unterteilt, die sich durch ihren Dampfdruck unterscheiden. In die erste Klasse fällt das Lösungsmittel Ethanol, in die zweite Klasse Methanol, und in die dritte Klasse Aceton. In allen drei Klassen handelt es sich um Flüssigkeiten, die einen deutlich höheren Dampfdruck als Wasser aufweisen, wobei Aceton den höchsten Dampfdruck aufweist.In the experiments on which the invention is based, liquids with a higher vapor pressure were divided into three classes which differ in their vapor pressure. The solvent ethanol falls into the first class, methanol into the second class, and acetone into the third class. All three classes are liquids that have a significantly higher vapor pressure than water, with acetone having the highest vapor pressure.
Die genannten Flüssigkeiten mit einem höheren Dampfdruck lassen sich aufgrund der genannten Probleme des Abtropfens schwieriger pipettieren als Wasser.The liquids mentioned with a higher vapor pressure are more difficult to pipette than water because of the problems of dripping mentioned.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein System und ein Computerprogramm bzw. eine Kolbenhubpipette anzugeben, mit dem sich auch Flüssigkeiten mit einem höheren Dampfdruck als Wasser komfortabel und präzise pipettieren lassen.The invention is based on the object of specifying a method, a system and a computer program or a piston-operated pipette with which liquids with a higher vapor pressure than water can be conveniently and precisely pipetted.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Verfahren nach Anspruch 1, die handgehaltene Kolbenhubpipette nach Anspruch 12, das System nach Anspruch 15, das Computerprogramm gemäß Anspruch 16 und das Datenverarbeitungsgerät gemäß Anspruch 17. Bevorzugte Ausgestaltungen sind insbesondere Gegenstände der Unteransprüche.The invention solves this problem by the method according to
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Betreiben einer handgehaltenen, computergesteuerten Kolbenhubpipette, die der computergesteuerten Durchführung eines Pipettiervorgangs mit einer flüssigen Probe dient, insbesondere zur automatischen Vorbenetzung der Innenseite einer Pipettenspitze, die am Arbeitskonus der Kolbenhubpipette angeordnet ist, aufweisend die computergesteuerten Schritte: • Bereitstellen einer Funktion n_vb(x), die eine Anzahl n_vb von einem oder mehreren Vorbenetzungsschritten in Abhängigkeit von einer den Pipettiervorgang charakterisierenden Variablen x angibt, • Erfassen des mindestens einen Parameterwertes der den Pipettiervorgang charakterisierenden Variablen x; • Ermitteln der der Variablen x zugeordneten Anzahl n_vb von Vorbenetzungsschritten aus der Funktion n_vb(x); • Ausführen eines Vorbenetzungsschritts oder einer Sequenz der Anzahl n_vb von mehreren Vorbenetzungsschritten, wobei n_vb > 0 und wobei ein Vorbenetzungsschritt jeweils beinhaltet, dass von der Kolbenhubpipette eine elektrisch getriebene Kolbenbewegung durchgeführt wird, um ein Probenvolumen in die Pipettenspitze aufzunehmen, und anschließend eine inverse Kolbenbewegung durchgeführt wird, um das in der Pipettenspitze enthaltene Probenvolumen zumindest teilweise oder vollständig wieder aus der Pipettenspitze abzugeben.The method according to the invention is a method for operating a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette, which is used for the computer-controlled implementation of a pipetting process with a liquid sample, in particular for automatic pre-wetting of the inside of a pipette tip, which is arranged on the working cone of the piston-operated pipette, having the computer-controlled steps: • Providing a function n_vb (x) which specifies a number n_vb of one or more pre-wetting steps as a function of a variable x characterizing the pipetting process, • detecting the at least one parameter value of the variable x characterizing the pipetting process; • Determining the number n_vb of pre-wetting steps assigned to the variable x from the function n_vb (x); • Execution of a pre-wetting step or a sequence of the number n_vb of several pre-wetting steps, where n_vb> 0 and where a pre-wetting step in each case includes that an electrically driven piston movement is carried out by the piston-operated pipette in order to take up a sample volume in the pipette tip, and then an inverse piston movement is carried out is to dispense the sample volume contained in the pipette tip at least partially or completely again from the pipette tip.
Die Funktion n_vb(x) ordnet den Werten einer ein- oder mehrdimensionalen Variablen x einen Wert n_vb zu. Der Wertebereich der Funktion n_vb(x) enthält mindestens zwei unterschiedliche Werte.The function n_vb (x) assigns a value n_vb to the values of a one- or multi-dimensional variable x. The value range of the function n_vb (x) contains at least two different values.
Die Variable x kann eindimensional sein, also nur einen Parameter beinhalten, z.B. ein Volumen. Die Variable x kann mehrdimensional sein, also mehrere Parameter beinhalten, z.B. Flüssigkeitstyp und Volumen. Durch die Auswahlmöglichkeit unterschiedlicher Werte n_vb in Abhängigkeit der Variablen x kann für verschiedene Pipettierbedingungen eine individuelle Anzahl von Vorbenetzungsschritten ausgewählt werden. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, den aus den Vorbenetzungsschritten resultierenden Zeitaufwand zu minimieren, der notwendig ist, um die gewünschten Pipettiervorgänge bei einer einen höheren Dampfdruck als Wasser aufweisenden Flüssigkeit auch ohne Abtropfen der Flüssigkeit präzise durchführen zu können. Als Maßstab für eine zeitliche Optimierung kann beispielsweise einfach herangezogen werden, dass durch die Anzahl der Vorbenetzungsschritte ein Abtropfen der mit der Flüssigkeit befüllten Pipettenspitze für eine Zeitspanne Δt gemessen ab der vollständigen Aufnahme der Probe in die Pipettenspitze verhindert sein soll.The variable x can be one-dimensional, i.e. contain only one parameter, e.g. a volume. The variable x can be multidimensional, i.e. it can contain several parameters, e.g. type of liquid and volume. The possibility of selecting different values n_vb as a function of the variable x means that an individual number of pre-wetting steps can be selected for different pipetting conditions. In this way, it is possible in particular to minimize the time expenditure resulting from the pre-wetting steps, which is necessary in order to be able to carry out the desired pipetting processes precisely with a liquid having a higher vapor pressure than water, even without the liquid dripping off. As a yardstick for a temporal optimization, for example, the number of pre-wetting steps should prevent dripping of the pipette tip filled with the liquid for a period of time Δt measured from the complete absorption of the sample into the pipette tip.
Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass die Zeit bis zum Erreichen des durch die Vorbenetzungsschritte einstellbaren thermodynamischen Gleichgewichts im Raum zwischen Flüssigkeit und Kolben bei einer in die Pipettenspitze aufgenommenen Flüssigkeit von verschiedensten Faktoren abhängen kann. Berücksichtigt man diese leicht zu ermittelnden Faktoren bzw. Parameter, erhält man eine optimale Pipettierstrategie für die betreffende Flüssigkeitsprobe.The invention is based on the observation that the time until the thermodynamic equilibrium that can be set by the pre-wetting steps is reached in the space between the liquid and the piston in the case of a liquid taken up in the pipette tip can depend on a wide variety of factors. If you take this into account factors or parameters that are easy to determine, one obtains an optimal pipetting strategy for the liquid sample in question.
Beim Vorbenetzen einer Pipettenspitze vergrößert man die Flüssigkeitsgrenzfläche, die in der beladenen Pipettenspitze zwischen der Flüssigkeit und dem oberhalb der Flüssigkeit gelegenen Luftvolumen gebildet wird. Nach dem Ansaugen der Flüssigkeit in die Pipettenspitze wird diese Flüssigkeitsgrenzfläche zunächst vom Meniskus gebildet, dessen Oberfläche bei einer vertikal gehaltenen Pipettenspitze eine etwas größere Fläche haben wird als der in Höhe des Meniskus vorliegende kreisförmige Querschnitt durch den von der Pipettenspitze gebildeten konus- oder zylinderförmige Gefäßinnenraum der Pipettenspitze. Gibt man die Flüssigkeit aus der Pipettenspitze nahezu komplett ab, so verbleibt an der Innenseite der Pipettenspitze ein Flüssigkeitsfilm, der - in erster Näherung - der zuvor maximal benetzten Innenfläche der Pipettenspitze entspricht. Da diese Benetzungsfläche deutlich größer ist als der Meniskus, ist - bis zum vollständigen Verdampfen des Flüssigkeitsfilms - auch die pro Zeit verdampfende Flüssigkeit entsprechend größer. Der im Luftvolumen für ein Gleichgewicht erforderliche Dampfdruck kann sich dadurch schneller ausbilden. Ein Gleichgewicht zwischen Gravitationskraft und dem im Luftraum vorhandenen Unterdruck liegt nach Durchführung der erforderlichen Vorbenetzungsschritte unmittelbar vor, so dass ein Abtropfen zumindest für den betrachteten Testzeitraum Δt verhindert wird. Entsprechende, für alle Flüssigkeiten, Pipettenspitzen und Gerätetypen von Kolbenhubpipetten einfach und reproduzierbar durchführbare Messungen sind in Zusammenhang mit den Figuren erläutert.When a pipette tip is prewetted, the liquid interface that is formed in the loaded pipette tip between the liquid and the volume of air above the liquid is increased. After the liquid has been sucked into the pipette tip, this liquid interface is initially formed by the meniscus, the surface of which, if the pipette tip is held vertically, will have a slightly larger area than the circular cross-section at the level of the meniscus through the conical or cylindrical interior of the vessel formed by the pipette tip Pipette tip. If the liquid is almost completely dispensed from the pipette tip, a liquid film remains on the inside of the pipette tip, which - as a first approximation - corresponds to the previously maximally wetted inner surface of the pipette tip. Since this wetting area is significantly larger than the meniscus, the liquid that evaporates per time is also correspondingly larger - until the liquid film has completely evaporated. The vapor pressure required in the air volume for equilibrium can develop more quickly as a result. An equilibrium between gravitational force and the negative pressure present in the air space is immediately present after the necessary pre-wetting steps have been carried out, so that dripping is prevented at least for the test period Δt under consideration. Corresponding measurements that can be carried out easily and reproducibly for all liquids, pipette tips and device types of piston-operated pipettes are explained in connection with the figures.
Die Funktion n_vb(x) optimiert vorzugsweise eine Anzahl n_vb von einem oder mehreren Vorbenetzungsschritten in Abhängigkeit von einer den Pipettiervorgang charakterisierenden Variablen x in der Weise, dass der im Luftpolster zwischen flüssiger Probe und unbewegtem Kolben der Kolbenhubpipette mittels der Vorbenetzungen erzielte Luftdruck ausreichend konstant ist, um ein Austropfen der im Pipettiervorgang in die Pipettenspitze anzusaugenden Probe zu verhindern. Der Luftdruck wird insbesondere dann als ausreichend konstant angenommen, wenn ein Abtropfen unter Standardbedingungen für einen Zeitraum Δt verhindert wird. Für das manuelle Pipettieren geeignete Zeiträume sind z.B., jeweils vorzugsweise, Δt = 10 Sekunden, Δt = 15 s, Δt = 20 s, Δt = 25 s, Δt = 30 s, Δt = 40 s, Δt = 50 s, Δt = 60 s. Die Standardbedingungen beinhalten eine Situation bei Raumtemperatur, die Kolbenhubpipette soll ab dem Ansaugen des Volumens V der zu pipettierenden Probe in die Pipettenspitze erschütterungsfrei und unbewegt gelagert sein, z.B. durch Platzierung der Kolbenhubpipette in einem Pipettenständer, wobei die Pipettenspitze insbesondere vertikal, also parallel zur Gravitationskraft, gelagert ist. Es wird die Zeit ab Ende des Ansaugens erfasst, bis ein erster Flüssigkeitstropfen vom unteren Ende der Pipettenspitze abtropft.The function n_vb (x) preferably optimizes a number n_vb of one or more pre-wetting steps depending on a variable x characterizing the pipetting process in such a way that the air pressure achieved in the air cushion between the liquid sample and the stationary piston of the piston-operated pipette by means of the pre-wetting is sufficiently constant, to prevent the sample to be sucked into the pipette tip during the pipetting process from dripping out. The air pressure is assumed to be sufficiently constant in particular if dripping is prevented under standard conditions for a period of time Δt. Time periods suitable for manual pipetting are, for example, preferably in each case, Δt = 10 seconds, Δt = 15 s, Δt = 20 s, Δt = 25 s, Δt = 30 s, Δt = 40 s, Δt = 50 s, Δt = 60 s. The standard conditions include a situation at room temperature, the piston-operated pipette should be stored vibration-free and motionless from the time the volume V of the sample to be pipetted is drawn into the pipette tip, e.g. by placing the piston-operated pipette in one Pipette stand, with the pipette tip in particular being mounted vertically, that is to say parallel to the force of gravity. The time from the end of aspiration until a first drop of liquid drips off the lower end of the pipette tip is recorded.
Als wichtiger Faktor bei der Ermittlung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungen erwies sich der Flüssigkeitstyp, d.h. insbesondere der unter Standardbedingungen anzugebende Dampfdruck der Flüssigkeit. Für Ethanol ist dieser Dampfdruck 58 hPa, für Methanol 129 hPa und für Aceton 246 hPa. Der Flüssigkeitstyp kann beschrieben werden durch einen den Hauptflüssigkeitsbestandteil der zu pipettierenden flüssigen Probe chemisch identifizierenden Parameter ID_LM.The type of liquid, i.e. in particular the vapor pressure of the liquid to be specified under standard conditions, turned out to be an important factor in determining the number n_vb of pre-wetting. For ethanol this vapor pressure is 58 hPa, for methanol 129 hPa and for acetone 246 hPa. The liquid type can be described by a parameter ID_LM which chemically identifies the main liquid component of the liquid sample to be pipetted.
Bei Mischungen von Flüssigkeiten mit bekanntem Dampfdruck kann das Mischverhältnis als Faktor bei der Ermittlung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungen herangezogen werden. Verwendet man eine Flüssigkeit, die insbesondere aufgrund eines niedrigen Dampfdrucks nicht zum Abtropfen neigt, z.B. Wasser, als Verdünnungsmittel für eine Flüssigkeit mit höherem Dampfdruck, so lässt sich auch die Verdünnung als Faktor bei der Ermittlung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungen verwenden, insbesondere durch Benennung der Menge, des Volumen- oder Gewichtsanteils des in der zu pipettierenden flüssigen Probe enthaltenen Verdünnungsmittels, identifizierbar durch einen Parameter ID_VM.In the case of mixtures of liquids with a known vapor pressure, the mixing ratio can be used as a factor in determining the number n_vb of pre-wetting. If a liquid is used that does not tend to drip off, in particular due to a low vapor pressure, e.g. water, as a diluent for a liquid with a higher vapor pressure, then the dilution can also be used as a factor in determining the number n_vb of pre-wetting, in particular by naming the Amount, volume or weight fraction of the diluent contained in the liquid sample to be pipetted, identifiable by a parameter ID_VM.
Als weiterer wichtiger Faktor bei der Ermittlung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungen erwies sich der Füllstand in einer Pipettenspitze, bezogen auf das Nennvolumen (nominelle Maximalfüllung) der Pipettenspitze, der z.B. bei 100%, 50 und 10% des Nennvolumens betrachtet werden kann. Analog dazu ist das in die Pipettenspitze bei einem Pipettiervorgang aufgenommene Volumen V ein wichtiger Faktor bei der Ermittlung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungen.Another important factor in determining the number n_vb of pre-wetting turned out to be the filling level in a pipette tip, based on the nominal volume (nominal maximum filling) of the pipette tip, which can be viewed, for example, at 100%, 50 and 10% of the nominal volume. Similarly, the volume V taken up in the pipette tip during a pipetting process is an important factor in determining the number n_vb of pre-wetting.
Als weiterer wichtiger Faktor bei der Ermittlung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungen erwies sich der Gerätetyp der Kolbenhubpipette. Dies lässt sich unter anderem dadurch erklären, dass das Volumen des Luftraums zwischen dem Ausgang eines Arbeitskonus und dem Kolben der Kolbenhubpipette von Gerät zu Gerät unterschiedlich ist. Der genannte Luftraum trägt maßgeblich zu dem gesamten Luftraum zwischen Flüssigkeit und Kolbenende bei, in dem sich zur Ausbildung eines Gleichgewichts ein Dampfdruck einstellen muss. Als Faktor bzw. Parameter herangezogen werden kann daher auch ein den Gerätetyp der den Pipettiervorgang durchführenden Kolbenhubpipette identifizierenden Parameter ID_GT. Gleichwertig zu einem solchen Parameter ist bei einem Satz bekannter Kolbenhubpipetten, bei denen jeweils ein bestimmter Gerätetyp ein bestimmtes Nennvolumen aufweist (z.B. der Pipettensatz: 10 µl-Pipette, 100 µl-Pipette, 300 µl-Pipette, 1000 µl-Pipette, 1200 µl-Pipette, 5 ml-Pipette, 10 ml-Pipette), die Verwendung eines Parameters V_nom, der das Nennvolumen der Pipette enthält und damit die Pipette eindeutig identifiziert.The device type of the piston-operated pipette turned out to be a further important factor in determining the number n_vb of pre-wetting. This can be explained, among other things, by the fact that the volume of the air space between the outlet of a working cone and the piston of the piston-operated pipette differs from device to device. Said air space makes a significant contribution to the entire air space between the liquid and the end of the piston, in which a vapor pressure has to be established in order to form an equilibrium. A parameter ID_GT which identifies the device type of the piston-operated pipette performing the pipetting process can therefore also be used as a factor or parameter. Equivalent to such a parameter is a set of known piston-operated pipettes, each of which has a specific device type with a specific nominal volume (e.g. the pipette set: 10 µl pipette, 100 µl pipette, 300 µl pipette, 1000 µl pipette, 1200 µl pipette) Pipette, 5 ml pipette, 10 ml pipette), the use of a parameter V_nom, which contains the nominal volume of the pipette and thus uniquely identifies the pipette.
Auch der Pipettenspitzentyp ist ein Parameter, der bei der Ermittlung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungen verwendet werden kann. Einerseits kann die Benetzbarkeit durch das Material der Pipettenspitze variieren. Andererseits weisen die Pipettenspitzen unterschiedliche, das Einstellen des Dampfdrucks bestimmende Innenflächengrößen, auf, sowie variierende Nennvolumina und Luftraumvolumina oberhalb der Flüssigkeit. Als Faktor bzw. Parameter herangezogen werden kann daher auch ein die im Pipettiervorgang verwendete Pipettenspitze identifizierender Parameter ID_ST.The type of pipette tip is also a parameter that can be used to determine the number n_vb of pre-wetting. On the one hand, the wettability can vary due to the material of the pipette tip. On the other hand, the pipette tips have different inner surface sizes, which determine the setting of the vapor pressure, as well as varying nominal volumes and air space volumes above the liquid. A parameter ID_ST which identifies the pipette tip used in the pipetting process can therefore also be used as a factor or parameter.
Ein weiterer bei der Ermittlung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungen verwendbarer Parameter kann die Geschwindigkeit v_K sein, mit welcher der Kolben der Kolbenhubpipette bei der Durchführung des mindestens einen Vorbenetzungsschrittes bewegt wird. Besonders bevorzugt ist aber in diesem Zusammenhang, die maximale, bei einer bestimmten Kolbenhubpipette einstellbare Geschwindigkeit zu verwenden, da hierdurch unmittelbar die für die Durchführung des mindestens einen Vorbenetzungsschritts erforderliche Zeitspanne bestimmt wird, die es zu minimieren gilt.Another parameter that can be used to determine the number n_vb of pre-wetting can be the speed v_K at which the piston of the piston-stroke pipette is moved when the at least one pre-wetting step is carried out. In this context, however, it is particularly preferred to use the maximum speed that can be set for a specific piston-operated pipette, since this directly determines the period of time required to carry out the at least one pre-wetting step, which is to be minimized.
Da der Dampfdruck, und somit auch die Anzahl n_vb von Vorbenetzungen auch von Umgebungsparametern p_u abhängt, kann dieser auch als Faktor herangezogen werden. Ein relevanter Parameter zur Ermittlung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungen ist die zum Pipettiervorgang vorliegende Temperatur T der Umgebung der Kolbenhubpipette oder der im Pipettiervorgang zu pipettierenden flüssigen Probe, und/oder ein zum Pipettiervorgang vorliegender Luftdruck oder Dampfdruck P der Umgebung der Kolbenhubpipette.Since the vapor pressure, and thus also the number n_vb of pre-wetting also of Environmental parameters p_u depends, this can also be used as a factor. A relevant parameter for determining the number n_vb of pre-wetting is the temperature T of the vicinity of the piston-operated pipette or the liquid sample to be pipetted during the pipetting process, and / or an air pressure or vapor pressure P of the environment of the piston-operated pipette that is present for the pipetting process.
Die Funktion n_vb(x) ordnet den Werten einer ein- oder mehrdimensionalen Variablen x einen Wert n_vb zu. Der Wertebereich der Funktion n_vb(x) enthält mindestens zwei unterschiedliche Werte. Eine in der Praxis für verschiedenste Pipettiersituationen gültige Funktion n_vb(x) enthält eine Vielzahl unterschiedlicher Zuordnungen eines Wertes n_vb zu den Komponenten bzw. Parametern einer mehrdimensionalen Variablen x, der Wertebereich enthält dann eine Vielzahl unterschiedlicher Werte der Anzahl n_vb. Die Zuordnungen können in Form einer Datenzuordnungstabelle vorliegen, welche die Funktion n_vb(x) repräsentieren kann. Die Funktion kann die Datenzuordnungstabelle enthalten, um der Variablen x eine Anzahl n_vb zuzuordnen.The function n_vb (x) assigns a value n_vb to the values of a one- or multi-dimensional variable x. The value range of the function n_vb (x) contains at least two different values. A function n_vb (x) which is valid in practice for a wide variety of pipetting situations contains a large number of different assignments of a value n_vb to the components or parameters of a multidimensional variable x, the value range then contains a large number of different values of the number n_vb. The assignments can be in the form of a data assignment table, which can represent the function n_vb (x). The function can contain the data assignment table in order to assign a number n_vb to the variable x.
Vorzugsweise enthält die Variable x die folgende Kombination von Parametern:
- einen den Hauptflüssigkeitsbestandteil der zu pipettierenden flüssigen Probe chemisch identifizierenden Parameter ID_LM,
- einen den Gerätetyp der Kolbenhubpipette identifizierenden Parameter ID_GT oder V_nom,
- mindestens ein oder zwei unterschiedliche Füllstände FV_nom, oder genau zwei oder genau drei unterschiedliche Füllstände FV_nom der zur Kolbenhubpipette passenden Pipettenspitze, insbesondere Füllstände FV_nom bei 10%, 50% und/oder 100% des Nennvolumens.
- a parameter ID_LM that chemically identifies the main liquid component of the liquid sample to be pipetted,
- a parameter ID_GT or V_nom that identifies the device type of the piston-operated pipette,
- at least one or two different filling levels FV_nom, or exactly two or exactly three different filling levels FV_nom of the pipette tip matching the piston-operated pipette, in particular filling levels FV_nom at 10%, 50% and / or 100% of the nominal volume.
In der Praxis hat es sich zudem als vorteilhaft erwiesen, auch wenn dies technisch nicht zwingend ist, die Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte auf eine Maximalzahl n_max zu beschränken. Besonders sinnvoll erweist sich die Anzahl n_max = 99, n_max = 50; n_max=20; n_max=10. Bei solchen Werten lässt sich mit den meisten Flüssigkeiten optimal arbeiten, mit einem Fokus entweder auf der Maximierung der Abtropfsicherheit oder auf der Minimierung der für die Vorbenetzungen aufgewendeten Zeitspanne (Zeitoptimierung). Falls sich bei einer zu pipettierenden Probe unter bestimmten Parametern von x kein Abtropfen zeigt, wird von der Funktion n_vb(x) bei den entsprechenden Parametern x in der Praxis der Wert N_vb=0 (Null) zugewiesen, dort ist kein Vorbenetzen notwendig. Die Erfindung beinhaltet, dass die Funktion n_vb(x) mindestens einen Wert n_vb >0 beinhaltet, der bei mindestens einer Variablen, also Parameterkombination x, zugeordnet wird.In practice, it has also proven to be advantageous, even if this is not technically imperative, to limit the number n_vb of pre-wetting steps to a maximum number n_max. The number n_max = 99, n_max = 50 proves to be particularly useful; n_max = 20; n_max = 10. With such values, you can work optimally with most liquids, with a focus either on maximizing the dripping security or on minimizing the time span used for pre-wetting (time optimization). If a sample to be pipetted does not drip under certain parameters of x, the function n_vb (x) assigns the value N_vb = 0 (zero) to the corresponding parameters x in practice; no pre-wetting is necessary there. The invention includes that the function n_vb (x) contains at least one value n_vb> 0, which is assigned to at least one variable, that is to say parameter combination x.
Aufgrund der gewünschten Zeitoptimierung erwies es sich zudem als vorteilhaft, die maximale Geschwindigkeit v_K_max der Kolbenbewegung zu verwenden. Die maximale Kolbengeschwindigkeit betrug in den der Erfindung zugrunde liegenden Experimenten bei Kolbenhubpipetten mit einem Nennvolumen V_nom = 10 µl, 100 µl, 300 µl, 1000 µl jeweils v_K_max = V_nom / 1,8 s, bei V_nom = 1200 µl ist v_K_max = V_nom / 2,0 s, bei V_nom = 5 ml, 10 ml ist v_K_max = 5,2 s.Due to the desired time optimization, it also turned out to be advantageous to use the maximum speed v_K_max of the piston movement. In the experiments on which the invention is based, the maximum piston speed for piston-operated pipettes with a nominal volume of V_nom = 10 µl, 100 µl, 300 µl, 1000 µl was v_K_max = V_nom / 1.8 s, with V_nom = 1200 µl, v_K_max = V_nom / 2 , 0 s, at V_nom = 5 ml, 10 ml is v_K_max = 5.2 s.
Die Funktion n_vb(x) kann auch teilweise oder vollständig mindestens einen Rechenalgorithmus enthalten oder durch diesen repräsentiert sein, um der Variablen x die Anzahl n_vb zuzuordnen. Eine solche algorithmische Zuordnung ist insbesondere geeignet, um ausgehend von bekannten, da experimentell bestimmten, Wertzuordnungen von n_vb(x) weitere Werte per Interpolation oder Extrapolation zu bestimmen. Beispielsweise können einige der Parameter der Variablen x experimentell bestimmt sein, und für einen ausgewählten Parameter xi, also eine Komponente aus x, kann mittels des Algorithmus eine Zuordnung getroffen werden, die einer Variation von xi die gewünschten Werte n_vb(xi) zuordnet. Insbesondere kann im Fall eines insbesondere zuvor bestimmten Gerätetyp einer Kolbenhubpipette, bei insbesondere zuvor bestimmtem Pipettenspitzentyp und insbesondere zuvor bestimmtem Flüssigkeitstyp eine Reihe von Wertzuordnungen n_vb(xi) über einen Algorithmus vorgenommen sein, wobei xi insbesondere das bei einem geplanten Pipettiervorgang zu pipettierende, insbesondere in die Pipettenspitze anzusaugende Volumen V sein kann.The function n_vb (x) can also partially or completely contain at least one calculation algorithm or be represented by this in order to assign the number n_vb to the variable x. Such an algorithmic assignment is particularly suitable for determining further values by interpolation or extrapolation on the basis of known, since experimentally determined, value assignments of n_vb (x). For example, some of the parameters of the variable x can be determined experimentally, and for a selected parameter xi, that is a component of x, the algorithm can be used to make an assignment that assigns the desired values n_vb (xi) to a variation of xi. In particular, in the case of a device type that has been determined in particular beforehand a piston-operated pipette, in particular with a previously determined pipette tip type and in particular a previously determined liquid type, a series of value assignments n_vb (xi) can be made via an algorithm, with xi in particular being the volume V to be pipetted during a planned pipetting process, in particular to be aspirated into the pipette tip.
Die Variable x beinhaltet in einer bevorzugten Ausführungsform den Parameterwert V des Volumens des in dem Pipettiervorgang in die Pipettenspitze anzusaugenden Pipettiervolumens V oder wird durch diesen Parameterwert V gebildet, wobei die Funktion n_vb(V), insbesondere in Abhängigkeit vom Lösungsmittel der beim Pipettiervorgang angesaugten Probe, als linearer Zusammenhang zwischen n_vb und V beschrieben wird, also n_vb = a ∗ V + b. Dabei sind a und b reelle Zahlen. Dabei ist vorzugsweise der Bereich der pipettierbaren Volumina V in zwei Abschnitte unterteilt, in denen jeweils ein charakteristischer Parametersatz a, b gilt, so dass im ersten Abschnitt V1 bis V2 von möglichen Volumina die Beziehung n_vb = a1 ∗ V + b1 und im zweiten Abschnitt V2 bis V3 von möglichen Volumina die Beziehung n_vb = a2 ∗ V + b2 gilt, und insbesondere a1 <> a2 und b1<>b2 ist. Diese Darstellung führt in Experimenten zu einer ausreichend präzisen Beschreibung der optimalen Anzahl n_vb von Vorbenetzungen in Abhängigkeit vom Pipettiervolumen V.In a preferred embodiment, the variable x contains the parameter value V of the volume of the pipetting volume V to be aspirated into the pipette tip during the pipetting process or is formed by this parameter value V, the function n_vb (V), in particular depending on the solvent of the sample aspirated during the pipetting process, is described as a linear relationship between n_vb and V, i.e. n_vb = a ∗ V + b. Where a and b are real numbers. The range of the pipettable volumes V is preferably divided into two sections, in each of which a characteristic parameter set a, b applies, so that in the first section V1 to V2 of possible volumes the relationship n_vb = a1 * V + b1 and in the second section V2 up to V3 of possible volumes the relation n_vb = a2 ∗ V + b2 holds, and in particular a1 <> a2 and b1 <> b2. In experiments, this representation leads to a sufficiently precise description of the optimal number n_vb of pre-wetting as a function of the pipetting volume V.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere ein Verfahren zur automatischen Vorbenetzung der Innenseite einer Pipettenspitze, die am Arbeitskonus der Kolbenhubpipette angeordnet ist, aufweisend die im Anspruch genannten, computergesteuerten Schritte. Da das Vorbenetzen die Durchführung eines präzisen Pipettierschritts bewirkt, ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere ein Verfahren zur Durchführung eines computergesteuerten Pipettiervorgangs mittels einer handgehaltenen computergesteuerten Kolbenhubpipette, aufweisend die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Vorbenetzung, und aufweisend den Schritt, dass im Anschluss an das Ausführen der Sequenz der Anzahl n (n >= 1) von einem oder mehreren Vorbenetzungsschritten automatisch der folgende computergesteuerte Schritt ausgeführt wird: • Ansaugen eines Probenvolumens V der flüssigen Probe in die Pipettenspitze und insbesondere Halten dieses Probenvolumens V der flüssigen Probe in der Pipettenspitze, insbesondere für eine unbestimmte Zeitspanne oder eine bestimmte Zeitspanne Δt.The method according to the invention is in particular a method for automatically pre-wetting the inside of a pipette tip which is arranged on the working cone of the piston-operated pipette, having the computer-controlled steps mentioned in the claim. Since the pre-wetting causes the implementation of a precise pipetting step, the method according to the invention is in particular a method for carrying out a computer-controlled pipetting process by means of a hand-held, computer-controlled piston-stroke pipette, having the steps of the method according to the invention for automatic pre-wetting, and having the step that, following the execution of the Sequence of the number n (n> = 1) of one or more pre-wetting steps, the following computer-controlled step is carried out automatically: aspirating a sample volume V of the liquid sample into the pipette tip and in particular holding this sample volume V of the liquid sample in the pipette tip, in particular for an indefinite period of time or a certain period of time Δt.
Das Bereitstellen der Funktion n_vb(x), die eine Anzahl n_vb von einem oder mehreren Vorbenetzungsschritten in Abhängigkeit von einer den Pipettiervorgang charakterisierenden Variablen x angibt, kann in unterschiedlicher Weise gerätetechnisch implementiert sein:
Vorzugsweise ist ein externes Datenverarbeitungsgerät vorgesehen, das insbesondere eine Datenschnittstelleneinrichtung, insbesondere eine Benutzerschnittstelleneinrichtung (z.B. Touchscreen) und insbesondere eine elektronische Steuereinrichtung aufweist. Es kann eine Kolbenhubpipette vorgesehen sein oder mehrere Kolbenhubpipetten vorgesehen sein, wobei eine Kolbenhubpipette jeweils eine elektronische Steuereinrichtung aufweisen kann. Die Steuereinrichtungen des externen Datenverarbeitungsgeräts und der Kolbenhubpipette können jeweils dazu eingerichtet sein, über eine drahtgebundene oder vorzugsweise drahtlose Datenverbindung Daten miteinander auszutauschen.The provision of the function n_vb (x), which specifies a number n_vb of one or more pre-wetting steps as a function of a variable x characterizing the pipetting process, can be implemented in different ways in terms of device technology:
An external data processing device is preferably provided, which in particular has a data interface device, in particular a user interface device (for example a touchscreen) and in particular an electronic control device. One piston stroke pipette or several piston stroke pipettes can be provided, with each piston stroke pipette being able to have an electronic control device. The control devices of the external data processing device and the piston-operated pipette can each be set up to exchange data with one another via a wired or preferably wireless data connection.
Die Datenverbindung kann insbesondere eine Datenfernverbindung sein, die vorzugsweise ein Funknetz, insbesondere WLAN verwendet. Dazu weisen das externe Datenverarbeitungsgerät und die Kolbenhubpipette vorzugsweise jeweils eine Funkeinrichtung für den Datenaustausch auf, insbesondere ein Funkmodul, z.B. einen WLAN-Netzwerkadapter.The data connection can in particular be a remote data connection which preferably uses a radio network, in particular WLAN. For this purpose, the external data processing device and the piston-operated pipette preferably each have a radio device for data exchange, in particular a radio module, e.g. a WLAN network adapter.
Die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts ist vorzugsweise eingerichtet, um mittels der Datenschnittstelleneinrichtung, insbesondere Benutzerschnittstelleneinrichtung mindestens einen oder alle der genannten Parameter der Variablen x zu erfassen, insbesondere einen oder mehrere der Parameter ID_LM, ID_VM, ID_GT, ID_ST, v_K, pu, T oder P. Die Datenschnittstelleneinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die genannten Parameter teilweise oder alle über die Datenverbindung, insbesondere Datenfernverbindung, z.B. WLAN, mit einem weiteren externen Datenverarbeitungsgerät zu erfassen, das z.B. ein PC, Smartphone oder Tabletcomputer sein kann. Die Steuereinrichtung und/oder die Datenschnittstelleneinrichtung kann dazu eingerichtet sein, Parameter, insbesondere die der Variablen x, teilweise oder alle aus einem Datenspeicher, insbesondere einem Datenspeicher des externen Datenverarbeitungsgeräts zu erfassen.The control device of the external data processing device is preferably set up to use the data interface device, in particular the user interface device, to record at least one or all of the named parameters of the variable x, in particular one or more of the parameters ID_LM, ID_VM, ID_GT, ID_ST, v_K, pu, T or P The data interface device can be set up to acquire some or all of the parameters mentioned via the data connection, in particular remote data connection, for example WLAN, with another external data processing device, which can be a PC, smartphone or tablet computer, for example. The control device and / or the data interface device can be set up to retrieve parameters, in particular those of the variables x, partially or all from a data memory, in particular to record a data memory of the external data processing device.
Die Benutzerschnittstelleneinrichtung beinhaltet vorzugsweise mindestens ein Eingabemittel, z.B. eine Tastatur, ein Computermausgerät, ein Mikrofon zur Sprachsteuerung, eine Kamera zur Gestenerfassung, und/oder einen Touchscreen, über das ein Benutzer Eingaben am externen Datenverarbeitungsgerät vornehmen kann, und beinhaltet vorzugsweise mindestens ein Ausgabemittel, z.B. einen Bildschirm, Lautsprecher, über das der Benutzer Informationen vom externen Datenverarbeitungsgerät erhalten kann. Ein Touchscreen kann als kombiniertes Ein- und Ausgabemittel dienen. Die Variable x kann aber auch über eine weitere Datenverbindung zwischen dem externen Datenverarbeitungsgerät und einem weiteren externen Datenverarbeitungsgerät, insbesondere einem Computer, Tabletcomputer oder Smartphone, von der Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts erfasst werden.The user interface device preferably includes at least one input device, e.g. a keyboard, a computer mouse device, a microphone for voice control, a camera for gesture detection, and / or a touchscreen, via which a user can make inputs on the external data processing device, and preferably includes at least one output device, e.g. a screen, loudspeaker through which the user can receive information from the external data processing device. A touch screen can serve as a combined input and output device. The variable x can, however, also be recorded by the control device of the external data processing device via a further data connection between the external data processing device and a further external data processing device, in particular a computer, tablet computer or smartphone.
Die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts bzw. das externe Datenverarbeitungsgerät und/oder die Kolbenhubpipette bzw. deren Steuereinrichtung weist vorzugsweise einen Datenspeicher auf, auf dem die Funktion n_vb(x) gespeichert ist oder speicherbar ist.The control device of the external data processing device or the external data processing device and / or the piston-operated pipette or its control device preferably has a data memory on which the function n_vb (x) is or can be stored.
Die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts oder die Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette ist vorzugsweise dazu eingerichtet bzw. programmiert, aus dem mindestens einen oder allen der genannten Parameter der Variablen x anhand der Funktion n_vb(x) den Wert der Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte zu ermitteln. Das externen Datenverarbeitungsgerät kann insbesondere eine -insbesondere in einem Datenspeicher gespeicherte- Steuerungssoftware verwenden, die die Funktionen des externen Datenverarbeitungsgeräts steuert, insbesondere die Funktion zur Erfassung der Variablen x, die Funktion zur Ermittlung des Wertes n_vb aus der Funktion n_vb(x) und/oder die Funktion des Datenaustauschs mit einer Kolbenhubpipette, um insbesondere mindestens einen Wert, vorzugsweise den zuvor ermittelten Wert n_vb, an die Kolbenhubpipette bzw. deren Steuereinrichtung zu übertragen.The control device of the external data processing device or the control device of the piston-operated pipette is preferably set up or programmed to determine the value of the number n_vb of prewetting steps from the at least one or all of the named parameters of the variable x using the function n_vb (x). The external data processing device can in particular use control software, in particular stored in a data memory, which controls the functions of the external data processing device, in particular the function for detecting the variable x, the function for determining the value n_vb from the function n_vb (x) and / or the function of exchanging data with a piston-operated pipette, in particular to transmit at least one value, preferably the previously determined value n_vb, to the piston-operated pipette or its control device.
Insbesondere wenn die Funktion n_vb(x) in der Kolbenhubpipette gespeichert ist und von der Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette ausgewertet wird, ist das externe Datenverarbeitungsgerät zur Ausführung der Erfindung nicht essentiell. Es ist möglich, dass die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts dazu eingerichtet bzw. programmiert ist, die Parameter der Variablen x all oder teilweise mittels der Datenschnittstelleneinrichtung zu erfassen und mittels der Datenverbindung an die Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette zu übertragen. Die Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette kann eingerichtet sein, die so erfassten Parameter der Variablen x zu verwenden, um aus der Funktion n_vb(x) den zugeordneten Wert n_vb zu bestimmen, wobei insbesondere die Funktion n_vb(x) in einem Datenspeicher der Kolbenhubpipette gespeichert sein kann.In particular, if the function n_vb (x) is stored in the piston-operated pipette and is evaluated by the control device of the piston-operated pipette, the external data processing device is not essential for carrying out the invention. It is possible that the control device of the external data processing device is set up or programmed to detect the parameters of the variables x all or in part by means of the data interface device and to transmit them to the control device of the piston-operated pipette by means of the data connection. The control device of the piston-operated pipette can be set up to use the parameters of the variable x recorded in this way to determine the assigned value n_vb from the function n_vb (x), with the function n_vb (x) in particular being able to be stored in a data memory of the piston-operated pipette.
Die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts ist vorzugsweise dazu eingerichtet bzw. programmiert, nach dem Übertragen zumindest des Wertes n_vb oder dem Übertragen von Parametern der Variablen x an die Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette von der Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette ein Antwortsignal, insbesondere Antwortdaten zu erhalten. Durch Empfangen dieses Antwortsignals ist die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts vorzugsweise dazu eingerichtet, die erfolgreiche Übertragung der gesendeten Parameter zu registrieren und/oder einen Übertragungsfehler zu registrieren. Eine den Erfolg oder den Misserfolg der Übertragung beinhaltende Information kann über die Benutzerschnittstelleneinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts an den Benutzer ausgegeben werden,The control device of the external data processing device is preferably set up or programmed to receive a response signal, in particular response data, from the control device of the piston-operated pipette after the transfer of at least the value n_vb or the transfer of parameters of the variable x to the control device of the piston-operated pipette. By receiving this response signal, the control device of the external data processing device is preferably set up to register the successful transmission of the parameters sent and / or to register a transmission error. Information containing the success or failure of the transmission can be output to the user via the user interface device of the external data processing device,
Die Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette ist vorzugsweise dazu eingerichtet bzw. programmiert, nach dem Erfassen zumindest des Wertes n_vb oder dem Erfassen von Parametern der Variablen x von der Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts an die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts ein Antwortsignal, insbesondere Antwortdaten zu übertragen.The control device of the piston-operated pipette is preferably set up or programmed to transmit a response signal, in particular response data, from the control device of the external data processing device to the control device of the external data processing device after the acquisition of at least the value n_vb or the acquisition of parameters of the variable x.
Vorzugsweise erfasst die Steuereinrichtung der mindestens einen Kolbenhubpipette den Wert n_vb über die Datenverbindung und speichert diesen insbesondere temporär in einem Datenspeicher der Kolbenhubpipette. Es ist auch bevorzugt, dass die Steuereinrichtung der mindestens einen Kolbenhubpipette zusätzlich zu dem Wert n_vb über die Datenverbindung auch noch weitere Werte erfasst, insbesondere das im gewünschten Pipettiervorgang zu pipettierende Flüssigkeitsvolumen V, und oder eine Geschwindigkeit v_K der beim Pipettiervorgang zu verwendenden Kolbengeschwindigkeit(en), und speichert diese Werte insbesondere temporär in einem Datenspeicher der Kolbenhubpipette. Auf diese Weise können alle Werte, die zur automatisierten Durchführung eines ein- oder mehrschrittigen Pipettiervorgangs erforderlich sind, von dem externen Datenverarbeitungsgerät an die Kolbenhubpipette übertragen werden, welche insbesondere diese Werte verwendet, um den genannten Pipettiervorgang auszuführen.The control device of the at least one piston-operated pipette preferably detects the value n_vb via the data connection and, in particular, saves it temporarily in a data memory of the piston-operated pipette. It is also preferred that the control device the at least one piston stroke pipette in addition to the value n_vb via the data link also records further values, in particular the liquid volume V to be pipetted in the desired pipetting process and / or a speed v_K of the piston speed (s) to be used during the pipetting process, and saves these values, in particular temporarily in a data memory of the piston-operated pipette. In this way, all values that are required for the automated implementation of a one-step or multi-step pipetting process can be transmitted from the external data processing device to the piston-operated pipette, which in particular uses these values to carry out the named pipetting process.
Das externe Datenverarbeitungsgerät ist vorzugsweise ein handgehaltener Computer. Das externe Datenverarbeitungsgerät ist nicht Bestandteil der handgehaltenen Kolbenhubpipette und wird deshalb als "extern" bezeichnet. Es weist vorzugsweise eine Gehäuse auf, in dem die weiteren Komponenten des externen Datenverarbeitungsgeräts enthalten sind, insbesondere: die Steuereinrichtung, eine Datenschnittstelleneinrichtung, insbesondere eine Benutzerschnittstelleneinrichtung, insbesondere ein Bildschirm, insbesondere ein Touchscreen, bzw. ein Eingabegerät für die Benutzereingabe, eine Datenschnittstelle, insbesondere eine Funkeinrichtung für den Datenaustausch, und/oder ein Netzteilanschluss und/oder ein Akku.The external data processing device is preferably a handheld computer. The external data processing device is not part of the hand-held piston-operated pipette and is therefore referred to as "external". It preferably has a housing in which the further components of the external data processing device are contained, in particular: the control device, a data interface device, in particular a user interface device, in particular a screen, in particular a touchscreen, or an input device for user input, a data interface, in particular a radio device for data exchange, and / or a power supply connection and / or a battery.
Die erfindungsgemäße handgehaltene Kolbenhubpipette zur computergesteuerten Durchführung eines Pipettiervorgangs mit einer flüssigen Probe, weist auf: eine elektronische Steuereinrichtung, eine Kolbenkammer und einen darin beweglichen Kolben, einen elektrischen Kolbenantrieb zum Bewegen des Kolbens, insbesondere einen Elektromotor, einen Arbeitskonus, an dem eine Pipettenspitze befestigbar ist. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, den Kolbenantrieb zu steuern und ein Pipettierprogramm auszuführen, das die folgenden Schritte umfasst: • Ausführen einer Sequenz der Anzahl n_vb von einem oder mehreren Vorbenetzungsschritten, wobei ein Vorbenetzungsschritt jeweils insbesondere beinhaltet, dass von der Kolbenhubpipette eine elektrisch getriebene Kolbenbewegung durchgeführt wird, um ein Probenvolumen in die Pipettenspitze aufzunehmen, und anschließend eine inverse Kolbenbewegung durchgeführt wird, um das Probenvolumen zumindest teilweise oder vollständig aus der Pipettenspitze abzugeben, • im Anschluss an den mindestens einen Vorbenetzungsschritt: Ausführen eines Pipettiervorgangs, beinhaltend das Ansaugen eines Probenvolumens V der flüssigen Probe in die Pipettenspitze und insbesondere Halten dieses Probenvolumens V der flüssigen Probe in der Pipettenspitze, insbesondere für eine unbestimmte Zeitspanne oder eine bestimmte Zeitspanne Δt.The hand-held piston-operated pipette according to the invention for the computer-controlled execution of a pipetting process with a liquid sample has: an electronic control device, a piston chamber and a piston movable therein, an electric piston drive for moving the piston, in particular an electric motor, a working cone to which a pipette tip can be attached . The control device is set up to control the piston drive and to execute a pipetting program that comprises the following steps: Execution of a sequence of the number n_vb of one or more pre-wetting steps, wherein a pre-wetting step in each case includes in particular that the piston-operated pipette performs an electrically driven piston movement is to take up a sample volume in the pipette tip, and then an inverse piston movement is carried out in order to dispense the sample volume at least partially or completely from the pipette tip, • following the at least one pre-wetting step: carrying out a pipetting process, including the aspiration of a sample volume V of the liquid sample into the pipette tip and in particular holding this sample volume V of the liquid sample in the pipette tip, in particular for an indefinite period of time or a certain period of time Δt.
Die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen handgehaltenen Kolbenhubpipette ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den Wert des in dem Pipettiervorgang in die Pipettenspitze anzusaugenden Pipettiervolumens V und/oder den Wert n_vb über eine Datenverbindung von einem externen Datenverarbeitungsgerät zu erhalten, und die einen Datenspeicher aufweist, in der der Wert V und/oder der Wert n_vb speicherbar sind.The control device of the hand-held piston-operated pipette according to the invention is preferably set up to receive the value of the pipetting volume V to be aspirated into the pipette tip during the pipetting process and / or the value n_vb via a data connection from an external data processing device, and which has a data memory in which the value V and / or the value n_vb can be stored.
Die Kolbenhubpipette kann eine Einkanalpipette oder eine Mehrkanalpipette sein. Einkanal-Pipetten enthalten nur einen einzigen Abgabe-/Aufnahmekanal bzw. nur einen einzigen Arbeitskonus, und Mehrkanal-Pipetten enthalten mehrere Abgabe-/Aufnahmekanäle bzw. Arbeitskoni, die insbesondere das parallele Abgeben oder Aufnehmen mehrerer Proben erlauben.The piston-stroke pipette can be a single-channel pipette or a multi-channel pipette. Single-channel pipettes contain only a single dispensing / receiving channel or only a single working cone, and multi-channel pipettes contain several dispensing / receiving channels or working cones, which in particular allow the parallel dispensing or receiving of several samples.
Die Erfindung betrifft auch ein System zur automatischen Vorbenetzung der Innenseite einer Pipettenspitze, die am Arbeitskonus einer handgehaltenen, computergesteuerten Kolbenhubpipette angeordnet ist, die der computergesteuerten Durchführung eines Pipettiervorgangs mit einer flüssigen Probe dient, aufweisend mindestens eine erfindungsgemäße handgehaltene Kolbenhubpipette, ein externes Datenverarbeitungsgerät, das eine Benutzerschnittstelleneinrichtung (z.B. Touchscreen) und eine elektronische Steuereinrichtung aufweist, wobei die Steuereinrichtungen des externen Datenverarbeitungsgeräts und der Kolbenhubpipette dazu eingerichtet sind, über eine Datenverbindung, vorzugsweise eine Datenfernverbindung, z.B. WLAN, Daten miteinander auszutauschen, wobei die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts eingerichtet ist, mittels der Benutzerschnittstelleneinrichtung eine Variable x zu erfassen, insbesondere den Parameterwert V des Volumens des in dem Pipettiervorgang in die Pipettenspitze anzusaugenden Pipettiervolumens V, einen das Lösungsmittel der zu pipettierenden flüssigen Probe identifizierenden Parameter ID_LM, einen den Gerätetyp der den Pipettiervorgang durchführenden Kolbenhubpipette identifizierenden Parameter ID_GT oder V_nom, und/oder insbesondere einen den Pipettenspitzentyp der im Pipettiervorgang verwendeten Pipettenspitze identifizierenden Parameter ID_ST, wobei insbesondere das System mindestens einen Datenspeicher aufweist, der die Funktion n_vb(x) enthält, über die die Steuereinrichtung aus dem mindestens einen oder allen der genannten Parameter der Variablen x den Wert der Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte ermittelt, und das System dazu eingerichtet ist, aus dem mindestens einen oder allen der genannten Parameter der Variablen x mittels der Funktion n_vb(x) den Wert der Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte zu ermitteln, wobei die Steuereinrichtung der mindestens einen Kolbenhubpipette dazu eingerichtet ist, die Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte zu erfassen, insbesondere über eine Datenverbindung mit dem externen Datenverarbeitungsgerät. Die Kolbenhubpipette ist vorzugsweise ein netzunabhängig betriebenes Gerät und weist insbesondere einen Akku als Energiequelle für elektrische Funktionen der Kolbenhubpipette auf.The invention also relates to a system for the automatic pre-wetting of the inside of a pipette tip, which is arranged on the working cone of a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette, which is used for the computer-controlled implementation of a pipetting process with a liquid sample, having at least one hand-held piston-operated pipette according to the invention, an external data processing device that has a User interface device (e.g. touch screen) and an electronic control device, the control devices of the external data processing device and the piston-operated pipette being set up to exchange data with one another via a data connection, preferably a remote data connection, e.g. WLAN, the control device of the external data processing device being set up by means of the User interface device to detect a variable x, in particular the parameter value V of the volume of the in the pipetting process in the pipette space itze to be aspirated pipetting volume V, a parameter ID_LM identifying the solvent of the liquid sample to be pipetted, a device type for the pipetting process parameters ID_GT or V_nom identifying the piston-stroke pipette performing the pipette tip type, and / or in particular a parameter ID_ST that identifies the pipette tip type of the pipette tip used in the pipetting process, the system in particular having at least one data memory containing the function n_vb (x), via which the control device selects the at least one or all of the named parameters of the variable x determine the value of the number n_vb of pre-wetting steps, and the system is set up to use the function n_vb (x) to determine the value of the number n_vb of pre-wetting steps from the at least one or all of the named parameters of the variable x to determine, wherein the control device of the at least one piston stroke pipette is set up to detect the number n_vb of pre-wetting steps, in particular via a data connection with the external data processing device. The piston-operated pipette is preferably a device operated independently of the mains and in particular has a rechargeable battery as an energy source for the electrical functions of the piston-operated pipette.
Die Erfindung betrifft auch ein Datenverarbeitungsgerät, das insbesondere das genannte externe Datenverarbeitungsgerät ist, aufweisend:
- eine Datenschnittstelleneinrichtung, insbesondere Benutzerschnittstelleneinrichtung, z.B. Touchscreen, und
- eine elektronische Steuereinrichtung,
- wobei die Steuereinrichtung des Datenverarbeitungsgeräts dazu eingerichtet, insbesondere programmiert ist - also ein dazu geeignetes Computerprogramm aufweist, insbesondere das erfindungsgemäße Computerprogramm - über eine Datenverbindung, z.B. eine Datenfernverbindung, z.B. WLAN, Daten mit der Steuereinrichtung einer Kolbenhubpipette auszutauschen, insbesondere der erfindungsgemäßen Kolbenhubpipette, die der computergesteuerten Durchführung eines Pipettiervorgangs mit einer flüssigen Probe dient,
- wobei die Steuereinrichtung des Datenverarbeitungsgeräts eingerichtet ist, insbesondere programmiert ist, mittels der Datenschnittstelleneinrichtung eine Variable x zu erfassen, insbesondere den Parameterwert V des Volumens des in dem Pipettiervorgang in die Pipettenspitze anzusaugenden Pipettiervolumens V, einen das Lösungsmittel der zu pipettierenden flüssigen Probe identifizierenden Parameter ID_LM, einen den Gerätetyp der den Pipettiervorgang durchführenden Kolbenhubpipette identifizierenden Parameter ID_GT, und/oder einen den Pipettenspitzentyp der im Pipettiervorgang verwendeten Pipettenspitze identifizierenden Parameter ID_ST, und
- wobei die Steuereinrichtung des Datenverarbeitungsgeräts dazu eingerichtet ist, insbesondere programmiert ist, aus dem mindestens einen oder allen der genannten Parameter der Variablen x den Wert der Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte zu ermitteln und für die Datenverarbeitung durch die Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette bereitszustellen und/oder über die Datenverbindung an die Kolbenhubpipette zu übertragen. Das Datenverarbeitungsgerät, insbesondere dessen Steuereinrichtung, kann einen Datenspeicher aufweisen, der die Funktion n_vb(x) enthält, über die die Steuereinrichtung aus dem mindestens einen oder allen der genannten Parameter der Variablen x den Wert der Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte ermittelt. Dieser Datenspeicher kann aber auch auf einem weiteren Datenverarbeitungsgerät außerhalb des Datenverarbeitungsgeräts angeordnet sein, und die Parameter der Variablen x bzw. der daraus ermittelte Wert n_vb können über die Datenschnittstelleneinrichtung, die z.B. eine drahtlose oder drahtgebundene Datenverbindung realisieren kann, zwischen der Steuereinrichtung des Datenverarbeitungsgeräts und dem weiteren Datenverarbeitungsgerät ausgetauscht werden.
- a data interface device, in particular a user interface device, for example a touchscreen, and
- an electronic control device,
- wherein the control device of the data processing device is set up, in particular programmed - that is, has a suitable computer program, in particular the computer program according to the invention - to exchange data with the control device of a piston-operated pipette, in particular the piston-operated pipette according to the invention, via a data connection, e.g. a remote data connection, e.g. WLAN computer-controlled execution of a pipetting process with a liquid sample is used,
- wherein the control device of the data processing device is set up, in particular programmed, to detect a variable x by means of the data interface device, in particular the parameter value V of the volume of the pipetting volume V to be aspirated into the pipette tip during the pipetting process, a parameter ID_LM identifying the solvent of the liquid sample to be pipetted, one the device type the parameter ID_GT identifying the piston stroke pipette performing the pipetting process, and / or a parameter ID_ST identifying the pipette tip type of the pipette tip used in the pipetting process, and
- The control device of the data processing device is set up, in particular programmed, to determine the value of the number n_vb of prewetting steps from the at least one or all of the named parameters of the variable x and to make it available for data processing by the control device of the piston-operated pipette and / or via the data connection to be transferred to the piston-operated pipette. The data processing device, in particular its control device, can have a data memory which contains the function n_vb (x), via which the control device determines the value of the number n_vb of the prewetting steps from the at least one or all of the named parameters of the variable x. This data memory can, however, also be arranged on another data processing device outside the data processing device, and the parameters of the variable x or the value n_vb determined therefrom can be between the control device of the data processing device and the data interface device, which can, for example, implement a wireless or wired data connection further data processing device are exchanged.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, insbesondere ein Computerprogramm zum Betreiben einer handgehaltenen, computergesteuerten Kolbenhubpipette, die der computergesteuerten Durchführung eines Pipettiervorgangs mit einer flüssigen Probe dient, insbesondere zur automatischen Vorbenetzung der Innenseite einer Pipettenspitze, die am Arbeitskonus der Kolbenhubpipette angeordnet ist, wobei das Computerprogramm Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch den Zentralprozessor mindestens einer elektrischen Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette oder einer externen Datenverarbeitungsvorrichtung diesen Zentralprozessor veranlassen, die folgenden Schritte auszuführen, • Erfassen des mindestens einen Parameterwertes der den Pipettiervorgang charakterisierenden Variablen x; • Zugriff auf einen Datenspeicher, in dem eine Funktion n_vb(x) gespeichert ist, die eine Anzahl n_vb von einem oder mehreren Vorbenetzungsschritten in Abhängigkeit von einer den Pipettiervorgang charakterisierenden Variablen x angibt, • Ermitteln der der Variablen x zugeordneten Anzahl n_vb von Vorbenetzungsschritten aus der Funktion n_vb(x); Bereitstellen zumindest des Wertes n_vb, damit dieser von der Steuereinrichtung einer Kolbenhubpipette verwendbar ist, um mindestens einen Vorbenetzungsschritt der Anzahl n_vb durchzuführen; optional: • Ausführen eines Vorbenetzungsschritts oder einer Sequenz der Anzahl n_vb von mehreren Vorbenetzungsschritten, wobei ein Vorbenetzungsschritt jeweils beinhaltet, dass von der Kolbenhubpipette eine elektrisch getriebene Kolbenbewegung durchgeführt wird, um ein Probenvolumen in die Pipettenspitze aufzunehmen, und anschließend eine inverse Kolbenbewegung durchgeführt wird, um das Probenvolumen zumindest teilweise oder vollständig aus der Pipettenspitze abzugeben; • optional: im Anschluss an den mindestens einen Vorbenetzungsschritt: Ausführen eines Pipettiervorgangs, beinhaltend das Ansaugen eines Probenvolumens V der flüssigen Probe in die Pipettenspitze und insbesondere Halten dieses Proben-volumens V der flüssigen Probe in der Pipettenspitze, insbesondere für eine unbestimmte Zeitspanne oder eine bestimmte Zeitspanne Δt von insbesondere 30 Sekunden.The invention also relates to a computer program, in particular a computer program for operating a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette, which is used for the computer-controlled implementation of a pipetting process with a liquid sample, in particular for automatic pre-wetting of the inside of a pipette tip that is arranged on the working cone of the piston-operated pipette, the computer program Includes commands which, when the computer program is executed by the central processor, of at least one electrical control device of the piston-operated pipette or an external data processing device, cause this central processor to carry out the following steps: • Detecting the at least one parameter value of the variable x characterizing the pipetting process; • Access to a data memory in which a function n_vb (x) is stored which specifies a number n_vb of one or more pre-wetting steps as a function of a variable x characterizing the pipetting process, • Determination of the variable x assigned to the variable x Number n_vb of pre-wetting steps from the function n_vb (x); Providing at least the value n_vb so that it can be used by the control device of a piston-operated pipette in order to carry out at least one pre-wetting step of the number n_vb; optional: • Execution of a pre-wetting step or a sequence of the number n_vb of several pre-wetting steps, wherein a pre-wetting step in each case includes that an electrically driven piston movement is carried out by the piston stroke pipette in order to take up a sample volume in the pipette tip, and then an inverse piston movement is carried out in order to dispensing the sample volume at least partially or completely from the pipette tip; • optional: following the at least one pre-wetting step: carrying out a pipetting process, including sucking a sample volume V of the liquid sample into the pipette tip and in particular holding this sample volume V of the liquid sample in the pipette tip, in particular for an indefinite period of time or a specific one Time span Δt of in particular 30 seconds.
Die Kolbenhubpipette oder ein externes Datenverarbeitungsgerät weisen vorzugsweise eine Speichereinrichtung auf. Diese weist vorzugsweise einen Datenspeicher auf, insbesondere einen Hardware-Datenspeicher, insbesondere nicht-flüchtigen Datenspeicher, insbesondere einen EPROM oder FLASH Speicher. Sie kann auch einen flüchtigen Datenspeicher aufweisen.The piston-operated pipette or an external data processing device preferably have a storage device. This preferably has a data memory, in particular a hardware data memory, in particular a non-volatile data memory, in particular an EPROM or FLASH memory. It can also have a volatile data memory.
Die erfindungsgemäße handgehaltene Kolbenhubpipette, insbesondere deren Steuerungseinrichtung, ist vorzugsweise dazu ausgebildet, zur Durchführung mindestens eines Pipettiervorgangs mindestens einen Betriebsparameter zu verwenden, der zur Steuerung eines Pipettiervorgangs dient.The hand-held piston-operated pipette according to the invention, in particular its control device, is preferably designed to use at least one operating parameter for carrying out at least one pipetting process, which is used to control a pipetting process.
Die elektrische Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette bzw. eines externen Datenverarbeitungsgeräts, auch abgekürzt bezeichnet als Steuerungseinrichtung oder Steuereinrichtung, weist vorzugsweise eine Datenverarbeitungseinrichtung auf, die insbesondere mindestens einen Zentralprozessor (CPU) aufweist. Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise einen Microcontroller auf. Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise mindestens eine Speichereinrichtung bzw. einen Datenspeicher zur Speicherung von Daten, insbesondere von Betriebsparametern und/oder eines oder mehrerer Computerprogramme bzw. Computerprogrammcodes auf.The electrical control device of the piston-operated pipette or of an external data processing device, also referred to for short as a control device or control device, preferably has a data processing device which, in particular, has at least one central processor (CPU). The control device preferably has a microcontroller. The control device preferably has at least one memory device or a data memory for storing data, in particular of operating parameters and / or one or more computer programs or computer program codes.
Die Steuereinrichtung beinhaltet vorzugsweise mindestens eine Steuerungssoftware bzw. ein Steuerungsprogramm, welches diesen mindestens einen Betriebsparameter verwendet, um mindestens eine Funktion des Pipettiervorgangs oder einen Teil des Pipettiervorgangs oder den Pipettiervorgang automatisch auszuführen, insbesondere um den mindestens einen Vorbenetzungsschritt auszuführen, insbesondere unter Verwendung des für den Pipettiervorgang ausgewählten Parameters n_vb, der so einen Betriebsparameter bildet. Die Steuerungssoftware bzw. das Steuerungsprogramm wird insbesondere von der Datenverarbeitungseinrichtung der Steuereinrichtung ausgeführt, insbesondere von einer CPU der Datenverarbeitungseinrichtung. Die Steuerungssoftware bzw. das Steuerungsprogramm ist insbesondere in einer Speichereinrichtung des Geräts gespeichert. Diese Speichereinrichtung ist vorzugsweise ein nicht-flüchtiger Speicher.The control device preferably contains at least one control software or a control program that uses this at least one operating parameter to automatically carry out at least one function of the pipetting process or a part of the pipetting process or the pipetting process, in particular to carry out the at least one pre-wetting step, in particular using the for the Pipetting process selected parameter n_vb, which forms an operating parameter. The control software or the control program is executed in particular by the data processing device of the control device, in particular by a CPU of the data processing device. The control software or the control program is in particular stored in a memory device of the device. This memory device is preferably a non-volatile memory.
Die erfindungsgemäße handgehaltene Kolbenhubpipette ist vorzugsweise dazu ausgebildet, zur Durchführung mindestens eines Pipettiervorgangs gemäß mindestens einem Betriebsmodus (ID_OM) der Pipettiervorrichtung verwendet zu werden. In einem Betriebsmodus ist vorzugsweise jeweils ein Betriebsparameter (Betriebsparametersatz) vorgesehen, der zur Steuerung eines Pipettiervorgangs dient, der in diesem Betriebsmodus durchgeführt wird.The hand-held piston-operated pipette according to the invention is preferably designed to be used to carry out at least one pipetting process in accordance with at least one operating mode (ID_OM) of the pipetting device. In an operating mode, one operating parameter (operating parameter set) is preferably provided in each case, which is used to control a pipetting process that is carried out in this operating mode.
Ein Pipettiervorgang sieht typischer Weise vor, dass gemäß einem Pipettierprogramm eine bestimmte Probenmenge aus einem Startbehälter in einen mit der Kolbenhubpipette verbundenen Pipettierbehälter, insbesondere Pipettenspitze, aufgenommen wird und/oder in einen Zielbehälter abgegeben wird, insbesondere dosiert abgegeben wird. Ein Pipettiervorgang lässt sich vorzugsweise durch mindestens einen, vorzugsweise mehrere, oder einen Satz von Betriebsparametern steuern, mit dem der genannte Pipettiervorgang, oder eine Funktion bzw. Bestandteil desselben in der gewünschten Weise beeinflussbar sind.A pipetting process typically provides that, according to a pipetting program, a certain amount of sample is taken from a start container into a pipetting container connected to the piston-operated pipette, in particular a pipette tip, and / or dispensed into a target container, in particular dispensed in a metered manner. A pipetting process can preferably be controlled by at least one, preferably several, or a set of operating parameters with which the named pipetting process or a function or component thereof can be influenced in the desired manner.
Betriebsparameter zum Steuern eines Pipettiervorgangs betreffen bzw. quantifizieren vorzugsweise das zu pipettierende Volumen, beim Schritt des Ansaugens der Probe in einen mit der Kolbenhubpipette verbundenen Pipettierbehälter oder beim Schritt des Abgebens der Probe aus diesem Pipettierbehälter, gegebenenfalls die Reihenfolge und Wiederholungen dieser Schritte, und gegebenenfalls zeitliche Parameter bei der zeitlichen Verteilung dieser Vorgänge, insbesondere auch die zeitliche Veränderung solcher Vorgänge, insbesondere die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Ansaugens oder Abgebens der Probe.Operating parameters for controlling a pipetting process relate or quantify preferably the volume to be pipetted, during the step of aspirating the sample into a pipetting container connected to the piston-operated pipette or during the step of dispensing the sample from this pipetting container, possibly the sequence and repetitions of these steps, and possibly the time Parameters in the temporal distribution of these processes, in particular also the change in such processes over time, in particular the speed and / or acceleration of the aspiration or dispensing of the sample.
Diese Betriebsparameter werden vorzugsweise zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig vom Benutzer ausgewählt und/oder eingegeben, insbesondere über das mindestens eine Bedienelement der Benutzerschnittstelleneinrichtung einer Kolbenhubpipette oder eines externen Datenverarbeitungsgeräts.These operating parameters are preferably at least partially and preferably completely selected and / or entered by the user, in particular via the at least one operating element of the user interface device of a piston-operated pipette or an external data processing device.
Der Pipettiervorgang ist vorzugsweise durch den Betriebsparametersatz eindeutig festgelegt. Dieser Betriebsparametersatz wird vorzugsweise zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig vom Benutzer ausgewählt und/oder eingegeben, insbesondere über die Bedieneinrichtung der Kolbenhubpipette oder des externen Datenverarbeitungsgeräts.The pipetting process is preferably clearly defined by the operating parameter set. This operating parameter set is preferably at least partially and preferably completely selected and / or entered by the user, in particular via the operating device of the piston-operated pipette or the external data processing device.
Es ist jedoch möglich, dass ein Pipettiervorgang durch den Betriebsparametersatz nicht eindeutig festgelegt ist. Es ist auch möglich und bevorzugt, dass mindestens ein Betriebsparameter nicht vom Benutzer festgelegt wird, sondern z.B. von der Pipettiervorrichtung vorgegeben wird, indem er dort z.B. als vorbekannt gespeichert ist. Die Pipettiervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, mindestens einen Betriebsparameter automatisch zu bestimmen.However, it is possible that a pipetting process is not clearly defined by the operating parameter set. It is also possible and preferred that at least one operating parameter is not specified by the user, but is specified, for example, by the pipetting device, in that it is stored there, for example, as previously known. The pipetting device can be designed to automatically determine at least one operating parameter.
Die Kolbenhubpipette oder ein externes Datenverarbeitungsgerät kann eine Sensoreinrichtung aufweisen, z.B. einen Sensor zur Erfassung eines Umgebungsparameters, insbesondere der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit oder des Drucks, der für den Kolbenantrieb der Kolbenhubpipette verwendete Motorstrom. Der Motorstrom kann insbesondere zur Bestimmung der Viskosität der pipettierten Flüssigkeit verwendet werden, und somit zur Identifizierung der Flüssigkeit bzw. zur Bestimmung von ID_LM. Die Sensoreinrichtung kann auch zur Durchführung einer Messung ausgebildet sein, mit dem der Typ eines mit der Pipettiervorrichtung verbundenen Pipettierbehälters, insbesondere das maximale Füllvolumen des Pipettierbehälters, insbesondere einer Pipettenspitze, ermittelbar ist. Die Kolbenhubpipette oder ein externes Datenverarbeitungsgerät kann dazu ausgebildet sein, mindestens einen Betriebsparameter, insbesondere einen zur Bestimmung der Variable x verwendeten Parameter, automatisch in Abhängigkeit vom Messwert der Sensoreinrichtung zu bestimmen. Dadurch lässt sich die Optimierung der für ein präzises Pipettieren erforderlichen Pipettierparameter weiter verbessern.The piston-operated pipette or an external data processing device can have a sensor device, for example a sensor for detecting an environmental parameter, in particular the temperature, the humidity or the pressure, the motor current used for the piston drive of the piston-operated pipette. The motor current can in particular be used to determine the viscosity of the pipetted liquid, and thus to identify the liquid or to determine ID_LM. The sensor device can also be designed to carry out a measurement with which the type of a pipetting container connected to the pipetting device, in particular the maximum filling volume of the pipetting container, in particular a pipette tip, can be determined. The piston-operated pipette or an external data processing device can be designed to automatically determine at least one operating parameter, in particular a parameter used to determine the variable x, as a function of the measured value of the sensor device. As a result, the optimization of the pipetting parameters required for precise pipetting can be further improved.
Nachfolgend werden Betriebsmodi und die Ihnen vorzugsweise zugeordneten Betriebsparameter beschrieben, die jeweils vorzugsweise bei der Pipettiervorrichtung vorgesehen sind:
Vorzugsweise ist ein Betriebsparameter vorgesehen, mit dem ein zu pipettierendes Pipettiervolumen definiert wird. Es kann ein Betriebsparameter vorgesehen sein, mit dem ein während eines Ansaugschrittes anzusaugendes Ansaugvolumen definiert wird und/oder es kann ein Betriebsparameter vorgesehen sein, mit dem ein während eines Abgabeschrittes abzugebendes Abgabevolumen definiert wird.Operating modes and the operating parameters that are preferably assigned to them are described below, each of which is preferably provided for the pipetting device:
An operating parameter is preferably provided with which a pipetting volume to be pipetted is defined. An operating parameter can be provided with which a suction volume to be drawn in during a suction step is defined and / or an operating parameter can be provided with which a discharge volume to be dispensed during a dispensing step is defined.
Vorzugsweise ist mindestens ein Betriebsparameter vorgesehen, mit dem die Zahl von unmittelbar aufeinander folgenden oder mittelbar aufeinander folgenden Pipettiervolumina festgelegt wird, vorzugsweise mindestens ein Betriebsparameter, mit dem die Zahl der Ansaugschritte und/oder der Abgabeschritte und jeweils vorzugsweise auch die jeweils zugehörigen Pipettiervolumina, die jeweils zugehörigen Pipettiergeschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen, und/oder die jeweils zugehörigen Zeitabstände zwischen den Schritten festgelegt wird.Preferably, at least one operating parameter is provided with which the number of immediately or indirectly successive pipetting volumes is determined, preferably at least one operating parameter with which the number of suction steps and / or dispensing steps and, in each case, preferably also the respectively associated pipetting volumes associated pipetting speeds and / or accelerations, and / or the respective associated time intervals between the steps is determined.
Vorzugsweise betrifft ein Betriebsmodus das "Dispensieren" (DIS) einer Probe. Zugeordnete Betriebsparameter sind jeweils vorzugsweise: das Volumen der Einzelprobe, betreffend das Pipettiervolumen während eines von mehreren Abgabeschritten; die Anzahl der Abgabeschritte; die Geschwindigkeit bei der Aufnahme der Probe(n); die Geschwindigkeit bei der Abgabe der Probe(n). Die Dispensierfunktion eignet sich insbesondere zum schnellen Befüllen einer Mikrotiterplatte mit einer Reagenzflüssigkeit und kann z.B. zur Durchführung eines ELISA verwendet werden .One operating mode preferably relates to the "dispensing" (DIS) of a sample. Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the individual sample, relating to the pipetting volume during one of several dispensing steps; the number of delivery steps; the speed at which the sample (s) are picked up; the speed when submitting the sample (s). The dispensing function is particularly suitable for quickly filling a microtiter plate with a reagent liquid and can be used, for example, to carry out an ELISA.
Vorzugsweise betrifft ein Betriebsmodus das "Automatische Dispensieren" (ADS) einer Probe. Zugeordnete Betriebsparameter sind jeweils vorzugsweise: das Volumen der Einzelprobe, betreffend das Pipettiervolumen während eines von mehreren Abgabeschritten; die Anzahl der Abgabeschritte; die Dauer des Zeitintervalls, gemäß dem die Abgabeschritte automatisch in konstanten Zeitabständen nacheinander durchgeführt werden - das Zeitintervall kann diese Zeitabstände festlegen oder z.B. die Verzögerung zwischen Ende und Beginn aufeinander folgender Abgabeschritte; die Geschwindigkeit bei der Aufnahme der Probe(n); die Geschwindigkeit bei der Abgabe der Probe(n). Diese Dispensierfunktion eignet sich noch komfortabler zum Befüllen einer Mikrotiterplatte, da der Anwender nicht immer wieder einen Abgabeschritt durch Betätigung, z.B. Tastendruck, auslösen muss, sondern die Abgabe nach dem Starten des automatischen Dispensierens zeitgesteuert erfolgt. Wie jedes andere Betriebsprogramm eines Betriebsmodus auch, kann das automatische Dispensieren unter der Bedingung erfolgen, dass das entsprechende Programm zumindest bei ununterbrochener Betätigung eines Betätigungselementes erfolgt, z.B. bei ununterbrochen gedrückt gehaltener Taste. Dies ist zum Beispiel bei langen Dispensierserien oder Reaktionen, bei denen eine genaue Beachtung eines Zeitfensters erforderlich ist, vorteilhaft. Die automatische Dispensierfunktion eignet sich noch komfortabler zum Befüllen einer Mikrotiterplatte, da der Benutzer einen einzelnen Abgabeschritt hier nicht selbst auslösen muss, sondern dies automatisch erfolgt, was z.B. zur Durchführung eines ELISA verwendet werden kann.One operating mode preferably relates to the "automatic dispensing" (ADS) of a sample. Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the individual sample, relating to the pipetting volume during one of several dispensing steps; the number of delivery steps; the duration of the time interval according to which the dispensing steps are automatically carried out one after the other at constant time intervals - the time interval can define these time intervals or, for example, the delay between the end and the start of successive dispensing steps; the speed at which the sample (s) are picked up; the speed at which the sample (s) are dispensed. This dispensing function is even more convenient for filling a microtiter plate, as the user does not have to repeatedly trigger a dispensing step by pressing a button, for example, but rather the dispensing is time-controlled after starting the automatic dispensing. Like any other operating program in an operating mode, automatic dispensing can take place on condition that the corresponding program takes place at least when an actuating element is operated continuously, e.g. when a key is continuously pressed. This is advantageous, for example, in the case of long dispensing series or reactions in which precise observation of a time window is required. The automatic dispensing function is even more convenient for filling a microtiter plate, as the user does not have to initiate a single dispensing step himself, but this is done automatically, which can be used, for example, to carry out an ELISA.
Vorzugsweise betrifft ein Betriebsmodus das "Pipettieren" (Pip) einer Probe. Zugeordnete Betriebsparameter sind jeweils vorzugsweise: das Volumen der zu pipettierenden Probe; die Geschwindigkeit bei der Aufnahme der Probe; die Geschwindigkeit bei der Abgabe der Probe.One operating mode preferably relates to the “pipetting” (pip) of a sample. Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the sample to be pipetted; the speed at which the sample is taken up; the speed at which the sample is dispensed.
Vorzugsweise betrifft ein Betriebsmodus das "Pipettieren mit anschließendem Mischen" (P/Mix) einer Probe. Zugeordnete Betriebsparameter sind jeweils vorzugsweise: das Volumen der anzusaugenden und/oder der abzugebenden Probe; das Mischvolumen; die Anzahl der Mischzyklen; die Geschwindigkeit bei der Aufnahme der Probe; die Geschwindigkeit bei der Abgabe der Probe. Die Funktion "Pipettieren mit anschließendem Mischen" empfiehlt sich beispielsweise für das Pipettieren von sehr kleinen Volumina. Wird ein Dosiervolumen < 10 µL gewählt, empfiehlt es sich, dieses in die jeweilige Reaktionsflüssigkeit einzuspülen. Dies ist möglich durch das automatische Starten einer Mischbewegung nach Abgabe der Flüssigkeit. Das Mischvolumen sowie die Mischzyklen werden zuvor definiert. Eine Anwendung für diesen Betriebsmodus ist z.B. die Abgabe einer aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften schwerer als Wasser zu dosierenden Flüssigkeit, deren Reste im Pipettierbehälter, insbesondere der Pipettenspitze, dann mit Hilfe der bereits vorgelegten Flüssigkeit aus dem Pipettierbehälter, bzw. der Pipettenspitze, gespült wird. Eine weitere Anwendung wäre das sofortige Mischen der abgegebenen Flüssigkeit mit der vorgelegten Flüssigkeit. Vorteilhaft ist dieser Betriebsmodus z.B. beim Zugeben von DNA zu einer PCR-Mischlösung.One operating mode preferably relates to the “pipetting with subsequent mixing” (P / Mix) of a sample. Associated operating parameters are in each case preferably: the volume the sample to be aspirated and / or the sample to be dispensed; the mixing volume; the number of mixing cycles; the speed at which the sample is taken up; the speed at which the sample is dispensed. The "Pipetting with subsequent mixing" function is recommended, for example, for pipetting very small volumes. If a dosing volume <10 µL is selected, it is advisable to rinse this into the respective reaction liquid. This is possible by automatically starting a mixing movement after the liquid has been dispensed. The mixing volume and the mixing cycles are defined beforehand. One application for this operating mode is, for example, the delivery of a liquid that is more difficult to dose than water due to its physical properties, the residues of which in the pipetting container, in particular the pipette tip, are then rinsed with the aid of the liquid already provided from the pipetting container or the pipette tip. Another application would be the immediate mixing of the dispensed liquid with the supplied liquid. This operating mode is advantageous, for example, when adding DNA to a mixed PCR solution.
Vorzugsweise betrifft ein Betriebsmodus die "Mehrfachaufnahme" einer Probe, auch bezeichnet als "Umgekehrtes Dispensieren" oder als "ASP" für Aspirating. Zugeordnete Betriebsparameter sind jeweils vorzugsweise: das Volumen der anzusaugenden Probe(n); die Anzahl der Proben; die Geschwindigkeit bei Aufnahme; die Geschwindigkeit bei Abgabe. Die Funktion dient der Mehrfachaufnahme einer Flüssigkeitsmenge und Abgabe der Gesamtmenge. Hierbei ist eine Mehrfachbefüllung des Pipettierbehälters in einem Vorgang nicht vorgesehen. Die Geschwindigkeit ist für alle Proben gleich. In der Ausführung geschieht vorzugsweise folgendes: Ausgehend von der Grundposition nimmt die Pipettiervorrichtung durch Betätigen erster Art der Bedieneinrichtung jeweils ein Teilvolumen auf. Nach Aufnahme des letzten Teilvolumens gibt die Pipettiervorrichtung vorzugsweise eine Warnmeldung aus, die vorzugsweise durch ein Betätigen zweiter Art der Bedieneinrichtung durch den Anwender bestätigt werden muss. Bei der nächsten Betätigung zweiter Art der Bedieneinrichtung wird das Gesamtvolumen wieder abgegeben. Zur Betätigung erster oder zweiter Art weist die Bedieneinrichtung vorzugsweise mindestens zwei Bedienknöpfe auf, einen zum Eingeben eines Bedienungssignals "erster Art" an die Steuereinrichtung, und einen um Eingeben eines Bedienungssignals "zweiter Art" an die Steuereinrichtung. Die Bedieneinrichtung kann insbesondere eine Wippe aufweisen, die insbesondere um eine Achse senkrecht zur Längsachse der Pipettiervorrichtung schwenkbar ist, zwischen einer ersten Signal-Auslöse-Position ("Wippe up") zur Betätigung erster Art und einer zweiten Signal-Auslöse-Position ("Wippe down") zur Betätigung zweiter Art.An operating mode preferably relates to the “multiple uptake” of a sample, also referred to as “reverse dispensing” or “ASP” for aspirating. Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the sample (s) to be aspirated; the number of samples; the speed when recording; the speed of delivery. The function is used for multiple uptake of a quantity of liquid and delivery of the total quantity. In this case, multiple filling of the pipetting container in one process is not provided. The speed is the same for all samples. In the embodiment, the following preferably happens: starting from the basic position, the pipetting device takes up a partial volume by actuating the first type of operating device. After the last partial volume has been taken up, the pipetting device preferably outputs a warning message, which must preferably be confirmed by the user actuating the second type of operating device. The next time the second type of operating device is actuated, the total volume is released again. For actuation of the first or second type, the operating device preferably has at least two operating buttons, one for inputting a “first type” operating signal to the control device and one for inputting a “second type” operating signal to the control device. The operating device can in particular have a rocker that is pivotable in particular about an axis perpendicular to the longitudinal axis of the pipetting device, between a first signal trigger position ("rocker up") for actuation of the first type and a second signal trigger position ("rocker down") for actuation of the second type.
Vorzugsweise betrifft ein Betriebsmodus das "Diluting" (Dil) einer Probe, auch bezeichnet als "Verdünnung". Zugeordnete Betriebsparameter sind jeweils vorzugsweise: das Probenvolumen; das Luftblasenvolumen; das Diluentvolumen; die Geschwindigkeit der Aufnahme; die Geschwindigkeit der Abgabe. Das maximale Diluentvolumen = Nennvolumen - (Probe + Luftblase)). Diese Funktion dient der Aufnahme einer Probe und eines Diluents mit Trennung durch eine Luftblase und Abgabe der Gesamtmenge. Die Geschwindigkeit ist für alle Teilvolumina gleich. In der Ausführung geschieht vorzugsweise folgendes: Ausgehend von der Grundposition nimmt die Pipettiervorrichtung zuerst das Diluentvolumen, dann die Luftblase und zum Schluss die Probe auf. Jede Aufnahme wird vorzugsweise separat durch eine Betätigung der Bedieneinrichtung erster Art ausgelöst. Danach wird die Gesamtmenge in Einem abgegeben.An operating mode preferably relates to the “diluting” (Dil) of a sample, also referred to as “dilution”. Associated operating parameters are in each case preferably: the sample volume; the air bubble volume; the diluent volume; the speed of recording; the speed of delivery. The maximum diluent volume = nominal volume - (sample + air bubble)). This function is used to take up a sample and a diluent with separation by an air bubble and dispense the total amount. The speed is the same for all partial volumes. In the execution, the following preferably happens: starting from the basic position, the pipetting device first takes up the diluent volume, then the air bubble and finally the sample. Each recording is preferably triggered separately by actuating the operating device of the first type. Then the total amount is dispensed in one go.
Vorzugsweise betrifft ein Betriebsmodus das "Sequentielle Dispensieren" (SeqD) von Proben. Zugeordnete Betriebsparameter sind jeweils vorzugsweise: Anzahl der Proben (vorzugsweise bis zu einer fest vorgegebenen Maximalanzahl Nmax von vorzugsweise 5 <= Nmax <= 15, vorzugsweise Nmax = 10); Einzelvolumen der Einzelproben; Geschwindigkeit der Aufnahme; Geschwindigkeit der Abgabe. Diese Funktion dient dem sequentiellen Dispensieren von Nmax frei wählbaren Volumina, hierbei ist vorzugsweise eine mehrfache Befüllung des Pipettierbehälters nicht vorgesehen. Die Geschwindigkeit ist für alle Proben gleich. Die Anzahl der Proben ist vorzugsweise der führende Parameter für die Eingabe der Einzelvolumen. Die Pipette muss vorzugsweise bei Eingabe der Volumina immer überprüfen, ob das Maximalvolumen der Pipettiervorrichtungen nicht überschritten wird, ggf. wird eine Warnmeldung ausgegeben. Nach Eingabe aller Parameter nimmt die Pipettiervorrichtung nach Betätigen erster Art der Bedieneinrichtung das Gesamtvolumen auf und nach Betätigen zweiter Art der Bedieneinrichtung jeweils ein Einzelvolumen ab. Alle weiteren Abläufe verhalten sich vorzugsweise wie das normale Dispensieren.One operating mode preferably relates to the “sequential dispensing” (SeqD) of samples. Associated operating parameters are in each case preferably: number of samples (preferably up to a fixed predetermined maximum number Nmax of preferably 5 <= Nmax <= 15, preferably Nmax = 10); Individual volume of the individual samples; Recording speed; Speed of delivery. This function is used for the sequential dispensing of Nmax freely selectable volumes; in this case, multiple filling of the pipetting container is preferably not provided. The speed is the same for all samples. The number of samples is preferably the leading parameter for entering the individual volumes. When entering the volumes, the pipette must always check whether the maximum volume of the pipetting devices is not exceeded; if necessary, a warning message is output. After all parameters have been entered, the pipetting device takes up the total volume after actuating the first type of operating device and decreases an individual volume after actuating the second type of operating device. All further processes preferably behave like normal dispensing.
Vorzugsweise betrifft ein Betriebsmodus das "Sequentielle Pipettieren" (SeqP) von Proben. Zugeordnete Betriebsparameter sind jeweils vorzugsweise: Anzahl der Proben (vorzugsweise bis zu einer fest vorgegebenen Maximalanzahl Nmax von vorzugsweise 5 <= Nmax <= 15, vorzugsweise Nmax = 10); Einzelvolumen der Einzelproben; Geschwindigkeit der Aufnahme; Geschwindigkeit der Abgabe. Diese Funktion dient dem Pipettieren von maximal Nmax frei wählbaren Volumina, die vor dem Start programmiert werden und in Ihrer Abfolge feststehen. Die Geschwindigkeit ist für alle Proben vorzugsweise gleich, um eine einfache Bedienung dieses Betriebsmodus zu ermöglichen Die Geschwindigkeit kann aber auch unterschiedlich einstellbar sein. Der Ablauf der Funktion entspricht dem Ablauf des Pipettierens. Es werden die vorher eingegebenen Volumina in der programmierten Reihenfolge abgearbeitet. Nach Abgabe wird über die Betätigung eines Betätigungselementes, z.B. Tastendruck, entschieden, ob die nächste Probe aufgenommen werden soll oder vor der nächsten erst ein "Blowout", also ein vollständiges, sicheres Ausblasen der im Pipettierbehälter noch enthaltenen Probe mittels Überhub, und/oder ob ein Wechsel des Pipettierbehälters erfolgen soll.One operating mode preferably relates to the “sequential pipetting” (SeqP) of samples. Associated operating parameters are in each case preferably: number of samples (preferably up to a fixed predetermined maximum number Nmax of preferably 5 <= Nmax <= 15, preferably Nmax = 10); Individual volume of the individual samples; Recording speed; Speed of delivery. This function is used to pipette a maximum of Nmax freely selectable volumes that are programmed before the start and their sequence is fixed. The speed is preferably the same for all samples in order to enable simple operation of this operating mode. However, the speed can also be set differently. The sequence of the function corresponds to the sequence of pipetting. The previously entered volumes are processed in the programmed sequence. After delivery, a decision is made by actuating an actuating element, e.g. pressing a button, whether the next sample should be taken or a "blowout" before the next, i.e. a complete, safe blowing out of the sample still contained in the pipetting container by means of an overstroke, and / or whether the pipetting container is to be changed.
Vorzugsweise betrifft ein Betriebsmodus das "Reverse Pipettieren" (rPip) von Proben. Zugeordnete Betriebsparameter sind jeweils vorzugsweise: das Volumen der Einzelprobe; die Geschwindigkeit der Aufnahme; die Geschwindigkeit der Abgabe; Aktivierung des Counters. Bei dieser Funktion "rPip" wird mehr als das zu dosierende Volumen aufgenommen. Dies wird erreicht, indem der Kolben vor der Flüssigkeitsaufnahme, nämlich durch Betätigung zweiter Art, d.h., z.B. mittels Tastendruck oder "Wippe nach unten", nach unten gefahren wird, bis in die untere Position eines Blowouts, also eines Überhubs des Kolbens, der über die Stellung des Kolbens bei einem Pipettierhub hinausgeht. Bei Start der Volumenaufnahme nimmt die Pipettiervorrichtung das Volumen des Blowout's und das eingestellte Volumen auf. Um das Spiel im Antrieb in Abgaberichtung heraus zu nehmen, vollzieht die Pipettiervorrichtung einen zusätzlichen Hub, der sofort wieder abgegeben wird. Dies ist dem Dispensieren ähnlich, erfolgt jedoch vorzugsweise unter automatischer Abgabe des Verwerfhubes mit maximaler Geschwindigkeit.One operating mode preferably relates to the "reverse pipetting" (rPip) of samples. Associated operating parameters are in each case preferably: the volume of the individual sample; the speed of recording; the speed of delivery; Activation of the counter. With this "rPip" function, more than the volume to be dosed is taken up. This is achieved in that the piston is moved down before the liquid is taken up, namely by actuation of the second type, ie, for example by pressing a button or "rocker down", to the lower position of a blowout, i.e. an overstroke of the piston, which over the position of the piston goes beyond a pipetting stroke. When the volume uptake starts, the pipetting device picks up the volume of the blowout and the set volume. In order to remove the play in the drive in the delivery direction, the pipetting device performs an additional stroke which is immediately delivered again. This is similar to dispensing, but preferably takes place with automatic delivery of the discard stroke at maximum speed.
In der Ausführung des Betriebsmodus "rPip" geschieht vorzugsweise Folgendes: der Kolben der Pipettiervorrichtung fährt automatisch zum Blowout und bleibt in der unteren Position stehen. Zweitens erfolgt eine Betätigung erster Art der Bedieneinrichtung: Kolben fährt um die Blowout-Strecke und um den Hub für das Pipettiervolumen nach oben. Drittens erfolgt eine Betätigung zweiter Art der Bedieneinrichtung: Kolben fährt den Hub für das Pipettiervolumen nach unten und bleibt vor dem Blowout stehen. Viertens erfolgen zwei Betätigungen zweiter Art der Bedieneinrichtung: Kolben führt den Blowout aus und bleibt in der unteren Position stehen. Alternativ zu "viertens" erfolgt eine Betätigung erster Art der Bedieneinrichtung: Kolben fährt den Pipettierhub nach oben. Der Modus "rPip" eignet sich insbesondere zum Pipettieren von Plasma, Seren und anderen Flüssigkeiten mit hohem Proteingehalt. Für wässrige Lösungen eignet sich insbesondere der Modus "Pipettieren". Der Modus "rPip" eignet sich insbesondere für netzmittelhaltige Lösungen, um die Schaumbildung bei der Abgabe in das Zielgefäß zu minimieren. Die Flüssigkeit wird insbesondere mit Überhub (Blowout-Volumen) aufgenommen. Der Überhub gehört hierbei typischer Weise nicht zum Abgabevolumen und wird vorzugsweise nicht in das Zielgefäß abgegeben. Insbesondere wenn dieselbe Probe erneut verwendet wird, kann der Überhub in der Spitze verbleiben. Wenn eine andere Flüssigkeit verwendet wird, wird vorzugsweise der Überhub und/oder vorzugsweise der Pipettierbehälter verworfen.In the execution of the "rPip" operating mode, the following preferably occurs: the The piston of the pipetting device automatically moves to the blowout and remains in the lower position. Secondly, the first type of operating device is actuated: the piston moves upwards by the blowout path and by the stroke for the pipetting volume. Thirdly, the second type of operating device is actuated: the piston moves down the stroke for the pipetting volume and stops before the blowout. Fourth, two actuations of the second type of operating device take place: the piston performs the blowout and remains in the lower position. As an alternative to "fourth", the first type of operating device is actuated: the piston moves up the pipetting stroke. The "rPip" mode is particularly suitable for pipetting plasma, sera and other liquids with a high protein content. The "Pipetting" mode is particularly suitable for aqueous solutions. The "rPip" mode is particularly suitable for solutions containing wetting agents, in order to minimize foam formation when dispensing into the target vessel. The liquid is absorbed in particular with an overstroke (blowout volume). The overstroke here typically does not belong to the delivery volume and is preferably not delivered into the target vessel. In particular, if the same sample is used again, the overstroke can remain in the tip. If a different liquid is used, the overstroke and / or preferably the pipetting container is preferably discarded.
Durch einen Betriebsparametersatz wird vorzugsweise ein Steuerprogramm zur Durchführung des gewünschten Pipettiervorgangs gesteuert. Das Steuerprogramm kann jeweils in Form von elektrischen Schaltkreisen der Steuereinrichtung ausgebildet sein, und/oder durch einen ausführbaren Programmcode ausgebildet sein, der geeignet ist zum Steuern einer Steuereinrichtung, die programmcode-steuerbar ist und vorzugsweise programmierbar ist.A control program for carrying out the desired pipetting process is preferably controlled by an operating parameter set. The control program can each be in the form of electrical circuits of the control device and / or be in the form of an executable program code which is suitable for controlling a control device which can be controlled by a program code and is preferably programmable.
Die Kolbenhubpipette oder ein externes Datenverarbeitungsgerät ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die vom Benutzer eingegebenen Parameterwerte automatisch zu überprüfen und mit einem erlaubten Bereich des jeweiligen Betriebsparameters zu vergleichen. Liegt der vom Benutzer eingegebene Parameterwert außerhalb des zulässigen Bereichs, wird die Eingabe entweder nicht akzeptiert oder auf eine Default-Wert gesetzt, der z.B. der Minimalwert oder der Maximalwert oder der zuletzt zulässig eingegebene Wert sein kann.The piston-operated pipette or an external data processing device is preferably designed to automatically check the parameter values entered by the user and to compare them with a permitted range of the respective operating parameter. If the parameter value entered by the user is outside the permissible range, the entry is either not accepted or set to a default value, which can be, for example, the minimum value or the maximum value or the last value entered can.
Die Kolbenhubpipette und/oder ein externes Datenverarbeitungsgerät wird vorzugsweise netzunabhängig betrieben. Insbesondere kann das jeweilige Gerät mit einer aufladbaren Spannungsquelle versehen sein, beispielsweise einem oder mehreren Akkus. Für diesen Fall kann das Gerät eine mit der aufladbaren Spannungsquelle verbundene Ladeschnittstelle aufweisen.The piston-operated pipette and / or an external data processing device is preferably operated independently of the mains. In particular, the respective device can be provided with a rechargeable voltage source, for example one or more batteries. For this case, the device can have a charging interface connected to the chargeable voltage source.
Pipettenspitzen sind insbesondere Einwegprodukte und bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Je nach benötigtem maximalem Flüssigkeitsvolumen werden unterschiedliche Pipettenspitzen mit der Kolbenhubpipette verwendet. Typische Nennvolumina von handelsüblichen Pipettenspitzen sind z.B. 10 µL, 20 µL, 100 µL, 200 µL, 300 µL, 1000 µL, 1250 µL, 2500 µL, 5 mL, 10 mL (µL: Mikroliter; mL: Milliliter). Eine Pipettenspitze weist in der Regel einen entlang einer Längsachse langgestreckten konusförmigen Behälter auf, der am unteren Ende eine Flüssigkeitsaustauschöffnung aufweist, und der am oberen Ende einen konus- und rohrförmigen, nach oben geöffneten Endabschnitt aufweist. Das Einsaugen der Flüssigkeit in die Pipettenspitze erfolgt über einen Unterdruck im Innenraum der Pipettenspitze. Der Innenraum der Pipettenspitze ist in einer Pipettierposition, auch als Aufsteckposition bezeichnet, in der die Pipettenspitze -in der Regel durch Aufstecken- mit dem Verbindungsabschnitt der Kolbenhubpipette verbunden ist, fluidisch mit dem Pipettierkanal der Kolbenhubpipette verbunden, der über einen in einer hohlzylinderförmigen Kolbenkammer elektrisch bewegbaren Zylinderkolben der Kolbenhubpipette mit dem Unterdruck/Überdruck beaufschlagt wird.Pipette tips are, in particular, single-use products and are preferably made of plastic. Depending on the maximum volume of liquid required, different pipette tips are used with the piston-operated pipette. Typical nominal volumes of commercially available pipette tips are e.g. 10 µL, 20 µL, 100 µL, 200 µL, 300 µL, 1000 µL, 1250 µL, 2500 µL, 5 mL, 10 mL (µL: microliter; mL: milliliter). A pipette tip generally has a conical container which is elongated along a longitudinal axis and which has a liquid exchange opening at the lower end and which has a conical and tubular end section which is open at the top at the upper end. The liquid is sucked into the pipette tip via a negative pressure in the interior of the pipette tip. The interior of the pipette tip is in a pipetting position, also referred to as the plug-on position, in which the pipette tip is connected to the connecting section of the piston-operated pipette, usually by being pushed on, fluidically connected to the pipetting channel of the piston-operated pipette, which is electrically movable via a piston chamber in the shape of a hollow cylinder Cylinder piston of the piston stroke pipette with which negative / positive pressure is applied.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine handgehaltene Kolbenhubpipette, ein mit dieser zusammenwirkendes Datenverarbeitungsgerät, ein System und ein Computerprogramm. Die möglichen und bevorzugten Ausgestaltungen jedes dieser Gegenstände ergeben sich aus der Beschreibung aller Ausgestaltungen der jeweils anderen Gegenstände, insbesondere ergeben sich Ausgestaltungsmöglichkeiten der handgehaltenen Kolbenhubpipette aus der Beschreibung des Verfahrens, des -insbesondere externen-Datenverarbeitungsgeräts, des Systems und des Computerprogramms.The invention relates to a method, a hand-held piston-operated pipette, a data processing device interacting therewith, a system and a computer program. The possible and preferred configurations of each of these objects result from the description of all configurations of the respective other objects, in particular configuration options for the hand-held piston-operated pipette result from the description of the method, the - in particular external - data processing device, the system and the computer program.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, der handgehaltenen Kolbenhubpipette, des mit diesem zusammenwirkenden Datenverarbeitungsgeräts, des Systems und des Computerprogramms ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den Figuren und deren Beschreibung. Gleiche Bauteile der Ausführungsbeispiele werden im Wesentlichen durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, falls dies nicht anders beschrieben wird oder sich nicht anders aus dem Kontext ergibt. Es zeigen:
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Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Schrägansicht schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kolbenhubpipette. -
Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Schrägansicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines externen Datenverarbeitungsgeräts, das zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar ist. -
Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Schrägansicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems, das zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar ist. -
Fig. 4 zeigt exemplarisch eine Anzeigenseite zur Erfassung von Benutzerparametern und Wiedergabe von Informationen, die im Display des externen Datenverarbeitungsgeräts ausFig. 2 anzeigbar ist. -
Fig. 5 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Ausführungsbeispiel. -
Fig. 6 zeigt ein Diagramm mit der algorithmischen Darstellung der Anzahl n_vb von Vorbenetzungsschritten in Abhängigkeit vom Volumen V, wobei diese Funktion v_vb(V) im erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendbar ist.
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Fig. 1 shows in a perspective oblique view schematically an embodiment of a piston stroke pipette according to the invention. -
Fig. 2 shows, in a perspective oblique view, schematically an exemplary embodiment of an external data processing device which can be used to implement the method according to the invention. -
Fig. 3 shows, in a perspective oblique view, schematically an exemplary embodiment of a system which can be used to implement the method according to the invention. -
Fig. 4 shows an example of a display page for capturing user parameters and reproducing information from the display of the external data processing deviceFig. 2 can be displayed. -
Fig. 5 shows schematically the sequence of the method according to the invention in one embodiment. -
Fig. 6 shows a diagram with the algorithmic representation of the number n_vb of pre-wetting steps as a function of the volume V, this function v_vb (V) can be used in the method according to the invention according to an exemplary embodiment.
Die Betriebsparameter und sonstigen Einstellungen der Pipette lassen sich vom Benutzer über die Benutzerschnittstelleneinrichtung, bzw. Bedieneinrichtung und das Display der Pipette kontrollieren. In der Pipette sind mehrere, elektrisch gesteuerte Pipettierprogramme gespeichert, wobei vorzugsweise jedem Betriebsmodus ein Pipettierprogramm zugeordnet ist. Ein Pipettierprogramm lässt sich durch einen Betriebsparametersatz eindeutig festlegen. Einmal festgelegt, lässt sich das Pipettierprogramm vom Benutzer auslösen und wird von der Pipette automatisch gestartet. Das Pipettierprogramm umfasst insbesondere, dass das erfindungsgemäße Verfahren 100 zum Vorbenetzen der Pipettenspitze 10 durchgeführt wird. Falls der Parameter ID_LM<>0 ist, wird mindestens ein Schritt zum Vorbenetzen durchgeführt, falls der Parameter ID_LM = 0 ist, wird kein Schritt zum Vorbenetzen durchgeführt. Statt des Wertes 0 kann auch jeder andere Defaultwert vereinbart werden. Der Wert ID_LM = 0 kann insbesondere Wasser als Hauptflüssigkeitsbestandteil der zu pipttierenden Probe kennzeichnen.The operating parameters and other settings of the pipette can be controlled by the user via the user interface device or operating device and the display of the pipette. Several electrically controlled pipetting programs are stored in the pipette, a pipetting program preferably being assigned to each operating mode. A pipetting program can be clearly defined by a set of operating parameters. Once set, the pipetting program can be triggered by the user and is started automatically by the pipette. The pipetting program includes, in particular, that the
Die Pipette 1 weist einen Grundkörper 2 auf, der einen unteren Schaftabschnitt 3 aufweist und einen oberen Abschnitt 4, der insbesondere das Display 5 und Bedienelemente aufweist. Der Schaftabschnitt 3 erstreckt sich parallel der Längsachse A der Pipettiervorrichtung, während der obere Abschnitt 4 gegenüber der Achse A geneigt angeordnet ist und sich parallel der Achse B erstreckt. Durch die geneigte Anordnung des oberen Abschnitts 4 lässt sich das Display 5 besonders ergonomisch verwenden.The
Die Pipette 1 weist einen Griffbereich 7 mit der Haltelasche 6 auf, die sich bei bestimmungsgemäßem Halten der Pipette 1 durch den Benutzer auf dem Zeigefinger des Benutzers abstützt, während der Griffbereich 7 in der Handfläche des Benutzers liegt. Mit dem Daumen erreichbar ist insbesondere der Abwurfknopf 8, durch dessen Drücken entlang der Achse A nach unten die gefedert gelagerte Abwurfhülse 9 nach unten bewegt wird und die Pipettenspitze 10 vom Verbindungskonus 11 der Pipettiervorrichtung abwirft, auf dem sie aufgesteckt ist. Der Abwurfmechanismus kann aber auch elektronisch getrieben sein. Die Pipette 1 weist an den Seitenflächen des oberen Abschnitts 4 jeweils einen metallischen Kontaktvorsprung 19 auf, der dem Aufladen des integrierten Akkumulators dient, der den Energiespeicher der elektrischen Pipette bildet.The
Die Bedieneinrichtung (12; 13; 14a; 14b) weist ein Wahlrad 12 auf, eine Wippe 13 und einen ersten Bedienknopf 14a und einen zweiten Bedienknopf 14b.The operating device (12; 13; 14a; 14b) has a
Das scheibenartige Wahlrad 12 ist drehbar am Grundkörper 2, insbesondere parallel der im Wesentlichen planaren Vorderseite des oberen Abschnitts 4 gelagert. Es ist eine Einrichtung zur Erkennung der Stellung des Wahlrads 12 vorgesehen, die vorliegend einen Hallsensor aufweist, mit dem die relative Stellung des Wahlrads 12 bezüglich des Grundkörpers berührungslos gemessen wird. Das Wahlrad 12 weist eine Anzahl von Arretierungen auf, die der Anzahl von einstellbaren Positionen des Wahlrads entsprechen. Insbesondere ist die Arretierung derart, dass eine Markierung 12a zur Bezeichnung der eingestellten Position des Wahlrads 12 an der Markierung 15 ausgerichtet werden kann, die fest am Grundkörper 2 auf der Vorderseite des oberen Abschnitts 4 angeordnet ist.The disk-
Das Farbdisplay 5 dient als zentrales Informationselement für den Benutzer. Dort werden insbesondere die verschiedenen Betriebsmodi der Pipette 1 angezeigt und die Parameterwerte der Betriebsparameter angezeigt. In den zwei Bereichen 5a und 5b wird jeweils eine Information angezeigt, die in den Benutzer mitteilt, welche Funktion auf der gerade angezeigten Anzeigeseite mit dem ersten Bedienknopf 14a bzw. dem zweiten Bedienknopf 14b verknüpft ist, falls auch in der jeweiligen Anzeigeseite eine Funktion damit verknüpft ist. Jeder der Bedienknöpfe ist somit als Bedienelement mit variabler Funktion ausgebildet und wird in Kombination mit seiner angezeigten Funktion als "Softkey" bezeichnet. Dies wird unten noch erläutert.The
Vorzugsweise ist die Pipettiervorrichtung dazu ausgebildet, zwischen den verschiedenen Funktionen eines Softkeys zu wechseln, wenn ein bestimmter Betriebsmodus der Pipette 1 eingestellt ist. Dies kann zum Beispiel durch einen Doppelklick des Softkeys oder ein längeres Drücken des Softkeys für einen Mindestzeitraum, von zum Beispiel 2 Sekunden, erreicht werden.The pipetting device is preferably designed to switch between the various functions of a softkey when a specific operating mode of the
Vorzugsweise ist für jeden Betriebsmodus der Pipette 1 eine Anzeigenseite, die auf dem Display dargestellt wird, mit Betriebsmodus-spezifischem Layout vorgesehen. Auch für die Definition von mindestens einem Vorbenetzungsschritt kann eine Anzeigenseite vorgesehen sein. Falls einstellbare Betriebsparameter oder sonstige änderbare Einträge auf der Anzeigenseite vorgesehen sind, lassen sich diese über die Bedienwippe 13 markieren und insbesondere mit dem Bedienknopf 14a auswählen, wobei in diesem Fall der Bedienknopf 14a die Funktion "Auswahl" hat und im Display an der Position 5a der Text "Wählen" angezeigt wird. Das Ändern der Parameterwerte eines Betriebsparameters oder das Ändern einer Auswahl oder eines Eintrags erfolgt durch Betätigung der Wippe 13.For each operating mode of the
Die Wippe 13 ist um eine senkrecht zur Längsachse A angeordnete Schwenkachse schwenkbar am Grundkörper angeordnet. Drückt der Benutzer den oberen Bereich 13a, so wird eine erste Funktion der Wippe 13 aktiviert, drückt der Benutzer den unteren Bereich 13b, so wird eine zweite Funktion der Wippe 13 aktiviert. Die Wippe ist so gelagert, dass keine Funktion ausgelöst wird, wenn sie nicht betätigt wird. Die Wippe 13 dient insbesondere in einem manuellen Betriebsmodus der Pipette zum Ansaugen der zu pipettierenden Probe in die Pipettenspitze 10, solange der obere Bereich 13a vom Benutzer gedrückt wird und dient ferner den Abgeben der Probe aus der Pipettenspitze 10, solange der untere Bereich 13b vom Benutzer gedrückt wird.The
Die Pipette 1 kann in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden, die im Einzelnen zuvor bereits erläutert wurden. Eine erste Anzahl von Betriebsmodi ist direkt über das Wahlrad 12 einstellbar, eine zweite Anzahl von Betriebsmodi ist über eine Anzeigeseite, die mit "Special" bzw. "Spc" bezeichnet wird, mit mehreren auswählbaren Einträgen einstellbar, wobei ein Eintrag jeweils einen Betriebsmodus beschreibt. Über das Wahlrad kann auch ein Betriebsmodus einstellbar sein, in dem der mindestens eine Vorbenetzungsschritt definiert wird, insbesondere n_vb oder x definiert wird.The
Die Pipette 1 weist eine Speichereinrichtung mit einem Datenspeicher auf, in dem geeignete Speicherbereiche für mindestens einen Betriebsparameter bzw. Parameter der Variablen x und den Wert n_vb vorgesehen sind. In anderen Ausführungsformen der Pipette kann der Datenspeicher auch die komplette Funktion Funktion n_vb(x) oder den für die Pipette relevanten Datenbereich in Bezug auf den betreffenden Parameter ID_GT enthalten.The
Darin zeigen:
- 41 Informations- und Eingabefeld zur Eingabe des Parameters V
- 42 Informations- und Eingabefeld zur Eingabe des Parameters v_k
- 43 Informations- und Eingabefeld zur Eingabe des Parameters p betreffend eine weitere Eigenschaft eines Pipettiervorgangs
- 44 Informations- und Eingabefeld zur Eingabe des Parameters ID_OM zur Auswahl des Betriebsmodus bzw. Pipettiermodus der Pipette
- 45 Informations- und Eingabefeld zur Eingabe des Parameters ID_ST betreffend den Pipettenspitzentyp
- 46 Informations- und Eingabefeld zur Eingabe des Parameters ID_LM betreffend den im Pipettiervorgang verwendeten Flüssigkeitstyp der Probe
- 47 Anzeigebereich zur Anzeige insbesondere von dem in Abhängigkeit der anderen Parameter x ermittelten Anzahl n_vb
- 48 Eingabefeld zum Starten der Übertragung der Daten, insbesondere n_vb, an die
mit dem Computer 21 inDatenverbindung stehende Pipette 1 - 49 Eingabefeld zum Abbrechen der Eingaben
Show in it:
- 41 Information and input field for entering the parameter V
- 42 Information and input field for entering the parameter v_k
- 43 Information and input field for entering the parameter p relating to another property of a pipetting process
- 44 Information and input field for entering the ID_OM parameter to select the operating mode or pipetting mode of the pipette
- 45 Information and input field for entering the ID_ST parameter relating to the type of pipette tip
- 46 Information and input field for entering the ID_LM parameter relating to the type of liquid in the sample used in the pipetting process
- 47 Display area for displaying, in particular, the number n_vb determined as a function of the other parameters x
- 48 input field for starting the transmission of the data, in particular n_vb, to the
pipette 1 which is in data connection with thecomputer 21 - 49 Input field for canceling the entries
- Schritt 101: Bereitstellen einer Funktion n_vb(x) im Datenspeicher des externen
Computers 21, die eine Anzahl n_vb von einem oder mehreren Vorbenetzungsschritten n_vb in Abhängigkeit von einer den Pipettiervorgang charakterisierenden Variablen x angibt. - Schritt 102: Erfassen des mindestens einen Parameterwertes (V; ID_LM) der den Pipettiervorgang charakterisierenden Variablen x
über den Touchscreen 22, an dem der Benutzer diese Werte eingibt bzw. auswählt; - Schritt 103: Ermitteln der der Variablen x zugeordneten Anzahl n_vb von Vorbenetzungsschritten aus der Funktion n_vb(x) durch die
Steuereinrichtung 25 des externenComputers 21; dieSteuereinrichtung 25 weist einen WLAN-Netzwerkadapter aus und ist hier dazu eingerichtet, automatisch die in Reichweite der Funkverbindung gefundenen WLAN-Netzwerkadapter geeigneter Kolbenhubpipetten, insbesondereden der Kolbenhubpipette 1, zu finden, insbesondere deren Identifikationsparameter ID_GT zu bestimmen, insbesondere in Abhängigkeit von ID_GT und den vom Benutzer festgelegten Werten von x (V, ID_LM) den -oder die- zutreffenden Werte n_vb aus der Funktion n_vb(x) zu ermitteln, wobei beachtet wird, dass nur die zum Pipettieren des gewünschten Probenvolumens V geeigneten Pipetten berücksichtigt werden, eine Datenverbindung zu diesen gefundenen WLAN-Netzwerkadaptern herzustellen und insbesondere die zutreffenden Werte n_vb, insbesondere auch V und andere Parameter, wie beispielsweise inFig. 4 beschrieben, in Abhängigkeit von ID_GT an die jeweils betreffende Kolbenhubpipette ID_GT zu übertragen, insbesondere andie Kolbenhubpipette 1.Der Computer 21 überträgt in diesem Fall somit automatisch an alle in Reichweite befindlichen Pipetten die gewünschten Parameter, ohne dass der Benutzer die Pipette bei der Bedienung desComputers 21 gesondert auswählen muss. Es werden amComputer 21 vorzugsweise alle für den gewünschten Pipettiervorgang erforderlichen Betriebsparameter derPipette 1 ermittelt und an die Pipette übertragen, so dass der Benutzer dieEingabeeinrichtung der Pipette 1 nicht nutzen muss, um den Pipettiervorgang zuzüglich vorgeschalteten Vorbenetzungsschritten sofort zu starten. - Schritt 104: nachdem der Benutzer den automatischen Pipettiervorgang an
der Pipette 1 durch Knopfdruck bzw. Eingabe gestartet hat: Ausführen einer Sequenz der Anzahl n_vb von Vorbenetzungsschritten inder Pipette 1, die diesen Wert und insbesondere auchV vom Computer 21 über das WLAN erfasst hat, wobei n_vb > 0 und wobei ein Vorbenetzungsschritt jeweils beinhaltet, dass von der Kolbenhubpipette eine elektrisch getriebene Kolbenbewegung durchgeführt wird, um ein Probenvolumen der Flüssigkeit mit der ID_LM in die Pipettenspitze aufzunehmen, und anschließend eine inverse Kolbenbewegung durchgeführt wird, um das in der Pipettenspitze enthaltene Probenvolumen vollständig wieder abzugeben. Indem für das Ansaugen während der Vorbenetzungsschritte nur das Volumen V (und nicht das komplette Nennvolumen der Pipette bzw. Pipettenspitze) verwendet wird, wird sichergestellt, dass die entsprechende Flüssigkeitsmenge auch zur Verfügung steht. Mit Auswahl von V legt der Benutzer fest, dass diese Menge verfügbar ist. - Schritt 105: Ansaugen des Volumens V der flüssigen Probe (ID_LM) in
die Pipettenspitze 10 und Halten dieser Flüssigkeitsmenge V für eine geeignete Zeitspanne Δt inder Pipettenspitze 10, insbesondere um die Probe in ein Zielgefäß abzugeben bzw. schrittweise in mehrere Zielgefäße abzugeben, bzw. den jeweils gewünschten Pipettiervorgang durchzuführen.
- Step 101: Providing a function n_vb (x) in the data memory of the
external computer 21 which specifies a number n_vb of one or more pre-wetting steps n_vb as a function of a variable x characterizing the pipetting process. - Step 102: Acquisition of the at least one parameter value (V; ID_LM) of the variables x characterizing the pipetting process via the
touchscreen 22, on which the user enters or selects these values; - Step 103: Determination of the number n_vb of pre-wetting steps assigned to the variable x from the function n_vb (x) by the
control device 25 of theexternal computer 21; thecontrol device 25 has a WLAN network adapter and is set up here to automatically find the WLAN network adapter of suitable piston-operated pipettes, in particular that of piston-operatedpipette 1, found within range of the radio link, in particular to determine their identification parameters ID_GT, in particular as a function of ID_GT and the values of x (V, ID_LM) specified by the user to determine the -or the- applicable values n_vb from the function n_vb (x), whereby it is ensured that only the pipettes suitable for pipetting the desired sample volume V are taken into account, a data connection for these WLAN network adapters found and in particular the applicable values n_vb, in particular also V and other parameters, such as inFig. 4 described, depending on ID_GT to be transferred to the respective piston stroke pipette ID_GT, in particular to thepiston stroke pipette 1. In this case, thecomputer 21 automatically transfers the desired parameters to all pipettes within range without the user having to open the pipette when operating theComputers 21 must select separately. All operating parameters of thepipette 1 required for the desired pipetting process are preferably determined on thecomputer 21 and transmitted to the pipette so that the user does not have to use the input device of thepipette 1 to immediately start the pipetting process plus upstream pre-wetting steps. - Step 104: after the user has started the automatic pipetting process on the
pipette 1 by pressing a button or entering: Execution of a sequence of the number n_vb of pre-wetting steps in thepipette 1, which has recorded this value and in particular also V from thecomputer 21 via the WLAN, where n_vb> 0 and where a pre-wetting step in each case includes that an electrically driven piston movement is carried out by the piston stroke pipette in order to mix a sample volume of the liquid with the ID_LM in the pipette tip, and then an inverse piston movement is carried out in order to completely dispense the sample volume contained in the pipette tip. Since only the volume V (and not the complete nominal volume of the pipette or pipette tip) is used for aspiration during the pre-wetting steps, it is ensured that the corresponding amount of liquid is also available. By selecting V, the user specifies that this amount is available. - Step 105: Sucking in the volume V of the liquid sample (ID_LM) into the
pipette tip 10 and holding this amount of liquid V for a suitable period of time Δt in thepipette tip 10, in particular in order to dispense the sample into a target vessel or to dispense it gradually into several target vessels, or carry out the required pipetting process.
Um die Funktion n_vb(x) zu bestimmen, ist folgende Vorgehensweise geeignet.The following procedure is suitable to determine the function n_vb (x).
Um ein Heraustropfen der organischen Lösungsmittel aus der Pipettenspitze 10 zu verhindern, wurden die verwendeten Pipettenspitzen teilweise mehrfach vorbenetzt. Es zeigt sich, dass die benötigte Anzahl der Vorbenetzungsschritte (die Vorbenetzungszeit) einer Pipette von verschiedenen Faktoren der Variablen x abhängig ist:
- Dampfdruck der Flüssigkeit
- Volumen des Luftpolsters der verwendeten Pipette
- Prozentualer Füllstand der Pipettenspitze
- Geschwindigkeit der Vorbenetzungsschritte
- Vapor pressure of the liquid
- Volume of the air cushion of the pipette used
- Percentage fill level of the pipette tip
- Speed of the pre-wetting steps
Jeweils 100 %, 50 % und 10 % des Nennvolumens wurden mit jeder Volumenvariante der Kolbenhubpipette Xplorer® plus, Eppendorf AG, Deutschland getestet. Es wurde die nötige Anzahl n_vb an Vorbenetzungsschritten ermittelt, bis die Pipette δt = 30 Sekunden lang kein Tropfverhalten zeigte. Diese Mindestanzahl n_vb an Vorbenetzungsschritten wurde gezählt, um eine algorithmische Funktion zu berechnen, die vorhersagt, wie viele Schritte zum Pipettieren eines bestimmten Volumens und einer bestimmten Flüssigkeit benötigt werden. Gravimetrische Tests wurden ebenfalls zur Kontrolle durchgeführt.In each
Aufgrund der ermittelten Daten konnten für alle getesteten Pipetten lineare Funktionen gebildet werden (Füllstand 10%-50% und 50% bis 100%), die den Zusammenhang zwischen dem Füllstand FV_nom der Pipettenspitze und der Anzahl der Vorbenetzungschritte n_vb beschreibt. Die so entstehenden Flüssigkeitsklassen können verwendet werden, um jede Art von Flüssigkeit mit höherem Dampfdruck als Wasser und insbesondere niedrigerem Dampfdruck als 250 hPa unter Verwendung mindestens eines Vorbenetzungsschrittes zu pipettieren.Based on the data obtained, linear functions could be formed for all tested pipettes (fill
Für die organischen Lösungsmittel Ethanol, Methanol und Aceton konnte die minimale Anzahl für Vorbenetzungsschritte n_vb für die getesteten Pipetten-Varianten ermittelt werden. Aufgrund der Daten lässt sich der Zusammenhang zwischen dem Pipettenspitzenfüllstand und der Anzahl der Vorbenetzungschritte berechnen. Es wurden drei Flüssigkeiten in Reinform zur Untersuchung ausgewählt:
Diese Flüssigkeiten wurden mit 100 %, 50 % und 10 % des Nennvolumens mit jeder Volumenvariante der Pipette "Xplorer Plus" getestet. Um diese Flüssigkeiten pipettieren zu können, müssen eine bestimmte Anzahl von Vorbenetzungsschritten durchgeführt werden, so dass die Flüssigkeit für mindestens 30 Sekunden (Δt) nicht aus der Pipettenspitze heraustropft.These liquids were tested with 100%, 50% and 10% of the nominal volume with each volume variant of the "Xplorer Plus" pipette. In order to be able to pipette these liquids, a certain number of pre-wetting steps must be carried out so that the liquid does not drip out of the pipette tip for at least 30 seconds (Δt).
Diese Mindestanzahl an Vorbenetzungsschritten wurde gezählt, um eine Funktion n_vb(V) zu berechnen, die vorhersagt, wie viele Schritte zum Pipettieren eines bestimmten Volumens V und einer bestimmten Flüssigkeit benötigt werden.This minimum number of pre-wetting steps was counted in order to calculate a function n_vb (V) which predicts how many steps are required to pipette a certain volume V and a certain liquid.
Je kleiner das zu pipettierende Volumen V bzw. FV_nom gewählt wird, desto mehr Vorbenetzungsschritte müssen durchgeführt werden. Entsprechend erhöht sich auch die Dauer der Vorbenetzungsphase.The smaller the selected volume V or FV_nom to be pipetted, the more pre-wetting steps have to be carried out. The duration of the pre-wetting phase increases accordingly.
Bei allen Pipetten mit einem Nennvolumen von mehr als 100 µl konnte bei einer Einstellung von 10 % des Nennvolumens das Heraustropfen der Flüssigkeiten auch nach 99 Vorbenetzungsschritte nicht für mehr als 30 Sekunden verhindert werden.In all pipettes with a nominal volume of more than 100 µl, with a setting of 10% of the nominal volume, the dripping of the liquids could not be prevented for more than 30 seconds even after 99 pre-wetting steps.
Zwischen den betrachteten Vorbenetzungsschritten, von 100 % bis 50 % und von 50 % bis 10 % können lineare Funktionen gebildet werden, die in hinreichender Näherung die ausreichenden Vorbenetzungsschritte für diese Bereiche bestimmen. Aus der nachfolgenden Auswertung können Achsenabschnitt und Steigung der Funktionen für alle Volumenvarianten entnommen werden. Mit diesen Funktionen können dann die gewünschten Flüssigkeitsklassen gebildet werden.Between the pre-wetting steps considered, from 100% to 50% and from 50% to 10%, linear functions can be formed which, in a sufficient approximation, determine the sufficient pre-wetting steps for these areas. The axis intercept and gradient of the functions for all volume variants can be taken from the following evaluation. These functions can then be used to create the desired fluid classes.
Es besteht anscheinend kein Unterschied zwischen Einkanal- und den entsprechenden Mehrkanalpipetten. Für zukünftige Tests zur Bestimmung von Vorbenetzungschritten müssen vermutlich nicht alle Varianten einer Pipette einzeln getestet werden. Von verschiedenen Varianten mit gleichem Luftpolstervolumen muss jeweils nur eine getestet werden.Apparently there is no difference between single-channel and the corresponding multi-channel pipettes. For future tests to determine pre-wetting steps, it is likely that not all variants of a pipette have to be tested individually. Of different variants with the same air cushion volume only needs to be tested one at a time.
Je höher die Geschwindigkeitsstufe gewählt wird, desto kürzer wird die Vorbenetzungszeit. Aus diesem Grund wird für alle Vorbenetzungsschritte die Geschwindigkeitsstufe 8 ausgewählt.The higher the selected speed, the shorter the pre-wetting time. For this reason,
Die Versuche wurden mit der Xplorer Plus® und mit den in der Auswertung genannten Volumenvarianten durchgeführt. Bei mehr als einem Vorbenetzungsschritt wurde mit dem Modus "Pipettieren und Mixen" gearbeitet. Dadurch lässt sich die anwenderbedingte Zeit zwischen Auf- und Abgabe verringern. Bei weniger Vorbenetzungsschritten wurde der Modus "Pipettieren" gewählt.The tests were carried out with the Xplorer Plus® and with the volume variants mentioned in the evaluation. The "pipetting and mixing" mode was used for more than one pre-wetting step. This allows the user-related time between submission and submission to be reduced. The "Pipetting" mode was selected for fewer pre-wetting steps.
Während des Tests wurde die Zeit gestoppt, bis sich der erste Tropfen von der Pipettenspitze löst. Lag die Zeit unter Δt= 30 Sekunden, wurden die Vorbenetzungsschritte so lange erhöht, bis dieser Wert erreicht wurde (bis maximal 99 Schritte). Alle Ergebnisse dieser Testreihe sind der Auswertung zu entnehmen.During the test, the time was stopped until the first drop came off the pipette tip. If the time was below Δt = 30 seconds, the pre-wetting steps were increased until this value was reached (up to a maximum of 99 steps). All results of this series of tests can be found in the evaluation.
Wurden mehrere Flüssigkeiten getestet, wurde mit derjenigen angefangen, die den niedrigsten Dampfdruck aufweist. Dadurch konnte sich der Tester beim Testen der nächsten Flüssigkeit, bezüglich der Vorbenetzungsschritte, an der vorherigen orientieren. Die Ergebnisse wurden in einer Tabelle nach dem folgenden Schema eintragen:
Aufbau der Versuchsdurchführung: Ein Ladeständer wurde auf eine Erhöhung gestellt, so dass die Pipette inklusive Pipettenspitze über das mit der Flüssigkeit gefüllte Becherglas gehängt werden konnte. Außerdem wurde eine Stoppuhr bereitgestellt. Der gesamte Test wurde mit der Geschwindigkeitsstufe "8" durchgeführt. Beim ersten Durchlauf wurde die Flüssigkeit mit 100 % des Nennvolumens aufgenommen und ohne Vorbenetzungsschritt überprüft, ob die Pipette nach 30 Sekunden zu tropfen begann. Falls dies nicht der Fall war, wurde der Wert "0" eintragen. Ansonsten wurden die Vorbenetzungsschritte schrittweise so lange erhöht, bis die Zeit von 30 Sekunden eingehalten wurde oder bis der maximale Wert von 99 Vorbenetzungsschritten erreicht wurde. Die Werte wurden entsprechend eintragen. Diese Vorgehensweise wurde entsprechend auch bei 50 % und anschließend bei 10 % des Nennvolumens angewendet. Bei dem jeweils ersten Durchgang konnte mit der Anzahl der Vorbenetzungsschritte vom vorherigen Volumenanteil begonnen werden. Nach dem Vorbenetzen wurde die Pipette an einen erhöhten Ladeständer gehängt und die Stoppuhr gestartet.Setup of the experimental procedure: A charging stand was placed on an elevation so that the pipette including the pipette tip could be hung over the beaker filled with the liquid. A stopwatch was also provided. The entire test was carried out at speed "8". During the first run, the liquid was taken up at 100% of the nominal volume and, without a pre-wetting step, it was checked whether the pipette began to drip after 30 seconds. If this was not the case, the value "0" was entered. Otherwise, the pre-wetting steps were gradually increased until the time of 30 seconds was observed or until the maximum value of 99 pre-wetting steps was reached. The values were entered accordingly. This procedure was used accordingly at 50% and then at 10% of the nominal volume. In the first pass in each case, the number of pre-wetting steps from the previous volume fraction could be started. After pre-wetting, the pipette was hung on an elevated charging stand and the stopwatch was started.
Es können die linearen Funktionen wie im folgenden Beispiel der 100µl-Pipette bestimmt werden: Berechnung Achsenabschnitt 100% bis 50%; und 50% bis 10%:
Die zweite lineare Funktion wurde entsprechend mit den Werten von 50 % bis 10 % bestimmt. Die berechneten Vorbenetzungsschritte dienen der Kontrolle. Achsenabschnitt und Steigung sind die benötigten Werte.The second linear function was determined accordingly with the values from 50% to 10%. The calculated pre-wetting steps serve as a control. The intercept and slope are the required values.
Ergebnisse der Testreihe für die 10µl-Pipette und die 100µl-Pipette eines Pipettensatzes in Form einer Datenzuordnungstabelle der Funktion n_vb(x):
Claims (17)
wobei n_vb > 0 und wobei ein Vorbenetzungsschritt jeweils beinhaltet, dass von der Kolbenhubpipette eine elektrisch getriebene Kolbenbewegung durchgeführt wird, um ein Probenvolumen in die Pipettenspitze aufzunehmen, und anschließend eine inverse Kolbenbewegung durchgeführt wird, um das in der Pipettenspitze enthaltene Probenvolumen zumindest teilweise oder vollständig wieder abzugeben.
where n_vb> 0 and where a pre-wetting step in each case includes that an electrically driven piston movement is carried out by the piston-operated pipette in order to take up a sample volume in the pipette tip, and then an inverse piston movement is carried out in order to at least partially or completely restore the sample volume contained in the pipette tip submit.
wobei die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts eingerichtet ist, mittels der Benutzerschnittstelleneinrichtung mindestens einen oder alle der genannten Parameter der Variablen x zu erfassen, insbesondere den Parameterwert V des Volumens des in dem Pipettiervorgang in die Pipettenspitze anzusaugenden Pipettiervolumens V, einen das Lösungsmittel der zu pipettierenden flüssigen Probe identifizierenden Parameter ID_LM, einen den Gerätetyp der den Pipettiervorgang durchführenden Kolbenhubpipette identifizierenden Parameter ID_GT, und/oder einen den Pipettenspitzentyp der im Pipettiervorgang verwendeten Pipettenspitze identifizierenden Parameter ID_ST.Method according to one of the preceding claims, wherein an external data processing device is provided which has a user interface device (e.g. touchscreen) and an electronic control device, and wherein the piston stroke pipette is provided or several piston stroke pipettes are provided, one piston stroke pipette each having an electronic control device, the Control devices of the external data processing device and the piston-operated pipette are set up to exchange data with one another via a data connection (e.g. a remote data connection, e.g. WLAN),
wherein the control device of the external data processing device is set up to use the user interface device to detect at least one or all of the named parameters of the variable x, in particular the parameter value V of the volume of the pipetting volume V to be sucked into the pipette tip during the pipetting process, a solvent of the liquid sample to be pipetted identifying parameter ID_LM, a parameter ID_GT identifying the device type of the piston-operated pipette performing the pipetting process, and / or a parameter ID_ST identifying the pipette tip type of the pipette tip used in the pipetting process.
eine elektronische Steuereinrichtung,
eine Kolbenkammer und einen darin beweglichen Kolben,
einen elektrischen Kolbenantrieb zum Bewegen des Kolbens,
einen Arbeitskonus, an dem eine Pipettenspitze befestigbar ist,
wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Kolbenantrieb zu steuern und ein Pipettierprogramm auszuführen, das die folgenden Schritte umfasst:
wobei ein Vorbenetzungsschritt jeweils beinhaltet, dass von der Kolbenhubpipette eine elektrisch getriebene Kolbenbewegung durchgeführt wird, um ein Probenvolumen in die Pipettenspitze aufzunehmen, und anschließend eine inverse Kolbenbewegung durchgeführt wird, um das Probenvolumen zumindest teilweise oder vollständig aus der Pipettenspitze abzugeben,
an electronic control device,
a piston chamber and a piston movable therein,
an electric piston drive to move the piston,
a working cone to which a pipette tip can be attached,
wherein the control device is set up to control the piston drive and execute a pipetting program comprising the following steps:
wherein a pre-wetting step in each case includes that an electrically driven piston movement is carried out by the piston stroke pipette in order to take up a sample volume in the pipette tip, and then an inverse piston movement is carried out in order to dispense the sample volume at least partially or completely from the pipette tip,
mindestens eine handgehaltene Kolbenhubpipette (1) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14,
ein externes Datenverarbeitungsgerät (21), das eine Datenschnittstelleneinrichtung und eine elektronische Steuereinrichtung aufweist,
wobei die Steuereinrichtungen des externen Datenverarbeitungsgeräts und der Kolbenhubpipette dazu eingerichtet sind, über eine Datenverbindung Daten miteinander auszutauschen,
wobei die Steuereinrichtung des externen Datenverarbeitungsgeräts eingerichtet ist, mittels der Datenschnittstelleneinrichtung eine Variable x zu erfassen, insbesondere den Parameterwert V des Volumens des in dem Pipettiervorgang in die Pipettenspitze anzusaugenden Pipettiervolumens V, einen das Lösungsmittel der zu pipettierenden flüssigen Probe identifizierenden Parameter ID_LM, einen den Gerätetyp der den Pipettiervorgang durchführenden Kolbenhubpipette identifizierenden Parameter ID_GT, und/oder einen den Pipettenspitzentyp der im Pipettiervorgang verwendeten Pipettenspitze identifizierenden Parameter ID_ST, und
das System dazu eingerichtet ist, aus dem mindestens einen oder allen der genannten Parameter der Variablen x unter Verwendung einer Funktion n_vb(x) den Wert der Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte zu ermitteln,
wobei die Steuereinrichtung der mindestens einen Kolbenhubpipette dazu eingerichtet ist, die Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte über die Datenverbindung zu erfassen.A system (200) for automatically pre-wetting the inside of a pipette tip, which is arranged on the working cone of a hand-held, computer-controlled piston-operated pipette, which is used for the computer-controlled implementation of a pipetting process with a liquid sample
at least one hand-held piston pipette (1) according to one of the claims 12 to 14,
an external data processing device (21) which has a data interface device and an electronic control device,
wherein the control devices of the external data processing device and the piston-operated pipette are set up to exchange data with one another via a data connection,
wherein the control device of the external data processing device is set up to detect a variable x by means of the data interface device, in particular the parameter value V of the volume of the pipetting volume V to be aspirated into the pipette tip during the pipetting process, a parameter ID_LM identifying the solvent of the liquid sample to be pipetted, and the device type the parameter ID_GT identifying the piston stroke pipette performing the pipetting process, and / or a parameter ID_ST identifying the pipette tip type of the pipette tip used in the pipetting process, and
the system is set up to determine the value of the number n_vb of the pre-wetting steps from the at least one or all of the named parameters of the variable x using a function n_vb (x),
wherein the control device of the at least one piston-operated pipette is set up to detect the number n_vb of pre-wetting steps via the data connection.
wobei ein Vorbenetzungsschritt jeweils beinhaltet, dass von der Kolbenhubpipette eine elektrisch getriebene Kolbenbewegung durchgeführt wird, um ein Probenvolumen in die Pipettenspitze aufzunehmen, und anschließend eine inverse Kolbenbewegung durchgeführt wird, um das Probenvolumen zumindest teilweise oder vollständig aus der Pipettenspitze abzugeben;
wherein a pre-wetting step in each case includes that an electrically driven piston movement is carried out by the piston stroke pipette in order to take up a sample volume into the pipette tip, and then an inverse piston movement is carried out in order to dispense the sample volume at least partially or completely from the pipette tip;
wobei die Steuereinrichtung des Datenverarbeitungsgeräts eingerichtet ist, mittels der Datenschnittstelleneinrichtung mindestens einen Parameter einer Variablen x zu erfassen, und
wobei die Steuereinrichtung des Datenverarbeitungsgeräts dazu eingerichtet ist, aus dem mindestens einen oder allen der genannten Parameter der Variablen x den Wert der Anzahl n_vb der Vorbenetzungsschritte zu ermitteln und für die Datenverarbeitung durch die Steuereinrichtung der Kolbenhubpipette bereitszustellen und/oder über die Datenverbindung an die Kolbenhubpipette zu übertragen.Data processing device, which is in particular said external data processing device, comprising:
wherein the control device of the data processing device is set up to detect at least one parameter of a variable x by means of the data interface device, and
The control device of the data processing device is set up to determine the value of the number n_vb of the pre-wetting steps from the at least one or all of the named parameters of the variable x and to provide the piston-stroke pipette for data processing by the control device and / or to the piston-stroke pipette via the data connection transfer.
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---|---|---|---|
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US17/151,073 US20210252498A1 (en) | 2020-01-17 | 2021-01-15 | Method for operating a piston-stroke pipette, piston-stroke pipette, data processing device and system |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11149542B2 (en) * | 2018-06-21 | 2021-10-19 | Schlumberger Technology Corporation | Dynamic system for field operations |
US20230366904A1 (en) * | 2022-05-11 | 2023-11-16 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Pipetting apparatus and methods |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0999432A2 (en) * | 1998-11-04 | 2000-05-10 | Eppendorf-Netheler-Hinz Gmbh | Method of operating an electronic dosing system and dosing system for carrying out the method |
Family Cites Families (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2132347B (en) * | 1982-11-20 | 1987-04-15 | Thomas Paterson Whitehead | Dispensing device and recording apparatus |
US5055263A (en) * | 1988-01-14 | 1991-10-08 | Cyberlab, Inc. | Automated pipetting system |
US5159842A (en) * | 1991-06-19 | 1992-11-03 | Eastman Kodak Company | Self-cleaning pipette tips |
US6749812B2 (en) * | 2000-06-26 | 2004-06-15 | Vistalab Technologies | Automatic pipette detipping |
DE102004003434B4 (en) * | 2004-01-21 | 2006-06-08 | Eppendorf Ag | Pipetting device with a displacement device and a drive device detachably connected thereto |
DE102004003433B4 (en) * | 2004-01-21 | 2006-03-23 | Eppendorf Ag | Pipetting device with a discharge device for pipette tips |
DE102006009816A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-06 | Eppendorf Ag | System and method for titrating liquids |
WO2007126908A2 (en) * | 2006-03-31 | 2007-11-08 | Artel, Inc. | Air displacement liquid delivery system and related method |
CA2643767A1 (en) * | 2006-05-03 | 2007-11-08 | Ncl New Concept Lab Gmbh | Device and method for chemical, biochemical, biological and physical analysis, reaction, assay and more |
DE102006024051A1 (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Eppendorf Ag | Electronic dosing device for dosing liquids |
DE102006032859A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Eppendorf Ag | Electronic dosing device for dosing liquids |
DE102006037213A1 (en) * | 2006-08-09 | 2008-02-14 | Eppendorf Ag | Electronic dosing device for dosing liquids |
US7788986B2 (en) * | 2007-06-29 | 2010-09-07 | Rainin Instrument, Llc | Hybrid manual-electronic pipette |
DE102007042115B4 (en) * | 2007-09-05 | 2010-12-02 | Eppendorf Ag | pipette |
US9352324B2 (en) * | 2009-01-23 | 2016-05-31 | Eppendorf Ag | Carrier for pipette tips |
US8813584B2 (en) * | 2009-07-27 | 2014-08-26 | Eppendorf Ag | Syringe, syringe family and metering device |
DE102009049783A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Eppendorf Ag | Electrically conductive pipette tip |
DE102009051654B4 (en) * | 2009-10-30 | 2013-01-03 | Eppendorf Ag | Dosing device for liquids and method for dosing liquids |
DE102011108537B4 (en) * | 2011-07-26 | 2023-10-12 | Eppendorf Se | Positioning device for a laboratory device for distributing fluid samples and laboratory device with positioning device |
US9291529B2 (en) * | 2011-09-30 | 2016-03-22 | Eppendorf Ag | Syringe for use with a metering device |
DE102011117963A1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-05-08 | Eppendorf Ag | Fluid transfer device |
PL2641656T3 (en) * | 2012-03-20 | 2019-08-30 | Eppendorf Ag | Electrical pipette device and method for operating same |
US9579644B2 (en) * | 2012-04-23 | 2017-02-28 | Eppendorf Ag | Pipette for operating a syringe |
US9604207B2 (en) * | 2013-05-14 | 2017-03-28 | A&D Company, Limited | Pipette device |
US10921336B2 (en) * | 2015-05-28 | 2021-02-16 | Bd Kiestra B.V. | Automated method and system for obtaining and preparing microorganism sample for both identification and antibiotic susceptibility tests |
DE102016225209A1 (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Hamilton Bonaduz Ag | Pipetting device for improved pulse-like liquid pipetting |
EP3381560A1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-03 | Eppendorf AG | Method and a dosing device for contact dosing of liquids |
US10625254B2 (en) * | 2017-11-22 | 2020-04-21 | Brand Gmbh + Co Kg | Method for controlling a pipetting device |
CN208711744U (en) * | 2018-06-27 | 2019-04-09 | 遵义医学院附属医院 | It is a kind of for drawing the suction pipette head of thick liquid |
GB201919469D0 (en) * | 2019-12-31 | 2020-02-12 | Synthace Ltd | Systems and methods for improved liquid handling for automation of laboratory processes |
EP4281221A1 (en) * | 2021-01-25 | 2023-11-29 | Eppendorf SE | Hand-held pipetting device |
EP4082665A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-02 | Eppendorf SE | System with hand-held pipetting device |
-
2020
- 2020-01-17 EP EP20152459.2A patent/EP3851191A1/en active Pending
-
2021
- 2021-01-13 CN CN202110042914.4A patent/CN113145193B/en active Active
- 2021-01-15 JP JP2021004733A patent/JP7506612B2/en active Active
- 2021-01-15 US US17/151,073 patent/US20210252498A1/en active Pending
-
2023
- 2023-01-06 JP JP2023001084A patent/JP2023029508A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0999432A2 (en) * | 1998-11-04 | 2000-05-10 | Eppendorf-Netheler-Hinz Gmbh | Method of operating an electronic dosing system and dosing system for carrying out the method |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
A. BJÖRN CARLE ET AL: "Best practices for the use of micropipets", AMERICAN LABORATORY, 1 June 2014 (2014-06-01), pages 1 - 4, XP055712330, Retrieved from the Internet <URL:https://d1wfu1xu79s6d2.cloudfront.net/wp-content/uploads/2014/08/Best-Practices-for-the-Use-of-Micropipets.pdf> [retrieved on 20200707] * |
EPPENDORF: "Eppendorf Xplorer / Eppendorf Xplorer plus Adjustment", 1 January 2015 (2015-01-01), pages 1 - 26, XP055713898, Retrieved from the Internet <URL:https://www.eppendorf.com/product-media/doc/en/147629_Operating-Manual/Eppendorf_Liquid-Handling_Adjustment_Xplorer-Xplorer-plus.pdf> [retrieved on 20200710] * |
EPPENDORF: "Eppendorf Xplorer and Xplorer plus. Operating manual", 16 February 2016 (2016-02-16), pages 1 - 96, XP055713666, Retrieved from the Internet <URL:https://www.eppendorf.com/product-media/doc/en/147635_Operating-Manual/Eppendorf_Liquid-Handling_Operating-manual_Xplorer-Xplorer-plus.pdf> [retrieved on 20200710] * |
KORNELIA EWALD ET AL: "Influence of physical parameters on the dispensed volume of air-cushion pipette", 1 June 2015 (2015-06-01), pages 1 - 4, XP055713891, Retrieved from the Internet <URL:https://handling-solutions.eppendorf.com/liquid-handling/pipetting-facts/pipette-calibration/detailview/news/influence-of-physical-parameters-on-the-dispensed-volume-of-air-cushion-pipette/> [retrieved on 20200710] * |
KORNELIA EWALD: "Liquid handling No. 1 Using liquid handling systems in the laboratory", 1 January 2006 (2006-01-01), pages 1 - 9, XP055713892, Retrieved from the Internet <URL:https://www.dia-m.ru/upload/iblock/525/47-eppendorf.pdf> [retrieved on 20200710] * |
Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
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