DE19750145A1 - Mehrzylinderpipette - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Laboratoriumstechnologie und betrifft eine Pipette mit mehreren Röhren, welche beispielsweise für die gleichzeitige Verteilung von Flüssigkeiten in eine Gruppierung von Probegefäßen, weiche in einer Reihe angeordnet sind, verwendet werden kann.

Technologischer Hintergrund

Mehrkanalpipetten umfassen eine Mehrzahl von Kanälen, in welche Flüssigkeit angesaugt wird und aus welchen sie gleichzeitig entfernt wird.

Mehrkanalpipetten wurden insbesondere für Vorrichtungen hergestellt, welche Mikrotitrationsplatten genannt werden, umfassend um 9 mm beabstan­ dete 8 × 12 Vertiefungen in einer Matrix. Mehrkanalpipetten, welche im Zusam­ menhang mit einer Mikrotitrationsplatte verwendet werden, umfassen üblicher­ weise 8 oder 12 Kanäle, welche es ermöglichen, daß Flüssigkeit in einem einzigen Arbeitsschritt in die Gesamtheit von Vertiefungen in einer vertikalen oder horizontalen Reihe eingebracht oder entfernt wird. Es wurden auch Vier­ kanalpipetten verwendet. Die finnische Patentbeschreibung 52 025 offenbart beispielsweise bestimmte Mehrkanalpipetten. Die Sätze von Zylindern von gegenwärtig verwendeten Mehrkanalpipetten sind aus einem Stück durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellt.

In Pipetten, welche Stufenpipetten genannt werden, wird die in den Be­ hälter aufgesaugte Flüssigkeit in mehreren kleinen Stufen abgegeben. Mehr­ kanalstufenpipetten, welche gemeinsam mit Mikrotitrationsplatten verwendet werden, sind ebenfalls bekannt. Diese Pipetten weisen das Problem eines un­ günstig langen Kolbenhubes auf, um ein ausreichendes Saugvolumen zur Verfügung stellen zu können.

Elliptische Zylinder im Hinblick auf die Verringe­ rung des Kolbenhubes verwendet, wie dies in der finnischen Patentbeschrei­ bung 73 368 beschrieben ist. In elliptischen Pipettenzylindern stellt die Abdich­ tung ein Problem dar.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Allgemeine Beschreibung

Eine Mehrzylinderpipette, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, wurde nun erfunden. Die anderen Ansprüche definieren eine Anzahl von bevorzugten Ausbildungen der Pipette.

In der Pipette in Übereinstimmung mit der Erfindung ist ein Satz von Ka­ nälen aus Elementen zusammengesetzt, so daß mindestens ein Element wenigstens zwei miteinander verbundene Kanäle umfaßt. Die Herstellung eines derartigen Satzes von Kanälen ist einfacher als jene einer einzelnen Zylindereinheit. Darüberhinaus sind die Abmessungsvariationen der Zylinder reduziert. Dieselben Elemente können auch zusammengebaut werden, um verschiedene Sätze von Zylindern auszubilden. Insbesondere bevorzugt sind die Sätze von Zylindern durch Spritzgießen aus einem Kunststoff, der für diesen Zweck geeignet ist, hergestellt.

Die Erfindung ist für die Verwendung für beispielsweise Mehrkanalpi­ petten mit einer relativ großen Anzahl von Kanälen (z. B. 16 oder 24), welche relativ nahe beisammen (z. B. 4,5 mm) sind, geeignet.

Die Erfindung ist auch für die Verwendung in Mehrkanalpipetten geeignet, welche ein verglichen mit dem Abstand zwischen den Kanälen relativ großes Saugvolumen erfordern.

Zeichnungen

Die beiliegenden Zeichnungen gehören zu der speziellen Beschrei­ bung der Erfindung. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine 16-Kanalpipette in Übereinstimmung mit der Erfindung;

Fig. 2 die Probenplatte, welche gemeinsam mit der dargestellten Pipette ver­ wendet wird;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Elements für den Satz von Zylindern;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Element von Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Kolbens, welcher für das Element von Fig. 3 geeignet ist;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Kolben von Fig. 5;

Fig. 7 das Element von Fig. 3 mit dem eingesetzten Kolben von Fig. 5;

Fig. 8 ein zweites Zylinderelement, umfassend einen Kolben in Über­ einstimmung mit der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung

In der Pipette in Übereinstimmung mit der Erfindung können die Kanäle in einer Reihe oder in einer Matrix, welche aus mehreren Reihen zusammen­ gesetzt ist, angeordnet sein. Sie kann beispielsweise 8, 12, 16 oder 24 Kanäle umfassen.

Die Pipette kann auch elektrisch betätigt sein.

Ein Element umfaßt einen oder mehrere Zylinder. Die Elemente können derart zusammengefaßt sein, um verschiedene Sätze von Zylindern auszubilden.

In Fig. 1 ist die Mehrkanalpipette 1 für die Verwendung gemeinsam mit der Platte 2 von Fig. 2, umfassend um 4,5 mm beabstandete 16 × 24 Vertie­ fungen (NANOPLATE^TM, Labsystems Oy) gedacht. Die Pipette hat einen Hand­ griff 3 und einen Körper 4 am unteren Ende des Handgriffs. Der Körper umfaßt 16 Kanäle 5, welche in einer Reihe angeordnet sind, und Flüssigkeitsbehälter sind an den unteren Enden derselben festgelegt.

In dem Körper umfaßt jeder Kanal einen Zylinder inklusive eines Kol­ bens. Die Kolben sind an einem gemeinsamen Querarm festgelegt, von wel­ chem eine Kolbenstange 6 nach oben in den Handgriff gerichtet ist, wobei die Kolbenstange an ihrem oberen Ende einen Knopf 7 aufweist, welcher sich über den Handgriff hinaus erstreckt. Die Kolben sind insbesondere bevorzugt mit ihrer Betätigungseinrichtung unter Zwischenschaltung einer Feder verbun­ den, deren Kraft größer als die Reibungskraft zwischen dem Kolben und dem Zylinder ist und welche eine geringfügige seitliche Bewegung der Kolben (siehe beispielsweise FI-Patentbeschreibung 47 460, entsprechend US-Pa­ tentbeschreibung 3 855 868) ermöglicht.

In dem Handgriff ist eine erste Feder 8, welche die Kolbenstange nach oben preßt, und eine stärkere zweite Feder 9 vorgesehen, wobei die Stange gegen die Kraft der zweiten Feder nach der ersten Bewegung gepreßt wird, um die Behälter so vollständig wie möglich auszuleeren. Die Kolbenhublänge in dem ersten Schritt und somit das Saugvolumen ist durch Drehen eines Knopfes, welcher mit einem Volumskontrollsystem verbunden ist, einstellbar. Das Kontrollsystem umfaßt eine Hülse 10, welche relativ zu der Kolbenstange rotierbar ist, jedoch relativ zu dem Handgriff nicht rotierbar ist, und der Hand­ griff umfaßt einen Stopper, welcher auf die obere Oberfläche der Hülse abge­ stimmt ist. Die Volumskontrolle ist mit einer Volumsanzeige 11 verbunden, welche auf einer digitalen Ringserie basiert (siehe beispielsweise finnische Patentbeschreibung 64 752, entsprechend EP-Patentbeschreibung 112 887).

Zusätzlich umfaßt die Pipette einen Mechanismus zur Entfernung der Spitzenbehälter, umfassend Behälterausstoßvorrichtungen 12 und einen zu­ gehörigen federbetätigten Arm 13 (siehe beispielsweise französische Patent­ beschreibung 2 287 941, entsprechend US-Patentbeschreibung 3 991 617). Die Ausstoßvorrichtung kann mit einem Hebelmechanismus betätigt sein, wo­ durch die für das Drücken erforderliche Kraft reduziert wird.

Die Platte in Fig. 2 umfaßt 16 horizontale Reihen (A-P) und 24 vertikale Reihen (1-24). Die äußeren Abmessungen der Platte sind gleich den Abmes­ sungen einer üblichen 8 × 12 Mikrotitrationsplatte.

Der Satz von Zylindern in der Mehrkanalpipette von Fig. 1 kann aus den Elementen 14 in Fig. 3, welche jeweils zwei Rohre 15 umfassen, zusammen­ gesetzt sein. Die Elemente werden so nahe wie möglich zueinander in einer Anzahl, welche einer gewünschten geraden Anzahl von Durchlässen ent­ spricht, angeordnet. Der Pipettenkörper 4 umfaßt dementsprechend geeignete Einrichtungen für das Halten der miteinander verbundenen Elemente in ihrer Position. An seinem oberen Ende ist das Element mit einem größeren üblichen Körperelement 16 versehen, von dessen Boden die miteinander verbundenen Zylinder nach unten gerichtet werden. Am unteren Ende der Zylinder sind von­ einander beabstandete Spitzenelemente 17 angeordnet, in welche die Flüs­ sigkeitsbehälter eingeführt werden. Die aufeinander abgestimmten Außen­ seiten der Körperelemente haben eine ebene Form. Die Körperelemente sind so dimensioniert, daß der Abstand zwischen benachbarten Rohren in benach­ barten Elementen gleich dem Abstand zwischen den Zylindern in einem Element ist.

Der Kolben 18 in Fig. 5 hat ein Kolbenelement 19, welches in Zylinder 15 eingepaßt ist, und ein Festlegungselement 20 an seinem oberen Ende. Das Festlegungselement hat eine vertikale Gegenoberfläche 21, welche seitlich außerhalb des Kolbenelementes angeordnet ist. Das Festlegungselement ist so dimensioniert, daß, wenn zwei Kolben mit ihren zueinander schauenden Oberflächen angeordnet werden, der Abstand zwischen den Kolbenachsen gleich dem Abstand zwischen den Zylinderachsen ist.

Das Festlegungselement 20 kann auch geeignete Einrichtungen zur Er­ leichterung der Positionierung und Verbindung der Kolben umfassen. Dies­ bezüglich ist eine seitliche Hälfte einer Gegenoberfläche 21 mit einem Vor­ sprung 22 und die andere seitliche Hälfte mit einer Vertiefung 23 versehen, welche der Form des Vorsprunges an einem entsprechenden Punkt entspricht. Wenn die zueinander schauenden Oberflächen gegeneinander gepreßt wer­ den, wird der Vorsprung an dem einen Kolben in die Vertiefung des anderen Kolbens eingreifen.

Ein halbkreisförmiger Flansch 24 ist an dem oberen Ende des Festle­ gungselements 20 vorgesehen. Wenn sie gegeneinander gepreßt werden, bilden die Flansche ein Festlegungselement, mit welchem ein Paar von Kol­ ben an dem Betätigungsarm, welcher für die Paare von Kolben gemeinsam ist, festgelegt wird. Auf diese Weise kann der Betätigungsarm ident zu jenem einer Pipette mit der halben Anzahl von Leitungen, jedoch mit dem doppelten Abstand sein.

Fig. 7 zeigt ein Element 14, in welches Kolben 18 eingesetzt wurden. Am Boden der Ausnehmung in dem Körperelement 16 ist eine übliche Dichtung 25 vorgesehen, welche Gleitoberflächen aufweist, welche gegen die Kolben abgedichtet sind. Die Dichtung wird gegen den Boden des Körperele­ mentes durch eine Feder 26 gepreßt, welche an dem Kolben mit Hilfe eines oberen Ringes 27 in Position festgelegt ist.

Das Zylinderelement 28 von Fig. 8 umfaßt zwei miteinander verbun­ dene, kreisförmige Röhren 29, von welchen jede an ihrem unteren Ende mit dem Spitzenelement 30 in dem Zentrum des Elementes in Verbindung steht. Ein Spitzenbehälter ist an dem Spitzenelement befestigt. Beide Zylinder um­ fassen einen Kolben 31. Kolbenstangen 32 sind mit Hilfe einer gabelartigen Festlegungseinrichtung 33 miteinander verbunden.

Der Kolben 31 weist ein größeres, unteres Ende mit einer nach unten geneigten, kreisförmigen, oberen Oberfläche auf. Diese Oberfläche ist für eine Abdichtung mit einem O-Ring 34 versehen, welcher nach unten mit Hilfe eines Stützrings 35 und einer Feder 36 gepreßt ist. Die Feder wird von oben durch die Hülsen des Festlegungselements 33 gepreßt, welches eine größere Breite als die Kolbenstange aufweist.

Die Elemente 28 der Fig. 8 können miteinander verbunden werden, um einen Satz von Zylindern einer Mehrkanalpipette auszubilden, indem die Ele­ mente so nahe wie möglich zueinander mit den Spitzen 30 in einer Reihe an­ geordnet werden. Auf diese Weise ist der Abstand zwischen den Spitzen merkbar reduziert, ohne daß der Kolbenhub, welcher für ein ausreichendes Saugvolumen erforderlich ist, eine ungünstigen Länge erreicht. Darüber­ hinaus ermöglichen kreisförmige Zylinder eine einfache Abdichtung.

Claims (10)

1. Mehrzylinderpipette mit einem Satz von Zylindern mit mindestens drei Zylindern, von welchen jeder einen Kolben umfaßt, wobei die Betätigung des­ selben eine Saugwirkung oder einen Druck in einem mit dem Kanal verbun­ denen Spitzenkanal ausbilden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz von Zylindern aus gesonderten Elementen (14, 28) zusammengesetzt ist, von welchen wenigstens eines ein Mehrzylinderelement umfassend wenigstens zwei Zylinder (15, 29) ist.

2. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (15, 29) in dem Mehrzylinderelement in einer Reihe angeordnet sind.

3. Pipette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element zwei Zylinder (15, 29) umfaßt.

4. Pipette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kolben (18, 31) in dem Satz von Zylindern miteinander durch Festlegungseinrichtungen (20, 32) verbunden ist, durch welche sie an der für die Kolben in dem Satz von Zylindern der Pipette gemeinsamen Betätigungs­ vorrichtung festgelegt sind.

5. Pipette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (18, 31) paarweise verbunden sind.

6. Pipette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19) ein Festlegungselement (20) aufweist, welches an einem identen Festle­ gungselement in einem zweiten Kolben festgelegt ist.

7. Pipette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenkanäle (17, 30) in einer Reihe angeordnet sind.

8. Pipette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (15) mit einem bestimmten Spitzenkanal (17) verbunden ist.

9. Pipette nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe Spitzenkanal (30) mit mehreren Zylindern (29) verbunden ist.

10. Pipette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen­ kanäle (30) in einer Reihe angeordnet sind und daß ein Spitzenkanal mit meh­ reren Rohren (29) verbunden ist, welche in einer Reihe quer zu der Reihe von Spitzenkanälen angeordnet sind.