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EP0046461B1 - Dosiervorrichtungen für Flüssigkeiten oder Gase - Google Patents

Dosiervorrichtungen für Flüssigkeiten oder Gase Download PDF

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Publication number
EP0046461B1
EP0046461B1 EP80105031A EP80105031A EP0046461B1 EP 0046461 B1 EP0046461 B1 EP 0046461B1 EP 80105031 A EP80105031 A EP 80105031A EP 80105031 A EP80105031 A EP 80105031A EP 0046461 B1 EP0046461 B1 EP 0046461B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spindle
piston
pipette
dosing
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP80105031A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0046461A1 (de
Inventor
Winfried Dr. med. Stöcker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STOECKER, WINFRIED, DR. MED.
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to AT80105031T priority Critical patent/ATE22402T1/de
Priority to DE8080105031T priority patent/DE3071776D1/de
Priority to EP80105031A priority patent/EP0046461B1/de
Publication of EP0046461A1 publication Critical patent/EP0046461A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0046461B1 publication Critical patent/EP0046461B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B01L3/0217—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
    • B01L3/0234—Repeating pipettes, i.e. for dispensing multiple doses from a single charge

Definitions

  • a separate piston-stroke pipette was initially used for each different volume. Pipettes that can dose several volumes were later used. Your piston stroke can be changed by adjusting the stops, either in steps (e.g. model 1100 V from Kontron, Eching, Germany) or continuously (e.g. model 3100 from Kontron).
  • the piston stroke can be infinitely precisely adjusted by means of a micrometer (eg US Pat. No. 3,334,788 or Finnpipette 0 from Müller ratiolab, Dreieich, Germany).
  • the capillary-piston pipettes do not dose without carryover.
  • Your pistons and cylinders are wetted by the metered liquid (e.g. Capilettor® from Labora Mannheim, Germany or Transferpettor m from Brand, Wertheim, Germany). But they do not share the disadvantages that the air cushion brings with it.
  • the metered liquid e.g. Capilettor® from Labora Mannheim, Germany or Transferpettor m from Brand, Wertheim, Germany.
  • the piston stroke is also fixed in these pipettes, or it can be adjusted in steps or continuously.
  • the "Hamilton dispenser” was copied several times without significant improvements (e.g. DE-A 27 36 551 and DE-A 25 25 670). It was further developed by the company Eppendorf-Gerätebau, Hamburg, Germany: In the Multipette 478001, the driving rack and the syringe lie in the same axis. The volume to be dispensed in one step can be changed in several steps without changing the syringe. To do this, you push a metal tongue in front of the rack at different distances, thereby determining the distance by which the rack is moved by the pawl of a ratchet mechanism.
  • the dosing volume can be varied if syringes with different internal cross-sections are used, which are made of plastic on the Multipette 4780 (!), Can be easily exchanged and discarded after use.
  • the Multipette 4780 v can only dose precisely in one direction and the syringe used in the plunger is not secured against unintentional shifting during the dosing pause.
  • the dosing volume can be easily determined by two stops that limit the piston stroke up and down. If a liquid is to be taken up or dispensed several times in succession (collector or dispensing pipette), the piston in the cylinder must always be able to move the same distance in the same direction. You could use a cylinder with a scale for this. Before each step one would have to calculate the next scale value and then move the piston until then (e.g. dosing micrometer from Desaga, Heidelberg, Germany). However, this is much faster and more precise with the help of a grid mechanism.
  • the rack of the "Hamilton dispenser” contains, for example, a linear grid, in which the propulsion mechanism engages directly in order to move the rack ("active grid”). With each dosing step, a spring-loaded pawl moves it by a distance equal to the distance between two teeth. However, the rack can only be moved in one direction in precise steps corresponding to the grid. If it should also be shifted by exact distances in the opposite direction, then it is advisable to use a "passive grid” that is not part of the drive mechanism, but only marks the feed, cf. e.g. B. Fig. 1. "Passive detent mechanisms” are used, for example, in tap changers of electrical devices (kitchen range) or in lens change revolvers (microscope).
  • the typewriter of a typewriter can also be rotated by a ratchet mechanism, the catch of which engages in a circular (“active") grid and moves it by one or more teeth, comparable to the linear displacement of the rack in the "Hamilton dispenser” (only one tooth) or in the Eppendorf Multipette (one tooth or several teeth).
  • a rotating ratchet mechanism can also be used in connection with a spindle system to construct a metering device, as is shown in this invention (see Fig. 4).
  • the stops which limit the stroke can be set precisely in piston-stroke pipettes (US Pat. No. 3,334,788 and DE-A 26 32 970).
  • Spindle systems are also used to directly move the plunger in a syringe barrel, e.g. in the dosing micrometer from Desaga, Heidelberg, Germany, or in many motor-driven dosing devices.
  • the piston can still be moved very long distances if the spindle is rotated several turns. This enables you to dose very small and very large volumes in succession with the same syringe.
  • spindles can be used to slide the piston in the cylinder almost without jerking (DE-B 27 31 102):
  • a piston seal can be easily elastically deformed and the coefficient of static friction between the cylinder and the piston seal is high, then the piston moves jerkily in the cylinder instead of sliding smoothly. Even with a good syringe, the piston jerks a little when it has overcome the static friction resistance. The resulting error can be reduced using a screw mechanism.
  • a thread between the piston and the cylinder links the axial feed of the piston with a rotary movement, and the axially directed jerk at the beginning of each metering step is reduced to a fraction in accordance with the radius and the pitch of the thread.
  • Spindle systems are particularly suitable for the construction of motor-driven dosing devices. However, toothed racks with worm drive and other systems are also used. With good devices, the plunger in the syringe housing can be moved exactly in both directions. The smallest defined stroke displacements can be achieved with a transmission gear or with a spindle whose thread rises very flat. The spindle can be parallel to the syringe plunger or better in the same axis.
  • DE-2 439 269 describes a drug injection device in which the syringe plunger is displaced in connection with the rotary movement of an engine in an injection syringe.
  • the volume delivery is controlled by an electric speed counter.
  • CH-A-607 620 describes a metering device in which a piston in a cylinder is displaced by a motor-driven spindle mechanism.
  • the adjustment movement of the spindle mechanism required for volume adjustment is defined here by stops on two scale rings.
  • stepper motors have been preferred for driving metering devices. They are controlled by positioning electronics and a high dosing accuracy is achieved with them.
  • motor-driven metering devices Microlab M m and Microlab P m from Hamilton, Bonaduz, Switzerland; Dosing unit of the "Automatic Clinical Analyzer” from Du Pont, Wilmington, Delaware, USA; Reagent dispenser 5211 from Eppendorf-Gedorfebau, Hamburg, Germany; for several syringes at the same time: RIA sample processor from LKB-Wallac, Turku, Finland; Autodrop-Titertek0 from Flow Laboratories, Bonn.
  • Most motorized dosing devices are very versatile because they can dose precisely in the pick-up and discharge directions and because they cover a large volume range. But they are also technically complex and therefore expensive, they take up a lot of work space and can usually not be transported as easily from one laboratory place to another as a handheld device.
  • Another Multititer® pipette marketed by Flow Laboratories, Bonn, Germany, combines several of the piston stroke pipettes described above. These pipettes are also available with different handles for different volumes to be dosed (Finnipette®, DE-A 2 700 096) or with a continuously adjustable stroke (Titerteklb multichannel pipetting handle from Flow Laboratories, Bonn, Germany).
  • the company Hamilton (Bonaduz, Switzerland) sells a "Terasaki dispenser” with which one can operate six syringes next to each other according to the principle of the "Hamilton dispenser” described above.
  • This device lacks precise guidance: If it is difficult to move the plunger in one of the syringes, the linkage will tilt and the pistons on the side of the stiff syringe will not be moved as far as it is intended, on the other side all the more . This leads to the delivery of different volumes in the different syringes.
  • the individual syringe cylinders can slip back a bit when the liquid to be dosed is drawn on.
  • the degree guide can be supported according to the invention by a parallel joint guide, as is known from presses for dishing purposes (Hallmann, UC, "Patent application made easy", 1977, Hans-Holzmann-Verlag Bad Wörirshofen, p. 48 ff).
  • peristaltic pumps It is also possible to pipette several samples simultaneously with peristaltic pumps, but these devices should only be suitable for semi-quantitative dosing (e.g. peristaltic pump from Jungkeit, Nörten-Hardenberg, Germany, or Autospotter 0 from Desaga, Heidelberg, Germany) .
  • the devices intended for filling liquids according to DT-C 24 59 365, DE-A 28 00 771 and DE-A 27 25 835 are also not suitable for precise dosing in the microliter range.
  • the device described in DE-B 24 15 021 The same liquid is dripped into several vessels simultaneously using a micropipetting device. The volume delivery is imprecise and depends on the surface tension of the liquid to be pipetted. If a channel is blocked, the volume intended for this channel is distributed to the other channels.
  • the invention has for its object to provide a dosing device for liquids, which has a high degree of dosing accuracy and is functionally as versatile as a precision dosing device driven by stepper motors with positioning electronics.
  • the metering device of DE-B 2 439 269 which corresponds to the preamble of claim 1, is to be improved so that it can be operated by hand, the electrical pulse counting device being triggered by a signal which can be felt by the operator Limitation of the dosing volume has to be replaced.
  • Precision syringes are mainly used for the metering devices of this invention, the pistons (pistons) of which are displaced by a certain distance in the cylinder (housing) in a metering step.
  • the total stroke of each piston is broken down into a certain number of sections.
  • the plunger is displaced by a spindle system in the syringe housing.
  • a certain piston feed is assigned to each angle of rotation of a spindle against a spindle nut.
  • the angle of rotation can be limited by two stops (see Fig. 4) or by two races of a circular "passive raster".
  • the circular "passive locking mechanism” fulfills the same function as a control circuit in a dosing device with a stepper motor. It divides the piston stroke into arbitrarily small defined distances and allows certain volumes to be taken up or released one or more times in succession. Different volumes can be dosed in succession with pipettes that contain several "passive locking mechanisms" without having to change syringes between the pipetting steps (Fig. 1). These pipettes are therefore also suitable as dilutors, apart from the fact that they can also be used as transfer, dispensing and collector pipettes.
  • the spindle system can bring the additional advantage that the piston can be moved almost without jerking in the axial direction because it can be rotated in the cylinder at the same time (Fig. 2).
  • Constructions are proposed that allow a continuous adjustment of the dosing volumes (Fig. 3 and Fig. 4).
  • the pipettes can be equipped with permanently installed piston lifting units or with precision syringes or with syringes that are completely or partially discarded when changing samples. You can also dose with disposable pipette tips to be attached.
  • the dosing devices of this invention have, as a central component, one or more elongated housings, in each of which a stamp slides tightly.
  • the stamp divides the housing into two rooms. One space is open to the outside for pressure equalization, the other is filled with the gas or liquid to be metered during metering, or it is with the liquid to be metered in a separate filling chamber through a cavity system that is otherwise closed to the outside, if necessary, connected via an air cushion.
  • Components of this cavity system can be cannulas, tubes or pipette tips.
  • the housing and plunger are firmly integrated in the pipette body, or interchangeable precision syringes of any diameter are used, with hollow cylinders made of glass or metal or plastic and with pistons, the seals of which are made of plastic, rubber or metal.
  • Disposable plastic syringes with rubber piston seals can be used, which are exchanged as a whole each time the pipette is changed. For carryover-free pipetting, it is also sufficient if only the housing and the piston seal are replaced.
  • the piston rod is then firmly installed in the pipetting device.
  • the pipette can be provided with a ejection mechanism that strips off the housing and the piston seals. To do this, a ring is pushed along the piston rod or the piston rod is fully retracted. A similar mechanism may also be provided for dropping pipette tips.
  • a dosing volume proportional to the inner cross section of the housing is assigned to a certain displacement distance. This distance is determined by the distance between two detents or two stops.
  • a "passive ring locking mechanism" can, for. B. consist of a surface profile grid and a resilient locking follower, or also of a magnetic grid and one of the magnetic attraction or repulsion subjected to the locking follower. The distances between the catches or the stops can be infinitely adjusted (Fig. 3, 4). As a result, any volume can be measured with a certain syringe or the same volume with syringes of any internal cross-section.
  • Every pipetting step should still be able to be carried out completely, even in the extreme positions of the plunger in the syringe. This can be achieved by means of suitable suspension at the end points, which offer resistance to the last step but still allow it to be carried out completely, or by acoustic signals such as those built into typewriters to announce the end of the line.
  • the smallest volume that can be dosed with a syringe is equal to the product of the inner cross-section of the cylinder and the smallest precisely measurable feed of the piston in the cylinder.
  • syringes with a very small internal cross-section can therefore be used, or you can use a thicker syringe and move the plunger only very short distances.
  • Each defined piston feed corresponds to a certain distance in the measuring range of the pipette. However, very small distances cannot be measured precisely enough with simple mechanical means.
  • the desired reduction of the feed can be obtained by the spindle system: If a spindle is rotated 360 ° against a nut, then it shifts in the longitudinal direction by the distance h indicated with the thread pitch.
  • the circumference of the spindle covers the path 2 nm.
  • This path is 2 rn / h times longer than the axial feed. If the thread increases by 1 mm per 360 °, then there is 100 times more measuring distance available on the periphery of a ring of 31.8 mm diameter that is firmly mounted on the spindle than in the longitudinal direction. As a result, a volume that is a hundredth smaller than that possible in the axial direction can be measured. However, it is also possible to dose a much larger volume with the same pipette. You only need to turn the spindle through a larger angle, possibly over 360 °.
  • the spindle construction covers a very wide volume range and enables a multitude of smallest volumes to be dosed with one syringe filling.
  • Spindles have the further advantage that the slope of their housing can be adapted to the internal cross section of the syringes. Therefore, any syringe can be used to design dosing devices that are to pipette volumes in metric or in another system.
  • the principle of the "passive ring grid” can be used to save space.
  • a linear grid, namely without translation, must be as long as the distance by which the piston can be moved overall, because each catch is used only once.
  • a grid ring is rotated by several rounds during a total stroke and each detent is used several times.
  • a rotationally fixed spindle 401 is axially displaced by a rotating spindle nut 402 mounted in the pipette housing.
  • the longitudinal shaft 403 is rotated by the transverse shaft 404 via the bevel gear 405 and one of the two bevel gears 406 and 407.
  • the cross shaft is driven by a handwheel 408 (possibly combined micrometer-macrometer knurled wheel) or by a push button 409 with ratchet mechanism 470.
  • the actuation of the push button 409 rotates the spindle nut 402 clockwise or counterclockwise via the cylinder 414 attached to it.
  • the rotationally fixed spindle 401 and the syringe plunger 412 rigidly connected to it are pushed up or down.
  • the piston feed is divided by a ring locking mechanism into defined distances, the length of which is proportional to the angle of rotation taken by two adjacent detents of a set locking ring 413.
  • a spindle 803 fixed in the pipette body by two bearings 801 and 802 can be turned in both directions by means of a handwheel 804.
  • the spindle nuts 805 and 806 approach or move away from each other.
  • the spindle nuts are articulated to the legs of the scissor mechanism shown on the right, but are secured against rotation around the spindle axis (e.g. cross-drilled cylinders).
  • a piston 809 and a holder for a syringe housing 810 to be attached are fastened to two joints 807 and 808, which are moved against one another when the scissors are opened and closed.
  • the main joint 811 slides in an elongated hole guide 812 attached to the pipette body.
  • a ratchet ring 813 is fixedly mounted on the spindle. This can also be combined with the 804 handwheel.
  • the detents break down the entire piston stroke into sections of equal length (the centers of the spindle nuts describe an arc around the main joint 811 when the spindle is turned.
  • a second arc around the main joint describes the centers of the two joints on the left side of the figure.
  • the right bend is made according to the pitch of the spindle thread and the distance between two Rasteptept from each other, divided into a certain number of equally long distances. Each of these distances is assigned a certain section of the curve on the left, which is equal to the displacement distance of the piston against the cylinder.
  • This device can contain several grid rings with different grid divisions. It is also possible to continuously adjust the volume dosed with each click. For this purpose, the two left legs are shortened or lengthened telescopically after temporarily loosening the retaining screws 874 and 875, z. B. with two built-in micrometer screws. The further these legs are pulled out, the greater the volume dosed with each click, and the more the capacity of the syringe housing is used.
  • Ratchet drive with adjustable angle of rotation for a spindle system (Fig. 4)
  • the toothed ring is secured against rotation by the catch 1008.
  • the drive ring can be actuated, for example, directly by a handwheel or by a bellcrank, comparable to the paper quick feed lever of a typewriter. With a suitable suspension, the drive ring is turned back to the starting position at the end of each pipetting step. In this position, the pawl 1006 is located under a cover 1009, so that it does not hinder the turning back of the spindle when the syringe is filled or when, if necessary, a second, counter-rotating ratchet mechanism is activated.
  • Multi-channel pipettes can significantly increase the effectiveness of laboratory work and also help to make it easier to compare test results.
  • syringe housings 1502 there are two syringe housings 1502 in a housing block 1501, which are prevented from moving by a counterplate 1503.
  • a shaft 1507 is mounted in the stamp block, which can be turned by a handwheel 1508 (if necessary with coarse and fine drive).
  • the ratchet rings 1509 and 1510 and the bevel gears 1511 and 1512 rotate with the shaft.
  • the two spindles 1515 and 1516 are driven via the bevel gears 1513 and 1514, which bear a thread running in opposite directions (if the bevel gear 1511 is turned over and to the left of the bevel gear 1513 is installed, two identical spindles can be used).
  • the spindle rotates in the spindle nuts 1517 and 1518 and thereby move the housing block 1501 and the stamp block 1505 parallel to or away from one another.
  • the pistons in both housings move the same distance.
  • a metering volume of 3 4A01 is noticeably identified by the locking mechanism when the handwheel is turned.
  • the device shown contains only two channels, but it is also possible to construct pipettes with a lot more syringes next to or behind one another. You can also install more locking rings or use other locking mechanisms and drives shown in the previous pictures.
  • the entire housing block with the __ _ _ _ syringe housings and piston seals can be replaced in a modular manner after loosening the 1519 screws.
  • the inner collars 1520 of the syringe housing strip off the piston seals 1521 from the piston rods.
  • the plug-in profiles of the piston rods are pressed into the elastic piston seals of the new syringes, with which they are then positively connected and without play.
  • the 25 ⁇ l ring locking mechanism is set, 2 x 25 ⁇ l are drawn into a disposable syringe or into a pipette tip placed on the syringe end (turn from one click to the next but one), of which 25 ⁇ l are dispensed into the secondary vessel (simple rest), the rest is discarded with the syringe or pipette tip.
  • the reagents can be stored directly in a twelve-channel pipette designed according to the invention. With this device, one or many times in succession, twelve precisely sized drops of the same size can be dosed in a single operation.
  • the pipette stands in a rack that closes the syringe outlets so that the reagents do not dry out.
  • Deposited particles of a suspension of red blood cells can be whirled up before dosing, e.g. B. by a hollow cylinder made of steel, which is pushed back and forth several times in the syringe with a magnet.
  • a hose with a capacity of over 5 ⁇ l is attached to the end of the syringe.
  • the 5 ⁇ l locking mechanism and the 100 ⁇ l locking mechanism are set (5-% AOI locking mechanism with soft locking, the other is operated by a two-stage push button with harder locking).
  • the syringe is filled with solvent and a volume of up to the first 100 ⁇ l catch is dispensed again.
  • Aspirate 5 ⁇ l air for better separation of the solvent from the sample
  • aspirate 5 ⁇ l sample wipe the end of the tube, or, if a cannula is used, pierce a clean filter paper, dispense 210 ⁇ l into the secondary vessel (the 100 ⁇ l grid will thereby be used) rolled over twice, it clicks into place at the end of the dilution step).
  • a multi-channel dispenser pipette designed according to the invention can be combined with an aspirator.
  • Each channel of the dispenser is connected to a reaction vessel via a hose or a cannula through which it can dispense a certain amount of washing liquid.
  • the liquid is sucked off again by a vacuum over a T-piece of the same hose or over another hose. It is advisable to dispense and aspirate alternately.
  • This method is also suitable for washing flat reaction plates according to ST ⁇ CKER (European patent application 79103987.8). These plates contain reaction fields that are separated from each other by a water-repellent coating. For washing, a second plate made of a water-repellent material is placed at a suitable distance under the reaction plate. Opposite each reaction field, the second plate has a hole through which the multi-channel dispenser dispenses the washing liquid and the aspirator can remove it again.

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Description

    1. STAND DER TECHNIK 1.1. Kolbenhubpipetten mit Wegwerfspitzen
  • Vor zwanzig Jahren wurden Flüssigkeiten vorwiegend mit Meßpipetten aus Glas dosiert. Das hat sich seit Einführung der von BERGMANN und SOLTER (DE-C 12 91 142, Firma Eppendorf-Gerätebau, Hamburg, Deutschland) beschriebenen Luftpolster-Kolbenhubpipette schlagartig geändert. Auf den Schaft dieser Pipette werden Einwegspitzen gesteckt, die ein größeres Volumen fassen, als mit ihnen pipettiert werden soll. Wenn die gebrauchten Pipettenspitzen durch neue ersetzt werden, gibt es keine unerwünschte Verschleppung eines Teils der dosierten Flüssigkeit von einer Probe zur nächsten, weil Zylinder und Kolben der Pipette durch ein Luftpolster vom Dosiergut getrennt werden und nicht mit ihm in Berührung kommen. Den Vorteil, den das Dosieren mit einem Luftpolster bringt, handelt man gegen eine Reihe von Fehlermöglichkeiten ein:
  • a) Luft entweicht in der Regel schneller als Flüssigkeiten durch Lecks im Meßteil der Pipette oder zwischen dem Pipettierschaft und einer schlecht sitzenden oder schlecht gefertigten Spitze. Dadurch entstehen häufig Fehler beim Aufnehmen und beim Abgeben der Flüssigkeit.
  • b) Das Volumen eines Gases ändert sich mit der Temperatur viel stärker als das Volumen einer Flüssigkeit. Deshalb führen Temperaturschwankungen im Luftpolster während des Pipettierens zu Fehldosierungen.
  • c) Wird die Pipette frei gehalten, dann strömt, auch bei einem gleichmäßigen Lauf des Kolbens im Zylinder, die verdrängte Dosierflüsskeit ruckartig aus der Pipettenflächenspannung der Flüssigkeit bedingte Gegendruck, beginnt die Spitze auszulaufen, und zwar springt der erste Teil der Flüssigkeit vor die Spitze. Fällt er als Tropfen ab, dann beginnt der Prozeß von neuem. Dieses Phänomen stört, wenn Volumina unter 10 u.) einer Flüssigkeit hoher Oberflächenspannung dosiert werden sollen.
  • d) Hält man eine Pipette beim Dosieren nicht senkrecht, dann füllt sich ihre Spitze mit einem zu großen Volumen, besonders wenn die Flüssigkeitssäule in der Spitze hoch ist. Dieser Fehler ist durch die hohe Dehnungsfähigkeit der Luft und durch den von der Flüssigkeit erzeugten statischen Unterdruck bedingt.
  • e) Flüssigkeiten, mit denen sich die Pipettenspitzen stark benetzen, sollten mit Luftpolster-Kolbenhubpipetten nicht dosiert werden, weil sie in unterschiedlich großen Mengen an der Spitze hängenbleiben.
  • f) Die Spitzen müssen beim Abgeben des Dosiergutes ganz entleert werden. Dazu überrollt man den federnden Druckpunkt der Pipette. Wenn Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung pipettiert werden, bilden sich dabei Blasen, und diese können die Untersuchung stören. Platzen sie, dann werden benachbarte Analysen verunreinigt oder verdorben (Chromatographie, Blutgruppenbestimmung).
  • Für jedes unterschiedliche Volumen wurde anfangs eine eigene Kolbenhubpipette gebraucht. Später wurden Pipetten verwendet, die mehrere Volumina dosieren können. Ihr Kolbenhub läßt sich durch Verstellung der Anschläge verändern, entweder in Stufen (z. B. Modell 1100 V der Firma Kontron, Eching, Deutschland) oder stufenlos (z. B. Modell 3100 der Firma Kontron). Besonders genau kann der Kolbenhub durch ein Mikrometer stufenlos eingestellt werden (z. B. US-A 3 334 788 oder Finnpipette0 der Firma Müller ratiolab, Dreieich, Deutschland).
    • 1.2. Kapillarkolbenpipetten
  • Im Gegensatz zu den Luftpolster-Kolbenhubpipetten dosieren die Kapillarkolbenpipetten nicht verschleppungsfrei. Ihre Kolben und Zylinder werden von der dosierten Flüssigkeit benetzt (z. B. Capilettor® der Firma Labora Mannheim, Deutschland oder Transferpettorm der Firma Brand, Wertheim, Deutschland). Dafür teilen sie nicht die Nachteile, die das Luftpolster mit sich bringt. Man wird beispielsweise zum Pipettieren von Vollblut die Kapillarkolbenpipetten vorziehen. Der Kolbenhub ist bei diesen Pipetten ebenfalls fixiert, oder er läßt sich in Stufen oder stufenlos verstellen.
    • 1.3. Handdosierer zur mehrmaligen Flüssigkeitsabgabe nacheinander (Dispensierpipetten)
  • Die bisher beschriebenen Dosiergeräte sind Transferpipetten. Mit ihnen wird ein bestimmtes Volumen aufgenommen und gleich darauf wieder abgegeben. Soll eine größere Menge Flüssigkeit in mehreren kleinen Portionen abgegeben werden, verwendet man "Repeating Dispensors". Ein solches Instrument haben HORN und THIELMANN angegeben (DD-A 107 392). Es ist so konzipiert, daß bei jedem Schritt das abgegebene Volumen durch Luft ersetzt wird. In der US-A 3 161 323 wird ein "Repeating Dispensor" beschrieben, der sich in vielen Labors bewährt hat (Firma Hamilton, Bonaduz, Schweiz). Er enthält eine Mikropräzisionsspritze, deren Kolben durch einen Zahnstangen-Ratschenmechanismus im Zylinder Schritt für Schritt verschoben wird. Das mit jedem Mal abgegebene Volumen ergibt sich aus dem Innenquerschnitt der Spritze und dem Abstand zweier benachbarter Zähne auf der Zahnstange voneinander. Mit der selben Zahnstange kann man nur dann unterschiedlich Volumina je Schritt dosieren, wenn Spritzen unterschiedlicher Innenquerschnitte bereithält und sie durch Lösen und Wiederbefestigung mehrerer Schrauben auswechselt. Für manche Laborarbeiten wünscht man, daß dieselbe Pipette genaue Volumina nicht nur mehrmals nacheinander abgeben, sondern auch aufziehen könnte. Davor kapituliert der "Hamilton-Dispensor". Aus seiner Konstruktion ergeben sich zwei weitere prinzipielle Nachteile:
    • a) Die Zahnstange wird parallel zum Kolben geführt und nicht in derselben Achse. Die Verbindung des Kolbens mit der Zahnstange neigt deshalb zum Verkanten, und es können sich daraus Fehldosierungen ergeben, besonders wenn die verwendete Spritze dem Verschieben des Kolbens einen erhöhten Reibungswiderstand entgegensetzt.
    • b) In den Intervallen zwischen den einzelnen Dosierschritten wird die Zahnstange aus dem Angriff der Klinke entlassen. Jetzt können Rückstellkräfte in der Spritze die Zahnstange um ein Stück zurückschieben. Auch das könnte zu Fehlern beim Dosieren führen.
  • Der "Hamilton-Dispensor" wurde mehrmals ohne wesentliche Verbesserungen nachgemacht (z. B. DE-A 27 36 551 und DE-A 25 25 670). Weiterentwickelt wurde er von der Firma Eppendorf-Gerätebau, Hamburg, Deutschland: In der Multipette 478001 liegen die antreibende Zahnstange und die Spritze in derselben Achse. Das mit einem Schritt abzugebende Volumen kann ohne Auswechseln der Spritze in mehreren Stufen verändert werden. Dazu schiebt man eine Metallzunge unterschiedlich weit vor die Zahnstange und bestimmt dadurch, um welche Strecke die Zahnstange von der Klinke eines Ratschenmechanismus bewegt wird. Darüberhinaus kann man, wie im "Hamilton-Dispensor" das Dosiervolumen variieren, wenn man Spritzen unterschiedlicher Innenquerschnitte verwendet, die bei der Multipette 4780(!) aus Kunststoff bestehen, sehr leicht ausgetauscht und nach Gebrauch weggeworfen werden können. Auch die Multipette 4780v kann nur in einer Richtung genau dosieren und der Kolben ser eingesetzten Spritze ist in der Dosierpause gegen eine unbeabsichtigte Verschiebung nicht gesichert. Diese Nachteile sind in der von der Firma Sarstedt, Nümbrecht, Deutschland, vertrieben "Sarpette® mit Rasterung" (siehe unten) beseitigt, die das Dosiervolumen mit einem "passiven Rastwerk" abmißt.
    • 1.4. Prinzip des "Passiven" und des "aktiven Rasters"
  • In einer Pipette, die eine Flüssigkeit aufnehmen und gleich darauf wieder abgeben soll (Transferpipette) kann das Dosiervolumen durch zwei Anschläge leicht festgelegt werden, die den Kolbenhub nach oben und unten begrenzen. Soll eine Flüssigkeit mehrmals nacheinander aufgenommen oder abgegeben werden (Kollektor- oder Dispensierpipette), dann muß sich der Kolben im Zylinder in derselben Richtung immer wieder um die gleiche Strecke bewegen lassen. Dazu könnte man einen Zylinder mit einer Skala benutzen. Vor jedem Schritt müßte man den nächsten Skalenwert errechnen und den Kolben dann bis dahin verschieben (z. B. Dosiermikrometer der Firma Desaga, Heidelberg, Deutschland). Das geht aber viel schneller und genauer mit Hilfe eines Rastwerks.
  • Die Zahnstange des "Hamilton-Dispensors" (siehe oben) enthält beispielsweise ein lineares Raster, in das der Vortriebsmechanismus direkt eingreift, um die Zahnstange zu verschieben ("aktives Raster"). Sie wird bei jedem Dosierschritt durch eine gefederte Klinke um eine Strecke versetzt, die gleich dem Abstand zweier Zähne voneinander ist. Die Zahnstange kann aber nur in einer Richtung in genauen, dem Raster entsprechenden Schritten bewegt werden. Soll sie auch in entgegengesetzter Richtung um genaue Strecken verschoben werden, dann empfiehlt es sich, ein "passives Raster" zu verwenden, das nicht Bestandteil der Antriebsmechanik ist, sondern den Vorschub nur markiert, vgl. z. B. Abb. 1. "Passive Rastwerke" gebraucht man beispielsweise in Stufenschaltern elektrischer Geräte (Küchenherd) oder in Objektivwechselrevolvern (Mikroskop). In Schreibmaschinen werden "passive Rastwerke" zum Einstellen der Zeilen durch das Verdrehen der Schreibwalze mit dem Handrad benutzt, in der Regen auch zum Unterteilen der Zeilen in gleichlange Strecken. Die "passiven Rastwerke" befähigen die Schreibmaschiene, einen angeschlagenen Buchstaben wieder genau zu treffen, auch wenn inzwischen die Schreibwalze längs und quer mehrmals verstellt wurde. Daran kann man besonders gut erkennen, wie zuverlässig ein "passives Rastwerk" eine bestimmte Position festlegen kann. Dieses Prinzip wird in der vorliegenden Erfindung für Dosiergeräte übernommen. Es wird bereits bei der "Sarpette® mit Rasterung" der Firma Sarstedt, Nümbrecht, Deutschland, benutzt. Dieses Gerät funktioniert wie eine Luftpolster-Kolbenhubpipette, deren Kolbenhub aber nicht durch zwei Anschläge begrenzt wird, sondern durch den Abstand zweier "passiver Rastungen" voneinander auf einer Stange mit mehreren Rastungen.
  • Die Schreibwalze einer Schreibmaschine kann außer von einem Handrad auch von einem Ratschenmechanismus verdreht werden, dessen Klinke in ein zirkuläres ("aktives") Raster eingreift und es um einen oder um mehrere Zähne bewegt, vergleichbar dem linearen Verschieben der Zahnstange im "Hamilton-Dispensor" (nur ein Zahn) oder in der Eppendorf-Multipette (ein Zahn oder mehrere Zähne). Ein solcher kreisender Ratschenmechenismus kann in Verbindung mit einem Spindelsystem ebenfalls zur Konstruktion eines Dosiergerätes dienen, wie in dieser Erfindung gezeigt wird (siehe Abb. 4).
    • 1.5. Bisherige Verwendung von Spindeln für Dosiergeräte
  • Durch ein Spindelsystem können in Kolbenhubpipetten vor dem Pipettieren die den Hub begrenzensen Anschläge genau eingestellt werden (US-A 3 334 788 und DE-A 26 32 970). Spindelsysteme werden aber auch zum direkten Verschieben des Kolbens in einem Spritzenzylinder eingesetzt, z.B. im Dosiermikrometer der Firma Desaga, Heidelberg, Deutschland, oder in vielen motorgetriebenen Dosiergeräten. Mit Spindeln kann man durch kleine Stellwinkel und durch einen flachen Gewindeanstieg den Kolben um sehr kleine Schritte bewegen. Der Kolben läßt sich trotzdem immer noch um sehr große Strecken verschieben, wenn die Spindel um mehrere Touren gedreht wird. Dadurch ist man in der Lage, mit derselben Spritze nacheinander sehr kleine und sehr große Volumina zu dosieren. Darüberhinaus läßt sich nach SUNDSTRöM mit Spindeln ein nahezu ruckfreies Gleiten des Kolbens im Zylinder erreichen (DE-B 27 31 102):
  • Wenn sich eine Kolbendichtung leicht elastisch verformen läßt und der Haftreibungskoeffizient zwischen Zylinder und Kolbendichtung hoch ist, dann bewegt sich der Kolben ruckartig im Zylinder, anstelle gleichmäßig zu gleiten. Auch bei einer guten Spritze ruckt der Kolben ein wenig, wenn er den Haftreibungswiderstand überwunden hat. Der resultierende Fehler kann durch einen Schraubmechanismus reduziert werden. Dabei wird durch ein Gewinde zwischen Kolben und Zylinder der axiale Vorschub des Kolbens mit einer Drehbewegung verknüpft, und der axial gerichtete Ruck zu Beginn jedes Dosierschritts verkleinert sich entsprechend dem Radius und der Steigung des Gewindes auf einen Bruchteil. Die von SUNDSTRöM empfohlenen Einwegspritzen, deren Kolben ein selbstschneidendes Außengewinde tragen, sind aber sicher für das Pipettieren mit hoher Präzision viel zu ungenau, obwohl sie dafür eigentlich vorgesehen sind. Im übrigen ist das Prinzip bereits seit über zehn Jahren durch die "Spritze mit Gewindekolben" bekannt (Firma Hamilton, Bonaduz, Schweiz, Katalog H-79, S. 22). Bei dieser trägt die Kolbenstange ein Gewinde, das sich in einer mit dem Spritzenzylinder starr verbundenen Mutter sreht. Dabei dreht sich die Dichtung des Kolbens mit während sich der Kolben nahezu ruckfrei axial verschiebt.
    • 1.6. Motorgetriebene Dosiergeräte
  • Für die Konstruktion motorgetriebener Dosiergeräte eignen sich Spindelsysteme besonders gut. Es werden aber auch Zahnstangen mit Schneckenantrieb und andere Systeme eingesetzt. Bei guten Geräten kann der Stempel im Spritzengehäuse in beide Richtungen genau verschoben werden. Man erreicht kleinste definierte Hubverschiebungen mit einem Übersetzungsgetriebe oder mit einer Spindel, deren Gewinde sehr flach ansteigt. Die Spindel kann parallel zum Spritzenkolben liegen oder besser in derselben Achse.
  • In der DE- 2 439 269 wird eine Arzneimittel-Injektionseinrichtung beschrieben, bei der in einer Injektionsspritze der Spritzenkolben in Zusammenhang mit der Drehbewegung eines Motors verschoben wird. Die Volumenabgabe wird durch einen elektrischen Tourenzähler gesteuert.
  • Die CH-A- 607 620 beschreibt eine Dosiervorrichtung, bei der ein Kolben in einem Zylinder durch einen motorisch getriebenen Spindelmechanismus verschoben wird. Hier ist die zur Volumeneinstellung erforderliche Verstellbewegung des Spindelmechanismus durch Anschläge auf zwei Skalenringen definiert.
  • In letzter Zeit werden zum Antrieb von Dosiergeräten Schrittmotoren bevorzugt. Sie werden durch eine Positionierelektronik angesteuert und man erzielt mit ihnen eine hohe Dosiergenauigkeit.
  • Beispiele für motorgetriebene Dosiergeräte: Microlab Mm und Microlab Pm der Firma Hamilton, Bonaduz, Schweiz; Dosierwerk des "Automatic Clinical Analyzer" der Firma Du Pont, Wilmington, Delaware, USA; Reagenzdosierer 5211 der Firma Eppendorf-Gerätebau, Hamburg, Deutschland; für mehrere Spritzen gleichzeitig: RIA-Sample-Processor der Firma LKB-Wallac, Turku, Finnland; Autodrop-Titertek0 der Firma Flow Laboratories, Bonn. Die meisten motorgetriebenen Dosiergeräte sind sehr vielseitig, weil sie in Aufnahme- und in Abgaberichtung genau dosieren können und weil sie einen großen Volumenbereich abdecken. Sie sind aber auch technisch aufwendig und dadurch teuer, sie beanspruchen viel Arbeitsfläche und können in der Regel nicht so leicht von einem Laborplatz zum anderen transportiert werden wie ein Handgerät.
    • 1.7. Mehrkanalige Dosiergeräte
  • Damit man dem Bedürfnis des Laborpersonals nach einer Verkürzung der Arbeitszeit entgegenkommen konnte, hat man in der Vergangenheit Dosiergeräte mit mehreren Kanälen entwickelt. Ein solches Gerät wird in der DE-A- 2 731 536 angegeben.
  • In einem anderen, von der Firma Flow Laboratories, Bonn, Deutschland, vertriebenen Multititer®-Pipette sind mehrere der oben beschriebenen Kolbenhubpipetten zusammengefaßt. Diese Pipetten gibt es auch mit verschiedenen Handgriffen für verschiedene zu dosierende Volumina (Finnipette®, DE-A 2 700 096) oder mit stufenlos verstellbarem Hub (Titerteklb-Multikanal-Pipettierhandgriff der Firma Flow Laboratories, Bonn, Deutschland).
  • Die Firma Hamilton (Bonaduz, Schweiz) vertreibt einen "Terasaki-Dispensor", mit dem man nach dem Prinzip des oben beschriebenen "Hamilton-Dispensors" sechs Spritzen nebeneinander betätigen kann. Diesem Gerät fehlt eine genaue Führung: Wenn sich in einer der Spritzen der Kolben schwer verschieben läßt, dann verkantet sich das Gestänge, und die Kolben auf der Seite der schwergängigen Spritze werden nicht so weit verschoben wie es vorgesehen ist, auf der anderen Seite umso weiter. Das führt zur Abgabe unterschiedlicher Volumina in den verschiedenen Spritzen. Außerdem können die einzelnen Spritzenzylinder beim Aufziehen der zu dosierenden Flüssigkeit umbemerkt um ein Stück zurückrutschen. Wenn sie beim Abgeben der Flüssigkeit wieder vorgeschoben werden, entsteht ein Dosierfehler. Dieses Gerät ist daher für ein zuverlässiges und genaues Dosieren nicht geeignet. Bei einigen großen, motorgetriebenen Mehrkanal-Dosiergeräten werden die gegeneinander zu verschiebenden Kolben und Zylinder parallel geführt und gegen ein Verrutschen gesichert, z. B. Autodrop-Titertek® der Firma Flow Laboratories; RIA-Sampie-Processorlb der Firma LKB-Wallac; Seromat® der Firma Greiner, Nürtingen, Deutschland.
  • Auch für die Mehrkanal-Dosiergeräte der vorliegenden Erfindung mit beispielsweise sechs oder zwölf Spritzen ist eine exakte Gradführung erforderlich, z. B. eine beidseitige Buchsenführung. Sie darf aber nicht zu schwer sein, wenn das Gerät zum Dosieren in der Hand gehalten werden soll. Sie ist daher schwächer auszulegen als es in Tischgeräten möglich ist. Um den Verlust an Belastbarkeit zu kompensieren, kann die Gradführung erfindungsgemäß von einer Gelenkparallelführung unterstützt werden, wie sie von Pressen für Kümpelzwecke bekannt ist (Hallmann, U.C., "Patentanmeldung leicht gemacht", 1977, Hans-Holzmann-Verlag Bad Wörirshofen, Ss. 48 ff). Es ist auch möglich, mit Schlauchpumpen mehrere Proben gleichzeitig zu pipettieren, diese Geräte dürften sich aber nur für semiquantitatitatives Dosieren eignen (z. B. Schlauchpumpe der Firma Jungkeit, Nörten-Hardenberg, Deutschland, oder Autospotter0 der Firma Desaga, Heidelberg, Deutschland). Ebenfalls nicht geeignet für ein genaues Dosieren im Mikroliterbereich sind die eher zum Abfüllen von Flüssigkeiten vorgesehenen Geräte nach DT-C 24 59 365, DE-A 28 00 771 und DE-A 27 25 835. Bei der in DE-B 24 15 021 beschriebenen Mikropipettiereinrichtung wird dieselbe Flüssigkeit gleichzeitig in mehrere Gefäße getropft. Die Volumenabgabe ist ungenau und von der Oberflächenspannung der zu pipettierenden Flüssigkeit abhängig. Wenn ein Kanal verstopft ist, dann wird das für diesen Kanal vorgesehene Volumen auf die anderen Kanäle verteilt.
  • Die bisher bekannten, von Hand zu betätigenden Dosiergeräte weisen eine Reihe verschiedener Nachteile auf, die oben im einzelnen beschrieben wurden. Bei den Pipetten der vorliegenden Erfindung sind diese Nachteile zu beseitigen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung für Flüssigkeiten zu schaffen, die ein hohes Maß an Dosiergenauigkeit besitzt und funktionsmäßig so vielseitig ist, wie ein durch Schrittmotoren mit Positionierelektronik getriebenes Präzisionsdosiergerät. Dabei ist beispielsweise die Dosiervorrichtung der oben z;tierten DE-B 2 439 269, die der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, so zu verbessern, daß sie von Hand betätigt werden kann, wobei die elektrische Impulszähleinrichtung durch ein von der Bedienungsperson fühlbares Signal zur Begrenzung des Dosiervolumens zu ersetzen ist. Zusätzlich sollte es möglich sein, Signale auch für Drehbewegungen um weniger als 360° zu setzen.
  • Diese Aufgabe der Begrenzung des Dosiervolumens wird durch ein über ein Handrad und/oder einen Umlenkhebel betätigbares Ringrastwerk gelöst, das sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn drehbar ist,
    • wobei das Ringrastwerk direkt oder indirekt mit einer Spindel oder mit einer Spindelmutter in Verbindung steht,
    • durch eine Verstellung des Winkels, den Spindel und Spindelmutter zueinander einnehmen, ein Stempel in einem Gehäuse verschoben wird
    • und der Verschiebeweg des Stempels im Gehäuse durch das Ringrastwerk in definierte Strecken unterteilt ist, deren Längen dem Drehwinkel proportional sind, die zwei Rastungen (Rasterring) oder zwei Anschläge des Ringrastwerks zueinander einnehmen. Die Verdrehung erfolgt mittels eines Handrades, eines Umlenkhebels oder anderer einfacher Mittel.
  • Dem bisherigen Stand der Technik ist eine so einfache mechanische Einstelleinrichtung nicht zu entnehmen. Zwar liegt bei den motorisch angetriebenen Dosiergeräten ein dem Erfindungsgegenstand vergleichbares Prinzip vor, wenn jedoch bei dieser Art von Geräten der Motor durch ein Handrad ersetzt wird, sind sie nicht in der Lage, die Aufgabe der Erfindung zu lösen. Keine Literaturstelle weist auf die Zwischenschaltung eines Ringrastwerkes oder eines Ratschenmechanismus hin. Aber gerade das Ringrastwerk oder der Ratschenmechanismus liefert die einfache Handhabung mit angestrebten Präzision.
  • Die Pipetten der Erfindung dosieren ebenso genau und sie sind in ihrer Funktion so vielseitig wie gute, durch Schrittmotoren mit Positionierelektronik getriebene Präzisionsdosiergerate. Ein und dieselbe Pipette läßt sich gebrauchen
    • a) als Kolbenhubpipette mit der man sicher ist vor Verschleppungsfehlern (trennendes Luftpolster zwischen Volumenabmeßteil und Dosiergut Wegwerfspitzen),
    • b) wie eine Kapillarkolbenpipette, mit der Verschleppungsfehler möglich sind (kein Luftpolster, dadurch wird der Sollwert des Dosiervolumens genauer eingehalten, fest eingebaute Spritze),
    • c) wie eine Kapillarkolbenpipette, mit der man sicher ist vor Verschleppungsfehlern (kein Luftpolster, Wegwerfspitzen),
    • d) als Dispensierpipette (gleiche oder verschiedene definierte Volumina können mehrmals nacheinander abgegeben werden), die in der Dosierpause gegen eine unbeabsichtigte Verstellung gesichert ist,
    • e) als Kollektorpipette (Dispensierpipette mit umgekehrter Dosierrichtung),
    • f) als Dilutorpipette (Verdünnung eines kleinen Probenvolumens in einer großen Menge Lösungsmittel; die Pipette hat dafür nacheinander kleine und vergleichsweise sehr große Volumina präzise zu dosieren, ohne daß zwischendurch Teile ausgetauscht werden müssen).
  • In den mehrkanaligen Ausführungsformen sind alle diese Funktionen zu vervielfältigen. Die verschiedenen Kanäle müssen mit der gleichen Richtigkeit und Genauigkeit dosieren.
  • Für die Dosiergeräte dieser Erfindung verden vorwiegend Präzisionsspritzen benutzt deren Kolben (Stempel) bei einem Dosierschritt um eine bestimmte Strecke im Zylinder (Gehäuse) verschoben werden. Der Gesamthub jedes Kolbens wird in eine bestimmte Anzahl Teilstrecken zerlegt.
  • Bei den Ausführungsformen dieser Erfindung wird der Kolben durch ein Spindelsystem im Spritzengehäuse verschoben. Jedem Drehwinkel einer Spindel gegen eine Spindelmutter ist ein bestimmter Kolbenvorschub zugeordnet. Der Drehwinkel kann durch zwei Anschläge begrenzt werden (siehe Abb. 4) oder durch zwei Rasungen eines zirkulären "passiven Rastwerks".
  • Das zirkuläre "passive Rastwerk" erfüllt hier die gleiche Funktion wie eine Steuerschaltung in einem Dosiergerät mit Schrittmotor. Es unterteilt den Kolbenhub in beliebig kleine definierte Strecken und erlaubt es, daß bestimmte Volumina einmal oder mehrmals nacheinander aufgenommen oder abgegeben werden. Mit Pipetten, die mehrere "passive Rastwerke" enthalten, können nacheinander verschiedene Volumina dosiert werden, ohne daß Spritzen zwischen den Pipettierschritten ausgewechselt werden müssen (Abb. 1). Diese Pipetten eignen sich daher auch als Dilutoren, abgesehen davon, daß sie auch als Transfer-, Dispensier- und Kollektorpipetten verwendet werden können.
  • Das Spindelsystem kann den zusätzlichen Vorteil bringen, daß sich der Kolben nahezu ruckfrei in axialer Richtung verschieben läßt, weil er gleichzeitig im Zylinder gedreht werden kann (Abb. 2).
  • Es werden Konstruktionen vorgeschlagen, die ein stufenloses Einstellen der Dosiervolumina erlauben (Abb. 3 und Abb. 4).
  • Die Pipetten können mit fest eingebauten Kolbenhubeinheiten ausgerüstet sein oder mit Präzisionsspritzen oder mit Spritzen, die man bei einen Probenwechsel ganz oder teilweise verwirft. Man kann auch mit aufzusteckenden Einwegpipettenspitzen dosieren.
  • Bei den Mehrkanalpipetten werden die Stempel in den Gehäusen durch eine besondere Führung genau parallel verschoben, wodurch in allen Kanälen gleiche Volumina dosiert werden. Es werden mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, um zu zeigen, wie sich die Aufgabe der Erfindung lösen läßt.
  • Die Dosiervorrichtungen dieser Erfindung weisen als zentralen Bestandteil ein oder gleichzeitig mehrere längliche Gehäuse auf, in denen je ein Stempel dicht abschließend gleitet. Der Stempel teilt das Gehäuse in zwei Räume. Der eine Raum ist für den Druckausgleich nach außen hin offen, in den anderen wird beim Dosieren das zu dosierende Gas oder die zu dosierende Flüssigkeit eingefüllt, oder er ist mit der zu dosierenden Flüssigkeit einer separaten Füllkammer durch ein nach außen hin im übrigen geschlossenes Hohlraumsystem, gegebenenfalls über ein Luftpolster, verbunden. Bestandteile dieses Hohlraumsystems können Kanülen, Schläuche oder Pipettenspitzen sein. Gehäuse und Stempel sind fest im Pipettenkörper integriert, oder es werden austauschbare Präzisionsspritzen beliebigen Durchmessers eingesetzt, mit Hohlzylindern aus Glas oder Metall oder Kunststoff und mit Kolben, deren Dichtungen aus Kunststoff, Gummi oder Metall bestehen. Es können auch Einwegspritzen aus Kunststoff mit Kolbendichtungen aus Gummi verwendet werden, die man bei jedem Wechsel des Pipettiergutes im Ganzen austauscht. Für ein verschleppungsfreies Pipettieren reicht es auch, wenn nur das Gehäuse und die Kolbendichtung ersetzt werden. Die Kolbenstange ist dann fest ins Pipettiergerät eingebaut. In diesem Fall kann die Pipette mit einem Abwurfmechanismus versehen sein, der die Gehäuse und die Kolbendichtungen abstreift. Dazu wird ein Ring entlang der Kolbenstange vorgeschoben oder die Kolbenstange wird voll zurückgezogen. Ein ähnlicher Mechanismus kann gegebenenfalls auch für das Abwerfen von Pipettenspitzen vorgesehen werden.
  • Beim Pipettieren werden Gehäuse und Stempel in axialer Richtung gegeneinander verschoben. Einer bestimmten Verschiebestrecke ist in ein dem Innenquerschnitt des Gehäuses proportionales Dosiervolumen zugeordnet. Diese Strecke wird durch den Abstand zweier Rastungen oder zweier Anschläge voneinander festgelegt.
  • Bei einer Pipette mit "passivem Ring- Rastwerk" ist die Verschiebung des Stempels im Gehäuse mit der Verschiebung eines Rasterrings gegen einen Rastfolger gekoppelt. Zu Beginn jedes Pipettierschrittes wird der Rastfolger gegen Federkraft aus der Rastung gedrängt. Der Rastfolger zeigt das Ende des Schrittes dadurch an, daß er spürbar in die nächste Rastung federt, siehe Abb. 1 bis 3 und Abb. 5.
  • "Passive Ring-Rastwerke" bieten für die Konstruktion einer Pipette mehrere grundlegende Vorteile:
    • a) Die Pipette kann aus der gleichen (nicht endständigen) Position des Stempels heraus in beide Richtungen genau dosieren.
    • b) Im Rahmen der Kapazität des Dosiergeräts kann der Stempel beliebig oft nacheinander verschoben werden, gleichgültig in welche Richtung.
    • c) Während der Dosierpause ist die Stellung des Stempels durch die "passive Rastung" gegen ein unbeabsichtigtes Verschieben gesichert.
    • d) Mit ein und derselben Pipette können verschiedene Volumina dosiert werden, wenn sie gleichzeitig mehrere Rastwerke enthält, wie es in dargestellt ist. Man kann z. B. 100 µ1 aufziehen und dieses Volumen im ganzen oder in 10-ut-Schritten oder in 2-pl-Schritten wieder abgeben, je nachdem, welches Rastwerk gerade eingeschaltet ist. Die Begrenzung des größeren Volumens kann durch ein besonders deutliches Einrasten hervorgehoben werden, wenn der entsprechende Rastfolger durch einen zweistufig arretierbaren Druckknopf stärker gegen das Raster gedrückt wird
    • e) Durch mehrfaches Überrennen der Rastungen können ganze Vielfache der eingestellten Volumina dosiert werden.
  • Die Kraft, die den Rastfolger gegen das Raster drängt, ist so einzustellen, daß die Rastung markant genug wird und nicht versehentlich überrannt werden kann. Der Rastzustand muß sich aber auch leicht genug lösen lassen, damit nicht jeder Pipettierschritt mit einem starken Ruck beginnt. Ein "passives Ring-Rastwerk" kann z. B. aus einem Oberflächenprofilraster und einem federnden Rastfolger bestehen, oder auch aus einem magnetischen Raster und einem der magnetischen Anziehung oder Abstoßung unterworfenen Rastfolger. Man kann die Abstände der Rastungen oder der Anschläge voneinander stufenlos verstellen (Abb. 3, 4). Dadurch lassen sich mit einer bestimmten Spritze beliebige Volumina oder mit Spritzen beliebiger Innenquerschnitte gleiche Volumina abmessen. Jeder Pipettierschritt soll noch vollständig ausgeführt werden können, auch in den extremen Positionen des Kolbens in der Spritze. Das kann man durch geeignete Federungen an den Endpunkten erreichen, die dem letzten Schritt einen Widerstand entgegensetzen, aber seine vollständige Ausführung noch erlauben, oder durch akustische Signale, wie sie in Schreibmaschinen eingebaut sind, um das Zeilenende anzukündigen.
  • Das kleinste mit einer Spritze dosierbare Volumen ist gleich dem Produkt aus dem Innenquerschnitt des Zylinders und dem kleinsten genau abmeßbaren Vorschub des Kolbens im Zylinder. Für ein genaues Dosieren im Mikroliterbereich kann man daher Spritzen mit einem sehr kleinen Innenquerschnitt verwenden, oder man nimmt eine dickere Spritze und verschiebt den Kolben um nur sehr kurze Strecken. Jedem definierten Kolbenvorschub entspricht eine bestimmte Strecke im Meßbereich der Pipette. Sehr kleine Strecken können aber mit einfachen mechanischen Mitteln nicht genau genug abgemessen werden.
  • Die gewünschte Verkleinerung des Vorschubs läßt sich durch das Spindelsystem erhalten: Wird eine Spindel gegen eine Mutter um 360° gedreht, dann verschiebt sie sich in Längsrichtung um die mit der Gewindesteigung angegebene Strecke h.
  • In der gleichen Zeit legt der Umfang der Spindel den Weg 2 rn zurück. Dieser Weg ist um 2 rn/ h mal länger als der axiale Vorschub. Wenn das Gewinde um 1 mm pro 360° ansteigt, dann steht demnach an der peripherie eines auf die Spindel fest montierten Ringes von 31,8 mm Durchmesser 100 mal mehr an Meßstrecke zur Verfügung als in Längsrichtung. Dadurch kann ein um ein Hundertstel kleineres Volumen abgemessen werden, als es in axialer Richtung möglich ist. Es ist aber mit derselben Pipette auch möglich, ein viel größeres Volumen zu dosieren. Man braucht dazu die Spindel nur um einen größeren Winkel zu drehen, gegebenenfalls um über 360°. Die
    Spindelkonstruktion deckt auf diese Weise einen sehr breiten Volumenbereich ab und ermöglicht es, daß mit einer Spritzenfüllung eine Vielzahl kleinster Volumina dosiert werden kann. Spindeln haben den weiteren Vorzug, daß die Steigung ihres Gehindes dem Innenquerschnitt der Spritzen angepaßt werden kann. Deshalb lassen sich zur Konstruktion von Dosiergeräten, die Volumina im metrischen oder in einem anderen System pipettieren sollen, beliebige Spritzen verwenden.
  • Für ein Spindelsystem läßt sich das Prinzip des "passiven Ring-Rasters" platzsparend ausnützen. Ein lineares Raster muß nähmlich, ohne Übersetzung, ebenso lang sein wie die Strecke, um die der Kolben insgesamt verschoben werden kann, weil jede Rastung nur einmal benutzt wird. Beim Spindelsystem wird dagegen ein Rasterring währen eines Gesamthubs um mehrere Runden gedreht und jede Rastung wird dabei mehrmals in Anspruch genommen.
    • Ausführungsbeispiele
  • Die Erfindung wird anhand einiger schematischer Abbildungen erläutert. Es zeigen
    • Abb. 1: eine Pipette mit Ringrastwerk und drehfixierter Spindel,
    • Abb. 2: eine Pipette mit Ringrastwerk und sich drehendem Kolben,
    • Abb. 3: einen Scherenmechanismus mit Spindelantrieb und Ringrastwerk,
    • Abb. 4: einen Ratschenantrieb mit verstel Ibarem Drehwinkel für ein Spindelsystem und Abb. 5: eine Mehrkanalpipette mit doppeltem Spindelantrieb.
    Pipette mit Ringrastwerk und drehfixierter Spindel (Abb. 1)
  • In Abb. 1 wird eine drehfixierte Spindel 401 durch eine im Pipettengehäuse gelagerte rotierende Spindelmutter 402 axial verschoben. Die Längswelle 403 wird von der Querwelle 404 über das Kegelrad 405 und eines der beiden Kegelräder 406 und 407 gedreht. Antrieb der Querwelle durch ein Handrad 408 (ggf. kombiniertes Mikrometer-Makrometer-Rändelrad) oder durch einen Druckknopf 409 mit Ratschenmechanismus 470. Je nachdem ob sich das Kegelrad 405 der Längswelle 403 mit dem linken oder mit dem rechten Kegelrad der Querwelle in Eingriffe befindet (Stellung a oder Stellung b des Schnäppers 411), wird durch die Betätigung des Druckknopfes 409 die Spindelmutter 402 über den an ihr angebrachten Zylinder 414 im Uhrzeigersinn oder dagegen verdreht. Dabei werden die drehfixierte Spindel 401 und der mit ihr starr verbundene Spritzenkolben 412 nach oben oder nach unten geschoben. Der Kolbenvorschub wird durch ein Ring-Rastwerk in definierte Strecken unterteilt, deren Länge dem Drehwinkel proportional ist, den zwei benachbarte Rastungen eines eingestellten Rasterrings 413 zueinander einnehmen.
  • Während der Spritzenkolben von einer Extremstellung in die andere verschoben wird, drehen sich die Rasterringe um mehrere Touren, und dieselben Rastungen werden mehrmals benutzt. Dadurch wird Platz gespart, aber alle Rastungen müssen den gleichen Abstand voneinander haben. Es können daher nur Volumina dosiert werden, die einen natürlichen Bruchteil des Volumens darstellen, das bei einer vollen Umdrehung des Rasterrings aufgenommen oder abgegeben wird. Es gibt in der Pipette der Abb. 1 z. B. keinen Ring für das Dosiervolumen von 9 µl. Diesem Mangel kann man dadurch abhelfen, daß man einige Rasterringe durch eine geeignete Übersetzung mit der Längswelle in Beziehung bringt. Es bietet sich auch eine andere Möglichkeit an:
    • Durch ein Spindelsystem mit genügend steilem Gewindeanstieg kann es erreicht werden, daß sich die Spindelmutter um höchstens 360° dreht, während die Spritze ihr ganzes Volumen aufnimmt oder abgibt. Jetzt können Rasterringe für beliebige Volumina eingesetzt werden, weil die Abstände der Rastungen voneinander nicht mehr im Umfang der Rasterringe aufgehen müssen. Für diese Lösung empfehlen sich Spindeln und Rasterringe mit möglichst großen Durchmessern.
    Pipette mit Ringrastwerk und sich drehendem Kolben (Abb. 2)
  • Die in Abbildung 1 gezeigte Pipette enthält eine drehfixierte Spindel. Wenn ein Kolben in einem Spritzengehäuse aber um sehr kleine Strecken verschoben werden soll, ist es besser, den axialen Vorschub mit einem Verdrehen der Kolbendichtung gegen das Spritzengehäuse zu kombinieren, weil dadurch das Rucken in axialer Richtung vermindert wird. Das wird durch eine Konstruktion ermöglicht, für die ein Beispiel in Abb. 2 dargestellt ist:
    • Durch ein Handrad 601 wird ein Vierkantrohr 602 verdreht. In diesem gleitet in axialer Richtung teleskopartig ein Würfel 603, der nach unten in eine Spindel übergeht. Das untere Ende der Spindel ist über ein Steckprofil trennbar, aber formschlüssig und gegeneinander nicht verdrehbar mit einer Kolbendichtung verbunden. Bei der axialen Verschiebung des Kolbens dreht sich die Kolbendichtung zwangsläufig mit. Der Drehwinkel wird für jeden Pipettierschritt durch ein Ring-Rastwerk 604 festgelegt. Anwendung als Transferpipette, Dispensier- und
    • Kollektorpipette, mit mehreren Rasterringen als Dilutorpipette für einen sehr großen Volumenbereich.
    Scherenmechanismus mit Spindelantrieb und Ringrastwerk (Abb. 3)
  • Bei dieser einfachen Konstruktion lassen sich die Dosiervolumina stufenlos einstellen: Eine durch zwei Lager 801 und 802 im Pipettenkörper befestigte Spindel 803 kann durch ein Handrad 804 in beide Richtungen verdreht werden. Dadurch nähern sich die beiden Spindelmuttern 805 und 806 einander oder sie entfernen sich voneinander. Die Spindelmuttern sind mit den rechts abgebildeten Schenkeln des Scherenmechanismus gelenkig verbunden, gegen ein Verdrehen um die Spindelachse aber gesichert (z. B. quer durchbohrte Zylinder). Auf der anderen Seite der Schere sind an zwei Gelenken 807 und 808 ein Kolben 809 und ein Halter für ein aufzusteckendes Spritzengehäuse 810 befestigt, die beim Öffnen und Schließen der Schere gegeneinander bewegt werden. Dabei gleitet das Hauptgelenk 811 in einer am Pipettenkörper befestigten Langlochführung 812. Auf die Spindel ist ein Rasterring 813 fest montiert. Dieser kann auch mit dem Handrad 804 kombiniert werden. Durch die Rastungen wird -der-gesamte Kolbenhub in gleichlange Teilstrecken zerlegt.(Die Mittelpunkte der Spindelmuttern beschreiben beim Verdrehen der Spindel einen Bogen um das Kauptgelenk 811. Einen zweiten Bogen um das Hauptgelenk beschreiben die Mittelpunkte der beiden Gelemke auf der linken Seite der Abbildung. Der rechte Bogen wird, entsprechend der Steigung des Spindelgewindesund dem Abstand zweier Rastungen voneinander, in eine bestimmte Anzahl gleichlanger Strecken aufgeteilt. Jeder dieser Strecken ist eine bestimmte Teilstrecke des Bogens links zugeordnet, die gleich der Verschiebestrecke des Kolbens gegen den Zylinder ist.)
  • Dieses Gerät kann mehrere Rasterringe mit unterschiedlichen Rastereinteilungen enthalten. Darüberhinaus ist es möglich, das mit jedem Rasten dosierte Volumen stufenlos einzustellen. Dazu werden die beiden linken Schenkel nach vorübergehendem Lösen der Halteschrauben 874 und 875 teleskopartig verkürzt oder verlängert, z. B. mit zwei eingebauten Mikrometerschrauben. Je weiter diese Schenkel herausgezogen sind, umso größer ist das mit jedem Rasten dosierte Volumen, und umso mehr wird die Kapazität des Spritzengehäuses ausgenutzt.
  • Anwendung als Transferpipette, Dispensier-und Kollektorpipette, mit einem Rastwerk wie in Abb. 1 auch als Dilutor.
    • Ratschenatrieb mit verstellbarem Drehwinkel für ein Spindelsystem (Abb. 4)
  • Für Dosiergeräte, deren Spindeln sich bei einem Pipettierschritt um weniger als 360° zu drehen brauchen, genügt die einfachere Konstruktion eines Ratschenantriebs.
  • Er besteht aus
    • a) einem drehfixierten Außenring 1001, der einen festen 1002 und einen verstellbaren Anschlag 1003 trägt,
    • b) einem Treibring 1004 mit einem zwischen den Anschlägen des Außenrings pendelnd zu bewegenden Anschlag1005 und einer Klinke 1006,
    • c) einem Zahnring 1007, der z. B. mit einer Spindelmutter (wie 402 in Abb. 1) oder mit einem Vierkantrohr 602 der Abb. 2 starr verbunden ist, und der von der Klinke des Treibrings in einer Richtung verdreht werden kann.
  • Während der Treibring entgegen der Antriebsrichtung bewegt wird oder während er sich in Nullstellung befindet, ist der Zahnring durch den Schnäpper 1008 gegen ein Verdrehen gesichert. Der Treibring kann beispielsweise direkt durch ein Handrad betätigt werden oder durch einen Umlenkhebel, vergleichbar dem Papierschnelleinzugshebel einer Schreibmaschine. Durch eine geeignete Federung wird der Treibring am Ende jedes Pipettierschritts in dia Ausgangsposition zurückgedreht. In dieser Stellung befindet sich die Klinke 1006 unter einer Abdeckung 1009, damit sie das Zurückdrehen der Spindel nicht behindert, wenn die Spritze gefüllt wird, oder wenn, gegebenenfalls, ein zweiter, gegenläufiger, Ratschenmechanismus in Funktion gesetzt wird.
  • Verwendung für Dispensier- oder Kollektorpipetten; mit einem zweiten, gegenläufigen Ratschenmechanismus auch für Dilutoren (Aufnahmevolumen und Abgabevolumen unabhängig voneinander einstellbar); wenn die Anschläge des Au8enrings als federnde Druckpunkte ausgebildet sind, auch für Kolbenhubpipetten mit Luftpolster zwischen Meßteil und Dosiergut.
    • Mehrkanalpipette mit doppeltem Spindelantrieb (Abb. 5)
  • Mehrkanalpipetten können die Effektivität der Laborarbeit erheblich steigern und auch dazu beitragen, daß sich Untersuchungsergebnisse besser miteinander vergleichen lassen.
  • Bei dem Gerät der Abb. 5 befinden sich in einem Gehäuseblock 1501 zwei Spritzengehäuse 1502, die durch eine Gegenplatte 1503 an einem Verschieben gehindert werden. In den Spritzengehäusen gleiten parallel nebeneinander die Kolben 1504, die am Stempelblock 1505 mit einer weiteren Gegenplatte 1506 befestigt sind. Im Stempelblock ist eine Welle 1507 gelagert, die man durch ein Handrad 1508 (gegebenenfalls mit Grob- und Feintrieb) verdrehen kann. Mit der Welle drehen sich die Rasterringe 1509 und 1510 uns die Kegelräder 1511 und 1512. Dadurch werden über die Kegelräder 1513 und 1514 die beiden Spindeln 1515 und 1516 angetrieben, die ein zueinander gegensinnig verlaufendes Gewinde tragen (wenn das Kegelrad 1511 umgedreht und links vom Kegelrad 1513 eingebaut wird, können zwei gleiche Spindel verwendet werden). Die Spindel drehen sich in den Spindalmuttern 1517 und 1518 und bewegen dadurch den Gehäuseblock 1501 und den Stempelblock 1505 parallel aufeinander zu oder voneinander weg. Gleichzeitig verschieben sich die Kolben in beiden Gehäusen jeweils um die gleiche Strecke.
  • Das eingeschaltete Ring-Rastwerk 1510 zerlegt den Gesamthub des Kolbens in den Spritzengehäusen in kleine Teilstrecken: In der abgebildeten Einstellung wird beim Verdrehen des Handrades ein Dosiervolumen von 3 4A01 durch das Rastwerk spürbar gekennzeichnet. Das abgebildete Gerät enthält nur zwei Kanäle, es können aber auch Pipetten mit sehr viel mehr nebeneinander oder hintereinander stehenden Spritzen konstruiert werden. Man kann auch mehr Rasterringe einbauen oder andere, in den vorigen Abbildungen gezeigte Rastwerke und Antriebe benutzen.
  • Zum Pipettieren ohne Verschleppung kann man den ganzen Gehäuseblock mit den __ _ _ Spritzengehäusen und Kolbendichtungen nach Lösen der Schrauben 1519 modulartig auswechseln. Dabei streifen die Innenkragen 1520 der Spritzengehäuse die Kolbendichtungen 1521 von den Kolbenstsngen ab. Die Steckprofile der Kolbenstangen werden in die elastischen Kolbendichtungen der neuen Spritzen gedrückt, mit denen sie dann formschlüssig und spielfrei zusammenhängen.
    • 4. Anwendungsbeispiele
  • Die folgenden Anwendungsbeispiele gelten für diejenigen Ausführungsformen der Erfindung, die gleichzeitig geeignet sind als Transferpipetten, als Dispensier- und Kollektorpipetten und als Dilutoren, z. B. die Geräte nach Abb. 1, 5.
    • Einzeldosierung von 25 ui Blut (Abb.1)
  • Das 25-µl-Ring-Rastwerk wird eingestellt, in eine Wegwerfspritze oder in eine auf das Spritzenende gesteckte Pipettenspitze werden durch Verdrehen des Handrades 2 x 25 µl aufgezogen (von einer Rastung bis zur übernächsten drehen), davon werden 25 µl in das Sekundärgefäß abgegeben (einfacher Rastabstand), der Rest wird mit der Spritze oder mit der Pipettenspitze verworfen.
  • Wichtiger Vorteil: Kein Fehler durch unberechenbare Benetzung der Pipettenspitze, kein Fehler durch Verschleppung, keine zerspringenden Luftblasen.
    • Gleichzeitiges Dispensieren zwölf verschiedener Blutgruppenreagenzien (Abb. 5)
  • Für die Bestimmung der wichtigsten Blutgruppenmerkmale eines Menschen ist es allgemein üblich, aus etwa zwölf Tropffläschchen die Reagenzien nach Augenmaß auf eine Platte oder in Reagenzröhrchen zu tropfen. Jedes Fläschchen muß einzeln geöffnet und wieder verschlossen werden, auch wenn nur eine einzige Untersuchung anliegt.
  • Im Gegensatz dazu können die Reagenzien unmittelbar in einer zwölfkanaligen erfindungsgemäß ausgebildeten Pipette aufbewahrt werden. Mit diesem Gerät können einmal oder viele Male nacheinander zwölf genau bemessene gleichgroße Tropfen durch einen einzigen Handgriff dosiert werden.
  • Die Pipette steht in einem Gestell, das die Ausgänge der Spritzen verschließt, damit die Reagenzien nicht antrocknen. Abgesetzte Teilchen einer Suspension roter Blutkörperchen können vor dem Dosieren aufgewirbelt werden, z. B. durch einen Hohlzylinder aus Stahl, den man in der Spritze mit einem Magneten mehrmals hin und her schiebt.
  • Wichtigste Vorteile: Erhebliche Zeitersparnis, genaue Dosiervolumina in allen zwölf Kanälen.
    • Verdünnen mehrerer 5-µl-Proben in je 200 µl Lösungsmittel (Abb.1 )
  • Am Spritzenende wird ein Schlauch mit einem Fassungsvermögen von über 5 µl befestigt. Das 5- µl-Rastwerk und das 100-µl-Rastwerk werden eingestellt (5-%AOI-Rastwerk mit weicher Rastung, das andere wird durch einen zweistufigen Druckknopf mit härterer Rastung betrieben).
  • Die Spritze wird mit Lösungsmittel gefüllt, und ein Volumen bis zur ersten 100-µl-Rastung wird wieder abgegeben. 5 µl Luft ansaugen (zur besseren Trennung des Lösungsmittels von der Probe), 5 µl Probe ansaugen, Schlauchende abwischen, oder, wenn eine Kanüle verwendet wird, ein sauberes Filtrierpapier durchstechen, 210 µl ins Sekundärgefäß abgeben (das 100-µl-Raster wird dabei zweimal überrollt, es rastet am Ende des Verdünnungsschrittes ein).
    • Waschen von Platten mit mehreren Reaktionsgefäßen (Abb. 5)
  • Zum Waschen von Platten währen eines Festphasen-Immunoassays (z. B. Mikrotiter®-Platten) kann eine erfindungsgemäß konstruierte Mehrkanal-Dispenserpipette mit einem Absuger kombiniert werden. Jeder Kanal des Dispensers steht mit einem Reaktionsgefäß über einen Schlauch oder über eine Kanüle in Verbindung, durch die er eine bestimmte Menge Waschflüssigkeit abgeben kann. Über ein T-Stück desselben Schlauches oder über einen anderen Schlauch wird die Flüssigkeit durch ein Vakuum wieder abgesaugt. Es ist zweckmäßig, wechselweise zu dispensieren und abzusaugen.
  • Diese Methode ist auch für das Waschen von planen Reaktionsplatten nach STöCKER geeignet (Europ. Patentanmeldung 79103987.8).Auf diesen Platten befinden sich Reaktionsfelder, die durch eine wasserabstoßende Beschichtung voneinander getrennt sind. Zum Waschen wird eine zweite Platte aus einem wasserabweisenden Stoff in geeignetem Abstand unter die Reaktionsplatte gelegt. Gegenüber jedem Reaktionsfeld hat die zweite Platte eine Bohrung, durch die der Mehrkanaldispensor die Waschflüssigkeit ausgeben und der Absauger sie wieder entfernen kann.

Claims (8)

1. Dosiervorrichtung für Flüssigkeiten zum einmaligen oder zeitlich nacheinander mehrmaligen Aufnehmen oder Abgeben bemessener Volumina, bestehend
aus einem Gehäuse (1502), das von der Dichtung eines Stempels (1504) in zwei voneinander getrennte Räume unterteilt ist, von denen einer mit der Dosierflüssigkeit gefüllt ist oder mit einem Gefäß in Verbindung steht, das mit der Dosierflüssigkeit gefüllt ist,
und aus einem Spindelsystem, das eine Spindel (401; 1516) und eine mit dieser im Eingriff stehende Spindelmutter (402; 1518) aufweist,
wobei das Gehäuse mit der Spindel und der Stempel mit der Spindelmutter oder das Gehäuse mit der Spindelmutter und der Stempel mit der Spindel verbunden ist
und bei einer Verstellung der Spindel gegenüber der Spindelmutter der Stempel im Gehäuse verschiebbar ist,
gekennzeichnet durch
ein über ein Handrad (408; 1508) und/oder einen Umlenkhebel betätigbares Ringrastwerk, das sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn drehbar ist,
wobei das Ringrastwerk direkt oder indirekt mit der Spindel oder mit der Spindelmutter in Verbindung steht und der Stempelvorschub durch das Ringrastwerk in definierte Strecken unterteilt ist, deren Längen dem Drehwinkel proportional sind, die zwei Rastungen (Rasterring 413; 1509) oder zwei Anschläge (1002,1003) des Ringrastwerks zueinander einnehmen.
2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 zum gleiczeitigen Dosieren mehrerer Flüssigkeiten, bei der nebeneinander mehrere Gehäuse in einem Gehäuseblock (1501) und mehrere Stempel in einem Stempelblock (1505) verankert sind, Gehäuseblock und Stempelblock parallel gegeneinander verschiebbar sind, wodurch die Stempel während eines Dosierschrittes in allen Gehäusen eine genau gleich lange Streckezurücklegen,
gekennzeichnet dadurch, daß
die parallele Stellung des Gehäuseblocks und des Stempelblocks zueinander durch eine Parallelführung gesichert ist.
3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelführung ein oder mehrbahnig und starr ist.
4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelführung durch den Verschiebemechanismus bewirkt wird, indem er an mehreren gegenüberliegenden Stellen des Gehäuse- und des Stempelblocks ansetzt, vorzugsweise an den Seiten, und den Abstand der beiden Blocks voneinander an diesen Stellen gleichzeitig um den gleichen Betrag verändert.
5. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche mit vorwählbarem Dosiervolumen, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiervoiumen durch wahlweises Einsetzen von Spritzen mit unterschiedlichen Innenquerschnitten vorwählbar ist.
6. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche mit vorwählbarem Dosiervolumen, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiervolumen durch das Einstel len (1509 oder 1510) des Abstandes der Rastungen oder der Anschläge (1002; 1003) voneinander in Stufen oder stufenlos vorwählbar ist.
7. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche mit vorwählbarem Dosiervolumen, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiervolumen vorgewählt wird, indem bestimmten Abständen der Rastung oder der Anschläge voneinander unterschiedlich große Vorschübe der Stempel in den Gehäusen zugeordnet werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung des Stempelvorschubs zu den bestimmten Abständen der Rastungen oder der Anschläge voneinander durch eine Scherenkonstruktion erfolgt, bei der die Schenkel der Schere in der Länge verstellbar (814; 815) sind.
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