FI109407B

FI109407B - Imulaite

Info

Publication number: FI109407B
Application number: FI20010247A
Authority: FI
Inventors: Osmo Suovaniemi; Pertti Ekholm
Original assignee: Biohit Oyj
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2002-07-31
Also published as: JP2002328072A; CN100577295C; FI20010247A0; CN1381313A; US20020108455A1; RU2002103571A; EP1230979A3; EP1230979A2

Description

109407

Imulaite ί i

Keksinnön kohteena on menetelmä annosteltavan tilavuuden säätämisessä nesteiden annostelemiseen tarkoitetulla imulaitteella, kuten pipetillä, johon kuuluu sen runkoon 5 yhdistetty kärkiosa, johon on irrotettavasti kiinnitettävissä kärki nestenäytteitä varten, elimet sylinteritilassa edestakaisin liikuteltavan männän liikuttamiseksi näytteiden ottamiseksi kärkeen, elimet männän palauttamiseksi perusasemaansa, kuten jousi, ja elimet annosteltavan tilavuuden asettelemiseksi 10 Keksinnön kohteena on myös laite menetelmän toteuttamiseksi.

Tunnetuissa ilmatyynypipeteissä (’’air displacement pipette”) on kädensijan muodostamaan runkoon yhdistetty kärkiosa, jonka päähän kärki, esimerkiksi kertakäyttöinen kärki, kiinnitetään. Kärkiosa sisältää sylinterithän, jossa on edestakaisin liikuteltavis-15 sa oleva mäntä sylinterithän tilavuuden muuttamiseksi näytteen ottamiseksi kärkeen ja/tai poistamiseksi siitä. Mäntä on yhdistetty männänvarteen, joka ulottuu pipetin rungon pään ulkopuolelle ja jonka päässä on painonuppi. Männän palauttamiseksi perusasemaansa pipetissä on elimet, kuten esimerkiksi palautusjousi, joka voi olla sijoitettu sylinterillään männän ja sylinteritilassa olevan ulokkeen väliin tai palautus-20 jousi on sovitettu männänvarren ympärille siinä olevan ulokkeen ja pipetin rungon väliin. Palautusjousi on tavallisesti esijännitetty, jolloin sen vaikutuksesta mäntä on .:. vedettynä sylinteriin perusasemassaan.

: ‘ : Tunnetuissa syijäytyspipeteissä (’’positive displacement pipette”) pipetin kärkiosaan •: · : 25 on irrotettavasti kiinnitetty kärki tai kärkisäiliö, jossa on edestakaisin liikuteltavissa : : oleva mäntä. Mäntä on yhteydessä männänvarteen, joka ulottuu pipetin rungon pään ulkopuolelle ja jonka päässä on painonappi. Myöskin näissä syijäytyspipeteissä käy- " “ · tetään palautusjousta männän palauttamiseksi perusasemaansa kuten edellä esitetyis- * · * ’,,,· sä ilmatyynypipeteissä.

30 : ” : Pipetoitaessa käyttäjä painaa männän perusasennostaan kohti pipetin kärkiosaa alku- . : . asentoon näytteen ottamiseksi. Annettaessa männän palautua tästä alkuasennosta . ’". kärkiosasta poispäin, imetään näin annosteltavaan nesteeseen upotettuun kärkeen 2 109407 haluttu tilavuus annosteltavaa nestettä. Kärkeen otetun näytteen annostelemiseksi esimerkiksi toiseen astiaan käyttäjä painaa mäntää kohti pipetin kärkiosaa. Jotta näyte saataisiin poistettua kärjestä kokonaan, on pipeteissä usein mahdollisuus työntää mäntää ohi alkuaseman kohti kärkiosaa. Tätä toimenpidettä kutsutaan ns. ”blow-5 outiksi”. Jotta käyttäjä erottaisi alkuaseman ja mainitun ”blow-out”- aseman, on pipetit usein varustettu lisäjousella, joka alkaa vastustaa männän painamista kohti kärkiosaa, kun alkuasento on saavutettu. Käyttäjän painaessa mäntää kohti kärkiosaa, hän havaitsee vastustavan voiman lisääntyvän, kun alkuasema ohitetaan.

10 Pipetoitavan tilavuuden säätämiseksi pipetissä on säätöelimet, joilla männän iskun-pituutta rajoitetaan halutun tilavuuden mukaisesti. Säätöelimet muodostuvat esimerkiksi painonuppiin yhdistetystä kierteitetystä hoikista, jota voidaan kiertää rungon suhteen painonuppia kiertämällä, jolloin esimerkiksi aseteltaessa tilavuutta pienemmäksi, hoikkiin yhteydessä oleva männänvarsi ja siihen kiinnitetty mäntä liikkuvat 15 kohti pipetin kärkiosaa. Palautusjousi on toisesta päästään kiinnitetty mäntään, sen j atkeeseen tai männänvarteen ja on toisesta päästään kiinni rungossa tai runkoon kiinnitetyssä liikkumattomassa osassa. Koska jousen toinen pää on kiinnitetty tai yhteydessä runkoon tai runkoon kiinnitettyyn liikkumattomaan osaan ja jousen toinen pää on kiinnitetty tai yhteydessä tilavuutta säädettäessä liikkuviin osiin, jousen pituus ja * 20 samalla sen jännitys on erilainen säädön eri asennoissa.

• · · ; t ’: Säädettäessä pipetointitilavuutta pienemmäksi, männän palautusjousi puristuu ko- • · • » ' * ‘. koon, jolloin männän liikuttamista vastustava jousivoima on suurilla tilavuuksilla • · ... pienimmillään ja pienillä tilavuuksilla suurimmillaan. Tarkka pipetointi on erityisesti 25 tilavuusalueen alapäässä vaikeaa, koska lyhyeen pipetointiliikkeeseen tarvitaan suur-" · ta voimaa. Pipetoitaessa on myös vaihe, jossa mäntää pidetään paikoillaan, jolloin , · · *. jousi on staattisessa jännitystilassa ja tavanomaisissa pipeteissä jousivoima on tällöin .' . suurimmillaan, mikä aiheuttaa rasitusta pipetin käyttäjälle.

•' 30 Kun palautusjousen vastustava voima on pienillä tilavuuksilla suuri, on myös edellä '; ’ ’ mainittuun ”blow-outiin” liittyvän lisäjousen, toisiojousen, jousivoima valittava suu- ‘ * reksi, jotta käyttäjä voisi havaita alkuaseman saavuttamisen.

3 109407

Pipeteissä, joita käytetään laajalla tilavuusalueella, tarvitaan laajaa säätöaluetta. Tällöin männän iskunpituusalue on myös suuri, jolloin on vastaavasti myös käytettävä pitkää jousta. Puristettaessa kokoon tällaista pitkää jousta se ei pysy suorana, vaan jousen kierteet siirtyvät jousen pituusakselilta sivuun jolloin jousen kierteet ainakin 5 osittain tulevat kosketukseen sitä ympäröivien pintojen kanssa, mikä aiheuttaa kitkaa ja takertelua sekä tilavuutta säädettäessä että painonupista painettaessa.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan poistaa nämä epäkohdat. Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että pipetointitilavuutta säädettäessä elimet 10 männän palauttamiseksi perusasemaansa, kuten jousi liikkuvat pituutensa ja/tai esi-jännityksensä tai esiasetellun tilansa säilyttäen säädön mukaisesti pipetin pituusakselin suunnassa yhdessä säätöelinten kanssa. Tämä saadaan aikaan edullisesti esimerkiksi sovittamalla palautusjousi tai muut vastaavat elimet kahden sellaisen osan väliin, jotka eivät liiku toistensa suhteen pipetointitilavuutta säädettäessä. Koska kek-15 sinnön mukaisessa menetelmässä jousen molemmat päät liikkuvat säädön mukaisesti yhtäaikaa ja samaan suuntaan, ei jousen jännitys myöskään olennaisesti muutu suoritettaessa pipetointitilavuuden säätöä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä männän perusaseinaan palauttamiseksi tarkoitettujen elimien, edullisesti esimerkiksi palautus-jousen päiden kiinnitys- ja/tai tukipisteet on valittu siten, että niiden välinen etäisyys : ‘ 20 säilyy olennaisesti muuttumattomana suoritettaessa tilavuuden säätöä.

; ’ · Ammattimiehelle on ilmeistä, että keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa sekä ilmatyynypipeteissä että syijäytyspipeteissä.

25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan toisiojousen jousivoima valita pie- . nemmäksi kuin tavanomaisissa pipeteissä ja käyttäjä voi helpommin havaita eron • · , · ·. painaessaan mäntää kohti pipetin kärkiosaa siirryttäessä ”blow-outin” alueelle.

Jotta käyttäjälle aiheutuva rasitus olisi mahdollisimman pieni, on palautusjousen esi-30 j ännitys valittava mahdollisimman pieneksi. Pipetin rakenteesta ja siinä käytetyistä ' ' ‘ osista sekä näiden mahdollisesta kulumisesta johtuen palautusvoima männän palaut- ' - > · ’ tamiseksi perusasemaansa voi olla männän ja säätölaitteiden asennosta riippuva.

4 109407

Eräässä keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa esijännitysvoima asetetaan pienimmäksi mahdolliseksi, ts. sellaiseksi, että esijännitysvoima valitaan siten, että se vastaa suurinta männän perusasemaan palauttamiseksi tarvittavaa voimaa kaikissa männän 5 ja tilavuuden säädön asennoissa. Jousen pipetin rakenteisiin kohdistama voima on tässä tapauksessa myös pienimmillään eikä se riipu pipettiin asetellusta tilavuudesta.

Tällä seikalla on merkitystä esimerkiksi niissä tapauksissa, joissa pipetti sen steriloimiseksi käsitellään autoklaavissa. Autoklaavikäsittelyssä käytetyt lämpötilat ovat lähellä pipeteissä yleisesti käytettyjen muovimateriaalien suurimpia sallittuja käyttö-10 lämpötiloja. Mikäli jousi on jännittyneenä suurella voimalla autoklaavauksen aikana, saattaa pipetin rakenteisiin autoklaavauksen yhteydessä syntyä muodonmuutoksia, jolloin pipetin tarkkuus heikkenee.

]

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää riippumatta siitä, onko männän j 15 perusasemaan palauttamiseksi tarkoitettuina eliminä käytetty yhtä tai useampaa puris tus- tai vetojousta tai näiden yhdistelmää tai muuta sopivaa jousielintä. Puristusjousta käytettäessä se sijoitetaan keksinnön mukaisen laitteen eräässä edullisessa suoritusmuodossa pipetointitilavuuden säätämisessä käytetyn painonupin ja säätöruuvin tai siihen yhteydessä olevan ja säätöruuvin mukana liikkuvan elimen väliin.

: ·· 20

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, että männän palauttamiseen

• ' I

'' " perusasemaansa tarkoitettujen elimien, edullisesti esimerkiksi palautusjousen päät on ‘* kiinnitetty tai tuettu sellaisiin tilavuutta säädettäessä liikkuviin osiin, joiden välinen etäisyys on olennaisesti sama kaikissa annosteltavia tilavuuksia vastaavissa näiden 25 liikkuvien osien asennoissa tilavuutta säädettäessä.

! * » » * Tällaisia tilavuuden säädössä käytettäviä liikkuvia tai liikuteltavia osia ovat mm. sää-’ i ’ tönuppi, siihen yhteydessä olevat elimet, kuten esimerkiksi säätöruuvi, mäntä, män-

• I

; _ ^ nän jatke ja/tai männän varsi tai muut vastaavat elimet sekä niihin yhteydessä olevat •; ’ 30 elimet ja/tai niihin kuuluvat elimet kuten ulokkeet, laipat, vasteet, kolot, syvennykset.

..' Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää myös monikanavaisissa pipeteissä 5 109407 tai muissa monikanavaisissa imulaitteissa.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin piirustusten avulla, joissa 5 kuvio 1 esittää halkileikkausta tunnettuun tekniikkaan kuuluvasta pipetistä ja kuvio 2 esittää halkileikkausta keksinnön mukaisesta pipetistä.

Kuvioissa on samoilla viitenumeroilla merkitty toisiaan vastaavia osia.

10

Kuviossa 1 on pipetin runkoa merkitty viitenumerolla 7, viitenumerolla 9 pipetin kärkiosaa, jonka pää on muodostettu kärjen irrotettavaan kiinnittämiseen sopivaksi.

Pipetin kärkiosa 9 sulkee sisäänsä sylinterin 2, jossa on edestakaisin liikuteltavissa oleva mäntä 3. Mäntä 3 on kiinnitetty männänvarteen 8 ja männänvarren 8 pipetin 15 rungon 7 ulkopuolelle ulottuvaan päähän on kiinnitetty nuppi 4. Nuppiin 4 on kiinnitetty välittäjä 5 ja välittäjään 5 säätöruuvi 6. Kierrettäessä nupista 4, välittäjä 5 kiertyy nupin mukana ja siihen kiinnitetty säätöruuvi 6 kiertyy rungon 7 suhteen liikuttaen samalla männänvartta 8 ja siihen kiinnitettyä mäntää 3. Nupissa 4 on sen pituussuuntaiset urat, joissa välittäjään 5 kuuluvat ulokkeet ovat. Kun nuppia 4 painetaan ' 20 männän 3 liikuttamiseksi pipetin kärkiosan suuntaan, nuppi 4 liikkuu pipetin pituus- ‘, suunnassa liikuttaen saunalla männänvartta 8 ja siihen kiinnitettyä mäntää 3 samaan suuntaan välittäjän 5 liikkumatta. Kierrettäessä nupista 4, välittäjä 5 kiertyy nupin mukana nupin 4 urien ja niissä olevien välittäjän 5 ulokkeiden ansiosta.

25 Männän palautusjousi 1 on sovitettu sylinterin 2 pipetin kärkiosaa kohti olevassa ,,.,: päässä olevan ulokkeen 10 ja männässä 3 olevan kiinteän vasteen 11 välille sylinterin ,' · *. ilmatilaan. Kierrettäessä nupista 4, mäntä 3 liikkuu nupin 4 kiertosuunnasta riippuen .' . joko kärkiosaa kohti tai siitä poispäin. Palautusjousen 1 pituus ja samalla sen jännitys .' muuttuvat näin tilavuussäädön mukaisesti.

30

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen pipetti pituussuuntaisena halkileikkauk-sena. Tässä esimerkissä palautusjousi 1 on puristusjousi, joka on sovitettu nupin 4 6 109407 sisälle nupissa 4 olevan vasteen 12 ja välittäjässä 5 olevan ulokkeen 13 välille. Kierrettäessä nupista 4, kiertyy samalla välittäjä 5, jolloin jousen 1 pituus eikä sen jännitystila muutu. Nupissa 4 ja vastaavasti välittäjässä 5 olevien jousen 1 kiinnitys-ja/tai tukipintojen välinen etäisyys säilyy muuttumattomana nuppia 4 kierrettäessä tilavuu-5 den säätämiseksi. Painettaessa nupista 4 pipetin pituussuuntaan, nupissa 4 olevat pituussuuntaiset urat ja niissä olevat välittäjän 5 ulokkeet sallivat nupin 4 liikkumisen pipetin pituussuunnassa välittäjään 5 nähden. Nupin 4 painamista vastustava jousen 1 aikaansaama voima on näin riippumaton tilavuussäädön asetuksesta.

10 Keksinnön eräässä toisessa suoritusmuodossa tilavuuden säätäminen tehdään pyörittämällä välittäjää 5 suoraan tai sopivien elimien välityksellä käyttämättä nuppia 4 tilavuuden säätämiseen. Nuppi 4 voi näin olla tilavuussäätöön kuulumaton elin, jolloin sitä käytetään edullisesti ainoastaan männän 3 pituussuuntaisen liikkeen aikaansaamiseen. Vielä eräässä toisessa suoritusmuodossa nuppi 4 ja välittäjä 5 ovat yhteis-15 toiminnassa keskenään siten, että nupista 4 painettaessa nuppi 4 ja välittäjä 5 liikkuvat olennaisesti vain pipetin pituusakselin suuntaisesti ja että nuppia 4 kierrettäessä nuppi 4 ja välittäjä 5 kiertyvät olennaisesti yhdessä.

Keksinnön mukaisen laitteen eräässä edullisessa suoritusmuodossa palautusjousena : ‘ · · 20 käytetään vetojousta, joka keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa sovitetaan : ’ esimerkiksi männänvarren 8 ympärille ja kiinnitetään toisesta päästään välittäjään 5 ': ja toisesta päästään männänvarteen 8 esimerkiksi siinä olevaan laippaan, ulokkeeseen ’ tai männänvarressa olevaan kavennukseen. Tässäkin suoritusmuodossa jousen 1 päi den kiinnityskohtien välinen etäisyys säilyy muuttumattomana tilavuutta säädettäessä 25 eikä ole riippuvainen asetellusta tilavuudesta. Käytettäessä palautusjousena 1 veto-jousta se vaatii vähemmän tilaa perusasennossaan suoraksi jännittyneenä.

> »

Keksinnön mukainen laite voi olla myös monikanavainen pipetti tai muu monikanavainen nesteiden annosteluun tarkoitettu imulaite.

30

Claims

109407

1. Menetelmä annosteltavan tilavuuden säätämisessä nesteiden annostelemiseen tarkoitetulla imulaitteella, kuten pipetillä, johon kuuluu sen runkoon (7) yhdistetty kär- 5 kiosa (9), johon on irrotettavasti kiinnitettävissä kärki nestenäytteitä varten, elimet sylinteritilassa edestakaisin liikuteltavan männän liikuttamiseksi näytteiden ottamiseksi kärkeen, elimet (1) männän palauttamiseksi perusasemaansa, kuten jousi ja elimet annosteltavan tilavuuden asettelemiseksi, tunnettu siitä, että pipetointitila-vuutta säädettäessä elimet männän palauttamiseksi perusasemaansa, kuten palautus-10 jousi (1) liikkuvat olennaisesti pituutensa ja/tai esijännityksensä säilyttäen säädön mukaisesti pipetin pituusakselin suunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palautusjousi (1) on esijännitetty siten, että sen esijännitysvoima vastaa suurinta männän (3) perusase- 15 maan palauttamiseksi tarvittavaa voimaa kaikissa männän (3) ja tilavuuden säädön asennoissa i 109407 liikkuviin osiin, joiden välinen etäisyys on olennaisesti sama kaikissa annosteltavia tilavuuksia vastaavissa näiden liikkuvien osien asennoissa tilavuutta säädettäessä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen imulaite, tunnettu siitä, että elimet (1) männän 5 palauttamiseksi perusasemaansa muodostuvat ainakin yhdestä puristusjousesta.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen imulaite, tunnettu siitä, että elimet (1) männän palauttamiseksi perusasemaansa muodostuvat ainakin yhdestä vetojousesta.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen imulaite, tunnettu siitä, että elimet männän palauttamiseksi perusasemaansa, kuten palautusjousi (1) on sovitettu tilavuuden säätöön käytettävän nupin (4) ja tilavuuden säätöruuvin (6) tai siihen kiinnitetyn tai siihen yhteydessä olevan elimen välille.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen imulaite, tunnettu siitä, että elimet männän palauttamiseksi perusasemaansa, kuten palautusjousi (1) on tuettu tai kiinnitetty .! ·.. sopivilla elimillä toisesta päästään tilavuuden säätöruuviin (6) yhteydessä oleviin •: · elimiin ja toisesta päästään mäntään (3), männän (3) jatkeeseen, männänvarteen (8) . ·. i tai näihin kuuluviin tai niihin yhteydessä oleviin elimiin. O 20

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 5-9 mukainen imulaite, tunnettu siitä, "...· että imulaite on monikanavainen pipetti. • · · • ♦ · 1 • · · · 109407