DE19717361C3 - Pipettiergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Pipettiergerät zum Ansaugen und Abgeben einer Flüssigkeit in einer Pipette mit einem Gehäuse und einer Aufnahme für eine Pipette.

Derartige Pipettiergeräte sind bereits bekannt.

Aus der E 45 628 B, der DE 25 25 670 A1 und der DE- GM 17 19 579 ist jeweils ein Pipettiergerät zum Ansaugen und Abgeben einer Flüssigkeit in einer Pipette bekannt, das ein Gehäuse, eine Aufnahme für die Pipette, einen Zylinder, in dem ein Kolben längsverschieblich geführt ist, und eine Saugleitung von der Pipettenaufnahme zu dem Zylinder auf­ weist.

Die EP 0 456 137 A2, die DE 38 18 704 A1 und die US 42 57 268 offenbaren jeweils ein Pipettiergerät, bei dem die Saugleitung durch ein Betätigungselement verschließbar und aufsteuerbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Pipettiergerät vorzu­ schlagen, mit dem die angesaugte Flüssigkeit auf einfache Weise abgegeben und erforderlichenfalls ausgestoßen wer­ den kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Pipettier­ gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Pipet­ tiergerät weist ein Gehäuse, eine Aufnahme für eine Pipette, einen Zylinder, in dem ein Kolben längsverschieblich ge­ führt ist, eine Saugleitung von der Pipettenaufnahme zu dem Zylinder, in der ein Saugventil angeordnet ist, eine Entlüf­ tungsleitung, eine ins Freie führende Entleerungsleitung und eine Ausstoßleitung auf. Die Entlüftungsleitung führt von dem Zylinder ins Freie. Sie mündet auf der der Mündung der Saugleitung in den Zylinder abgewandten Seite des Kolbens in den Zylinder. Die Entleerungsleitung zweigt von der Sau­ gleitung ab. Sie ist durch ein erstes Betätigungselement ver­ schließbar und aufsteuerbar. Die Ausstoßleitung zweigt von der Entlüftungsleitung ab und führt zu der Pipettenauf­ nahme. Die Saugleitung ist durch ein zweites Betätigungs­ element an einer Stelle verschließbar und aufsteuerbar, die auf der dem Zylinder abgewandten Seite der Abzweigung der Entleerungsleitung von der Saugleitung liegt. Die Ent­ lüftungsleitung ist durch ein drittes Betätigungselement ver­ schließbar und aufsteuerbar. Die Ausstoßleitung ist durch ein viertes Betätigungselement an einer Stelle verschließbar und aufsteuerbar, die auf der dem Zylinder abgewandten Seite der Abzweigung der Ausstoßleitung von der Entlüf­ tungsleitung liegt.

Durch eine kontrollierte Bewegung des Kolbens kann der Füllvorgang der Pipette, also das Ansaugen der Flüssigkeit in die Pipette, in ebenso kontrollierter Weise erfolgen.

In der Saugleitung ist ein Saugventil angeordnet. Der Kolben kann dann mehrmals betätigt werden, wodurch grö­ ßere Flüssigkeitsvolumina in die Pipette aufgenommen wer­ den können. Ferner kann dadurch eine höhere Genauigkeit beim Füllen der Pipette erreicht werden. Als Saugventil wird vorzugsweise ein Schnabelventil verwendet. Das Saugventil bzw. Schnabelventil ist vorzugsweise im Zylin­ der oder in einer Ausbuchtung des Zylinders oder Zylinder­ gehäuses vorgesehen.

Durch die ins Freie bzw. in die Umgebung mündende Entlüftungsleitung kann ein Druckausgleich während des Saughubes auf der der Mündung der Saugleitung abgewand­ ten Seite des Kolbens erfolgen.

Während des Füllens der Pipette ist die Entleerungslei­ tung verschlossen. Wenn sie aufgesteuert wird, findet ein Druckausgleich statt, durch den die Flüssigkeit aus der Pi­ pette abgelassen wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Pipettiergeräts sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Kolben kann federbelastet sein. Vorzugsweise ist der Kolben derart federbelastet, daß der Ansaugbewegung des Kolbens eine Federkraft entgegengesetzt ist. Vorteilhaft ist es, auf der der Mündung der Saugleitung in den Zylinder ab­ gewandten Seite des Kolbens eine Druckfeder vorzusehen. Die Druckfeder umschließt vorzugsweise eine mit dem Kol­ ben verbundene Kolbenstange. Wenn bei einem Pipettierge­ rät mit einem federbelasteten Kolben ein Saugventil bzw. Schnabelventil in der Saugleitung vorgesehen ist ergibt sich der besondere Vorteil, daß die nach einer Saugbewegung des Kolbens erforderliche Rückbewegung von einer Federkraft unterstützt werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kolbenbewegung bzw. der Kolben­ hub durch einen Anschlag begrenzt ist. In diesem Fall kann das Pipettiergerät gleichzeitig als Dosiergerät verwendet werden. Das Pipettiergerät ist dann dazu geeignet, definierte Flüssigkeitsvolumen einzusaugen. Vorteilhaft ist es, einen veränderbaren Anschlag vorzusehen, so daß verschiedene vordefinierte Volumen eingesaugt werden können. Die ver­ änderbaren Anschläge können am Ende einer mit dem Kol­ ben verbundenen Kolbenstange vorgesehen sein. Zur Ein­ stellung des jeweiligen Anschlages kann die Kolbenstange gedreht werden und/oder es kann ein gehäusefester An­ schlag in verschiedene Positionen gebracht werden.

An dem Zylinder ist ein Druckventil vorgesehen, das vorzugs­ weise als Schnabelventil ausgestaltet ist.

Durch das Druckventil kann Luft aus dem Zylinder entfernt werden, während der Kolben zwischen zwei Saughüben einen Druckhub ausführt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben mit einer aus dem Zylinder herausragenden Kolbenstange verbunden ist, an der ein Be­ tätigungsteil vorgesehen ist. Das Betätigungsteil kann als Handgriff oder Fingergriff ausgestaltet sein, insbesondere nach Art eines Abzugs bei einer Pistole oder einem Gewehr.

Das erste Betätigungselement und das zweite Betäti­ gungselement sind auf einem Ventilbetäti­ gungshebel vorgesehen. Vorteilhaft ist es, wenn der Ventil­ betätigungshebel indem Gehäuse des Pipettiergeräts, also gehäusefest, drehbar gelagert ist. Vorzugsweise ist der Ven­ tilbetätigungshebel mit einem nach außen, also aus dem Ge­ häuse heraus geführten Arm zur Betätigung bzw. Handbetä­ tigung versehen.

Das dritte Betätigungselement und das vierte Betäti­ gungselement sind auf einem Ventilbetäti­ gungshebel vorgesehen. Es handelt sich dabei um denselben Ventilbetätigungshebel, auf dem auch das er­ ste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement vorgesehen sind. Der Ventilbetätigungshebel ist vorzugs­ weise in dem Gehäuse drehbar gelagert.

Ausführungsbeispiele des Pipettiergeräts werden nachste­ hend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Pipettiergerät in einer Schnittansicht von der Seite,

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Pipettiergeräts wäh­ rend des Ansaugvorgangs,

Fig. 3 eine schematische Ansicht des Pipettiergeräts wäh­ rend des Flüssigkeits-Abgabevorgangs,

Fig. 4 eine schematische Ansicht des Pipettiergeräts wäh­ rend des Ausstoßvorgangs,

Fig. 5 eine weitere schematische Ansicht des Pipettierge­ räts und

Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsfort des Pipettier­ geräts in einer Schnittansicht von der Seite.

Das in Fig. 1 gezeigte Pipettiergerät besitzt ein Gehäuse 1, in dem ein Zylinder 2 vorgesehen ist. In dem Zylinder 2 ist ein Kolben 3 längsverschieblich geführt. Von dem Zylin­ der 2 führt eine Saugleitung 4 zu einer Pipettenaufnahme 5, in der eine Pipette 6 lösbar befestigt, nämlich eingesteckt ist. Die Pipettenaufnahme 5 ist in einen Gehäuseansatz 7 einge­ steckt, der an das Gehäuse 1 angeschraubt ist.

Der Zylinder 2 besteht aus einem Zylinderteil 8 und ei­ nem Kopfteil 9. Er wird von Zylinderhalterungen 10, 11 ein­ gefaßt, die mit dem Gehäuse 1 verbunden sind.

Der in dem Zylinder 2 längsverschieblich geführte Kol­ ben 3 ist topfförmig ausgestaltet. Das Stirnteil des Kolbens 3 ist mit einer Kolbenstange 12 verbunden, an deren dem Kol­ ben 3 abgewandten Ende sich ein U-förmiger Fortsatz 13 anschließt, der mit einem Betätigungsteil 14 verbunden ist. Das Betätigungsteil 14 ist als Fingerbetätigungsteil ausge­ staltet und weist die Form eines Abzugs einer Pistole auf. Es ist in einem Schlitz 15 des Gehäuses 1 geführt und derart im Abstand von einem Griffteil 16 des Gehäuses 1 angeordnet, daß eine Einhandbedienung möglich ist. Zu diesem Zweck wird das Griffteil 16 mit der Faust ergriffen, wobei die Fin­ ger in den Mulden des Griffteils 16 liegen. Der Zeigefinger kann dann die Griffmulde 17 des Betätigungsteils 14 heran­ ziehen, also in Richtung des Pfeiles 18 bewegen.

An der Rückseite des Stirnteils des Kolbens 3 stützt sich ein Ende einer Druckfeder 19 ab, die die Kolbenstange 12 umgibt und die in dem zylinderförmigen Absatz des topfför­ migen Kolbens 3 eingesetzt ist. Das andere Ende der Druck­ feder 19 ist an der Zylinderhalterung 11 abgestützt. Die Kol­ benstange 12 ist in einem muffenförmigen Ansatz 20 in der Zylinderhalterung 11 geführt. Mit der Kolbenstange 12 ist eine mit ihr fluchtende Verlängerung 21 verbunden, die in einem Ansatz 22 des Gehäuses 1 geführt ist und an deren Ende mehrere abgestufte Absätze 23 vorgesehen sind, die verschiedene Anschläge für die Kolbenstange 12 und damit die Hubbewegung des Kolbens 3 bilden.

In der Saugleitung 4 ist ein als Schnabelventil ausgestal­ tetes Saugventil 24 vorgesehen. Es befindet sich in einem Ansatz 25, der an dem Kopfteil 9 des Zylinders 2 angeformt ist. Ferner ist an dem Zylinder 2 ein ebenfalls als Schnabel­ ventil ausgestaltetes Druckventil 26 vorgesehen, das auf ei­ nen weiteren am Kopfteil 9 des Zylinders 2 vorgesehenen Ansatz aufgesteckt ist.

Von dem Zylinder 2 führt eine Entlüftungsleitung 27 ins Freie. Die Entlüftungsleitung 27 mündet durch die Zylinder­ halterung 11 hindurch in den Zylinder 2, und zwar auf der der Mündung der Saugleitung 4 in den Zylinder 2 abge­ wandten Seite des Kolbens 3.

Von der Saugleitung 4 zweigt eine ins Freie führende Ent­ leerungsleitung 28 ab. Von der Entlüftungsleitung 27 zweigt eine Ausstoßleitung 29 ab, die zu der Pipettenaufnahme 5 führt. Die Saugleitung 4 und die Ausstoßleitung 29 werden bei dem Punkt 30 in eine gemeinsame, zur Pipettenauf­ nahme 5 führende Leitung 31 zusammengeführt.

In dem Gehäuse 1 ist ein Ventilbetätigungshebel 32 vor­ gesehen, der um eine Achse 33 drehbar gelagert ist. Auf dem Ventilbetätigungshebel 32 ist ein erstes Betätigungsele­ ment 34 vorgesehen, durch das die Entleerungsleitung 28 verschließbar und aufsteuerbar ist, ein zweites Betätigungs­ element 35, durch das die Saugleitung 4 verschließbar und aufsteuerbar ist, ein drittes Betätigungselement 36, durch das die Entlüftungsleitung 27 verschließbar und aufsteuer­ bar ist, und ein viertes Betätigungselement 37, durch das die Ausstoßleitung 29 verschließbar und aufsteuerbar ist. Der Ventilbetätigungshebel 32 besitzt einen ersten Hebelarm 38 und einen zweiten Hebelarm 39, die zwischen sich einen Winkel von etwa 90° einschließen. Das erste Betätigungs­ element 34 und das zweite Betätigungselement 35 befinden sich am Ende des ersten Hebelarms 38. Die Betätigungsele­ mente 34, 35 schließen einen Winkel von etwa 90° ein, wo­ bei der erste Hebelarm 38 im wesentlichen in Richtung der Winkelhalbierenden verläuft. In analoger Weise sind das dritte Betätigungselement 36 und das vierte Betätigungsele­ ment 37 am Ende des zweiten Hebelarms 39 angeordnet. Die Betätigungselemente 36, 37 schließen einen Winkel von etwa 90° miteinander ein, wobei der zweite Hebelarm im wesentlichen in Richtung der Winkelhalbierenden verläuft.

Die Saugleitung 4 ist durch das zweite Betätigungsele­ ment 35 an einer Stelle verschließbar und aufsteuerbar, die auf der dem Zylinder 2 abgewandten Seite der Abzweigung der Entleerungsleitung 28 liegt. Die Ausstoßleitung 29 ist durch das vierte Betätigungselement 37 an einer Stelle ver­ schließbar und aufsteuerbar, die auf der dem Zylinder 2 ab­ gewandten Seite der Abzweigung der Ausstoßleitung 29 liegt.

In den Fig. 2, 3 und 4 sind die Schaltstellungen der Betä­ tigungselemente bei den Funktionen "Ansaugen" (Fig. 2), "Abgeben" (Fig. 3) und "Ausstoßen" (Fig. 4) gezeigt.

In der Fig. 2 befindet sich der Ventilbetätigungshebel 32 in der Stellung "Ansaugen". In dieser Stellung ist die Entlee­ rungsleitung 28 durch das erste Betätigungselement 34 ver­ schlossen. Die Saugleitung 4 ist durch das zweite Betäti­ gungselement 35 aufgesteuert. Die Entlüftungsleitung 27 ist durch das dritte Betätigungselement 36 aufgesteuert. Die Ausstoßleitung 29 ist durch das vierte Betätigungselement 37 verschlossen. Bei einer Bewegung des Kolbens 3 in Richtung des Pfeiles 18, also in Saugrichtung, schließt das Druckventil 26 und wird das Saugventil 24 geöffnet. Die Luft wird von der Pipette 6 durch die Saugleitung 4 in den Zylinder 2 eingesaugt. Auf der Rückseite des Kolbens 3 kann die Luft durch die Entlüftungsleitung 27 ausströmen. Die Flüssigkeit 40 wird in die Pipette 6 unter Bildung einer Flüssigkeitssäule 41 eingesaugt.

Der Saugvorgang kann wiederholt werden. Wenn das Be­ tätigungsteil 14 losgelassen wird, drückt die Druckfeder 19 den Kolben 3 entgegen der Pfeilrichtung 18 in die Aus­ gangsstellung zurück. Während dieser Bewegung schließt das Saugventil 24 und öffnet sich das Druckventil 26. Die Luft in dem Zylinder 2 entweicht durch das geöffnete Druckventil 26. Durch die geöffnete Entlüftungsleitung 27 strömt Luft auf die Rückseite des Kolbens 3. Die Flüssig­ keitssäule 41 bleibt unverändert erhalten. Anschließend kann ein neuer Saugvorgang durchgeführt werden, durch den die Flüssigkeitssäule 41 weiter ansteigt.

In der Fig. 3 befindet sich der Ventilbetätigungshebel 32 in der Stellung "Abgeben". Er wurde in diese Stellung durch eine Bewegung des Hebelarms 42 entgegen der Kraft der gehäusefesten Druckfeder 43 gebracht. Die Skalenbezeich­ nung "0" bezeichnet die Stellung "Ansaugen", die Skalenbe­ zeichnung "a" die Stellung "Abgeben" und die Skalenbe­ zeichnung "b" die Stellung "Ausstoßen". Die Stellungen a und b werden durch eine Handbetätigung des Hebelarms 42 erreicht, durch die der Ventilbetätigungshebel 32 um den Hebeldrehpunkt bzw. die Drehachse 33 gedreht wird.

In der in Fig. 3 gezeigten Stellung "Abgeben" ist die Ent­ leerungsleitung 28 durch das erste Betätigungselement 34 aufgesteuert worden. Die Saugleitung 4 ist durch das zweite Betätigungselement 35 nach wie vor aufgesteuert. Die Ent­ lüftungsleitung 27 ist durch das dritte Betätigungselement 36 nach wie vor aufgesteuert. Die Ausstoßleitung 29 ist durch das vierte Betätigungselement 37 aufgesteuert wor­ den. Alle Betätigungselemente steuern also die jeweils zu­ gehörige Leitung auf. Durch die Entleerungsleitung 28 und die Saugleitung 4 strömt Luft in die Pipette. Da die Entlee­ rungsleitung 28 ins Freie führt, entsteht ein Druckausgleich, durch den die Flüssigkeit aus der Pipette 6 nach unten her­ ausströmt. Ferner strömt Luft durch die Entlüftungsleitung 27 und die Ausstoßleitung 29 in die Pipette. Da die Entlüf­ tungsleitung 27 ebenfalls ins Freie führt, also mit dem Um­ gebungsdruck verbunden ist, wird auch hierdurch die Flüs­ sigkeit aus der Pipette 6 entfernt.

In der Fig. 4 befindet sich der Ventilbetätigungshebel 32 in der Stellung "Ausstoßen". Der Ventilbetätigungshebel 32 ist also noch weiter um die Drehachse 33 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht worden, so daß der Hebelarm 42 die Skalenbezeichnung b erreicht hat. In der Stellung "Aussto­ ßen" ist die Entleerungsleitung 28 durch das erste Betäti­ gungselement 34 nach wie vor aufgesteuert. Die Sauglei­ tung 4 ist durch das zweite Betätigungselement 35 ver­ schlossen worden. Die Entlüftungsleitung 27 ist durch das dritte Betätigungselement 36 verschlossen worden. Die Ausstoßleitung 29 ist durch das vierte Betätigungselement 37 aufgesteuert geblieben.

Durch eine Betätigung des Kolbens 3 in Richtung des Pfeiles 18 wird das Saugventil 24 geöffnet und das Druck­ ventil 26 geschlossen. Umgebungsluft strömt durch die Ent­ leerungsleitung 28 und die Saugleitung 4 in den Zylinder 2. Ferner drückt der Kolben 3 auf seiner Rückseite Luft durch die Entlüftungsleitung 27 und die Ausstoßleitung 29 in die Pipette 6. Dadurch kann auch der an der Pipettenspitze ver­ bleibende, tropfenförmige Flüssigkeitsrest 44 zuverlässig ausgeblasen werden. Ferner kann dadurch der Abgabevor­ gang der Flüssigkeit aus der Pipette 6 beschleunigt werden.

Die Fig. 5 zeigt schematisch die Schaltstellungen des Ventilbetätigungshebels 32 und der darauf befindlichen Be­ tätigungselemente in ihrem Zusammenwirken mit den ver­ schiedenen Leitungen. In Fig. 5a befindet sich der Ventilbe­ tätigungshebel 32 in der Stellung "Ansaugen", in Fig. 5b in der Stellung "Abgeben" und in Fig. 5c in der Stellung "Aus­ blasen".

Die Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, die im wesentlichen derjenigen der Fig. 1 entspricht. Im Unter­ schied zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist bei der Aus­ führungsform der Fig. 6 die Pipettenaufnahme 5' nicht un­ terhalb des Griffteils 16 angeordnet, sondern am unteren Ende einer Abwinkelung 45 des Gehäuses 1, die sich an das Kopfteil 9 des Zylinders 2 anschließt und von dort nach vorne und unten verläuft. Dementsprechend ist die gemein­ same Leitung 31 um den Zylinder 2 herum zur Pipettenauf­ nahme 5' geführt.

Claims (5)

1. Pipettiergerät zum Ansaugen und Abgeben einer Flüssigkeit in einer Pipette (6) mit
einem Gehäuse (1),
einer Aufnahme (5) für eine Pipette (6),
einem Zylinder (2), in dem ein Kolben (3) längsverschieblich geführt ist,
einer Saugleitung (4) von der Pipettenaufnahme (5) zu dem Zylinder (2), in der ein Saugventil (24), vorzugsweise ein Schnabelventil, angeordnet ist, wo­ bei an dem Zylinder (2) ein Druckventil (26), vorzugsweise ein Schnabelventil, angeordnet ist,
einer Entlüftungsleitung (27), die von dem Zylinder (2) ins Freie führt und die auf der der Mündung der Saugleitung (4) in den Zylinder (2) abgewandten Seite des Kolbens (3) in den Zylinder (2) mündet,
einer ins Freie führenden Entleerungsleitung (28), die von der Saugleitung (4) abzweigt und die durch ein erstes Betätigungselement (34) verschließbar und aufsteuerbar ist,
und einer Ausstoßleitung (29), die von der Entlüftungsleitung (27) abzweigt und zu der Pipettenaufnahme (5) führt,
wobei die Saugleitung (4) durch ein zweites Betätigungselement (35) an einer Stelle verschließbar und aufsteuerbar ist, die auf der dem Zylinder (2) abge­ wandten Seite der Abzweigung der Entleerungsleitung (28) von der Sauglei­ tung (4) liegt,
wobei die Entlüftungsleitung (27) durch ein drittes Betätigungselement (36) verschließbar und aufsteuerbar ist,
wobei die Ausstoßleitung (29) durch ein viertes Betätigungselement (37) an einer Stelle verschließbar und aufsteuerbar ist, die auf der dem Zylinder (2) abgewandten Seite der Abzweigung der Ausstoßleitung (29) von der Entlüf­ tungsleitung (27) liegt
und wobei das erste Betätigungselement (34), das zweite Betätigungselement (35), das dritte Betätigungselement (36) und das vierte Betätigungselement (37) auf einem Ventilbetätigungshebel (32) angeordnet sind.

2. Pipettiergerät nach Anspruch 1, wobei der Kolben (3) federbelastet (19) ist.

3. Pipettiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kolben­ bewegung durch einen Anschlag, vorzugsweise einen veränderbaren An­ schlag (23), begrenzt ist.

4. Pipettiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben (3) mit einer aus dem Zylinder herausragenden Kolbenstange (12) verbunden ist, an der ein Betätigungsteil (14) angeordnet ist.

5. Pipettiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ventil­ betätigungshebel (32) in dem Gehäuse drehbar gelagert ist.