DE19926888A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren kleiner Flüssigkeitenmengen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren kleiner FlüssigkeitenmengenInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dosieren kleiner Flüssigkeitstropfen mit einer reversibel entnetzbaren Dosierspitze (1), die einen Bereich (6) mit einer Oberfläche mit ultraphober Eigenschaft aufweist, wobei in dem Bereich (6) eine oder mehrere Vertiefungen (2) mit einem definierten Volumen (5) und/oder eine planare Endfläche (3), an der ein definiertes Flüssigkeitsvolumen (4) anhaften kann, angebracht sind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dosieren
kleiner Flüssigkeitsmengen mit einer reversibel entnetzbaren Dosierspitze.
Beim Dosieren größerer Flüssigkeitsmengen wird üblicherweise der durch Adhäsion
an den Oberflächen des Dosiergerätes z. B. einer Meßpipette, anhaftende Flüssig
keitsrest bei der Eichung des Dosiergerätes berücksichtigt, indem das aus dem Dosie
rer auslaufende Volumen bestimmt wird.
Das Dosieren von kleinsten Flüssigkeitsmengen, die ein Volumen in der Größenord
nung von 10-9 bis 10-6 Liter aufweisen, ist auch heute noch ein Problem, weil bei
diesem Dosieren kleiner Flüssigkeitsmengen selbst kleinste Flüssigkeitsverluste be
reits zu erheblichen Abweichungen von der gewünschten Dosiermenge führen.
Solche Flüssigkeitsverluste entstehen z. B. wenn eine Flüssigkeit A mit einer Dosier
vorrichtung, beispielsweise einer Pipettenspitze, von einem Gefäß in einen anderen
Behälter übertragen wird und etwas Flüssigkeit an dieser Spitze hängen bleibt, wobei
sich die Größe des relativen Dosierfehlers umgekehrt proportional zur Größe der zu
dosierenden Flüssigkeitsmenge verhält.
Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, verlustfreie Dosierungsverfahren zur Ver
fügung zu stellen. So sind z. B. Dosiervorrichtungen auf dem Markt, die mit Unter
druck arbeiten, um kleine Flüssigkeitsmengen zu dosieren. Aber selbst bei diesen
Vorrichtungen entstehen erhebliche Dosierfehler durch Flüssigkeitsverluste. Ferner
können mit diesen Dosiervorrichtungen keine Flüssigkeitstropfen < 1 nl dosiert wer
den.
Es stellt sich deshalb die Aufgabe ein genaues Verfahren zum Dosieren kleiner Flüs
sigkeitsmengen einer Flüssigkeit A in eine Flüssigkeit B ohne Flüssigkeitsverlust zur
Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung einer Vorrichtung und
eines Verfahrens zum Dosieren kleiner Flüssigkeitsmengen einer Flüssigkeit A und
gegebenenfalls darin gelöster Substanzen zu einer zweiten Flüssigkeit B gelöst, bei
dem eine Dosierspitze mit einer ultraphoben Oberfläche an vorgegebenen Stellen
zunächst mit einer Flüssigkeit A eines definierten Volumens benetzt und danach in
einer zweiten Flüssigkeit B reversibel entnetzt wird, so daß die Flüssigkeit A und
gegebenenfalls darin gelöste Substanzen vollständig in die Flüssigkeit B übertragen
werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Dosieren kleiner Flüssigkeits
mengen einer Flüssigkeit A und gegebenenfalls darin gelöster Substanzen in eine
Flüssigkeit B mit wenigstens einer Dosierspitze, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dosierspitze einen Bereich mit einer Oberfläche mit ultraphober Eigenschaft auf
weist, der durch die Flüssigkeit A benetzbar ist und wobei in dem Bereich eine oder
mehrere Vertiefungen mit einem definierten Volumen und/oder eine planare End
fläche, an der ein definiertes Flüssigkeitsvolumen anhaften kann, angebracht sind.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Dosieren kleiner Flüssig
keitsmengen einer Flüssigkeit A und gegebenenfalls darin gelöster Substanzen in
eine Flüssigkeit B unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dosierspitze an ihren das Dosiervolumen bestimmenden
Stellen mit einer die ultraphobe Oberfläche der Dosierspitze benetzenden Flüssigkeit
A benetzt wird und danach die Dosierspitze in einer die ultraphobe Oberfläche nicht
benetzenden Flüssigkeit B reversibel entnetzt wird, wobei die Flüssigkeit A vollstän
dig in die Flüssigkeit B übertragen wird.
Eine benetzende Flüssigkeit A im Sinne der Erfindung ist jede beliebige Flüssigkeit,
die ultraphobe Oberflächen benetzt. Vorzugsweise ist in der Flüssigkeit A eine zu
dosierende Substanz, z. B. ein Wirkstoff gelöst. Besonders bevorzugt ist diese Flüs
sigkeit Dimethylsulfoxid.
Eine Flüssigkeit B im Sinne der Erfindung ist jede beliebige Flüssigkeit, die ultra
phobe Oberflächen nicht benetzt. Vorzugsweise ist diese Flüssigkeit Wasser.
Vorteilhafterweise wird das Be- bzw. Entnetzen der Dosierspitze (1) durchgeführt,
in dem die Dosierspitze in die jeweilige Flüssigkeit eingetaucht und anschließend
herausgezogen wird.
Die Dosierspitze im Sinne der Erfindung hat eine beliebige Form, mit einem durch
schnittlichen Durchmesser von vorzugsweise 0,05 bis 10 mm und einer Länge von
vorzugsweise 0,05 bis 100 mm.
Vorzugsweise ist die Dosierspitze jedoch ein Draht mit einem bevorzugten Durch
messer von 0,05 bis 1 mm und einer bevorzugten Länge von 1 bis 50 mm.
Dosierspitzen können vorteilhafterweise durch spanabhebende Verfahren aus Metall
oder durch Mikrostrukturtechnik aus Silizium, insbesondere Silizium-Wafern herge
stellt werden.
Diese Silizium-Wafer weisen vorteilhafterweise z. B. eine quaderförmige Aussparung
mit einer Kantenlänge von jeweils 50 µm auf, so daß Flüssigkeitsmengen von 0,125
nl mit dieser Vorrichtung dosiert werden können. Solche quaderförmigen Ausspa
rungen kann man durch anisotrophes Ätzen von Silizium erzeugen. Nach dem Ätzen
wird die Dosierspitze dann mit einem ultraphoben Überzug versehen, der weiter
unten näher spezifiziert ist.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung größer oder gleich 100, besonders bevorzugt
größer oder gleich 1000 Dosierspitzen auf. Vorzugsweise sind diese Dosierspitzen
äquidistant, beispielsweise auf einer Platte angeordnet. Der Abstand zwischen den
einzelnen Dosierspitzen entspricht dabei z. B. dem Abstand einer Vielzahl von
nebeneinander angeordneten Reagenzgläsern. Durch diese Anordnung können z. B.
mehr als 1000 Dosierspitzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gleichzeitig in eine
oder in verschiedene Flüssigkeit(en) A mit dem/den darin gelösten Wirkstoff(en) ge
taucht werden und die Dosierspitzen dann gleichzeitig in mehr als 1000 Reagenz
gläsern, die mit der/den Flüssigkeit(en) B gefüllt sind, entnetzt werden, so daß die
Flüssigkeit(en) A und damit der oder die Wirkstoff(e) gleichzeitig in mehr als 1000
Versuchslösungen B dosiert werden kann(können). Durch diese Vorgehensweise
kann z. B. bei Versuchsreihen im Rahmen der kombinatorischen Chemie sehr viel
Zeit gespart werden, weil nicht jedem Reagenzglas einzeln der Wirkstoff dosiert
werden muß. Ferner können kleinste Volumina < 1 nl der Flüssigkeit A in die Flüs
sigkeit B übertragen werden.
Vorzugsweise wird daher die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Befüllung von
Mikrotiterplatten eingesetzt.
Mikrotiterplatten weisen eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Ver
tiefungen auf, die mit Reagentien oder Edukten gefüllt werden.
Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung kann zum Befüllen der Vielzahl von Ver
tiefungen verwendet werden, wenn eine entsprechend ausgewählte Zahl von Dosier
spitzen der Vorrichtung in einen Behälter mit Vorratslösung getaucht und dann in die
mit Flüssigkeit gefüllten Vertiefungen der Mikrotiterplatte überführt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dosierspitzen Drähte, die einen
Durchmesser von 0,05 bis 1 mm aufweisen und eine Länge von 1 bis 50 mm haben.
Solche Drähte weisen eine vergleichsweise simplere Konstruktion und Handhabung
auf als z. B. Mikroliterpipetten. Drähte können zur schnellen Übertragung von
kleinsten Probenmengen benutzt werden.
Vorteilhafterweise hat dieser Draht mindestens eine Einbuchtung, die dem Volumen
der zu dosierenden Flüssigkeitsmenge entspricht.
Ultraphobe Oberflächen im Sinne der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, daß der
Kontaktwinkel eines Wassertropfens, der auf der Oberfläche liegt, mehr als 150°
beträgt und der Abrollwinkel 10° nicht überschreitet.
Als Abrollwinkel wird hier der Neigungswinkel einer grundsätzlich planaren aber
strukturierten Oberfläche gegen die Horizontale verstanden, bei dem ein stehender
Wassertropfen des Volumens 10 µl aufgrund der Schwerkraft bewegt wird, wenn die
Oberfläche geneigt wird.
Solche ultraphoben Oberflächen sind z. B. in den Offenlegungsschriften WO
98/23549, WO 96/04123, WO 96/21523 und WO 96/34697 offenbart, die hiermit als
Referenz eingeführt werden und somit als Teil der Offenbarung gelten.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die ultraphobe Oberfläche eine Ober
flächentopographie auf, bei der die Ortsfrequenz f der einzelnen Fourierkomponen
ten und deren Amplituden a(f) ausgedrückt durch das Integral der Funktion F(log f) =
3 + log (a (f) f) errechnet zwischen den Integrationsgrenzen log (f1/µm-1) = -3 und log
(f1/µm-1) = 3, mindestens 5 beträgt und besteht aus einem hydrophoben Material oder
aus einem haltbar hydrophobierten Material. Eine solche ultraphobe Oberfläche ist in
der unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen
198 60 136.0 beschrieben.
Bevorzugt ist die ultraphobe Oberfläche eine Aluminium-Oberfläche, die mit Mikro
strukturen versehen, eloxiert, gegebenenfalls gesealt, kalziniert, gegebenenfalls mit
einer Haftvermittlerschicht beschichtet und anschließend mit einem hydrophoben
und/oder oleophoben Überzug versehen wird, so wie es in der unveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 198 60 137.9 beschrieben ist.
Die Dosierspitze kann insgesamt aus Aluminium gefertigt sein oder weist vorzugs
weise einen Aluminium-Überzug auf, wobei das Aluminium, wie oben angegeben
behandelt wird.
Ebenfalls bevorzugt ist die ultraphobe Oberfläche eine Aluminium-Oberfläche, die
gegebenenfalls anodisch oxidiert, mit heißem Wasser oder Wasserdampf gesealt, ge
gebenenfalls mit einer Haftvermittlerschicht beschichtet und anschließend mit einem
hydrophoben und/oder oleophoben Überzug versehen wird, so wie es in der unver
öffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 198 60 138.7 be
schrieben ist. Die Dosierspitze kann insgesamt aus Aluminium gefertigt sein oder
weist vorzugsweise einen Aluminium-Überzug auf, wobei das Aluminium, wie oben
angegeben behandelt wird.
Weiterhin bevorzugt ist die ultraphobe Oberfläche eine Oberfläche, die mit Ni(OH)2 -
Partikeln beschichtet, gegebenenfalls mit einem Haftvermittler überzogen und an
schließend mit einem hydrophoben und/oder oleophoben Überzug versehen wird, so
wie es in der unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen
198 60 139.5 beschrieben ist. Vorzugsweise haben die Ni(OH)2-Partikel einen
Durchmesser d50 von 0,5 bis 20 µm.
In einer weiteren vorteilhaften Anwendungsform ist die ultraphobe Oberfläche aus
Wolframcarbid, das mit einem Laser strukturiert, gegebenenfalls mit einem Haftver
mittler beschichtet und anschließend mit einem hydrophoben und/oder oleophoben
Überzug versehen wird, so wie es in der unveröffentlichten deutschen Patentanmel
dung mit dem Aktenzeichen 198 60 135.2 beschrieben ist. Vorzugsweise wird die
Dosierspitze nur mit Wolframcarbid beschichtet, das dann wie oben angegeben be
handelt wird. Vorzugsweise hat das Wolframcarbid eine Schichtdicke von 10 bis
500 µm.
Außerdem bevorzugt wird die Oberfläche mit einem Strahlmittel gesandstrahlt,
gegebenenfalls mit einer Haftvermittlerschicht beschichtet und anschließend mit
einem hydrophoben und/oder oleophoben Überzug versehen, wie es in der unver
öffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 198 60 140.9 be
schrieben ist.
Als hydrophober und/oder oleophober Überzug der genannten Oberflächen eignen
sich alle grenzflächenaktiven Phobierungshilfsmittel mit beliebigen Molmassen. Bei
diesen Verbindungen handelt es sich um kationische, anionische, amophotere
und/oder nichtionische grenzflächenaktive Verbindungen, wie sie z. B. im Verzeich
nis "Surfactants Europa, A Dictionary of Surface Active Agents available in Europe,
Edited by Gordon L. Hollis, Royal Socity of Chemistry, Cambridge, 1995 aufgeführt
werden.
Als anionische Phobierungshilfsmittel sind beispielsweise zu nennen: Alkylsulfate,
Ethersulfate, Ethercarboxylate, Phosphatester, Sulfosuccinate, Sulfosuccinatamide,
Paraffinsulfonate, Olefinsulfonate, Sarcosinate, Isothionate, Taurate und Lingni
nische Verbindungen.
Als kationische Phobierungshilfsmittel sind beispielsweise quarternäre Alkylammo
niumverbindungen und Imidazole zu nennen.
Amphotere Phobierungshilfsmittel sind zum Beispiel Betaine, Glycinate, Propionate
und Imidazole.
Nichtionische Phobierungshilfsmittel sind beispielsweise: Alkoxylate, Alkylamide,
Ester, Aminoxide und Alkylpolyglykoside. Weiterhin kommen in Frage: Umset
zungsprodukte von Alkylenoxiden mit alkylierbaren Verbindungen, wie z. B. Fett
alkoholen, Fettaminen, Fettsäuren, Phenolen, Alkylphenolen, Arylalkylphenolen, wie
Styrol-Phenol-Kondensate, Carbonsäureamiden und Harzsäuren.
Besonders bevorzugt sind Phobierungshilfsmittel bei denen 1 bis 100%, besonders
bevorzugt 60 bis 95% der Wasserstoffatome durch Fluoratome substituiert sind. Bei
spielhaft seien perfluoriertes Alkylsulfat, perfluorierte Alkylsulfonate, perfluorierte
Alkylphosphonate, perfluorierte Alkylphosphinate und perfluorierte Carbonsäuren
genannt.
Bevorzugt werden als polymere Phobierungshilfsmittel zur hydrophoben Beschich
tung oder als polymeres hydrophobes Material für die Oberfläche Verbindungen mit
einer Molmasse MW < 500 bis 1.000.000, bevorzugt 1.000 bis 500.000 und besonders
bevorzugt 1500 bis 20.000 eingesetzt. Diese polymeren Phobierungshilfsmittel
können nichtionische, anionische, kationische oder amphotere Verbindungen sein.
Ferner können diese polymeren Phobierungshilfsmittel Homo- und Copolymerisate,
Pfropf- und Pfropfcopolymerisate sowie statistische Blockpolymere sein.
Besonders bevorzugte polymere Phobierungshilfsmittel sind solche vom Typ AB-,
BAB- und ABC-Blockpolymere. In den AB- oder BAB-Blockpolymeren ist das A-
Segment ein hydrophiles Homopolymer oder Copolymer, und der B-Block ein hy
drophobes Homopolymer oder Copolymer oder ein Salz davon.
Besonders bevorzugt sind auch anionische, polymere Phobierungshilfsmittel, insbe
sondere Kondensationsprodukte von aromatischen Sulfonsäuren mit Formaldehyd
und Alkylnaphthalinsulfonsäuren oder aus Formaldehyd, Naphthalinsulfonsäuren
und/oder Benzolsulfonsäuren, Kondensationsprodukte aus gegebenenfalls substitu
iertem Phenol mit Formaldehyd und Natriumbisulfit.
Weiterhin bevorzugt sind Kondensationsprodukte, die durch Umsetzung von
Naphtholen mit Alkanolen, Anlagerungen von Alkylenoxid und mindestens teilwei
ser Überführung der terminalen Hydroxygruppen in Sulfogruppen oder Halbester der
Maleinsäure und Phthalsäure oder Bernsteinsäure erhältlich sind.
In einer anderen bevorzugten Ausführung ist das Phobierungshilfsmittel aus der
Gruppe der Sulfobernsteinsäureester sowie Alkylbenzolsulfonate. Weiterhin bevor
zugt sind sulfatierte, alkoxylierte Fettsäuren oder deren Salze. Als alkoxylierte Fett
säurealkohole werden insbesondere solche mit 5 bis 120, mit 6 bis 60, ganz beson
ders bevorzugt mit 7 bis 30 Ethylenoxideinheiten versehene C6-C22-Fettsäurealko
hole, die gesättigt oder ungesättigt sind, insbesondere Stearylalkohol, verstanden. Die
sulfatierten alkoxylierten Fettsäurealkohole liegen vorzugsweise als Salz, insbeson
dere als Alkali- oder Aminsalze, vorzugsweise als Diethylaminsalz vor.
Bevorzugte Anwendungsgebiete für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfin
dungsgemäßen Vorrichtung sind biochemische oder chemische Verfahren, bei denen
mikroskopische Flüssigkeitsmengen bewegt, vermischt oder dosiert werden müssen.
Als Beispiele seien hier erwähnt:
Die Polymerasekettenreaktion PCR (polymerase chain reaction), ELISA (enzyme
linked immunosorbent assay) oder die Bestimmung von Enzymaktivitäten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfacher durchzuführen als die konventionelle
Mikrodosierung mit Hilfe von z. B. Mikroliterpipetten mittels Ansaugen und Aus
drücken der Flüssigkeit aus der Pipette. Durch die reversible Entnetzung der Dosier
spitze ist die Dosierung von kleinsten Flüssigkeitsmengen ohne Verluste möglich.
Dadurch können Dosierfehler vermieden werden. Die erfindungsgemäße Vor
richtung ist einfach und preiswert herzustellen. Mit der erfindungsgemäßen Vor
richtung können gleichzeitig mehr als 1000 Tropfen einer Flüssigkeit A in dieselbe
Anzahl an Gefäßen, die mit einer Flüssigkeit B gefüllt sind, übertragen werden. Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Flüssigkeitstropfen mit einem Volumen
< 1 nl dosiert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist keine Pumpe oder
sonstige Ansaugmechanismen auf, so daß keinerlei Verschleiß entsteht.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand der Fig. 1 und 2
beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Dosierspitze 1 mit einer Vertiefung 2
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Dosierspitze 1 mit einer benetzten End
fläche 3
Fig. 1 zeigt die Dosierspitze ausgeführt als Draht 1, der einen Durchmesser von 1 mm
und eine Länge von 10 mm aufweist. Der Draht 1 weist eine umlaufende Ein
schnürung 2 auf, die als Meßvolumen dient. Der Draht wurde aus V4A Stahl gefer
tigt, der durch Sandstrahlen und Beschichten mit einem hydrophoben Überzug im
Bereich 6 behandelt worden ist.
Dafür wurde diese Dosierspitze 1 mit einem 3-Kammer-Strahlgerät (Typenbezeich
nung: Kermo 3) der Firma Renfert GmbH, D-78245 Hilzingen gesandstrahlt. Als
Strahlmittel wurde Korund der Firma Renfert eingesetzt. Es handelte sich um ein
ungebrauchtes Strahlmittel mit einem Al2O3-Anteil < 99,5 Gew-% und einer mitt
leren Korngröße von 125 µm. Als Strahldüse wurde eine Runddüse mit einem
Durchmesser von 1,2 mm der Firma Renfert verwendet. Die Dosierspitze 1 wurde
mit 5 bar gesandstrahlt, wobei der Abstand der Runddüse von der Dosierspitze 1
1,5 cm betrug und die Strahldüse rasterförmig um die Dosierspitze 1 herum geführt
wurde. Die Behandlung wurde 1 Minute lang durchgeführt.
Die so behandelte Dosierspitze 1 wurde mit einer etwa 50 nm dicken Goldschicht
durch Zerstäubung beschichtet. Dieses Beschichtungsverfahren entspricht dem Ver
fahren, das auch für die Präparation in der Elektronenmikroskopie üblich und bei
Klaus Wetzig, Dietrich Schulze, "In situ Scanning Electron Microscopy in Material
Research", Seite 36-40, Akademie Verlag, Berlin 1995 beschrieben ist. Diese Lite
raturstelle wird hiermit als Referenz eingeführt und ist somit als Teil der Offenba
rung zu betrachten.
Schließlich wurde die Goldschicht der Probe 24 Stunden mit einigen Tropfen einer
Lösung von n-Perfluoroktanthiol in α,α,α-Trifluortoluol (1 g/l) bei Raumtemperatur
in einem geschlossenem Gefäß beschichtet, anschließend mit α,α,α-Trifluortoluol
gespült und getrocknet.
Auf einer solchen Oberfläche hat ein Wassertropfen (entnetzende Flüssigkeit B)
einen Randwinkel von 165°. Gleichzeitig hat ein Tropfen Dimethylsulfoxid (Flüs
sigkeit A) auf dieser Oberfläche einen Randwinkel von 94° und benetzt diese somit.
Ferner weist der Draht die Einbuchtung 2 auf, deren Volumen (gestrichelt darge
stellt) dem zu dosierenden Volumen der Flüssigkeit 5 entspricht. Durch die Form
der Einbuchtung füllt die Flüssigkeit 5 diese Einbuchtung vollständig aus, so daß mit
dem Draht eine sehr exakte Flüssigkeitsmenge 5 in ein Gefäß, das mit Flüssigkeit B
geftillt ist, dosiert werden kann.
Fig. 2 zeigt einen Draht ähnlich dem aus Beispiel 1 jedoch ohne Einbuchtungen.
Die Oberfläche des Drahtes wurde wie bei Fig. 1 beschrieben behandelt. In diesem
Fall haftet der Flüssigkeitstropfen an der Endfläche 3 des Drahtes. Dadurch, daß der
Tropfen 4 (gestrichelt dargestellt), der an der Spitze des Drahtes hängt, die Form
einer Halbkugel aufweist, kann dessen Volumen unter einem Mikroskop einfach be
stimmt werden. In diesem Fall wird die Größe des zu dosierenden Tropfens durch die
Wahl des Durchmessers variiert.
Ein Draht gemäß Fig. 2 mit einer Länge von 0,5 mm und einem Durchmesser von
0,1 mm wurde in eine Lösung des Farbstoffs 4-(6-Diethylamino-3-diethylimino-3H-
xanthe-9-yl)-1,3-benzodisulfonsäure (Kiton Rot) in Dimethylsulfoxid bis zu einer
Tiefe von 0.2 mm eingetaucht. Die Konzentration des Farbstoffs wurde zuvor pho
tometrisch bestimmt und beträgt bei einer Wellenlänge von 560 nm 3.2 × 102 mol/l.
Anschließend wurde die Dosierspitze 1 in eine Vertiefung einer Mikrotiterplatte mit
einem Probenvolumen von 64 µl Wasser (dosiert mit einer Mikroliterpipette der Fa.
Brand, Meßbereich 1-100 µl) bis zu einer Tiefe von 0.4 mm eingetaucht. Die Farb
stoffkonzentration im Wasser wurde anschließend photometrisch zu 1.25 × 10-7 mol/l
bestimmt. Dies entspricht einem durch die Dosierspitze 1 übertragenen Volumen von
V = 0.254 nl. Die Dosierung wurde 30 mal in gleicher Weise durchgeführt, wobei
sich ein übertragenes Volumen von V = (0.260 ± 0.007) nl (Standardabweichung),
entsprechend einem Dosierfehler von ΔV/V = ± 2.7%, ergibt.
Claims (19)
1. Vorrichtung zum Dosieren kleiner Flüssigkeitsmengen einer Flüssigkeit A
und gegebenenfalls darin gelöster Substanzen in eine Flüssigkeit B mit
wenigstens einer Dosierspitze (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Dosier
spitze (1) einen Bereich (6) mit einer Oberfläche mit ultraphober Eigenschaft
aufweist, der durch die Flüssigkeit A benetzbar ist und wobei in dem Bereich
(6) eine oder mehrere Vertiefungen (2) mit einem definierten Volumen (5)
und/oder eine planare Endfläche (3), an der ein definiertes Flüssigkeitsvolu
men (4) anhaften kann, angebracht sind.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Viel
zahl Dosierspitzen (1) bevorzugt größer oder gleich 100, besonders bevorzugt
größer oder gleich 1000 Dosierspitzen (1) aufweist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dosierspitzen (1) äquidistant angeordnet sind.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dosierspitze (1) ein Draht ist.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht Ver
tiefungen (2) aufweist, wobei das Volumen der Vertiefungen (2) dem Volu
men der zu dosierenden Flüssigkeitsmenge entspricht.
6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die ultraphobe Oberfläche eine Oberflächentopographie aufweist, bei der
die Ortsfrequenz f der einzelnen Fourierkomponenten und deren Amplituden
a(f) ausgedrückt durch das Integral der Funktion F(log f) = 3 + log (a (f) f) er
rechnet zwischen den Intergrationsgrenzen log (f1/µm-1) = -3 und log (f1/µm-1)
= 3, mindestens 5 beträgt und die aus ultraphoben Polymeren oder haltbar
ultraphoben Materialien besteht.
7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ultraphobe Oberfläche eine strukturierte und mit einem ultraphoben
Material überzogene Aluminium Oberfläche ist.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ultraphobe Oberfläche eine mit Wasserdampf behandelte und mit
einem ultraphoben Material überzogene Aluminium Oberfläche ist.
9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ultraphobe Oberfläche eine mit Ni(OH)2-Partikeln beschichtete und
mit einem ultraphoben Material überzogene Oberfläche ist.
10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ultraphobe Oberfläche eine gesandstrahlte und mit einem ultrapho
ben Material überzogene Oberfläche ist.
11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ultraphobe Oberfläche eine laserstrukturierte und mit einem ultrapho
ben Material überzogene Wolframcarbid Oberfläche ist.
12. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zur
Durchführung von PCR, ELISA und/oder Bestimmung von Enzymaktivitä
ten.
13. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Be
füllung von Mikrotiterplatten.
14. Verfahren zum Dosieren kleiner Flüssigkeitsmengen einer Flüssigkeit A und
gegebenenfalls darin gelöster Substanzen in eine Flüssigkeit B unter Verwen
dung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dosierspitze (1) an den das Dosiervolumen bestimmenden
Stellen (2; 3) mit einer die Oberfläche mit ultraphober Eigenschaft benetzen
den Flüssigkeit A benetzt wird und danach die Dosierspitze (1) in einer die
ultraphobe Oberfläche nicht benetzenden Flüssigkeit B reversibel entnetzt
wird, wobei die Flüssigkeit A vollständig in die Flüssigkeit B übertragen
wird.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierspitze
(1) durch Eintauchen in die jeweilige Flüssigkeit A bzw. B und Herausziehen
aus der jeweiligen Flüssigkeit A bzw. B benetzt bzw. entnetzt wird.
16. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dosierspitze (1) ein Draht ist.
17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die benetzende Flüssigkeit A Dimethylsulfoxid ist.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die entnetzende Flüssigkeit B Wasser ist.
19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß es zur Dosierung von Reagentien oder Edukten in der Biochemie oder in
der kombinatorischen Chemie eingesetzt wird.
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Owner name: SUNYX SURFACE NANOTECHNOLOGIES GMBH, 50933 KOELN, |
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |