DE4214634C1 - Pipettierhilfe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pipettierhilfe zum Ansaugen und Entleeren von Flüssigkeiten bei Pipetten.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Pipetten bekannt, die über einen Kolbenmechanismus Flüssigkeiten an­ saugen und wieder herausdrücken. Nur wenige technische Lösun­ gen sind dagegen für Pipetten bekannt, die vielfach noch immer in Laboratorien als einfache, billige und leicht handhabbare Meßgeräte verwendet werden und bei denen das Ansaugen mit dem Mund oder einem entlüftbaren Gummiball (der Pipettierhilfe) erfolgt.

In der DE-OS 21 55 239 wird ein Saugzylinder zum Ansaugen von Flüssigkeit bei Pipetten beschrieben, der das Ende der Pipette umgibt, ohne daß Ventile dafür vorgesehen sind. Eine praktische Umsetzung dieses Vorschlages ist nicht bekannt geworden.

Die DE 30 16 594 A1 beschreibt eine rohrartige und formfeste Pipette mit Ansaughilfe, wobei die Ansaughilfe aus einem ela­ stischen, ballonartigen Gefäßteil besteht, der eine Ansaugöff­ nung und eine Belüftungsöffnung hat, die einander gegenüber liegen. Der elastische und der formfeste Gefäßteil können miteinander verschmolzen sein und somit eine Pipette mit ange­ setztem Saugteil bilden. Die Verschlußelemente für den elasti­ schen Gefäßteil sind nicht angegeben.

Die DE 83 33 458 U1 beschreibt eine Pipettierhilfe für Kapillarpipetten, die aus einem balgartigen Kopf besteht und einem nachfolgenden Rohr zur Aufnahme eines Adapters für die Kapillarpipette. Öffnungen für den Luftein­ tritt und -austritt sind außer über die Pipettenspitze nicht vorgesehen.

Es sind auch bereits Saughilfen bekannt, die die Reini­ gung des Saugballes durch eine gesonderte Verschraubung (DE-AS 12 60 826) oder die Genauigkeit der Ansauggeschwindigkeit (DE- GM 69 42 735) verbessern. Außerdem sind Ansaugeinrichtungen bekannt, die auf beiden Seiten eines Gummikörpers Saug- und Druckventil aufweisen (CH 230 522; DE-GM 18 72 190) oder wo der Saugkörper durch einen Blasebalg gebildet wird mit einem Aus­ laßventil und einem Ansaugkanal (CH 308 314).

Weiterhin ist eine unter dem Namen "Peleusball" verwende­ te Pipettierhilfe bekannt (DE-PS 897 930), die aus einem Gummima­ terial besteht mit Ansaug- und Austrittsöffnung, die jeweils durch ein Kugelventil in Form einer im Luftdurchlaß angeord­ neten Glaskugel verschlossen ist. Nachteilig bei dieser Pipet­ tierhilfe ist die schlechte Reinigungsmöglichkeit nach Ein­ tritt von pipettierten Flüssigkeiten in Abschnitte des Gummi­ materials und vor allem die Notwendigkeit, beim Zusammendrük­ ken des Luftballes gleichzeitig mit den Fingern das entspre­ chende Ventil betätigen zu müssen und ebenso beim Ausdrücken von Resten aus der Pipette. Weiterhin nachteilig ist die Her­ stellung von wenigstens zwei Formteilen mit nachfolgender Verklebung (oder Vulkanisierung) des Materials.

Die Herstellung von derartigen Pipettierhilfen erfolgt meist im Spritzgußverfahren, wobei wegen der großen ballon­ artigen Verdickung des Zentralkörpers entweder die beiden separat spritzgegossenen Hälften später zusammengeklebt oder vulkanisiert werden oder ein einteiliger Formkörper über ein Treibmittel in einer Form ohne Kern erzeugt wird. Beim letzt­ genannten Verfahren wird eine sehr unregelmäßige Oberfläche des elastischen Materials erzeugt, die sich nur schlecht nach Eintritt pipettierter Flüssigkeiten reinigen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pipettierhilfe anzugeben, die funktionssicher und leicht handhabbar ist und zugleich eine komplikationslose Reinigung des Innenbereiches erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pipettierhilfe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Hohlkörper der Pipettierhilfe besteht vorzugsweise aus einem einzigen Stück eines gummi-elastischen Materials. Weiterhin bevorzugt ist, daß der Durchmesser des rohrförmigen ersten Ansatzstückes zum Durchmesser des ballartigen Zentralkörpers in einem Ver­ hältnis von 1:2 bis 1:4, vorzugsweise 1:2,5 bis 1:3,5, ins­ besondere 1:3,0 bis 1:3,4 steht.

Um ein bequemes Einsetzen und Entfernen des Ventils zu ermöglichen, sollte im Zusammenspiel zwischen Ventil und In­ nenseite des ersten Ansatzstückes stets eine geringe Toleranz von -0,3 mm vorhanden sein, d. h. ein genauer Preßsitz ist zu vermeiden. Das Ventil wird vorzugsweise dadurch gehalten, daß unterhalb der auskragenden oberen Grundfläche seines zylindrischen Mantel­ teiles eine ringförmige runde Nut im zylindrischen Mantelteil ausgebildet ist, die sich im Eingriff befindet mit der am inneren oberen Rand des Ansatzstückes angeordneten ringförmi­ gen runden Lippe.

Zum anderen wird das Ventil vorteilhafterweise dadurch gehalten, daß der auskragende Absatz des Verschlußelementes in einem solchen Ab­ stand von der Nut angeordnet ist, daß beim Eingriff der Lippe in die Nut die Ringfläche des Absatzes formschlüssig an dem Ansatzbereich des ballartigen Zentralkörpers anliegt. Dabei sollte der Ansatzbereich des Zentralkörpers einen Winkel von 90° zum ersten Ansatzstück aufweisen.

Die Bohrung in dem zylindrischen Mantelteil ist unterhalb der Nut, jedoch oberhalb des auskragenden Absatzes angeordnet, vorzugsweise in einem der Nut näheren Abschnitt des Verschluß­ elementes. Bevorzugt wird, daß der zylindrische Mantelteil zwei Bohrungen aufweist, die vorzugsweise einander gegenüber liegen.

Mit Hilfe dieses ersten Verschlußelementes, das auch als Sicherheitsventil bezeichnet werden kann, ist in der entspre­ chenden Paßform innerhalb des ersten Ansatzstückes eine ein­ wandfreie Abdichtung möglich und es ist infolge des kragenför­ mig erweiterten oberen Teiles leicht herausziehbar.

Im Bereich der Einmündung des dritten Ansatzstückes in das zweite Ansatzstück ist eine geringvolumige Erweiterung des Ansatzstückes vorgesehen. Diese dient dazu, in der Pipette verbliebene Restflüssigkeiten vollständig herauszudrücken. Eine solche Erweiterung am Ende des dritten Ansatzstückes, wie beim Stand der Technik, ist damit nicht mehr erforderlich. Es entfällt dadurch auch die Notwendigkeit, zum Herausdrücken von Restflüssigkeiten gleichzeitig das im dritten Ansatzstück befindliche Verschlußelement zu betätigen und stellt somit eine weitere Verbesserung der Erfindung dar.

Das zweite und dritte Verschlußelement sollte jeweils eine Kugel sein, vorzugsweise eine Glaskugel. Ebenso ist es vorteilhaft, auf der Außenseite des zweiten und dritten An­ satzstückes in Höhe der jeweiligen Verschlußelemente kreisför­ mige, markierte und gegenüber dem runden rohrförmigen Ansatz­ stück erhabene Druckflächen anzuordnen.

Das gummi-elastische Material ist vorteilhaft ein gegen­ über aggressiven Flüssigkeiten wie Säuren und Basen relativ inerter Stoff, der außerdem eine gute Dehnbarkeit und ausge­ zeichnete Elastizität bzw. Ermüdungsstabilität aufweist. Be­ vorzugt wird erfindungsgemäß Naturkautschuk.

Die erfindungsgemäße Pipettierhilfe bietet durch die besondere Ausbildung des ersten rohrförmigen Ansatzstückes im Verhältnis zu dem ballartigen Zentralkörper und des im Ansatz­ stück angeordneten Verschlußelementes (Sicherheitsventil) die Möglichkeit, das Ventil leicht herauszunehmen und damit den elastischen Hohlkörper in einfacher Weise von etwa eingedrun­ genen Flüssigkeiten oder Feststoffen (bei Suspensionen) zu reinigen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es infolge des eingesetzten Sicherheitsventils beim Zusammendrücken des ballartigen Zentralkörpers nicht mehr erforderlich ist, gleichzeitig mit dem Zusammendrücken auch das Ventil im ersten Ansatzstück zu betätigen, um die Luft in die Außenatmosphäre zu lassen.

Das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Pipettierhilfe aus gummi-elastischem Materi­ al besteht darin, daß in eine zweiteilige geschlossene Form, in deren Inneren ein mehrteiliger Formenkern angeordnet ist, vorzugsweise ein dreiteiliger Formenkern, wobei der von der inneren Oberfläche der Außenform und der äußeren Oberfläche des Formenkerns gebildete Hohlraum einem Hohlkörper entspricht mit einem ballartigen Zentralkörper und einem ersten rohrför­ migen Ansatzstück und einem auf der gegenüber liegenden Seite angeordneten zweiten rohrförmigen Ansatzstück, von dem winklig ein drittes rohrförmiges Ansatzstück abgeht, bei erhöhter Temperatur eine thermoplastische Formmasse in üblicher Weise in die Form eingebracht und vernetzt wird, und unmittelbar im Anschluß an die Entformung aus der zweiteiligen Form der Teil des Formenkerns für dem ballartigen Zentralkörper durch Auf­ weitung des ersten rohrförmige Ansatzstückes des gummi-elasti­ schen Hohlkörpers herausgezogen wird, und schließlich durch Einsetzen von drei entsprechenden Verschlußelementen in den drei Ansatzstücken die Pipettierhilfe komplettiert wird.

Als Herstellungsverfahren eignet sich besonders das Spritzgießverfahren, das eine rationelle Fertigung der Pipettierhilfe ermöglicht. Die Temperaturen sind dabei von der Art der thermoplastischen Masse abhängig. Im allgemei­ nen liegt die Temperatur im Bereich von 80°C bis 200°C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 180°C. Auch Druck und Verweilzeit in der Form sind den jeweiligen thermoplastischen Formmassen anzupassen und liegen im Bereich des bekannten Fachwissens. Daher ist es auch klar, daß andere Herstellungs­ verfahren wie beispielsweise das "transfer moulding"-Verfahren angewandt werden können.

Die Erfindung soll nachstehend durch Beispiele näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung bedeuten Fig. 1 Schnittansicht des Hohlkörpers;

Fig. 2 Teilschnitt des Hohlkörpers;

Fig. 3 Detailschnitt des oberen Endes vom ersten Ansatzstück und vom Sicherheitsventil;

Fig. 4 Detailschnitt vom unteren Ende des Sicherheitsventils und vom Ansatzbereich des ballartigen Zentralkörpers.

Die Pipettierhilfe zum Ansaugen von Flüssigkeiten besteht aus einem gummi-elastischen Hohlkörper 1 aus Naturkautschuk mit einem größeren ballartigen Zentralkörper 2, an dem sich ein erstes rohrförmiges Ansatzstück 3 und ein zweites rohrförmiges Ansatzstück 4 befindet. Von dem zweiten Ansatzstück geht rechtwinklig ein drittes rohrförmiges Ansatzstück 5 ab. In dem ersten rohrförmigen Ansatzstück 3 ist als erstes Verschlußele­ ment 6 ein leicht entfernbares Sicherheitsventil angeordnet, das beim Zusammendrücken des ballartigen Zentralkörpers 2 ohne zusätzliche Betätigung die komprimierte Luft aus dem Inneren des Hohlkörpers in die Außenatmosphäre hindurchläßt, aber nicht umgekehrt. Gleichzeitig nehmen bei einer solchen Betäti­ gung das zweite und dritte Verschlußelement 7 und 8, die hier in Form von üblichen Glaskugeln eingesetzt sind, in den ent­ sprechenden Ansatzstücken 4 und 5 für den Luftdurchtritt von innen nach außen eine Sperrstellung ein. Das Sicherheitsventil ermöglicht durch diesen nur in einer Richtung vorgegebenen Durchtrittsweg, daß das im ballartigen Zentralkörper durch Zusammendrücken entstandene Vakuum nach Betätigen des Ver­ schlußelementes 7 im zweiten Ansatzstück 4 genutzt wird zum Ansaugen von Luft bzw. Flüssigkeit über die an der Außenöff­ nung 23 des Ansatzstückes 4 angeschlossene Pipette.

Der Durchmesser des rohrförmigen ersten Ansatzstückes 3 steht zum Durchmesser des ballartigen Zentralkörpers 2 in einem Verhältnis von 1:3,2. In dem Ansatzstück 3 ist das erste Verschlußelement 6 als Sicherheitsventil angeordnet in Form eines nichtelastischen zylindrischen Hohlkörpers, dessen nach außen weisende obere Grundfläche 11 auskragend deckelförmig verschlossen ist und der in seinem zylindrischen Mantelteil 12 wenigstens eine durchgehende Bohrung 13 aufweist und dessen nach innen der kugelförmigen Erweiterung zugewandte Grundflä­ che 17 offen ist. Gemäß Fig. 4 befindet sich an der Außenseite des unteren zylindrischen Mantelteiles 12 ein auskragender Absatz 14, der zur Innenseite 15 des zylindrischen Manteltei­ les 12 konisch zuläuft. Durch diese konische Form wird das Einsetzen des Ventils erleichtert. Aus Fig. 4 ist auch der bevorzugte rechtwinklige Ansatzbereich des Zentralkörpers 2 und dessen Kontakt mit der Ringfläche des Absatzes 14 zu ent­ nehmen.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist unterhalb der auskragenden oberen Grundfläche 11 in dem zylindrischen Mantelteil 12 des Verschlußelementes 6 eine ringförmige runde Nut 18 im zylin­ drischen Mantelteil 12 ausgebildet. Am inneren oberen Rand des Ansatzstückes 3 ist eine ringförmige runde Lippe 9 angeordnet, die sich im Eingriff mit der Nut 18 befindet.

Der auskragende Absatz 14 des Verschlußelementes 6 ist in einem solchen Abstand von der Nut 18 angeordnet, daß beim Eingriff der Lippe 9 in die Nut 18 die Ringfläche des Absatzes 14 formschlüssig an dem Ansatzbereich des ballartigen Zentral­ körpers 2 anliegt.

Die Bohrung 13 in dem zylindrischen Mantelteil 12 ist dicht unterhalb der Nut 18 angeordnet. Sie besteht aus zwei Bohrun­ gen auf den gegenüberliegenden Seiten.

Für nicht auf Auslauf geeichte Pipetten ist es erforderlich, die Restmenge an Flüssigkeit durch Nachdrücken von Luft über die Pipettierhilfe zu entfernen. Dafür ist im Bereich der Ein­ mündung des dritten Ansatzstückes 5 in das zweite Ansatzstück 4 eine geringvolumige Erweiterung (10) des Ansatzstückes vor­ gesehen.

Gemäß Fig. 2 sind auf der Außenseite des zweiten und dritten Ansatzstückes 4, 5 in Höhe der jeweiligen Verschluß­ elemente 7, 8 kreisförmige, markierte und gegenüber dem runden rohrförmigen Ansatzstück erhabene Druckflächen 21, 22 angeord­ net. Sie erleichtern die Betätigung der Verschlußelemente 7 und 8.

Das Verfahren zur Herstellung der Pipettierhilfe besteht darin, daß ein Material aus Natur­ kautschuk mittels des Spritzgußverfahrens in eine zweiteilige geschlossene Form eingespritzt wird, in deren Inneren ein dreiteiliger Formenkern angeordnet ist, bestehend aus dem Formenkern für das Ansatzstück 3 mit dem ballartigen Zentral­ körper 2 und den beiden Formenkernen für das Ansatzstück 4 und das Ansatzstück 5. Die Temperatur beträgt dabei etwa 150-160°C. Unmittelbar im Anschluß an die Entformung aus der zwei­ teiligen Form wird der Formenkern für den ballartigen Zentral­ körper durch Aufweitung des Ansatzstückes 3 des einstückigen gummi-elastischen Hohlkörpers herausgezogen. Schließlich wird durch Einsetzen des Sicherheitsventils und der beiden Glasku­ geln als Verschlußelemente in den drei Ansatzstücken die Pi­ pettierhilfe komplettiert. Sie besteht aus nur einem einzigen Stück und kann ohne weitere Nacharbeit eingesetzt werden.

Claims (10)

1. Pipettierhilfe zum Ansaugen von Flüssigkeiten, bestehend aus einem elastischen Hohlkörper (1) mit einem größeren ball­ artigen Zentralkörper (2), an dem sich ein erstes rohrförmiges Ansatzstück (3) und ein zweites rohrförmiges Ansatzstück (4), von dem winklig ein drittes rohrförmiges Ansatzstück (5) ab­ geht, befindet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten rohrförmigen Ansatzstück (3) als erstes Verschlußelement (6) ein leicht entfernbares Sicherheitsventil angeordnet ist, das beim Zusammendrücken des ballartigen Zentralkörpers (2) ohne zusätzliche Betätigung die komprimierte Luft aus dem Inneren des Hohlkörpers in die Außenatmosphäre hindurchläßt, aber nicht umgekehrt, und gleichzeitig das zweite und dritte Ver­ schlußelement (7) und (8) in den entsprechenden Ansatzstücken (4) und (5) für den Luftdurchtritt von innen nach außen eine Sperrstellung einnehmen, wobei das erste Verschlußelement (6) ein nicht-elastischer zylindrischer Hohlkörper ist, dessen nach außen weisende obere Grundfläche (11) auskragend deckel­ förmig verschlossen ist und der in seinem zylindrischen Man­ telteil (12) wenigstens eine durchgehende Bohrung (13) auf­ weist und dessen nach innen der kugelförmigen Erweiterung zugewandte Grundfläche (17) offen ist, wobei sich an der Au­ ßenseite des unteren zylindrischen Mantelteiles ein auskragen­ der Absatz (14) befindet, der zur Innenseite (15) des zylin­ drischen Mantelteiles (12) konisch zuläuft.

2. Pipettierhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) aus einem einzigen Stück eines gummi-ela­ stischen Materials besteht.

3. Pipettierhilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Durchmesser des rohrförmigen ersten An­ satzstückes (3) zum Durchmesser des ballartigen Zentralkörpers (2) in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:4, vorzugsweise 1:2,5 bis 1:3,5, insbesondere 1:3,0 bis 1:3,4 steht.

4. Pipettierhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der auskragenden oberen Grund­ fläche (11) in dem zylindrischen Mantelteil (12) des Ver­ schlußelementes (6) eine ringförmige runde Nut (18) im zylin­ drischen Mantelteil (12) ausgebildet ist.

5. Pipettierhilfe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am inneren oberen Rand des Ansatzstückes (3) eine ringförmige runde Lippe (9) angeordnet ist, die sich im Eingriff mit der Nut (18) befindet.

6. Pipettierhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der auskragende Absatz (14) des Verschluß­ elementes (6) in einem solchen Abstand von der Nut (18) ange­ ordnet ist, daß beim Eingriff der Lippe (9) in die Nut (18) die Ringfläche des Absatzes (14) formschlüssig an dem Ansatz­ bereich der kugelförmigen Erweiterung (2) anliegt.

7. Pipettierhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (13) in dem zylindrischen Man­ telteil (12) unterhalb der Nut (18) jedoch oberhalb des aus­ kragenden Absatzes (14) angeordnet ist, vorzugsweise in einem der Nut (18) näheren Abschnitt des Verschlußelementes.

8. Pipettierhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantelteil zwei Bohrungen (13) aufweist, die vorzugsweise einander gegenüber liegen.

9. Pipettierhilfe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einmündung des dritten Ansatzstückes (5) in das zweite Ansatzstück (4) eine geringvolumige Erweiterung des An­ satzstückes vorgesehen ist.

10. Pipettierhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gummi-elastische Material Natur­ kautschuk ist.