EP0264704B1

EP0264704B1 - Pipettiervorrichtung mit einem Aufsteckkonus für eine Pipettenspitze sowie Pipettenspitze für eine solche Pipettiervorrichtung

Info

Publication number: EP0264704B1
Application number: EP87114544A
Authority: EP
Inventors: Herwig Dr. Phil. Nat. Puchinger; Hero Dr. Gerken; Günther Kühn
Original assignee: Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1987-10-06
Publication date: 1992-03-04
Anticipated expiration: 2007-10-06
Also published as: DE3635598C2; JPS63185457A; JPH04131438U; US4999164A; JPH0611102Y2; ATE73014T1; EP0264704A2; DE3635598A1; EP0264704A3; DE3777064D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Pipettiervorrichtung mit einem Aufsteckkonus für eine Pipettenspitze nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der US-PS 4 059 020 sind Filter zur Verwendung mit Kunststoffspitzen von Mikropipetten bekannt. Die Filter bestehen aus porösem Kunststoff oder Metall und können mit der Spitze in Anlage gebracht werden, wenn die Flüssigkeitsprobe aufgenommen wird, so daß diese gleichzeitig gefiltert wird. Hierbei handelt es sich um einen reinen Flüssigkeitsfilter, der nach der Probenaufnahme und vor der Abgabe der gefilterten Flüssigkeit entfernt wird. Einbezogen wird, daß Spitzen mit verschiedenen Größen und Formen verwendet werden. Die Filtervorrichtung besteht aus einem auf eine Pipettenspitze aufsteckbaren Halter für ein Filter, wobei der Durchgang an dem aufsteckbaren Ende zylindrisch oder konisch ausgeführt ist und damit ein Einsatz an verschiedenen Pipettenspitzenformen möglich ist. Das poröse Flüssigkeitsfilter ist zum Durchgang ausgerichtet in einem gegenüber dem Durchgang verbreiterten Filterraum angeordnet.
Aus der FR-A-2 220 135 ist eine Pipettiervorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die ein scheibenförmiges Filter aufweist. Der Filter soll einen feinen Durchgang von Luft ermöglichen und den Durchtritt von Mikroorganismen oder Viren verhindern. Hierzu kann er aus einem polymeren Material, wie Nylon, Polypropylen oder Polytetrafluorethylen, aus einem Fasermaterial wie Glaswolle oder lichtabsorbierender Baumwolle oder synthetischer Faser oder aus einem synthetischen polymeren Material mit Kanälen darin bestehen. Die Wirkung derartiger homogener Filter ist jedoch nicht bei allen Verunreinigungen gleichermaßen zufriedenstellend und kann insbesondere bei Vorliegen ganz verschiedener Mikroorganismen oder Viren zumindest für Teile davon unzulänglich sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pipettiervorrichtung der eingangs angegebenen Art so zu verbessern, daß eine verbesserte Reinigung durchgehender Luft von Aerosolen, Bakterien, Pilzen und Pilzsporen erfolgt, wobei ein gut zu handhabender Einsatz des Filters an einem besonders wirksamen Ort vorgesehen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Filter kann dabei in zwei Richtungen wirksam werden, so daß sowohl eine Kontamination des oberhalb der Filterebene befindlichen Pipetteninnenraumes als auch eine Rückkontamination aus dem oberen Pipetteninnenraum zur aufgenommenen Flüssigkeit verhindert wird.
Ein solches Filter hat in der Anwendung erhebliche Vorteile, weil den Durchgängen von Flüssigkeit und Luft verschiedene Einflüsse, auch nach Maßgabe der Druckänderung, entgegengesetzt werden.
Unter diesem Gesichtspunkt sind Scheiben verschiedener Dichte bzw. verschiedener Höhen übereinander geschichtet. Dabei kann die Filterwirkung durch die Länge der Durchgänge beeinflußt werden.
Die progressive Filterwirkung ist zweckmäßig, weil hinsichtlich zu filternder Substanzen ein Filterelement geschaffen wird, das bei bestimmten Substanzen einen glatten Durchgang ermöglicht. Bei Substanzen mit abweichenden Eigenschaften ist deren schrittweise Ausfilterung vorgesehen, wobei in Abhängigkeit von den Inhalten durch die progressive Filterwirkung eine Abstimmung auf bestimmte Inhalte möglich ist. Dabei ist ein mit progressiver Filterwirkung über die Filterlänge ausgeführtes Filterelement vorteilhaft, bei welchem einzelne Filterteile bzw. -scheiben auswechselbar sind. Hierdurch kann auch ein Filterelement auf verschiedene Substanzen abgestimmt werden. Als wirksame Porengröße wird der Bereich zwischen 0,2 und 0,45 µm einbezogen.
Grundsätzlich hat die Filteranordnung oder -ausführung in einer bevorzugten Ausgestaltung eine Beschichtung des Filtermaterials mit speziellen bakteriziden, fungiziden oder viruziden Wirkstoffen ebenso wie auch mit generell desinfizierend wirksamen Substanzen.
Dabei kann zweckmäßig für besondere Einsatzgebiete eine hydrophobe Beschichtung, z.B. in Form einer silanisierten Oberfläche des Filtermaterials vorgesehen sein. Dieses stellt eine günstige Ausführung eines Aerosolfilters dar, weil mitgenommene Feuchtigkeit abgewiesen wird.
In diesem Zusammenhang wird einbezogen, daß das Filtermaterial mit einer Klebstoffbeschichtung aus einem reaktionsfähigen Material versehen sein kann, das besondere Anteile des durchgehenden Mediums bindet und auch dann ausscheidet.
Unter Verwendung eines Mikroporen in Durchgangsrichtung aufweisenden Filters ist in einer bevorzugten Ausgestaltung dieses Filter als Teilstück aus anorganischem Material in Verbindung mit einer Filterscheibe aus gesintertem Kieselgur ausgeführt. Diese Zusammensetzung eröffnet auch Möglichkeiten zur Anpassung.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Filters hat eine pilzartige Ausbildung mit einem in den Durchgang des Aufsteckkonus einschiebbaren Stiel. Auch ein solches Filter ist leicht zu handhaben, weil der Pilzkopf des Filters als Griffteil angefaßt werden kann. Der Stiel selbst stellt dabei ein besonderes Filterelement dar, das nach obigen Darlegungen insbesondere aus mehreren schichtartigen Abschnitten mit progressiver Filterwirkung ausgestaltet sein kann.
Für alle Ausführungen wird vorteilhaft einbezogen, daß das Filter mit einem Indikatorzusatz für Flüssigkeitskontakt, z.B. in Form von Kobaltverbindungen, versehen ist. Dieses Merkmal ist gerade im Zusammenhang mit einem Filter aus mehreren Schichten und progressiver Filterwirkung eine besonders günstige Ausgestaltung, um bei einer einmalig auftretenden Flüssigkeitskontamination einen Farbumschlag zu bewirken oder aber bei mehrfacher Dosierung, insbesondere bei allmählichem Eintritt von Aerosolen, d.h. bei mehrfacher Dosierung der Beaufschlagung eine langsame Farbveränderung einzuführen, um dadurch den Grad einer Aerosolbelastung erkennbar zu machen. Dieses ergibt sich aus der durch den Indikatorzusatz entstehenden Verfärbung in Abhängigkeit von Schichten, wenn eine mehrschichtige Ausführung vorgesehen ist.
Derartige beschichtete Filtermaterialien setzen eine absolute Trockenlagerung voraus. Einbezogen wird daher auch in Verbindung mit den anderen erwähnten Beschichtungen eine Trockenverpackung, gegebenenfalls in Form einer Blister-Packung mit Eingaben für die Trockenhaltung des Inhaltes.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: in schematischer Seitenansicht eine Pipettiervorrichtung mit einer Aufsteckspitze, zum Teil im Schnitt;
Fig. 2: eine Seitenansicht einer Aufsteckspitze im Schnitt unter Einbeziehung einer ganz besonderen Ausgestaltung einer solchen Pipettenspitze, jedoch mit einem eingebrachten Filterelement;
Fig. 3: eine Draufsicht auf Fig. 2 im Schnitt längs der Linie III-III;
Fig. 4: eine der Fig. 2 entsprechende Seitenansicht einer Aufsteckspitze anderer Ausführung;
Fig. 5 bis 7: Seitenansichten schematischer Art, teilweise im Schnitt für verschiedene Ausgestaltungen eines Filterelementes;
Fig. 8: das untere Ende einer Pipettiervorrichtung mit einem Aufsteckbonus in besonderer Ausgestaltung in schematischer Darstellung;
Fig. 9: das untere Ende einer Pipettiervorrichtung mit einem einteiligen Aufsteckkonus üblicher Ausführung in Verbindung mit einer Pipettenspitze unter Zwischenschaltung einer Filteranordnung in Seitenansicht und im Schnitt;
Fig. 10: das schematisch dargestellte untere Ende einer üblichen Ausführung einer Pipettiervorrichtung mit einer besonderen Ausgestaltung einer Filterausführung.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Eine Pipettiervorrichtung 1 nach Fig. 1 hat einen Vorrichtungskörper 2, beispielsweise zylindrischer Art mit einem nach oben herausgeführten Betätigungshebel 3 zum Antrieb eines Kolbens 4 in einem Zylinderraum 5, von welchem ein kapillarartiger Durchgang 6 zur Endfläche 7 eines Aufsteckkonus 8 ausgeht. Es versteht sich, daß für die Anordnung des Betätigungshebels 3 und des Kolbens 4 zusätzliche Führungs- und auch Verrastungsmittel sowie Einstelleinrichtungen, die gegebenenfalls durch einen Handhebel 9 betätigbar sind, für verschiedene Hubgrößen vorgesehen sind.
Solche Pipettiervorrichtungen sind bekannt. Beispielsweise wird dazu auf die DE P 25 49 477 verwiesen.
Auf den Aufsteckkonus ist eine Pipettenspitze 10 aufgesetzt, die an ihrem unteren Ende bei 11 offen ist und an ihrem oberen weiteren Ende außen eine Wandverstärkung 12 aufweisen kann, so daß bei übereinstimmender Gestalt mit dem Aufsteckkonus 8 ein sicherer Sitz gewährleistet wird.
In dem Bereich 13, der das untere Ende der Pipettiervorrichtung 1 mit dem Aufsteckkonus und auch das obere Ende der Pipettenspitze 10 unterhalb des Aufsteckkonus einbezieht, ist ein Filter 14 angeordnet.
Für die Anordnung des Filters sind mehrere Möglichkeiten einbezogen.
Nach den Fig. 2 und 3 ist das Filter 14 entsprechend der Konizität der Pipettenspitze 10 konisch ausgestaltet und in der Pipettenspitze 10 angeordnet.
Nach den Fig. 2 und 3 ist die Positionierhilfe in Form nach innen gerichteter Vorsprünge 15 - 17 ausgeführt, auf welche sich der Rand der unteren Fläche 18 des Filters anlegt. Hier kann ein besonderer Andruck vorgesehen sein. Bevorzugt wird die Ausführung der Vorsprünge 15 - 17 mit einem auf der Oberseite angeordneten dachförmigen Grat 19 - 21, der es erleichtert, den Filter zur dichten Wandanlage an die Wand der Pipettenspitze einzufügen, indem untere Randabschnitte auf die Grate aufgepreßt werden, die eindringen und damit auch die Lage in Umfangsrichtung fixieren. Bevorzugt wird dabei eine Ausführung der Vorsprünge 15 - 17 in schmaler Form als senkrecht angeordnete Schneiden, auf welchen der Filter unter äußeren Einwirkungen, sei es beim Einsetzen oder unter betriebsmäßigen Einflüssen, leicht seinen Sitz findet, indem der Filter mehr oder weniger tief über die Schneiden dringt.
Aus Fig. 2 ergibt sich zum anderen, daß die Pipettenspitze 10 einen Wandabschnitt 54 geringerer Wandstärke hat und bei der Ausführung der Pipettenspitze 10 aus elastischem Material in diesem Bereich ausdehnungsfähig ist. Das hat den Vorteil, daß ein eingeschobener Filter eine elastische Ausweitung der Wände des Aufsteckkonus bewirkt und damit einen festen Sitz findet, wobei der untere Rand beispielsweise bei 55 des besonders elastischen Wandabschnittes 54 auch eine Widerlagergrenze für einen eingeschobenen Filter bildet.
Unabhängig davon wird nicht nur in einer solchen zuletzt beschriebenen Ausführung, sondern auch in einer Ausbildung einer Pipettenspitze mit durchgehend gleichmäßig festem Wandteil ein Paßsitz eines eingebrachten Filters einbezogen.
Nach Fig. 4 besteht die Positionierhilfe aus einem nach innen gerichteten Ringflansch 22, der eine randweise Anlagefläche für den Filter bildet. Bei dieser Ausführung versteht sich, daß dieser als Konusabschnitt ausgeführte Filter so weit mit Übermaß ausgeführt ist, daß er bei Erreichen des Ringflansches eine abdichtende Anlage an der Innenwand der Pipettenspitze 10 findet.
In den Fig. 5 bis 7 sind verschiedene Ausführungen des Filters gezeigt. Die dargestellte konische Ausführung ist zum Einsatz in die beschriebenen Lösungen vorteilhaft, aber an sich nicht notwendig.
Erfindungsgemäß besteht nach Fig. 5 ein Filter 23 aus mehreren Schichten 24 bis 27, die scheibenweise ausgeführt sind. Dieses ist ein Merkmal, weil die Scheiben verschiedene Filtereigenschaften haben können, so daß dann eine progressive Filterwirkung entsteht. Beispielsweise können Scheiben gleicher Höhe verschiedene Dichte aufweisen, so daß dadurch in ihnen verschiedene Filterwirkungen entstehen, weil durchgehende Medien bei zunehmender Dichte mehrfach mit Wandteilen von Kapillardurchgängen in Berührung kommen. Dieses kann zur Auslösung von Reaktionen ausgenutzt werden, aber an sich auch für eine gesteigerte Filterwirkung, wenn nämlich die Saug- oder Druckkraft eine bestimmte Höhe erreicht oder überschreitet.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, haben die Scheiben 24 bis 27 verschiedene Höhen. Bei Ausführung von Scheiben mit gleicher Dichte ergeben sich dann aber durch die verschiedenen Höhen im wesentlichen proportional verschiedene Durchgangserschwerungen, d.h. Filterwirkungen. Eine solche Ausführung wird bevorzugt, wenn die Filterwirkung von selektiv wirkenden Einflüssen begleitet sein soll. Diese Einflüsse ändern sich in ihrer Reaktionsaktivität in Abhängigkeit von der Höhe der einzelnen Scheiben, d.h. die Aktivität nimmt zu, wenn die Scheibe dicker ist. Auch dadurch ist eine Bemessung möglich.
Eine solche Ausführung wird bevorzugt, wenn wenigstens einzelne Teile des Filters mit einem sich verfärbenden Indikatorzusatz für Flüssigkeitskontakt versehen sind. Dabei wird noch die weitere Variation einbezogen, daß der Indikatorzusatz für einzelne Scheiben 24 bis 27, gegebenenfalls von gleicher Höhe, verschieden stark sein kann.
Die Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform eines Filters mit einem Teilstück 28 aus insbesondere anorganischem Material, z.B. Glasfasermaterial oder Steinwolle, welches im wesentlichen axiale mikrokapillarartige Durchgänge 29 hat. Ein solches Teilstück ist insbesondere mit einer Filterscheibe 30 versehen, die aus Zellulose oder einem entsprechenden Kunststoff ausgeführt ist, der vorteilhaft nicht mit der zu behandelnden Substanz reagiert, aber aufgrund seiner labyrinthförmig verwundenen Durchgänge besondere Filtereigenschaften aufweist. Dazu wird für das Material und die Porengröße auf obige Ausführungen verwiesen.
Die Fig. 7 zeigt eine entsprechende Lösung mit einem Teilstück 31 und einer Filterscheibe 30. Das Teilstück 31 besitzt dabei, ausgehend von der unteren Eintrittsöffnung 32, labyrinthförmig verlaufende Durchgänge, von denen einer mit 33 bezeichnet ist. Diese Durchgänge sind durch Prallflächen 34 bis 37 begrenzt, die Wandteile für die Durchgänge bilden. Diese Prallflächen können aus einem reaktionsfähigen Material, wie z.B. Klebstoffbeschichtungen, bestehen, das besondere Anteile des durchgehenden Mediums bindet und dabei, abgesehen von der Ablagerung aufgrund der Umlenkung, annimmt und damit aus dem Medium ausscheidet. Hierbei wird trotz der Filterscheibe 30 einbezogen, daß in erster Linie ein Aerosolfilter geschaffen wird, weil dann auch die Filterscheibe 30 zusätzlich besondere Reaktionen bei Flüssigkeitszugang aufweisen kann.
Fig. 8 zeigt eine andere Lösung, bei der unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Aufsteckkonus 8 aus zwei Teilen 38 und 39 besteht. Dieser Aufsteckkonus ist infolgedessen teilbar. Der an dem Vorrichtungskörper 2 der Pipettiervorrichtung befindliche Teil 38 ist über einen Abschnitt seiner Länge von dem kapillaren Durchgang 6 durchsetzt, weist aber unter einer in ihm befindlichen Querwand 40 einen freien Raum auf.
Der andere Teil 39 ist beispielsweise durch eine Schraubverbindung 41 mit Gewinden am Teil 38 befestigt. Der Teil 39 ist dabei als Hohlschale ausgeführt und nur unten durch den Wandteil 42 mit dem kapillaren Durchgang 43 abgeschlossen. In dem Hohlraum 44 des hohlen Teils 39 befindet sich ein Filter 45 der beschriebenen Ausführung. Dieses Filter ist leicht auswechselbar, weil der untere Teil 39 des Aufsteckkonus frei zugänglich ist und abgeschraubt werden kann. In dieser Anordnung ist zweckmäßig ein elastischer Dichtring 56 einbezogen, welcher eine anpassende Zusammenfügung unter Anspannung ermöglicht. Eine Steckverbindung mit einem Bajonettverschluß wird nicht ausgeschlossen.
Durch die Ausführung nach Fig. 8 behält die Pipettiervorrichtung ihre Gestalt für den Einsatz üblicher bekannter Pipettenspitzen.
Gleiches gilt für Fig. 9. Hier wird die Handhabung noch zusätzlich erleichtert, weil außen auf den Aufsteckkonus 8 ein konisches Vorsteck-Filterelement 46 aufsetzbar ist, das im Inneren mit einem Filter 47 ausgestattet ist.
Durch die konische Ausführung ist das weitere Ende 48 ohne weiteres auf den Aufsteckkonus aufsetzbar. Dieses weitere Ende kann auch elastisch ausgeführt sein. Auf das untere engere Ende 49 ist außen die Pipettenspitze 10 aufsteckbar, weil die Konizität infolge der beschriebenen Ausführung gleich bleibt.
Das Vorsteck-Filterelement 46 ist insofern eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung für die Anordnung des Filters im Bereich 13 nach Fig. 1.
Die Handhabung des Vorsteck-Filterelementes kann durch einen außen und im oberen Bereich angeordneten flanschartigen Griffansatz 53 erleichtert werden, der zweckmäßig als Mehrkant ausgeführt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8, in welcher ein Filter 45 im Aufsteckkonus vorgesehen ist, d.h. an der Pipettiervorrichtung 1, zeigt Fig. 10 eine weitere und andere vorteilhafte Ausgestaltung dadurch, daß ein Filter 50 nicht im Inneren des Aufsteckkonus 8 angeordnet ist, sondern außen an seiner Spitze. Dieses wird durch eine pilzförmige Ausbildung erreicht, welche ein Kopfstück 51 insbesondere halbkugelförmiger Gestalt mit einer Basis entsprechend der unteren Fläche des Aufsteckkonus und einen Stiel 52 besitzt, der in den kapillaren Durchgang eingeführt werden kann. Ein solches Filter kann am Kopfstück 51 leicht gehandhabt werden. Der Stiel 52 an sich und auch in bezug zum Kopfstück 51 kann aus Filtermaterialien verschiedener Wirkung ausgeführt sein. Auf den Konus wird eine handelsübliche Pipettenspitze aufgesetzt.

Claims

Pipettiervorrichtung mit einem Aufsteckkonus für eine Pipettenspitze und einem mit einem Durchgang des Aufsteckkonus verbundenen Kolbenraum zur Hin- und Herbewegung eines Kolbens, mit einer Pipettenspitze und mit einem Filter, das in der Pipettenspitze angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (14, 23, 50) als Aerosolfilter in einem Bereich (13) lösbar angeordnet ist, welcher das untere Ende der Pipettiervorrichtung (1) mit dem Aufsteckkonus (8) und das obere Ende der Pipettenspitze (10) unterhalb des Aufsteckkonus umfaßt, und daß das Filter (14, 23) aus mehreren Schichten (24-27) ausgeführt ist, die scheibenweise übereinander angeordnet sind und progressive Filterwirkung aufweisen, indem sich die Durchlässigkeit von Scheibe zu Scheibe ändert, insbesondere abnimmt und Scheiben (Schichten 24-27) verschiedener Dichte übereinander geschichtet sind und/ oder verschiedene Höhen besitzen.
Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter eine Beschichtung des Filtermaterials mit speziellen bakteriziden, fungiziden oder viruziden Wirkstoffen ebenso wie auch mit generell desinfizierend wirksamen Substanzen hat.
Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Mikroporen in Durchgangsrichtung aufweisenden Filter, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Filter als Teilstück (28) aus anorganischem Material in Verbindung mit einer Filterscheibe (30) aus gesintertem Kieselgur ausgeführt ist.
Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet, durch eine pilzartige Ausbildung mit einem in den Durchgang (6) des Aufsteckkonus (8) einschiebbaren Stiel (52).
Pipettiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kopfstück der pilzförmig ausgebildeten, insbesondere halbkugelförmigen Gestalt als Handgriff vorgesehen ist.
Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (14, 23, 50) mit einem Indikatorzusatz für Flüssigkeitskontakt versehen ist.
Pipettiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Indikatorzusatz in Form von Kobaltverbindungen vorgesehen ist und bei einer einmalig auftretenden Flüssigkeitskontamination ein Farbumschlag oder aber bei mehrfacher Dosierung, insbesondere bei allmählichem Eintritt von Aerosolen, eine langsame Farbveränderung bewirkt.