DE1648818A1

DE1648818A1 - Mehrfach-Pipettiereinrichtung

Info

Publication number: DE1648818A1
Application number: DE19671648818
Authority: DE
Inventors: Sequeira Peter Jam Littlejohns; Drake Alan Rendall
Original assignee: Baird and Tatlock Ltd
Current assignee: Baird and Tatlock Ltd
Priority date: 1966-07-23
Filing date: 1967-07-24
Publication date: 1972-06-08
Also published as: SE357620B; DE1648818C3; DE1648818B2; GB1205751A; US3551112A

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Pipettiervorrichtung zur selbsttätigen Bearbeitung von vorzugsweise in Reagenzgläsern enthaltenen Flüssigkeitsproben nach verschiedenen, vorbestimnrfcaren Bearbeitungsprogrammen.

In der laborarbeit und insbesondere bei der Verarbeitung klinischer Proben in Krankenhäusern ist es oft nötig, eine große Zahl von Proben^schnell wie möglich zu verarbeiten. Die auszugführenden Operationen können Teile einer Analyse sein, und sie können z.B. eine oder mehrere der folgenden Vorgänge umfassen:

1. Das Entnehmen einer abgemessenen Menge einer Probe (oder einer daraus entnommenen Reaktions-Hischung)

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aus einem ersten Gefäß und Übertragung dieser abgemessenen Menge in ein zweites Gefäß. Anschließend oder gleichzeitig kann eine abgemessene Menge einer zweiten Substanz, wie z.B. ein Reagenz oder ein Verdünnungsmittel zu dem zweiten Gefäß zugesetzt werden.

2. Die Zusetzung einer vorbestimmten Menge eines oder mehrerer Reagenzien zu einer Probe (oder eine die Probe bildende Reaktions-Mischung), die sich schon in einem Gefäß befindet.

3. Das Entnehmen einer Reaktions-Mischung aus einem Gefäß und deren Untersuchung mit Hilfe eines Instrumentes, wie z.B. eines Photometers.

4. Die Benutzung von zweiten oder Kontrollproben für irgendwelche der obengenannten Operationen, wobei die Kontrollproben für Prüfzwecke einer abweichenden Behandlung unterzogen werden.

5. Probenhalter, die bequem unterteilt und als solche in eine Behandlungsvorrichtung überführt werden können, wie z.B. in eine Zentrifuge, während die Identifizierung äer einzelnen Proben gewahrt bleibt_fsowie eine gewisse Symetrie, unabhängig von der genauen zu untersuchenden Probenanzahl, solange diese Zahl kleiner ist als die größtmögliche Zahl in den Haltern.

Bisher sind Vorrichtungen für die Probenaufnahme und deren Verteilung bekannt, durch welche einzige der vorerwähnten

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Operationen nacheinander an einer großen Zahl von Proben durchgeführt werden können. Die Proben sind dabei in rechteckigen Gestellen , in kreisförmiger Anordnung oder aäf einem Fließband untergebracht, das an den Behandlungsstellen vorbeiläuft. Jedoch sind die bisher bekannten Vorrichtungen in ihrer Arbeitsweise nicht anpassungsfähig, so daß sich die Notwendigkeit ergibt, wenigstens einen Έ_β±\ irgend eines anderen Behandlungsverfahrens, dessen Ausführung gewünscht wird, von Hand auszuführen. Manuelle Ausführung erfordert jedoch gut geschultes Personal und geht besonders langsam von statten, ist also ungeeignet, wenn eine große Zahl von Proben zu verarbeiten ist.

Mit der vorliegenden Erfindung soll nunmehr eine Pipettiervorrichtung geschaffen werden, die im Betrieb, besonders anpassungsfähig ist und in bequemer Weise die Ausführung einer Vielzahl von Plusterbehandlungen gestattet.

Dieses Ziel erreicht die B_pflnflimg a^uvdh, daB <3*s Antriebsmittel sowohl einen Viagen . . , der eine Anzahl von Reagenzgläsern in rechtwinklig zueinander stehenden Reihen aufnimmt, und eine Positioniereinrichtung mit einem Mundstückhalter in Bezug zueinander geradlinig bewegen, als auch/eine Fortschreitbewegung des mit einem Mundstück verbundenen Mundstückhalters von einer M_unastückstellung, in der das Mundstück über einem Reagenzglas steht, als auch bei Raststellung des Mundstückes über einem Reagenzglas eine Vertikalbewegung des

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Mundstückhalters zwischen einer oberen Stellung, in der das Mundstück oberhalb des Reagenzglases steht, in eine untere Stellung bewirken, in der das Mundstück in das Reagenzglas hineinragt, und daß der unteren Stellung des Mundstückhalters eine Meßvorrichtung einem vorbestimmten Reagenzglas Flüssigkeit entnimmt bzw. ztführt.

Durch diese vrjrteilhafte Anordnung ist es möglich, große Probenraengen schnell und exakt zu bearbeiten.

Vorzugsweise ist der Wagen stufenlos beweglich, während die Positioniereinrichtung schrittweise beweglich ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung wenden nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen beschrieben. Dabei stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der wesenblichen Merkmale der erfindungsgemäßen Mehrfach-Pipettiervorrichtung,

Fig. 2 eirE schematische perspektivische Darstellung der Positioniereinrichtung

Fig. 3 und 3a Details der Mundstückhalter in verschiedenen Stellungen,

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^ig. 4 Rinft -np-rg-nektivisohe ^Wgtplln/ng· P-fne«s Tabletts für G-efäße in ϊοηη. von R_echen für R_eagenzgläser,

Hg. 5 und 6 Teile des G-efäßhalters in Drauf- und Seitenansicht

7 einen Schnitt in der Ebene VII-YII der £^l _ip._# 6,

8 zwei nach i?ig. 4 ineinandergesetzte Tabletts im Längs schnitt

J?ig. 9 eine Draufsicht auf die R_echen de-· i'ig. 4,

Pig. 10 eine Daufsieht auf die Rechen der 3?ig. 9 nach Einbringen in eine Zentrifuge,

l'ig. 11 einen Schnitt in der Ebene XI-XI der üig. 10 ]?ig. 12 E_{lmelhß1tfm dpr} Meßvorrichtung Ji¹Ig. 13 ein- Alteriiativausführungsbeispiel

^tff. 14 eine sthematische unfl BersOektivische Ansicht der V_orrichtung in ihrem G

Wie aus den Figuren 1, 12 und 14 hervorgeht, ist die Vorrichtung in einem Gehäuse 1 untergebracht und umfaßt einen Wagen 2 mit Wasserbad, eine Positioniereinrichtung 3 und einen Mundstüekhalter 4. Sie enthält ferner Antriebsmittel 5, 6 u. 7 für den Wagen 2, für die Positioniereinrichtung 3 und für den Mundstückhalter 4, sowie eine Meßeinrichtung 8 und Mittel zur Steuerung und gegenseitigen Abstimmung der Bewegungen dieser Teile.

Das Gehäuse 1 hat eine rechteckige i'orm mit einer geneigten Oberfläche 9 und einer Vorderwand 10, die in ihrem unteren Teil zur Aufnahme des Wagens 2 mit dem nötigen Spiel eine rechteckige Öffnung 11 aufweist. Der Wagen ist auf ausziehbaren (nicht dargestellten) Schienen befestigt, um ihn mit Hilfe seiner Antriebsvorrichtung linear in das Gehäuse 1 oder aus diesem heraus bewegen zu können, wie weiter unten noch erläutert wird. Über der Öffnung 11 weist die Vorderwand ' 10 einen Schlitz 12 auf, um mit Spiel einen Träger 13 für den Mundstückhalter 4 aufzunehmen. Dieser Träger besitzt die Jj¹Orm einer Welle und ruht innerhalb des Gehäuses 1 auf einer Antriebsmutter 14, die auf einer Leitspindel 15 läuft, welche von dem Motor 16 angetrieben wird und Antriebsvorrichtung 6 bildet. Die Mutter 14 trägt einen Motor 17 für den Mundstückhalter 4.

Die Leitspindel Vj ist im Gehäuse 1 in Längsrichtung angeordnet (gegenüber der Bewegungsrichtung des Wagens 2) ist sie jedoch in einem spitzen Winkel geneigt, wie weiter unten noch erläutert wird.

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Das Gehäuse 1 enthält ferner eine von einem Motor 19 angetriebene Antriebswelle 18, Die Welle 19 weist eine Kröpfung 20 zur Betätigung der Meßvorrichtung 8 über einen Antriebsmechanismus 21 auf und besitzt ferner eine Reihe von Bocken zur Steuerung einer entsprechenden Reihe von Mikroschaltern 23» sowie ein zweigängiges Getriebe 24» das über einen Kettenantrieb 25 mit dem Wagen 5 verbunden ist.

Die Punktion der Motore 16, 17 u. 19 wird in der richtigen Reihenfolge durch einen Zeitschalter 26 gesteuert, der seinerseits teilweise durch die Mikroschalter 23 gesteuert wird.

Der Wagen 2 enthält, wie erwähnt, ein Wasserbad zur Aufnahme der Gefäße, wie z.B. Reagenzgläser, in allgemein rechteckiger Anordnung. Er ist mit einer thermostatisch gesteuerten (nicht dargestellten) Wasser-Umwälz- und Heizanlage ausgerüstet und an einen Schleppdraht 27 gekoppelt, der auf einer Trommel 28 aufgewickelt ist. Die Trommel bildet einen Teil der Wagenantriebsvorrichtung 5 und steht über ein Kettenrad 29 mit der Antriebskelle 25 in Verbindung. Wenn der Wagen in seiner Endeteilung außerhalb des Gehäuses steht, drehen sich bei Einschaltung des Motors 19 die Welle 18 und die Trommel 28 so, daß der Draht 27 aufgewickelt und der Wagen mit gleichbleibender Geschwindigkeit in das Gehäuse 1 hineingezogen wird. Wenn gewünscht, können für den Wagen in den Schienen (nicht dargestellt^ Bjbemsen vorgesehen werden, und die Bewegung des Wagens nach innen kann entgegen der Vorspannung einer (nicht dargestellten) Rückholfeder erfolgen.

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Der Wagen 2 ist zur Aufnahme von Gefäßen in Form von Reagenzgläsern in zwei Aufnahme-Tabletts geeignet, welche aus einem rechteckigen Rahmen 30 mit Handgriffen 31 an beiden Enden bestehen; diese Handgriffe habeinach unten gerichtete Füße3 2. Der Rahmen 30 trägt an seinen äußeren Enden ein Paar zweireihige Reagenzglasrechen 33 und 33a und zwischen diesem

Paar
Paar ein/ dreireihige Rechen 34 und 34a. Jeder Rechen weist ein Paar L-förmige Endstützen 35 auf, die durch Leisten 36 miteinander verbunden sind. Wie 3?ig. 4 zeigt, werden die Rechen von den Stützen 35 gehalten, die auf den entgegengesetzten Längsteilen des Rahmens 30 aufliegen. An entsprechenden Stellen weisen die Stützen aller Rechen Paßmittel 37 auf, die in den Rahmen eingreifen, um die Rechen in der richtigen Lage auf dem Tablett zu nalten. Dabei haben die beiden Endrechen 33 und 33a zum Rahmenende und zum benachbarten Rechen einen gewissen Abstand. Die Paßmittel 37 für die Rechen 33 und 33a befinden sich gegenüber der äußersten Leiste dieser Rechen, während die Paßmittel 37 für die Rechen 34 und 34a zwischen den der Mitte des=Rahmens zunächst liegenden Leisten 36 angeordnet sind.

Wie die !Figuren 5,6 und 7 zeigen, weist jede der Leisten 36 zehn Öffnungen 38 auf, die von der Oberseite bis zur Unterseite durch-gehen und mit Spiel Reagenzgläser 39 aufnehmen, wie If ig. 7 zeigt. Eine Seitenfläche 40 der Leisten 36 ist mit einem Längsschlitz 41 versehen, der mit den Öffnungen 38 in Verbindung steht. An der Bodenfläche des Schlitzes 41 ist ein Stück i'ederstahl-Draht 42 angebracht, das teilweise durch jede Öffnung 38 verläuft und von an den "Enden der Leisten

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und zwischen allen Öffnungen angeordnete Zapfen 43 in seiner Lage gehalten wird. Infolgedessen werden durch diese Anordnung Reagenzgläser mit einer gewissen Toleranz in ihren äußeren Durchmessern in den Öffnungen 38 aufgenommen und stehen dabei den Federdrähten 42 genau gegenüber und fest an den Wandungen dieser Öffnungen. In der Praxis sind die Rechen so im Rahmen angeordnet, daß "bei allen Rechen die Federdrähte 42 auf der gleichen Seite liegen.

!Fig. 8 zeigt, daß 2 Tablett-Rahmen 30 so ineinander verschachtelt werden können, daß ein Paar IMiße 32 des obersten Rahmens und einer der Handgriffe 31 des untersten Rahmens sich jeweils durch Zwischenräume zwischen einem Rahmenendteil und den endseitigen Rechen des anderen Rahmens erstrecken, während die Reagenzgläser des oberen Rahmens in die Lücken zwischen den Leisten 36 des unteren Rahmens hineinragen.

Durch die beschriebene Anadnung der Rahmen und Rechen ist dafür gesorgt, daß:

jedes Reagenzglas an seinem oberen Ende getrennt und in einer genau bestimmten Stellung gegenüber den übrigen Reagenzgläsern gehalten wird,

Reagenzgläser verschiedener Länge verwendet werden können,

die Reagenzgläser keine Neigung haben, im Wasserbad zu schwimmen,

die Reagenzgläser auf ihrem größeren Teil frei liegen, wodurch das Wasserbad gut zirkulieren und der Inhalt der Gläser auf der gewünschten Temperatur gehalten werden kann, die Reagenzgläser bequem eingesetzt werden können und

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nach der Seite und an ihren unteren Enden auch gegen hohe Beschleunigungskräfte ausreichend Halt haben, falls die Rechen in einen Zentrifugenträger eingesetzt werden, wie im folgenden beschrieben wird.

S¹Ig. 1 zeigt in der Drauf sacht die Rechen des Tabletts von Fig. 4 und gibt an, in welcher Weise die Öffnungen 38 von 1 bis 100 nummeriert werden könnten. Wenn es erwünscht ist, die Gläser in diesen Rechen zu zentrifugieren, so kann das sehr bequem geschehen, indem man zunächst den Rechen 33 nimmt und ihn auf den Rechen 34 setzt. Dabei, greifen die Paßmittel 37 dieser Rechen ineinander, so daß die Gläser auf den Leisten 36 des Rechen 33 zwischen den leisten 36 des Rechen 34 hängen. Ähnlich wird Rechen 33a mit Rechen 34a zusammengesetzt. Ein Paar zusammengesetzter Rechen wird dann gegenüber dem anderen um 180° gedreht, und die Reagenzgläser dieser Rechen werden in entsprechende Öffnungen 44 von Trägerblöcken 45 eines Zentrifugenkopfes 46 eingesetzt. Die Nummerierung der Öffnungen 38 in Pig. 10, die der Nummerierung der Fig. 9 entspricht, zeigt, in welcher Weise die Rechen paarweise und in einer gegenseitigen Lage, zueinander eingesetzt werden. Diese Anordnung gibt die Sicherheit, daß der Zentrifugenkopf niemals eine größere Unwucht als die von zwei Reagenzgläsern erhält, unabhängig von der tatsächlichen Zahl von Reagenzgläsern in dem betreffenden Satz. Pig. 11 zeigt im Querschnitt ein Paar zusammengesetzte Rechen, deren Reagenzgläser 39 eng in die Öffnungen 44 passen. Die unteren Enden der Öffnungen sind mit elastischen Polstern 47 ausgestattet.

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Solange die Reellen eines "bestimmten Tabletts zusammenbleiben oder als zu diesem Tablett gehörig identifiziert sind, können sie im Tablettrahmen mit den Öffnungen 38 nicht anders untergebracht werden als in der richtigen Reihenfolge, so daß die Nummerierung der Gläser in diesem Satz erhalten bleibt.

Auf diese Weise kann der Wagen 2 der Vorrichtung zwei zusammengesetzte Tabletts mit je 100 Reagenzgläsern aufnehmen, und zwar in Reihen in Längsrichtung der Tabletts (d.h. quer zur Bewegungsrichtung des Wagens 2), wobei die Gläser des einen Tabletts mit denen des anderen Tabletts abwechseln.

Die Positioniereinrichtung 3 der Mundstückhalter 4 ist am deutlichsten in den !Figuren 2, 3, 3a dargestellt.

In i'ig. 2 ist zur Verdeutlichung der Träger 13 für den Mundstückhalter 3 von der Antriebswelle 13a des Motors 17 getrennt. In Wirklichkeit ist der Träger I3jedoeh gleichachsig mit der Welle 13a und erstreckt sich in diese hinein. Der Mundstückhalter besteht aus einem ersten Rahmen 48 und einem zweiten Rahmen 49» die etwa parallelogrammförmig sind. Der Rahmen 48 umfaßt eine obere Stange 50/im Punkt 52 am oberen Ende eines auf dem Träger 13 ruhenden festen Vertikalgliedes 53 und die untere Stange 51 im Punkt 54 unmittelbar am Träger 13 angelenkt. Die entgegengesetzten Enden der Stangen 50 und 51 sind in den Punkten 56 und 57 gelenkig mit einem Vertikalglied 55 verbunden. Diese Anordnung bewirkt, daß bei Drehung der Motorwelle 13a da? Rahmen 48 über ein Gelenkstück 58 um die Punkte 52 und 54 schwingt, während die Stangen 50 und 51 zueinander parallel und die Gelenkstücke 53 und 55 vertikal bleiben. Der zweite ψ UHt' tine cntiH J'ton^c 5? -Ah*. »<iirf ein tb,>tt St<i*j<? ·* ö

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BAD OWGINAl

Rahmen 49 enthält obere und untere Stangen 59 und 60, von denen die erstere im Punkt 61 an einem mit dem G-elenk 52 verbundenen Arm 62 angelenkt ist, während die letztere im Punkt 63 unmittelbar am Träger 13 angelenkt ist. Die entgegengesetzten Enden der Stangen 59 und 60 sind in den Punkten 65 und 66 gelenkig mit einem Vertikalglied 64 verbunden.

Mit den vertikalen Gelenkstücken 55 und 64 sind zwei Arme 67 und 68 als Mundstückhalter starr verbunden (s.Eig. 3)_f wobei am Arm 67 im Punkt 69 an einer Verlängerung 70 ein Hilfsarm 71 angelenkt ist. Der Hilfsarnyfcragt -eine Spindel 72 mit einer Rolle 73»die an der geneigten unteren Fläche einer von dem Arm β getragenen Platte 74 anliegt. Den Hilfsarm 71 sucht eine Feder 71a im Uhrzeigersinne zu drehen. Die äußeren Enden der Arme 67 und 68 sind so angeordnet, daß sie elastische Verlängerungsstücke 75 und 76 tragen können. Der Arm 71 kann ebenso ein elastis&hes Verlängerungsstück 77 tragen, wobei die äußeren Enden dieser Verlängerungsstücke mit Schlingen 78 aus Federstahl-Draht ausgerüstet sind. In die Schlingen 78 können Mundstücke eingeführt werden, welche die unteren Enden von Plastikröhren bilden, von denen zwei bei 79 und 80 in Eig. 14 gezeigt sind.

Wie in Pig. 2 zu erkennen ist, trägt der zweite Rahmen 49 eine Stange 81, die in den verzahnten Rand 82 eines festen Teiles 83 eingreifen kann.

Während des Arbeitsvorganges des Mundstückhalters bewirkt die Drehung der Motorwelle 13a ein Absenken des ersten Rahmens 48, d.h. dessen Bewegung von der oberen in die untere

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lage. Wenn zur gleichen Zeit die Stange 81 auf einem Vorsprung des Verzahnten Randes 82 aufliegt,so verbleibt der zweite Rahmen 49 in seiner oberen Lage. Während nun der erste Rahmen sich nach unten "bewegt,, treibt die Seder 71a den Hilfsarm 71 in eine Stellung längs des Armes 67. Dadurch liegen die von den Verlängerungsstücken 75 und 77 gehaltenen Mundstücke längs aneinander und können auf den beiden zusammengesetzten Tabletts, die der Wagen 2 enthält, in das gle&he Reagenzglas eintauchen. I'alls jedoch die Stange 81 in diesem Augenblick in eine Ausnehmung des Randes 82 eingreift, wird der zweite Rahmen 49 zusammen mit dem ersten Rahmen 48 nach unten bewegt, und die geneigte untere Fläche 74 liegt an der Rolle 73 an und drückt den Hilfsarm 71 entgegen der Vorspannung der Feder 71a auf den Arm 68 zu. Dadurch wird ein von dem elastischen Verlängerungsstück 77 gehaltenes Mundstück über ein Reagenzglas gebracht, das um eine Teilung hinter dem des elastischen Verlängerungsstückes 75 liegt.

Fig. 3a zeigt ein Paar ähnliche Mundstückhalter-Arme und 85, die von einem weiteren (nicht dargestellten) Einzelrahmen getragen werden können, welcher mechanisch an dem ersten Rahmen 48 angelenkt ist. Dabei iaagen diese Mundstückhalter-Arme elastische Verlängerungsstücke 86 und 87 für weitere Mundstücke, die in anschließende Reihen von Gläsern dieses Satzes eintauchen können.

Mundstücke wie 79 und 80 können im Mundstückträger 4 entsprechend der jeweils auszuführenden Operation angeordnet werden, beispielsweise wie folgt:

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a) i'ür eine einzelne Überführung von einem Reagenzglas auf einem Tablett in das nächste Glas in der gleichen Reihe des anderen Tabletts kann ein einzelnes Mundstück in das Verlängerungsstück 75 eingesetzt werden.

b) Palis es erwünscht ist, in jedem zweiten Reagenzglas einer Reihe ein Reagenz in ein einzelnes Glas zuzusetzen, oder auch für die Entnahme von flüssigkeiten aus einem einzelnen Reagenzglas zur Überführung in ein anderes Instrument kann ein einzelnes Mundstück in das Verlängerungsstück 76 eingesetzt werden.

c) Für die doppelte Überführung von einem Reagenzglas in zwei Gläser können Mundstücke in die Verlängerungsstücke 75 und 77 eingesteckt werden.

d) Pur die Operation nach b), jedoch in zwei Reihen, kommen die Mundstücke in die Verlängerungsstücke 86 u.

e) lür zwei nacheinander auszuführende Operationen können die obigen Angaben unter a) bis d) in geeigneter Weise kombiniert werden»

Es ist darauf hinzuweisen, daß, wenn der Hilfsarm 71 auf den Arm 68 zu schwenkt, ein von dem Verlängerungsstück 77 gehaltenes Mundstück um eine Reagenzglasteilung von einem am Verlängerungsstück 75 befestigten Mundstück entfernt ist.

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Die Meßeinrichtung 8 (Pig. 12) besteht aus einer Austausch-Grundplatte 88 mit einer Vielzahl von Spritzen 90, von denen in Pig. 14 zwei schematisch dargestellt sind, und von denen eine in Pig. 12 zusammen mit einem Ventil 91 gezeigt ist. Das Ventil 91 ist als drehbares Schieberventil ausgeführt und gestattet für jede einzelne Spritze getrennte Umsteuerung. Es erlaubt ferner, die Spritzen getrennt entweder mit benachbarten Mundstücken wie 79 und 80 oder mit (nicht dargestellten) außerhalb der Vorrichtung befindlichen Gefäßen zu verbinden. Solche Gefäße können z.B. Vorratsbehälter für Reagenzien oder andere. Prüfvorrichtungen sein, an welche Proben übertragen werden müssen.

Die Grundplatte 88 paßt in geeignete (nicht dargestellte) Stützen innerhalb einer Öffnung 92 in der Oberfläche 9 des Gehäuses 1, wobei ein Kopf 93 jeder Spritzen-Kolbenstange 94 an einem besonderen Antriebsglied 95 angreift. Das Antriebsglied 95 stellt die Verbindung zum Antriebsmechanismus 21 (Pig. 1) her.

Wie aus den Figuren 1 und 12 hervorgeht, ist mit der Kröpfung 20 ein Ende 96 einer Pleuelstange 97 gelenkig verbunden, deren anderes Ende bei 98 mit einem Arm 99 etwa auf dessen halber länge verbunden ist. Der Arm 99 ist im Punkt 100 an einer Gelenkstange 101 angelenkt, die sich etwa parallel zu einem Teil des Armes 99 erstreckt und an einem Pestpunkt 102 angelenkt ist. Die Stange 101 und der Arm 99 werden durch eine Peder 104 gegen den Anschlag 103 gedruckt. An seinem

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anderen Ende trägt der Arm 99 eine Stange 105, die sich quer unter der Grundplatte 88 erstreckt und zwischen zwei mit Zwischenraum angebrachten Backen angreift. Die Backen werden von dem unteren Ende 106 des Antriebsgliedes 95 und einem Druckstück 107 gebildet, das unter Einschaltung einer Druckfeder von einem Verlängerungsstück 108 des Antriebsgliedes getragen wird.

Wie bereits erwähnt, ist jede der Spritzen 90 mit einem Antriebsglied 95 ausgerüstet. Bei der beschriebenen Backenanordnung auf der Grundplatte 88 sind, wenn alle Spritzen leer sind, die Backen genau in einer Linie ausgerichtet, so daß sie die Stange 105 übergreifen können.

Ein Winkelhebel 110 ist im Punkt 111 angelenkt, und zwar so, daß die äußeren Enden 112 und 113 seiner Arme 114 und 115 im Bewegungsbereich des Endes der Stange 105 liegen und von dieser zum Ende jedes Hubes mitgenommen werden, wenn die Stange 105 hin und her bewegt wird. Das entgegengesetzte Ende 116 des anderen Armes des Winkelhebels 110 bildet ein Betätigungsglied für das Ventil 91 (Fig. 12).

Für jede Spritze 90 ist unter der Grundplatte 88 ein besonderer Anschlag 117 vorgesehen, der an einer Führung 118 beweglich ist und in jeder gewünschten Stellung an dieser Führung befestigt werden kann, wobei er im Bereich des dazugehörigen Armes 95 liegt.

Wenn nun die Welle 18 eine Umdrehung ausführt, beginnt die Pleuelstange 97 die Stange 105 im Uhrzeigersinne um ihren

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Drehpunkt 100 zu schwenken, wie Mg. 12 zeigt. Bei dieser Darstellung ist vorausgesetzt, daß die Spritze 90 leer ist und daß ihr Kolben in ganz verschlossener Stellung ist. Die Stange 105 beaufschlagt das Druckstück 107 und verscüebt, ohne die Feder zusammenzudrücken, jeden Spritzenkolben über das dazugehörige Antriebsglied 95, den Kopf 93 und die Kolbenstange 94 nach rechts (s.Fig. 12). Dadurch füllt sich die Spritze 90 (entweder aus einem Gefäß im Wagen 2 oder aus einem Behälter außerhalb der Vorrichtung), bis jedes Antriebsglied 95 an den dazugehörigen,

vorher auf das erforderliche Spritzenvolumen eingestellten Anschlag 117 stößt. Anschließend bewirkt eine weitere Bewegung der Stange 105 in der gleichen Richtung das Zusammendrücken der Feder 109 auf dem Antriebsglied 95, das an seinem Anschlag anliegt, so daß die Stange 105 ihren Hub vollenden kann. Der Mechanismus ist so eingerichtet, daß die Anschläge 117 für alle Spritzen immer erreicht werden, bevor die Stange 105 ihren Hub vollendet hat. Dadurch wird sichergestellt, daß der Arm 99 das äußere Ende 113 des Armes 115 des Winkelhebels 110 erreicht, um das Ventil 91 zu betätigen, so daß die Spritzen wieder ordnungsgemäß angeschlossen werden, bevor die in ihnen enthaltene Flüssigkeit während der zweiten Halbdrehung der Kurbelwelle 20 (d.h. dem Rückhub der Stange 105) entleert worden ist. Wenn die 3ange 105 sich im Gegenzeigersinne dreht, so bewirkt, wie ii'ig. 12 erkennen läßt, deren Eingriff mit dem unteren Ende 106 des Antriebsgliedes 95, daß die Spritzen ihren Inhalt abgeben, bis die Stange 105 am Anschlag 119 anstößt. In diesem Augen-

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blick schwenkt der Arm 99 um die Stange 105, und die Vorspannung der Feder 104 wird überwunden, so daß das Gelenk 101 sich um den Punkt 102 dreht. Durch das Eingreifen des Armes 99 in das äußere Ende 112 des Armes 114 des Winkelhebels 110 wird das Ventil 91 wieder umgestellt, um so den Beginn eines neuen Arbeitsspieles vorzubereiten.

Demnach können bei jedem halben Arbeitsspiel des Mechanismus 21 zwei Leerhübe ausgeführt werden:

1. kann aufgrund der Federn 109 jede einzelne Spritze auf der Grundplatte 88 auf verschiedene Füllmengen eingestellt werden

2. kann durch die Feder 104 und das Gelenk 101 die Bewegung des Armes 99 über die ganz gefüllte Stellung der Spritze hinaus fortgesetzt werden, um dann die Umstellung des Ventiles 91 zu bewirken.

Die Mikroschalter 23, die von den auf der Welle 18 sitzenden Hocken 22 betätigt werden, bewirken, in Verbindung mit dem Ende 96 der Pleuelstange 97 die zeitlich richtige Einschaltung der Mo tore 16, 17 und 19.

Wenn.z.B. wie Fig. 1 zeigt, die Positionseinrichtung sich am oberen Ende der Leitspindel 15 befindet, so kann der Motor 17 durch einen der Mikroschalter 23 über den Zeitschalter 26 eingeschaltet werden, um den Mundstückhalter 4 in seine untere Endstellung zu bringen. Ein (nicht dargestellter) Mikroschalter des Motors 17, der von einem Nocken auf der Welle 13a

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betätigt wird, schaltet über den Zeitschalter 26 den Motor 17 aus, sobald der Mundstückhalter in seiner unteren Endstellung ist. In dieser Stellung können, wie oben erläutert, und je nach den gewählten Dispositionen für die Mundstückbewegungen, die Mundstücke in ein oder mehrere Gläser in den auf dem Wagen 2 befestigten Tablette eintauchen. Hach einem angemessenen mit Hilfe des Zeitschalters 26 eingestellten Zeitraum wird der Motor 19 eingeschaltet. Er betätigt, wie oben erläutert, die Spritze 90 während der ersten halben Umdrehung der Kurbelwelle Kurz vor dem Ende dieser ersten Halbdrehung wird der Motor 17 durch einen der Hocken 22 über den Zeitschalter 26 eingeschaltet und hebt den Mundstückhalter in seine höchste Stellung. Ein anderer Mikroschalter bewirkt dann das Einschalten des Motorsi f>, der über die Leitspindel 15 die Positioniereinrichtung um eine Reagenz/teilung verschiebt. Die Leitspindel trägt einen (nicht dargestellten) Nocken, um einen weiteren Mikroschalter zum Ausschalten des Motors 16 zu betätigen und damit die Positioniereinrichtung, in der richtigen Stellung anzuhalten. Ein weitoer, von den Nocken 22 betätigter Mikroschalter 23 schaltet dann den Motor 17 ein, um den Mundstückhalter genau wie vorher in seine untere Endstellung zu bringen. In diesem Augenblick beginnt die Stange 105 gerade mit ihrem zweiten Hub (d.h. der Beginn der zweiten Hälfte der Umdrehung der Kurbelwelle 20), so daß die Spritzen ihre Flüssigkeit abgeben. Wenn die Stange 105 den Anschlag 119 zum Ende ihres zweiten Hubes erreicht, wird von dem Nocken 22 ein weiterer Mikroschalter betätigt. Dieser

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schaltet den Motor 16 ein, der die Leitspindel 15 dreht.

Während dieser ganzen Zeit wurde die Trommel 28 ständig von der Welle 18 über die Kette 25 angetrieben und bewegte den Wagen 2 in das Innere der Vorrichtung. Diese ständige Bewegung wird dadurch ermöglicht, daß die Leitspindel 15 einen spitzen Winkel mit der Bewegungsrichtung des Wagens 2 bildet.

Der beschriebene Arbeitsvorgang wird zehnmal ausgeführt; nach Ablauf des zehnten Vorganges wird durch die Mutter 14 ein am Ende der Leitspindel 15 sitzender Mikroschalter 120 betätigt, der über den Zeitschalter 26 den Motor 19 ausschaltet. ■ Der Motor 16 wird umgesteuert und gleichzeitig auf höhere Drehzahl geschaltet, um die Positioniereinrichtung zum anderen Ende der Leitspindel zu transportieren, bis die Mutter 14 einen weiteren Mikroschalter 121 betätigt, der über den Zeitschalter 26 den Motor 16 ausschaltet. Gleichzeitig wird der Motor 19 eingeschaltet, so daß er für den ersten Arbeitsvorgang an der nächsten Reihe der Reagenzgläser bereit ist.

"iienn zwei Reihen Reagenzgläser auf dem Wagen 2 gleichzeitig verarbeitet werden müssen, (bei Untersuchungen mit Blindproben) so wird das Übersetzungsverhältnis in dem zweigängigen Getriebe 14 verdoppelt, so daß sich die Geschwindigkeit, mit der der Wagen bewegt wird, verdoppelt. Der Winkel zwischen der Leitspindel 15 und der Bewegungsrichtung des Wagens 2 wird ebenfalls geändert, so daß die Mundstücke im Mundstüekhalter 4 sich über zwei Reihen von Reagenzgläsern bewegen,

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BAD

während der Träger 13 sich von einem Ende zum anderen Ende der Leitspindel bewegt.

U¹Ig. 13 zeigt eine abgewandelte Betätigungsvorrichtung für die Spritzen 90, wobei das untere Ende 106 des Antriebsgliedes 95 zwischen Backen angreift, die durch ein erstes Druckstück 107 gebildet v/erden, daa auch auf der Stange 105 sitzt, jedoch unter Zwischenschaltung der Feder 109. Diese Anordnung ist gegenüber der in S¹Xg. 12 dargestellten vorteilhafter, weil sie die Anzahl der erforderlichen Teile verringert. Die Arbeitsweise ist jedoch praktisch die gleiche.

Obwohl, wie oben besonders in Verbindung mit S'ig. 3 ausgeführt, die Mundstücke außerhalb der Enden der Rahmen und 49 gehalten werden, können die elastischen Verlängerungsstücke auch an den anderen Enden der Arme 67, 68 71» 84 und 85 angebracht werden, so daß sie sich rückwärts in Richtung auf den Träger 13 erstrecken.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche :

1. Mehrfach-Pipettiervorrichtung zur selbsttätigen Bearbeitung von vorzugsweise in Reagenzgläsern enthaltenen I^|llüssigkeitsproben nach verschiedenen,vorbestimmbaren Bearbeitungsprogrammen, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel sowohl einen Wagen (2), der eine Anzahl von Reagenzgläsern (39) in rechtwinklig zueinander stehenden Reihen aufnimmt, und eine Positinioniereinrichtung (3) mit einem Mundstückhalter (4) in Bezug zueinander geradlinig bewegen, als auch eine Fortschreitbewegung des mit einem Mundstück verbundenen Mundstückhalters (4) von einer Mundstückstellung, in der es über einem Reagenzglas (39) steht, in eine Stellung erzeugen, in der das Mundstück über einem anderen Reagenzglas (39)steht, als auch bei Raststellung des Mundstückes über einem Reagenzglas (39) eine Yertikalbewegung des Mundstückhalters (4) zwischen einer oberen Stellung, in der das Mundstück oberhalb des Reagenzglases (39) steht, in eine untere Stellung bewirken, in der das Mundstück in das Reagenzglas (39) hineinragt, und daß/der unteren Stellung des Mundstückhalters (4) eine Meßeinrichtung (8) einem vorherbestimmten Reagenzglas (39) Flüssigkeit entnimmt bzw. zuführt.

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2. iiehrfaeh-Pipettiervorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (2) kontinuierlich bewegbar ist, während sich die Positioniereinrichtung schrittweise in Querrichtung zum Wagen (2) bewegt.

3. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel den Wagen (2) und die Positioniereinrichtung (3) geradlinig in einem spitzen Winkel zueinander bewegen.

4. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (2)ein Wasserbad mit Umwälz- und Heinzeinrichtungen enthält.

5. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Reagenzgläser (39) Aufnahmetabletts vorgesehen sind, wobei jedes Tablett einen Rahmen (30) zur Aufnahme von mindestens einem Paar abnehmbarer Rechen (33) aufweist.

6. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach&nspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Rechen (33) eines Paares mindestens eine zur Aufnahme der Reagenzgläser (39) mit Öffnungen versehene Leiste (36) besitzt, und ein zweiter Rechen (35) jeden Paares gegenüber dem ersten Rechen eine zusätzliche Leiste (36) aufweist, wobei die Leisten (36) der zweiten Reche (34) in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet sind.

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7. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Paßmittel (37) das Einsetzen der Rechen (33) in die Rahmen (30) nur in einer Reihenfolge und in einer Ausrichtung zulassen.

8.Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 Ms 7j dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen (33) in ihrem ™ Rahmen (30) in einem Abstand zueinander angeordnet sind j und

daß in den Rechen (33) eines ähnlichen Rahmens (30) eingesetzte Reagenzgläser (39) dazwischen einschiebbar sind.

9. Mehrfach-Pipettiervorriehtung nach einem der Ansprüche 5 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzgläser (39) eines Rechenpaares in einen Zentrifugierblock einsetzbar sind.

10. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 ) Ms 9, dadurch gekennzeichnet, daß die leisten (36) aller

Rechen (33 u. 34) mit einer entsprechenden Anzahl von Öffnungen (38) versehen sind, die durch die Leisten (36) hindurch verlaufen und die Reagenzgläser (39) aufnehmen, die elastisch gegen einen entsprechenden Teil der Wandung der Öffnung (38) gehalten sind.

11. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (36) aller in ihrem Rahmen (30) befestigter Rechen(33,34) ähnlich ausgerichtet sind.

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12. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (3) eine Mutter (H) auf einer G-leitspindel (15) enthält, die mit einem Antriebsmittel (6) ar schrittweisen Bewegung der Positioniereinrichtung (30) verbunden ist.

13. Mehrfach-Pipettiervorrichtung naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mundstückhalter (4) über einen Träger (13) von der Mutter (14) gehalten ist und zwei parsllelogrammförinige Rahmen (48,49) enthält, die in senkrechten Ebenen in einem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei der eine Rahmen (48) zum Verschwenken zwischen einer oberen und einer unteren Stellung mit einem Antriebsmittel (32) verbunaen ist.

14. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmen (48,49) einen ein Mundstück tragenden Arm (67»68) hält.

15. Mehrfstch-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß Arme (66,67,68) an den, dem Stützpunkt gegenüberliegenden Ende der Rahmen (48,49) starr mit zwei Vertikalgliedern(55 und 54) verbunden sind.

16. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche

13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rahmen (49) frei shwenkbar ist und mit zusammenwirkenden Teilen versehen

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ist, die ihn bei Abwärtsbewegung des einen Rahmens (48) in die obere Stellung verschwenken und wahlweise eine auf die Abwärtsbewegung/folgende Abwärtsbewegung verhindern.

17. Mehrfach-Pipettiervorriehtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet_f daß die zusammenwirkenden Teile eine Rolle (73) an dem einen Rahmen (48) und eine Platte (74) an dem anderen

P Rahmen (49) enthalten .

18. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 16 od. 17» dadurch gekennzeichnet, daß das l'eil an dem einen Rahmen (48) mit einem weiteren gegenüber dem einen Rahmen (48) verschwenkten Hilfsrahmen (71) verbunden und in Richtung auf den Rahmen (67) gedruckt ist.

19. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche

k 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abstand von den beiden Rahmen (48,49) ein dritter Rahmen angeordnet ist und verschwenkbar mit dem einen Rahmen (48) verbunden ist und ein zusätzliches Paar Arme trägt.

20. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Arme elastische Mundstüclchalter abnehmbar befestigt sind.

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21. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduaii gekennzeichnet, daß die Me 13einrichtung (8) eine austauschbare Einheit mit einer Vielzahl von Spritzen (90) mit einem Ventil (91) enthält, das eine getrennte Umsteuerung der Ventile (90) zur wahlweisen Verbindung eines Mundstückes an dem Mundstückhalter (4) und eine Anbringung außerhalb der Vorrichtung ermöglicht.

22. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit eine lösbare, außerhalb an dem Gehäuse (1) der Vorrichtung befestigte Bodenplatte (88) enthält, wobei der Kopf e von Kolbenstangen (94) mit einem getrennten Antriebsglied (95) in Eingriff steht, das mit einer wechselbeweglichen Stange (105) verbunden ist.

23. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (105) an einem Ende eines verschwenkten Armes (99) getragen ist, der über eine Verbindungsstange und eine Antriebswelle mit dem Antriebsglied (95) verbunden ist.

24. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (99) mit dem Ventil (91) verbunden ist und es in üichtung auf die Hubenden betätigt.

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25. J/iehrfach--Pipettiervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß getrennt einstellbare Anschläge(17> 19) die Bewegung der Kolbenstange (94) außerhalb des Kolbens begrenzen.

26. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß jedem getrennten Antriebsmittel eine Leerhubeinrichtung zur Zusammenarbeit mit der Stange (105) zur Durchführung eines vollständigen Hubes zur Füllung der Spritzen (90) unabhängig von der Stellung der Anschläge (17,19) zugeordnet ist.

27. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 25, dd. gekennzeichnet, daß eine Leehrhubeinrichtung zur Durchführung eines vollständigen Hubes zur Füllung der Spritzen (90) unabhängig von der Stellung der Anschläge (17,19) durch die wechselbewegliche Stange (105) gehalten ist.

28. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 26 od. 27, dadurch gekennzeichnet, daß dem Arm (99) eine andere leerhubeinrichtung zugeordnet ist, die nach Vervollständigung des Entleerungshubes um die Stange (105) verschwenkt.

29. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche

23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Wagens (2) eine gekröpfte Welle 18 dient.

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30. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach Anspruch 29, dadurch

daß
gekennzeichnet,/die Welle (18) über zwei Getriebe (24) mit einer Trommel (29) verbunden ist, die einen.an dem Wagen (2) befestigten Schleppdraht (27) trägt.

31. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel durch mechanische Verbindungen mit allen angetriebenen Teilen der Vorrichtung verbunden sind.

32. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß für die angetriebenen Teile der Vorrichtung getrennte Antriebsmittel vorgesehen sind, wobei ein Zeitschalter (26) den Arbeitsablauf der Antriebsmittel steuert.

33. Mehrfach-Pipettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 32 u. 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (18) eine Anzahl von Nocken trägt, die mit entsprechenden, mit dem Zeitschalter (26) verbundenen Mikrοschaltern (23) zusammenwirken.

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