DE2905119C2

DE2905119C2 - Verfahren und Anordnung zum Vorschub von flüssigem Probengut

Info

Publication number: DE2905119C2
Application number: DE19792905119
Authority: DE
Inventors: Werner DDR 6900 Jena Eberlein; Hans-Ludwig Dipl.-Chem. Dr. DDR 2500 Rostock Jensen; Günter DDR 6901 Winzerla Schöppe; Wolfgang Dr.rer.nat. Schütt
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1978-03-10
Filing date: 1979-02-10
Publication date: 1987-04-23
Also published as: DD137975A1; IN151280B; DE2905119A1; GB2017755B; DD137975B1; SE7902147L; JPS5914184B2; GB2017755A; JPS54151491A; SU957044A1; SE440827B

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Vorschub von flüssigem Probengut um kleine Beträge unter Vermeidung von Turbulenzen in einer Meßkammer mit einer Zufluß- und einer Abflußleitung, wie sie bei der mikroskopischen Beobachtung von dispergierten Teilchen in einer Meßküvette zum Beispiel bei elektrophoretischen Messungen angewandt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den bezeichneten Messungen müssen viele im Probengut dispergierte Teilchen zur Gewinnung einer Aussage unter gleichen Meßbedingungen untersucht werden, wobei durch die Eigenart der Meßvorrichtung an einem Probenort jeweils nur wenige Teilchen zugänglich sind. Um mehrere Teilchen zu erfassen, muß das Probengut um kleine Beträge verschoben werden.
Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen der Probenvorschub durch gleichzeitiges Öffnen und Schließen von Ventilen oder Hähnen erfolgt. Ein typischer Vertreter dieser Gruppe ist das Cytopherometer der Firma Carl Zeiss Oberkochen (Gebrauchsanleitung G 40-850-e Seite 19).
Die Energie zur Probenbewegung wird durch den hydrostatischen Druck geliefert.
Andere Vorrichtungen bewegen die Teilchen durch Zuführung frischen Probengutes mittels Pumpen.
Das am weitesten entwickelte Gerät dieserArt ist das "SYSTEM 3000" der Firma Pen Kem, Inc./USA (Prospekt dieses Gerätes Seite 5 Blockdiagramm).
Beiden Vorrichtungen haften die Nachteile an, daß die Elemente, die das System gegenüber der Umwelt abschließen und an die höchsten Anforderungen hinsichtlich Dichtheit gestellt werden, dem höchsten Verschleiß unterliegen, somit die Zuverlässigkeit beeinträchtigen, daß frisches Probengut, das etwas andere physikalische Eigenschaften haben kann (Temperatur, pH-Wert, Leitfähigkeit) in den Meßraum transportiert wird und daß eine reproduzierbare Verschiebung um wenige µm nicht möglich ist, sowie Turbulenzen nicht ausgeschlosssen werden können.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung soll gezielt die elektrophoretische Messungen einzelner Partikel in einer bestimmten Probensubstanz ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das in der Meßkammer befindliche Probengut um eine definierte sehr kleine Strecke zu verschieben, ohne daß neues Probengut in die Kammer gelangt und ohne die Mittel (Ventile, Hähne zum Beispiel) zum Trennen des zu messenden vom übrigen Probengut zu betätigen.
Es ist ein turbulenzfreie Verschiebung des Probengutes durch möglichst laminare Strömungsverhältnisse in der Meßkammer zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zu- und die Abflußleitung geschlossen werden und das Probengut in einem mit dem Ein- und dem Ausgang der Meßküvette in Verbindung stehendem Gefäßsystem mittels eines starr miteinander gekoppelten Kolbenpaares verschoben wird. Dazu dient eine Anordnung, in der Mittel zum mechanischen Verschließen der Zu- und der Abflußleitung vorgesehen sind, in der kammerseitig von diesen Mitteln an die Zu- und die Abflußleitung je ein Zylinder angeschlossen ist, der parallel zum anderen liegt, gleichen Innendurchmesser besitzt, je einen Kolben mit gleichem Durchmesser enthält, der mit dem anderen Kolben starr gekoppelt ist, derart, daß bei Bewegung eines Verbindungselementes in eine Richtung beide Kolben in die gleiche Richtung bewegt werden, wodurch die Wirkung der Kolben auf das Volumen des zugeordneten Zylinders oder der zugeordneten Erweiterung der Leitung gegensinnig ist.
Die Kolbenbewegung läßt sich vorteilhaft durchführen, wenn die Kolben starr mit einer Spindel in Bewegungsrichtung verbunden sind, die mit einer drehbaren Mutter in Eingriff steht.

Ausführungsbeispiele

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 die schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen Anordnung und
Fig. 2 die schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Anordnung.
Allen Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind folgende Elemente gemeinsam, Mittel 1, 1&min; zum Verschließen einer Zu- und einer Abflußleitung, eine Meßkammer 2 (im allgemeinen eine Küvette), zwei Elektrodenräume 3, 3&min; zum Anlegen einer elektrischen Spannung an das Probengut, parallele Zylinder 4, 4&min;, Kolben 5, 5&min;, die voneinander elektrisch isoliert sind, und ein starres Verbindungselement 6 zwischen diesen Kolben.
Im allgemeinen sind weiterhin Elemente 7, 7&min; zur Abdichtung der Kolben gegenüber der Zylinderwand vorgesehen. Die an den Zuleitungen zur Meßkammer 2 angeordneten Elektrodenräume 3, 3&min; sind durch an sich bekannte semipermeable Membranen 14, 14&min; mechanisch getrennt, so daß kein Probengut in die Elektrodenräume gelangt, wohl aber ein elektrischer Kontakt zwischen den Elektrodenräumen und dem Probengut gewährleistet ist.
Das Verfahren und die Arbeitsweise der Anordnung wird anhand der Fig. 1 beschrieben.
In dieser ersten Anordnung stehen die Zylinder 4, 4&min; über separate Leitungen 8, 8&min; mit der Küvette 2 in Verbindung. Betätigt man den Hebel 9, so bewegt sich der Kolben 5 um eine bestimmte Strecke in den Zylinder 4 hinein und verdrängt ein bestimmtes Volumen. Durch die starre Verbindung der Kolben 5 und 5&min; mit dem Verbindungselement 6 bewegt sich der Kolben 5&min; gleichzeitig um die selbe Strecke aus dem Zylinder 4&min; heraus, so daß er das in Zylinder 4 verdrängte Volumen aufnehmen kann. Druck und Volumen des zwischen den Verschlußmitteln 1, 1&min; in dem System-Kolben 5, -Zylinder 4, -Leitung 8, -Küvette 2, -Leitung 8&min;, -Zylinder 4&min;, -Kolben 5&min;, eingeschlossenen Probengutes bleiben während dieser Bewegung konstant, es wird jedoch verschoben, d. h. es kann positioniert werden.
Die Verschiebung des Probengutes erfolgt frei von Turbulenzen. Dabei können die für die elektrophoretischen Messungen vorgesehenen Partikel unabhängig vom Zufall in eine zur Messung günstige Position gebracht werden, wodurch sich die Zahl der meßbaren Partikel erhöht und die Sicherheit des Meßergebnisses zunimmt.
In der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist das starre Verbindungselement 6 als Spindel ausgebildet.
Die Kolben 5, 5&min; wirken in Erweiterungen 10, 10&min; der Zu- und Abflußleitungen zur Meßkammer 2 auf das Probengut ein. Die in dem Kugellager 12 gelagerte mit der Spindel 6 im Eingriff stehende Mutter 11 verschiebt bei Drehung die Spindel 6 so, daß sich einer der Kolben 5, 5&min; in die Erweiterung 10, 10&min; hinein, der andere heraus bewegt, wodurch die Verschiebung des Probengutes in der Meßkammer 2 verursacht wird.
Oft werden besonders hohe Anforderungen an die Dichtheit des Gefäßsystems gestellt. Hierzu kann der Kolbenantrieb vollkommen gekapselt werden und die mit speziellen Ankern versehene Mutter 11 mittels eines äußeren Magneten 13 bewegt werden.

Claims

1. Verfahren zum Vorschub von flüssigem Probengut um kleine Beträge unter Vermeidung von Turbulenzen in einer Meßkammer mit einer Zuflußleitung und einer Abflußleitung, gekennzeichnet dadurch, daß die Zu- und die Abflußleitung geschlossen werden und das Probengut in einem mit dem Ein- und dem Ausgang der Meßküvette in Verbindung stehendem Gefäßsystem mittels eines gegensinnig gerichteten starr miteinander gekoppelten Kolbenpaares verschoben wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Mittel zum mechanischen Verschließen der Zu- und Abflußleitung vorgesehen sind, daß kammerseitig von diesen Mitteln an die Zu- und Abflußleitung je ein Zylinder angeschlossen ist, daß diese Zylinder parallel zueinander liegen, gleichen Innendurchmesser besitzen, je einen Kolben mit gleichem Durchmesser enthalten, der mit dem anderen Kolben mittels eines Verbindungselementes starr gekoppelt ist, derart, daß bei Bewegung eines Verbindungselementes in eine Richtung beide Kolben in die gleiche Richtung bewegt werden, wodurch die Wirkung der Kolben auf das Volumen des zugeordneten Zylinders oder der zugeordneten Erweiterungen der Leitung gegensinnig ist.

3. Anordnung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Kolben starr mit einer Spindel in Bewegungsrichtung verbunden sind, die mit einer drehbaren Mutter im Eingriff steht.