DE10300702A1

DE10300702A1 - Pipettenspitzen-Nachladesystem

Info

Publication number: DE10300702A1
Application number: DE10300702A
Authority: DE
Inventors: Robert W Arnold; Christian Deschenes; Douglas R Boyer
Original assignee: Molecular Bioproducts Inc
Current assignee: Molecular Bioproducts Inc
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2023-01-11
Also published as: GB0300047D0; US20030129089A1; DE10300702B4; US7169361B2; GB2385547A; GB2385547B

Abstract

Ein Pipettenspitzen-Nachladesystem ermöglicht die erneute Verwendung eines Spitzenhalters (10) auf eine solche Weise, daß zwischen dem Spitzenhalter und den Ersatzspitzen keine zusätzliche Überführungsstruktur angeordnet wird. Das Nachladesystem weist eine Spitzenüberführungsplatte (20) und eine Drückplatte (36) auf, die auf einfache und zuverlässige Weise die Spitzen von der Platte löst. Die Drückplatte trägt außerdem dazu bei, die Ausfluchtung der Spitzen an der Überführungsplatte aufrechtzuerhalten, während sie in ihre Position an dem Spitzenhalter (10) bewegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Nachladen eines herkömmlichen Pipettenspitzenhalters mit einer Anordnung von Ersatzpipettenspitzen und insbesondere ein System, bei dem die Ersatzpipettenspitzen in den Halter geladen werden, ohne daß zwischen dem Halter und den Spitzen irgendeine Überführungseinrichtung angeordnet ist.
Für biochemische, pharmazeutische und klinische Tests werden Pipettiervorrichtungen verwendet, um kleine Volumen von Reagenzien und Proben für unterschiedliche Arten von Test- und Analyseverfahren zu überführen. Pipettenspitzen werden herkömmlich in Spitzenhaltern bereitgestellt, die 96 Pipettenspitzen in einer geradlinigen Anordnung von 8 × 12 tragen.
Der Spitzenhalter weist eine flache Stützoberfläche auf, die mit einem Feld von Öffnungen für die Pipettenspitzen versehen ist, die relativ lose darin gehalten sind, so daß sie mit der Sondenspitze einer Pipettiereinrichtung leicht aufgenommen werden können. Ferner können Pipettiereinrichtungen so ausgebildet sein, daß sie jeweils eine einzige Spitze oder eine Vielzahl von Spitzen gleichzeitig aufnehmen, und typischerweise nehmen Vielfachspitzen-Pipettiereinrichtungen acht oder zwölf Spitzen (was eine vollständige Reihe in einem Spitzenhalter umfaßt) gleichzeitig auf.
Ein Pipettenspitzenhalter weist außerdem typischerweise ein umschließendes Gehäuse mit einem abnehmbaren Deckel auf. Die flache Spitzentragfläche, die eine Anordnung von Spitzen trägt, liegt im allgemeinen über der Oberseite des Gehäuses, wobei die unteren konisch zulaufenden Enden der Spitzen sich nach unten in das Gehäuse erstrecken und die oberen Enden der Spitzen, die Anbringbuchsen zur Aufnahme der Pipettierersonden aufweisen, sich von der Tragfläche nach oben erstrecken und von dem Deckel umschlossen sind. Es ist seit langem bekannt, daß es kostengünstig ist, einen Pipettenhalter mit Ersatzspitzen nachzuladen, nachdem er geleert worden ist, anstatt das gesamte Spitzenhaltergehäuse zu entsorgen.
Es ist ferner seit langem bekannt, daß das Nachladen eines leeren Pipettenspitzenhalters Vorrichtungen und Verfahren erforderlich macht, die die Überführung einer gesamten Anordnung von 96 Spitzen ermöglichen, um das Nachladen für den praktischen Gebrauch geeignet zu machen. Die Nachladevorrichtung ist gewöhnlich billiger als der ursprüngliche Spitzenhalter, sie sollte aber auch einfach zu gebrauchen sein, zum leichteren Versenden und Lagern verpackungsfähig sein und die Ausschußmenge minimieren.
Es ist eine Reihe von bekannten Nachladesystemen mit der Absicht entwickelt worden, die oben angegebenen Anforderungen zu erfüllen. Einige dieser Systeme verwenden einen einfachen Träger oder eine Überführungsplatte, in der eine Anordnung von 96 Pipettenspitzen zu der Tragfläche eines leeren Spitzenhalters transportiert und auf dieser angeordnet wird, woraufhin die Pipettiereinrichtung in der üblichen Weise Kontakt damit herstellt und eine Spitze oder Spitzen entnimmt.
Diese bekannten Spitzenüberführungseinrichtungen sind aber entweder zu komplex oder bieten keine ausreichende Stabilität und Ausfluchtung für die Ersatzanordnung von Spitzen, um diese leicht in die Öffnungen in dem ursprünglichen Pipettenhalter einsetzen zu können, ohne daß eine unerwünschte Justierung und Manipulation erforderlich ist.
Da herkömmliche Pipettenspitzenhalter außerdem häufig mit mechanischen oder Roboter-Pipettiereinrichtungen verwendet werden, die so eingestellt oder programmiert sind, daß sie sich zu und von festgelegten Pipettenspitzenpositionen bewegen, ändern Nachladesysteme, die eine mit Ersatzspitzen gefüllte Überführungsplatte oder -karte auf dem Pipettenhalter plazieren, die Positionen der oberen Enden der Pipettenspitzen (wobei die Positionen mit jedem Ersatzfeld weiter angehoben werden), so daß sie den Betrieb einer mechanischen oder Roboterpipettiereinrichtung beeinträchtigen können.
Die vorliegende Erfindung erfüllt sämtliche Anforderungen an ein Pipettenspitzen- Auswechslungs- oder -Neuladesystem, und zwar in der Weise, daß keine Überführungsplatte oder andere Einrichtung auf dem Spitzenhalter zwischen der Haltertragfläche und den Ersatzpipettenspitzen angeordnet und belassen wird.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein System zum Plazieren einer Anordnung von Pipettenspitzen in einem leeren Pipettenhalter auf, wobei jede Pipettenspitze typischerweise ein unteres sich verjüngendes oder konisches Spitzenende und eine obere Anbringhülse hat und wobei der Pipettenhalter eine im allgemeinen flache Tragoberfläche hat, die mit einem Feld von Öffnungen versehen ist, die so ausgebildet sind, daß sie die Anordnung von Spitzen aufnehmen und in einer Spitzenstützposition halten.
Dabei weist das System ferner folgendes auf: eine Überführungsplatte, die ein Feld von Öffnungen hat, die zur Ausfluchtung mit dem Feld von Öffnungen in dem Pipettenhalter angeordnet sind, wobei jede Öffnung in der Überführungsplatte einen Umfangsrandbereich hat, der dazu ausgebildet ist, eine Pipettenspitze an ihrer Anbringhülse so zu halten, daß sich die Spitze von der Unterseite der Überführungsplatte abwärts erstreckt; und eine Drückplatte, die so ausgebildet ist, daß sie über der Überführungsplatte liegt und mit den Anbringhülsen der Spitzen in Eingriff gelangt und diese durch die Öffnungen in der Überführungsplatte und in die Spitzenstützposition an dem Pipettenhalter drückt. Bevorzugt hat die Überführungsplatte eine flache obere Oberfläche, und die Öffnungen in der Platte haben eine solche Größe, daß sie die Pipettenspitzen-Anbringhülsen an ihren unteren Rändern abstützen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Überführungsplatte einen Hauptkörperbereich mit im allgemeinen gleichmäßiger Dicke, die Öffnungen sind in dem Hauptkörperbereich ausgebildet, und die Umfangsrandbereiche der Öffnungen sind aus einer Vielzahl von flexiblen Lippen geformt, die sich von den Rändern der Öffnungen radial nach innen erstrecken. Bevorzugt sind die flexiblen Lippen erheblich dünner als die Dicke des Hauptkörperbereichs.
Der Hauptkörperbereich der Überführungsplatte hat eine im allgemeinen flache Unterseite, und die flexiblen Lippen sind im allgemeinen koplanar mit der flachen Unterseite. Bei einer Ausführungsform sind für jede Öffnung drei flexible Lippen vorhanden, wobei die Lippen um den Öffnungsrand herum gleich beabstandet positioniert sind.
Die Unterseite der Überführungsplatte ist mit einer Stützstruktur versehen, die sich davon nach unten erstreckt und mit der flachen Stützoberfläche des Pipettenspitzenhalters in Eingriff bringbar ist, um die Spitzen über der Stützposition so zu halten, daß sich die Spitzenenden in die Pipettenhalteröffnungen erstrecken. Die Stützstruktur weist bevorzugt eine Vielzahl von Schenkeln auf, die sich im allgemeinen senkrecht zu der Überführungsplatte erstrecken und zwischen benachbarten Öffnungen positioniert sind.
Die Drückplatte kann einen oberen Körper aufweisen, der eine allgemein planare untere Oberfläche und eine Anordnung von Fingern hat, die sich von der unteren Oberfläche nach unten erstrecken und so angeordnet sind, daß sie mit den Anbringhülsen der Spitzen in der Überführungsplatte ausgefluchtet werden und sich in diese erstrecken.
Jeder der nach unten verlaufenden Finger an der Drückplatte umfaßt ein sich verjüngendes oder konisches distales Ende, dessen Größe derart ist, daß es sich in die Anbringhülse einer Spitze erstreckt, und ein im allgemeinen zylindrisches proximales Ende, dessen Größe derart ist, daß es eine Überführungsplattenöffnung durchsetzt, und das an seiner Verbindungsstelle mit dem distalen Ende eine Schulter bildet, die dazu ausgebildet ist, mit dem oberen Rand der Pipettenspitzen-Anbringhülse in Eingriff zu gelangen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung betrifft das Nachladen eines Pipettenspitzenhalters des Typs, der eine im allgemeinen flache Stützoberfläche hat, die mit einem Feld von Öffnungen versehen ist, die so ausgebildet sind, daß sie eine Anordnung von Spitzen in einer Spitzenstützposition aufnehmen und halten, wobei die Spitzenenden nach unten weisen; dabei weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:

1. Abstützen der Anordnung von Spitzen in einem Feld von Öffnungen in einer Überführungseinrichtung, wobei die Öffnungen so angeordnet sind, daß sie mit dem Feld von Öffnungen in dem Pipettenspitzenhalter fluchten,
2. Positionieren der Überführungseinrichtung und der daran abgestützten Anordnung von Spitzen über dem Halter, wobei sich die Spitzenenden in die Öffnungen erstrecken, und
3. Abwärtsdrücken der Spitzen durch die Überführungseinrichtung und in die Spitzenstützposition an dem Spitzenhalter.

Typischerweise sind die Pipettenspitzen von dem Typ, der ein sich verjüngendes oder konisches Spitzenende und eine obere Anbringhülse hat, die mit dem Spitzenende eine Schulter bildet, und gemäß dem bevorzugten Verfahren der Erfindung weist der Abstützschritt das In-Eingriff-Bringen der Schultern der Anbringhülsen der Spitzen mit den Außenrändern der Öffnungen in der Überführungseinrichtung auf. Bevorzugt sind die Außenränder der Öffnungen in der Überführungseinrichtung durch elastische flexible Lippen definiert, und der Greifschritt weist das elastische Umgreifen der Spitzenanbringhülsen mit den Lippen auf.
Die Überführungseinrichtung umfaßt einen im allgemeinen flachen oberen Körper, der die Öffnungen enthält, und eine Stützstruktur, die sich von dem Körper abwärts erstreckt, und der Positionierschritt weist das In-Eingriff-Bringen der flachen Stützoberfläche des Halters mit der Stützstruktur auf. Gemäß der derzeit bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist der Drückschritt die folgenden Schritte auf:
(1) Plazieren einer Drückplatte auf der Oberseite der Spitzenanbringhülsen in der Überführungseinrichtung und (2) Abwärtsdrücken der Drückplatte, um sämtliche Spitzen gleichzeitig durch die Überführungseinrichtung zu drücken. Bevorzugt wird der Schritt des Plazierens der Drückplatte auf der Oberseite der Spitzenanbringhülsen in der Überführungseinrichtung vor dem Positionierungsschritt ausgeführt.
Bei einem abgewandelten Verfahren zum Nachladen eines leeren Pipettenspitzenhalters mit einer Anordnung von Pipettenspitzen, wobei jede Pipettenspitze ein unteres sich verjüngendes oder konisch zulaufendes Ende und eine obere Anbringhülse hat und der Pipettenspitzenhalter eine allgemein flache Stützoberfläche hat, die mit einem Feld von Öffnungen versehen ist, die ausgebildet sind, um die Anordnung von Spitzen aufzunehmen und lose in einer Spitzenstützposition zu halten, weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:

1. Vorsehen einer Überführungsplatte, die einen im allgemeinen flachen Körper mit einem Feld von Öffnungen hat, die so angeordnet sind, daß sie mit dem Feld von Öffnungen in dem Halter fluchten,
2. Ausbilden jeder der Öffnungen mit einem flexiblen Umfangsrandbereich, der eine solche Größe hat, daß er eine Pipettenspitze an ihrer Anbringhülse hält, wobei sich die Spitze von der Unterseite des Überführungsplattenkörpers nach unten erstreckt,
3. In-Eingriff-Bringen der Anbringhülsen der Spitzen mit einer Drückplatte, die eine Vielzahl von nach unten verlaufenden Vorsprüngen hat, die den Pipettenspitzen in der Überführungsplatte entsprechen und damit ausfluchtbar sind, und
4. Drücken der Spitzen durch die Öffnungen hindurch und an den Randbereichen vorbei in die Spitzenstützposition an dem Pipettenhalter.

Bevorzugt weist das Verfahren außerdem vor dem Drückschritt den Schritt des Haltens der Pipettenspitzen über der Stützposition auf, wobei sich die Stützstruktur von der Unterseite der Überführungsplatte nach unten und in Eingriff mit der flachen Stützoberfläche des Pipettenhalters erstreckt. Der Halteschritt weist bevorzugt die Abstützung der Pipettenspitzen in der Überführungsplatte auf, wobei sich die Spitzenenden an der Stützstruktur vorbei abwärts erstrecken.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines herkömmlichen Pipettenhalters, wobei ein Bereich einer Anordnung von Pipettenspitzen daran gehalten gezeigt ist;
Fig. 2 eine isometrische Ansicht einer mehrere Etagen umfassenden Anordnung von Platten von Ersatzpipettenspitzen zum Gebrauch bei dem System und Verfahren der Erfindung;
Fig. 2a ein vergrößertes Detail entlang der Linie 2a-2a in Fig. 2;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Komponenten des Pipettenspitzen-Nachladesystems der Erfindung in Verbindung mit einem herkömmlichen Pipettenspitzenhalter;
Fig. 4 im Schnitt eine vergrößerte Einzelheit entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 im Schnitt eine vergrößerte Einzelheit entlang der Linie 5-5 in Fig. 4;
Fig. 6 einen vergrößerten Vertikalschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 3, wobei jedoch die Überführungsplatte, die Ersatzspitzen und die Drückplatte in bezug auf den Pipettenspitzenhalter in die Überführungsposition bewegt sind;
Fig. 7 im Schnitt eine vergrößerte Einzelheit, wobei die Überführungssequenz einer Pipettenspitze von der Überführungsplatte zu dem Pipettenspitzenhalter gezeigt ist; und
Fig. 8 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht nach Durchführung der Überführung der Spitzen zu dem Pipettenspitzenhalter.
Fig. 1 zeigt einen Pipettenspitzenhalter 10 eines Typs, der typischerweise dazu dient, eine Anordnung von 96 Pipettenspitzen 11 abzustützen, die in dem Halter in acht Reihen von jeweils 12 Spitzen angeordnet sind. Der Spitzenhalter 10 hat eine flache Stützoberfläche 12, die mit dem geradlinigen 8 × 12-Feld von Öffnungen 13 versehen ist, in die die Pipettenspitzen 11 eingesetzt und lose gehalten sind, um anschließend an einer Pipettiereinrichtung (nicht gezeigt) angebracht und davon entnommen zu werden.
Die Stützoberfläche 12 ist auf dem oberen Rand eines allgemein rechteckigen Behälters 14 angebracht. Ein nicht gezeigter umschließender Deckel wird über der Stützoberfläche und dem Behälter angebracht, um die Pipettenspitzen 11 zum Versand und zur Lagerung zu umschließen, wie das auf diesem Gebiet wohlbekannt ist.
Wie unter zusätzlicher Bezugnahme auf Fig. 8 ersichtlich, hat jede Pipettenspitze 11 ein unteres Spitzenende 15, in das Testfluide oder Reagenzien von der Pipettiereinrichtung angesaugt werden, und eine obere Anbringhülse 16, in die eine Pipettierersonde eingeführt wird, um die Spitze an der Pipettiereinrichtung anzubringen. Die in den Zeichnungen gezeigten Spitzen 11 haben Anbringhülsen 16, die ungefähr die gleiche Konizität wie die unteren Spitzenenden 15 haben und mit in Umfangsrichtung beabstandeten, axial verlaufenden Rippen 17 versehen sind.
Es ist jedoch zu beachten, daß Pipettenspitzen in vielen verschiedenen Formen hergestellt werden, von denen einige eher zylindrische Anbringhülsen haben, keine Rippen haben und/oder mit einer deutlich ausgeprägten Trennschulter zwischen der Anbringhülse und dem unteren Spitzenende versehen sind.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind die unteren Enden der Rippen 17 mit der Oberseite der Stützfläche 12 des Spitzenhalters 10 in Eingriff, aber eine solche Stützfunktion kann bei anderen Spitzenkonstruktionen durch eine Trennschulter oder dergleichen vorgesehen sein. In jedem Fall sind die Spitzen 11 in ihrer Stützposition an dem Spitzenhalter 10 lose abgestützt, um leicht an dem Pipettierer anbringbar und davon entnehmbar zu sein.
Wie unter zusätzlicher Bezugnahme auf Fig. 2 ersichtlich, sind Vielfachanordnungen von Spitzen 11 in Stapeln 18 gezeigt, wobei jeder Stapel von Spitzen auf einer horizontalen Überführungsplatte 20 abgestützt ist. Die Überführungsplatte 20 hat einen im allgemeinen flachen Hauptkörperbereich 21, der mit einem Feld von Öffnungen 22 in einem Muster versehen ist, das den Öffnungen 13 in dem Spitzenhalter 10 entspricht. Die Öffnungen 22 haben einen Hauptdurchmesser, der ausreicht, um einer Pipettenspitze 11 den leichten Durchgang zu ermöglichen.
Jede Öffnung 22 ist aber auch mit drei in Umfangsrichtung beabstandeten flexiblen Lippen 23 versehen, die integral mit dem Hauptkörperbereich 21 ausgebildet sind und sich in der Öffnung radial nach innen erstrecken. Die Lippen 23 haben radial innere Ränder 24, die auf einem gemeinsamen Kreisbogen liegen, dessen Durchmesser ungefähr gleich den Durchmessern der Öffnungen 13 in dem Hauptpipettenspitzenhalter ist.
Wenn daher eine Pipettenspitze mit ihrem unteren Spitzenende 15 durch die Öffnung 22 in der Überführungsplatte 20 eingeführt wird, bilden die unteren Ränder der Rippen 17 an der Spitzenanbringhülse eine unterbrochene Schulter 25, mittels welcher die Spitze an den flexiblen Lippen 23 abgestützt ist.
Diese Anordnung ist im einzelnen in den Fig. 2a, 4 und 5 gezeigt. Die in den Zeichnungen gezeigten Pipettenspitzen 11 haben sechs umfangsmäßig beabstandete und axial verlaufende Rippen 17, so daß ungeachtet der Rotationsorientierung einer Spitze 11 immer eine Rippenschulter 25 mit einer flexiblen Lippe 23 in Kontakt und davon abgestützt ist.
Bei der Stapelanordnung gemäß Fig. 2 erstrecken sich die unteren Spitzenenden 15 jeder Anordnung von Spitzen an einer Überführungsplatte 20 nach unten in die Anbringhülsen 16 der Spitzen in der unmittelbar darunter befindlichen Etage. Um die Trennung der Etagen aufrechtzuerhalten (und die Nachlade-Überführung der Spitzen zu unterstützen, wie noch erläutert wird), ist jede Überführungsplatte 20 mit einer integralen, nach unten verlaufenden Stützstruktur 26 an der Unterseite des Hauptkörperbereichs 21 versehen. Die Stützstruktur 26 weist eine Vielzahl von Schenkeln 27 auf, die sich von der Unterseite des Hauptkörperbereichs 21 abwärts und senkrecht dazu erstrecken.
Die Schenkel 27 haben jeweils gleiche Länge, jedoch in Abhängigkeit von ihrer Position geringfügig unterschiedliche horizontale Querschnitte. Beispielsweise haben die Eckschenkel 28 in den Fig. 2, 2a und 3 einen abgewinkelten oder L-Querschnitt, der zwei rechtwinklige Stege 30 aufweist, die durch eine Verbindungsrippe 31 getrennt sind und gegenüberliegende Randwülste 32 haben. Diese Konstruktion ergibt die erforderliche Steifigkeit für die zu beschreibende Überführungsfunktion.
Entlang dem längeren Rand der Überführungsplatte 20 in der Mitte zwischen den Eckschenkeln 28 befindet sich ein mittlerer Stützschenkel 33, der bei der bevorzugten Ausführungsform ein T-Profil mit einem Paar von äußeren Stegen 34 und einem nach innen verlaufenden Mittelsteg (nicht gezeigt) aufweist. Ein zentraler Schenkel, der ebenfalls in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, hat bevorzugt X- Querschnitt, der durch vier Stege ähnlich den Stegen 30 und 34 gebildet ist, wobei der zentrale Schenkel direkt mit den Mittelschenkeln 33 an den gegenüberliegenden längeren Rändern der Überführungsplatte ausgefluchtet ist.
Die Eckschenkel 28 und Mittelschenkel 33 sind ferner über Versteifungsstege 35 miteinander verbunden, die ebenfalls von der Unterseite des Hauptkörperbereichs 21 nach unten verlaufen, jedoch erheblich geringere Länge als die Schenkel 27 haben. Die Schenkel 26 und Versteifungsstege 35 ergeben die erforderliche Steifigkeit für die Überführungsplatte 20, die für die Spitzenüberführungsfunktion notwendig ist, wie nachstehend beschrieben wird.
Bei dem Nachladesystem der vorliegenden Erfindung wird der obere Stapel 18 von Spitzen 11 zusammen mit der Überführungsplatte 20, in der sie abgestützt sind, manuell von dem in Fig. 2 gezeigten Gesamtstapel abgenommen. Wie jedoch ebenfalls in Fig. 2 gezeigt ist, liegt eine Drückplatte 36 über dem obersten Stapel 18 von Spitzen, und die Drückplatte wird gemeinsam mit der Überführungsplatte 20 und den darin gehalterten Spitzen aufgenommen und zu einer Position über der Stützoberfläche 12 des Spitzenhalters 10 verbracht, wie Fig. 3 zeigt.
Die Drückplatte 36 hat einen im allgemeinen flachen Körper 37 ähnlich dem Hauptkörperbereich 21 der Überführungsplatte 20. Eine Anordnung von nach unten verlaufenden Fingern 38 befindet sich an der Unterseite des Drückplattenkörpers 37. Die Finger sind so angeordnet, daß sie mit den Anbringhülsen 16 der an der Überführungsplatte 20 getragenen Spitzen 11 in Ausfluchtung gelangen und sich in diese erstrecken. Die Finger 38 haben sich verjüngende distale Enden 40, die abgeschnitten sind, um ein flaches Ende zu bilden.
Das gegenüberliegende proximale Ende 41 jedes Fingers, über das der Finger integral mit der Unterseite des Drückplattenkörpers verbunden ist, hat zylindrische Gestalt. Das zylindrische proximale Ende 41 hat einen erheblich größeren Durchmesser als der maximale Durchmesser des distalen Endes 40, so daß sich an ihrer Übergangsstelle eine flache Ringschulter 42 befindet.
Der Durchmesser der Schulter 42 ist ungefähr gleich dem maximalen Durchmesser des oberen Endes der Anbringhülse 16 der Spitze 11. Der Durchmesser der Schulter 42 ist ferner kleiner als der Hauptdurchmesser der Öffnungen 22 in der Überführungsplatte 20. Wenn daher die Drückplatte 36 über der Anordnung von Spitzen 11 in der Überführungsplatte 20 angeordnet wird, treten die verjüngten distalen Enden 40 der Drückplattenfinger 38 in die offenen oberen Enden der Spitzen ein, und die Schultern 42 liegen auf den oberen Rändern der Anbringhülsen 16.
Zur Überführung des oberen Stapels 18 von Pipettenspitzen aus den Positionen gemäß Fig. 2 zu einem leeren Spitzenhalter 10 wird die gesamte Untergruppe, die im oberen Bereich von Fig. 3 zu sehen ist und die Überführungsplatte 20 aufweist, die mit Spitzen 11 beladen ist, auf denen die Drückplatte 36 liegt, einfach auf die Stützoberfläche 12 des Spitzenhalters gesenkt, wobei die unteren Spitzenenden 15 in die Öffnungen 13 in der Stützoberfläche eintreten.
Es wurde festgestellt, daß die Pipettenspitzen dadurch, daß sie lose an den flexiblen Lippen 23 in den Öffnungen in der Überführungsplatte 20 gehalten sind, sehr leicht mangelhaft ausgefluchtet sein können, so daß ein direkter Eintritt in die Öffnungen in der Stützoberfläche des Spitzenhalters normalerweise schwierig sein könnte.
Die Anwesenheit der oberen Drückplatte 36 mit den in die Pipettenspitzen sich erstreckenden Fingern 38 stabilisiert jedoch die Spitzen und hält sie in einer präzise ausgefluchteten Anordnung, so daß die Spitzen leicht in die Öffnungen in dem Spitzenhalter ohne die Notwendigkeit für einen manuellen Eingriff eintreten.
Während sich die Enden der Pipettenspitzen in den Halter bewegen, gelangen die unteren Enden der Schenkel 27 an der Überführungsplatte 20 in Stützkontakt mit der Stützoberfläche 12 des Spitzenhalters. Diese vorläufige Überführungsposition ist in Fig. 6 gezeigt. Die Spitzen 10 bleiben durch den Eingriff der unteren Enden der vertikalen Rippen 17 an den Spitzen mit den flexiblen Lippen 23 in den Öffnungen 22 der Überführungsplatte 22 in der hängenden Position an der Überführungsplatte 20.
Die Überführung von Spitzen wird abgeschlossen, indem die Überführungsplatte entladen wird, indem die Spitzen mit der Drückplatte 36 durch die Überführungsplatte gedrückt werden und man sie ein kurzes Stück auf die Stützoberfläche 12 des Spitzenhalters fallen läßt, wo sie durch Eingriff der unteren Enden der Rippen 17 an den Rändern der Stützoberfläche, die die Öffnungen 13 umgeben, abgestützt werden, wie Fig. 8 zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 wird die Betriebsweise der Drückplatte 36 zur Durchführung der Überführung der Pipettenspitzen und zum Nachladen des Spitzenhalters beschrieben. Wenn die Anordnung in der Position gemäß Fig. 6 ist, wird die obere Drückplatte 36 gleichmäßig nach unten gedrückt, und anfangs bewirken die unteren Enden der Rippen 17 an den Spitzen, daß die flexiblen Lippen 23, die die Spitzen abstützen, nach unten und außen ausgelenkt werden, wie die Pfeile in Fig. 5 zeigen.
Mit fortgesetzter Abwärtsbewegung der Drückplatte gleiten die Anbringhülsen 16 an den oberen Enden der Spitzen entlang den Rändern der flexiblen Lippen 23 als Folge des Preßkontakts der Ringschultern 42 der Drückplatte gegen die oberen Ränder der Spitzen.
Schließlich gelangen die Schultern 42 mit den flexiblen Lippen in Eingriff und bewegen sich daran vorbei, wie Fig. 7 zeigt, woraufhin die Pipettenspitzen nicht länger von den flexiblen Lippen 23 abgestützt sind und ein kurzes Stück auf die Stützoberfläche 12 des Spitzenhalters fallen, wo sie durch Eingriff der Schultern aufweisenden Enden der Rippen 17 an der Stützoberfläche 12 abgestützt werden, wie Fig. 8 zeigt.
Die Überführungsplatte 20 und die auf dieser liegende Drückplatte 36 werden dann in Vertikalrichtung abgehoben, so daß der Spitzenhalter mit einer Anordnung von Spitzen auf genau die gleiche Weise neu beladen ist, wie der Spitzenhalter ursprünglich beladen war.
Dabei ist es wichtig, daß zwischen den Rippen der Pipettenspitzen und der Stützoberfläche 12 des Spitzenhalters keine Tragplatte, Überführungsplatte oder sonstige Struktur vorhanden ist, die andernfalls die Ersatzspitzen in einer geringfügig höheren Position auf dem Halter als die ursprünglichen Spitzen plazieren würde. Wie oben gesagt, kann die Zwischenpositionierung einer Struktur zwischen dem Spitzenhalter und den Spitzen den ordnungsgemäßen Betrieb von mechanischen oder Roboterpipettiersystemen stören.
Das System und seine Betriebsweise sind zwar unter Bezugnahme auf die Überführung von Pipettenspitzen mit Rippenkonstruktion an den oberen Anbringhülsen 16 beschrieben, das System eignet sich aber ebenso gut für andere Konstruktionen von Pipettenspitzen, die beispielsweise Spitzen verwenden, deren obere Anbringhülse eine flache Ringschulter an ihrer Übergangsstelle mit dem unteren Spitzenende definiert.
Alle Komponenten des Systems bestehen aus Kunststoff, aber die Überführungsplatte 20 verwendet weit weniger Kunststoff als ein Spitzenhalter. Beispielsweise kann ein herkömmlicher Spitzenhalter 10 ungefähr 70 g wiegen, während die Überführungsplatte nur ungefähr 10 g wiegt, was eine Verringerung von Kunststoffabfall um ungefähr 85% ergibt. Außerdem kann die Drückplatte mit jeder der gestapelten Pipettenspitzenanordnungen wiederverwendet werden.

Claims

1. Nachladesystem zum Plazieren einer Anordnung von Pipettenspitzen in einem leeren Pipettenhalter (10), wobei jede Pipettenspitze (11) ein konisches unteres Ende (15) und eine obere Anbringhülse (16) hat und der Pipettenhalter eine im allgemeinen flache Stützoberfläche (12) hat, die mit einem Feld von Öffnungen (13) versehen ist, die zum Aufnehmen und zum Halten der Anordnung von Spitzen (11) in einer Spitzenstützposition ausgebildet sind, gekennzeichnet durch:
eine Überführungsplatte (20), die ein Feld von Öffnungen (22) hat, die so angeordnet sind, daß sie mit dem Feld von Öffnungen (13) in dem Pipettenhalter (10) ausfluchtbar sind, wobei jede Öffnung (22) einen Umfangsrandbereich hat, der so ausgebildet ist, daß er eine Pipettenspitze (11) an ihrer Anbringhülse (16) so hält, daß sich das Spitzenende von der Unterseite der Überführungsplatte (20) nach unten erstreckt; und
eine Drückplatte (36), die so ausgebildet ist, daß sie über der Überführungsplatte (20) liegt und mit den Anbringhülsen (16) der Spitzen (11) in Eingriff ist und diese durch die Öffnungen (22) hindurch vollständig von der Überführungsplatte (20) getrennt in die Spitzenstützposition an dem Pipettenhalter (11) drückt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungsplatte (20) eine flache obere Oberfläche hat und die Öffnungen (22) eine solche Größe haben, daß sie die Pipettenspitzen-Anbringhülsen (16) an ihren unteren Rändern abstützen.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungsplatte (20) einen Hauptkörperbereich (21) mit im allgemeinen gleichmäßiger Dicke hat, die Öffnungen (22) in dem Hauptkörperbereich (21) ausgebildet sind und die Umfangsrandbereiche der Öffnungen (22) eine Vielzahl von flexiblen Lippen (23) aufweisen, die sich von den Rändern der Öffnungen (22) radial nach innen erstrecken.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Lippen (23) erheblich dünner als die Dicke des Hauptkörperbereichs (21) sind.

5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörperbereich (21) der Überführungsplatte (20) eine im allgemeinen flache Unterseite hat und die flexiblen Lippen (23) mit der flachen Unterseite im allgemeinen koplanar sind.

6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch drei flexible Lippen (23) für jede Öffnung (22), wobei die Lippen um die Öffnung herum gleichmäßig beabstandet positioniert sind.

7. System nach einem Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Stützstruktur (26), die von der Unterseite der Überführungsplatte (20) nach unten verläuft und mit der flachen Stützoberfläche des Pipettenhalters (10) in Eingriff bringbar ist, um die Spitzen (11) über der Stützposition zu halten, wobei sich die Spitzenenden in die Öffnungen (13) des Pipettenhalters erstrecken.

8. System nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die radial inneren Ränder der Lippen (23) Kreisbögen aufweisen, die einen Durchmesser definieren, der ungefähr gleich dem Durchmesser der Öffnungen (13) in dem Pipettenhalter (10) ist.

9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstruktur (26) eine Vielzahl von Schenkeln (27) aufweist, die sich im allgemeinen senkrecht zu der Überführungsplatte (20) erstrecken und zwischen benachbarten Öffnungen (22) positioniert sind.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückplatte (36) einen oberen Körper (37) aufweist, der eine im allgemeinen plane Unterseite und eine Anordnung von Fingern (38) hat, die sich von der Unterseite nach unten erstrecken, um mit den Anbringhülsen (16) der Spitzen (11) in Ausfluchtung zu gelangen und sich in diese zu erstrecken.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Finger (38) folgendes aufweist:
ein verjüngtes distales Ende (40) mit einer solchen Größe, daß es sich in die Anbringhülse (16) einer Spitze (11) erstreckt, und ein im allgemeinen zylindrisches proximales Ende (41) mit einer solchen Größe, daß es eine Überführungsplattenöffnung (22) durchsetzt und an dem Übergang zu dem distalen Ende eine Schulter (42) bildet, die dazu dient, mit dem oberen Rand der Pipettenspitzen-Anbringhülse (16) in Eingriff zu gelangen.

12. Verfahren zum Nachladen eines Pipettenspitzenhalters des Typs, der eine im allgemeinen flache Stützoberfläche hat, die mit einem Feld von Öffnungen versehen ist, die dazu ausgebildet sind, eine Anordnung von Spitzen in einer Spitzenstützposition mit nach unten weisenden Enden aufzunehmen und zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

1. Abstützen der Anordnung von Spitzen in einem Feld von Öffnungen an einer Überführungseinrichtung, wobei die Öffnungen zur Ausfluchtung mit dem Feld von Öffnungen in dem Pipettenspitzenhalter angeordnet sind;

2. Positionieren der Überführungseinrichtung und der daran gehalterten Anordnung von Spitzen über dem Halter mit sich in die Öffnungen erstreckenden Spitzenenden; und

3. Drücken der Spitzen nach unten durch die Überführungseinrichtung und in die Spitzenstützposition an dem Spitzenhalter.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pipettenspitzen von dem Typ sind, der ein verjüngtes Spitzenende und eine obere Anbringhülse hat, die mit dem Spitzenende eine Schulter bildet,
und daß der Abstützschritt das In-Eingriff-Bringen der Anbringhülsen der Spitzen an den Umfangsrändern der Öffnungen in der Überführungseinrichtung aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Überführungseinrichtung einen im allgemeinen flachen oberen Körper, der die Öffnungen enthält, und eine Stützstruktur aufweist, die von dem Körper nach unten verläuft,
und daß der Positionierungsschritt das In-Eingriff-Bringen der flachen Stützoberfläche des Halters mit der Stützstruktur aufweist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Drückschritt die folgenden Schritte aufweist:

1. Plazieren einer Drückplatte auf der Oberseite der Spitzenanbringhülsen in der Überführungseinrichtung; und

2. Drücken der Drückplatte nach unten, um sämtliche Spitzen gleichzeitig durch die Überführungseinrichtung zu drücken.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Plazierens der Drückplatte auf der Oberseite der Spitzenanbringhülsen in der Überführungseinrichtung vor dem Positionierungsschritt ausgeführt wird.

17. Verfahren zum Nachladen eines leeren Pipettenspitzenhalters mit einer Anordnung von Pipettenspitzen, wobei jede Pipettenspitze ein unteres verjüngtes Spitzenende und eine obere Anbringhülse hat und der Pipettenspitzenhalter eine im allgemeinen flache Stützoberfläche hat, die mit einem Feld von Öffnungen versehen ist, die zur Aufnahme und losen Halterung der Anordnung von Spitzen in einer Spitzenstützposition ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

1. Vorsehen einer Überführungsplatte, die einen im allgemeinen flachen Körper mit einem Feld von Öffnungen hat, die zur Ausfluchtung mit dem Feld von Öffnungen in dem Halter angeordnet sind;

2. Ausbilden jeder Öffnung mit einem flexiblen Umfangsrandbereich mit einer solchen Größe, daß er eine Pipettenspitze an ihrer Anbringhülse hält, wobei sich das Spitzenende von der Unterseite des Überführungsplattenkörpers nach unten erstreckt;

3. In-Eingriff-Bringen der Anbringhülsen der Spitzen mit einer Drückplatte, die eine Vielzahl von nach unten verlaufenden Vorsprüngen hat, die den Pipettenspitzen in der Überführungsplatte entsprechen und damit ausfluchtbar sind; und

4. Drücken der Spitzen mittels der Drückplatte durch die Öffnungen vorbei an den Randbereichen und frei von der Überführungsplatte in die Spitzenstützposition an dem Pipettenhalter.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es vor dem Drückschritt den folgenden Schritt aufweist:
Halten der Pipettenspitzen über der Stützposition mit einer Stützstruktur, die von der Unterseite der Überführungsplatte nach unten und in Eingriff mit der flachen Stützoberfläche des Pipettenhalters verläuft.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteschritt das Abstützen der Pipettenspitzen in der Überführungsplatte aufweist, wobei sich die Spitzenenden an der Stützstruktur vorbei nach unten erstrecken.