DE3134926A1 - Einrichtung zum mikrodosieren von fluessigkeiten - Google Patents

Description

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Einrichtung zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten

Di- Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten.

Einrichtungen zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten benutzt man hauptsächlich bei chemischen, biochemischen, molekularbiologischen, mikrobiologischen, medizinischen Untersuchungen sowie bei dar Selektion und bei klinischen Analysen. Außerdem werden solche Einrichtungen in der chemischen, pharmazeutischen, radiochemischen und mikrobiologischen Industrie beim Zubereiten von Mehrkomponentengeniischen aus Lösungen von besonders reinen Stoffen im Mikroliter-Volumenbereioh verwendet.

Mit Beginn einer weitgehenden Anwendung von neuen und perspektivischen chemischen und biochemischen Analysenverfahren, bei experimentellen Untersuchungen in der Medizin und in der Industrie ist der Bedarf an Einrichtungen zum Mikrodosieren von mehreren Flüssigkeiten in ein Reagenzglas in den letzten Jahren bedeutend angestiegen. Zu solchen neuen Analysenverfahren gehören Methoden der biochemisohen Modellierung und der genetischen Forschung, immunologische, enzymatisch^ und Biolumineszenzverfahren sowie kinetische Methoden der klinischen Analyse. Bei diesen Methoden werden Proben in der Art von Mehrkomponentengemiaohen aus Lösungen von Stoffen hoher Lieiribsit gebildet. Bei der Zubereitung solcher Proben werden die dosierten Mikrovolumina von Flüssigkeiten in ein Reagenzglas geleitet und gleichzeitig vermischt. Gewöhnlich werden die Volumina jeder dosierten Lösung bei Bildung von zwei Proben je nach den konkreten Aufgaben ό|_ΘΓ Analyse variiert, wobei

die Zugabe und die Vermengung der Lösungsdoaen entweder gleichzeitig oder mit kontrollierbarer Zugabeverzögerung einer oder mehrerer Komponenten erfolgen. Beim letzteren Verfahren werden nicht nur die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Analysen erhöht, sondern auch zusätzliche Charakteristiken von Reaktionen gewonnen, die dem betreffenden Verfahren zagrunde liegen, wobei man also qualitativ neue Informationen über die analysierten Stoffe erhält.

Die Ermittlung von kinetischen Charakteristiken der bai Analysen erfolgenden Reaktionen gestattet ea z.B. bei enzyaatiachen und Bioluinineszenzv erfahren sowie bei biochemischen Modellierungsmethoden und bei der Genforschung,nicht nur die Anzahl von biologischen Molekülen,sondern auch die Punktionseigenachaften der Moleküle im ganzen und bestimmter aktiver Zentren einzuschätzen. Andererseits weist jeder ins Reagenzglas eingeführte Stoff bei allen erwähnten Analysenverfahren eine Konzentration auf, die höher als die zum Reaktionsablauf erforderliche Konzentration ist. Dabei berücksichtigt man die Tatsache, daß die Stoffkonzentration bei Verdünnung durch andere Komponenten der Probe sinkt. Eine schnelle und gleichzeitige Vermengung aller Bestandteil® der Probe kann deswegen für alle bei der Analyse erfolgenden Reaktionen entscheidend sein. Dies ist dadurch zu erklären, daB viele biologisch aktiven Moleküle, die als Objekte der Analyse auftreten, bei hohen Konzentrat i ons gr ad en mehrerer Salze ihre Struktur irreversibel ändern und ihre Funkt ionsaktivität verlieren, obwohl kleinere Konzentrationen dieser salze unbedingt erforderliche Komponenten für die Reaktion sind.

Bine zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten in ein Reagenzglas bestimmte Einrichtung muß entsprechend dein Analysenprogramm das automatische Variieren der Dosismenge und der Zeit ihrer Eingabe ins Reagenzglas in jedem Dosierungskanal ermöglichen und dabei eine hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Dosierung gewährleisten.

Beim Dosieren von Flüssigkeiten im Mikroliter-Volumenbereioh ist es wichtig, daß die Dosis, deren Volumen bedeutend kleiner als ein Tropfen ist, vom Ende der Förderrohrleitung sicher abgetrennt wird. Bei unvollständiger Trennung der Dosis vom Rohrleitungsende kann die Dosierungsgenauigkeit der Dosiereinrichtung um einige Male kleiner werden. Deswegen ist bei Einrichtungen zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten die Ausführung nicht nur des eigentlichen Dosierers, sondern auch der Baugruppe zur Einführung der Flüssigkeit ins Reagenzglas sehr wichtig.

Bei den erwähnten analytischen Verfahren ist ihre hohe Empfindlichkeit von Vorteil, die aber in einem bedeutenden Maße von der Reinheit der bei der Analyse benutzten Reagenzien abhängig ist. Mit Hilfe der Biolumineszenzmethode können

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z.B. Stoffmengen von 10 ·* Gramm nachgewiesen werden. Die Anwesenheit auch geringer Mengen (mehrerer Zehntelprozent) von Beimischungen, darunter auch von bei der Analyse benutzten Lösungen, kann aber die Empfindlichkeit der Analyse um mehrere Größenordnungen herabsetzen. Die Beibehaltung hoher Reinheit von Lösungen wird gleichermaßen von den Proben und von den zu dosierenden Ausgangslösungen gefordert. Daraus ergeben sich zusätzliche Forderungen an die Auslegung der

- 9 Baugruppe zur Flüssigkeitsförderung ins Reagenzglas.

Zur Durchführung von analytiaahen Reaktionen werden, wie ernannt) Lösungen mit hoher Stoffkonzentration benutzt. Dies ist nicht nur durch die nachfolgende Verdünnung bei Zubereitung von Mehr komponent engemischen, sondern auch durch die Notwendigkeit bedingt, ein Gemisch mit hoher Reaktionsaktivität zu erhalten. Bei den erwähnten Analysen ist aus diesem Grunde die Einführung von zusätzlichen Verdünnungslösungen in die Probe, auch von Wasser oder Pufferlösungen, die zur Spülung von Rohrleitungen und Dosierern beim Wechsel der zu dosierenden Lösungen benutzt werden, unerwünscht.

Infolge der Benutzung von sehr reinen und teueren Reagenzien bei der Durchführung der erwähnten Verfahren wird an die Einrichtung zum Mikrodosieren von flüssigkeiten noch eine zusätzliche Forderung gestellt: die beim Dosieren verwendeten Flüssigkeiten sollen nach Beendigung der Dosierung aus den Arbeitsräumen des Dosierers (aus Rohren, Spritzen, Gefäßen) vollständig entfernt werden.

Eine bekannte Einrichtung zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten (vgl. z.B. den sowjetischen Urheberschein Nr. 463027, Klasse G 01 N 1/10,GOlF 11/06 vom 05.OJ-.75) enthält mit Tauchkolben versehene Dosierspritzen, die an einem gemeinsamen Träger so befestigt sind, daß die Tauchkolbenstangen nach oben gerichtet sind. Die Tauohkolbenstangen haben einen gemeinsamen Mitnehmer. Der Träger weist Regelschrauben zur Doaisvorgabe für alle Dosierspritzen auf.

Bei der unteren Sndstellung der Tauchkolben in den Dosierspritzen wird der Träger von Hand nach unten gedrückt. Da-

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bei tauchen die Nadeln der Dosierspritzen in Gefäße mit den zu dosierenden Flüssigkeiten ein. ^ann wird der Mitnehmer bis zum Anschlag gehoben, wobei die zu dosierenden Flüssigkeiten in die Spritzen eingesaugt werden. Darauf hebt man den !Präger, entfernt die Gefäße mit Flüssigkeiten und stellt an ihre Stelle Reagenzgläser zur Aufnahme der Flüssigkeitsäösen. Nach erneutem Senken des Trägers drückt man auf den Mitnehmer und führt somit die dosierten Flüssigkeiten in die Reagenzgläser . ein.

Ein niedriger Automatisisrungagrad dieser Einrichtung bedingt auch eine niedrige Leistung beim Dosieren mehrerer Flüssigkeiten in ein Reagenzglas. Die Anordnung der Dosierspritzen mit den Tauohkolbenstangen nach oben erschwert die Entfernung der Luft aus dem Innenraum der Spritze bei der Aufnahme der zu dosierenden Flüssigkeit und bedingt eine niedrige Dosierungsgenauigkeit.

Die nach jedem Dosierungsνorgang notwendige Spülung der Innenräume der Dosierspritzen und Nadeln setzt zusätzlich die Leistungsfähigkeit der Einrichtung herab, wobei die in den Spritzen und Nadeln zurückbleibende Spülflüssigkeit zur bedeutenden Verdünnung der Probe im Reagenzglas führt. In den Fällen, in denen die Verdünnung unzulässig ist, wird die Nadel nicht gespült, wobei eine bedeutende gegenseitige Verunreinigung der dosierten Flüssigkeiten und der Proben die Folge ist.

Jiiine andere bekannte Einrichtung zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten (vgl. z.B. US-PS 3 991 6-16) enthält eine ,mit der Kolbenstange? midi oben aufgebaute Spritze mit mehreren öffnungen in der

GehäuseStirnseite, in denen Rohrleitungen befestigt aind« Jede Rohrleitung besteht aus drei Strängen, die aus Polyamid, plastifiziertem Polyvinylchlorid (PVC) bzw. aus nichtrostendem Stahl gefertigt sind, wobei die Polyamidstrangθ in die öffnungen der Spritzenstirnseite fest eingebaut sind. Die aus plastifizieren PVC-Rohrchen bestehenden Stränge und ihre mit Solanoiden versehenen Klemmvorrichtungen bilden ein Absperrorgan jeder Rohrleitung. Die Stahlröhrchen jeder Rohrleitung sind in Gefäße mit den zu dosierenden Flüssigkeiten eingetaucht. In einem Gefäß befindet sich eine Pufferlösung«, Die Flüssigkeitsäosen werden in ein Reagenzglas gefördert* Die Kolbenstange der Spritze ist mit einem Antrieb zur Hin- und Hervexschiebung verbunden, der einen Schrittmotor darstellt.

Wenn sich der Kolben nach oben bewegt, werden alle Rohrleitungen außer einer gesperrt, die zur Zuführung einer zu dosierenden Flüssigkeit oder der Pufferlösung bestimmt 1st» Durch diese Rohrleitung gelangt die Flüssigkeit in den Innenraum der Spritze. Wird der Kolben nach unten geschoben, so werden alle Rohrleitungen außer einer gesperrt, die zur Flüssigkeitsförderung ins Reagenzglas dient. Die Pufferlösung wird zuletzt eingeführt und bewirkt dabei die Spülung der Spritze„

Bei dieser Einrichtung ist die Entfernung dar Luft aus dem Innenraum, der Spritze erschwert, da die Spritzen mit dan Kolbenstangen nach oben angeordnet sind. Dabei ergibt sich ein zusätzlicher Zeitaufwand für die Vorbereitung der Einrichtung zur Arbeit, und es entstehen bedeutende Fehler, da im Innenraum der Spritze Luftblasen zurückbleiben,, die sich bairn Sinaaugea

- 12 von zähflüssigen und nicht entgasten Flüssigkeiten bilden.

Da alle zu dosierendem Flüssigkeiten durch dieselbe Spritze fließen* muß die letzte Zubereitung jeder Probe unbedingt geapüllt werden, wobei zur vollständigen Reinigung der Spritze die Spülung mehr als zehnmal wiederholt werden muß (vgl. die Beschreibung der Einrichtung in der Zeitsohrift "Analytical Biochemistry", 1978, vol. 86, p. 1-20, Christian Stably, John H. Wharton, Hans Noll ¹¹A computer Con trolled Multichannel Micropipetter")·

Dies begrenzt einerseits die Leistungsfähigkeit der lflikrodosiereinrichtung und führt andererseits zur gegenseitigen Verunreinigung von Proben, da für Lösungen vieler Stoffe auch die experimentell festgelegte zehnmalige Spülung unzureichend ist. Wegen der erwähnten Mangel ist es also nicht möglich» mit der Pufferlösung nioht verdünnte Proben zu erhalten. Die Konzentration von Komponenten der Proben wird dadurch herabgesetzt, wobei auch ihre Reaktionsfähigkeit sinkt.

Die aufeinanderfolgende Dosierung aller Lösungen der Mehrkomponentenprobe mittels einer Dosierspritze, die notwendige Berücksichtigung dee Flüssigkeitsvolumens in der Rohrleitung zur Dosiszuführung und die erforderliche Korrektur des Spiels von beweglichen Verbindungselementen des Antriebe zur Hin- und Herverschiebung der Kolbenstange erschweren die Arbeit der Bedienungsperson an dieser Einrichtung.

Ss ist eine Einrichtung zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten bekannt, die mit auf einem Gestell angeordneten Dosierspritzen entsprechend der Anzahl der zu dosierenden Flüssigkeiten und mit Rohrleitungen zur Beförderung dieser Flüssig-

keiten in ein entsprechendes auf einem Gestell befestigtes Reagenzglas ausgestattet ist. Das Gestell mit den Dosierspritzen ist mit einem Flussigkaitadosiaregler verbuad®n₈ der ein Getriebe zur gegenseitigen Hin- und ßückversohiabumg der Kolben und der Zylinder der Dosiereprltzen darstellt und mit einem Dosisvolumen-Einst^ller gekoppelt igt, d@r aush den Zeitpunkt der Flussigkeit^förderung in ein Reagenzglas bestimmt und zu einer Steuereinheit der JUinriGhtuag gehört« In den Ausgang aen Steuereinheit ist ©in Antrieb sur Hin«= und Kiokverscniebung von Kaden der zur Flussigk©itsaufühEuag b©- ■stimmten-Rohuleitungen angesohloss@a (^gIo das Prospekt der Firma "Kona"_s Finnland, "1 Sample FxoQ@aaosⁿ)o

Die Ausgänge der Dosierepritsen sind über fiohrXeitmngon mit entsprechenden Sonden verbunden,, dl© auf einem zweiten Träger angeordnet sind, welcher mit einem Schritt antrieb zujp Horizontal- und Vertikalversohiebung gekoppelt ist_o Di® In= osdnung jeder Sonde entspsioht der Stellung eiaes Reageaz= glases in einem besonders» Gestall₈ welches drei Reihen von Raagensgläsern entspreohend der Aasahl der Dosierspritzan enthält^ In ü®x Zone der Horizontalberaaguug das zweiten Träg©rs aind ein Gestell mit Reagonssgläsasn für Prob®n_s Gsfäß® mit ά@Ά au dosierenden Flüsaigkaitiaa, und ein Gefäß- mit Spülflüssigkeit sowie mit einor meehanisoiien Vorsiohtuag ama Ibmischen des Sonden aufgestellte

Der Betrisb der Siittioiitumg wlnä i?on einem sor gtstfuert,» Beim Brücken auf ©aijgpr^ohenö® Knöpf® der Träger horisontal zur Stellung des Gefäßes mit der Spül-

sioh nach unton bis

zum Anschlag· Die Spritzen, die Rohrleitungen und die Sonden werden duroh mehrmalige Hin- und Herbewegung der Kolben in den Spritzen mit der Spülflüssigkeit gefüllt.

Von der unteren Kndstellung aus werden die Kolben nach oben geschoben, wobei die Höhe ihrer Verschiebung dem vorgegebenen Dosisvolumen der ersten zu dosierenden Flüssigkeit entspricht. Der zweite Tracer wird hierbei gehoben, bewegt sich in der Hörizontairlohtung zur Stellung der ersten zu dosierenden Flüssigkeit und senkt sioh zum entspreohenden Gefäß hin. Die Kolben gehen in ihre untere Endst eil ung nieder und saugen die Flüssigkeitsdosis ein, worauf der Träger gehoben wird, die Stellung der ersten Reihe von Reagenzgläsern erreicht und sich nach unten bewegt. Dabei tauchen die Sonden in die Reagenzgläser ein. Die Kolben werden nach oben geschoben, wobei die Dosis der ersten zu dosie renden Flüssigkeit in die Reagenzgläser gelangt. Dann wird der zweite Träger gehoben, in die Stellung des -Gefäßes n^t der Spülflüssigkeit gebracht und gesenkt. Durch Verschiebung der Kolben nach oben wird ein Teil der Spülflüssigkeit aus den Sonden herausgedrängt. Beim darauffolgenden Heben des Trägers passieren die Sonden die mechanische Wischvorrichtung, worauf der Dosierungszyklus für jede zu dosierende Flüssigkeit wiederholt wird.

Die Ausführung des Getriebes zur Hin- und Herverschiebung der Kolbenstangen der Dosierspritzen gibt aber keine Möglichkeit, das Dosisvolumen für jede gleichzeitig zu dosierende Flüssigkeit zu ändern, wodurch das Anwendungsgebiet der Einrichtung eingeschränkt wird. .

Da alle Kolbenstangen von einem Getriebe verschoben werden, ist es auoh unmöglich, den Zeitpunkt der Zuführung jeder zu dosierenden Flüssigkeit zu ändern. Infolgedessen kann man diese Einrichtung nioht zur Durchführung von kinetischen Analysen benutzen, bei denen die Gleichzeitigkeit der Zuführung und der Vermengung aller Komponenten der Probe eine der nichtigsten Forderungen ist. Aus demselben Grunde kann man diese Einrichtung auoh nicht für eine Reihe von Analysan der funkt ionsaktiven biologischen Moleküle verwenden, bei d@n©a die Einwirkung von hochkonzentrierten Salzen unzulässig 1st, deren kleine Konzentrationen aber für den Ablauf von Reaktionen zwischen den Komponenten der Probe unbedingt erforderlich sind. Die beschriebene Einrichtung iat außerdem für die Durchführung von Analysen ungeeignet, bei denen eile einzelnen Komponenten nacheinander der Probe zugeführt werden müssen, da das Intervall zwischen der Einführung von zwei Flüssigkeiten in die Probe nicht kleiner als ein Dosierungszyklus gewählt werden kann_? der bei dieeer -Einrichtung mehr als zehn Sekunden beträgt.

Die Hin- und Herverschiebung der Dosierspritzenkolben bei der Aufnahme und Förderung der zu dosiarenden Flüasigkslten in jedem Dosierungszyklue schließt nicht die Beeinflussung der Kolbenhublänge und folglich der Dosiergtnauigkelt durch das Spiel der beweglichen Verbindungselemente dea Antriebs ana. Diese Beeinflussung ist durch den Aufbau des Antriebs d<ar Doslersprltzenkoiben bedingt8 bei dem die Aufnahme nwe einer Flussigkeitedoais in jedem Dosierungszyklafis möglioh ist.

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Beim kleinen Dos is volumen ist die W^ahrsoheinlichkelt groß, daß der Dosistropfen nicht ins Reagenzglas fällt. Aus diesem Grunde ist man gezwungen, das Sondenende unmittelbar in die dosierte flüssigkeit im Reagenzglas einzuführen» Dies führt zur Mitnahme eines Teils der dosierten Flüssigkeit aus dem Reagenzglas durch das Sondenende. Das Volumen der auf diese Weise mitgenommenen Flüssigkeit erreicht 30 bis 40 Mikroliter und entspricht somit dem Volumen eines Tropfens. Bei der Mehrheit der erwähnten Analysen ist das unzulässig, da die fertige Probe mit allen dosierten Flüssigkeit bei diesen Analysen das gleiche Volumen aufweist. Somit ist diese Einrichtung nicht nur durch niedrige Dosierungsgenauigkeit gekennzeichnet, sondern kann für viele Analysen überhaupt nicht verwendet werden.

Trotz des vorhandenen Spülflüssigkeitsgefäßes und der Sondenwischvorriohtung kommt es in der beschriebenen Einrichtung zu einer für die erwähnten Analysen wesentlichen gegenseitigen Verunreinigung der zu dosierenden Flüssigkeit und der dosierten Proben. Vielmehr bewirken gerade die Spülflüssigkeit und die Wischvorrichtung die gegenseitige Verunreinigung. In jedem Dosierungszyklus wird zur Spülflüssigkeit eine geringe Menge der von der Sonde aus dem Reagenzglas mitgenommenen dosierten Flüssigkeit hinzugefügt. Bei Dosierung von Lösungen mit hoher Stoffkonzentration erreicht infolgedessen die Konzentration der Stoffe in der Spülflüssigkeit bereits nach wenigen Doeierunyszyklen einige Zehntelprozent. Nach jedem Dosierungszyklus gelangt zweitens eine geringe Menge der zur Dosierung verwendeten Flüssigkeit aus der Sonde in die

aus ihr ausgestoßene Spülflüssigkeit, wobei in dieser die Konzentration der in der zu dosierenden Flüssigkeit gelösten Stoffe allmählich steigt. In der Wischvorrichtung wird außerdem nioht die ganze Sondenoberfläche abgewischt, und dies führt zur Übertragung der Spülflüssigkeit mit allen darin anwesenden Stoffen in die Probe. Dazu müssen die Sonden in Bezug auf die Wischvorrichtung genau zentriert werden.

Beim Einsaugen der zu dosierenden Flüssigkeit in die Sonde und in die Rohrleitung, deren Innenräume mit der Spülflüsaigkeit benetzt sind, wird die zu dosierende Flüssigkeit in jedem Dosierungszyklus unkontrollierbar verdünnt, wobei die Posierungsgenaulgkeit und die Genauigkeit der Analyse im ganzen herabgesetzt werden. Bei Verdünnung der Komponenten der Probe sinkt die Reaktionsgeschwindigkeit, und dies ist bei. kinetischen Analysen unzulässig.

Bei mehrmaliger Spülung der Bondenaußenfläche sowie der Innenflächen der Sonden und der Rohrleitungen ergeben sich Verluste an Flüssigkeiten, die zur Dosierung benutzt werden. Das ist sehr unerwünscht bei der Arbeit mit Losungen besonders reiner Stoffe. Andererseits ist die Spülung ein erzwungener Arbeitsgang, da der Aufbau der Dosier spritzen, ihres Antriebs und dar Vorrichtung zur Hin- und Her verschiebung der Sonden zur Zuführung der Flüssigkeitsdosen die auf©inandesfolgende Dosierung verschiedener Flüsigkeiten mittels jedes Dosierspritze voraussetzt, wobei die entsprechenden Rohrleitungen in jedem Dosierungszyklus unbedingt gespült werden sollen. Außerdem ist es nicht ausgeschlossen, daß dt© üpülflüasigkeit in die zu dosierende Flüssigkeit infolga ^on unvoll-

ständigem Abwischen der Sonden gelangt. Aus diesem Grunde können die Reste der zur Dosierung benutzten Flüssigkeiten in den Gefäßen nach Beendigung einer Analysehserie nicht wieder verwendet werden und gehen somit verloren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten bestimmte Einrichtung zu entwickeln, bei der die konstruktive Ausführung der Dosierspritze die Möglichkeit gibt, das Dosisvolumen für jeder der gleichzeitig zu dosierenden Flüssigkeiten und den Zeitpunkt der Dosiszuführung zu ändern und die Verluste an Flüssigkeiten sowie ihre gegenseitige Verunreinigung auszuschließen, wobei auch die Spülung der Dosierspritzen und der Rohrleitungen beim Dosieren entfallen soll.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Einrichtung zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten mit auf einem Gestell angeordneten Dosierspritzen entsprechend der Anzahl der zu dosierenden Flüssigkeiten sowie mit an die Dosierspritzen angeschlossenen Rohrleitungen zur Zuführung der dosierten Flüssigkeiten zu einem auf einem Gestell befestigten Reagenzglas, die außerdem einen mit dem Gestell der Dosierspritzen verbundenen Flüssigkeitsdosisregler, der ein Getriebe zur gegenseitigen Hin- und Rückverschiebung der Kolben und der Zylinder der Dosierspritzen darstellt, und einen mit dem Flussigkeitsdosisregler gekoppelten Dosisvolumen-Einsteller enthält, der auch den Zeitpunkt der Flüssigkeitsdosisförderung in das Reagenzglas bestimmt und zu einer Steuereinheit der Einrichtung gehört, deren Ausgang mit einem Antrieb zur Hin-und Rückverschiebung der Rohrleitungsenden zwecks Zuführung der dosierten Flüssigkeiten verbunden ist, mit dem Kennzeichen, daß jede Dosierspritze mit einem KoI-

benstangen-Festhalter verbunden ist, der die Flüssigkeitsdosierung nach einem vorgegebenen Programm gewährleistet und mit dem entsprechenden Ausgang des Dosisvolumen- und Förderzeitpunkt-Einstellers verbunden ist, wobei ein Halter für Rohrleitungsenden vorgesehen ist, der die Zuteilung der Flüssigkeiten in ein Reagenzglas über die dazu bestimmten Rohrleitungen nach dem vorgegebenen Programm ermöglicht, sowie, ein an den Ausgang der Steuereinheit der Einrichtung angeschlossenes Schrittschaltwerk vorgesehen ist, das eine schrittweise erfolgende Verschiebung des Gestells mit Reagenzgläsern bewirkt.

Es 1st Zweckmäßig, jeden lasthalter der Dosierspritzen-Kolbenstangen mit einem Solenoid und mit einem Hebel in Form einer federnden Platte von veränderlichem Querschnitt zu versehen, bei der ein Ende an einem Ständer befestigt wird und das andere Ende den Kern des Solenoids berührt, «reiches an den entsprechenden Ausgang des Dosisvolumen- und Förderzeit»- punkt-Einstellers angeschlossen wird, wobei in der Platte und im Ständer kongruente Einschnitte für die Kolbenstange ausgeführt werden, deren Querschnitt kleiner als der der Kolbenstange ist,

D&x Rohrleitungsendenhalter, der die Enden der zur Förderung der dosierten Flüssigkeiten in ein Reagenzglas bestimmten Rohrleitungen umfaßt, wird zweckmäßigerweise mit folgenden Bauelementen aufgebaut«

- einem Sockel mit einer Zentralöffnung und mit Nuten entsprechend der Zahl der zu dosierenden Flüssigkeiten, in denen Abschnitte der Rohrleitungen zur Förderung der dosierten

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Flüssigkeiten befestigt werden,

- einem mit dem Sockel fest verbundenen Träger des für die Hin- und Jüickverdchiebung der Rohrleitungsenden zur Zuführung der dosierten Flüssigkeiten bestimmten Antriebs,

- einer Druckluftrohrleitung, die in der Zentralöffnung des Sockels verschiebbar angeordnet wird,

- einer mit dem Ende der Druckluftrohrleitung fest verbundenen Kegelbuchse mit Öffnungen, in denen die Enden der fiohrleitungen zur Förderung der dosierten Flüssigkeiten frei angeordnet werden, wobei diese Offnungen in einem Abstand von der Achse der Kegelbuchse liegen sollen, der größer als der Abstand der Nut von der Achse des Sockels ist, und ·

- einem Bügel, der als Anschlag dient und eine öffnung zur Befestigung der Druckluftrohrleitung aufweist, deren Ende unter einem Winkel zur Achse angeordnet wird, um das Wegblasen der Flüssigkeitstropfen von den Enden der die dosierten Flüssigkeiten zuführenden fiohrleitungen zu gewährleisten.

Es ist von Vorteil, einen Abschnitt wenigstens einer Rohrleitung zur Flüssigkeitszufuhr so auszulegen, daß sein Innenrauminhalt dem maximalen Arbeitsvolumen der entsprechenden Dosierspritze entspricht, deren Dosisvolumen von der Dauer

der Festhaltung der Kolbenstange abhängig ist.

Der Dosisvolumen- und Förderzeitpunkt-Einsteller wird bevorzugt mit folgenden Bauelementen und Baueinheiten aufgebaut:

- einem Drehantrieb,

- einem an der Welle dieses Antriebs befestigten Zylinder mit daran angeordneter Lochkarte, die ein Programm enthält,

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- einem Takt impulsgeber,

- einem Kode impulsgeber, der an einer Führung angeordnet ist und längs der Achse des Zylinders veraohoben werden kann,

- Takt impulszählern,

- einem Schalter zum folgerichtigen Anschluß von Ausgängen des Takt impulsgebers und des Kode impulsgebera an die Takt impulszähler,

- einer Vergleichsschaltung, deren Eingänge as. die Ausgänge der Takt impuls zähler angeschlossen werden,

- einem Umdrehungszähler für den Antrieb zur Hin- und Rückverschiebung der Kolben in bezug auf die Dosierspritsenzylinder, wobei der Ausgang des Umdrehungszählera an die entsprechenden Eingänge der Vergleichsschaltung angeschlossen wird, deren Ausgänge mit den Solenoiden der entsprechenden Kolbenstangen-Festhalter verbunden werden,

- einem Zeitzähler, dessen Ausgänge an den Eingängen der Vergleichsschaltung liegen, und

- einem Dosierzeiteinsteiler, dessen Ausgang an den Eingang des Zeitzählers angeschlossen wird, wobei die Steuer« einheit mit einer Schaltung zux Synchronisation der Einschaltung des Dosisreglers und der Antriebe der Einrichtung sowie mit einer Schaltung zur Kontrolle des Festhalt erzustands und mit FesthalterStellungsgebern versehen eird, die an den Festhält ern angeordnet und mit den entsprechenden Eingängen der Schaltung zur Festhalt er zustandskontrolle verbunden werden, deren Ausgang an den. Eingang der Schaltung zur Synchronisation der Einschaltung der zue Einrichtung gehörenden Antriebe geschaltet wird*

Dank den für die Kolbenstangen der Dosierspritzen vorgesehenen Pesthaltern, die mit den entsprechenden Ausgängen des Dosisvolumen- und Förderzeitpunkt-Einstellers verbunden sind, gibt die vorgeschlagene Einrichtung die Möglichkeit, die Dosis jeder der gleichzeitig au dosierenden Flüssigkeiten und den Zeitpunkt ihrer Zuführung zu ändern. Dabei ergibt sich eine höhere Dosierungsgenauigkeit. Der in der Einrichtung vorhandene Halter für die Rohrieitungsenden ermöglicht die gleichzeitige Förderung der dosierten Flüssigkeiten in ein Reagenzglas. Die gegenseitige Verunreinigung von Flüssigkeiten wird durch Trennung der Flüssigkeitstropfen von den Enden der Rohrleitungen mit einem Druckluft strahl vermieden, wobei die Notwendigkeit entfällt, die Rohrleitungsenden in die Reagenzgläser mit dosierten Flüssigkeiten zu tauchen. Außerdem ist die Spülung der Dosierspritzen und der Rohrleitungen nach jedem Dosierungsvorgang nioht mehr notwendig. Der Druckluftstrahl trägt auch zur besseren Vermengung der flüssigen Probenkomponenten im Reagenzglas bei.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung ihrer konkreten Ausführungsvarianten und anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 ein Schema der Einrichtung zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten und ein Blockschaltbild zur Steuerung dieser Einrichtung; .

Fig. 2 rechts von der Achse einen Schnitt in Richtung II-II in Fig. 1 zur Darstellung der Festhalter, links davon eine Ansicht in Richtung des Pfeiles P in Fig. 1;

Fi(J₁. 3 a und 3b einen Halter für Enden der zur Förderung der dosierten Flüssigkeiten in ein Reagenzglas bestimmten Rohrleitungen mit einer Rohrleitung aur Druckluftaufuhr;

Fig. 4 einen Schnitt in Richtung der Linie LV-IV in Fig. 3a;

Fig. 5 einen Kanal zur Förderung der dosierten Flüssigkeit aus uer Dosierapritze über einen Dreiwegehahn in ein Reagenzglas ;

Fig. 6 ein Blockschaltbild des Dosisvolumen- und Förderzeitpunkt-Einstellers; und

Fig. 7 eine Loohkarte mit einem Programm zur Förderung der zu dosierenden Flüssigkeiten.

Die Einrichtung zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten enthält Dosierspritzen 1 (Fig.l) entsprechend der Anzahl der zu dosierenden Flüssigkeiten sowie Rohrleitungen 2 zur Förderung dieser Flüssigkeiten in ein Reagenzglas. Die Dosiarspritzan 1 sind in einem Gestell 3 angeordnet, welches als Zylinder mit vorspringenden Flanschen ausgebildet ist, zwischen denen die Zylinder 4 der Dosierspritzen 1 befestigt sind. Das Gestell 3 ist an der Welle 5 eines Flüssigkeitsdoaisreglers 6 angeordnet, der als Getriebe zur gegenseitigen Hin- und Rüokverschiebung von Kolben und Zylindern der Dosierspritzen 1 ausgeführt ist· Die Welle 5 weist ein Gewinde V auf, an dem das Gestell 3 ^mit seinem Innengewinde bewegt wird. Diese Bewegung erfolgt längs einer Führung 8, die eine Drehung des Gestells 3 3 verhindert.

In den Zylindern 4 befinden sioh Kolben 9 mit Kolben-

stangen 10. Zum Dosieren nacli einem vorgegebenen-Programm enthält die Einrichtung Kolbenstangen-Festhalt er 11, die mit den entsprechenden Ausgängen eines zu einer Steuereinheit 13 gehörenden Dosisvolumen- und Förderzeitpunkt-Einstellers 12 verbunden sind, mit dessen Hilfe das Dosisvolumen und der Zeitpunkt der Dosiseinführung in ein Reagenzglas vorgegeben werden. Die Festhalter 11 sind auf einer Platte 14 befestigt, mit der die Führung 8 und der Dosisregler 6 fest verbunden sind. Die Platte 14 weist öffnungen 15 auf, in denen sioh die Kolbenstangen 10 frei bewegen.

Die Einrichtung enthält auch einen Halter 16 für Enden der Rohrleitungen, die zur Förderung der dosierten Flüssigkeiten in ein Reagenzglas naoh dem vorgegebenen Programm dienen. Dieser Halter 16 ist über die Rohrleitungen 2 durch entsprechende Dreiwegehähne 17 und Rohrleitungen 18 mit den Ausgängen 19 der Dosierspritzen 1 verbunden.

Der Ausgang 20 der Steuereinheit 13 ist an ein Schrittschaltwerk 21 angeschlossen, mit dessen Hilfe ein Gestell 27 mit Reagenzgläsern 26 schrittweise geschwenkt wird, während der Ausgang 22 der Steuereinheit I3 mit einem Antrieb <d3 zur Hin- und Rückversohiebung der Rohrleitungsenden verbunden ist.

In den Gefäßen 24 befinden sich die zum Dosieren bestimmten Flüssigkeiten. Die Gefäße 24 kommunizieren mit den Dreiwegehähnen 17 über Rohrleitungen 25.

Die dosierten Flüssigkeiten gelangen in die Reagenzgläser 26, die in dem _mj.t dem Schrittschaltwerk 21 verbundenen Gestell 27 angeordnet sind.

Die Festhalt er 11 und die Dosier spritzen 1 (Fig. 2) sind

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- 23 symmetrisch auf dar Platte 14 verteilt.

Der für die Kolbenstange 10 der Dosierspritze 1 vorgesehene Festhälter 11 enthält ein Solenoid 28 und einen als federnde Platte von veränderlichem Querschnitt ausgeführten Hebel 29 ₉ bei dem ein Ende an einem Ständer 30 mittels einer Schraube 31 befestigt ist und das andere Ende den Kern 32 des Solenoids 28 berührt. Das Solenoid 28 (Fig.l) iat an den entsprechenden Ausgang des Dosisvolumen- und Förderzeltpunkt-Einatellers 12 angeschlossen. Die federnde Platte (Hebel 29) und der ständer 3 0 (Fig. 2) weisen für die Kolbenstange 10 (Fig. 1) kongruente Einschnitte 33, 34 auf, deren Querschnitt kleiner als der der Kolbenstange 10 ist.

Der für die Enden der Rohrleitungen zum Dosieren von Flüssigkeiten in ein Reagenzglas vorgesehene Halter 16 (Fig. 3 a,3b, 4) enthält einen Sockel 35 mit einer Zentralöffnung 36 und Nuten 37 entsprechend der Anzahl der zu dosierenden Flüssigkeiten. In den Nuten 37 sind Abschnitte der Rohrleitungen 2 zur Förderung der Flüssigkeiten befestigt. Der Sockel 35 ist mit einem Träger 38 des Antriebs 23 (Fig. 1) zur Hin- und Rückverschiebung der Rohrleitungsenden fest verbunden. In der Zentralöffnung 36 des Sockels 35 ist eine Druckluft-Rohrleitung 39 verschiebbar angeordnet, an deren Side ©ine Kegelbuchse 40 mit öffnungen 41 befestigt ist, in denen die Enden der Rohrleitungen 2 zur Zuführung der dosierten Flüssigkeiten frei liegen. Die öffnungen 41 befinden sich in einem Abstand von der Achse der Kegelbuchse 40, der größer als der Abstand der Nut 37 von der Achse des Sockels 35 ist» An der Druckluft-Rohr leitung 39 iat ein Bügel 42 be-

festigt, der als Anschlag dient und eine öffnung 43 zum Durohlaasen der Rohrleitung 39 hat. In Flg. $,\ und 3b ist der Anschaulichkeit halber der Bügel 42 um einen Winkel von 90° verschwenkt. Das Ende 44 der Druckluft-Rohrleitung 39 ist von der Achse seitwärts abgebogen, um das Wegblasen der Flüssigkeitstropfen von den Enden der Rohrleitungen 2 ins Reagenzglas 26 für dosierte Flüssigkeiten zu ermöglichen. Die Nuten 37 sind im Sockel 35 symmetrisch ausgeführt.

Bin Absohnitt 45 (Fig. 5) der Rohrleitung 2 _Zur Zuführung der dosierten Flüssigkeiten ist wendelförmig ausgeführt, wobei sein Innenrauminhalt dem maximalen Arbeitsvolumen der entsprechenden Dosxerspxitze 1 entspricht.

Der Einsteller 12, der das Volumen der Flüssigkeitsdosis und den Zeitpunkt ihrer Förderung ins Reagenzglas bestimmt, enthält einen auf der Grundplatte 46 (Fig. 6) befestigten Drehantrieb 47, an dessen Welle 48 ein Zylinder 49 sitzt. Am Zylinder 49 ist eine Loohkarte 50 mit einem Dosierungsprog ramin angeordnet. Auf der Grundplatte 46 sind ein Takt impulsgeber 51 und ei**· Antrieb 52 zur drehung einer mit Gewinde versehenen Welle 53 befestigt. Am Gewinde der Welle 53 sitzt ein Kode impulsgeber 54, der sioh auf einer Führung 55 bewegt. Der Einsteller 12 enthält auch Takt impulszähler 56 entsprechend der Zahl der Dosierspritzen 1. Diese Taktimpulszähler werden durch Dosisvolumen-Kodeinpulse des Kodeimpulsgebers 54 gesteuert. Außerdem gibt es Takt impulszähler 57 ebenfalls gleich der Zahl der Dosierspritzen 1. Die Steuerung dieser Takt impulszähler 57 erfolgt durch Kode impulse für den Zeitpunkt der Dosiszuführung. Weiterhin gehören zum Binsteller 12 ein

Schalter 58 zum folgerichtIgen Anschluß der Ausgänge des Taktimpulsgebers 51 und des Kodeimpulagebers 54 an die Taktimpulszähler 56 und 57 sowie eine Vergleichsschaltung 59.

Der Taktimpulsgeber 51 ist an den Eingang 60 des Schalters 58 angeschlossen, dessen anderer Eingang 61 am Kodeimpulsgeber 54 liegt. Der Ausgang des Sohalters 58 iat mit dem Eingang des Antriebs 52 zur -Drehung der Welle 53 verbunden, die den Kodeimpulsgeber 54 schrittweise verschiebt. Die Ausgange 65 des Schalters 58 sind an die Eingänge der Takt impulszähler 56 angeschlossen, deren Ausgänge an den Eingängen 64 der Vergleichsschaltung 59 liegen. Die anderen Eingänge 65 der Vergleichsschaltung 59 sind mit dem Ausgang eines Umdrehungszahl era 66 verbunden, der zur Erfassung der Drehzahl des Getriebes zur Hin- und Hückverschiebung der Kolben 9 in bezug auf die Zylinder 4 der Dosierspritzen 1 dient. Der Eingang 67 des Unelrohuncjszählurs 06, di;r auch den Kinqunq dot; Kinstollers 12 (Fig.l) bildet, ist an den Ausgang des Plüasigkaitsdosisreglers 6 angeschlossen.

Die Ausgänge 68 (Fig. 6) des Schalters 58 sind mit den Eingängen der Takt impulszähler 57 verbunden, deren Ausgang® an den Eingängen 69 der Vergleichsschaltung 59 liegen. Die weiteren Eingänge 70 der Vergleichssohaltung 59 sind an den Ausgang eines Zeitzählers ?1 angeschlossen, dessen Eingang 72 mit dem Ausgang eines Dosierzeiteinstellers 73 verbunden ist.

Die Ausgänge 7^ eier "Vergleichsschaltung 59 sind an die Solenoide 28 dar Festhalt er 11 angeschlossen, auf denen Festhalt erst eil ungsgeber 75 angeordnet sind. Die Ausgänge des? Ge-

ber 75 haben mit den Eingängen 76 einer Schaltung 77 zur Pöüthalterzustands-Kontrulle Verbindung.

Die Steuereinheit 13 (Fig.l) enthält auch eine Schaltung 78 zur Synchronisation der Einschaltung des Dosisreglers 6 und des Schrittschaltwerks 21 sowie des Antriebs 23 der Einrichtung. Am Eingang der Schaltung 78 liegt der Ausgang 79 der Schaltung 77 Z^ Festhalfcerzustands-Kontrolle. Die Ausgänge 80, 81 der Synohronisationsschal tang 78 sind an den Eingang des Einstellers 12 zur Synchronisation der Ein- und Ausschaltung des Antriebs 52 der Welle 53 bzw. an den Eingang des Dosisreglers 6 zwecks Synchronisation der Bin- und Ausschaltung des Getriebes zur gegenseitigen Hin- und Rückverschiebung der Kolben 9 und der Zylinder 4 dor Dosierspritzen 1 angeschlossen. Die Ausgänge der Synchron is at ions schaltung 78 dienen gleichzeitig als Ausgänge 20 und 22 der Steuereinheit 13. Der Ausgang 82 der Synchronisationsschaltung 78 liegt am Eingang 83 des Einstellers 12.

Auf der Lochkarte 50 (Fig. 7) entsprechen die Spalten 1. , ir>, 1.Q den Dosierspritzen mit den zu dosierenden Flüssigkeiten A,B,C und die Zeilen I, II den vorgegebenen Dosierungsvarianten. Jede Zeile I und LT ist ihrerseits in zwei Kodie- . rungszeilen eingeteilt, von denen eine Zeile a für die Vorgabe der Flüssigkeitsdosis und die zweite b für die Vorgabe des Zeitpunktes der Flüssigkeitszuführung bestimmt ist.

Jedes dabei gebildete Rechteck ist seinerseits in zehn mit 1,2,3,4,5,6,7.8,9, 0 numerierten Spalten und in drei Zeilen eingeteilt, die dem Maxiiaaldosisvolumen bzw. der maximalen Verzögerung der Dosiszuführung entsprechen. Die sich schneidenden Spalten und Zeilen bilden ein Gitter für die

Anordnung der Kodezelohen. In der beschriebenen Lochkartenvariante entspricht die Einteilung jeder Zelle dem Dezimalreohensystem. Die Lochkarte 50 enthält eine Taktzeiohenzeile 84.

Die vorgeschlagene Einrichtung zum Mikrodos leren von Flüssigkeiten funktioniert wie folgt·

In die Lochkarte 50 (Fig.?) werden Kodezeichen eingetragen, die man in den dem Volumen einer Dosis und dem Zeitpunkt deren Zuführung entsprechenden Quadraten unterbringt, vorauf die Lochkarte 50 auf dem Zylinder 49 des Einstellen 12 (Flgd) befestigt wird.

Bei der in Fig· 1 gezeigten Einstellung der Dreiwegehahne 17 .: werden die zu dosierenden Flüssigkeiten aus den Gefäßen 24 in die Dosierspritzen 1 eingeführt. Zu diesem Zweck werden die Kolbenstangen 10 der Dosierspritzen 1 fixiert. Diese Fixierung der Kolbenstange 10 erfolgt durch das Andrücken des Hebels 29 (Fig. 2) mittels des Kernes 32 an den Ständer $0 beim Einschalten des Solenoids 28. In der Stellung, bei der die Rohrleitungen 18 und 25 kommunizieren, werden die zu dosierenden Flüssigkeiten der Reihe nach den Dosierspritzen 1 gleichzeitig zugeführt. Die Dreiwegehähne 17 werden in eine Stellung umgeschaltet, bei der die Rohrleitungen 2 und 18 in Verbindung stehen, und dann werden die Rohrleitungen 2 mit zu dosierenden Flüssigkeiten gefüllt.

Der Antrieb 4? des Zylinders 49 wird bei Einschaltung der Einrichtung in Betrieb gesetzt und bleibt während des Betriebs der Einrichtung eingeschaltet. Bei Drehung des Zylinders 49 mit der daran befestigten Lochkarte 50 wandelt der Taktimpuls-

geber 51 die von der Taktzeichenzeile 84 entstehenden Lichtimpulse in elektrische Impulse um, während der Kodeimpulsgeber 54 in ähnlicher Weise die Lichtimpulse von den Kode zeichen umformt.

Die gleichzeitige Zuführung der für die Dosierung benutzten Flüssigkeiten wird wie folgt erreicht. Die von den Gebern 51 und 54 erzeugten elektrischen Impulse gelangen zu den Eingängen 60 bzw. 61 des Schalters 58» über dessen Ausgänge 63 der folgerichtige Anschluß des Gebers 51» weloher Impulse von den Taktzeichen der für die Vorgabe des Dosisvolumens bestimmten Zeile "a" liefert, und des Gebers 54 an die Eingänge der Taktimpulszähler 56 erfolgt. In jedem Zähler 56 werden hierbei die Werte der Dosisvoiumina für ^ede zu dosierende Flüssigkeit A,B,C in der ersten Dosierungsvariante stellenweise im Dezimalreohensystem gespeichert, wobei dies den Anfang des Dosierungszyklus für jede Probe bestimmt.

Vom Ausgang der Synchronisationsschaltung 78, der den Ausgang 22 der Steuereinheit 13 bildet, wird ein Signal zur Einschaltung des Antriebs 23 des Rohrleitungsendenhalters gegeben, der ins Reagenzglas 26 sinkt und in dieses die Enden der Rohrleitungen 2 einführt.

Sobald der Bügel 42 (Fig. 3b) den Rand des Reagenzglases 26 berührt, wird die Bewegung der Rohrleitung 39 und der Kegelbuohse 40 unterbrochen, während der Sockel 35 sich weiter nach unten bewegt. Infolge der gegenseitigen Annäherung der Kegelbuchse 40 und des Unterteils des Sockels 35 berühren die Enden der Rohrleitungen 2.die Wände des Reagenzglases

Sobald der Sockel 35 seine untere Endstellung erreicht, wird vom Ausgang 82 der Synohronisationssohaltung 78 auf den

Eingang 83 des Einstellers 12 und weiter auf seine Ausgänge 74 ein Signal zur Einschaltung der Solenoide 28 gegeben. Dabei werden die Kolbenstangen 10 festgehalten. Zu dieser Zeit sprechen die Festhalterstellungsgeber 75 an, deren Signale zu den Eingängen der Schaltung 77 zur Kontrolle des Zustande der Festhalter 11 gelangen. Das am Ausgang 79 der Schaltung 77 erzeugte Signal wird dem Eingang der Synchronisationsschaltung 78 zugeführt. Vom Ausgang 81 dieser Schaltung 78 wird ein Signal zur Einschaltung des Getriebes gegeben, das die Kolben 9 der Dosierspritzen 1 hin und her verschiebt.

Bei Drehung der Welle 5 bewegt sich das Gestall 3 naeh unten längs der Führung 8, wobei die dosierten Flüssigkeiten aus den Innenräumen der Dosierspritzen 1 herausgedrückt werden und durch die Rohrleitungen 18, die Hähne 17 und di© Rohrleitungen 2 an die Wände der Reagenzgläser 26 gelangen» Gleichzeitig beginnt der Dosisregler 6 von seinem Ausgang an den Eingang 67 des Urndrehungszählers 66 Impulse abzugeben, die der Drehzahl des Antriebs der Dosierspritzen 1 entsprechen.

Bei Koinzidenz der den Eingängen 64, 65 der Vergleichsschaltung 59 zugeführten Signale erscheint am Ausgang 74 ein Signal zur Abschaltung des entsprechenden Solenoids 28 ₉ wobei der Festhalter 11 die Kolbenstange 10 der entsprechendon Dosierspritze 1 freigibt. Dank der Federkraft des Bügels 42 verschiebt dabei der Hebel 29 des Festhalters 11 d@n Kern 32 in die Ausgangsstellung und läßt die Kolbenstange 10 frei» Infolgedessen wird die Zuführung der dosierten Flüssigkeit unterbrochen und somit das Volumen der ins Reagenzglas 26 eingeführten Ilüssigkeitsdosis festgelegt» In ähnlicher Weise erfolgt das Mkrodosieren der Flüssigkeiten durch alle Dosierspritzen 1.

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Nach Beendigung der Dosierung aller Flüssigkeiten A, B,C mittels der Dosierspritzen 1 erscheint am Ausgang 79 der Schaltung 77 zu Festhalt er zustandskontr olle ein Signal, das auf den erreichten Anfangszustand aller Festhalter 11 hinweist. Bei der Ankunft dieses Signals wird der Antrieb der Dosier spritzen 1 abgeschaltet und ein in Fig. 1 nicht gezeigter Verdichter eingeschaltet. Ein aus dem Ende 44 (Fig.3) der Rohrleitung 39 austretender Druckluftstrahl bläst die Flüssigkeitstropfen von den Enden der zur Zuführung der Flüssigkeiten bestimmten Rohrleitungen 2 weg. Gleichzeitig werden die Flüssigkeiten im Reagenzglas 26 vermengt. Das Erreiohen der Endwerte der Flüssigkeitsdosen und der Zeitpunkt ihrer Trennung von den Enden der Rohrleitungen 2 schließen den Dosierungsvorgang ab.

Nach Ablauf eines vorgegebenen Ze it Intervalls wird der Verdichter abgeschaltet, und vom Ausgang 22 der Steuereinheit 13 wird auf den Antrieb 23 ein Signal zur Einschaltung gegeben. Der Rohrleitungsendenhalter 16 wird gehoben und. bringt die Enden der Rohrleitungen 2 aus dem Reagenzglas 26 in ihre obere Ausgangsstellung. Hierbei wird zuerst der Sockel 35 gehoben, während die Kegelbuchse 40 unbeweglich, bleibt. Die Enden der Rohrleitungen 2 kommen aus der Berührung mit der Wand des Reagenzglases 26 und nehmen ihre Ausgangslage ein.

Wenn der Halter 16 seine obere Bndstellung erreicht, wird vom Ausgang 20 der Synchron is at ionssohaltung 78 dem Eingang des Schrittschaltwerks 21, welches zur schrittweisen Drehung des Gestells 27mit den Reagenzgläsern 26 dient, ein Signal zur

Einschaltung dieses Sohrlttschaltwerks 21 zugeführt. Dabei dreht sich das Gestell 27 um einen Schritt, ¹^ ^{in die} Stellung des Halters 16 wird ein leeres sauberes Reagenzglas 26 für die Probe nach der zweiten Variante der Mikrodosierung geschoben. Vom Ausgang 80 der Synohronisationsschaltung 78 gelangt darauf zum Eingang des Einstellers 12 ein Signal zur Einschaltung des Antriebs 52, welcher den Kodeimpulsgeber 54- zu den Kodezeichen 84 der zweiten Dosierungs^ariant® verschiebt. Der Dosierungszyklus wird nun für die zweit® Probe wiederholt.

line Änderung des Zeitpunktes der Zuführung von Flüssigkeitsdosen kann wie folgt vorgenommen werden.

Am Anfang des Dosierungazyklus gelangen die elektrischen Impulse des Taktiitpulsgebers 51 und des Kodeimpulsgebers 54 über den Schalter 58 von seinen Ausgängen 68 folgerichtig zu den Eingängen der Zähler '57.

Dabei wird die Zeitverzögerung in Bezug auf den Beginn das Dosierungszyklus für jede Flüssigkeit im Zähler 57 stellanweise gespeichert.

Nachdem der Sockel 35 seine untere Endstellung erreicht hat, wird das Signal zur Sinsehaltung der Solenoide 28 zwecks Festha&ung der Kolbenstangen 10 nur auf die Solanoide 28 dar Festhalter 11 der Dosierspritzen 1 gegeben, für die gemäß dem Dosierungsprog^amm die Verzögerung der Doaiarungszoit gleich Null ist. Der Zeitpunkt der Kolbenstangenfeathaltung bei d€n übrigen Dosierspritzen 1, der den Beginn der Förderung der entsprechenden dosierten Flüssigkeiten bestimmt, tritt bei der Koinzidenz von Zuständen des Taktimpulszählers 57 und des Zeitzählers 71 ein. Die sich aus diesen Zuständen ergebenden Signale gelangen zu den

Eingängen 69 bzw. 70 der Vergleichsschaltung 59· Dabei erscheint an den Ausgängen 74 der Schaltung 59 ein Signal zur Einschaltung der betreffenden Solenoide 28, welche die Pesthaltung der Kolbenatangen 10 bewirken. Weiter arbeitet die Einrichtung wie bei der gleichzeitigen Förderung der zur Dosierung benutzten Flüssigkeiten.

Falls die Rohrleitung 2 nach Fig. 5 ausgeführt wird, erfolgt die Dosierung in folgender weise.

Das Ende der Rohrleitung 2 wird vom. Halter 16 gelöst und ins Gefäß 24 mit der zu dosierenden Flüssigkeit getaucht, wobei die Rohrleitung 2 bis zum Dreiwegehahn 17 mit dieser Flüssigkeit gefüllt wird. Dabei befindet sich der Dreiwegehahn 17 in der Stellung, bei der die Leitungen 2 und 18 kommunizieren. Dann wird der Dreiwegehahn 17 in die Ausgangsstellung umgestellt, und die Innenräume der Dosierspritze 1 sowie der Rohrleitung 18 füllt man mit der Spülflüasigkeit (Pufferflüaaigkelt) aus dem für diese Flüssigkeit vorgesehenen und in Fig. 1, 5 nicht gezeigten Gefäß. Nach Umstellung des Dreiwegehahns 17 in die Stellung, bei der die Rohrleitungen 2 und 18 kommunizieren, dosiert mpn dann die der Rohrleitung 2 entnommene Flüssigkeit· Beim Dosieren liegt zwischen der Pufferflüssigkeit und der zu dosierenden Flüssigkeit eine Luftblase, die ihre Vermengung verhindert. Beim Herausdrücken der Pufferflüssigkeit aus der Dosierspritze 1 strömt diese Flüssigkeit durch die Rohrleitung 18, den Dreiwegehahn 17 und die Rohrleitung 2. Ihr Druck wird auf die zu dosierende Flüssigkeit übertragen, die die Rohrleitung 2 füllt· Die Menge der aus der Rohrleitung 2 ins Reagenzglas 26 herausgedrückten zu dosierenden Flüssigkeit entspricht der Dosis der Pufferflüssigkeit, die aus der

Dosleraprltze 1 gefördert wird. Dabei entspricht das Volumen der FlüssigiceItsdoaIs der Dauer der KoIbenatangeniesthaltung bei der Dosierspritze 1. Die erwähnte Ausführung der Rohrleitung 2 schließt vollkommen die Verluste an der zu dosierenden Flüssigkeit aus.

Leerseite

Claims (4)

1. 3 134·": 6

   BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ .

   München 22 - Steinsdorf str. 10 53o-32.8o4P 3. Sept. 1981

   INSTITUT BOTANLKI AKADEMIl NAUK Kazakhskui SSR

   Alma-Ata, UdSSR

   Patentansprüche

   1·-' Einrichtung zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten mit auf einem Gestell angeordneten Dosierspritzen .entsprechend der Anzahl der zu dosierenden Flüssigkeiten sowie mit an die Dosierspritzen angeschlossenen Rohrleitungen zur Zufüh rung der dosierten Flüssigkeiten zu einem, auf einem Gestell befestigten Reagenzglas, die außerdem

   — einen mit dem Gestell der Dosierspritzen verbundenen Flüssigkeitsdosisregler, der ein Getriebe zur gegenseitigen Hin- und Kückver-

   Schiebung der Kolben und der Zylinder der Dos!anspritzen darstellt , und

   - einen mit dem Flüssigkeitsdosisregler gekoppelten Dosisvolumen-Einsteller enthält, der auch den Zeitpunkt der Flüssigkeitsdosisförderung ifcs Reagenzglas bestimmt und zu einer Steuereinheit der Einrichtung gehört, deren Ausgang mit einem Antrieb zur Hin- und Rüokversohiebung der ßohrleitungsenden

   53O-F.87554-M-6 1

   zwecks Zuführung der dosierten Flüssigkeiten, verbunden 1st, dadurch gekennzeichnet, daß

   - jede Dosierspritze (1) mit einem Kolbenstangen-Festhalter (11) verbunden ist, der die Flüssigkeitsdosierung naoh einem vorgegebenen Programm gewährleistet und mit dem entsprechenden Ausgang (74) des Dosisvolumen- und Förderzeitpunkt-Einstellers (12) verbunden ist, wobei

   - ein Halter (16) für Rohrleitungsenden vorgesehen ist, der die Zuteilung der Flüssigkeiten in ein Reagenzglas (26) über die dazu bestimmten Rohrleitungen (2) nach dem vorgegebenen Programm ermöglicht, sowie

   - ein an den Ausgang (20) der Steuereinheit (13) der Einrichtung angeschlossenes Schritt schaltwerk (21) vorgesehen ist, das eine schrittweise erfolgende Verschiebung des Gestells (27) mit Reagenzgläsern (26) bewirkt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Festhalter (11) von Kolbenstangen (10) der Dosierspritzen (1)

   - ein Solenoid (28) sowie

   - einen Hebel (29) in Form einer federnden Platte von veränderlichem Querschnitt enthält, bei der ein Rade an einem Ständer (30) befestigt ist und das andere Ende den Kern (52) des Solenoids (28) berührt, welches an den entsprechenden Ausgang (74) des Dosisvolumen- und Förderzeitpunkt-Slnstellers (12) angeschlossen ist, wobei

   - der Ständer (30) und die erwähnte Platte (Hebel 29) kongruente Einschnitte (353, 34) für die Kolbenstange (10) aufweisen, deren Querschnitt kleiner als der der Kolbenstange (10) ist.
3. 3· Einrichtung naoh den Ansprüchen 1 und 2, dadurch

   gekennze lehnet, daß der Rohrleitung send anhält er (16), dar die Enden der zur Förderung der dosierten Flüssigkeiten in ein Reagenzglas (26) bestimmten Rohrleitungen umfaßt, folgende Bauelemente enthält:

   - einen Sockel (35) mit einer ZeniA'alöffnung O6) und mit Nuten (37) entsprechend der Zahl der zu dosierenden Flüssigkeiten, in denen Abschnitte der Rohrleitungen (2) zur Förderung der dosierten Flüssigkeiten befestigt sind,

   - einen mit dem Sockel (35) fest verbundenen Träger (38) des Antriebs (23), der für die Hin- und Rüokvergchiebuag der Rohrleitungsenden zur Zuführung der dosierten Flüssigkeiten bestimmt ist,

   - eine Druokluf tr ohr leitung (39), die In der Zentralöffnung (36) dee Sockels (35) verschiebbar angeordnet ist,

   - eine mit dem Ende der Druckluftrohrleitung (39) fest verbundene Kegelbuchse (40) mit öffnungen (41), in denen die Enden der Rohrleitungen (2) zur Förderung der dosierten Flüssigkeiten frei angeordnet sind, wobei die öffnungen (41) in einem Abstand von der Achse der Kegelbuchse (40) liegen, dar größer als der Abstand der Nut (37) von der Achse des Sockels (35) ist, und

   - einen Bügel (42), der als Anschlag dient und ame öffnung (43) zur Befestigung der Dr uc Id. uf tr ohr leitung (39) aufweist, deren Ende (44) unter einem Winkel zur Achse liegt₉ um die Flüssigkeitstropfen von den Enden der die dosierten Flüssigkeiten zuführenden Rohrleitungen. (2) wegzublasen.
4. 4. Einrichtung naoh den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennze lehnet, daß

   - ein Abschnitt (45) wenigstens einer Rohrleitung (2)

   zur Flüssigkeitszufuhr ao ausgeführt ist, daß sein Innenraumiiihalt dem maximalen Arbeite volumen der entsprechenden Dosierspritze (1) entspricht, deren Dosisvolumen von der Dauer der Festhaltung der Kolbenstange (10) abhängig ist·

   5· Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, gekennzeichnet durch die Ausführung des Dosisvolumen-

   und Förderzeitpunkt-Einstellers (12) mit folgenden Bauelementen und Baueinheiten:

   - einem Drehantrieb (4?),

   - einem an der Welle (48) des Antriebs (47) befestigten Zylinder (49) mit daran angeordneter Lochkarte (50), die ein Programm enthält,

   - einem Taktimpulsgeber (51)»

   - einem Kodeimpulsgeber (54), der an einer Führung (55) angeordnet und längs der Achse des Zylinders (49) verschiebbar ist,

   - Takt impulszählern (56, 5?), ,

   - einem Schalter (58) zum folgerichtigen Anschluß von Ausgängen des Taktimpulsgebers (51) und des Kodeimpulsgebers (54) an die Takt impulszähler (56, 57)»

   - einer Vergleichssohaltung (59)» deren Eingänge (64, 69) an die Ausgänge der Takt impulszähler (56 bzw* 57) angeschlossen sind,

   - einem Umdrehungszähler (66) zur Erfassung der Drehzahl des Antriebs zur Hin- und Herverschiebung der Kolben (9) in bezug auf die Dosiereprltzenzylinder (4) , wobei der Ausgang des Umdrehung sZählers (66) an die entsprechenden Eingänge (65) der Vergleichsschaltung (59) angeschlossen ist, deren Ausgange mit den Solenoiden (28) der entsprechenden Kolbenstangen-

   - 5 -Festhalter (11) verbunden sind,

   - einem Zeitzähler (71), dessen Ausgänge an den Eingängen (70) der Vergleichsschaltung (59) liegen, und

   - einem Dosierzeiteinsteller (75), dessen Ausgang an den Eingang (72) des Zeitzählers (71) angesohlossen ist, wobei

   ~ die Steuereinheit (13) eine Schaltung (7b) zur Synchronisation der Einschaltung des Flüssigkeitsdosisreglers (6) und der Antriebe (21, 23) der Einrichtung sowie eine Schaltung (77) zur Kontrolle des Festhalterzustands und Festhalterstellungsgeber (75)
   enthalt, die an den Festhaltern (11) angeordnet und mit den entsprechenden Eingängen (76) der Schaltung (77) zur ?esthalterzustandskontrolle verbunden sind, deren Ausgang (79) am Eingang der Schaltung (78) zur Synchronisation der Einschaltung der zur Einrichtung gehörenden Antriebe (21, 23) liegt.