DE638349C - Vorrichtung in Form einer Spritze zum Abmessen und Unterteilen von kleinen Fluessigkeitsmengen - Google Patents

Description

In wissenschaftlichen Laboratorien und für medizinische Zwecke wird sehr häufig eine Vorrichtung benötigt, die bei einem höchst zulässigen Fehler von etwa + o,5°/₀ gestattet, kleine Flüssigkeitsmengen, bis herab zu wenigen Kubikmillimetern, auf einfache Art abzuteilen bzw. gegen einen nicht unerheblichen Außendruck, z. B. intrakutan, zu injizieren. Die Vorrichtung muß wechselweise auch anwendbar sein für Flüssigkeiten, die sich in ihrem Viskositätsgrad erheblich unterscheiden, z. B. für Wasser und glycerinierte Sera; außerdem muß sie ein keimfreies Arbeiten ermöglichen.

Zur Abteilung kleiner Flüssigkeitsmengen werden bisher vorzugsweise auf Ausguß geeichte Kapillarpipetten verwandt, bei denen die ausgegebene Menge jedoch erheblich vom" Viskositätsgrad der abzuteilenden Flüssigkeit abhängig ist. Ferner sind mikroanalytische Titriervorrichtungen bekannt, bei denen die auszugebende Flüssigkeit durch einen Quecksilberfaden in einer Kapillare verschoben wird. Diese Vorrichtungen sind jedoch, abas gesehen davon, daß das Arbeiten mit Quecksilber erfahrungsgemäß erhebliche Unannehmlichkeiten mit sich bringt, unhandlich und schwer sterilisierbar. Außerdem besteht die Gefahr, daß Ouecksilberspuren in die abzumessenden Flüssigkeiten übergehen.

Zur Injektion kleiner Flüssigkeitsmengen sind Glasmetallspritzen für ein Gesamtfassungsvermögen bis herab zu etwa 0,5 ecm sowie Ganzglasspritzen für ein Gesamtfassungsvermögen bis herab zu etwa o,i ecm hergestellt worden. Diese Spritzen sind jedoch, soweit sie daraufhin untersucht wurden, alle mit einem erheblichen Meßfehler behaftet und demgemäß auch zur amtlichen Eichung nicht zugelassen. Vor allem ist die Kolbenliderung derartiger Spritzen trotz offenbar sorgfältigster Herstellung bei den in Frage kommenden Kolbendurchmessern von weniger als 3 mm so schlecht, daß erhebliche Mengen der zu injizierenden Flüssigkeit zwisehen Kolben und Zylinder nach hinten gedrückt werden, insbesondere dann, wenn gegen einen erheblichen Druck injiziert werden muß bzw. die Öffnung der Kanüle sehr eng gewählt wird, was aber für die Erzielung einer feinen Einstichöffnung erwünscht ist; Abgesehen hiervon, bewirkt ein Fehler der Einstellung des zur Ablesung der ausgegebenen Menge verwandten vorderen Kolbenquerschnittes auf die betreffende Marke der Teilung von nur ¹J₁₁₁ mm, was etwa der Dicke der feinsten zur Markierung auf Glas aufbringbaren Striche entspricht, bei einem Kolbenquerschnitt von 3 mm und einer ausgegebenen Menge von 0,01 ecm bereits einen Fehler von

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7°/ο· Eine weitere Erschwerung findet die genaue Ablesung durch die nicht ganz vermeidbare Parallaxe. Da ferner der Verschiebungsweg des Kolbens je Kübikmillimeter auszugebender Flüssigkeit bei einem Kolben durchmesser von 3 mm nur etwa 0,14 mm beträgt, muß man sich bei der Aufbringung der Teilung auf maximal etwa ίο Marken für ο, ι ecm beschränken, woraus sich die Notwendigkeit ergibt, die Zwischenwerte zu schätzen und dadurch ganz erhebliche Fehler in Kauf zu nehmen.

Für medizinische Zwecke sind ferner auch Spritzen bekannt, bei denen ein mit einer dünnen Längsbohrung versehener Glaskolben in einen den Kolben einschließenden- Glaszylinder, in den die subkutan einzuspritzende Flüssigkeit eingefüllt wird, geführt wird und bei denen durch Einschieben des genannten Glaskolbens in den Zylinder die Flüssigkeit durch die Längsbohrung· des Kolbens nach außen gedrückt wird. Mit einer derartigen Spritze lassen sich jedoch keine genauen Flüssigkeitsabmessungen, wie sie einleitend angeführt worden sind, vornehmen, da* die Verschiebung des Kolbens von dem angewendeten, aber nicht genau regelbaren Drucke abhängig ist.

Es sind ferner auch Spritzen bekannt, bei denen in einem Zylinder, beispielsweise aus Glas, für die Aufnahme der Flüssigkeit ein Verdrängungskörper angeordnet ist, der durch eine über das hintere Ende des genannten Zylinders greifende Überwürfmutter hindurchgeht und dessen Dichtung durch ■ einen zwischen Überwurfmutter und, Zylinderende angeordneten Asbest- oder Gummiring erfolgt. Da bei diesen Spritzen die Führung des Verdrängungskörpers jedoch nur durch die dünne Wand der Überwurfmutter erfolgt und da ferner der Durchmesser des Verdrängungskörpers wesentlich geringer bemessen wird als der des Flüssigkeitszylinders, ist keine einwandfreie Führung und Dichtung des Verdrängungskörpers und, da endlich die Verschiebung des Kolbens von dem angewendeten Drucke abhängig ist, auch keine genaue Bemessung der zu verdrängenden Flüssigkeit möglich. Bei diesen Spritzen läßt sich vielmehr nur die Flüssigkeitsmenge mehr oder weniger genau bestimmen, die durch die volle Tauchung des Verdrängungskörpers verdrängt wird, da diese dessen Gesamtvolumen . entspricht; genaue Unterteilungen der in den Zylinder eingefüllten, durch Einschieben des ■i Tauchkörpers zu verdrängenden Flüssigkeit sind hier indessen nicht möglich. ' Außerdem kommt die Flüssigkeit bei diesen Spritzen mit dem Dichtungsmaterial in Berührung, was z. B. bei hochwertigen Seren von Nachteil ist. Es wurde nun gefunden, daß die vorstehenden Nachteile behoben werden können und das eingangs aufgestellte Problem gelöst werden kann, wenn für das Abmessen und Unterteilen der Flüssigkeiten eine Vorrichtung gemaß vorliegender Erfindung benutzt wird.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird ebenfalls eine Vorrichtung in Form einer Spritze mit einem Verdrängungskörper benutzt, durch dessen Verwendung die Fehler vermieden werden, die sich aus einer ungleichmäßigen Benutzung der Wandung des Flüssigkeitsbehälters ergeben können. Erfindungsgemäß wird jedoch zwecks Vermeidung von Meßfehlern und leichterer Sterilisierbarkeit der Vorrichtung die Dichtung des Verdrängungskörpers ohne Verwendung deformierbarer Stoffe, wie Asbest, Gummi oder Leder u.dgl., bewirkt, indem für den Verdrängungskörper ein Führungsstück in Form einer Hülse benutzt wird, die einen langen Führungskanal bildet, durch welchen mit einem sehr kleinen kapillaren Zwischenraum der "Verdrängungskörper gleitend oder drehend hindurchgeführt wird, und zwar erfolgt die Dichtung des Verdrängungskörpers in dem genannten kapillaren Zwischenraum durch die Flüssigkeit selbst, die mittels der Vorrichtung unterteilt oder abgemessen werden soll. Zweckmäßig· wird der hintere Teil des Führungskanals des Verdrängungskörpers im Durchmesser etwas größer gewählt als der vordere Teil, was für die Füllung des genannten kapillaren Zwischenraumes mit der als Dichtung wirkenden Flüssigkeit von Vorteil ist. Zwecks genauer Verschiebung des Verdrängungskörpers und genauer Abmessung der verdrängten Flüssigkeit ist an dem hinteren Ende des Verdrängungskörpers eine Mikrometerschraube angebracht, die mit einer an der Vorrichtung angebrachten Meßteilung zusammenarbeitet.

Das genannte Führungsstück des Verdrängungskörpers ist ferner so eingerichtet, daß auf dieses der Flüssigkeitsbehälter, aus dem die Flüssigkeit verdrängt werden soll, fest aufgesetzt werden kann. Zu diesem Zwecke ist das vordere Ende der Führungshülse außen konisch gestaltet und der Flüssigkeitsbehälter mit einer entsprechenden Bohrung versehen, so daß der Flüssigkeitsbehälter übergreifend auf die Führungshülse des Verdrängungskörpers aufgesteckt werden kann. Um beispielsweise bei Temperaturwechsel eine Kaltschweißung zwischen dem mit kapillarem Zwischenraum in dem Führungsstück sich bewegenden Verdrängungskörper und dem Führungsstück zu verhindern, werden diese beiden Teile zweckmäßig aus dem gleichen Stoff, vorzugsweise Metall, oder aber aus verschiedenen Stoffen mit etwa gleichen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt; da-

gegen wird der auf das Führungsstück des Verdrängtmgskörpers aufzusetzende Flüssigkeitsbehälter, dessen vorderes Ende für das Anbringen einer Injektionskanüle eingerichtet oder zu einer Kapillare ausgezogen sein kann, aus einem durchsichtigen Stoff, vorzugsweise Glas, hergestellt, so daß die Füllung des Flüssigkeitsbehälters genau überwacht und etwa eingeschlossene Luftblasen, durch ίο die bei der Verwendung der Vorrichtung beispielsweise zum Titrieren Meßfehler und bei Verwendung zur Vornahme von Injektionen außerdem Luftembolien entstehen könnten, beseitigt werden können.

Die neue Vorrichtung ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform veranschaulicht, und zwar ist in vergrößertem Maßstabe

Fig. ι ein Längsschnitt durch die Vorrichtung,

Fig. 2 eine gegen den Längsschnitt der Fig. ι um 90⁰ gedrehte Ansicht der Vorrichtung,

Fig. 3 ein Schnitt durch den auf die Vorrichtung aufzusetzenden Flüssigkeitsbehälter, der insbesondere bei Injektionen Anwendung finden kann, und

Fig. 4 ein Schnitt durch einen anders gestalteten Flüssigkeitsbehälter, der insbesondere bei Titrationen benutzt werden kann.

Die Vorrichtung besteht unter anderem aus einem Führungsstück c, durch das mit kapillarem Zwischenraum gleitend oder drehend der Verdrängungskörper α hindurchgeht. Dieser Verdrängungskörper ist vorn durch einen stumpfen Kegel b abgeschlossen und an seinem hinteren Ende mit einem Mikrometergewinde g versehen, das durch eine mit entsprechendem Gewinde versehene Bohrung eines Zylinderstückes f hindurchgeht, das durch zwei Metallbrücken e mit dem Führungsstück c des Verdrängungskörpers verbunden ist. Das konische Führungsstück c ist im hinteren Teil if zweckmäßig zylindrisch. gestaltet und hier mit einer Randelierung versehen. Auf dem hinteren Ende der Mikrometerspindel g ist in an sich bekannter Weise eine das Zylinderstück/ und die Metallbrücken e übergreifende Metallkappe h angebracht, die mit einer Skala / versehen ist, welche in Verbindung mit der an einer der Metallbrücken e angebrachten Meßteilung das Ablesen der Verschiebung des Verdrängungskörpers α gestattet.

Auf den Konus des Führungsstückes c des Verdrängungskörpers α wird der Flüssigkeitsbehälter i, vorzugsweise aus Glas (Fig. 3 und 4), aufgesetzt. Dieser trägt entweder einen Normalkonus / zum Aufsetzen einer der bekannten Injektionskanülen, oder er läuft in eine feine kapillar durchbohrte Spitze k aus, je nachdem die Vorrichtung zur Injektion oder als Mikropipette verwandt werden soll.

Die Arbeitsweise mit der neuen Vorrichtung ist die folgende.

Durch Rückwärtsdrehen der Mikrometerspindel g wird der Verdrängungskörper α nach hinten völlig aus dem Führungsstück c herausgezogen. In dieser Stellung läßt sich die Vorrichtung in bekannter Weise durch Auskochen oder Einstellen in Alkohol o. dgl. und nachfolgende Trocknung keimfrei machen. Nach erfolgter Trocknung wird der Verdrängungskörper α durch Drehen der Metallkappe h und unter Zuhilfenahme einer auf dem Zylinderstück f angebrachten Marke zunächst so weit in das. Führungsstück c eingeschraubt, daß sein vorderes Ende b etwas vor der engeren Bohrung des Führungsstückes steht. Der so von dem Führungsstück c und dem Verdrängungskörper α umschlossene Hohlraum wird dann mit Hilfe einer vorher sterilisierten Pipette oder einer ähnlichen Vorrichtung mit der abzumessenden Flüssigkeit giefüllt. Darauf wird ein durch. Auskochen und Nachtrocknen in bekannter Weise sterilisierter Glasansatz i auf den Konus des Führungsstückes c aufgesetzt und die Flüssig-, keit durch Drehen der Mikrometerspindel g in den Hohlraum des Glasansatzes gedrängt, wobei sich die Luft über der Flüssigkeit ansammelt und schließlich durch die Kapillare j bzw. k nach außen gedrückt wird. Das Hochsteigen der Luft kann durch leichtes Klopfen gegen den Glasansatz gefördert und so völlige Luftfreiheit des die Flüssigkeit aufnehmenden Glasansatzes sicher erreicht werden. Darauf wird die Mikrometerspindel auf die o-Marke eingestellt. Das Meßgerät ist auf diese Weise völlig luftfrei mit der zu messenden bzw. 'zu injizierenden Flüssigkeit gefüllt und gibt bei Einstellung der Mikrometerteilung auf den gewünschten Wert die genaue Menge der abzumessenden Flüssigkeit aus.

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Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung in Form einer Spritze zum Abmessen und Unterteilen von kleinen Flüssigkeitsmengen, bestehend aus einem Hohlkörper für die Aufnahme der Flüssigkeit, einem Verdrängungskörper, für die Flüssigkeit und einem · Führungsstück für den Verdrängungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück des Verdrängungskörpers (α) aus einer Hülse (c) besteht, die einen langen Führungskanal bildet, durch welchen mit einem sehr kleinen kapillaren Zwischenraum der mittels einer mit einer Meßteilung¹ zusammenwirkenden Mikrometerschraube 0. dgl. bewegte Verdrängungskörper zwecks Verdrängung der in dem auf der

   Hülse (c) sitzenden Flüssigkeitsbehälter (i) vorhandenen Flüssigkeit gleitend oder drehend hindurchgeführt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (c) und der Verdrängungskörper (α) aus dem gleichen Stoff oder aus solchem mit etwa gleichem Ausdehnungskoeffizienten, vorzugsweise Metall, und der auf das Führungsstück (c) aufzusetzende Flüssigkeitsbehälter (i), dessen vorderes Ende für das Anbringen einer Injektionskanüle eingerichtet oder zu einer Kapillare ausgezogen ist, aus einem durchsichtigen Stoff, vorzugsweise Glas, bestehen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch -gekennzeichnet, daß die Führungshülse (c) außen konisch gestaltet ist, so daß der mit einer entsprechenden Bohrung versehene Flüssigkeitsbehälter (i) übergreifend auf die Führungshülse • aufgesteckt werden kann.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskanal des Verdrängraigskörpers im hinteren Teil im Durchmesser etwas größer ist als im vorderen Teil.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (α) im hinteren Teil zu einer Mikrometerspindel (g) ausgebildet ist, die durch eine an dem Führungsstück (c) des Verdrängungskörpers angebrachte Mutter (/) hindurchgeht, und mit einer an sich bekannten Ablesevorrichtung (/) für die Messung der Verschiebung des Verdrängungskörpers versehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen