EP0187167B1

EP0187167B1 - Liquid dispenser

Info

Publication number: EP0187167B1
Application number: EP19840115676
Authority: EP
Inventors: Winfried Dr. med. Stöcker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1989-11-08
Also published as: DE3480383D1; EP0187167A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten, die aus einer Abmessvorrichtung (1) und einem an den Ausgang (2) der Abmessvorrichtung anschliessbaren auswechselbaren Dosiergefäss (3a-3m) besteht, und bei der sich am Dosiergefäss mindestens zwei Enden befinden, von denen eines (4) an die Abmessvorrichtung anschliessbar ist, um den Messraum der Abmessvorrichtung mit dem Innenraum des Dosiergefässes mindestens zeitweise direkt oder indirekt zu verbinden, und mindestens ein anderes Ende (5) offen (3a-3i) und/ oder zu öffnen (3k) ist, wobei diese Öffnung so eng ist, dass sich das gefüllte Dosiergefäss nicht unkontrolliert entleeren kann, wenn es von der Abmessvorrichtung getrennt wird.The present invention relates to a device for metering liquids, which consists of a measuring device (1) and a replaceable metering vessel (3a-3m) that can be connected to the outlet (2) of the metering device, and in which at least two ends are located on the metering vessel of which one (4) can be connected to the measuring device in order to connect the measuring chamber of the measuring device to the interior of the metering vessel at least temporarily or indirectly, and at least one other end (5) is open (3a-3i) and / or open (3k ), whereby this opening is so narrow that the filled dosing container cannot empty in an uncontrolled manner when it is separated from the measuring device.

In der DE-A-12 91 142 wird ein Dosiergerät für Flüssigkeiten beschrieben, bei dem durch eine Pipette Luft aufgenommen oder abgegeben wird, wodurch eine zu dosierende Flüssigkeit, dem Unter- oder Überdruck folgend, in ein mit der Pipette in luftdichter Verbindung stehendes auswechselbares Dosiergefäss gefüllt oder aus ihm entleert wird. Das aufgenommene Volumen wird so bemessen, dass nur das Dosiergefäss, aber nicht die Pipette mit der Flüssigkeit in Berührung kommt. Durch Auswechseln des Dosiergefässes kann man Rückstände zuvor dosierter Flüssigkeiten beseitigen, und eine neue Flüssigkeit wird nicht verunreinigt, wenn man mit derselben Pipette weiterdosiert. Das Luftpolster zwischen dem Messwerk der Pipette und der Flüssigkeit bedingt eine Reihe von Fehlermöglichkeiten:

a) Luft strömt schneller als Flüssigkeiten durch kleine Lecks im Messwerk der Pipette oder zwischen ihrem Schaft und einem schlecht sitzenden Dosiergefäss. Im Vergleich zu Pipetten, mit deren Messwerk die Flüssigkeit direkt dosiert wird, sind Pipetten mit einem Luftpolster daher störanfälliger, und die durch Lecks bedingten Fehler sind darüberhinaus auch schlechter zu erkennen. Die Hersteller dieser Geräte bemühen sich daher um eine hohe Formgenauigkeit nicht nur des Messwerkes, sondern auch des Pipettenschaftes und der Dosiergefässe. Und die Anwender müssen beim Dosieren den Füllstand der Dosiergefässe genau kontrollieren und darauf achten, dass die aufgenommene Flüssigkeit nicht von allein aus den Dosiergefässen tropft. Der Umgang mit diesen Pipetten verlangt daher von den Anwendern besonders viel Sorgfalt und Erfahrung, ausserdem muss beim Aufstecken und Entfernen der Dosiergefässe sehr viel Kraft aufgewendet werden, um einen möglichst dichten Schluss zu erreichen.
b) Das Volumen eines Gases ändert sich mit der Temperatur viel stärker als das einer Flüssigkeit, wobei sich ein Gas ausserdem schneller als eine Flüssigkeit erwärmt: Dadurch ist dieses Gerät anfällig gegen Schwankungen der Temperatur während des Pipettierens.
c) Bedingt durch Oberflächenspannung neigen Flüssigkeiten dazu, ruckartig aus dem Dosiergefäss zu fliessen. Diese Tendenz wird durch die Kompressibilität des Luftpolsters verstärkt, und die vom Messwerk der Pipette vorgegebene Volumenänderung wird bei einem grossen Luftpolster nur ungenau in eine Volumenänderung der zu dosierenden Flüssigkeit umgesetzt.
d) Hält man die Pipette beim Aufnehmen der Flüssigkeit senkrecht, dann füllt sich das Dosiergefäss mit einem kleineren Volumen als bei schräg gehaltener Pipette. Diese Fehlerquelle ist durch die grosse Dehnungsfähigkeit der Luft und durch den von der Flüssigkeit erzeugten statischen Unterdruck bedingt.

DE-A-12 91 142 describes a dosing device for liquids in which air is taken up or released by a pipette, whereby a liquid to be dosed, following the negative or positive pressure, can be exchanged for an exchangeable one that is in an airtight connection with the pipette Dosing vessel is filled or emptied from it. The volume taken up is dimensioned such that only the dosing vessel but not the pipette comes into contact with the liquid. By changing the dosing container, residues of previously dosed liquids can be removed, and a new liquid will not be contaminated if you continue dosing with the same pipette. The air cushion between the pipette's measuring mechanism and the liquid causes a number of error possibilities:

a) Air flows faster than liquids through small leaks in the pipette's measuring mechanism or between its shaft and a poorly fitting dosing vessel. Compared to pipettes with which the liquid is metered directly, pipettes with an air cushion are therefore more susceptible to faults and the errors caused by leaks are also more difficult to detect. The manufacturers of these devices therefore strive for high dimensional accuracy not only of the measuring mechanism, but also of the pipette shaft and the dosing vessels. And when dosing, users have to check the fill level of the dosing vessels precisely and ensure that the liquid absorbed does not drip out of the dosing vessels on their own. Handling these pipettes therefore requires a great deal of care and experience from the users, and a great deal of force must be applied when attaching and removing the dosing vessels in order to achieve the tightest possible seal.
b) The volume of a gas changes with the temperature much more than that of a liquid, whereby a gas also heats up faster than a liquid: This makes this device susceptible to fluctuations in the temperature during pipetting.
c) Due to surface tension, liquids tend to flow jerkily out of the dosing vessel. This tendency is reinforced by the compressibility of the air cushion, and the volume change specified by the pipette measuring mechanism is only imprecisely converted into a volume change of the liquid to be metered in the case of a large air cushion.
d) If the pipette is held vertically when taking up the liquid, the dosing vessel fills with a smaller volume than when the pipette is held at an angle. This source of error is due to the large expansion capacity of the air and the static negative pressure generated by the liquid.

Die sogenannten Kapillarkolbenpipetten arbeiten ohne Luftpolster. Die Flüssigkeit wird von einem Kolben in eine Kapillare gesaugt, beide werden von der Flüssigkeit benetzt. Diese Geräte dosieren genauer als die Pipetten mit Luftpolster, sie haben aber den Nachteil, dass die benetzten Teile wegen des zu grossen Zeitaufwandes und der zu hohen Materialkosten gewöhnlich nicht nach jeder Probe ausgewechselt werden. Man nimmt dabei in Kauf, dass Flüssigkeit von einer zur nächsten Probe verschleppt wird.The so-called capillary piston pipettes work without air cushions. The liquid is sucked into a capillary by a piston, both are wetted by the liquid. These devices dispense more precisely than pipettes with air cushions, but they have the disadvantage that the wetted parts are usually not replaced after each sample because of the time required and the material costs. One accepts that liquid is carried over from one sample to the next.

Bei den bisher genannten Geräten müssen Aufnahme und Abgabe der Flüssigkeiten zeitlich unmittelbar aufeinander folgen. Man kann mit der--selben Pipette nicht verschiedene Dosiergefässe füllen, sie von der Abmessvorrichtung lösen, zu beliebiger Zeit wieder ansetzen und ihren Inhalt entleeren. Das ist mit Einwegspritzen möglich, deren Kolbenstange in jeder beliebigen Stellung in die Halterung eines Dosiergerätes geklemmt werden kann (Stöcker, W., Acta histochem. (Jena), Suppl., im Druck). Man kann diese Spritzen leicht auswechseln und deshalb verschleppungsfrei dosieren. Bei einer Spritze müssen aber die Formen des Kolbens und des Gehäuses genau zueinander passen, und sie besteht zudem aus mindestens zwei Teilen. Dementsprechend ist ihre Fertigung wesentlich aufwendiger als beispielsweise die eines Dosiergefässes für eine Kolbenhubpipette. Ausserdem ist das Einsetzen der Spritze in die Abmessvorrichtung umständlicher als das Aufstecken eines Dosiergefässes.With the devices mentioned so far, the absorption and dispensing of the liquids must follow one another in time. You cannot fill different dosing vessels with the same pipette, detach them from the measuring device, put them back on at any time and empty their contents. This is possible with disposable syringes, the piston rod of which can be clamped in the holder of a dosing device in any position (Stöcker, W., Acta histochem. (Jena), Suppl., In press). These syringes can be easily replaced and therefore dispensed without carryover. In the case of a syringe, however, the shapes of the plunger and the housing must match each other exactly and it also consists of at least two parts. Accordingly, their production is much more complex than, for example, that of a metering vessel for a piston-stroke pipette. In addition, inserting the syringe into the measuring device is more cumbersome than inserting a dosing vessel.

In der DE-A-26 11 060 ist ein Dosier-«Element» beschrieben, das man nach dem Füllen von der Pipette trennen könnte, ohne dass sich sein Inhalt entleert: In einem Dosier-«Element» befindet sich ein flüssiges Verdrängungsmedium, dessen Volumen im Dosier-«Element» durch eine Abmessvorrichtung reduziert wird, um die zu dosierende Flüssigkeit aufzunehmen. Beide Flüssigkeiten sind durch eine im Dosier-«Element» gleitende Dichtung voneinander getrennt. Die Dichtung muss ausreichend weich sein, damit sie sich vom Verdrängungsmedium verschieben lässt. Die Kompression des Verdrängungsmediums wird daher von der Dichtung teilweise aufgefangen, und es entstehen Fehler beim Dosieren, besonders im Volumenbereich von wenigen Mikrolitern. Dosier-«Elemente» mit sehr kleinen Durchmessern sind nach Angabe der DE-A-26 11 060 auch schwer herzustellen. Sie haben ausserdem den Nachteil, dass sie vor Beginn des Dosiervorganges mit dem Kompressionsmedium vorgefüllt werden müssen und dass die zu dosierende Flüssigkeit mit einer Oberfläche in Berührung kommt, die zuvor mit dem Kompressionsmedium benetzt war.DE-A-26 11 060 describes a dosing “element” which, after filling, could be separated from the pipette without its contents being emptied: in a dosing “element” there is a liquid displacement medium, the Volume in the dosing «element» is reduced by a measuring device to absorb the liquid to be dosed. Both liquids are separated from each other by a seal sliding in the dosing «element». The seal must be sufficiently soft so that it can be moved by the displacement medium. The compression of the displacement medium is therefore partially absorbed by the seal, and errors occur during metering, especially in the volume range of a few microliters. Dosing «elements» with very small diameters are also difficult to manufacture according to DE-A-26 11 060. They also have the disadvantage that they are pre-filled with the compression medium before the dosing process begins and that the liquid to be dosed comes into contact with a surface that was previously wetted with the compression medium.

Die DE-A-26 11 060 zeigt einige andere Möglichkeiten, wie man das Luftpolster zwischen einer Pipette und einem Dosiergefäss verringern kann, um die Dosiergenauigkeit zu erhöhen. Bei keinem dieser Vorschläge ist es vorgesehen, das gefüllte Dosiergefäss von der Abmessvorrichtung zu trennen.DE-A-26 11 060 shows some other possibilities of how the air cushion between a pipette and a dosing vessel can be reduced in order to increase the dosing accuracy. In none of these proposals is it intended to separate the filled dosing vessel from the measuring device.

Mit einem Dosiergerät, dessen Dosiergefäss mit der zu dosierenden Flüssigkeit gefüllt und danach von der Pipette vorübergehend getrennt werden kann, ohne dass sich das Dosiergefäss unkontrolliert entleert, könnte man aber so genau dosieren wie mit einer Kapillarkolbenpipette, und gleichzeitig verschleppungsfrei wie mit einer Kolbenhubpipette der DE-A-12 91 142.With a dosing device, the dosing vessel of which can be filled with the liquid to be dosed and then temporarily separated from the pipette without the dosing vessel being emptied in an uncontrolled manner, one could dose as precisely as with a capillary piston pipette, and at the same time carry-over free as with a piston-stroke pipette from DE -A-12 91 142.

In Research Disclosure Nr. 202, Februar 1981, Seiten 79-84, Nr. 20 218, Havant Hampshire, GB, ist ein Dosiergefäss beschrieben, das an einem Ende offen ist und am anderen Ende von einem «Obturator» abgeschlossen wird - einem Pfropfen, der für Gase, aber nicht für Flüssigkeiten durchlässig ist. Man zieht die Flüssigkeit auf, indem man das eine Ende des Dosiergefässes in die Flüssigkeit taucht und am gegenüberliegenden, Obturator-seitigen Ende mit einer (ungenau arbeitenden) Pipette einen Unterdruck anlegt: Die Flüssigkeit steigt genau bis zum Obturator auf, wodurch das Dosiervolumen vorgegeben ist. Diese Vorrichtung hat zwei Nachteile: Zum einen kann über den gasdurchlässigen Obturator ein Druckausgleich erfolgen, und das Dosiergefäss läuft aus, sobald es von der Pipette abgetrennt und senkrecht gehalten wird (es sei denn, das Dosiergefäss wäre als eine dünne Kapillare ausgebildet - eine unerwünschte Einschränkung). Zum anderen müssen jedes einzelne Dosiergefäss genau ausgebildet und der Obturator exakt positioniert sein, weil das Dosiervolumen durch den Rauminhalt des Dosiergefässes bestimmt ist. Es wäre aber günstiger, die Genauigkeit in die Pipette zu legen, weil diese in der Regel immer wieder benutzt wird, während das Dosiergefäss nach einmaligem Gebrauch verworfen werden soll.Research Disclosure No. 202, February 1981, pages 79-84, No. 20 218, Havant Hampshire, GB, describes a metering vessel which is open at one end and is closed at the other end by an "obturator" - a stopper which is permeable to gases but not liquids. The liquid is drawn up by immersing one end of the dosing vessel in the liquid and applying a vacuum to the opposite, obturator-side end with an (inaccurately working) pipette: the liquid rises exactly to the obturator, which determines the dosing volume . This device has two disadvantages: firstly, a pressure equalization can take place via the gas-permeable obturator, and the dosing vessel runs out as soon as it is separated from the pipette and held vertically (unless the dosing vessel was designed as a thin capillary - an undesirable restriction ). On the other hand, each individual dosing vessel must be designed precisely and the obturator must be positioned exactly because the dosing volume is determined by the volume of the dosing vessel. However, it would be cheaper to place the accuracy in the pipette because it is usually used again and again, while the dosing vessel should be discarded after a single use.

Es gibt also bisher keine Pipette mit auswechselbarem Dosiergefäss, bei der ein beliebig genau festgelegtes Flüssigkeitsvolumen in das Dosiergefäss aufgenommen und darin behalten oder in einem oder in mehreren beliebig bemessenen und beliebig genauen Schritten wieder ausgegeben wird, bei der eine Verunreinigung der zu dosierenden Flüssigkeiten durch Rückstände zuvor dosierter Flüssigkeiten vermieden wird, bei der sich das gefüllte Dosiergefäss nicht unkontrolliert entleeren kann, wenn es von der Abmessvorrichtung getrennt wird und bei der die Dosiergenauigkeit im wesentlichen vom Messwerk der Pipette und nicht vom Dosiergefäss bestimmt wird.So far, there is no pipette with an exchangeable dosing vessel, in which an arbitrarily precisely defined liquid volume is taken up in the dosing vessel and kept in it or dispensed again in one or more arbitrarily dimensioned and arbitrarily precise steps, in which the liquids to be dosed are contaminated by residues previously metered liquids are avoided in which the filled metering vessel cannot empty in an uncontrolled manner if it is separated from the measuring device and in which the metering accuracy is essentially determined by the measuring mechanism of the pipette and not by the metering vessel.

Ausgehend vom oben geschilderten Stand der Technik war es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die diese Anforderungen erfüllt und die geschilderten Nachteile der bekannten Dosiervorrichtungen vermeidet.Starting from the prior art described above, it was an object of the invention to provide a device which meets these requirements and avoids the disadvantages of the known metering devices.

Die Anforderungen an die Formgenauigkeit der Abmessvorrichtung im Bereich der Verbindung mit dem Dosiergefäss und an die Formgenauigkeit des gesamten Dosiergefässes sollen gering sein, die Dosiergefässe sollen als Wegwerfartikel kostengünstig herstellbar sein und sie sollen schnell und ohne Kraftanstrengung mit der Abmessvorrichtung verbunden oder von ihr gelöst werden können, und trotzdem soll die Verbindung gut abdichten.The requirements for the dimensional accuracy of the measuring device in the area of the connection to the dosing vessel and for the dimensional accuracy of the entire dosing vessel should be low, the dosing vessels should be inexpensive to dispose of and they should be able to be connected to or detached from the measuring device quickly and without effort , and yet the connection should seal well.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, dass sich an dem an die Abmessvorrichtung (1) anschliessbaren Ende (4) des Dosiergefässes (3a-3m) ein aus einem gummiartigen Material bestehender federnder Körper (6a) befindet, der das Dosiergefäss an diesem Ende verschliesst, solange es nicht mit der Abmessvorrichtung verbunden ist, und dass sich an der Abmessvorrichtung eine Hohlnadel (2) befindet, die beim Anschliessen des Dosiergefässes an die Abmessvorrichtung das gummiartige Material durchdringt, wobei eine offene Verbindung zwischen dem Messraum der Abmessvorrichtung und dem Innenraum des Dosiergefässes geschaffen wird, während das gummiartige Material das Dosiergefäss am Ende (4) selbsttätig wieder verschliesst, wenn das Dosiergefäss von der Abmessvorrichtung getrennt wird.Starting from a device of the type mentioned at the outset, the invention achieves this object in that a resilient body (6a) consisting of a rubber-like material is located at the end (4) of the metering vessel (3a-3m) which can be connected to the measuring device (1), which closes the dosing vessel at this end as long as it is not connected to the measuring device, and that there is a hollow needle (2) on the measuring device which penetrates the rubber-like material when the dosing vessel is connected to the measuring device, with an open connection between the measuring space the metering device and the interior of the metering vessel is created, while the rubber-like material automatically closes the metering vessel at the end (4) when the metering vessel is separated from the metering device.

Die Abmessvorrichtung weist einen oder mehrere voneinander unabhängige Messräume auf, von denen beliebig viele mit je einem Dosiergefäss verbunden werden.The measuring device has one or more mutually independent measuring rooms, of which any number are connected to a metering vessel.

Die Dosiergeräte der Erfindung können den Arbeitsablauf bei vielen Laboranalysen vereinfachen. Ihre Wirkungsweise wird im folgenden anhand mehrerer Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1: das Prinzip des Dosierens gemäss der Erfindung,
Fig. 2: das Zusammensetzen eines Dosiergefässes, dessen als Behälter ausgebildeter Anteil bereits gefüllt ist,
Fig. 3: verschiedene Dosiergefässe der Erfindung,
Fig. 4: das Verketten von Dosiergefässen zum Zwecke der Probenverteilung,
Fig. 5: Dosiergefässe, die nach dem Dosiervorgang als Reagenzgefässe weiterverwendet werden, und
Fig. 6: ein Kupplungsstück zur Aufrüstung einer als Abmessvorrichtung im Sinne der Erfindung zu verwendenden herkömmlichen Pipette.

The dosing devices of the invention can simplify the workflow in many laboratory analyzes. Their mode of operation is explained below using several drawings. Show it

1: the principle of dosing according to the invention,
2: the assembly of a metering vessel, the portion of which is designed as a container has already been filled,
3: various dosing vessels of the invention,
4: the linking of dosing vessels for the purpose of sample distribution,
5: dosing vessels that are used as reagent vessels after the dosing process, and
6: a coupling piece for upgrading a conventional pipette to be used as a measuring device in the sense of the invention.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird ein Dosiergefäss (3a), das an seinem oberen Ende mit einem federnden Körper (6a) aus Silikonkautschuk luftdicht verschlossen ist, mit einer Abmessvorrichtung (1) verbunden, die an ihrem Ausgang eine den federnden Körper durchstechende Hohlnadel (2) besitzt. Die im Dosiergefäss enthaltene Luft wird mit der Abmessvorrichtung herausgesaugt, wobei die Flüssigkeit eines Vorlagegefässes in das Dosiergefäss einströmt. Das gefüllte Dosiergefäss wird nach dem Druckausgleich von der Abmessvorrichtung getrennt, und entsprechend dem Erfindungsgedanken kann jetzt die Flüssigkeit nicht aus dem Dosiergefäss herausfliessen.In the embodiment of the invention shown in FIG. 1, a metering vessel (3a), which is sealed airtight at its upper end with a resilient body (6a) made of silicone rubber, is connected to a measuring device (1), which has a resilient body at its outlet piercing hollow needle (2). The air contained in the dosing vessel is sucked out with the measuring device, whereby the liquid of a supply vessel flows into the dosing vessel. The filled dosing vessel is separated from the measuring device after the pressure equalization, and according to the concept of the invention, the liquid cannot now flow out of the metering vessel.

Die aufgenommene Flüssigkeit wird im Dosiergefäss behalten und gespeichert, oder in das Dosiergefäss werden mit derselben oder mit einer zweiten Abmessvorrichtung definierte Volumina eines Verdrängungsmediums in den Innenraum des Dosiergefässes injiziert, auf einmal oder in mehreren Schritten. Dabei fliessen die gleichen Volumina der zu dosierenden Flüssigkeit aus dem an seinem unteren Ende offenen Dosiergefäss heraus. Wenn das abzugebende Volumen nicht genau abgemessen werden muss, ist zur Abgabe der Flüssigkeit eine genau dosierende Abmessvorrichtung nicht erforderlich: Man beaufschlagt den Innenraum des Dosiergefässes vorübergehend mit einem Überdruck, oder, wenn ein Luftpolster vorhanden ist, die Umgebung mit einem Unterdruck, die man je nach abzugebendem Volumen beliebig lange einwirken lässt.The liquid taken up is kept and stored in the dosing vessel, or volumes of a displacement medium defined in the same or with a second measuring device are injected into the dosing vessel into the interior of the dosing vessel, all at once or in several steps. The same volumes of the liquid to be dosed flow out of the dosing vessel which is open at its lower end. If the volume to be dispensed does not have to be measured precisely, a precisely metering measuring device is not required to dispense the liquid: the interior of the metering vessel is temporarily subjected to an overpressure, or, if an air cushion is present, the surroundings are under a vacuum, which can be achieved can act for any length of time after the volume to be dispensed.

Es ist nicht erforderlich, das Dosiergefäss in den Dosierpausen an die Abmessvorrichtung angeschlossen zu halten. Deshalb kann eine einzige Abmessvorrichtung mit vielen gefüllten Dosiergefässen zusammenwirken. Um die Verunreinigung einer neuen Probe mit zuvor dosierten Flüssigkeiten zu verhindern, wird ein gebrauchtes Dosiergefäss vor dem Aufnehmen der neuen Probe gegen ein frisches Dosiergefäss ausgetauscht. Bei komfortabel ausgestatteten Abmessvorrichtungen der Erfindung wird dabei das Abwerfen des Dosiergefässes durch ein Hebelgestänge erleichtert.It is not necessary to keep the dosing vessel connected to the measuring device during dosing breaks. Therefore, a single measuring device can interact with many filled dosing vessels. In order to prevent contamination of a new sample with previously dosed liquids, a used dosing vessel is exchanged for a fresh dosing vessel before taking up the new sample. In the case of comfortably equipped measuring devices of the invention, throwing off the metering vessel is facilitated by a lever linkage.

Für ungenau bestimmte Dosiervolumina setzt man Luft als Verdrängungsmedium ein. Wird eine hohe Präzision beim Abgeben der Flüssigkeit angestrebt, verwendet man ein im Vergleich zu Luft möglichst inkompressibles Verdrängungsmedium. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht nun darin, dass durch das Umstecken des Dosiergefässes das Dosierfehler verursachende Luftpolster entfernbar ist. Es ist daher möglich, wenige Mikroliter oder sogar Bruchteile von Mikrolitern genau zu dosieren.For inaccurately determined dosing volumes, air is used as the displacement medium. If high precision is desired when dispensing the liquid, a displacement medium that is as incompressible as possible in relation to air is used. An essential advantage of the invention is that the air cushion causing the metering error can be removed by repositioning the metering vessel. It is therefore possible to precisely dose a few microliters or even fractions of microliters.

Die Erfindung zeigt auch einen anderen Weg zum Füllen des Dosiergefässes, bei dem ein Luftpolster vermieden wird (Figur 2): Man füllt die zu dosierende Flüssigkeit in den als Behälter ausgebildeten Anteil (3 m0) eines noch unvollständig zusammengesetzten oder eines auseinandergenommenen Dosiergefässes (3 m1, 3 m2) und verschliesst diesen danach, indem man ihn z.B. mit einem Ende (5) zustöpselt, verschraubt, verschweisst, oder die Teile aneinander lötet, klemmt oder mit anderen Mitteln zusammenfügt, wodurch man ein vollständiges Dosiergefäss im Sinne der Erfindung erhält.The invention also shows another way of filling the dosing vessel, in which an air cushion is avoided (FIG. 2): the liquid to be dosed is filled into the portion (3 m0) of a still incompletely assembled or a disassembled dosing vessel (3 ml , 3 m2) and then closes it, for example by with one end (5) plugged, screwed, welded, or the parts soldered together, clamped or joined together by other means, whereby a complete dosing vessel according to the invention is obtained.

Störungen durch eine Verunreinigung der zu dosierenden Flüssigkeit mit einem flüssigen Verdrängungsmedium sind nicht zu erwarten, wenn zum Verdrängen wässriger Lösungen z.B. Silikonöl benutzt wird. Bei Wasser als Verdrängungsmedium für wässrige Lösungen werden länglich ausgebildete dünne Dosiergefässe verwendet, und beide Flüssigkeiten trennt man durch eine kleine zwischengeschaltete Luftblase voneinander.Faults due to contamination of the liquid to be dosed with a liquid displacement medium are not to be expected if, for example, to displace aqueous solutions Silicone oil is used. With water as a displacement medium for aqueous solutions, elongated thin dosing vessels are used, and the two liquids are separated from each other by a small air bubble.

Ein Dosiergefäss der Erfindung (Figur 3) besteht in seiner einfachsten Ausführung aus einem Hohlgefäss (3a, 3b) mit zwei Enden (4, 5), von denen das eine (4) einen dichtenden federnden Körper (6a; z.B. Silikongummi) und das andere (5) eine enge Öffnung aufweist. Die für das Dosiergefäss passende Abmessvorrichtung besitzt an ihrem Ausgang eine scharfe Hohlnadel (2), mit der der federnde Körper (6a) durchstochen wird. Dann wird die zu dosierende Flüssigkeit aufgenommen, und das Dosiergefäss wird wieder von der Abmessvorrichtung getrennt. Beim Herausziehen der Hohlnadel verschliesst sich der Stichkanal von selbst. Entsprechend dem von der Hohlnadel im Dosiergefäss verdrängten Volumen hebt sich dabei der Spiegel der Flüssigkeit im Bereich der Öffnung um eine bestimmte kurze Strecke, wodurch das Austrocknen verzögert wird. Der Spiegel senkt sich wieder, wenn das Dosiergefäss erneut an die Abmessvorrichtung angeschlossen wird.A dosing vessel of the invention (Figure 3) in its simplest form consists of a hollow vessel (3a, 3b) with two ends (4, 5), one (4) of which is a resilient body (6a; e.g. silicone rubber) and the other (5) has a narrow opening. The measuring device suitable for the dosing vessel has a sharp hollow needle (2) at its outlet, with which the resilient body (6a) is pierced. The liquid to be dosed is then taken up and the dosing vessel is separated from the measuring device again. When the hollow needle is pulled out, the puncture channel closes by itself. Depending on the volume displaced by the hollow needle in the dosing vessel, the level of the liquid in the area of the opening rises by a certain short distance, thereby delaying drying out. The mirror lowers again when the dosing vessel is connected to the measuring device again.

In einem anderen Dosiergefäss ist ein Membranventil (6b) angebracht, dessen Membran durch einen zum Aufnehmen der Flüssigkeit erzeugten Unterdruck angehoben wird. Zum Abgeben wird die Membran von der spitzen Hohlnadel eines Abmessgerätes durchbohrt.A diaphragm valve (6b) is installed in another dosing vessel, the diaphragm of which is raised by a vacuum created to absorb the liquid. To dispense, the membrane is pierced by the pointed hollow needle of a measuring device.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der federnde Körper (6a; z.B. Silikongummi) durch starre Vorsprünge (7) der Wandung des Dosiergefässes in seiner Lage festgehalten. Eine durchstechende Hohlnadel kann jetzt den federnden Körper nur noch gering verformen oder auslenken, und Störungen durch Änderungen des Innenvolumens der Dosiergefässe beim Einstechen mit der Hohlnadel werden reduziert.In a preferred embodiment, the resilient body (6a; e.g. silicone rubber) is held in place by rigid projections (7) on the wall of the metering vessel. A piercing hollow needle can now only slightly deform or deflect the resilient body, and disruptions due to changes in the internal volume of the dosing vessels when piercing with the hollow needle are reduced.

Bei einer anderen Ausführungsform ist zusätzlich ein Kanal (8) in einem mit der Wandung des Dosiergefässes verbundenen Körper (9) geringer Verformbarkeit vorgesehen. Dieser Kanal umfasst dichtend den Ausgang (2; z.B. eine Hohlnadel) der mit dem Dosiergefäss verbundenen Abmessvorrichtung. Dabei wird die durch die Kompressibilität der elastischen Gummidichtung bedingte Dosier-Ungenauigkeit aufgehoben.In another embodiment, a channel (8) is additionally provided in a body (9) of low deformability connected to the wall of the metering vessel. This channel seals the outlet (2; e.g. a hollow needle) of the measuring device connected to the dosing vessel. The inaccuracy of dosing caused by the compressibility of the elastic rubber seal is eliminated.

Eine Ausführungsform besitzt eine für Luft durchlässige, aber für bestimmte Flüssigkeiten undurchlässige Membran (10), bei wässrigen Lösungen z.B. eine wasserabstossende Membran, die dichtend zwischen den Vorsprüngen (7) und dem federnden Körper (6a) angebracht ist. Sie verhindert, dass die zu dosierende Flüssigkeit versehentlich in die Abmessvorrichtung eindringt.One embodiment has a membrane (10) which is permeable to air but impermeable to certain liquids, e.g. a water-repellent membrane, which is sealingly attached between the projections (7) and the resilient body (6a). It prevents the liquid to be dosed from accidentally entering the measuring device.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist der federnde Körper (6a) einen bereits vorgeformten Kanal 11 auf, der verschlossen wird, solange er nicht mit dem Ausgang (2; z.B. mit einer stumpfen Hohlnadel) der Abmessvorrichtung verbunden ist.In a further embodiment, the resilient body (6a) has an already preformed channel 11 which is closed as long as it is not connected to the outlet (2; e.g. with a blunt hollow needle) of the measuring device.

Bei einer Variante dieses Dosiergefässes ist der Kanal so ausgebildet, dass er sich durch Fingerdruck auf den federnden Körper öffnet, wodurch ein Druckausgleich des Innenraumes mit der Umgebung erfolgt und die vorher eingefüllte Flüssigkeit durch ihren hydrostatischen Druck zum anderen offenen oder geöffneten Ende aus dem Dosiergefäss strömt. Den gleichen Zweck erfüllt auch ein manuell oder maschinell zu bedienendes Ventil (12) oder eine scharfe Hohlnadel, mit der man den federnden Körper (6a) durchsticht.In a variant of this metering vessel, the channel is designed in such a way that it passes through fingers pressure on the resilient body opens, whereby a pressure equalization of the interior with the environment takes place and the previously filled liquid flows out of the metering vessel through its hydrostatic pressure to the other open or open end. A manually or mechanically operated valve (12) or a sharp hollow needle, with which the resilient body (6a) is pierced, also serves the same purpose.

Ein mit mehreren Ausgängen versehenes Dosiergefäss (3i) eignet sich zur gleichzeitigen Ausgabe mehrerer Teilproben.A dosing vessel (3i) with several outlets is suitable for the simultaneous dispensing of several partial samples.

Ein anderes Dosiergefäss (3k) ist so ausgebildet, dass zuerst alle Enden verschlossen sind und die gleichen Mittel aufweisen wie sie zum Anschluss des Dosiergefässes an die Abmessvorrichtung im Sinne der Erfindung vorgesehen sind. Das eine Ende wird mit der Abmessvorrichtung verbunden, das andere Ende oder die anderen Enden werden durch Aufstecken von bidirektionalen Endstücken (13) dauernd oder vorübergehend geöffnet, wobei diese Öffnungen so eng sind, dass die in das Dosiergefäss aufgenommene zu dosierende Flüssigkeit nicht herausfliesst, solange sie im Bereich dieser Öffnungen nicht unter einem im Vergleich zur äusseren Umgebung des Dosiergefässes höheren Druck steht. Mit dieser Ausführung werden, nach Abtrennung der Dosiergefässe von der Abmessvorrichtung und nach Entfernen des bidirektionalen Endstücks, Proben oder Reagenzien langfristig gespeichert, weil die Flüssigkeit besonders gut vor Verdunstung geschützt wird.Another metering vessel (3k) is designed such that all ends are first closed and have the same means as are provided for connecting the metering vessel to the measuring device in the sense of the invention. One end is connected to the measuring device, the other end or the other ends are continuously or temporarily opened by plugging on bidirectional end pieces (13), these openings being so narrow that the liquid to be dosed, which is taken up in the dosing vessel, does not flow out as long as it is not under a higher pressure in the area of these openings compared to the outer environment of the metering vessel. With this design, after separating the dosing vessels from the measuring device and after removing the bidirectional end piece, samples or reagents are stored long-term because the liquid is particularly well protected against evaporation.

Von den Dosiergefässen der Erfindung wird bei den meisten Ausführungsformen keine besonders hohe Formgenauigkeit verlangt, weil die Dosiergefässe nicht Bestandteile des das Dosiervolumen bestimmenden Messwerks der Abmessvorrichtung sind, wie beispielsweise der Kolben und die Kapillare einer Kapillarkolbenpipette, und weil die Abdichtung zwischen Abmessvorrichtung und Dosiergefäss in den meisten Fällen nicht auf der genau aufeinander abgestimmten Passform des Ausganges der Abmessvorrichtung und des mit diesem Ausgang verbundenen Teils des Dosiergefässes beruht, wie bei dem Gerät der DE-A-12 91 142, sondern weil sich die Dichtung in den meisten Fällen beim Anschliessen des Dosiergefässes an die Messvorrichtung erst von selbst formt, z.B. bei allen Ausführungen, bei denen ein federnder Körper (6a; z.B. eine Gummidichtung) von einer scharfen Hohlnadel durchstochen wird. Dementsprechend sind diese Dosiergefässe auch leicht herzustellen, und es ist ausserdem keine grosse Kraft erforderlich, um sie mit einer Abmessvorrichtung zu verbinden oder sie von ihr zu lösen.The dosing vessels of the invention are not required to have a particularly high dimensional accuracy in most embodiments, because the dosing vessels are not part of the measuring device of the measuring device determining the dosing volume, such as the piston and the capillary of a capillary pipette, and because the seal between the measuring device and the dosing vessel in the Most cases are not based on the precisely coordinated fit of the outlet of the measuring device and the part of the metering vessel connected to this outlet, as in the device of DE-A-12 91 142, but because the seal is in most cases when the metering vessel is connected forms on the measuring device by itself, e.g. in all versions in which a resilient body (6a; e.g. a rubber seal) is pierced by a sharp hollow needle. Accordingly, these dosing vessels are also easy to manufacture and, moreover, no great force is required to connect them to a measuring device or to detach them from it.

Die Erfindung ermöglicht eine simultane Untersuchung vieler kleiner Proben: Man nimmt die Proben zuerst einzeln in die Dosiergefässe auf und gibt sie dann gleichzeitig (mit einer mehrere voneinander unabhängige Messräume aufweisenden Abmessvorrichtung) oder sehr schnell nacheinander (Abmessvorrichtung mit nur einem Messraum) an ihrem Bestimmungsort in Sekundärgefässe ab. Dadurch wird der Zeitraum des Dosierens zwischen der ersten und der letzten Probe aufgehoben, oder er wird erheblich reduziert, und Analysefehler durch eine unterschiedlich lange dauernde Verdunstung der dosierten Proben werden vermieden.The invention enables a simultaneous investigation of many small samples: First, the samples are taken individually into the dosing vessels and then they are put into their destination at the same time (with a measuring device having several independent measuring rooms) or very quickly one after the other (measuring device with only one measuring room) Secondary vessels. As a result, the dosing period between the first and the last sample is canceled or it is considerably reduced, and analysis errors caused by evaporation of the dosed samples of different lengths are avoided.

Wenn Teile einer Probe zu verschiedenen Zeiten an mehrere Messplätze ausgegeben werden sollen, füllt man die gesamte Probe in ein Dosiergefäss und gibt dann bei Bedarf die vorgesehenen Teilvolumina in Sekundärgefässe ab. Bei mehreren Proben ist es zweckmässig, die gefüllten Dosiergefässe der Reihe nach in einem Gestell anzuordnen, Sekundärröhrchen unter die Ausgänge der Dosiergefässe zu halten und mit einer Abmessvorrichtung Verdrängungsmedium in die Dosiergefässe zu injizieren. Wenn die Volumina der abzugebenden Teilproben nicht genau bestimmt sind, wird nur ein Überdruck beliebiger Dauer beaufschlagt oder man öffnet vorübergehend eines (Ventil 12) der Enden der Dosiergefässe und lässt die Flüssigkeit beliebig lange herauslaufen. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren spart man dabei je Probe ein Reagenzglas und mehrere Dosiergefässe, ausserdem den Arbeitsaufwand zum Auswechseln der Dosiergefässe und zum Einfüllen der Probenanteile in die Dosiergefässe vom zweiten Abgabeschritt an.If parts of a sample are to be dispensed to several measuring stations at different times, the entire sample is filled into a dosing vessel and the required partial volumes are then dispensed into secondary vessels. In the case of several samples, it is advisable to arrange the filled dosing vessels one after the other in a rack, to hold secondary tubes under the outlet of the dosing vessels and to inject displacement medium into the dosing vessels with a measuring device. If the volumes of the partial samples to be dispensed are not precisely determined, only an overpressure of any duration is applied or one (valve 12) of the ends of the metering vessels is temporarily opened and the liquid is allowed to run out for any length of time. In comparison to conventional methods, one test tube and several dosing vessels are saved for each sample, as well as the work involved in changing the dosing vessels and filling the sample portions into the dosing vessels from the second dispensing step.

Nach einem anderen Verfahren zur verschleppungsfreien Probenverteilung werden die gefüllten Dosiergefässe der Erfindung codiert, aus ihrer ursprünglichen Reihenfolge genommen und in einer anforderungsgerechten Reihenfolge in ein Raster gestellt, das sich am «Probenteller» des Messplatzes orientiert. Dann werden die zu dosierenden Teilvolumina der Proben an die Probenaufnahmestellen des Messplatzes ausgegeben, einzeln nacheinander oder, wenn eine mehrere voneinander unabhängige Messräume aufweisende Abmessvorrichtung zur Verfügung steht, gleichzeitig. Die Dosiergefässe werden wieder zurücksortiert und stehen zur Verteilung an weitere Messplätze bereit.According to another method for carryover-free sample distribution, the filled dosing vessels of the invention are coded, taken from their original order and placed in a sequence in accordance with the requirements in a grid that is based on the “sample plate” of the measuring station. Then the partial volumes of the samples to be metered are output to the sample receiving points of the measuring station, one after the other or, if a measuring device having a plurality of independent measuring rooms is available, simultaneously. The dosing vessels are sorted back and are ready for distribution to other measuring stations.

Die Erfindung bietet eine zusätzliche Möglichkeit der Probenverteilung auf verschiedene Messplätze (Figur 4): Mindestens ein Dosiergefäss wird so ausgebildet, dass es ausser seinem den federnden Körper (6a) tragenden Ende ein anderes, eine scharfe Hohlnadel (2a) tragendes Ende aufweist, mit dem es an ein weiteres Dosiergefäss angeschlossen wird. Mehrere Dosiergefässe werden kettenartig aneinander gesteckt, wobei für die Innenräume der Dosiergefässe eine offene Verbindung geschaffen wird, und die zu dosierende Flüssigkeit wird mit Hilfe einer Abmessvorrichtung (Spritze) eingefüllt (injiziert oder aufgesaugt). Das Fassungsvermögen der einzelnen, die Kette bildenden Dosiergefässe und/oder die Einstechtiefe der Hohlnadeln in die Dosiergefässe werden den vorgesehenen, bei Bedarf unterschiedlichen Volumina der Teilproben angepasst. Gegebenenfalls werden die Dosiergefässe unmittelbar vor dem Füllen in der gewünschten Grösse angefertigt. Diese Kettentechnik eignet sich auch zum Aufteilen einer Probe in mehrere Portionen. Sollen die Portionen über längere Zeit aufgehoben werden, sind bevorzugt Dosiergefässe (3k) zu verwenden, die an allen Enden verschlossen sind und mindestens zwei durchstechfähige federnde Körper tragen. Sie werden zum Befüllen mit zwei- oder mehrdirektionalen Verbindungsstücken (13; z.B. an beiden Enden spitze Hohlnadeln) zusammengeschlossen.The invention offers an additional possibility of distributing samples to different measuring stations (FIG. 4): at least one dosing vessel is designed in such a way that, in addition to its end carrying the resilient body (6a), it has another end carrying a sharp hollow needle (2a) with which it is connected to another dosing vessel. Several dosing vessels are attached to one another like a chain, an open connection being created for the interior of the dosing vessels, and the liquid to be dosed is filled (injected or sucked in) with the aid of a measuring device (syringe). The capacity of the individual dosing vessels forming the chain and / or the penetration depth of the hollow needles into the dosing vessels are adapted to the intended, if necessary different, volumes of the partial samples. If necessary, the dosing vessels are made in the desired size immediately before filling. This chain technique is also suitable for dividing a sample into several portions. If the portions are to be kept for a longer period of time, preference should be given to dosing vessels (3k) which are closed at all ends and carry at least two resilient bodies which can be pierced. They are joined together for filling with two-directional or multi-directional connecting pieces (13; for example, hollow needles pointed at both ends).

Das Dosiergefäss kann auch als Reaktionsgefäss benutzt werden (Figur 5). Dazu werden nacheinander Reagenzien und Proben aufgenommen und im Dosiergefäss zur Reaktion gebracht. Durch dieses Vorgehen werden Pipettenspitzen und Reagenzgläser eingespart. Zur Auswertung wird das Dosiergefäss selbst in den Strahlengang eines Photometers gestellt, oder sein Inhalt wird vorher in ein Messgefäss gefüllt.The dosing vessel can also be used as a reaction vessel (Figure 5). For this purpose, reagents and samples are taken up one after the other and reacted in the dosing vessel. This procedure saves pipette tips and test tubes. For the evaluation, the dosing vessel itself is placed in the beam path of a photometer, or its contents are previously filled into a measuring vessel.

Durch Zwischenstücke (14; Figur 6) sind die Dosiergefässe der Erfindung an herkömmliche, nach unterschiedlichsten Prinzipien funktionierende Abmessvorrichtungen anschliessbar.By means of intermediate pieces (14; FIG. 6), the metering vessels of the invention can be connected to conventional measuring devices that function according to the most varied of principles.

Claims

1. Means for the dosing of liquids, consisting of a measuring device (1) and a replaceable dosing vessel (3a-3m) which can be connected to the outlet (2) of the measuring device, and with which at least two ends are provided on the dosing vessel, of which ends, one (4) can be connected to the measuring device, in order directly or indirectly to connect the measuring space of the measuring device to the interior of the dosing vessel, at least temporarily, and at least one other end (5) is open (3a-3i) or is to be opened (3k), this openinq being so constricted that the filled dosing vessel is unable to be uncontrollably emptied, when it is separated from the measuring device, characterised in that a resilient member (6a) consisting of a rubber-like material is disposed on that end (4) of the dosing vessel (3a-3m) which can be connected to the measuring device (1), which member seals the dosing vessel at this end, as long as it is not connected to the measuring device, and that the measuring device has disposed thereon a hollow needle (2), which penetrates the rubber-like material wit the connection of the dosing vessel to the measuring means, an open connection being provided between the measuring space of the measuring device and the internal volume of the dosing vessel, while the rubber-like material automatically re-seals the dosing vessel at the end (4), when the dosing vessel is separated from the measuring device.

2. Means according to claim 1, characterised in that the dosing vessel hasd provided thereon a valve (12), with which intermal volume is to be opened towards the exterior, whereby a pressure balancing of the internal volume with the environment is effected and the liquid, due to its hydrostatic pressure, flows out of the dosing vessel through the other open or opened ends.

3. Means according to claim 1 or 2, characterised in that a rubber-like body (6a) is provided on all ends of the dosing vessel (3k), the one end being adapted to the measuring means and the other end or the other ends being to be permanently or temporarily opened by fitting on bi-directional end pieces, for example, hollow needle (13) pointed at both ends.

4. Means according to claims 1 to 3, characterised in that several dosing vessels are provided which, as well as the end (4) which can be connected to the measuring means, comprise at least one end which has a hollow needle (2a), that, through these ends, the interiors of the measuring vessels are connected to one another, and that the liquid to be distributed is drawn by suction or injected into the union or connection, the partial volume provided for each dosing vessel being determined by a targeted variation of the holding capacity of the individual dosing vessels or by other means.

5. Use of the dosing vessel according to claims 1 to 4 as a reagent vessel, the reagents and specimens being introduced one after the other into the dosing vessel and brought into reaction therein.