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Title:
PIPETTING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/108921
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pipetting device, in particular for pipetting a fluid sample by suctioning into a pipetting container using air under a pipetting pressure, having the following: - a valve assembly with at least one valve device for adjusting a pipetting pressure, said valve device having a valve chamber; - at least one pump device which is connected to the valve chamber in order to generate a chamber pressure in the valve chamber; - a pipetting channel which is connected to the pipetting container, and - a bypass channel which is open towards the surroundings, wherein - the pipetting channel and the bypass channel are each connected to the valve chamber; and - the at least one valve device has a closure element with a closure surface which is designed such that the chamber pressure is distributed to the pipetting channel and the bypass channel in a metered manner by the valve device in order to generate the desired pipetting pressure in the pipetting channel. The invention further relates to a method for producing said pipetting device.

Inventors:
LINK HOLGER (DE)
DAVID TOBIAS (DE)
MERKENS HEDDA (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/082131
Publication Date:
June 29, 2017
Filing Date:
December 21, 2016
Export Citation:
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Assignee:
EPPENDORF AG (DE)
International Classes:
B01L3/02
Domestic Patent References:
WO1993021509A11993-10-28
WO2013045711A12013-04-04
Foreign References:
EP2633914A12013-09-04
EP1279437A22003-01-29
Attorney, Agent or Firm:
RICKER, Mathias (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Pipettiervorrichtung (1 ), insbesondere zum Pipettieren einer fluiden Probe (9a) durch Ansaugen in einen Pipettierbehälter (9) mittels einer unter einem Pipettierdruck stehenden Luft (9b), aufweisend

- eine Ventilanordnung mit mindestens einer Ventileinrichtung (101 ) zum Einstellen eines Pipettierdrucks,

- wobei die Ventileinrichtung eine Ventilkammer (106) aufweist;

mindestens eine Pumpeneinrichtung (7), die zur Erzeugung eines Kammerdrucks in der Ventilkammer mit der Ventilkammer verbunden ist;

- einen Pipettierkanal (103), mit dem der Pipettierbehälter verbindbar ist und

- einen Bypasskanal (104), der zur Umgebung offen ist; wobei die Ventilkammer eine erste Kammeröffnung (1 13) aufweist, die mit dem Pipettierkanal verbunden ist, und eine zweite Kammeröffnung (1 14) aufweist, die mit dem Bypasskanal verbunden ist, wobei die Ventileinrichtung ein Verschlusselement (1 10; 1 10a; 1 10b; 1 10c; 1 10d) aufweist, das zumindest teilweise innerhalb der Ventilkammer angeordnet ist, das gegenüber der Ventilkammer durch eine benutzergesteuerte Bewegung (B) bewegbar ist und das mindestens eine Verschlussfläche (120; 120a; 120b; 120c; 120d) aufweist, die während der Bewegung parallel zu der ersten und parallel zu der zweiten Kammeröffnung an diesen Kammeröffnungen entlang gleitet und diese in Abhängigkeit von der Position der Verschlussfläche verschließt, und wobei die mindestens eine Verschlussfläche so geformt ist, dass zur Erzeugung des gewünschten Pipettierdrucks in dem Pipettierkanal, der Kammerdruck in Abhängigkeit von der Position der mindestens einen Verschlussfläche an der ersten und zweiten Kammeröffnung auf den Pipettierkanal und den Bypasskanal verteilt wird. Pipettiervorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei das Verschlusselement mindestens eine Vertiefung (121 ; 122; 121 a; 122a; 121 b; 122b; 121 c; 122c; 121d; 122d) aufweist, die sich ausgehend von der Verschlussfläche in die Tiefe des Verschlusselements erstreckt und die in der Verschlussfläche mindestens eine Verschlussflächenöffnung bildet, wobei diese mindestens eine Verschlussflächenöffnung eine Länge aufweist, die parallel zur Richtung dieser Bewegung (B) gemessen wird, und eine Breite, die senkrecht dazu gemessen wird, wobei sich die Breite der mindestens einen Verschlussflächenöffnung und/oder die Tiefe der mindestens einen Vertiefung in Richtung dieser Bewegung zumindest abschnittsweise ändert, und insbesondere die Verschlussfläche mit der mindestens einen Verschlussflächenöffnung so an der ersten und/oder zweiten Kammeröffnung entlang gleitet, dass sich der Verschlussquerschnitt der ersten und/oder zweiten Kammeröffnung während der Bewegung ändert.

Pipettiervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Verschlusselement eine erste Vertiefung (121 ; 121 a; 121 b; 121 c; 121 d) aufweist, die sich ausgehend von der Verschlussfläche in die Tiefe des Verschlusselements erstreckt und die in der Verschlussfläche eine erste Verschlussflächenöffnung bildet, und wobei das Verschlusselement eine zweite Vertiefung (122; 122a; 122b; 122c; 122d) aufweist, die sich ausgehend von der Verschlussfläche in die Tiefe des Verschlusselements erstreckt und die in der Verschlussfläche eine zweite Verschlussflächenöffnung bildet, wobei während der Bewegung die erste Verschlussflächenöffnung an der ersten Kammeröffnung anliegt und die zweite Verschlussflächenöffnung an der zweiten Kammeröffnung anliegt.

4. Pipettiervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei sich die Breite der ersten Verschlussflächenöffnung und/oder die Tiefe der ersten Vertiefung in Richtung dieser Bewegung zumindest abschnittsweise vergrößert und wobei sich die Breite der zweiten Verschlussflächenöffnung und/oder die Tiefe der zweiten Vertiefung in Richtung dieser Bewegung zumindest abschnittsweise verringert.

5. Pipettiervorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Kammeröffnung und die mindestens eine Verschlussfläche einen ersten Verbindungskanal mit variablem erstem Strömungswiderstand R1 definieren, wobei dieser erste Verbindungskanal den Pipettierkanal mit der Ventilkammer verbindet, und wobei die zweite Kammeröffnung und die mindestens eine Verschlussfläche einen zweiten Verbindungskanal mit variablem zweiten Strömungswiderstand R2 definieren, wobei dieser zweite Verbindungskanal den Bypasskanal mit der Ventilkammer verbindet, wobei die Verteilung des Kammerdrucks auf den Pipettierkanal und den Bypasskanal das Verhältnis R2/R1 ändert, wobei insbesondere sich das Verhältnis während der Bewegung vergrößert.

6. Pipettiervorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verschlusselement mindestens eine erste Verschlussfläche und eine zweite Verschlussfläche aufweist, die nicht-parallell und insbesondere in einem Winkel 60ο<=α<=120° zueinander ausgerichtet sind.

7. Pipettiervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei während dieser Bewegung die erste Verschlussfläche gegenüber der ersten Kammeröffnung liegt und an dieser entlang gleitet, und die zweite Verschlussfläche gegenüber der zweiten Kammeröffnung liegt und an dieser entlang gleitet.

8. Pipettiervorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Kammeröffnung einen Dichtungsabschnitt aufweist, der von der mindestens einen Verschlussfläche kontaktiert wird, insbesondere um in mindestens einer Position des Verschlusselements die erste und/oder zweite Kammeröffnung im Wesentlichen vollständig gasdicht abzudichten.

9. Pipettiervorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ventilkammer oder das Verschlusselement mindestens einen Dichtungsabschnitt aufweisen, um die Ventilkammer in mindestens einer Position des Verschlusselements und/oder während der Bewegung im Wesentlichen vollständig gasdicht abzudichten.

10. Pipettiervorrichtung gemäß mindestens einem der vorherigen Ansprüche, die eine erste Ventileinrichtung mit einer ersten Ventilkammer und eine zweite Ventileinrichtung mit einer zweiten Ventilkammer aufweist, wobei die Pumpeneinrichtung zur Erzeugung eines ersten Kammerdrucks in der ersten Ventilkammer mit dieser verbunden ist und zur Erzeugung eines zweiten Kammerdrucks in der zweiten Ventilkammer mit dieser verbunden ist, wobei die erste Ventilkammer und die zweite Ventilkammer jeweils mit dem Pipettierkanal und dem Bypasskanal verbunden sind, wobei die erste Ventileinrichtung so ausgebildet ist, dass in dem Pipettierkanal ein Druck eingestellt wird, der zum Ansaugen einer fluiden Probe in einen mit dem Pipettierkanal luftdicht verbundenen Pipettierbehälter geeignet ist, und wobei die zweite Ventileinrichtung so ausgebildet ist, dass in dem Pipettierkanal ein Druck eingestellt wird, der zum Abgeben einer fluiden Probe aus einem mit dem Pipettierkanal luftdicht verbundenen Pipettierbehälter geeignet ist.

1 1 . Verfahren zur Herstellung der Pipettiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die Schritte:

Fertigen der mindestens einen Ventileinrichtung der Ventilanordnung zumindest teilweise aus einem ersten Material;

Fertigen mindestens eines Verschlusselements; Fertigen des mindestens einen Pipettierkanals, und insbesondere auch des mindestens einen Bypasskanals, zumindest teilweise aus einem zweiten Material.

Description:
Pipettiervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pipettiervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung dieser Pipettiervorrichtung.

Solche Pipettiervorrichtungen werden üblicherweise in medizinischen, biologischen, biochemischen, chemischen und anderen Laboratorien verwendet. Sie dienen im Labor zum Transport und Übertragen von fluiden Proben, insbesondere zur präzisen Dosierung der Proben. Bei Pipettiervorrichtungen werden z.B. flüssige Proben mittels Unterdruck in Pipettierbehälter, z.B. Messpipetten, eingesaugt, dort gelagert, und am Zielort wieder aus diesen abgegeben. Zu den Pipettiervorrichtungen gehören z.B. handgehaltene Pipettiervorrichtungen oder automatisch gesteuerte Pipettiervorrichtungen, insbesondere computergesteuerte Pipettierautomaten. Es handelt sich in der Regel um Luftpolster-Pipettiervorrichtungen. Bei diesen ist ein Luftpolster vorgesehen, dessen Druck beim Aufnehmen der Probe in den Pipettierbehälter verringert wird, wodurch die Probe mittels Unterdruck in den Pipettierbehälter gesaugt wird. Solche Pipettiervorrichtungen sind in der Regel elektrisch betriebene Geräte, die auch als Pipettierhilfen bezeichnet werden.

Solche Pipettiervorrichtungen sind in der Regel dazu ausgelegt, fluide Proben mit Volumina im Bereich von z.B. 0,1 ml bis 100 ml zu pipettieren. Solche Pipettiervorrichtungen besitzen meist eine elektrisch angetriebene Pumpe, erfahrungsgemäß eine Membranpumpe, die zum Pipettieren geeignet ist, die also sowohl einen Unterdruck, als auch einen Überdruck erzeugen kann. Der Begriff „pipettieren" umfasst hier sowohl die Probenaufnahme durch Aufsaugen mittels Unterdruck als auch die Probenabgabe durch Gravitation und/oder Auspressen durch Überdruck. Zum Pipettieren wird üblicherweise eine Saug-/Druckleitung verwendet, deren Aktivität mittels geeigneter Ventile im Gehäusekörper durch die bedienende Person gesteuert werden kann. Ein Beispiel für eine kommerziell erhältliche, handgehaltene, elektrische Pipettiervorrichtung ist die Eppendorf Easypet® 3 der Eppendorf AG, Hamburg, Deutschland.

Zur besseren Dosierung der pipettierten Flüssigkeitsmenge sind Vorrichtungen bekannt, die den Volumenstrom in den Druckleitungen beziehungsweise Saugleitungen begrenzen, oder die Leistung beziehungsweise den Druck der Pumpe entsprechend anpassen.

In US 3 963 061 und US 6 253 628 sind Ventile beschrieben, welche den Volumenstrom in den Druck- bzw. Saugleitungen begrenzen sollen. Hierbei wird die Ventilnadel mit einem Profil versehen, welches die freie Durchtrittsfläche in der Druck- bzw. Saugleitung je nach Hub der Ventilnadel verändert. Die exakte Dosierung, vor allem bei Pipetten mit kleinem Volumen, kann mit derartigen Systemen nur unzureichend erreicht werden. Vor allem bei gedrosselter Pumpenleistung zeigt sich deutlich, dass die Dosierung stark von der Hubfrequenz der Pumpe abhängig ist. Trotz angedrosseltem Volumenstrom setzen sich die Pulsationen der Pumpe bis in die Pipette fort und sorgen somit für eine stoßweise Dosierung der Flüssigkeit. Die Einhaltung eines genauen Volumens ist hierbei nur schwer zu erreichen.

Das Patent DE 103 22 797 beschreibt eine Anordnung, bei der neben den Drosselelementen in Druck- und Saugleitung ebenfalls separat angedrosselte Öffnungen zur Umgebung bestehen. Diese sind direkt mit der Druck- bzw. Saugleitung verbunden und sollen den maximalen Über- bzw. Unterdruck der Pumpe auf einen definierten Wert begrenzen. Dadurch ist diese Anordnung in Bezug auf Variabilität stark eingeschränkt. Der Benutzer muss sich vor dem Pipettieren genau überlegen, welche Einstellung an den Drosseln für die entsprechende Fluidmenge vorgenommen werden muss. Es ist Aufgabe der Erfindung eine Pipettiervorrichtung bereitzustellen, die ein genaues Pipettieren und Dosieren erlaubt, das insbesondere unabhängig von der Pipettierbehältergröße ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Hersteilung dieser Pipettiervorrichtung anzugeben.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Pipettiervorrichtung nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind insbesondere Gegenstände der Unteransprüche.

Die Pipettiervorrichtung, insbesondere zum Pipettieren einer fluiden Probe durch Ansaugen in einen Pipettierbehälter mittels einer unter einem Pipettierdruck stehenden Luft, weist auf:

- eine Ventilanordnung mit mindestens einer Ventileinrichtung zum Einstellen eines Pipettierdrucks, wobei die Ventileinrichtung mindestens eine Ventilkammer aufweist; mindestens eine Pumpeneinrichtung, die zur Erzeugung mindestens eines Kammerdrucks in der mindestens einen Ventilkammer mit dieser verbunden ist; einen Pipettierkanal, mit dem der Pipettierbehälter verbindbar ist und

- einen Bypasskanal, der zur Umgebung offen ist;

wobei vorzugsweise der Pipettierkanal und der Bypasskanal jeweils mit der Ventilkammer verbunden sind und insbesondere parallel zueinander mit der Ventilkammer verbunden sind;

wobei die Ventilkammer eine erste Kammeröffnung aufweist, die mit dem Pipettierkanal verbunden ist, und eine zweite Kammeröffnung aufweist, die mit dem

Bypasskanal verbunden ist,

wobei die Ventileinrichtung ein Verschlusselement aufweist, das zumindest teilweise innerhalb der Ventilkammer angeordnet ist, das gegenüber der Ventilkammer durch eine benutzergesteuerte Bewegung bewegbar ist und das mindestens eine Verschlussfläche aufweist, die während der Bewegung parallel zu der ersten und parallel zu der zweiten Kammeröffnung an diesen Kammeröffnungen entlang gleitet und deren Verschlusszustand in Abhängigkeit von der Position der Verschlussfläche steuert, und

wobei die mindestens eine Verschlussfläche so geformt ist, dass zur Erzeugung des gewünschten Pipettierdrucks in dem Pipettierkanal, der Kammerdruck in

Abhängigkeit von der Position der mindestens einen Verschlussfläche an der ersten und zweiten Kammeröffnung auf den Pipettierkanal und den Bypasskanal verteilt wird.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine genaue Dosierung des Pipettiervolumens möglich ist, die vom Verhältnis der Verschlusszustände der ersten und zweiten Kammeröffnung zueinander abhängt. Der Verschlusszustand kann jeweils sein: vollständig geöffnet, vollständig geschlossen oder teilweise geschlossen.

Durch den geschaffenen Bypass setzen sich Schwankungen des Pumpendrucks (Unterdruck und/oder Überdruck) beim Dosieren im Wesentlichen nicht vollständig bis in den mit dem Pipettierkanal verbundenen Pipettierbehälter fort, insbesondere nicht bei niedriger Pumpleistung. Im Fall einer als Membranpumpe ausgebildeten Pumpeneinrichtung setzen sich insbesondere die durch die Membranbewegung verursachten Pulsationen im Wesentlichen nicht vollständig bis in den Pipettierbehälter fort. Im optionalen Falle der vollen Leistung der Pumpeneinrichtung können insbesondere selbst Pipettierbehälter mit kleinem Pipettiervolumen (z.B. < 5 mL) sehr genau befüllt werden. Entsprechend verhält es sich beim Abgeben der fluiden Probe aus dem Pipettierbehälter. Die Verschlussfläche ist vorzugsweise eine im Wesentlichen planare Fläche, die in einer Ebene liegt, und vorzugsweise weist die erste und/oder zweite Kammeröffnung, oder ein mit dieser Kammeröffnung verbundener Abdichtabschnitt, jeweils einen Öffnungsrand auf, der im Wesentlichen in derselben Ebene liegt oder an diese angrenzt. Dadurch wird ermöglicht, dass die Verschlussfläche im Kontakt mit der jeweiligen Kammeröffnung und/oder deren Abdichtabschnitt durch die vom Benutzer gesteuerte Bewegung an der jeweiligen Kammeröffnung und/oder deren Abdichtabschnitt entlang gleiten kann. Der Kontakt ist vorzugsweise so, dass im geschlossenen Verschlusszustand der jeweiligen Kammeröffnung ein gasdicht abdichtender Kontakt erzielt wird, so dass insbesondere im Falle der vollständig geschlossenen zweiten Kammeröffnung der Kammerdruck im Wesentlichen vollständig den Pipettierdruck bestimmt, ohne Druckverlust durch die zweite Kammeröffnung, und dass ferner insbesondere im Falle der vollständig geschlossenen ersten Kammeröffnung der Kammerdruck den Pipettierdruck im Wesentlichen nicht beeinflusst, da der Kammerdruck an der zweiten Kammeröffnung und damit am Bypasskanal anliegt, wobei in dieser Position des Verschlusselements die Pumpeneinrichtung vorzugsweise deaktiviert ist und/oder den Druck der Ventilkammer nicht beeinflusst.

Die Verschlussfläche kann aber auch eine nicht-planare Form haben, insbesondere eine zylinderförmige Gestaltung, die mathematisch durch Translation einer Kreisform beschreibbar ist, oder eine andere Form, die durch Translation oder Rotation einer anderen Form beschreibbar ist, wobei diese andere Form z.B. eine Ellipse, ein Dreieck, ein Viereck, Fünfeck, Sechseck oder ein anderes Polygon sein kann. Die Kammeröffnungen bzw. deren Abdichtabschnitte sind dann entsprechend so geformt, dass zumindest abschnittsweise während der Bewegung ein vollständiger Verschluss der ersten und/oder zweiten Kammeröffnung erzielt wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verschlusselement mindestens eine Vertiefung aufweist, die sich ausgehend von der Verschlussfläche in die Tiefe des Verschlusselements erstreckt und die in der Verschlussfläche mindestens eine Verschlussflächenöffnung bildet, wobei diese mindestens eine Verschlussflächenöffnung eine Länge aufweist, die parallel zur Richtung dieser Bewegung gemessen wird, und eine Breite, die senkrecht dazu gemessen wird, wobei sich die Breite der mindestens einen Verschlussflächenöffnung und/oder die Tiefe der mindestens einen Vertiefung in Richtung dieser Bewegung zumindest abschnittsweise ändert, und insbesondere die Verschlussfläche mit der mindestens einen Verschlussflächenöffnung so an der ersten und/oder zweiten Kammeröffnung entlang gleitet, dass sich der Verschlussquerschnitt der ersten und/oder zweiten Kammeröffnung während der Bewegung ändert.

Durch die Änderung der Form, insbesondere der Breite und/oder Tiefe, der Vertiefung entlang der Richtung der Bewegung kann -insbesondere bei konstantem, vorgegebenem Kammerdruck oder Pumpleistung- der Strömungswiderstand durch den Verbindungskanal eingestellt werden, wobei der Verbindungskanal die zwischen der Ventilkammer und dem Pipettierkanal gelegenen Strömungsabschnitte („erster Verbindungskanal") bzw. die zwischen der Ventilkammer und dem Bypasskanal gelegenen Strömungsabschnitte („zweiter Verbindungskanal") bezeichnet. Die in der Verschlussfläche gelegene Verschlussfiächenöffnung kann insbesondere einen sich in Bewegungsrichtung verjüngenden, oder erweiternden, Verlauf aufweisen, und kann insbesondere dreieckig sein. Der Verlauf kann aber auch trapezförmig oder rechteckig sein.

Anstelle einer Vertiefung kann das Verschlusselement auch mindestens eine Erhöhung aufweisen, die sich ausgehend von der Außenseite des Verschlusselements nach außen erstreckt und die an der Außenseite eine Verschlussfläche bildet, deren sich entlang der Richtung B ändernde Breite und/oder Höhe den Strömungswiderstand durch die erste und/oder zweite Kammeröffnung bestimmen, wenn die Verschlussfläche an der ersten und/oder zweiten Kammeröffnung entlang gleitet.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich die Breite der ersten Verschlussfiächenöffnung und/oder die Tiefe der ersten Vertiefung in Richtung dieser Bewegung zumindest abschnittsweise vergrößert und wobei sich die Breite der zweiten Verschlussfiächenöffnung und/oder die Tiefe der zweiten Vertiefung in Richtung dieser Bewegung zumindest abschnittsweise verringert. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Kammeröffnung und die mindestens eine Verschlussfläche einen ersten Verbindungskanal mit variablem erstem Strömungswiderstand R1 definieren, wobei dieser erste Verbindungskanal den Pipettierkanal mit der Ventilkammer verbindet, und wobei die zweite Kammeröffnung und die mindestens eine Verschlussfläche einen zweiten Verbindungskanal mit variablem zweiten Strömungswiderstand R2 definieren, wobei dieser zweite Verbindungskanal den Bypasskanal mit der Ventilkammer verbindet, wobei die Verteilung des Kammerdrucks auf den Pipettierkanal und den Bypasskanal das Verhältnis R2/R1 ändert, wobei insbesondere sich das Verhältnis während der Bewegung vergrößert. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verschlusselement eine erste Vertiefung aufweist, die sich ausgehend von der Verschlussfläche in die Tiefe des Verschlusselements erstreckt und die in der Verschlussfläche eine erste Verschiussflächenöffnung bildet, und wobei das Verschlusselement eine zweite Vertiefung aufweist, die sich ausgehend von der Verschlussfläche in die Tiefe des Verschlusselements erstreckt und die in der Verschlussfläche eine zweite Verschiussflächenöffnung bildet, wobei insbesondere während der Bewegung die erste Verschiussflächenöffnung an der ersten Kammeröffnung anliegt und die zweite Verschiussflächenöffnung an der zweiten Kammeröffnung anliegt.

Vorzugsweise sind die erste und zweite Vertiefung in Richtung der Bewegung hintereinander in derselben Verschlussfläche angeordnet, was insbesondere dann auch auf die Position der ersten und zweiten Kammeröffnung zutrifft. Dadurch wird eine schmalere Bauform ermöglicht.

Es ist aber auch möglich, dass die erste und zweite Vertiefung in Richtung der Bewegung parallel nebeneinander oder parallel versetzt nebeneinander in der mindestens einen Verschlussfläche angeordnet sind, was insbesondere dann auch auf die Position der ersten und zweiten Kammeröffnung zutrifft. Dadurch wird ein verfügbarer Platz in Richtung der Bewegung optimal nutzbar als Einstellweg für den Druck an der ersten/zweiten Kammeröffnung, so dass pro Druckänderungseinheit ein größerer Einstellweg genutzt wird und die Dosierung vom Benutzer so besser kontrollierbar ist.

Vorzugsweise, insbesondere bei der Gestaltung gemäß dem vorhergehende Absatz, ist die erste Vertiefung auf einer ersten Verschlussfläche des Verschlusselements angeordnet und die zweite Verschlussfläche auf einer zweiten Verschlussfläche des Verschlusselements angeordnet. Die erste und zweite Verschlussfläche können nicht parallel zueinander am Verschlusselement angeordnet sein oder können parallel zueinander angeordnet sein, insbesondere an sich gegenüberliegenden Seiten des Verschlusselements.

Das Verschlusselement kann in Richtung der -in diesem Fall translatorischen- Bewegung einen dreieckigen Querschnitt haben, einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, eine fünfeckigen, sechseckigen oder generell mehreckigen Querschnitt, oder kann oval oder kreisrund sein. Im Falle eines mehreckigen Querschnitts ist eine Verschlussfläche vorzugsweise im Wesentlichen planar. Abhängig von der Anzahl der Verschlussflächen lassen sich an der Pipettiervorrichtung verschiedene Dosierprofile realisieren, um insbesondere verschiedene Dosiergeschwindigkeiten verfügbar zu machen. Dabei ist das Verschlusselement vorzugsweise um die Achse der Richtung der Bewegung drehbar gestaltet, so dass die gewünschte Verschlussfläche vom Benutzer an der ersten und zweiten Kammeröffnung ausgerichtet werden kann.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verschlusselement mindestens eine erste Verschlussfläche und eine zweite Verschlussfläche aufweist, die nicht-parallell und insbesondere in einem Winkel 60°<=a<=120° zueinander ausgerichtet sind.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass während dieser Bewegung die erste Verschlussfläche gegenüber der ersten Kammeröffnung liegt und an dieser entlang gleitet, und die zweite Verschlussfläche gegenüber der zweiten Kammeröffnung liegt und an dieser entlang gleitet.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste und/oder zweite Kammeröffnung einen Dichtungsabschnitt aufweist, der von der mindestens einen Verschlussfläche kontaktiert wird, insbesondere um in mindestens einer Position des Verschlusselements die erste und/oder zweite Kammeröffnung im Wesentlichen vollständig gasdicht abzudichten.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ventilkammer und/oder das Verschlusselement mindestens einen Dichtungsabschnitt aufweisen, um die Ventilkammer in mindestens einer Position des Verschlusselements und/oder während der Bewegung im Wesentlichen vollständig gasdicht abzudichten.

Der Ausdruck „verbinden zweier luftgefüllten Bereiche der Ventilanordnung" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die beiden Bereiche durch einen Verbindungskanal aneinander angeschlossen sind, so dass insbesondere Luft zwischen beiden Bereichen bewegt werden kann, insbesondere richtungs-unabhängig bewegt werden kann. Eine solche Verbindung kann insbesondere indirekt sein oder„direkt" sein. Der Begriff „direkte Verbindung" zweier luftgefüllter Bereiche der Ventilanordnung bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere, dass die beiden Bereiche durch einen unverzweigten Verbindungskanal verbunden sind, wobei es möglich ist, dass in diesem Verbindungskanal ein änderbarer Strömungswiderstand vorgesehen ist, z.B. eine Einrichtung mit Drosselfunktion, insbesondere ein Drosselventil. Bei einer indirekten Verbindung können die beiden Bereiche z.B. über mehrere Leitungen oder Kammern, und/oder z.B. entlang einer oder mehrerer Verzweigungsstellen, verbunden sein.

Ein Kanal, insbesondere Verbindungskanal, kann eine Leitung sein, insbesondere eine Schlauchleitung, oder kann ein anders zur Führung des Strömungsmediums ausgebildeter Bereich der Ventilanordnung oder der Pipettiervorrichtung sein, z.B. ein in ein gegossenes Formteil integrierter Kanal.

Vorzugsweise ist genau eine Pumpeneinrichtung vorgesehen, die insbesondere eine Membranpumpe ist oder eine solche aufweist. Die Pumpeneinrichtung weist vorzugsweise eingangsseitig einen ersten Pumpkanal auf, der als Saugkanal zum Ansaugen der fluiden Probe in den mit dem Pipettierkanal verbundenen Pipettierbehälter ausgebildet ist. Die Pumpeneinrichtung weist vorzugsweise ausgangsseitig einen zweiten Pumpkanal auf, der als Presskanal zum Auspressen der fluiden Probe aus dem mit dem Pipettierkanal verbundenen Pipettierbehälter ausgebildet ist.

Vorzugsweise weist die Ventilanordnung genau einen Bypasskanal auf. Vorzugsweise ist mindestens ein direkt mit der Pumpeneinrichtung verbundener Pumpkanal direkt mit der Umgebung und/oder dem Bypasskanal verbunden. Bei einer zum Ansaugen der zu pipettierenden Probe in den Pipettierbehälter ausgebildeten Ventileinrichtung ist vorzugsweise der ausgangsseitige Pumpkanal direkt mit dem Bypasskanal und/oder der Umgebung verbunden. Bei einer zum Auspressen der zu pipettierenden Probe aus dem Pipettierbehälter ausgebildeten Ventileinrichtung ist vorzugsweise der eingangsseitige Pumpkanal direkt mit der Umgebung und/oder dem Bypasskanal verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpeneinrichtung mit der Ventilkammer einer ersten Ventileinrichtung verbunden und mit der Ventilkammer einer zweiten Ventileinrichtung verbunden. Vorzugsweise ist der Pipettierkanal über einen ersten Verbindungskanal mit variablem Strömungswiderstand mit der Ventilkammer verbunden und vorzugsweise ist der Bypasskanal über einen zweiten Verbindungskanal mit variablem Strömungswiderstand mit der Ventilkammer verbunden ist, wobei, zur Erzeugung des gewünschten Pipettierdrucks in dem Pipettierkanal, der erste Strömungswiderstand und der zweite Strömungswiderstand von der Ventileinrichtung angepasst werden, insbesondere gleichzeitig angepasst werden. Variable Strömungswiderstände lassen sich relativ effizient konstruktiv integrieren.

Vorzugsweise weist die Ventileinrichtung ein Verschlussträgerelement auf und vorzugsweise mindestens ein Verschlusselement auf, das gegenüber dem Verschlussträgerelement und/oder der Ventilkammer zumindest zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position vorzugsweise translatorisch beweglich, vorzugsweise rotatorisch beweglich, vorzugsweise translatorisch und/oder rotatorisch beweglich angeordnet ist.

In der ersten Position verschließt vorzugsweise das Verschlusselement den ersten Verbindungskanal und/oder die erste Kammeröffnung und verschließt vorzugsweise gleichzeitig den zweiten Verbindungskanal und/oder die zweite Kammeröffnung nicht. In der zweiten Position verschließt vorzugsweise das Verschlusselement den ersten Verbindungskanal und/oder die erste Kammeröffnung nicht und verschließt vorzugsweise gleichzeitig den zweiten Verbindungskanal und/oder die zweite Kammeröffnung. Durch das Verschlusselement, insbesondere durch ein einziges Verschlusselement, können insbesondere der erste Strömungswiderstand und der zweite Strömungswiderstand gleichzeitig angepasst werden. Auf diese Weise ist eine einfache Realisierung der Einstellung des Pipettierdrucks möglich, was auch als Dosierung des Pipettierdrucks bezeichnet wird.

Ein Verschlusselement ist vorzugsweise ein Ventilkolben, und dass Verschlussträgerelement und/oder die Ventilkammer ist in diesem Fall vorzugsweise als Kolbenträgerelement und/oder Kolbenzylinderelement ausgebildet. Dadurch ist eine präzise Übersetzung der Bewegung des Ventilkolbens in eine Druckänderung im ersten und/oder zweiten Verbindungskanal und damit eine genaue Einstellung des Pipettierdrucks im Pipettierkanal möglich. Es ist auch möglich und bevorzugt, dass das Verschlusselement nicht als Ventilkolben und die Ventilkammer nicht als Kolbenzylinder ausgebildet ist. Die gasdichte Abdichtung zwischen Verschlusselement und Ventilkammer erfolgt dann vorzugsweise durch einen Abdichtabschnitt, z.B. einen elastischen Abdichtring oder O-Ring, z.B. aus Silikon, der am Verschlusselement oder an der Ventilkammer bzw. am Verschlussträgerelement angeordnet bzw. befestigt sein kann.

Vorzugsweise ist das Verschlusselement und/oder die Ventilkammer und/oder das Verschlussträgerelement ein Spritzgussteil, wodurch eine effiziente Fertigung ermöglicht wird. Insbesondere lässt sich die Formgebung der mindestens einen Verschlussfläche durch die Fertigung im Spritzgussverfahren effizient gestalten. Das Verschlusselement könnte auch durch Drehen als Drehteil oder durch Fräsen als Frästeil gefertigt werden, oder durch eine Kombination aus solchen Herstellungsverfahren.

Vorzugsweise ist das Verschlusselement mit einer Federeinrichtung gefedert gelagert, die das Verschlusselement in die erste Position presst und die durch Bewegen des Verschlusselementes von der ersten Position in die zweite Position gespannt wird.

Vorzugsweise ist das Verschlusselement so ausgebildet, dass es den ersten Verbindungskanal und den zweiten Verbindungskanal teilweise öffnet, wenn es in mindestens einer dritten Position zwischen der ersten und der zweiten Position angeordnet ist. Vorzugsweise sind der erste Verbindungskanal und der zweite Verbindungskanal auf mindestens der Hälfte der Strecke zwischen erster und zweiter Position jeweils teilweise geöffnet. Durch diese dritte Position wird ermöglicht, dass die Pumpeneinrichtung nicht nur mit dem Pipettierkanal verbunden ist, sondern gleichzeitig auch mit dem zur Umgebung hin offenen Bypasskanal. Auf diese Weise werden Schwankungen des Kammerdrucks zumindest nicht vollständig zum Pipettierkanal übertragen, sondern gedämpft. Dadurch ist ein genaues Pipettieren möglich.

Vorzugsweise ist das Verschlusselement so ausgebildet, dass es den ersten Verbindungskanal in einer dritten Position weiter verschließt als in einer vierten Position, und vorzugsweise den zweiten Verbindungskanal in der vierten Position weiter schließt als in der dritten Position. Die dritte Position und vierte Position liegen dabei insbesondere zwischen der ersten Position und zweiten Position. Durch diese Maßnahme ist eine gezielte Anpassung der Verteilung des Druckabfalls vom Kammerdruck über den Pipettierkanal und über den Bypasskanal in Abhängigkeit von der Position des Verschlusselementes möglich. Vorzugsweise liegt die dritte Position näher an der ersten Position, und die zweite Position näher an der vierten Position.

Vorzugsweise ist die Pipettiervorrichtung manuell bedienbar, wobei die Ventileinrichtung dazu ausgebildet ist, dass die Position des Verschlusselementes vom Benutzer bestimmt wird, um den gewünschten Pipettierdruck in der Pipettierleitung einzustellen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Bewegung des Verschlusselementes vom Benutzer angetrieben wird. Es ist aber auch möglich, dass die Bewegung des Verschlusselementes elektrisch angetrieben wird und insbesondere durch eine vorzugsweise vorgesehene elektrische Steuereinrichtung der Pipettiervorrichtung gesteuert wird.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpeneinrichtung mit der Ventilkammer einer ersten Ventileinrichtung verbunden und mit der Ventilkammer einer zweiten Ventileinrichtung verbunden. Vorzugsweise ist ein erster Pumpkanal der Pumpeneinrichtung mit der ersten Ventileinrichtung verbunden und ein zweiter Kanal der Pumpeneinrichtung mit der zweiten Ventileinrichtung verbunden. Die Pumpeneinrichtung weist dabei vorzugsweise eine Pumpe auf, insbesondere Membranpumpe, vorzugsweise eine einzige Pumpe. Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Pipettiervorrichtung vorzugsweise mindestens eine, vorzugsweise genau eine, erste Ventileinrichtung mit einer ersten Ventilkammer und eine, vorzugsweise genau eine, zweite Ventileinrichtung mit einer zweiten Ventilkammer auf, wobei die mindestens eine, vorzugsweise genau eine, Pumpeneinrichtung zur Erzeugung eines ersten Kammerdrucks in der ersten Ventilkammer mit dieser ersten Ventilkammer verbunden ist und zur Erzeugung eines zweiten Kammerdrucks in der zweiten Ventilkammer mit dieser zweiten Ventilkammer verbunden ist, wobei die erste Ventilkammer und die zweite Ventilkammer jeweils mit dem mindestens einen, vorzugsweise genau einen, Pipettierkanal und dem mindestens einen, vorzugsweise genau einen, Bypasskanal verbunden sind. Vorzugsweise ist die erste Ventileinrichtung so ausgebildet, dass in dem Pipettierkanal ein Druck eingestellt wird, der zum Ansaugen einer fluiden Probe in einen mit dem Pipettierkanal luftdicht verbundenen Pipettierbehälter geeignet ist. Vorzugsweise ist die zweite Ventileinrichtung so ausgebildet, dass in dem Pipettierkanal ein Druck eingestellt wird, der zum Abgeben einer fluiden Probe aus einem mit dem Pipettierkanal luftdicht verbundenen Pipettierbehälter geeignet ist.

Vorzugsweise ist ferner die Pipettiervorrichtung manuell bedienbar und so ausgebildet, dass zum Ansaugen der fluiden Probe der Verbindungskanal zwischen der ersten Ventilkammer und dem Pipettierkanal zumindest teilweise geöffnet ist und der Verbindungskanal zwischen der zweiten Ventilkammer und dem Pipettierkanal geschlossen ist, und dass vorzugsweise zum Abgeben der fluiden Probe der Verbindungskanal zwischen der ersten Ventilkammer und dem Pipettierkanal geschlossen ist und der Verbindungskanal zwischen der zweiten Ventilkammer und dem Pipettierkanal zumindest teilweise geöffnet ist.

Vorzugsweise ist ferner die Pipettiervorrichtung manuell bedienbar und so ausgebildet, dass zum Ansaugen der fluiden Probe der Verbindungskanal zwischen der ersten Ventilkammer und dem Bypasskanal zumindest teilweise geöffnet ist oder verschlossen ist, und der Verbindungskanal zwischen der zweiten Ventilkammer und dem Bypasskanal offen ist, und dass vorzugsweise zum Abgeben der fluiden Probe der Verbindungskanal zwischen der ersten Ventilkammer und dem Bypasskanal offen ist und der Verbindungskanal zwischen der zweiten Ventilkammer und dem Bypasskanal zumindest teilweise oder vollständig geöffnet ist.

Vorzugsweise ist ferner die Pipettiervorrichtung so ausgebildet, dass durch den Bypasskanal im Wesentlichen nur das Luftvolumen mit der Umgebung ausgetauscht wird, das dem Luftvolumen entspricht, das zum Einstellen des gewünschten Pipettierdrucks in dem Pipettierkanal benötigt wird, wobei ein Luftaustausch vorzugsweise im Wesentlichen nur beim Einstellen des Pipettierdrucks erfolgt und vorzugsweise im Wesentlichen nicht erfolgt, wenn der gewünschte Pipettierdruck erreicht ist. Das zwischen der Ventilanordnung und der Umgebung ausgetauschte Luftvolumen ist vorzugsweise der Netto-Volumenfluss der Luft beim Ansaug-Vorgang oder beim Auspressvorgang. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass ein Austausch der Luft mit der Umgebung im Wesentlichen nur in dem Maße stattfindet, wie er zur Änderung des Pipettierdrucks erforderlich ist. Dadurch wird einerseits vermieden, dass in unnötigem Maße schädliche, zum Beispiel feuchte, Umgebungsluft im die Ventilanordnung gezogen wird. Andererseits wird die Luft aus der Ventilanordnung nicht in unnötigem Maße in die Umgebung abgegeben, was für den Benutzer komfortabler ist.

Vorzugsweise weist die Pipettiervorrichtung genau eine Pumpeneinrichtung und mindestens einen ersten Pumpkanal für die angesaugte Luft auf, der saugseitig mit der Pumpeneinrichtung verbunden ist und einen zweiten Pumpkanal für die ausgegebene Luft auf, der druckseitig mit der Pumpeneinrichtung verbunden ist, wobei vorzugsweise der erste Pumpkanal mit der ersten Ventilkammer verbunden ist und der zweite Pumpkanal mit der zweiten Ventilkammer verbunden ist, so dass mittels der einen Pumpeneinrichtung sowohl der Ansaugdruck in der ersten Ventilkammer als auch der Abgabedruck in der zweiten Ventilkammer herstellbar ist. Eine solche Anordnung ist besonders kostengünstig zu realisieren.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ventilanordnung genau eine Ventileinrichtung auf. Die Pumpeneinrichtung ist insbesondere in diesem Fall vorzugsweise dazu ausgebildet, die Pumprichtung umzukehren, so dass jeder der beiden Pumpenkanäle der Pumpeneinrichtung sowohl als Saugkanal (Eingangskanal) als auch als Druckkanal (Ausgangskanal) fungieren kann.

Vorzugsweise ist die Pipettiervorrichtung als handbedienbare elektrische Pipettiervorrichtung ausgebildet , die insbesondere einen pistolenartigen Griff aufweist, der mindestens ein durch den Benutzer einstellbares Betätigungselement aufweist, durch dessen Betätigung, zur Erzeugung des gewünschten Pipettierdrucks in dem Pipettierkanal, der Kammerdruck vom Benutzer gesteuert und durch die mindestens eine Ventileinrichtung dosiert auf den Pipettierkanal und den Bypasskanal verteilt wird.

Vorzugsweise weist die Pipettiervorrichtung eine Einrichtung zur automatischen Einstellung der Pumpleistung der mindestens einen Pumpeneinrichtung in Abhängigkeit von der Position des Verschlusselementes der Ventileinrichtung gegenüber dem Basiskörper der Ventileinrichtung auf. Vorzugsweise weist die Pipettiervorrichtung eine Einrichtung zur automatischen Einstellung der Pumpleistung der mindestens einen Pumpeneinrichtung in Abhängigkeit von der Position des Betätigungselementes gegenüber dem Basiskörper der Ventileinrichtung auf. Diese Einrichtung kann einen Positionssensor zur Erfassung der Position des Verschlusselementes, insbesondere des Ventilkolbens, und/oder des Betätigungselementes aufweisen. Der Positionssensor kann ein Hallsensor sein. Alternativ wäre auch eine optische Positionserkennung möglich. Die Einstellung der maximalen Pumpleistung kann auch manuell über einen einstellbaren Widerstand, insbesondere manuell einstellbaren Widerstand erfolgen, und insbesondere über ein Potentiometer. Vorzugsweise weist die Pipettiervorrichtung einen einstellbaren Widerstand auf und ist insbesondere zur Einstellung der maximalen Pumpleistung mittels des einstellbaren Widerstands eingerichtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung weist vorzugsweise die Schritte auf:

Fertigen der mindestens einer Ventileinrichtung der Ventilanordnung zumindest teilweise aus einem ersten Material, das insbesondere Kunststoff, Verbundstoff oder Keramik sein kann; vorzugsweise: Fertigen mindestens eines Verschlusselements, insbesondere aus insbesondere Kunststoff, Verbundstoff oder Keramik, insbesondere aus Metall z.B. als Dreh- oder Frästeil, oder als kombiniertes Dreh- /Frästeil, d.h. als ein durch die Kombination eines Dreh- und Fräsverfahren gefertigtes Teil, und insbesondere aus Kunststoff mittels Spritzgussverfahren;

Fertigen des mindestens einen Pipettierkanals, und insbesondere auch des mindestens einen Bypasskanals, zumindest teilweise aus einem zweiten Material, das insbesondere verschieden ist von dem ersten Material;

vorzugsweise: zumindest teilweises Fertigen des mindestens einen Pipettierkanals, und insbesondere auch zumindest teilweise des mindestens einen Bypasskanals, insbesondere einstückiges Fertigen, insbesondere unter Verwendung eines Gussverfahrens, wobei das zweite Material insbesondere Kunststoff ist.

Vorzugsweise ist bei der Ventilanordnung mindestens ein Trägerbauteil vorgesehen, das insbesondere einstückig gefertigt wird, und das vorzugsweise zumindest einen Teil des Pipettierkanal aufweist, vorzugsweise mindestens einen Teil des Bypasskanals aufweist und vorzugsweise mindestens einen Teil der Ventilkammer mindestens einer Ventileinrichtung, vorzugsweise von genau zwei Ventileinrichtungen, aufweist. Vorzugsweise weist dieses Trägerbauteil mindestens einen Aufnahmebereich zur Aufnahme eines Kolbenträgerelementes auf, insbesondere genau zwei solcher Aufnahmebereiche.

Ein Pipettierbehälter ist insbesondere ein hohlzylinderartiges Behältnis, das eine erste Öffnung zum Aufnehmen/Abgeben der fluiden Probe und mindestens eine zweite Öffnung zum Anlegen des Pipettierdrucks aufweist. Vorzugsweise weist der Pipettierbehälter einen Verbindungsabschnitt auf, mit dem er lösbar, insbesondere luftdicht und druckdicht, mit dem entsprechenden, vorzugsweise vorgesehenen, Verbindungsabschnitt der Pipettiervorrichtung verbindbar ist. Ein Pipettierbehälter ist vorzugsweise eine kommerziell erhältliche Messpipette oder Vollpipette. Die möglichen Pipettierbehältergrößen, also die maximalen Fassungsvolumina, eines Pipettierbehälters können insbesondere zwischen 0,1 ml und 100 ml liegen. Die fluide Probe ist meist eine flüssige, insbesondere vorwiegend wässrige Probe, z.B. eine physiologische wässrige Lösung. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen und Merkmale der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zu seiner Herstellung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den Figuren und deren Beschreibung. Gleiche Bauteile der Ausführungsbeispiele werden im Wesentlichen durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, falls dies nicht anders beschrieben wird oder sich nicht anders aus dem Kontext ergibt. Es zeigen:

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung.

Fig. 2a zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Ventileinrichtung der Pipettiervorrichtung in Fig. 1 , gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in einem ersten Zustand.

Fig. 2b zeigt die Ventileinrichtung der Fig. 2a in einem zweiten Zustand.

Fig. 2c zeigt die Ventileinrichtung der Fig. 2a in einem dritten Zustand.

Fig. 3a zeigt eine isometrische Schrägansicht eines bei der Ventileinrichtung einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung einsetzbaren Verschlusselements, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3b zeigt eine isometrische Schrägansicht eines bei der Ventileinrichtung einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung einsetzbaren Verschlusselements, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3c zeigt eine isometrische Schrägansicht eines bei der Ventileinrichtung einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung einsetzbaren Verschlusselements, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Fig. 3d zeigt eine isometrische Schrägansicht eines bei der Ventileinrichtung einer erfindungsgemäßen Pipettiervornchtung einsetzbaren Verschlusselements, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3e zeigt eine isometrische Schrägansicht eines bei der Ventileinrichtung einer erfindungsgemäßen Pipettiervornchtung einsetzbaren Verschlusselements, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 zeigt eine isometrische Schrägansicht des bei der Ventileinrichtung in Fig. 3a der erfindungsgemäßen Pipettiervornchtung verwendeten Ventilkammerabschnitts mit Pipettierkanal und erster Kammeröffnung.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pipettiervornchtung 1. Diese Pipettiervornchtung 1 dient als elektrisch betriebene, manuelle Pipettierhilfe zur Verwendung mit Vollpipetten oder Messpipetten 9 aus Glas oder Kunststoff, die in verschiedenen Größen mit Füllvolumina zwischen 0,1 mL (Milliliter) und 100 ml_ über den Laborbedarfhandel erhältlich sind.

Zur Beschreibung der Erfindung werden insbesondere Begriffe „oben" und „unten" verwendet. Diese beziehen sich auf eine Anordnung der Pipettiervornchtung im Raum, bei der ein sich entlang einer Längsachse erstreckender Pipettierbehälter, der mit der Pipettiervornchtung verbunden ist, parallel zur Richtung der Gravitation, also vertikal angeordnet ist. Die Richtungsangabe „nach unten" bezeichnet die Richtung der Gravitation, die Angabe„nach oben" die entgegengesetzte Richtung.

Die Pipettiervornchtung 1 ist eine Luftpolster-Pipettiervorrichtung, die insbesondere zum Pipettieren einer fluiden Probe durch Ansaugen in einen Pipettierbehälter mittels einer unter einem ersten Pipettierdruck stehenden Luft dient und/oder zum Abgeben oder Auspressen einer fluiden Probe aus einem Pipettierbehälter mittels einer unter einem zweiten Pipettierdruck stehenden Luft dient. Die Luftpolster-Pipettiervorrichtung verwendet Luft als Arbeitsmedium, um den Transport der fluiden Probe in den Pipettierbehälter und aus diesem heraus zu bewirken. Dies wird nachfolgend weiter erläutert:

In Fig. 1 ist die fluide Probe 9a im Pipettierbehälter 9 schraffiert gezeigt. Oberhalb des schraffierten Bereiches befindet sich im Bereich 9b des Pipettierbehälters Luft, die gegenüber dem Umgebungsdruck expandiert ist, also unter einem Unterdruck steht. Der Unterdruck ist der über den Pipettierkanal der Pipettiervorrichtung zum Ansaugen der Probe angelegte Pipettierdruck, der in Fig. 1 die Probe 9a gegen die Gravitationskraft in konstanter Höhe im Behälter hält. Der erste Pipettierdruck zum Ansaugen der Probe ist insbesondere so gewählt, dass er zumindest geringer ist als der Umgebungsdruck, dem die zu pipettierende Probe ausgesetzt ist. Der erste Pipettierdruck zum Ansaugen der Probe ist insbesondere so gewählt, dass er die zum Anheben oder zum Halten der Flüssigkeitssäule 9a im Pipettierbehälter 9 benötigte Gegenkraft aufbringt, die insbesondere im Wesentlichen mindestens so groß ist wie das Gewicht der Flüssigkeitssäule 9a. Der zweite Pipettierdruck zum Abgeben der fluiden Probe 9a aus dem Pipettierbehälter 9 muss mindestens kleiner sein als der erste Pipettierdruck, insbesondere mindestens so klein, dass die Flüssigkeitssäule die durch den Pipettierdruck (Unterdruck) bewirkte Gegenkraft überwindet und gravitationsbedingt abgegeben wird. Zum Auspressen der fluiden Probe aus dem Pipettierbehälter ist der zweite Pipettierdruck insbesondere zumindest größer als der Umgebungsdruck.

Die Pipettiervorrichtung 1 weist als Basiskörper 2 ein Gehäuse 2 auf, das einen Auslegerabschnitt 4 aufweist, an dessen Ende an seiner Unterseite ein Verbindungsabschnitt 5 der Pipettiervorrichtung vorgesehen ist, an dem der Pipettierbehälter 9 lösbar und luftdicht mit dem Verbindungsabschnitt 5 verbunden wird. Der Verbindungsabschnitt ist hier als auswechselbarer, schraubbarer Aufnahmekonus 5 ausgebildet. Er enthält einen Klemmabschnitt (nicht sichtbar) zum kraftschlüssigen Halten des in den Klemmabschnitt einsteckbaren Pipettierbehälters 9 und einen Membranfilter (nicht sichtbar), der zwischen dem Auslegerabschnitt 4 und dem Pipettierbehälter 9 in den Pipettierkanal eingefügt ist. Der Membranfilter verhindert, dass die zu pipettierende, fluide Probe in die Pipettiervorrichtung beziehungsweise deren Ventileinrichtung eindringt. Auf diese Weise bleibt die Funktionsfähigkeit der Pipettiervorrichtung gewährleistet.

Der Basiskörper 2 weist ferner einen pistolenartigen Griff abschnitt 3 auf. Im Inneren dieses Griffabschnitts 3 ist eine Batterieeinheit bzw. Akkumulatoreinheit 6 in einem nach unten offenen oder offenbaren Akkumulatorfach angeordnet. Die Akkumulatoreinheit 6 kann zum Beispiel einen Nickel-Metallhydrid- oder einen Lithiumpolymer- oder einen Lithium-lonen/-Polymer-Akkumulator aufweisen, der zum Beispiel eine Betriebsspannung von 9V bereitstellen kann. Die Akkumulatoreinheit 6 kann nach Art eines Pistolenmagazins nach unten aus dem Basiskörper 2 entfernt werden und wird vorzugsweise durch eine Verrastungs-Einrichtung (nicht gezeigt) am Basiskörper gehalten. Im Inneren des Griffabschnitts 3 ist zudem eine durch die Betriebsspannung der Akkumulatoreinheit elektrisch betriebene Pumpeneinrichtung 7 untergebracht, die eine elektrisch betriebene Membranpumpe mit einstellbarer Pumpleistung aufweist. Eine elektrische Steuereinrichtung 8 im Inneren des Gehäuses 2 weist elektrische Schaltkreise auf, insbesondere programmierbare elektrische Schaltkreise. Die Steuereinrichtung 8 ist dazu ausgebildet, mindestens eine Funktion der elektrisch betriebenen Pipettiervorrichtung 1 zu steuern. Im Inneren des Griffabschnitts 3 ist ferner eine Ventilanordnung mit zwei Ventileinrichtungen angeordnet, die insbesondere gemäß Fig. 2a bis 2c gestaltet sein können und bei denen insbesondere ein Verschlusselement adaptiert sein kann, wie dies in einer der Figuren 3a bis 3e gezeigt ist. Die Pipettiervorrichtung 1 weist zwei Betätigungselemente 1 1 , 12 zum manuellen Betätigen der zwei Ventileinrichtungen der Ventilanordnung auf. Die Betätigungselemente sind als mittels Spiralfeder 131 gefedert gelagerte Druckknöpfe 1 15 ausgebildet, deren Spiralfeder 131 gespannt wird, wenn der Druckknopf vom Finger des Benutzers aus seiner Ausgangsstellung in die eingedrückte Stellung bewegt wird. Die Druckknöpfe 1 1 , 12 sind unabhängig voneinander beweglich. Die zwei Betätigungselemente 1 1 , 12 sind parallel übereinander und horizontal beweglich und unverlierbar am Basiskörper 2 angeordnet. Jedes Betätigungselement 115 ist vorzugsweise zumindest in einer Richtung entlang der Achse A (siehe Fig. 2a) im Wesentlichen starr an einem Verschlusselement 1 10 einer Ventileinrichtung 101 der Ventilanordnung festgelegt, insbesondere mittels Spritzguss als mit dem Verschlusselement 1 10 einstückig gefertigtes Bauteil, bei der Ventileinrichtung 101 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Wie in den Figuren 2a bis 2 c gezeigt ist, führt der Benutzer mittels der Bewegung B das Verschlusselement von der ersten Position, die in Fig. 2a gezeigt ist, in die dritte Position, die in Fig. 2b gezeigt ist, und von dort wahlweise in die zweite Position, die in Fig. 2c gezeigt ist. Übt der Benutzer eine geringere Kraft aus, als durch die komprimierte Spiralfeder 131 zwischen dem Ventilträgerelement 1 1 1 und dem Verschlusselement 1 10 angelegt ist, so wird das Verschlusselement durch die Federkraft zurückgestellt.

In der ersten Position, gezeigt in Fig. 2a, sind der Pipettierkanal 103 und die erste Kammeröffnung 1 13 der Ventilkammer 106 vollständig geschlossen, indem die planare Verschlussfläche 120 den Rand der ersten Kammeröffnung bzw. den dort vorzugsweise vorgesehenen, in Fig. 4 als Silikon-O-Ring 1 13' ausgeführten Abdichtabschnitt 1 13' abdichtend kontaktiert, so dass ein Gasdurchtritt durch die erste Kammeröffnung 1 13 verhindert wird, insbesondere in jedem typischen Betriebszustand der Pipettiervorrichtung. Der in Fig. 4 gezeigte Abdichtabschnitt kann, generell im Kontext der vorliegenden Beschreibung der Erfindung, nicht nur elastischer O-Ring, sondern z.B. auch komplett als Elastomerabschnitt des Pipettierkanals ausgestaltet sein, insbesondere kann der Pipettierkanal teilweise oder ganz aus Elastomer gebildet sein. In der ersten Position des Verschlusselements ist zudem der Bypasskanal 104 geöffnet, nämlich durch die Verschlussfläche 120 nicht verschlossen, da die zweite Kammeröffnung 1 14 hier gegenüber der zweiten Vertiefung 122 des Verschlusselements liegt. Die zweite Vertiefung 122 hält den Strömungsweg durch die zweite Kammeröffnung 1 14 hier maximal geöffnet, so dass eine Kammerunterdruck oder Kammerüberdruck, bezogen auf den Umgebungsdruck, also hier den Atmosphärendruck, eine Strömung durch den Bypasskanal 104 bewirken würde, falls die Pumpeinrichtung aktiv wäre und durch den Pumpkanal eine Strömung beaufschlagen würde. Allerdings ist in der ersten Position die Pumpeinrichtung vorzugsweise inaktiv, insbesondere indem die Pumpeinrichtung erst durch eine Einlenkung des Betätigungsknopfes 1 15 mechanisch aktiviert wird. Im ersten Zustand der Ventilanordnung kann insbesondere eine Flüssigkeitssäule 9a bei geeignetem Pipettierdruck (Unterdruck) im Pipettierkanal auf konstanter Höhe gehalten werden.

In der zweiten Position, gezeigt in Fig. 2c, sind der Bypasskanal 104 und die zweite Kammeröffnung 1 14 der Ventilkammer 106 vollständig geschlossen, indem die planare Verschlussfläche 120 den Rand der zweiten Kammeröffnung bzw. den dort vorzugsweise vorgesehenen, in Fig. 4 als Silikon-O-Ring 1 13' ausgeführten Abdichtabschnitt 1 13' abdichtend kontaktiert, so dass ein Gasdurchtritt durch die zweite Kammeröffnung 1 14 verhindert wird, insbesondere in jedem typischen Betriebszustand der Pipettiervorrichtung. In der zweiten Position des Verschlusselements ist zudem der Pipettierkanal 103 geöffnet, nämlich durch die Verschlussfläche 120 nicht verschlossen, da die erste Kammeröffnung 1 13 hier gegenüber der ersten Vertiefung 121 des Verschlusselements liegt. Die erste Vertiefung 121 hält den Strömungsweg durch die erste Kammeröffnung 1 13 hier maximal geöffnet, so dass der Kammerunterdruck oder Kammerüberdruck, bezogen in erster Näherung auf den Umgebungsdruck (genauer: bezogen auf den bei inaktiver Pumpe und unbewegter Flüssigkeitssäule 9a im Bereich 9b und in der Pipettierleitung anliegenden Druck, der wegen der Gravitation und Sogwirkung der flüssigen Probe 9a in der Pipette 9 vom Umgebungsdruck abweicht), eine maximale Luft-Strömung durch den Pipettierkanal 103 bewirkt.

In einer dritten Position, gezeigt in Fig. 2b, bei der das Verschlusselement zwischen der ersten und zweiten Position angeordnet ist, ist die erste Kammeröffnung 1 13 und die zweite Kammeröffnung 1 14 jeweils teilweise geöffnet. Dadurch ergibt sich ein erster Strömungswiderstand durch den ersten Verbindungskanal, der durch die zwischen der Ventilkammer 106 und dem Pipettierkanal 103 gelegenen Strömungsabschnitte bestimmt wird. Zu diesen Strömungsabschnitten gehört insbesondere der in dieser dritten Position an die erste Kammeröffnung angrenzende Abschnitt der ersten Verschlussflächenöffnung der ersten Vertiefung 121 , die in die Verschlussfläche 120 mündet. Es ist hier ein sich entlang der Bewegungsrichtung B ändernder Querschnitt der ersten Vertiefung 121 realisiert, der durch eine sich ändernde Breite der Vertiefung und/oder der Verschlussflächenöffnung entlang der Richtung B gegeben sein kann oder durch eine sich entalng der Richtung B ändernde Tiefe, siehe die Ausführungsformen von möglichen Verschlusselementen und deren Vertiefungen in den Figuren 3a bis 3e. Durch den sich entlang der Richtung B ändernden Querschnitt der ersten Vertiefung 121 wird ein von der Position des Verschlusselementes abhängiger erster Strömungswiderstand realisiert.

Analog ergibt sich ein zweiter Strömungswiderstand durch den zweiten Verbindungskanal, der durch die zwischen der Ventilkammer 106 und dem Bypasskanal 104 gelegenen Strömungsabschnitte bestimmt wird. Zu diesen Strömungsabschnitten gehört insbesondere der in dieser dritten Position an die zweite Kammeröffnung 1 14 angrenzende Abschnitt der Verschlussflächenöffnung der zweiten Vertiefung 122, die in die Verschlussfläche 120 mündet. Durch das Verhältnis R2/R1 des zweiten Strömungswiderstandes R2 zum ersten Strömungswiderstand kann der in der Ventilkammer anliegende Kammerdruck auf den Pipettierkanal und den Bypasskanal verteilt bzw. dosiert werden, so dass im Pipettierkanal der vom Benutzer gewünschte Druck erzeugt wird, der zum Ansaugen oder zum Ausstoßen der flüssigen Probe 9a aus der Pipette 9 führt. Vorzugsweise weist die Pipettiervorrichtung eine Sperreinrichtung auf, die das eine Betätigungselement 1 1 automatisch sperrt, insbesondere verriegelt, wenn das andere Betätigungselement 12 betätigt wird, und umgekehrt. Die Sperreinrichtung kann ein Riegelelement aufweisen, das durch Betätigung des einen Betätigungselementes mechanisch verschoben wird, um die Beweglichkeit des anderen Betätigungselementes in einem Sperrzustand zu blockieren. Die Sperreinrichtung kann aber auch zur elektrischen Einstellung des Sperrzustands ausgebildet sein.

Das erste Betätigungselement 1 1 dient zum Ansaugen der fluiden Probe in den Pipettierbehälter. Das zweite Betätigungselement 12 dient zum Abgeben bzw. Auspressen der fluiden Probe aus dem Pipettierbehälter. Die Ventilanordnung der Pipettiervorrichtung 1 ist im Ausführungsbeispiel aus verschiedenen Bauteilen hergestellt, die insbesondere zusammengesteckt sind. Diese Bauteile umfassen insbesondere ein Trägerbauteil (nicht gezeigt), insbesondere zwei Verschlussträgerelemente, zwei Verschlusselemente 1 10, 1 10' und Dichtungsringe, insbesondere Dichtungsringe 113'. Ein Abdichtabschnitt, insbesondere ein Dichtungsring, kann insbesondere jeweils am äußeren Ende 132 der Ventilkammer 106 bzw. des Verschlussträgerelements 1 1 1 vorgesehen sein, wie in Fig. 2a gezeigt ist. Das Verschlussträgerelement 1 11 kann eine Form aufweisen, die in dessen Inneren der Form des Verschlusselements 1 10 angepasst ist, und die insbesondere die translatorische Bewegung B des Verschlusselements 1 10 im Inneren des Verschlussträgerelements 1 1 1 ermöglicht. Dazu ist die Ventilkammer 106 als Aufnahmeabschnitt des Verschlusselements 1 10 ausgebildet.

Jeder Aufnahmeabschnitt ist einseitig nach außen hin offen, um das Einsetzen eines ersten Verschlusselements 1 10 bzw. eines zweiten Verschlusselements 1 10 zu ermöglichen. Ein Verschlusselement weist gegenüber seinem Aufnahmeabschnitt vorzugsweise jeweils eine geringe Spielpassung auf, so dass die kraftschlüssige Befestigung eines Verschlusselements im Aufnahmeabschnitt jeweils durch das Zusammenpressen von mindestens einem Dichtungsring erfolgen kann, z.B: an der Position 132 (Fig. 2a). Die Dichtungsringe sind vorzugsweise derart dichtend ausgebildet, dass sie im Rahmen des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Pipettiervorrichtung eine luft- und (unter-) druckdichte Abdichtung bewirken.

Die Herstellung der Ventilanordnung ist besonders einfach und kostengünstig, und dabei effizient, weil die genannten Bauteile einfach durch Zusammenstecken montiert werden können, insbesondere ohne die Verwendung spezieller Werkzeuge und/oder komplizierter Befestigungsschritte bei der Montage.

Je weiter das Verschlusselement 1 10 in die erste Position bewegt wird, desto größer ist der Luftanteil, der durch den Bypasskanal 104 gezogen wird. Dadurch ist der Anteil der Luft, der durch den Pipettierkanal gesaugt wird, entsprechend geringer. Dies hat zur Folge, dass die Aufzugsgeschwindigkeit (Volumen pro Zeit) der fluiden Probe in den mit dem Pipettierkanal verbundenen Pipettierbehälter und die maximale Flüssigkeitssäule im Pipettierbehälter aufgrund der auf die Flüssigkeitssäule wirkenden Gravitation gering sind. Entsprechend gilt, je weiter das Verschlusselement 1 10 in die zweite Position bewegt wird, desto geringer ist der Luftanteil, der durch den Bypasskanal 104 gezogen wird. Dadurch ist der Anteil der Luft, der durch den Pipettierkanal gesaugt wird, entsprechend größer. Wird das Verschlusselement 1 10 maximal in das Verschlussträgerelement 11 1 hinein bewegt (zweite Position), so wird im Wesentlichen keine Luft mehr über die Bypassleitung 104 gezogen. Dadurch erreicht die aus dem Pipettierkanal 103 angesaugte Luftmenge einen maximalen Wert. Dies hat zur Folge, dass die Aufzugsgeschwindigkeit und die Flüssigkeitssäule im Pipettierbehälter jeweils maximal sind. Zusätzlich zu der Steuerung der Aufzugsgeschwindigkeit über den Bypasskanal 104 bewirkt die Querschnittsänderung, insbesondere die konische Form mindestens einer Vertiefung (121 , 122) des Verschlusselements 1 10, eine Regulierung der Luftgeschwindigkeit auf dem Weg des Luftstroms vom Eintritt in den Innenraumbereich des Verschlussträgerelements 111 zum Pipettierkanal 103. Diese Funktionalität der Ventilanordnung wird insbesondere nachfolgend noch beschrieben. Hierdurch kann die Aufzugsgeschwindigkeit der Flüssigkeitssäule in den Pipettierbehälter noch feiner dosiert werden. Falls, ausgehend von dem zweiten Zustand der Ventileinrichtung 101 in Fig. 2b, das Verschlusselement 1 10 vom Benutzer aus der dritten Position wieder in die erste Position überführt wird, um den Ansaugvorgang zu beenden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Pumpleistung in vorbestimmter Weise durch die elektrische Steuereinrichtung geregelt wird, um in Abhängigkeit von dem ersten Strömungswiderstand im ersten Verbindungskanal die Pumpleistung so einzustellen, dass der Pipettierdruck konstant bleibt, bis die erste Position des Verschlusselements wieder erreicht ist. Dadurch bleibt die vom Benutzer angesaugte Flüssigkeitssäule im Pipettierbehälter bei konstantem Volumen. Insbesondere ist möglich, dass bei einer Bewegung des Verschlusselements von der dritten Position in die erste Position die Pumpleistung, die bei der dritten Position vorliegt, solange zumindest konstant gehalten wird, bis die erste Position erreicht ist. Der Pipettierdruck im Pipettierkanal 103 wird jeweils durch eine Ventileinrichtung eingestellt, während die andere Ventileinrichtung diesen im Wesentlichen nicht beeinflusst, indem insbesondere der erste Verbindungskanal der anderen Ventileinrichtung geschlossen ist. Der zweite Verbindungskanal oder die zweite Kammeröffnung ist insbesondere in der dritten Position, die zwischen der Stellung des Verschlusselements in der ersten/und oder zweiten Position liegt, vorzugsweise zumindest teilweise geöffnet, und ist insbesondere in einer dritten Position, die näher an der ersten Position liegt als an der zweiten Position, vorzugsweise zu mindestens der Hälfte des maximalen Öffnung oder des maximalen Öffnungsvolumens geöffnet. Durch diese jeweilige Bypass-Verbindung der Ventilkammer der Ventileinrichtung mit der Umgebung wird insbesondere erreicht, dass Druckschwankungen in der Ventilkammer, die durch die Pumpeneinrichtung entstehen können, nicht voll auf den Pipettierkanal und damit auf die Flüssigkeitssäule übertragen werden, sondern über den Bypass anteilig an die Umgebung abgegeben und damit insbesondere bei geringen Auslenkungen des Ventilkolbens aus der ersten Position und insbesondere bei geringen Pumpenleistungen und/oder Pumpenfrequenzen effizient gedämpft werden. Bei voller Pumpleistung können selbst Pipettierbehälter mit kleinem Dosiervolumen sehr genau befüllt werden. Auf diese Weise ist ein genaueres und komfortableres Pipettieren möglich. Eine weitere Abstimmung des Pipettierverhaltens erfolgt bei der Pipettiervorrichtung 1 , indem die Pumpleistung stufenlos variabel ist. Dazu weist der Basiskörper 2 mindestens einen Hallsensor als Positionssensor (nicht gezeigt) auf, durch den die Position des Verschlusselements gegenüber dem Basiskörper bzw. gegenüber dem Verschlussträgerelement 1 1 1 erfasst wird. Die elektrische Steuereinrichtung 8 ist dazu ausgebildet, die Pumpleistung in Abhängigkeit von der gemessenen Position und/oder gemessenen Geschwindigkeit des Ventilkolbens 1 10 entlang der Achse A zu ändern, insbesondere die Pumpleistung zu vergrößern, wenn das Verschlusselement vom Benutzer durch fortschreitendes Eindrücken des Betätigungselementes weiter in das Innere des Verschlussträgerelements 1 1 1 gedrückt wird. Auf diese Weise wird die Verwendung der Pipettiervorrichtung noch effizienter, insbesondere komfortabler, und die Abstimmung der Pumpleistung wird noch flexibler. Insbesondere kann die Pumpe mittels des Positionssensors oder eines anderen, z.B. mechanischen Schalters sofort eingeschaltet werden. Der mechanische Schalter kann z.B. durch eine Lasche am Betätigungselement automatisch ausgelöst werden, wenn der Betätigungsknopf vom Benutzer aus der Ausgangsposition herausgedrückt wird, vorzugsweise wenn der Ventilkolben vom Benutzer aus der ersten Position heraus bewegt wird. Dies gilt zumindest für das Betätigungselement zum Ansaugen der Probe. Beim Betätigungselement zum Abgeben der Probe ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Pumpe erst aktiv wird, wenn eine bestimmte dritte Position des Verschlusselements 110, also Eindrücktiefe, erreicht ist, da vor Erreichen der dritten Position die Abgabe gravitationsbedingt erfolgt und keinen Überdruck benötigt. Die durch Öffnen des zweiten Verbindungskanals gesteuerte Probenabgabe ist effizient und komfortabel, und die Pumpaktivität kann die Abgabe zusätzlich in gewünschtem Maße beschleunigen.

Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform mit der Ventilanordnung ist folgender: Die Pipettiervorrichtung ist so ausgebildet, dass durch die Bypassleitung 104 im Wesentlichen nur das Luftvolumen mit der Umgebung ausgetauscht wird, das dem Luftvolumen entspricht, dass zum Einstellen des gewünschten Pipettierdrucks in dem Pipettierkanal benötigt wird, wobei ein Luftaustausch vorzugsweise im Wesentlichen nur beim Einstellen des Pipettierdrucks erfolgt und vorzugsweise im Wesentlichen nicht erfolgt, wenn der gewünschte Pipettierdruck erreicht ist. Dieses ausgetauschte Luftvolumen stellt insbesondere einen Nettofluss zwischen den Strömungsbereichen der Ventilanordnung und der Umgebung dar, also entweder den Netto-Volumen-Bezug von Luft aus der Umgebung oder die Netto-Volumen-Abgabe von Luft an die Umgebung. Auf diese Weise gelangt weniger - potentiell schädliche, z.B. feuchte - Außenluft in die Kanalbereiche der Ventilanordnung und umgekehrt wird weniger Luft aus der Ventilanordnung an die Umgebung abgegeben, was für den Benutzer komfortabler ist.

Dies wird im Ausführungsbeispiel insbesondere erreicht, indem die Pipettiervorrichtung genau eine Pumpeneinrichtung, mit z.B. genau einer Membranpumpe, und mindestens einen ersten - oder genau einen ersten - Pumpkanal 105 für die angesaugte Luft aufweist, der saugseitig mit der Pumpeneinrichtung verbunden ist und mindestens einen zweiten - oder genau einen zweiten - Pumpkanal für die ausgegebene Luft aufweist, der druckseitig mit der Pumpeneinrichtung verbunden ist, wobei der erste Pumpkanal mit der ersten Ventilkammer der ersten Ventileinrichtung verbunden ist und der zweite Pumpkanal mit der zweiten Ventilkammer der zweiten Ventileinrichtung verbunden ist, so dass mittels der einen Pumpeneinrichtung sowohl der Ansaugdruck in der ersten Ventilkammer als auch der Abgabedruck in der zweiten Ventilkammer herstellbar ist.

Fig. 3a zeigt das bei einer erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung 1 einsetzbare Verschlusselement 1 10, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Verschlusselement weist eine erste Verschlussfläche 120 auf, die planar ist und parallel zur Bewegungsrichtung B angeordnet ist. Das Verschlusselement ist zudem im Querschnitt, betrachtet senkrecht zur Bewegungsrichtung B, dreieckig, hier gemäß einem gleichseitigen Dreieck, dessen Seiten im Winkel von cx=60° zueinander stehen. Andere Querschnittsformen mit anderer Anzahl von Seiten, insbesondere planarer Seiten, sind möglich und bevorzugt. Der Bereich des Verschlusselements mit den Verschlussflächen 120 dient nicht als Kolbenelement, der das Innere des Verschlussträgerelements abdichtet. Es ist lediglich vorgesehen, dass die jeweilige Verschlussfläche 120, 120' parallel entlang der ersten und zweiten Kammeröffnung 1 13, 1 14 gleiten kann, um diese positionsabhängig vollständig oder teilweise gasdicht zu verschließen.

Die Formgebung der ersten Verschlussfläche unterscheidet sich von der Formgebung der zweiten Verschlussfläche. Der Benutzer kann das Verschlusselement aus dem Verschlussträgerelement 1 1 1 herausnehmen, drehen, und so wieder einsetzen, dass eine andere Verschlussfläche der ersten und zweiten Kammeröffnung zugewandt ist. Dadurch wird ein anderes Pipettierverhalten der Pipettiervorrichtung eingestellt, insbesondere die Pipettiergeschwindigkeit beeinflusst. Die erste Vertiefung 121 der ersten Verschlussfläche 120 unterscheidet sich vorzugsweise in ihrer Breite und/oder Tiefe von der ersten Vertiefung 121 ' der zweiten Verschlussfläche 120'. Die zweite Vertiefung 122 der ersten Verschlussfläche 120 unterscheidet sich vorzugsweise in ihrer Breite und/oder Tiefe von der zweiten Vertiefung 122' der zweiten Verschlussfläche 120'. Es ist grundsätzlich auch möglich und bevorzugt, dass das Verschlusselement nur eine einzige Verschlussfläche aufweist, um nur ein einziges Pipettierverhalten der Pipettiervorrichtung zu realisieren. Das Verschlusselement kann dann auch unlösbar mit dem Verschlussträgerelement 1 1 1 verbunden sein.

Fig. 3b zeigt das bei der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung einsetzbare Verschlusselement 1 10a, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Verschlusselement ist ähnlich wie das Verschlusselement 1 10 ausgeführt, weist aber Vertiefungen 121 a, 122a, 121 a', 122a' auf, deren Breite im Wesentlichen konstant ist, so dass sich eine rechteckige Verschlussflächenöffnung ergibt. Der sich entlang der Richtung B ändernde Strömungswiderstand wird hier jeweils im Wesentlichen durch eine sich entlang der Richtung B ändernde Tiefe der Vertiefung erreicht.

Fig. 3c zeigt das bei der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung einsetzbare Verschlusselement 1 10b, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Verschlusselement ist ähnlich wie das Verschlusselement 1 10a ausgeführt, weist also Vertiefungen 121 a, 122a, 121 a', 122a' auf, deren Breite im Wesentlichen konstant ist, so dass sich eine rechteckige Verschlussflächenöffnung ergibt. Der sich entlang der Richtung B ändernde Strömungswiderstand wird auch hier jeweils im Wesentlichen durch eine sich entlang der Richtung B ändernde Tiefe der Vertiefung erreicht. Es sind hier die Vertiefungen paarweise in Richtung B hintereinanderliegend um einen zylinderförmigen Abschnitt des Verschlusselements 1 10b bzw. dessen einziger zylinderförmiger Verschlussfläche 120b verteilt. Ein Paar von Vertiefungen kann vom Benutzer durch Drehen des Verschlusselements 1 10b an der ersten und zweiten Kammeröffnung ausgerichtet werden, wobei die Drehposition des Verschlusselements bei dieser Ausrichtung vorzugsweise durch eine Rasteinrichtung gesichert wird (nicht gezeigt).

Fig. 3d zeigt das bei der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung durch weitere Adaption der Anordnung der Kammeröffnungen einsetzbare Verschlusselement 1 10c, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das Verschlusselement weist den zylinderförmigen Abschnitt mit zylinderförmiger Verschlussfläche 120c auf. Ein sich in Richtung B verjüngende erste Vertiefung 121 c dient zum Öffnen des Pipettierkanals, eine sich in Richtung B verbreiternde zweite Vertiefung 122c (nicht sichtbar), die der Vertiefung 121 c gegenüberliegt, dient zum gleichzeitigen Schließen des Bypasskanals bei Bewegung in Richtung B. Die erste und zweite Kammeröffnung sind dabei entsprechend der Lage der Vertiefungen 121 c und 122c gegenüberliegend an der Ventilkammer angeordnet (nicht gezeigt). Ein weiteres Paar von Vertiefungen 121 c' und 122c' (nicht sichtbar) kann durch Drehung des Verschlusselements 1 10c vom Benutzer eingestellt werden.

Fig. 3e zeigt das bei der erfindungsgemäßen Pipettiervorrichtung durch weitere Adaption der Anordnung der Kammeröffnungen einsetzbare Verschlusselement 110d, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Es unterscheidet sich vom Verschlusselement 1 10c nur durch die maximale Tiefe der sich entlang der Richtung B ändernden Tiefe einer, mehrerer oder aller Vertiefungen. Unterschiedliche Verschlusselemente, z.B. das Verschlusselement 1 10c und das Verschlusselement 1 10d, können vorzugsweise mit demselben Verschlussträgerelement verwendet werden.




 
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