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1. WO2020114954 - DISPOSITIF DE DOSAGE DE LIQUIDES POUR L'ÉMISSION BALLISTIQUE DE QUANTITÉS DE DOSAGE DANS LA PLAGE DE NANOLITRES, PROCÉDÉ DE DOSAGE DE LIQUIDES ET POINTE DE PIPETTE POUR CELUI-CI

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[ DE ]

Ansprüche

1. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) zur ballistischen Abgabe einer diskreten Dosiermenge an Dosierflüssigkeit in einem Dosiervolumenbereich von 0,3 nl bis 900 nl aus einem Dosierflüssigkeitsvorrat, umfassend:

eine Pipettierspitzen-Aufnahmevorrichtung (14), welche wenigstens in einer dosierbereiten Betriebsstellung der Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) einen sich längs einer virtuellen Aufnahmeachse (A) erstreckenden Aufnahmeraum (40) definiert, der zur Aufnahme eines Abschnitts einer Pipettierspitze (42; 42') ausgebildet ist,

einen relativ zur Pipettierspitzen-Aufnahmevorrichtung (14) beweglichen Auslösestößel (26), welcher verlagerbar ist zwischen einer weiter aus dem Aufnahmeraum (40) zurückgezogenen Bereitschaftsstellung und einer weiter in den Aufnahmeraum (40) einragenden Auslösestellung, einen mit dem Auslösestößel (26) bewegungsübertragend gekoppelten Verlagerungsantrieb (30), welcher dazu ausgebildet ist, den Auslöse stößel (26) stoßartig wenigstens von der Bereitschaftsstellung in die Aus lösestellung zu verlagern, und

eine Steuervorrichtung (28), welche zur Steuerung des Betriebs des Ver lagerungsantriebs (30) signalübertragungsmäßig mit dem Verlagerungs antrieb (30) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) eine erste (46) und eine zweite Verformungsformation (48) aufweist, wobei die erste (46) und die zweite Verformungsformation (48) zwischen sich einen axia len Längsbereich des Aufnahmeraums (40) als Verformungsbereich (44) defi nieren, in welchem die erste (46) und die zweite Verformungsformation (48) aneinander annäherbar und voneinander entfernbar sind, wobei sich der Aus lösestößel (26) in seiner Auslösestellung im Verformungsbereich (44) des Auf nahmeraums (40) befindet.

2. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste (46) und die zweite Verformungsfor- mation (48) relativ zueinander bewegbar sind zwischen einer weiter vonein ander entfernten Ladestellung, in welcher die Pipettierspitzen-Aufnahmevor- richtung (14) zur Aufnahme einer Pipettierspitze (42; 42') in die Pipettier- spitzen-Aufnahmevorrichtung (14) oder/und zur Entnahme einer Pipettier spitze (42; 42') aus der Pipettierspitzen-Aufnahmevorrichtung (14) konfiguriert ist, und einer einander stärker angenäherten Verformungsstellung, in welcher ein im Verformungsbereich (44) gelegener Abschnitt einer im Aufnahmeraum (40) aufgenommenen Pipettierspitze (42; 42') durch die erste (46) und die zweite Verformungsformation (48) verformt ist, wobei die Steuervorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, den Auslösestößel (26) nur dann zur Verlagerung von der Bereitschaftsstellung in die Auslösestellung anzutreiben, wenn sich die erste (46) und die zweite Verformungsformation (48) in der Verformungs stellung befinden.

3. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) dazu ausgebildet ist, im Verformungsbereich (44) einen im Aufnahmeraum (40) auf genommenen Abschnitt einer Pipettierspitze (42; 42') über eine Verformungs dauer hinweg zu verformen, wobei die Verformungsdauer verglichen mit der Verlagerungsdauer, die die Verlagerungsbewegung des Auslösestößels (26) von der Bereitschaftsstellung in die Auslösestellung dauert, lang ist.

4. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü che,

dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösestößel (26) wenigstens ein Teil der ersten Verformungsformation (46) ist, vorzugsweise die erste Verfor mungsformation (46) ist.

5. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü che,

dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verformungsformation (48) einen den Aufnahmeraum (40) begrenzenden Wandabschnitt (48a, 48b) umfasst.

6. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü che,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettierspitzen-Aufnahmevorrichtung (14) ein dem Auslösestößel (26) näher gelegenes, vorzugsweise vom Aus- lösestößel (26) durchsetztes oder durchsetzbares, erstes Vorrichtungsteil (16) und ein vom Auslösestößel (26) weiter entfernt gelegenes zweites Vorrich tungsteil (18) aufweist, wobei das zweite Vorrichtungsteil (18) vom ersten Vor richtungsteil (16) entfernbar und an dieses annäherbar ist.

7. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach den Ansprüchen 5 und 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verformungsformation (48) am zweiten Vorrichtungsteil (18) ausgebildet ist.

8. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) einen mit dem zweiten Vorrichtungsteil (18) gekoppelten Bewegungsantrieb (24) auf weist, durch welchen das zweite Vorrichtungsteil (18) zwischen einer vom ersten Vorrichtungsteil (16) weiter entfernt gelegenen Öffnungsstellung und einer an das erste Vorrichtungsteil (16) stärker angenäherten Schließstellung bewegbar ist.

9. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Vorrichtungsteil (18) in eine sei ner Stellungen, vorzugsweise in die Schließstellung, vorgespannt ist.

10. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü che,

dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösestößel (26) in eine seiner Stel lungen, vorzugsweise in die Bereitschaftsstellung, vorbelastet ist.

11. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü che,

dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösestellung des Auslösestößels (26) durch einen mechanischen Anschlag, vorzugsweise durch einen längs der Verlagerungsbahn (V) des Auslösestößels (26) verstellbaren Anschlag, defi niert ist.

12. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü che,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Verlagerungsbahn (V), längs welcher der Auslösestößel (26) zwischen seiner Bereitschaftsstellung und seiner Aus lösestellung verlagerbar ist, mit der virtuellen Aufnahmeachse (A) einen Win kel im Bereich von 70° bis 110°, vorzugsweise einen rechten Winkel ein schließt.

13. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, unter Einbeziehung des Anspruchs 6,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsbahn (B), längs welcher das erste (16) und das zweite Vorrichtungsteil (18) aneinander annäherbar sind, mit der virtuellen Aufnahmeachse (A) einen Winkel im Bereich von 70° bis 110°, vorzugsweise einen rechten Winkel einschließt.

14. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach den Ansprüchen 12 und 13,

dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungsbahn (V) und die Bewe gungsbahn (B) wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, zuein ander parallel sind.

15. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü che,

dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter umfasst: eine Pipettierspitze (42; 42') mit einem Kopplungslängsende (54; 54'), welches eine Kopplungs formation (56; 56') aufweist, die zur Kopplung mit einem Pipettierkanal (58) einer Pipettiervorrichtung (60) ausgebildet ist, und mit einem dem Kopplungs längsende (54; 54') entgegengesetzten Dosierlängsende (52; 52'), welches eine Dosieröffnung (50; 50') aufweist, durch welche die diskrete Dosiermenge abgebbar ist, wobei die Pipettierspitze (42; 42') zwischen dem Kopplungs längsende (54; 54') und dem Dosierlängsende (52; 52') einen Reservoirraum (62; 62') aufweist, in welchem der Dosierflüssigkeitsvorrat aufnehmbar ist.

16. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettierspitze (42; 42') sich zwischen ihrem Kopplungslängsende (54; 54') und ihrem Dosierlängsende (52; 52') längs einer virtuellen Spitzenachse (S) erstreckt, wobei in einem im Auf nahmeraum (40) aufgenommenen Zustand der Pipettierspitze (42; 42') die Pipettierspitze (42; 42'), insbesondere ihr Reservoirraum (62; 62'), den Verfor mungsbereich (44) axial bezogen auf die Spitzenachse (S) beiderseits über ragt.

17. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsbereich (44) näher am Dosierlängsende (52; 52') als am Kopplungslängsende (54; 54') gelegen ist, wobei bevorzugt der Verformungsbereich (44) vollständig in der vom Dosier längsende (52; 52') ausgehenden Hälfte des axialen Erstreckungsbereichs der Pipettierspitze (42; 42') gelegen ist.

18. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 15 bis 17,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettierspitze (42; 42') in ihrem im Auf nahmeraum (40) aufgenommenen Zustand einen im Verformungsbereich (44) gelegenen Verformungsabschnitt (64; 64') mit zwei einander über einen Spalt im inneren der Pipettierspitze (42; 42') hinweg gegenüberliegende, vorzugs weise ebene oder/und parallele, Innenwandflächenabschnitte aufweist.

19. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösestößel (26) in der Auslösestellung den Verformungsabschnitt (64; 64') der Pipettierspitze (42; 42') kontaktiert.

20. Pipettiervorrichtung (60) mit einem sich längs einer virtuellen Kanalbahn (K) erstreckenden Pipettierkanal (58), welcher wenigstens teilweise mit einem von der Dosierflüssigkeit verschiedenen Arbeitsfluid gefüllt ist und welcher an sei nem freien Längsende eine Kopplungsausbildung (70) zur temporären, lösba ren Kopplung einer Pipettierspitze (42; 42') daran aufweist, wobei die Pipettier vorrichtung (60) weiter aufweist:

eine Druckveränderungsvorrichtung (74), welche dazu ausgebildet ist, den Druck des Arbeitsfluids im Pipettierkanal (58) zu verändern, einen Drucksensor (72), welcher zur Erfassung des Drucks des Arbeits fluids im Pipettierkanal (58) ausgebildet und angeordnet ist, eine Pipettier-Steuervorrichtung (80), welche zur Steuerung des Betriebs der Druckveränderungsvorrichtung (74) signalübertragungsmäßig sowohl mit dem Drucksensor (72) als auch mit der Druckveränderungsvor richtung (74) verbunden ist, und welche dazu ausgebildet ist, den Betrieb der Druckveränderungsvorrichtung (74) wenigstens nach Maßgabe eines vom Drucksensor (72) erfassten Ist-Arbeitsfluiddrucks zu steuern, und eine Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vom Pipettierkanal (58) weg verlängert gedachte Kanalbahn (K) mit der virtuellen Aufnahmeachse (A) parallel oder kol- linear ist.

21. Pipettiervorrichtung (60) nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Einbeziehung des An spruchs 15 umfasst, wobei die Pipettierspitze (42; 42') mit ihrer Kopplungsfor- mation (56; 56') an die Kopplungsausbildung des Pipettierkanals (58) ange koppelt oder ankoppelbar ist, und wobei weiter die Pipettier-Steuervorrichtung (80) dazu ausgebildet ist, den Betrieb der Druckveränderungsvorrichtung (74) wenigstens nach Maßgabe des vom Drucksensor (72) erfassten Ist- Arbeitsfluiddrucks unter Berücksichtigung wenigstens eines vorgegebenen Soll-Arbeitsfluiddruckwerts zu regeln.

22. Pipettierspitze (42; 42') zur Verwendung in einer Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, welche sich längs einer virtuellen Spitzenachse (S) erstreckt, wobei die Pipettierspitze (42; 42') aufweist:

ein Kopplungslängsende (54; 54') mit einer Kopplungsformation (56; 56'), welche zur Kopplung mit einem Pipettierkanal (58) einer Pipettiervorrich tung (60) ausgebildet ist,

ein vom Kopplungslängsende (54; 54'), bezogen auf die Spitzenachse (S), axial entfernt gelegenes Dosierlängsende (52; 52') mit einer Dosier öffnung (50; 50'), durch welche eine diskrete Dosiermenge aus einem in der Pipettierspitze (42; 42') aufgenommenen Dosierflüssigkeitsvorrat ab- gebbar ist,

einen Reservoirraum (62; 62') zwischen dem Kopplungslängsende (54; 54') und dem Dosierlängsende (52; 52'), in welchem der Dosierflüssig keitsvorrat aufnehmbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen Dosieröffnung (50; 50') und Kopplungsformation (56; 56') gelegener Abschnitt als Verformungsabschnitt (64; 64') zwei einander über einen Spalt im Inneren der Pipettierspitze (42; 42') hinweg gegenüberliegende Innenwandflächenabschnitte aufweist, wobei der Spalt in einer zur Spitzenachse (S) orthogonalen ersten Erstreckungs richtung (E1 ) parallel zu den gegenüberliegenden Innenwandflächenab schnitten eine wenigstens fünfmal, vorzugsweise wenigstens zehnmal, beson ders bevorzugt wenigstens 50-mal so große lichte Weite aufweist wie in einer sowohl zur Spitzenachse (S) als auch zur ersten Erstreckungsrichtung (E1 ) orthogonalen zweiten Erstreckungsrichtung (E2).

23. Pipettierspitze (42; 42') nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung des Spalts längs der Spit zenachse (S) wenigstens das 0,5-Fache seiner maximalen lichten Weite längs der ersten Erstreckungsrichtung (E1 ) beträgt.

24. Pipettierspitze (42; 42') nach Anspruch 22 oder 23,

dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung des Spalts längs der Spit zenachse (S) nicht mehr als das 0,8-Fache, vorzugsweise nicht mehr als das 0,5-Fache, besonders bevorzugt nicht mehr als ein Drittel, der axialen Länge der Pipettierspitze (42; 42') beträgt.

25. Pipettierspitze (42; 42') nach einem der Ansprüche 22 bis 24,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettierspitze (42; 42') auf wenigstens einer Seite des Verformungsabschnitts (64; 64') einen rotationssymmetri schen, vorzugsweise beiderseits des Verformungsabschnitts (64; 64') je einen rotationssymmetrischen Körperabschnitt (66, 68; 66', 68') aufweist.

26. Pipettierspitze (42; 42') nach einem der Ansprüche 22 bis 25,

dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsabschnitt (64; 64') längs der ersten Erstreckungsrichtung (E1 ) wenigstens einen, bezogen auf die Spitzen achse (S), axial anschließenden Körperabschnitt der Pipettierspitze (42; 42') radial überragt, vorzugsweise in jeder von zwei entgegengesetzten radialen Richtungen radial überragt.

27. Pipettierspitze (42; 42') nach einem der Ansprüche 22 bis 26,

dadurch gekennzeichnet, dass ein, bezogen auf die Spitzenachse (S), axial an den Verformungsabschnitt (64; 64') anschließender Körperabschnitt der Pipettierspitze (42; 42') den Verformungsabschnitt (64; 64') längs der zweiten Erstreckungsrichtung (E2) radial überragt, vorzugsweise jeder von zwei axial beiderseits des Verformungsabschnitts (64; 64') an diesen anschließenden Körperabschnitten den Verformungsabschnitt (64; 64') längs der zweiten Er streckungsrichtung (E2) radial überragt.

28. Verfahren zur ballistischen Abgabe einer diskreten Dosiermenge an Dosier flüssigkeit in einem Dosiervolumenbereich von 0,3 nl bis 900 nl aus einem Dosierflüssigkeitsvorrat, umfassend die folgenden Schritte:

Bereitstellen einer sich längs einer virtuellen Spitzenachse (S) erstrec kenden Pipettierspitze (42; 42') mit einer an einem, bezogen auf die Spit zenachse (S), axialen Längsende (54; 54') ausgebildeten Kopplungs formation (56; 56') zur Ankopplung an eine Pipettiervorrichtung (60), mit einer in axialem Abstand von der Kopplungsformation (56; 56') ausgebil deten Dosieröffnung (50; 50') zur Abgabe der Dosiermenge, und mit einem zwischen Kopplungsformation (56; 56') und Dosieröffnung (50; 50') gelegenen Reservoirraum (62; 62') zur Aufnahme des Dosierflüssig keitsvorrats,

Aufnehmen eines Dosierflüssigkeitsvorrats in den Reservoirraum (62; 62'),

Verformen eines Abschnitts (64; 64') des Reservoirraums (62; 62') unter Annäherung von voneinander mit Abstand angeordneten Innenwand flächenabschnitten des Reservoirraums (62; 62') mit einer Annäherungs komponente orthogonal zur Spitzenachse (S) und dadurch Bilden eines Verformungsabschnitts (64; 64') der Pipettierspitze (42; 42'), während der Verformungsabschnitt (64; 64') gebildet ist und während zwischen den einander gegenüberliegenden Innenwandflächenabschnit ten Dosierflüssigkeit aufgenommen ist: Ausüben eines stoßartigen Im pulsübertrags auf den Verformungsabschnitt (64; 64')und dadurch Ab schleudern der Dosiermenge an Dosierflüssigkeit durch die Dosier öffnung (50; 50'), wobei die Dauer des Impulsübertrags verglichen mit der Dauer der Verformung des Verformungsabschnitts (64; 64') kurz ist.

29. Verfahren nach Anspruch 28,

dadurch gekennzeichnet, dass der stoßartige Impulsübertrag ein über das Verformen des Reservoirraumabschnitts zur Bildung des Verformungsab schnitts (64; 64') hinausreichendes weiteres Verformen des Verformungs- abschnitts (64; 64')aufweist, wobei die Dauer des weiteren Verformens des Verformungsabschnitts (64; 64') verglichen mit der Dauer des Verformens zur Bildung des Verformungsabschnitts (64; 64') kurz ist.