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EP3575000A1 - Pipettenspitze - Google Patents

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Publication number
EP3575000A1
EP3575000A1 EP18175333.6A EP18175333A EP3575000A1 EP 3575000 A1 EP3575000 A1 EP 3575000A1 EP 18175333 A EP18175333 A EP 18175333A EP 3575000 A1 EP3575000 A1 EP 3575000A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pipette tip
groove
tubular body
tip according
sealing bead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18175333.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hanna Rethwisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eppendorf SE
Original Assignee
Eppendorf SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eppendorf SE filed Critical Eppendorf SE
Priority to EP18175333.6A priority Critical patent/EP3575000A1/de
Priority to CN201980036758.1A priority patent/CN112512692B/zh
Priority to JP2020565942A priority patent/JP7189968B2/ja
Priority to US17/058,923 priority patent/US20210213441A1/en
Priority to PCT/EP2019/054353 priority patent/WO2019228682A1/de
Priority to EP19705205.3A priority patent/EP3694647A1/de
Publication of EP3575000A1 publication Critical patent/EP3575000A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0275—Interchangeable or disposable dispensing tips
    • B01L3/0279—Interchangeable or disposable dispensing tips co-operating with positive ejection means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0689—Sealing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0848—Specific forms of parts of containers
    • B01L2300/0858—Side walls

Definitions

  • the invention relates to a pipette tip.
  • Pipette tips are used with pipettes and other dosing devices, especially in medical, biological, biochemical and chemical laboratories for dosing liquids.
  • pipettes and other metering devices are collectively referred to as “pipetting devices”.
  • Pipette tips have an elongate, tubular body having at the lower end a lower opening for the passage of liquid and at the upper end an upper opening for clamping onto the neck of a pipetting device.
  • Pipette tips usually have a generally conical shape whose cross-section increases from the lower opening to the upper opening.
  • Standardized conical or frusto-conical approaches with a standard geometry that is uniformly used by many manufacturers and characterized for each pipette tip size by a specific mean diameter and by a specific cone angle of the conical approach are known.
  • Multi-channel pipetting devices serve to simultaneously receive liquid from one or more vessels or to dispense into one or more vessels. They are widely used for the processing of microtiter plates, which have a multiplicity of vessels in a matrix-like arrangement.
  • multichannel pipetting devices have a plurality of conical attachments arranged parallel next to one another in one or more parallel rows and onto which pipette tips can be clamped.
  • Adapting to a commonly used format of 384 (16 x 24) (ANSI) microtiter plate microtiter plates multi-channel pipettes of 16 or 24 batches in a row are known.
  • multichannel dosing devices with a dosing head having 384 lugs. Corresponding the distance between adjacent vessels of microtiter plates with 384 vessels, adjacent lugs on a distance of 4.5 mm from each other.
  • the pipetting device When embodied as an air cushion pipetting device, the pipetting device has at least one displacement device for air, which is communicatively connected to a through-hole of at least one projection.
  • An air cushion can be displaced by means of the displacement device in order to suck liquid into a pipette tip clamped onto the projection and eject it.
  • the displacement device is usually designed as a cylinder with piston displaceable therein. But also displacement devices are known with a displacement chamber and at least one deformable wall, wherein a deformation of the wall causes the displacement of the air cushion.
  • a small piston is arranged in the pipette tip, which is coupled when attaching the pipette tip to a projection with a coupling element of a piston drive of the pipetting device, which is displaceable in a through hole of the neck.
  • the inclusion of the liquid in the pipette tip is preferably carried out in a single step or in several small steps.
  • the delivery of the liquid takes place during the pipetting in a single step and during dispensing in several small steps.
  • Pipetting devices usually have an ejector, which acts on the upper edge of the pipette tip to squeeze them from the approach.
  • the ejector can be pressed simultaneously against the upper edges of several pipette tips. The ejector allows the user to separate the liquid-contaminated pipette tips from the batch without touching them.
  • the pipetting device may be a handheld pipette that the user can hold and manipulate with one hand. It can also be a dosing station ("pipetting station”) or an automatic dosing machine (“automatic pipetting”) in which a dosing head with one or more attachments can be displaced on a robot arm or on another transmission system above a working surface.
  • the pipetting device may also be part of a workstation which, in addition to metering, may perform further treatments of liquids (e.g., mixing, tempering, analyzing).
  • the US 6,197,295 describes a pipette tip that can be fixedly attached to a pipette attachment by the use of relatively low axial thrust loads of six pounds (26.7 N) and disposable therefrom by the use of relatively low three pounds (13.3 N) ejection forces.
  • the pipette tip has a conical upper end with an inner diameter at the upper end, the greater than the diameter of the neck of the pipette onto which the pipette tip is to be placed. Further, the pipette tip has a hollow central portion and an annular sealing portion at the junction between the upper end and the central portion.
  • the middle section has on and adjacent to the sealing area on a side wall with a wall thickness between 0.2 and 0.5 mm.
  • the annular sealing area has an inner diameter smaller than a value "x" and is designed to engage the lower end of a seal zone of the lug to be radially expanded when the lug is inserted. As a result, a liquid-tight seal between the sealing zone of the approach and the sealing region of the pipette tip is generated.
  • the pipette tip on the inside adjacent to the sealing region has lateral stabilizing means which engage the outer surface of the neck to stabilize the pipette tip on the neck.
  • the lateral stabilizing means have at least three circumferentially spaced contacts extending inwardly from the inner surface of the pipette tip.
  • the diametrical spacing of the contacts is sized to easily engage the lower end of the lug and allow the lower end to slip past without widening the sidewalls of the pipette tip on which the contacts are located.
  • the pipette tip is stretched in the seal area and immediately adjacent thereto.
  • the sidewall of the pipette tip deforms inwardly between the contacts and does not expand, thereby minimizing the force required to depress the hub.
  • the approach can be pressed deeper into the pipette tip as the attachment force increases.
  • high release forces must be applied to detach the pipette tip from the shoulder.
  • the design is due to the inwardly projecting contacts only for relatively large pipette tips.
  • the US 6,568,288 describes a pipette tip having axially spaced apart annular sealing and substantially cylindrical lateral guide portions, the sealing portion being sufficiently thin to provide an interference fit and airtight seal between a pipette having axially spaced apart annular sealing and cylindrical lateral guide zones a sealing surface of the sealing zone and the sealing area to form.
  • the wall thickness in the sealing area is preferably between 0.2 and 0.5 mm.
  • the sealing surface is the outer surface of an annular, radially outwardly projecting projection adjacent to the lower end of the neck.
  • the pipette tip has an annular, upwardly facing and inwardly directed shoulder on the inner periphery to limit attachment to the neck.
  • the force for attachment should be about two pounds (8.9 N) and about one pound (4.45 N) for shedding.
  • the depth stop may result in incomplete immersion when simultaneously picking up multiple pipette tips from a tray or rack using a multi-channel pipetting device. As the tray or rack deflects slightly down between side edges, placing the two outer tabs on the shoulders of the two outer pipette tips may result in insufficient dipping of the further tabs into the interposed pipette tips.
  • the US 6,967,004 B2 describes a pipette tip having an annular sealing area with an inner sealing surface on a side wall sufficiently thin in the sealing area to expand slightly and to provide an interference fit and an airtight seal between the sealing surface and a sealing zone of a pipette tip inserted into the pipette tip form.
  • the pipette tip has an annular, inwardly and upwardly directed shoulder which limits the insertion of the neck.
  • the approach has two cylinder sections with different diameters. Its annular sealing zone closes a sealing edge at a connection of the lower end of a Cylinder portion and the outermost edge of a radially extending transition of the neck.
  • the forces for inserting and dropping the pipette tip are less than two pounds (8.9 N).
  • the depth stop may result in insufficient plunging of lugs when simultaneously receiving multiple pipette tips by means of a multi-channel pipetting device.
  • the EP 2 138 234 A1 describes a pipette tip having a flexible, tubular connecting portion with a wavy contour in cross-section for releasable connection to the neck of a pipetting device at the upper end of an elongated tubular portion, which increases the extensibility of the seating area.
  • the seating area is reversibly stretchable by more than 20% when placed on the neck.
  • the wavy contour on the approach must be smoothed, whereby the further elasticity is only slight.
  • the pipette tip requires accurate manufacture.
  • there is an inwardly radially projecting shoulder between the seating area and the tubular area which provides a depth stop for the lug which may result in insufficient immersion of lugs when receiving pipette tips by means of a multi-channel pipetting device.
  • the EP 2 606 977 A1 describes a pipette tip having the shape of an elongate tube with a lower opening at the lower end for the passage of liquid and an upper opening at the upper end, wherein adjacent to the upper opening on the inner periphery there is a seating area which is adapted for attachment to a standardized one conical approach of a pipetting device is used.
  • the seating area has a holding area with radially inwardly projecting, axially extending ribs and, below the holding area, a sealing area with a peripheral, inwardly projecting sealing projection.
  • the seating area is designed so that when plugged onto the neck with an attachment force, the holding and sealing of the pipette tip on the neck ensures the ribs are partially plastically deformed and outside of the ribs in the seating area an elastic deformation occurs. Under the sealing area, it has a comically widening to upper opening towards brake area to limit the Aufsteckens. As a result, a secure seal on the approach of a pipetting device is ensured and the ejection force applied for ejection substantially reduced.
  • the design is particularly suitable for relatively large pipette tips with 2.5, 5.0 and 10 mL nominal volumes. For smaller pipette tips, it is less well suited due to the difficult production of filigree ribs.
  • the EP 3 115 110 A1 describes a pipette tip with a tubular body and a seating area for attachment to a conical neck of a pipetting device having at the inner periphery at a distance from the upper opening a circumferential, inwardly projecting sealing projection, below the sealing projection a circumferential, downwardly stronger than the Approach tapered brake area and above the sealing projection has a circumferential, inwardly projecting support projection.
  • the sealing projection is sealingly clamped under elastic deformation on the approach, wherein the brake area is applied further down the approach and the support projection rests further up without bias on the approach or is complained of by a circumferential gap from the neck.
  • the pipette tip is easy to seal and securely clamped on the neck of a pipetting device, can be thrown off the neck with reduced effort and is also well suited for smaller pipette tip sizes.
  • a disadvantage is the still high effort when clamping on the approach and stripping the approach.
  • the present invention seeks to provide a pipette tip that can be clamped with reduced Aufsteckkraft on a neck of a pipetting device so that it is held sufficiently tight or sealing, and which is releasable with reduced release force of the approach.
  • the Pipette tip should be suitable for use with a multi-channel pipetting device.
  • the plastic pipette tip comprises an elongated tubular body having a lower opening at the lower end for the passage of liquid and an upper opening at the upper end for clamping onto a projection of a pipetting device, wherein adjacent to the upper opening on the inner periphery of a seating area for the projection and at least one axially extending groove is present on the outer periphery and the tubular body is formed so that this when attaching the pipette tip with a Aufsteckkraft of a maximum of 5 N, preferably of 3.3 N, with the seating on a neck, which is conical at least in one section, wherein the smallest diameter of this section is 3 mm and its cone angle is 2 °, is plastically stretched within the groove in the circumferential direction.
  • the tubular body Through the groove of the tubular body is weakened in the seating area so that it is plastically extensible by clamping on the approach of a pipetting device within the groove in the circumferential direction.
  • This plastic deformation is based on the fact that when plugging onto the projection in the wall portion of the tubular body within the groove so high stresses occur that the elastic limit is exceeded and the plastic deformation occurs.
  • the plastic deformation is an irreversible deformation, ie a deformation that does not regress automatically after loosening the pipette tip from the approach.
  • the tubular body In the circumferential direction next to the groove, the tubular body has a greater wall thickness than inside the groove. As a result, he will not be next to the groove plastically deformed when the plastic deformation occurs inside the groove.
  • the attachment force can be kept low. Due to the plastic deformation within the groove, the inner diameter of the tubular body is permanently increased. The plastic deformation limits the Aufsteckkraft to values at which the pipette tip sits sufficiently tight or sealing on the approach. As a result, the Aufsteckkraft and the ejection force required to eject the pipette tip is kept low.
  • the attachment and ejection forces for attaching a pipette tip to a projection and the ejection of the pipette tip from the projection are limited to a value of 5 N, preferably 3.3 N.
  • the attachment force is introduced vertically into the pipette tips.
  • the pipette tip can make do without a depth stop
  • a plurality of pipette tips can be accommodated by means of a multi-channel pipetting so that the approaches in all pipette tips deep enough for a safe and sealing seat dive without the Aufsteck technique rise sharply.
  • the pipette tip has no braking area or a braking area which, as a "gentle" depth stop, gradually slows down the approach when immersed in the pipette tip.
  • the pipette tip is particularly suitable for use with a multichannel pipetting device having 16, 24, 384, or other number of channels.
  • the pipette tip is particularly suitable for provision to multiple on a tray or a rack with a spacing between adjacent pipette tips of 4.5 mm for simultaneous recording by means of a multi-channel pipetting device.
  • the pipette tip is therefore particularly suitable for the collection and delivery of liquids from or into a microtiter plate with 384 vessels.
  • the plastic strain in the circumferential direction may be anywhere within the groove or limited to a portion within the groove.
  • the plastic strain in the circumferential direction within the groove is determined by the shape and dimensions of the tubular body, the shape and dimensions of the groove and the plastic Pipette tip determined.
  • the plastic strain can be determined in particular by marking the ends of a circumferentially extending distance within the groove and measuring the distance before and after plugging the pipette tip with the predetermined maximum Aufsteckkraft on the given approach.
  • the ends of the path can in particular be marked by the lateral edges of a line which is applied by means of a Tuschehellers or Feinschreiber ( Fineliner ) with a defined line thickness in the axial direction within the groove.
  • it is possible to determine the plastic deformation by comparing the dimensions of the groove or the bottom of the groove in the circumferential direction before and after the attachment to the approach. The dimensions can be measured in particular by means of a microscope.
  • the groove is formed so that it is plastically stretched in an axially extending strip-shaped portion having a width of at most 0.1 mm, preferably at most 0.02 mm, preferably 0.015 to 0.005 mm, preferably 0.011 mm.
  • the plastic strain can be checked by measuring the width of an applied on the strip-shaped portion by means of a Tusche hypochllers or Feinschreibers line before and after attachment to the approach.
  • the groove is formed such that it is plastically stretched in a section by at least 8%.
  • the tubular body at the bottom of the groove has a wall thickness of at most 0.2 mm and / or in the circumferential direction next to the groove has a wall thickness of at least 0.25 mm.
  • the bottom of the groove is that part or that portion of the groove on which the groove has the greatest depth in a horizontal cross-sectional plane through the tubular body.
  • the tubular body at the bottom of the groove has a wall thickness of at most 0.2 mm everywhere.
  • Pipette tips made of at least one polyolefin, preferably of at least one polypropylene (PP) and / or polyethylene (PE), which comply with these wall thicknesses can be stretched plastically in the circumferential direction during insertion with the defined maximum force on the defined approach within the groove, without next to Groove plastically stretched.
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • the tubular body at the bottom of the groove has a wall thickness of at least 0.15 mm. This is advantageous for a sufficiently tight fit of the pipette tip on the approach. According to another embodiment, the tubular body at the bottom of the groove has a wall thickness of at least 0.15 mm everywhere.
  • the tubular body has in the circumferential direction next to the groove everywhere a wall thickness of at least 0.25 mm.
  • the tubular body in any horizontal cross-sectional planes through the groove outside the groove everywhere has a wall thickness of at least 0.25 mm.
  • the tubular body has on the inner circumference of the seating area an inwardly projecting circumferential sealing bead.
  • the sealing bead is advantageous for the firm and sealing fit of the pipette tip on a shoulder.
  • the sealing bead reduces the attachment and ejection forces.
  • the tubular body in a horizontal cross-sectional plane through the sealing bead at the bottom of the groove has a maximum wall thickness of 0.2 mm and / or at least 0.15 mm. This is advantageous for limiting the Aufsteck- and ejection forces by plastic deformation within the groove and for a sufficiently tight fit of the pipette tip on the approach.
  • the groove in a horizontal cross-sectional plane through the tubular body, has a first radius with the bottom of the groove at the lowest point.
  • the flanks of the groove are connected directly to the first radius.
  • the flanks of the groove are each connected to the outer circumference of the tubular body via a second radius.
  • the first radius is at most 0.5 mm and / or at least 0.1 mm, preferably 0.25 mm.
  • the groove has in the circumferential direction a maximum width of 1.5 mm and / or at least 0.25 mm, preferably 0.8 mm.
  • the wall thickness of the tubular body in the circumferential direction next to the groove is at least 0.3 mm and / or at most 0.4 mm.
  • the sealing bead is arranged at a distance from the upper opening.
  • the pipette tip has an insertion bevel at the upper opening on the inner circumference. This has a conical contour tapering towards the sealing bead.
  • the distance of the sealing bead from the upper opening is at least 0.1 mm and / or at most 4.0 mm, e.g. 0.8 mm.
  • the insertion bevel has a cone angle in the range of 5 to 25 °, for example 16 °.
  • the tubular body has a plurality of grooves on the outer periphery.
  • the grooves are distributed uniformly over the outer circumference of the tubular body.
  • exactly three grooves are present on the outer circumference of the tubular body.
  • the tubular body in the seating area is internally conical with downwardly decreasing diameter. This is advantageous for clamping on a conical approach.
  • the seating area has a cone angle of 1.5 to 2.5 °, preferably 2 °.
  • the shallow cone angle is advantageous for a low-friction clamping of the pipette tip on a neck.
  • the approach has a cone angle exceeding the cone angle of the seating area, preferably from 1.5 ° to 3 °, more preferably 2 °.
  • the tubular body on the inner periphery of the seating area below or above the sealing bead on an inwardly projecting, closed or partially circumferential guide structure is a guide bead or has a plurality of guide cams distributed in the circumferential direction.
  • the guide structure supports the pipette tip laterally at the hub so that the pipette tip does not tilt on the hub, such as when dispensing liquid under contact of the bottom of the pipette tip with a wall of the vessel ("wall delivery").
  • the guide structure is preferably dimensioned so that it rests without pretension on the approach or is spaced by a circumferential gap from the approach when the pipette tip is clamped onto the approach. As a result, the forces for attaching the pipette tip are kept low on the approach.
  • the guide structure of the sealing bead has a distance which corresponds at least to the inner diameter of the sealing bead. This is advantageous for guiding the pipette tip at the neck.
  • the sealing bead has an inner diameter of not more than 3.6 mm, preferably 3.5 mm, and / or the guide structure has an inner diameter of not more than 3.5 mm, preferably 3.4 mm.
  • the brake area gradually slows down the approach as it enters the pipette tip.
  • the braking area is present in addition to a guide structure.
  • the brake area replaces the guide structure so that it guides the pipette tip at the base.
  • the braking region has a cone angle of at least 5 ° and / or of a maximum of 60 °, for example of 40 °.
  • the groove extends in the axial direction at least over part of the height of the seating area. According to a further embodiment, the groove extends in the axial direction over the entire height of the seating area. According to another embodiment, the groove does not extend beyond the seating area in the axial direction. According to another embodiment, the groove extends in the axial direction beyond the seating area. According to another embodiment, the groove extends axially upward and / or downward beyond the seating area.
  • the pipette tip has a conical starting portion, above a conical middle portion with a smaller cone angle than the initial portion and about a cylindrical head portion, wherein if necessary. Between the starting portion and the central portion, a transition portion having a larger cone angle than the initial portion is present.
  • the at least one groove is arranged on the outer circumference of the head portion and / or the seat portion on the inner circumference of the head portion.
  • the pipette tip has a nominal volume of at most 120 ⁇ l, preferably 100 ⁇ l or 20 ⁇ l.
  • the pipette tip is preferably made of a single or several different plastics.
  • the pipette tip is made of at least one thermoplastic, preferably of at least one polyolefin, preferably of at least one polypropylene (PP) and / or polyethylene (PE).
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • the pipette tip is produced by injection molding of at least one plastic.
  • the plastic pipette tip according to the invention comprises an elongated tubular body having a lower opening at the lower end for the passage of liquid and an upper opening at the upper end for clamping onto a projection of a pipetting device, adjacent to the upper opening on the inner circumference a seating area for the approach and on the outer circumference at least one in Axially extending groove is present and the tubular body at the bottom of the groove has a maximum wall thickness of 0.2 mm and in the circumferential direction next to the groove has a wall thickness of at least 0.25 mm.
  • the above pipette tip additionally has the features of one of claims 1 to 14 or one of the previously described further embodiments of this pipette tip.
  • the invention relates to a pipetting system comprising at least one pipette tip according to any of claims 1-14 or any of the preceding further embodiments and a single-channel pipetting device with a single attachment for attaching a pipette tip and / or a multi-channel pipetting device with multiple approaches for simultaneous attachment multiple pipette tips, wherein the multi-channel pipetting device preferably has a dosing with 16 or 24 or 384 approaches.
  • the at least one projection has at least one conical section, wherein the smallest diameter of this section is 2.5 to 3 mm, preferably 3 mm, and its cone angle is 1.5 to 3 °, preferably 2 °.
  • a pipette tip 1 has an elongate, tubular body 2 which has a lower opening 4 at the lower end 3 and an upper opening 6 at the upper end 5.
  • the lower opening 4 is smaller than the upper opening 6.
  • the inner and outer diameter of the tubular body 2 increases from the lower opening 4 toward the upper opening 6.
  • the tubular body 2 has at the bottom a conical starting portion 7, above a central portion 8 with a smaller cone angle than the initial portion 7 and above a cylindrical head portion 9 with larger outer dimensions than the central portion 8. Adjacent to the central portion 8 runs on the underside of the head portion 9 outside a downwardly directed outer shoulder around.
  • Fig. 1 In the case of the pipette tip 1, the conical starting section 7 is connected to the central section 8 via a more conical transition section 10.
  • Fig. 2 In the case of the pipette tip 1, the relatively short conical starting section 7 is connected directly to the relatively long central section 8. The wall thickness of the beginning section 7 and - only at the pipette tip of Fig. 1 - The transition section 10 increases slightly from bottom to top.
  • grooves 11 are provided in the axial direction.
  • the grooves 11 extend over the entire length of the head portion 9. They are aligned parallel to the central axis of the tubular body 2.
  • Each pipette tip 1 has three grooves 11, which are distributed uniformly over the outer circumference of the head portion 9.
  • Each groove 11 has a rounded profile in cross-section. At the bottom, the groove 11 has a first radius 12 with the center outside the tubular body 2. The first radius 12 smoothly merges on both sides into a second radius 13, 14 with the center point within the tubular body 2. Every second radius 13,14 goes smooth outside into the cylindrical outer contour of the head portion 9.
  • the tubular body 2 has a seating area 15 for a conical projection of a pipetting device.
  • the seating area 15 extends into the head portion 9 and is conical with a cone angle of 2 °.
  • the tubular body 2 has on the inner periphery of the seat portion 15 on an inwardly projecting, circumferential sealing bead 16.
  • the sealing bead 16 forms the upper end of the seating area 15.
  • An insertion bevel 17 with a conical contour extends from the upper opening 6 to the sealing bead 16.
  • the cone angle of the insertion bevel 17 is 16 °.
  • the distance of the sealing bead 16 from the upper opening is 0.8 mm.
  • the sealing bead 16 projects 0.05 mm from the seating area 15.
  • the tubular body has an inwardly projecting, closed circumferential guide structure 18 in the form of a guide bead.
  • the guide structure 18 has a distance of 5.3 mm from the upper opening 6.
  • the guide bead 18 protrudes 0.03 mm from the seating area 15.
  • pointwise or partially circumferential guide structures are present, for example three guide cams distributed uniformly over the inner circumference of the seat region 15.
  • a conical braking region 19 is provided on the inner circumference of the head section 9.
  • the cone angle of the braking area 19 is 40 °.
  • a cylindrical cavity 20 below the brake area 19 is located in the head portion 9, a cylindrical cavity 20.
  • the cavity 20 can basically remain free.
  • one or more filter disks are pressed or held in another manner in the cavity 20.
  • the inner shoulder 21 merges into the middle section 8 via a rounded contour.
  • the wall thickness at the bottom of the grooves 11 of the tubular body in a horizontal plane through the sealing bead 16 has a wall thickness of at most 0.2 mm and in the same plane next to the grooves 11 has a greater wall thickness of at least 0.25 mm.
  • the wall thickness at the bottom of the grooves is 0.2 mm and next to the grooves 0.4 mm.
  • the pipette tips 1 are preferably made of polypropylene.
  • Fig. 3 has a projection 22 a rounded insertion portion 23 with a circumferential radius 24 and a maximum diameter of 3.4 mm, adjacent thereto a guide portion 25 with a small cone angle of 2 ° and a maximum diameter of 3.6 mm, adjacent thereto a clamping portion 26th with the same cone angle and a maximum diameter of 3.8 mm and adjacent thereto a cylindrical support portion 27.
  • the approach is preferably made of stainless steel or high strength and rigid plastic, such as a thermoset.
  • the projection 22 is through the upper opening 6 in the pipette tip 1 to the in Fig. 4 shown position insertable.
  • the insertion section 23 is pushed against the braking portion 19, the guide bead 18 is located on the guide portion 25 and the sealing bead 16 on the clamping portion 26 at.
  • the inner diameter is widened in the seating area 15.
  • the expansion is based on a plastic deformation of the wall of the pipette tip 1 within at least one groove 11. An additional elastic deformation is possible.
  • Fig. 5 is plastic deformation by an original 0.011 mm wide strip at the bottom of the groove 11 plastically expanded to a width of 0.013 mm. Between the turning points of the groove profile on the groove flanks, the groove 11 is widened plastically from 0.389 mm to 0.402 mm.
  • the clamping force is limited to a sufficient for the sealing and a tight fit of the pipette tip 1 on the neck 22 value.
  • the plant of the guide bead 18 on the guide portion 25 prevents lateral deflection of the pipette tip 1 and thus relaxation of their seat on the neck 22, especially at Wandabgabe.
  • the braking area 19 gently slows down the sliding of the pipette tip 1 onto the projection 22, whereby a sufficiently firm and sealing seat of all pipette tips on all approaches is promoted when simultaneously receiving a plurality of pipette tips from a tray or rack by means of a multichannel pipetting device.
  • Fig. 6 is pressed for checking the plastic deformation of the pipette tip 1 PP of a defined Aufklemmkraft on a neck 22 made of stainless steel with a polished surface.
  • the attachment force is limited by a coil spring 28, via which the projection 22 is supported on an abutment 29.
  • the pipette tip 1 has plastically deformed at the bottom of a groove 11. This can be determined by marking a strip at the bottom of the groove and measuring the strip width before and after attaching the pipette tip to the projection 22.
  • the pipette tip 1 is hermetically sealed at its lower opening 4 and applied to its upper opening 6, a vacuum.
  • Fig. 7a and b show the deformations of a pipette tip 1 according to the invention and a conventional pipette tip 1 with constant wall thickness in the circumferential direction when introducing a defined radial force into the seating area 15 according to FEM calculations.
  • the amount of deformation is indicated by colors, with the values of the deformation associated with the colors in the legend.
  • the contours of the deformed pipette tips 1 are graphically oversubscribed in color. Additional lines indicate the contours of the undeformed pipette tips 1.
  • the strongest deformations by the push-on forces acting radially on the seat regions 15 occur in the vicinity of the upper openings 6 of the pipette tips 1.
  • they are concentrated on the grooves 11. Since it is a calculation, all grooves 11 are equally affected.
  • the deformations on the grooves are 6.5 times as high as in the case of the conventional pipette tip 1.
  • the deformations within the grooves 11 have plastic and elastic components. Incidentally, the deformations are elastic.

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Abstract

Pipettenspitze aus Kunststoff mit einem länglichen rohrförmigen Körper mit einer unteren Öffnung an dem unteren Ende für den Durchgang von Flüssigkeit und einer oberen Öffnung an dem oberen Ende zum Aufklemmen auf einen Ansatz einer Pipettiervorrichtung, wobei neben der oberen Öffnung am inneren Umfang ein Sitzbereich für den Ansatz und am äußeren Umfang mindestens eine in Axialrichtung erstreckte Nut vorhanden ist und der rohrförmige Körper so ausgebildet ist, dass dieser beim Aufstecken der Pipettenspitze mit einer Aufsteckkraft von maximal 5 N, vorzugsweise von 3,3 N, mit dem Sitzbereich auf einen Ansatz, der mindestens in einem Abschnitt konisch ist, wobei der geringste Durchmesser dieses Abschnittes 3 mm und sein Konuswinkel 2° beträgt, innerhalb der Nut in Umfangsrichtung plastisch gedehnt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Pipettenspitze.
  • Pipettenspitzen werden zusammen mit Pipetten und anderen Dosiervorrichtungen insbesondere in medizinischen, biologischen, biochemischen und chemischen Laboratorien zum Dosieren von Flüssigkeiten verwendet. Nachfolgend werden Pipetten und andere Dosiervorrichtungen zusammenfassend als "Pipettiervorrichtungen" bezeichnet. Pipettenspitzen haben einen länglichen, rohrförmigen Körper, der an dem unteren Ende eine untere Öffnung für den Durchgang von Flüssigkeit und an dem oberen Ende eine obere Öffnung zum Aufklemmen auf den Ansatz einer Pipettiervorrichtung hat. Pipettenspitzen haben meist eine im Allgemeinen konische Form, deren Querschnitt sich von der unteren Öffnung zur oberen Öffnung hin vergrößert. Bekannt sind standardisierte konische bzw. kegelstumpfförmige Ansätze (Arbeitskonus) mit einer Standardgeometrie, die von vielen Herstellern einheitlich verwendet wird und die für jede Pipettenspitzengröße durch einen spezifischen mittleren Durchmesser und durch einen spezifischen Konuswinkel des konischen Ansatzes gekennzeichnet ist.
  • Mehrkanal-Pipettiervorrichtungen dienen dazu, gleichzeitig Flüssigkeit aus einem oder mehreren Gefäßen aufzunehmen bzw. in ein oder mehrere Gefäße abzugeben. Sie werden vielfach für die Bearbeitung von Mikrotiterplatten benutzt, die in matrixartiger Anordnung eine Vielzahl Gefäße aufweisen. Hierfür haben Mehrkanal-Pipettiervorrichtungen mehrere, in einer oder mehreren parallelen Reihen parallel nebeneinander angeordnete konische Ansätze, auf die Pipettenspitzen aufklemmbar sind. In Anpassung an ein häufig benutztes Format von Mikrotiterplatten mit 384 (16 x 24) Gefäßen (Näpfchen) gemäß ANSI-Standard sind Mehrkanalpipetten mit 16 oder 24 Ansätzen in einer Reihe bekannt. Bekannt sind auch Mehrkanal-Dosiervorrichtungen mit einem Dosierkopf, der 384 Ansätze aufweist. Entsprechend dem Abstand benachbarter Gefäße von Mikrotiterplatten mit 384 Gefäßen weisen benachbarte Ansätze einen Abstand von 4,5 mm voneinander auf.
  • Bei Ausführung als Luftpolster-Pipettiervorrichtung weist die Pipettiervorrichtung mindestens eine Verdrängungseinrichtung für Luft auf, die kommunizierend mit einem Durchgangsloch mindestens eines Ansatzes verbunden ist. Mittels der Verdrängungseinrichtung ist ein Luftpolster verlagerbar, um Flüssigkeit in eine auf den Ansatz aufgeklemmte Pipettenspitze einzusaugen und daraus auszustoßen. Die Verdrängungseinrichtung ist meistens als Zylinder mit darin verschieblichem Kolben ausgeführt. Bekannt sind aber auch Verdrängungseinrichtungen mit einer Verdrängungskammer und mindestens einer verformbaren Wand, wobei eine Verformung der Wand die Verdrängung des Luftpolsters bewirkt.
  • Bei der Ausführung als Direktverdränger-Pipettiervorrichtung ist in der Pipettenspitze ein kleiner Kolben angeordnet, der beim Aufstecken der Pipettenspitze auf einen Ansatz mit einem Kopplungselement eines Kolbenantriebs der Pipettiervorrichtung gekoppelt wird, das in einem Durchgangsloch des Ansatzes verlagerbar ist.
  • Die Aufnahme der Flüssigkeit in die Pipettenspitze erfolgt bevorzugt in einem einzigen Schritt oder in mehreren kleinen Schritten. Die Abgabe der Flüssigkeit erfolgt beim Pipettieren in einem einzigen Schritt und beim Dispensieren in mehreren kleinen Schritten.
  • Pipettiervorrichtungen haben meist einen Abwerfer, der auf den oberen Rand der Pipettenspitze wirkt, um diese vom Ansatz abzudrücken. Bei Mehrkanal-Pipettiervorrichtungen ist der Abwerfer gleichzeitig gegen die oberen Ränder mehrerer Pipettenspitzen drückbar. Mittels des Abwerfers kann der Anwender die mit Flüssigkeit kontaminierte Pipettenspitzen vom Ansatz trennen, ohne diese anzufassen.
  • Die Pipettiervorrichtung kann eine Handpipette sein, die der Anwender mit nur einer Hand halten und betätigen kann. Sie kann auch eine Dosierstation ("Pipettierstation") oder ein Dosierautomat ("Pipettierautomat") sein, bei dem ein Dosierkopf mit einem oder mehreren Ansätzen an einem Roboterarm oder an einem anderen Übertragungssystem oberhalb einer Arbeitsfläche verlagerbar ist. Die Pipettiervorrichtung kann auch Bestandteil eines Laborautomaten ("Workstation") sein, der außer dem Dosieren weitere Behandlungen von Flüssigkeiten (z.B. Mischen, Temperieren, Analysieren) durchführen kann.
  • Zur Vermeidung von Fehldosierungen muss die Pipettenspitze hinreichend fest bzw. abdichtend auf den Ansatz aufgeklemmt sein. Außerdem dürfen die Kräfte für das Aufstecken und das Abwerfen der Pipettenspitze von dem Ansatz nicht zu hoch sein. Herkömmliche Pipettenspitzen sind im Kontaktbereich mit dem konischen Ansatz dickwandig und starr. Beim Aufstecken werden die Pipettenspitzen am Umfang durch den Ansatz elastisch aufgeweitet. Die Federkennlinie ist steil, sodass hohe Aufsteckkräfte aufzubringen sind. Nach dem Aufstecken wirkt eine entsprechend hohe Haftreibung zwischen dem Ansatz und der Pipettenspitze, die beim Abwerfen überwunden werden muss. Der Anwender wird durch die hohen Kräfte für das Aufstecken und Abwerfen der Pipettenspitze belastet. Hierdurch können Krankheiten ausgelöst werden, die unter dem Begriff "cummulative trauma disorders" (CTD) zusammengefasst werden. Soweit das Aufstecken und Abwerfen mittels motorischer Antriebe erfolgt, müssen diese entsprechend leistungsfähig sein und haben einen hohen Stromverbrauch.
  • Die US 6,197,295 beschreibt eine Pipettenspitze, die durch Anwendung von relativ geringen axialen Aufsteckkräften von sechs Pfund (26,7 N) fest auf einen Ansatz einer Pipette aufsteckbar und durch Anwendung von relativ geringen Abwurfkräften von drei Pfund (13,3 N) von diesem abwerfbar ist. Die Pipettenspitze weist ein konisches oberes Ende mit einem inneren Durchmesser am oberen Ende auf, der größer als der Durchmesser des Ansatzes der Pipette ist, auf den die Pipettenspitze aufzustecken ist. Ferner hat die Pipettenspitze einen hohlen Mittelabschnitt und einen kreisringförmigen Dichtbereich an der Verbindung zwischen dem oberen Ende und dem Mittelabschnitt. Der Mittelabschnitt weist an und neben dem Dichtbereich eine Seitenwand mit einer Wandstärke zwischen 0,2 und 0,5 mm auf. Der kreisringförmige Dichtbereich hat einen inneren Durchmesser, der kleiner als ein Wert "x", und ist ausgelegt, sodass er mit dem unteren Ende einer Dichtzone des Ansatzes in Eingriff kommt, um radial aufgeweitet zu werden, wenn der Ansatz eingeführt ist. Hierdurch wird eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der Dichtzone des Ansatzes und dem Dichtbereich der Pipettenspitze erzeugt. Ferner weist die Pipettenspitze an der Innenseite neben dem Dichtbereich seitliche Stabilisierungsmittel auf, die mit der äußeren Oberfläche des Ansatzes in Eingriff kommen, um die Pipettenspitze auf dem Ansatz zu stabilisieren. Die seitlichen Stabilisierungsmittel weisen zumindest drei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Kontakte auf, die sich von der inneren Oberfläche der Pipettenspitze aus nach innen erstrecken. Der diametrale Abstand der Kontakte ist so bemessen, dass sie leicht mit dem unteren Ende des Ansatzes in Eingriff kommen und ein Vorbeigleiten des unteren Endes ermöglichen, ohne dass die Seitenwände der Pipettenspitze aufgeweitet werden, auf denen die Kontakte angeordnet sind. Wenn das untere Ende der Dichtzone des Ansatzes in Eingriff mit dem Dichtbereich der Pipettenspitze kommt, wird die Pipettenspitze im Dichtbereich und unmittelbar daneben gedehnt. Wenn die Kontakte die Pipettenspitze auf dem Ansatz führen, verformt sich die Seitenwand der Pipettenspitze zwischen den Kontakten nach innen und wird nicht aufgeweitet, wodurch die für das Eindrücken des Ansatzes aufzubringende Kraft gering gehalten wird. Der Ansatz ist mit anwachsender Aufsteckkraft tiefer in die Pipettenspitze einpressbar. Dementsprechend hohe Abwurfkräfte sind für das Lösen der Pipettenspitze vom Ansatz aufzubringen. Die Konstruktion eignet sich aufgrund der nach innen vorstehenden Kontakte nur für verhältnismäßig große Pipettenspitzen.
  • Die US 6,568,288 beschreibt eine Pipettenspitze, die axial voneinander beanstandete kreisringförmige Dicht- und im Wesentlichen zylindrische seitliche Führungsbereiche aufweist, wobei der Dichtbereich hinreichend dünn ist, um beim Eindringen eines Ansatzes einer Pipette mit axial voneinander beabstandeten kreisringförmigen Dicht- und zylindrischen seitlichen Führungszonen einen Presssitz und luftdichte Abdichtung zwischen einer Dichtfläche der Dichtzone und dem Dichtbereich zu bilden. Die Wandstärke im Dichtbereich beträgt bevorzugt zwischen 0,2 und 0,5 mm. Die Dichtfläche ist die Außenfläche eines kreisringförmigen, radial nach außen vorspringenden Vorsprunges neben dem unteren Ende des Ansatzes. Die Pipettenspitze weist eine kreisringförmige, nach oben gewandte und nach innen gerichtete Schulter am Innenumfang auf, um das Aufstecken auf den Ansatz zu begrenzen. Die Kraft für das Aufstecken soll ungefähr zwei Pfund (8,9 N) und für das Abwerfen ungefähr ein Pfund (4,45 N) betragen. Durch den Tiefenanschlag kann es zu einem unvollständigen Eintauchen beim gleichzeitigen Aufnehmen mehrerer Pipettenspitzen von einem Tray oder Rack mittels einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung kommen. Wenn sich das Tray oder Rack zwischen seitlichen Rändern leicht nach unten durchbiegt, kann das Aufsetzen der beiden äußeren Ansätze auf den Schultern der beiden äußeren Pipettenspitzen zu einem unzureichenden Eintauchen der weiteren Ansätze in die dazwischen angeordneten Pipettenspitzen führen.
  • Die US 6,967,004 B2 beschreibt eine Pipettenspitze, die einen kreisringförmigen Dichtbereich mit einer inneren Dichtfläche auf einer Seitenwand aufweist, die im Dichtbereich hinreichend dünn ist, um sich geringfügig auszudehnen und einen Presssitz und eine luftdichte Abdichtung zwischen der Dichtfläche und einer Dichtzone eines in die Pipettenspitze eingesetzten Ansatzes der Pipette zu bilden. Die Pipettenspitze hat eine kreisringförmige, nach innen und nach oben gerichtete Schulter, die das Einstecken des Ansatzes begrenzt. Der Ansatz weist zwei Zylinderabschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser auf. Seine kreisringförmige Dichtzone schließt eine Dichtkante an einer Verbindung des unteren Endes eines Zylinderabschnittes und dem äußersten Rand eines radial erstreckten Überganges des Ansatzes ein. Vorzugsweise betragen die Kräfte zum Einsetzen und Abwerfen der Pipettenspitze weniger als zwei Pfund (8,9 N). Der Tiefenanschlag kann beim gleichzeitigen Aufnehmen von mehreren Pipettenspitzen mittels einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung zu einem unzureichenden Eintauchen von Ansätzen führen.
  • Die EP 2 138 234 A1 beschreibt eine Pipettenspitze, die zum lösbaren Verbinden mit dem Ansatz einer Pipettiervorrichtung am oberen Ende eines länglichen rohrförmigen Abschnittes einen flexiblen, rohrförmigen Verbindungsabschnitt mit einer im Querschnitt wellenförmigen Kontur aufweist, welche die Dehnbarkeit des Sitzbereiches erhöht. Der Sitzbereich ist beim Aufstecken auf den Ansatz um mehr als 20 % reversibel dehnbar. Für einen abdichtenden Sitz muss die wellenförmige Kontur auf dem Ansatz glattgezogen werden, wodurch die weitere Dehnbarkeit nur noch gering ist. Infolgedessen erfordert die Pipettenspitze eine genaue Fertigung. Ferner ist zwischen Sitzbereich und rohrförmigem Bereich eine nach innen radial vorspringenden Schulter vorhanden, die einen Tiefenanschlag für den Ansatz bewirkt, der beim Aufnehmen von Pipettenspitzen mittels einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung zu einem unzureichenden Eintauchen von Ansätzen führen kann.
  • Die EP 2 606 977 A1 beschreibt eine Pipettenspitze mit der Form eines länglichen Röhrchens mit einer unteren Öffnung an dem unteren Ende für den Durchgang von Flüssigkeit und einer oberen Öffnung an dem oberen Ende, wobei neben der oberen Öffnung am inneren Umfang ein Sitzbereich vorhanden ist, der zum Aufstecken auf einen standardisierten konischen Ansatz einer Pipettiervorrichtung dient. Der Sitzbereich weist einen Haltebereich mit radial nach innen vorstehenden, axial erstreckten Rippen und unterhalb des Haltebereichs einen Dichtbereich mit einem am Umfang umlaufenden, nach innen vorstehenden Dichtvorsprung auf. Der Sitzbereich ist so ausgebildet, dass beim Aufstecken auf den Ansatz mit einer Aufsteckkraft, die ein Halten und Abdichten der Pipettenspitze auf dem Ansatz gewährleistet, die Rippen teilweise plastisch verformt werden und außerhalb der Rippen im Sitzbereich eine elastische Verformung eintritt. Unter dem Dichtbereich hat sie einen komisch sich zu oberen Öffnung hin erweiternden Bremsbereich zum Begrenzen des Aufsteckens. Hierdurch wird eine sichere Abdichtung auf dem Ansatz einer Pipettiervorrichtung gewährleistet und die zum Abwerfen aufzubringende Abwerfkraft wesentlich verringert. Die Konstruktion eignet sich besonders für verhältnismäßig große Pipettenspitzen mit 2,5, 5,0 und 10 mL Nennvolumen. Für kleinere Pipettenspitzen ist sie aufgrund der schwierigen Herstellung der filigranen Rippen weniger gut geeignet.
  • Die EP 3 115 110 A1 beschreibt eine Pipettenspitze mit einem röhrchenförmigen Körper und einen Sitzbereich zum Aufstecken auf einen konischen Ansatz einer Pipettiervorrichtung, der am inneren Umfang in einem Abstand von der oberen Öffnung einen umlaufenden, nach innen vorstehenden Dichtvorsprung, unterhalb des Dichtvorsprungs einen umlaufenden, sich nach unten stärker als der Ansatz verjüngenden Bremsbereich und oberhalb des Dichtvorsprunges einen umlaufenden, nach innen vorstehenden Stützvorsprung aufweist. Der Dichtvorsprung ist unter elastischer Verformung abdichtend auf den Ansatz aufklemmbar, wobei der Bremsbereich weiter unten am Ansatz anliegt und der Stützvorsprung weiter oben ohne Vorspannung am Ansatz anliegt oder durch einen umlaufenden Spalt vom Ansatz beanstandet ist. Die Pipettenspitze ist gut abdichtend und sicher auf dem Ansatz einer Pipettiervorrichtung aufklemmbar, mit reduziertem Kraftaufwand vom Ansatz abwerfbar und eignet sich auch gut für kleinere Pipettenspitzengrößen. Nachteilig ist der immer noch hohe Kraftaufwand beim Aufklemmen auf den Ansatz und beim Abstreifen vom Ansatz.
  • Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Pipettenspitze zur Verfügung zu stellen, die mit verringerter Aufsteckkraft auf einen Ansatz einer Pipettiervorrichtung aufklemmbar ist, sodass sie hinreichend fest bzw. abdichtend gehalten ist, und die mit verringerter Abwurfkraft von dem Ansatz lösbar ist. Die Pipettenspitze soll für die Verwendung mit einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung geeignet sein.
  • Die Aufgabe wird durch eine Pipettenspitze mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsarten der Pipettenspitze sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Pipettenspitze aus Kunststoff umfasst einen länglichen rohrförmigen Körper mit einer unteren Öffnung an dem unteren Ende für den Durchgang von Flüssigkeit und einer oberen Öffnung an dem oberen Ende zum Aufklemmen auf einen Ansatz einer Pipettiervorrichtung, wobei neben der oberen Öffnung am inneren Umfang ein Sitzbereich für den Ansatz und am äußeren Umfang mindestens eine in Axialrichtung erstreckte Nut vorhanden ist und der rohrförmige Körper so ausgebildet ist, dass dieser beim Aufstecken der Pipettenspitze mit einer Aufsteckkraft von maximal 5 N, vorzugsweise von 3,3 N, mit dem Sitzbereich auf einen Ansatz, der mindestens in einem Abschnitt konisch ist, wobei der geringste Durchmesser dieses Abschnittes 3 mm und sein Konuswinkel 2° beträgt, innerhalb der Nut in Umfangsrichtung plastisch gedehnt wird.
  • Durch die Nut ist der rohrförmige Körper im Sitzbereich so geschwächt, dass dieser durch Aufklemmen auf den Ansatz einer Pipettiervorrichtung innerhalb der Nut in Umfangsrichtung plastisch dehnbar ist. Diese plastische Verformung beruht darauf, dass beim Aufstecken auf den Ansatz in dem Wandabschnitt des rohrförmigen Körpers innerhalb der Nut so hohe Spannungen auftreten, dass die Elastizitätsgrenze überschritten wird und die plastische Verformung eintritt. Die plastische Verformung ist eine irreversible Verformung, d.h. eine Verformung, die sich nach dem Lösen der Pipettenspitze vom Ansatz nicht von selbst zurückbildet. In Umfangsrichtung neben der Nut weist der rohrförmige Körper eine größere Wandstärke als innerhalb der Nut auf. Infolgedessen wird er neben der Nut nicht plastisch verformt, wenn die plastische Verformung innerhalb der Nut eintritt. Hierdurch kann die Aufsteckkraft gering gehalten werden. Durch die plastische Verformung innerhalb der Nut wird der Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers dauerhaft vergrößert. Die plastische Verformung begrenzt die Aufsteckkraft auf Werte, bei denen die Pipettenspitze hinreichend fest bzw. abdichtend auf dem Ansatz sitzt. Hierdurch wird die Aufsteckkraft und die zum Abwerfen der Pipettenspitze erforderliche Abwerfkraft gering gehalten. Bei der erfindungsgemäßen Pipettenspitze werden die Aufsteck- und Abwerfkräfte für das Aufstecken einer Pipettenspitze auf einen Ansatz und das Abwerfen der Pipettenspitze von dem Ansatz auf einen Wert von 5 N, vorzugsweise von 3,3 N, begrenzt. Die Aufsteckkraft wird vertikal in die Pipettenspitzen eingeleitet. Dadurch, dass die Pipettenspitze ohne Tiefenanschlag auskommen kann, können mittels einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung mehrere Pipettenspitzen so aufgenommen werden, dass die Ansätze in sämtlichen Pipettenspitzen tief genug für einen sicheren und abdichtenden Sitz eintauchen, ohne dass die Aufsteckkräfte stark ansteigen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart weist die Pipettenspitze keinen Bremsbereich oder einen Bremsbereich auf, der als "sanfter" Tiefenanschlag den Ansatz beim Eintauchen in die Pipettenspitze allmählich abbremst. Die Pipettenspitze eignet sich insbesondere für die Verwendung mit einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung mit 16, 24, 384 oder einer anderen Anzahl Kanäle. Die Pipettenspitze ist insbesondere geeignet für die Bereitstellung zu mehreren auf einem Tray oder einem Rack mit einem Abstand zwischen benachbarten Pipettenspitzen von 4,5 mm für die gleichzeitige Aufnahme mittels einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung. Die Pipettenspitze eignet sich somit insbesondere für die Aufnahme und Abgabe von Flüssigkeiten aus oder in eine Mikrotiterplatte mit 384 Gefäßen.
  • Die plastische Dehnung in Umfangsrichtung kann innerhalb der Nut überall erfolgen oder auf einen Abschnitt innerhalb der Nut beschränkt sein. Die plastische Dehnung in Umfangsrichtung innerhalb der Nut wird durch die Form und Abmessungen des rohrförmigen Körpers, die Form und Abmessungen der Nut und den Kunststoff der Pipettenspitze bestimmt. Die plastische Dehnung kann insbesondere durch Markieren der Enden einer in Umfangsrichtung verlaufenden Strecke innerhalb der Nut und Messen der Strecke vor und nach dem Aufstecken der Pipettenspitze mit der vorgegebenen maximalen Aufsteckkraft auf den vorgegebenen Ansatz ermittelt werden. Die Enden der Strecke können insbesondere durch die seitlichen Ränder eines Striches markiert sein, der mittels eines Tuschefüllers oder Feinschreibers (Fineliner) mit einer definierten Strichstärke in Axialrichtung innerhalb der Nut aufgebracht ist. Ferner ist es möglich, die plastische Verformung durch Vergleich der Abmessungen der Nut oder des Grundes der Nut in Umfangsrichtung vor und nach dem Aufstecken auf den Ansatz zu ermitteln. Die Abmessungen können insbesondere mit Hilfe eines Mikroskopes gemessen werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Nut so ausgebildet, dass sie in einem in Axialrichtung erstreckten streifenförmigen Abschnitt mit einer Breite von maximal 0,1 mm, vorzugsweise maximal 0,02 mm, vorzugsweise 0,015 bis 0,005 mm, vorzugsweise 0,011 mm, plastisch gedehnt wird. Bei dieser Ausführungsart ist die plastische Dehnung durch Messen der Breite eines auf dem streifenförmigen Abschnitt mittels eines Tuschefüllers oder Feinschreibers aufgebrachten Striches vor und nach dem Aufstecken auf den Ansatz überprüfbar.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Nut so ausgebildet, dass sie in einem Abschnitt um mindestens 8 % plastisch gedehnt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der rohrförmige Körper am Grund der Nut eine Wandstärke von maximal 0,2 mm und/oder in Umfangsrichtung neben der Nut eine Wandstärke von mindestens 0,25 mm auf. Der Grund der Nut ist diejenige Stelle oder derjenige Abschnitt der Nut, an der oder dem die Nut in einer horizontalen Querschnittsebene durch den rohrförmigen Körper die größte Tiefe aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart weist der rohrförmige Körper am Grund der Nut überall eine Wandstärke von maximal 0,2 mm auf. Vorzugsweise Pipettenspitzen aus mindestens einem Polyolefin, vorzugsweise aus mindestens einem Polypropylen (PP) und/oder Polyethylen (PE), die diese Wandstärken einhalten, können beim Aufstecken mit der definierten Maximalkraft auf den definierten Ansatz innerhalb der Nut in Umfangsrichtung plastisch gedehnt werden, ohne neben der Nut plastisch gedehnt zu werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat der rohrförmige Körper am Grund der Nut eine Wandstärke von mindestens 0,15 mm. Dies ist vorteilhaft für einen hinreichend festen Sitz der Pipettenspitze auf dem Ansatz. Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der rohrförmige Körper am Grund der Nut überall eine Wandstärke von mindestens 0,15 mm auf.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart hat der rohrförmige Körper in Umfangsrichtung neben der Nut überall eine Wandstärke von mindestens 0,25 mm. Bei dieser Ausführungsart weist der rohrförmige Körper in beliebigen horizontalen Querschnittsebenen durch die Nut außerhalb der Nut überall eine Wandstärke von mindestens 0,25 mm auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der rohrförmige Körper am inneren Umfang des Sitzbereiches einen nach innen vorspringenden, umlaufenden Dichtwulst auf. Der Dichtwulst ist vorteilhaft für den festen und abdichtenden Sitz der Pipettenspitze auf einem Ansatz. Durch den Dichtwulst werden die Aufsteck- und Abwurfkräfte verringert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat der rohrförmige Körper in einer horizontalen Querschnittsebene durch den Dichtwulst am Grund der Nut eine Wandstärke von maximal 0,2 mm und/oder von mindestens 0,15 mm. Dies ist vorteilhaft für die Begrenzung der Aufsteck- und Abwurfkräfte durch plastische Verformung innerhalb der Nut und für einen hinreichend festen Sitz der Pipettenspitze auf dem Ansatz.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist die Nut in einer horizontalen Querschnittsebene durch den rohrförmigen Körper einen ersten Radius mit dem Grund der Nut an der tiefsten Stelle auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die Flanken der Nut direkt mit dem ersten Radius verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die Flanken der Nut jeweils über einen zweiten Radius mit dem äußeren Umfang des rohrförmigen Körpers verbunden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart beträgt der erste Radius maximal 0,5 mm und/oder mindestens 0,1 mm, vorzugsweise 0,25 mm.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat die Nut in Umfangsrichtung eine Breite von maximal 1,5 mm und/oder mindestens 0,25 mm, vorzugsweise 0,8 mm.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart beträgt die Wandstärke des rohrförmigen Körpers in Umfangsrichtung neben der Nut mindestens 0,3 mm und/oder maximal 0,4 mm. Hierdurch wird Material eingespart und dennoch eine vorteilhafte Steifigkeit der Pipettenspitze erreicht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist der Dichtwulst in einem Abstand von der oberen Öffnung angeordnet. Hierdurch wird das Einführen des Ansatzes in die Pipettenspitze erleichtert. Zur weiteren Erleichterung des Einführens weist die Pipettenspitze an der oberen Öffnung am Innenumfang eine Einführschräge auf. Diese hat eine sich zum Dichtwulst hin verjüngende, konische Kontur.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart beträgt der Abstand des Dichtwulstes von der oberen Öffnung mindestens 0,1 mm und/oder maximal 4,0 mm, z.B. 0,8 mm.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat die Einführschräge einen Konuswinkel im Bereich von 5 bis 25°, z.B. von 16°.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der rohrförmige Körper am äußeren Umfang mehrere Nuten auf. Hierdurch kann eine gleichmäßige Aufweitung und Begrenzung der Aufsteck- und Abwurfkräfte erzielt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die Nuten gleichmäßig über den äußeren Umfang des rohrförmigen Körpers verteilt. Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind genau drei Nuten am äußeren Umfang des rohrförmigen Körpers vorhanden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist der rohrförmige Körper im Sitzbereich innen konisch mit nach unten sich verringerndem Durchmesser. Dies ist vorteilhaft für das Aufklemmen auf einen konischen Ansatz. Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat der Sitzbereich einen Konuswinkel von 1,5 bis 2,5°, vorzugsweise von 2°. Der flache Konuswinkel ist vorteilhaft für ein reibungsarmes Aufklemmen der Pipettenspitze auf einen Ansatz. Vorzugsweise hat der Ansatz einen Konuswinkel, der den Konuswinkel des Sitzbereiches übersteigt, vorzugsweise von 1,5° bis 3°, weiterhin vorzugsweise von 2°.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der rohrförmige Körper am inneren Umfang des Sitzbereiches unterhalb oder oberhalb des Dichtwulstes eine nach innen vorspringende, geschlossen oder abschnittsweise umlaufende Führungsstruktur auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Führungsstruktur ein Führungswulst oder weist mehrere in Umfangsrichtung verteilte Führungsnocken auf. Die Führungsstruktur stützt die Pipettenspitze seitlich am Ansatz ab, sodass die Pipettenspitze nicht auf dem Ansatz kippt, beispielsweise bei Flüssigkeitsabgabe unter Kontakt des unteren Endes der Pipettenspitze mit einer Wand des Gefäßes ("Wandabgabe"). Die Führungsstruktur ist vorzugsweise so dimensioniert, dass sie ohne Vorspannung am Ansatz anliegt oder durch einen umlaufenden Spalt vom Ansatz beabstandet ist, wenn die Pipettenspitze auf den Ansatz aufgeklemmt ist. Hierdurch werden die Kräfte für das Aufstecken der Pipettenspitze auf den Ansatz gering gehalten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat die Führungsstruktur vom Dichtwulst einen Abstand, der mindestens dem Innendurchmesser des Dichtwulstes entspricht. Dies ist vorteilhaft für das Führen der Pipettenspitze am Ansatz.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der Dichtwulst einen Innendurchmesser von maximal 3,6 mm, vorzugsweise von 3,5 mm, auf und/oder weist die Führungsstruktur einen Innendurchmesser von maximal 3,5 mm, vorzugsweise von 3,4 mm, auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der rohrförmige Körper am inneren Umfang des Sitzbereiches unterhalb des Dichtwulstes, vorzugsweise unterhalb der Führungsstruktur, einen nach unten sich verjüngenden, konischen Bremsbereich auf. Der Bremsbereich bremst den Ansatz beim Eindringen in die Pipettenspitze allmählich ab. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart ist der Bremsbereich zusätzlich zu einer Führungsstruktur vorhanden. Alternativ ersetzt der Bremsbereich die Führungsstruktur, sodass er die Pipettenspitze am Ansatz führt. Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat der Bremsbereich einen Konuswinkel von mindestens 5° und/ oder von maximal 60°, beispielsweise von 40°.
  • Die Nut erstreckt sich in Axialrichtung zumindest über einen Teil der Höhe des Sitzbereiches hinweg. Gemäß einer weiteren Ausführungsart erstreckt sich die Nut in Axialrichtung über die gesamte Höhe des Sitzbereiches hinweg. Gemäß einer weiteren Ausführungsart erstreckt sich die Nut in Axialrichtung nicht über den Sitzbereich hinaus. Gemäß einer anderen Ausführungsart erstreckt sich die Nut in Axialrichtung über den Sitzbereich hinaus. Gemäß einer weiteren Ausführungsart erstreckt sich die Nut in Axialrichtung nach oben und/oder nach unten über den Sitzbereich hinaus.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist die Pipettenspitze einen konischen Anfangsabschnitt, darüber einen konischen Mittelabschnitt mit einem geringeren Konuswinkel als der Anfangsabschnitt und darüber einen zylindrischen Kopfabschnitt auf, wobei ggfs. zwischen dem Anfangsabschnitt und dem Mittelabschnitt ein Übergangsabschnitt mit einer größeren Konuswinkel als der Anfangsabschnitt vorhanden ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die mindestens eine Nut am äußeren Umfang des Kopfabschnittes und/oder der Sitzbereich am inneren Umfang des Kopfabschnittes angeordnet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart hat die Pipettenspitze ein Nennvolumen von höchstens 120 µl, vorzugsweise von 100 µl oder 20 µl.
  • Die Pipettenspitze ist vorzugsweise aus einem einzigen oder aus mehreren verschiedenen Kunststoffen hergestellt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart ist die Pipettenspitze aus mindestens einem Thermoplasten, vorzugsweise aus mindestens einem Polyolefin, vorzugsweise aus mindestens einem Polypropylen (PP) und/oder Polyethylen (PE) hergestellt.
  • Vorzugsweise wird die Pipettenspitze durch Spritzgießen aus mindestens einem Kunststoff hergestellt.
  • Gemäß einer weiteren Lösung der Aufgabe umfasst die erfindungsgemäße Pipettenspitze aus Kunststoff einen länglichen rohrförmigen Körper mit einer unteren Öffnung an dem unteren Ende für den Durchgang von Flüssigkeit und einer oberen Öffnung an dem oberen Ende zum Aufklemmen auf einen Ansatz einer Pipettiervorrichtung, wobei neben der oberen Öffnung am inneren Umfang ein Sitzbereich für den Ansatz und am äußeren Umfang mindestens eine in Axialrichtung erstreckte Nut vorhanden ist und der rohrförmige Körper am Grund der Nut eine Wandstärke von maximal 0,2 mm und in Umfangsrichtung neben der Nut eine Wandstärke von mindestens 0,25 mm aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsart weist die vorstehende Pipettenspitze zusätzlich die Merkmale eines der Ansprüche 1 bis 14 oder einer der vorbeschriebenen weiteren Ausführungsarten dieser Pipettenspitze auf.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Pipettiersystem umfassend mindestens eine erfindungsgemäße Pipettenspitze gemäß einem der Ansprüche 1-14 oder einer der vorstehenden weiteren Ausführungsarten und eine Einkanal-Pipettiervorrichtung mit einem einzigen Ansatz zum Aufstecken einer Pipettenspitze und/oder eine Mehrkanal-Pipettiervorrichtung mit mehreren Ansätzen zum gleichzeitigen Aufstecken mehrerer Pipettenspitzen, wobei die Mehrkanal-Pipettiervorrichtung vorzugsweise einen Dosierkopf mit 16 oder 24 oder 384 Ansätzen aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsart weist der mindestens eine Ansatz mindestens einen konischen Abschnitt auf, wobei der geringste Durchmesser dieses Abschnittes 2,5 bis 3 mm, vorzugsweise 3 mm, und sein Konuswinkel 1,5 bis 3°, vorzugsweise 2° beträgt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1a-d
    eine Pipettenspitze mit 20 µl Nennvolumen in Seitenansicht (Fig. 1a), in einem Längsschnitt (Fig.1b), in einer vergrößerten Draufsicht (Fig. 1c) und in einer Perspektivansicht von der Seite (Fig. 1d);
    Fig. 2a-d
    eine Pipettenspitze mit 100 µl Nennvolumen in einer Seitenansicht (Fig. 2a), in einem Längsschnitt (Fig. 2b), in einer Draufsicht (Fig. 2c) und in einer Perspektivansicht von der Seite (Fig. 2d);
    Fig. 3
    einen Ansatz zum Aufstecken der Pipettenspitze in einer Seitenansicht;
    Fig. 4a-d
    die Pipettenspitze mit einem Nennvolumen von 20 µl aufgesteckt auf den Ansatz in einem teilweisen Längsschnitt (Fig. 4a), in einem vergrößerten Detail b (Fig. 4b), in einem vergrößerten Teil c (Fig. 4c) und in einem Horizontalschnitt durch den Dichtbereich (Fig. 4 d);
    Fig. 5a +
    b eine Pipettenspitze vor dem Aufstecken auf den Ansatz (Fig. 5a) und nach plastischer Verformung innerhalb einer Nut (Fig. 5b), jeweils in einem Horizontalschnitt;
    Fig. 6a-c
    die Pipettenspitze mit einem Nennvolumen von 20 µl auf einer Prüfvorrichtung zum Überprüfen der plastischen Verformung in einer Seitenansicht (Fig. 6a), in ein Vertikalschnitt (Fig. 6b) und in einer Perspektivansicht schräg von der Seite (Fig. 6c);
    Fig. 7a+ b
    Visualisierung der Ergebnisse einer FEM-Verformungsberechnung einer erfindungsgemäßen Pipettenspitze mit Newton am Außenumfang (Fig. 7a) und einer herkömmlichen Pipettenspitze ohne Nuten am Außenumfang (Fig. 7b), jeweils in einer Perspektivansicht schräg von oben und auf die Seite der Pipettenspitze.
  • In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich die Angaben "vertikal" und "horizontal", "oben" und "unten" sowie davon abgeleitete Angaben wie "oberhalb" und "unterhalb" auf eine Anordnung der Pipettenspitze mit vertikal ausgerichteter Mittelachse des rohrförmigen Körpers, wobei sich die obere Öffnung oben und die untere Öffnung unten befindet.
  • Gemäß Fig. 1-2 hat eine Pipettenspitze 1 einen länglichen, rohrförmigen Körper 2, der am unteren Ende 3 eine untere Öffnung 4 und am oberen Ende 5 eine obere Öffnung 6 aufweist. Die untere Öffnung 4 ist kleiner als die obere Öffnung 6.
  • Generell nimmt der innere und der äußere Durchmesser des rohrförmigen Körpers 2 von der unteren Öffnung 4 zur oberen Öffnung 6 hin zu. Der rohrförmige Körper 2 hat unten einen konischen Anfangsabschnitt 7, darüber einen Mittelabschnitt 8 mit einem kleineren Konuswinkel als der Anfangsabschnitt 7 und darüber einen zylindrischen Kopfabschnitt 9 mit größeren Außenabmessungen als der Mittelabschnitt 8. Angrenzend an den Mittelabschnitt 8 läuft an der Unterseite des Kopfabschnittes 9 außen eine nach unten gerichtete äußere Schulter um.
  • Gemäß Fig. 1 ist bei der Pipettenspitze 1 der konische Anfangsabschnitt 7 über einen stärker konischen Übergangsabschnitt 10 mit dem Mittelabschnitt 8 verbunden. Gemäß Fig. 2 ist bei der Pipettenspitze 1 der verhältnismäßig kurze konische Anfangsabschnitt 7 direkt mit dem verhältnismäßig langen Mittelabschnitt 8 verbunden. Die Wandstärke des Anfangsabschnittes 7 und - nur bei der Pipettenspitze von Fig. 1 - des Übergangsabschnittes 10 nimmt von unten nach oben geringfügig zu.
  • Am äußeren Umfang des Kopfabschnittes sind in Axialrichtung erstreckte Nuten 11 vorhanden. Die Nuten 11 erstrecken sich über die gesamte Länge des Kopfabschnittes 9. Sie sind parallel zur Mittelachse des rohrförmigen Körpers 2 ausgerichtet. Jede Pipettenspitze 1 weist drei Nuten 11 auf, die gleichmäßig über den äußeren Umfang des Kopfabschnittes 9 verteilt sind.
  • Jede Nut 11 hat im Querschnitt ein gerundetes Profil. Am Grund hat die Nut 11 einen ersten Radius 12 mit dem Mittelpunkt außerhalb des rohrförmigen Körpers 2. Der erste Radius 12 geht auf beiden Seiten glatt in einen zweiten Radius 13, 14 mit dem Mittelpunkt innerhalb des rohrförmigen Körpers 2 über. Jeder zweite Radius 13,14 geht außen glatt in die zylindrische Außenkontur des Kopfabschnittes 9 über.
  • Neben der oberen Öffnung 6 weist der rohrförmige Körper 2 einen Sitzbereich 15 für einen konischen Ansatz einer Pipettiervorrichtung auf. Der Sitzbereich 15 erstreckt sich in den Kopfabschnitt 9 hinein und ist konisch mit einem Konuswinkel von 2°. Der rohrförmige Körper 2 weist am Innenumfang des Sitzbereichs 15 einen nach innen vorspringenden, umlaufenden Dichtwulst 16 auf. Der Dichtwulst 16 bildet das obere Ende des Sitzbereiches 15. Eine Einführschräge 17 mit konischer Kontur erstreckt sich von der oberen Öffnung 6 bis zum Dichtwulst 16. Der Konuswinkel der Einführschräge 17 beträgt 16°.
  • Der Abstand des Dichtwulstes 16 von der oberen Öffnung beträgt 0,8 mm. Der Dichtwulst 16 steht 0,05 mm vom Sitzbereich 15 vor.
  • In einem weiteren Abstand von der oberen Öffnung 6 weist der rohrförmige Körper eine nach innen vorspringende, geschlossen umlaufende Führungsstruktur 18 in Form eines Führungswulstes auf. Die Führungsstruktur 18 hat einen Abstand von 5,3 mm von der oberen Öffnung 6. Der Führungswulst 18 steht 0,03 mm vom Sitzbereich 15 vor. Alternativ sind anstatt der umlaufenden Führungsstruktur 18 punktuelle oder abschnittsweise umlaufende Führungsstrukturen vorhanden, beispielsweise drei gleichmäßig über den inneren Umfang des Sitzbereiches 15 verteilte Führungsnocken.
  • Unterhalb der Führungsstruktur 18 ist am inneren Umfang des Kopfabschnittes 9 ein konischer Bremsbereich 19 vorhanden. Der Konuswinkel des Bremsbereiches 19 beträgt 40°.
  • Unter dem Bremsbereich 19 befindet sich im Kopfabschnitt 9 ein zylindrischer Hohlraum 20. Der Hohlraum 20 kann grundsätzlich frei bleiben. Bei der Ausführung als Filterpipettenspitze sind in dem Hohlraum 20 eine oder mehrere Filterscheiben eingepresst oder auf andere Art gehalten.
  • Am unteren Ende des zylindrischen Hohlraumes 20 befindet sich eine nach innen vorspringende, nach oben gerichtete und umlaufende innere Schulter 21. Die innere Schulter 21 geht über eine gerundete Kontur in den Mittelabschnitt 8 über.
  • Am Grund der Nuten 11 hat der rohrförmige Körper in einer horizontalen Ebene durch den Dichtwulst 16 eine Wandstärke von höchstens 0,2 mm und in derselben Ebene neben den Nuten 11 eine größere Wandstärke von mindestens 0,25 mm. Im Beispiel beträgt die Wandstärke am Grund der Nuten 0,2 mm und neben den Nuten 0,4 mm.
  • Die Pipettenspitzen 1 sind vorzugsweise aus Polypropylen hergestellt.
  • Gemäß Fig. 3 weist einen Ansatz 22 einen gerundeten Einführabschnitt 23 mit einem umlaufenden Radius 24 und einem maximalen Durchmesser von 3,4 mm, daran angrenzend einen Führungsabschnitt 25 mit einem kleinen Konuswinkel von 2° und einem maximalen Durchmesser von 3,6 mm, daran angrenzend einen Klemmabschnitt 26 mit demselben Konuswinkel und einem maximalen Durchmesser von 3,8 mm und daran angrenzend einen zylindrischen Tragabschnitt 27 auf. Der Ansatz ist vorzugsweise aus Edelstahl oder hochfestem und starrem Kunststoff hergestellt, z.B. aus einem Duroplasten.
  • Der Ansatz 22 ist durch die obere Öffnung 6 in die Pipettenspitze 1 bis in die in Fig. 4 gezeigte Position einführbar. In dieser Position ist der Einführabschnitt 23 gegen den Bremsbereich 19 geschoben, liegt der Führungswulst 18 am Führungsabschnitt 25 und der Dichtwulst 16 am Klemmabschnitt 26 an. Hierdurch ist der Innendurchmesser im Sitzbereich 15 aufgeweitet. Die Aufweitung beruht auf einer plastischen Verformung der Wand der Pipettenspitze 1 innerhalb zumindest einer Nut 11. Eine zusätzliche elastische Verformung ist dabei möglich.
  • Gemäß Fig. 5 ist durch die plastische Verformung ein ursprünglich 0,011 mm breiter Streifen am Grund der Nut 11 plastisch auf eine Breite von 0,013 mm aufgeweitet. Zwischen den Wendepunkten des Nutprofils auf den Nutflanken ist die Nut 11 plastisch von 0,389 mm auf 0,402 mm aufgeweitet.
  • Es wurde beobachtet, dass sich die plastische Verformung in der Regel auf eine der drei Nuten 11 beschränkt. Offenbar beruht dies darauf, dass beim Spritzgießen der Pipettenspitze 1 der Kern des Spritzgieß-Werkzeuges etwas aus Zentrum der Kavität heraus verlagert ist, sodass die Wandstärke im Bereich der Nuten 11 leicht unterschiedlich ist. Die Verlagerung aus dem Zentrum heraus beruht anscheinend auf dem Staudruck der seitlich in die Kavität einströmenden Kunststoffmasse.
  • Durch die plastische Verformung beim Aufklemmen der Pipettenspitze 1 auf den Ansatz 22 wird die Klemmkraft auf einen für die Abdichtung und einen festen Sitz der Pipettenspitze 1 auf dem Ansatz 22 hinreichenden Wert begrenzt.
  • Die Anlage des Führungswulstes 18 am Führungsabschnitt 25 verhindert eine seitliche Auslenkung der Pipettenspitze 1 und damit Lockerung ihres Sitzes auf dem Ansatz 22 insbesondere bei Wandabgabe.
  • Der Bremsbereich 19 bremst das Aufschieben der Pipettenspitze 1 auf den Ansatz 22 sanft ab, wodurch beim gleichzeitigen Aufnehmen mehrerer Pipettenspitzen von einem Tray oder Rack mittels einer Mehrkanal-Pipettiervorrichtung ein hinreichend fester und abdichtender Sitz sämtlicher Pipettenspitzen auf sämtlichen Ansätzen begünstigt wird.
  • Gemäß Fig. 6 wird für die Überprüfung der plastischen Verformung die Pipettenspitze 1 aus PP einer definierten Aufklemmkraft auf einen Ansatz 22 aus Edelstahl mit polierter Oberfläche gedrückt. Die Aufsteckkraft wird durch eine Schraubenfeder 28 begrenzt, über die der Ansatz 22 an einem Widerlager 29 abgestützt ist. Die Pipettenspitze 1 hat sich am Grund einer Nut 11 plastisch verformt. Dies ist durch Markieren eines Streifens am Grund der Nut und Messen der Streifenbreite vor und nach dem Aufstecken der Pipettenspitze auf den Ansatz 22 feststellbar.
  • Zusätzlich kann in dieser Anordnung die Dichtigkeit überprüft werden. Dafür wird die Pipettenspitze 1 an ihrer unterer Öffnung 4 luftdicht verschlossen und an ihrer oberer Öffnung 6 ein Vakuum angelegt.
  • Fig. 7a und b zeigen die Verformungen einer erfindungsgemäßen Pipettenspitze 1 und einer herkömmlichen Pipettenspitze 1 mit in Umfangsrichtigung konstanter Wandstärke beim Einleiten einer definierten radialen Kraft in den Sitzbereich 15 gemäß FEM-Berechnungen. Die Höhe der Verformung ist durch Farben gekennzeichnet, wobei die Werte der Verformung den Farben in der Legende zugeordnet sind. Die Konturen der verformten Pipettenspitzen 1 sind grafisch überzeichnet in Farbe eingetragen. Zusätzliche Linien geben die Konturen der unverformten Pipettenspitzen 1 an.
  • Die stärksten Verformungen durch die radial auf die Sitzbereiche 15 wirkenden Aufsteckkräfte treten in der Nähe der oberen Öffnungen 6 der Pipettenspitzen 1 auf. Bei der erfindungsgemäßen Pipettenspitze 1 sind sie auf die Nuten 11 konzentriert. Da es sich um eine Berechnung handelt, sind sämtliche Nuten 11 gleichermaßen betroffen. Bei der erfindungsgemäßen Pipettenspitze 1 sind die Verformungen an den Nuten 6,5-fach so hoch wie bei der herkömmlichen Pipettenspitze 1. Die Verformungen innerhalb der Nuten 11 weisen plastische und elastische Anteile auf. Im Übrigen sind die Verformungen elastisch.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Pipettenspitze
    2
    rohrförmiger Körper
    3
    unteres Ende
    4
    untere Öffnung
    5
    oberes Ende
    6
    obere Öffnung
    7
    Anfangsabschnitt
    8
    Mittelabschnitt
    9
    Kopfabschnitt
    10
    Übergangsabschnitt
    11
    Nut
    12
    erster Radius
    13, 14
    zweiter Radius
    15
    Sitzbereich
    16
    Dichtwulst
    17
    Einführschräge
    18
    Führungsstruktur
    19
    konischer Bremsbereich
    20
    zylindrischer Hohlraum
    21
    innere Schulter
    22
    Ansatz
    23
    Einführabschnitt
    24
    umlaufender Radius
    25
    Führungsabschnitt
    26
    Klemmabschnitt
    27
    zylindrischer Tragbereich
    28
    Schraubenfeder
    29
    Widerlager
    30
    Stopfen

Claims (15)

  1. Pipettenspitze aus Kunststoff mit einem länglichen rohrförmigen Körper (2) mit einer unteren Öffnung (4) an dem unteren Ende (3) für den Durchgang von Flüssigkeit und einer oberen Öffnung (6) an dem oberen Ende (5) zum Aufklemmen auf einen Ansatz (22) einer Pipettiervorrichtung, wobei neben der oberen Öffnung (6) am inneren Umfang ein Sitzbereich (15) für den Ansatz (22) und am äußeren Umfang mindestens eine in Axialrichtung erstreckte Nut (11) vorhanden ist und der rohrförmige Körper so ausgebildet ist, dass dieser beim Aufstecken der Pipettenspitze mit einer Aufsteckkraft von maximal 5 N, vorzugsweise von 3,3 N, mit dem Sitzbereich auf einen Ansatz, der mindestens in einem Abschnitt konisch ist, wobei der geringste Durchmesser dieses Abschnittes 3 mm und sein Konuswinkel 2° beträgt, innerhalb der Nut (11) in Umfangsrichtung plastisch gedehnt wird.
  2. Pipettenspitze nach Anspruch 1, bei der der rohrförmige Körper (2) am Grund der Nut (11) eine Wandstärke maximal 0,2 mm und/oder von mindestens 0,15 mm aufweist und/oder bei der der rohrförmige Körper (2) in Umfangsrichtung neben der Nut (11) eine Wandstärke von mindestens 0,25 mm aufweist.
  3. Pipettenspitze nach Anspruch 1 oder 2, bei der der rohrförmige Körper (2) am inneren Umfang des Sitzbereichs (15) einen nach innen vorspringenden, umlaufenden Dichtwulst (16) aufweist.
  4. Pipettenspitze nach Anspruch 3, bei der der Dichtwulst (16) in einem Abstand von der oberen Öffnung (6) angeordnet ist.
  5. Pipettenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der rohrförmige Körper (2) an der oberen Öffnung (6) am inneren Umfang eine Einführschräge (17) aufweist.
  6. Pipettenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der rohrförmige Körper (2) am äußeren Umfang mehrere, vorzugsweise drei Nuten (11) aufweist.
  7. Pipettenspitze nach Anspruch 6, bei der die Nuten (11) gleichmäßig über den äußeren Umfang des rohrförmigen Körpers (2) verteilt sind.
  8. Pipettenspitze nach einer Ansprüche 3 bis 7, die unterhalb des Dichtwulstes (16) eine nach innen vorspringende, geschlossen oder abschnittsweise umlaufende Führungsstruktur (18) aufweist.
  9. Pipettenspitze nach Anspruch 8, bei der die Führungsstruktur (18) vom Dichtwulst (16) einen Abstand aufweist, der mindestens dem Innendurchmesser des Dichtwulstes (16) entspricht.
  10. Pipettenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der rohrförmige Körper (2) am inneren Umfang des Sitzbereiches (15) unterhalb des Dichtwulstes (16), vorzugsweise unterhalb der Führungsstruktur (18), einen nach unten sich verjüngenden, konischen Bremsbereiche (19) aufweist.
  11. Pipettenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die einen konischen Anfangsabschnitt (7), darüber einen konischen Mittelabschnitt (8) mit einem geringeren Konuswinkel als der Anfangsabschnitt (7) und darüber einen zylindrischen Kopfabschnitt (9) aufweist, wobei gegebenenfalls zwischen dem Anfangsabschnitt (7) und dem Mittelabschnitt (8) ein Übergangsabschnitt (10) mit einem größeren Konuswinkel als der Anfangsabschnitt (7) vorhanden ist.
  12. Pipettenspitze nach Anspruch 11, bei der die mindestens eine Nut (11) am äußeren Umfang des Kopfabschnittes (9) angeordnet ist und bei der der Sitzbereich (15) am inneren Umfang des Kopfabschnittes (9) angeordnet ist.
  13. Pipettenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die aus mindestens einem Thermoplasten, vorzugsweise aus mindestens einem Polyolefin, vorzugsweise aus mindestens einem Polypropylen und/oder Polyethylen hergestellt ist.
  14. Pipettenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einem oder mehreren der folgenden Merkmale:
    • der Grund der Nut (11) weist einen ersten Radius auf und die Flanken der Nut (11) sind direkt mit dem ersten Radius verbunden,
    • der erste Radius beträgt maximal 0,5 mm und/oder mindestens 0,1 mm, vorzugsweise 0,25 mm,
    • die Nut (11) weist in Umfangsrichtung eine Breite von maximal 1,5 mm, und/oder mindestens 0,25 mm, vorzugsweise 0,8 mm auf,
    • die Wandstärke des rohrförmigen Körpers (2) beträgt in Umfangsrichtung neben der Nut (11) mindestens 0,3 mm und/oder maximal 0,4 mm,
    • der Abstand des Dichtwulstes (16) von der oberen Öffnung (6) beträgt mindestens 0,1 und/oder maximal 4,0 mm,
    • die Einführschräge (17) weist einen Konuswinkel im Bereich von 5 bis 25° auf,
    • der Sitzbereich (15) ist innen konisch mit nach unten sich verringerndem Durchmesser, wobei der Konuswinkel vorzugsweise 1,5 bis 2,5°, vorzugsweise 2° beträgt,
    • der Dichtwulst (16) weist einen Innendurchmesser von maximal 3,54 mm, vorzugsweise von 3,52 mm, und/oder die Führungsstruktur (18) weist einen Innendurchmesser von maximal 3,42 mm, vorzugsweise von 3,4 mm auf.
  15. Pipettiersystem umfassend mindestens eine Pipettenspitze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 und eine Einkanal-Pipettiervorrichtung mit einem einzigen Ansatz zum Aufstecken einer Pipettenspitze und/oder eine Mehrkanal-Pipettiervorrichtung mit mehreren Ansätzen zum gleichzeitigen Aufstecken mehrerer Pipettenspitzen.
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