PL186037B1

PL186037B1 - Method of calibrating a pipette

Info

Publication number: PL186037B1
Application number: PL98325795A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Czernecki; Wojciech Sarna
Original assignee: P Z Htl Sa
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 2003-09-30
Also published as: PL325795A1

Abstract

. Sposób kalibracji pipety, zbudo57) wanej z korpusu w postaci rękojeści oraz trzonu, w którym jest umieszczony nurnik przesuwany pokrętłem poprzez śrubę nastawczą, znamienny tym, że nastawia się ręcznie objętość pobieranej cieczy przez wkręcanie i wykręcanie śruby nastawczej regulującej długość skoku roboczego nurnika w trzonie, określa się położenie śruby nastawczej i przesyła się sygnał o położeniu śruby nastawczej do układu elektronicznego, do którego pamięci wprowadza się wcześniej wzorcowe krzywe pobieralności dla pipety w postaci wielomianu n-tego stopnia, po czym porównuje się sygnał o położeniu śruby nastawczej z jedną z krzywych pobieralności i przyporządkowuje się położenie śruby nastawczej wartości pobieranej objętości cieczy, którą wyświetla się na wyświetlaczu.. A method of calibrating a pipette, constructed57) from a body in the form of a handle and a shaft in which a plunger is placed, moved by a knob through an adjustment screw, characterized in that the volume of the liquid being drawn is manually adjusted by screwing in and out the adjustment screw regulating the working stroke length of the plunger in the shaft, the position of the adjustment screw is determined and a signal about the position of the adjustment screw is sent to an electronic system, into whose memory standard collection curves for the pipette are previously entered in the form of an nth-degree polynomial, after which the signal about the position of the adjustment screw is compared with one of the collection curves and the position of the adjustment screw is assigned to the value of the liquid volume being drawn, which is displayed on the display.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób kalibracji pipety.The present invention relates to a pipette calibration method.

Z niemieckiego opisu patentowego nr 43 35 863 znana jest pipeta tłokowa zbudowana z urządzeń nastawczych do zmiany skoku tłoka, urządzeń wskaźnikowych do wskazywania dozowanej objętości cieczy oraz elementów sprzęgających, umieszczonych pomiędzy urządzeniami nastawczymi i urządzeniami wskaźnikowymi, do zmieniania współczynnika korekcyjnego pipety określającego stosunek skoku tłoka do wskazywanej objętości cieczy. Pipeta posiada urządzenie przełączające przeznaczone do rozłączania urządzeń sprzęgających i do zmieniania współczynnika korekcyjnego pipety poprzez przestawianie urządzeń nastawczych. Urządzenia sprzęgające mają dwa połączone ze sobą zębate koła czołowe sprzęgła, przy czym urządzenie nastawcze połączone jest z nastawczym zębatym kołem czołowym, obróconym odpowiednio do skoku tłoka, zaś urządzenia wskaźnikowe są połączone ze wskaźnikowym zębatym kołem czołowym, obróconym odpowiednio do wskazywanej objętości cieczy. Jedno koło czołowe sprzęgła zazębia się z nastawczym kołem czołowym zaś drugie koło czołowe sprzęgła zazębia się ze wskaźnikowym kołem czołowym, przy czym koła czołowe sprzęgła są umieszczone na jednej osi, opierają się o sprężynę i dają się przesuwać przez urządzenie przełączające na osi w kierunku przeciwnym do działania sprężyny przy wyprzęgnięciu przynajmniej jednego czołowego sprzęgła.DE 43 35 863 describes a piston pipette consisting of adjusting devices for changing the piston stroke, display devices for indicating the dosed liquid volume and coupling elements arranged between the adjusting devices and the display devices for changing the pipette correction factor defining the ratio of the piston stroke to indicated liquid volume. The pipette has a switching device for disengaging the coupling devices and for changing the pipette correction factor by adjusting the setting devices. The coupling devices have two interconnected spur gears of the clutch, the setting device being connected to an adjusting spur gear rotated according to the piston stroke, and the indicator devices being connected to an indicator gear spur rotated according to the indicated fluid volume. One clutch spur gear meshes with the adjusting spur gear and the other clutch spur gear meshes with the indicator spur gear, the clutch spur gears being arranged on one axle, resting on the spring and slidable by the switching device on the axle in the opposite direction to the spring action when at least one front clutch is disengaged.

W opisie patentowym USA nr 4,567,780 jest ujawniona pipeta zbudowana z korpusu zawierającego zespół nurnika uruchamianego ręcznie. Pipeta posiada zestyki elektryczne do wyczuwania końcowej pozycji nurnika, liniowe czujniki pozycji nurnika generujące elektryczny sygnał proporcjonalny do odległości nurnika od położenia końcowego oraz przetwornik przetwarzający te sygnały elektryczne na wskazania objętości.U.S. Patent No. 4,567,780 discloses a pipette consisting of a body containing a hand-actuated plunger assembly. The pipette has electrical contacts for sensing the end position of the plunger, linear plunger position sensors generating an electrical signal proportional to the distance of the plunger from the end position, and a transducer that converts these electrical signals into volume indications.

W opisie patentowym USA nr 5,389,341 jest z kolei ujawniona pipeta mająca korpus z dolnym i górnym końcem, w którym jest umieszczony cylinder otwarty poniżej dolnego końca korpusu, przy czym w cylindrze jest umieszczony tłok, który porusza się między dolną i górną pozycjami dla pobierania cieczy do pipety i dozowania cieczy pipetą. Znana pipeta zawiera ponadto silnik i przekładnię do wprowadzania w ruch tłoka, elektroniczny zespół sterujący do sterowania ruchem tłoka, zespół hamujący do zatrzymywania ruchu tłoka w za186 037 danej pozycji, pokrętło poruszające się w sposób postępowo-zwrotny i przesuwny w korpusie oraz zespół pomiarowy przesunięcia pokrętła. Zespół pomiarowy jest połączony z zespołem sterującym w ten sposób, że w wyniku przesunięcia pokrętła generuje się sygnał dla zespołu sterującego, który zasila energią silnik uruchamiający tłok, wskutek czego steruje się ruchem tłoka przez elementy zespołu sterującego.U.S. Patent No. 5,389,341 in turn discloses a pipette having a body with a lower and upper end in which a cylinder open below the lower end of the body is disposed, and a piston is disposed in the cylinder that moves between the lower and upper positions to draw liquid into it. pipette and pipette dispensing liquid. The known pipette further comprises a motor and gear for actuating the piston movement, an electronic control unit for controlling the movement of the piston, a brake unit for stopping the movement of the piston in a given position, a knob that is reciprocatingly moving and sliding in the body, and a knob offset measuring unit. . The measuring unit is connected to the control unit in such a way that, as a result of the displacement of the knob, a signal is generated for the control unit, which energizes the motor actuating the piston, whereby the movement of the piston is controlled by the elements of the control unit.

W polskim opisie patentowym nr 151372 jest opisana pipeta automatyczna ze sterownikiem mikroprocesorowym składająca się z rękojeści, w której zamontowany jest układ napędowy zbudowany z silnika krokowego, śruby pociągowej, nakrętki i sprzęgła magnetycznego oraz wkręcanych w rękojeść wymiennych trzonów, z których każdy jest wyposażony w cylinder, tłok i uszczelkę, oraz z układu elektronicznego do zliczania impulsów elektrycznych wysyłanych do silnika krokowego i czujnika położenia tłoka umieszczonego na jego drodze. W rękojeści znajduje się tuleja ruchoma względem rękojeści i połączona sztywno z obudową silnika krokowego wsuwająca się podczas skręcania rękojeści z trzonem w element, którego górna część jest cylindrem współpracującym suwliwie z tuleją zaś dolna część jest cylindrem, w którym porusza się tłok. Oba cylindry elementu są współosiowe zaś tłok w swym górnym końcu połączony jest sztywno ze zworą magnetyczną współpracującą ze sprzęgłem magnetycznym w kształcie walca, którego podstawy są biegunami magnesu. Każdy z wymiennych trzonów zawiera zakodowaną informację o swojej pojemności w postaci pasków kontrastujących z kolorem trzonu względnie w postaci pasków magnetycznych, zaś we wgłębieniu obudowy sterownika znajduje się układ optyczny względnie układ magnetyczny do odczytu tej informacji.The Polish patent no. 151372 describes an automatic pipette with a microprocessor controller, consisting of a handle with a drive system consisting of a stepper motor, lead screw, nut and magnetic clutch and interchangeable shafts screwed into the handle, each of which is equipped with a cylinder , a piston and a seal, and from an electronic system for counting the electrical pulses sent to the stepper motor and a piston position sensor positioned in its path. In the handle there is a sleeve movable in relation to the handle and rigidly connected to the casing of the stepper motor, which slides in when the handle is twisted with the shaft into an element, the upper part of which is a cylinder slidingly cooperating with the sleeve, and the lower part is a cylinder in which the piston moves. Both cylinders of the element are coaxial, and the piston at its upper end is rigidly connected to a magnetic armature cooperating with a cylindrical magnetic clutch, the bases of which are the poles of a magnet. Each of the exchangeable shafts carries the encoded information about its capacity in the form of stripes contrasting with the color of the shank or in the form of magnetic stripes, and in the cavity of the controller housing there is an optical system or a magnetic system for reading this information.

istotą sposobu kalibracji pipety, zbudowanej z korpusu w postaci rękojeści oraz trzonu, w którym jest umieszczony nurnik przesuwany pokrętłem poprzez śrubę nastawczą, według wynalazku jest to, że nastawia się ręcznie objętość pobieranej cieczy przez wkręcanie i wykręcanie śruby nastawczej regulującej długość skoku roboczego nurnika w trzonie, określa się położenie śruby nastawczej i przesyła się sygnał o położeniu śruby nastawczej do układu elektronicznego, do którego pamięci wprowadza się wcześniej wzorcowe krzywe pobieralności dla pipety w postaci wielomianu n-tego stopnia, po czym porównuje się sygnał o położeniu śruby nastawczej z jedną z krzywych pobieralności i przyporządkowuje się położenie śruby nastawczej wartości pobieranej objętości cieczy, którą wyświetla się na wyświetlaczu.The essence of the method of calibrating a pipette, made of a body in the form of a handle and a shaft, in which a plunger is moved by a knob through the adjusting screw, according to the invention, is that the volume of the collected liquid is manually adjusted by screwing in and unscrewing the adjusting screw adjusting the length of the plunger working stroke in the shaft , the position of the adjusting screw is determined and the signal about the position of the adjusting screw is sent to the electronic system, into the memory of which the standard pick-up curves for the pipette are previously entered in the form of an nth degree polynomial, then the signal about the position of the adjusting screw is compared with one of the curves absorption and the position of the adjusting screw is allocated to the value of the sampled liquid, which is shown on the display.

Korzystnie według wynalazku krzywe pobieralności pipety przyporządkowuje się różnym rodzajom pobieranej cieczy.Preferably, according to the invention, the pipette uptake curves are assigned to the different types of liquid withdrawn.

Korzystnie współczynniki wielomianu n-tego stopnia uzależnia się od czynników wpływających na wartość pobieranej objętości cieczy.Preferably, the coefficients of the nth degree polynomial depend on the factors influencing the value of the fluid volume taken.

Korzystnie datę zmiany współczynników wielomianu n-tego stopnia wprowadza się do pamięci układu elektronicznego i wyświetla na wyświetlaczu.Preferably, the date of change of the nth degree polynomial coefficients is entered into the memory of the electronic circuit and displayed on the display.

Zaletą sposobu według wynalazku jest łatwość kalibracji pipety dla różnych rodzajów cieczy i warunków jej pobierania oraz różnych rodzajów używanych końcówek.The advantage of the method according to the invention is the ease of calibrating the pipette for different types of liquid and its collection conditions and for the different types of tips used.

Sposób kalibracji pipety przedstawiono w przykładzie realizacji w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia pipetę w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - pipetę w widoku z przodu a fig. 3 - schemat obwodów elektronicznych pipety.The method of calibrating the pipette is shown in the embodiment based on the drawing, in which Fig. 1 shows the pipette in longitudinal section, Fig. 2 - a pipette in front view, and Fig. 3 - a schematic diagram of the electronic circuits of the pipette.

Pipeta, zbudowana z rękojeści 1 i trzonu 2, przeznaczona jest do pobierania cieczy do jednorazowej końcówki 3. W trzonie 2 porusza się nurnik 4 uszczelniony uszczelką 5. Nurnik 4, który jest napędzany trzpieniem 6 wciskanym przyciskiem 7, wykonuje ruch posuwisto-zwrotny.The pipette, composed of the handle 1 and the shaft 2, is designed to draw liquid to the disposable tip 3. The plunger 4, sealed with a seal 5, moves in the shaft 2. The plunger 4, which is driven by the pin 6 by pressing button 7, performs a reciprocating movement.

Podczas ruchu nurnika 4 w górę do końcówki 3 pobierana jest ciecz zaś podczas ruchu nurnika 4 w dół ciecz wydawana jest z końcówki 3. Ruch trzpienia 6 ograniczony jest dwoma zderzakami, to jest zderzakiem górnym 8 ograniczającym ruch w górę i zderzakiem dolnym 9 ograniczającym ruch w dół. Zatem zderzak górny 8 stanowi opór dla trzpienia 6 w jego ruchu w górę a zderzak dolny 9 stanowi opór dla przycisku 1 w jego ruchu w dół. Położenie zderzaka górnego 8 jest regulowane , pzzy czym do zmimiyjego położenia jsst przeznaczona śruba nastawcza 10. Śrubę nastawczą 10 wkręca się lub wykręca z nakrętki 11, która jest elementem, rękojeści 1, przy pomocy pokrętła 12. Pokręcenie pokrętłem 12 powoduje obrót tulei prowadzącej 13. W otworze tulei prowadzącej 13 wykonane są rowki 14, w których w czasie wkręcania i wykręcania śruby nastawczej 10 przesuwają się wzdłużnie występy 15 znajdująceDuring the upward movement of the plunger 4 upwards, liquid is drawn into the tip 3, and during the downward movement of the plunger 4, the liquid is discharged from the tip 3. The movement of the plunger 6 is limited by two stops, i.e. the upper stop 8 limiting the upward movement and the lower stop 9 limiting the movement in down. Thus, the top stop 8 resists the pin 6 in its upward movement and the bottom stop 9 resists the button 1 in its downward movement. The position of the upper bumper 8 is adjustable, so that the adjusting screw 10 is used to change its position. The adjusting screw 10 is screwed in or unscrewed from the nut 11, which is an element of the handle 1, by means of the knob 12. Turning the knob 12 causes the guide bushing 13 to rotate. In the bore of the guide sleeve 13, grooves 14 are made, in which when screwing in and unscrewing the adjusting screw 10, projections 15 located along the

186 037 się na śrubie nastawczej 10. Zmiana położenia zderzaka górnego 8, który jest elementem śruby nastawczej 10, powoduje zmniejszenie lub zwiększenie skoku roboczego nurnika 4, to jest zmniejszenie lub zwiększenie pobieranej przez pipetę: objętości cieczy. Trzpień 6 dociskany jest do zderzaka górnego 8 przez sprężynę powrotną 16, która jednocześnie powoduje powrót nurnika 4 do górnego położenia. Z kolei zderzak dolny 9 dociskany jest do pokrętła 12 przez sprężynę wydmuchu 17.On the adjusting screw 10. Changing the position of the upper stop 8, which is an element of the adjusting screw 10, causes a decrease or increase in the working stroke of the plunger 4, i.e. a decrease or increase of the liquid volume taken up by the pipette. The pin 6 is pressed against the upper stop 8 by a return spring 16 which, at the same time, causes the plunger 4 to return to its upper position. In turn, the lower stop 9 is pressed against the knob 12 by the blow-off spring 17.

Pobranie cieczy wymaga wciśnięcia przycisku 7 aż do oparcia się o zderzak dolny 9, włożenia końcówki do pobieranej cieczy i zwolnienia przycisku 7 do oparcia się trzpienia 6 o zderzak górny 8. Zostanie wykonany ruch na odcinku L,. Wydanie cieczy wymaga ponownego wciśnięcia przycisku 7 do zderzaka dolnego 9. Zostanie ponownie wykonany ruch na odcinku L,. W celu usunięcia pozostałości cieczy z końcówki 3 należy wcisnąć przyciskiem 7 zderzak dolny 9, pokonać opory sprężyny wydmuchu 17 i docisnąć przycisk 7 do pokrętła 12. Zostanie wykonany ruch na odcinku L₂.Taking the liquid requires pressing the button 7 until it rests against the lower stop 9, inserting the tip into the collected liquid and releasing the button 7 until the spindle 6 rests against the upper stop 8. The movement will be performed on the section L1. To dispense the liquid, the button 7 must be pressed again to the lower stop 9. The movement will be performed again along the line L ,. In order to remove liquid residues from the tip 3, press the button 7 on the lower stop 9, overcome the resistance of the blow-off spring 17 and press the button 7 against the knob 12. The movement will be made on the L ₂ section.

Położenie śruby nastawczej 10 kontrolowane jest przez układ optyczny 18 tarczy enkodera 19. Tarcza enkodera 19 zamocowana jest na tulei prowadzącej 13 i obraca się równocześnie z pokrętłem 12 i tuleją 13. Układ optyczny 18 kontroluje ruch tarczy enkodera 19, przez co określa się aktualne położenie śruby nastawczej 10 i zderzaka górnego 8. Aktualne położenie śruby nastawczej 10 w postaci informacji o ilości impulsów zliczonych przez układ optyczny 18 przekazywane jest do układu elektronicznego 20. Układ elektroniczny 20 porównuje sygnał o położeniu śruby nastawczej 10 z jedną z krzywych pobieralności, które w postaci wielomianu n-tego stopnia zostały wcześniej wprowadzone do jego pamięci, przyporządkowuje położeniu śruby nastawczej 10 wartość pobieranej objętości cieczy i wyświetla ją na wyświetlaczu 21. Układ elektroniczny 20 automatycznie wybiera wcześniej wprowadzone do jego pamięci współczynniki wielomianu n-tego stopnia w zależności od rodzaju trzonu 2 włożonego do pipety. Sygnał o rodzaju trzonu 2 jest przekazywany do układu elektronicznego przez czujniki 22.The position of the set screw 10 is controlled by the optics 18 of the encoder disk 19. The encoder disk 19 is mounted on the guide sleeve 13 and rotates simultaneously with the knob 12 and the sleeve 13. The optical system 18 controls the movement of the encoder disk 19, thereby determining the current position of the screw of the setting screw 10 and the upper stop 8. The current position of the adjusting screw 10 is transmitted to the electronic system 20 in the form of information about the number of pulses counted by the optical system. The electronic system 20 compares the signal about the position of the adjusting screw 10 with one of the reception curves, which in the form of a polynomial nth degree have been previously stored in its memory, it assigns the value of the liquid volume to be drawn to the position of the adjusting screw 10 and displays it on the display 21. The electronic system 20 automatically selects the nth degree polynomial coefficients previously stored in its memory depending on the type of shaft 2 inserted into the pipette. The stem 2 signal is transmitted to the electronics by sensors 22.

W przypadku pobierania cieczy o własnościach innych niż woda, dla której zostały określone i wprowadzone do pamięci układu elektronicznego 20 współczynniki wielomianu n-tego stopnia, należy określić rzeczywiste objętości cieczy pobieranej przez pipetę, a następnie wciskając przycisk 23 i kręcąc pokrętłem 12 wprowadzić te wartości do układu elektronicznego 20 obserwując pojawienie się ich na wyświetlaczu 21. Po dwukrotnym wciśnięciu przycisku 23 i zatwierdzeniu wprowadzonych do pamięci nowych wartości układ elektroniczny 20 automatycznie dokonuje kalibracji pipety 1 wyliczając nowe współczynniki wielomianu n-tego stopnia.In the case of sampling liquids with properties other than water, for which the n-degree polynomial coefficients have been determined and entered into the memory of the electronic system 20, the actual volumes of the liquid collected by the pipette should be determined, and then by pressing the 23 button and turning the knob 12, enter these values to of the electronic system 20, observing their appearance on the display 21. After pressing the button 23 twice and confirming the new values entered into the memory, the electronic system 20 automatically calibrates the pipette 1 by calculating new coefficients of the n-th polynomial.

W podobny sposób dokonywana jest kalibracja pipety w przypadku zmiany czynników wpływających na pobieraną objętość cieczy, takich jak rodzaj końcówki 3, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność powietrza, temperatura cieczy i temperatura otoczenia. Ponadto w pamięci układu elektronicznego 20 można zapamiętać datę zmiany współczynników wielomianu n-tego stopnia i następnie wyświetlać ją na wyświetlaczu 21.The pipette is calibrated in a similar way when the factors influencing the liquid volume to be withdrawn, such as tip type 3, atmospheric pressure, air humidity, liquid temperature and ambient temperature, change. Moreover, in the memory of the electronics 20, it is possible to store the date of change of the coefficients of the nth degree polynomial and then display it on the display 21.

Układ elektroniczny 20 zasilany jest z baterii 24.The electronic circuit 20 is powered by the battery 24.

186 037186 037

Fig. 3Fig. 3

186 037186 037

77

Fig. 1 Fig. 2Fig. 1 Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. The method of calibrating a pipette, made of a body in the form of a handle and a shaft, in which a plunger is placed, which is moved by a knob through the adjusting screw, characterized by manually adjusting the volume of the collected liquid by screwing in and unscrewing the adjusting screw adjusting the length of the plunger working stroke in the shaft, the position of the adjusting screw is determined and the signal about the position of the adjusting screw is sent to the electronic system, into the memory of which the standard pick-up curves for the pipette are previously entered in the form of an n-degree polynomial, then the signal about the position of the set screw is compared with one of the collection curves and assigns the position of the adjusting screw to the value of the sampled liquid, which is displayed on the display.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the pipette uptake curves are assigned to different types of liquid withdrawn.

3. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the coefficients of the nth degree polynomial are dependent on factors influencing the value of the fluid volume taken.

4. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the date of change of the coefficients of the nth degree polynomial is entered into the memory of the electronic circuit and displayed on the display.