BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung zellbiologischer Versuche, bei welcher in einem Gehäuse mindestens für den Zu- und Abfluss eines Zellkulturmediums in Verbindung stehende Kammern vorgesehen sind.
Die Technik der Zellzüchtung ausserhalb von Organismen ist in wissenschaftlichen Laboratorien sowie in der Industrie eine an sich bekannte Methode. Hierbei werden pflanzliche, tierische oder menschliche Zellen in speziell ausgebildeten und mit Reakti onskammem versehenen Vorrichtungen oder Gefässen in einem Nährmedium zur Vermehrung gebracht, wobei nach einem Zellzyklus das Nährmedium normalerweise verbraucht und somit durch frisches Medium zu ersetzen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einfachem Aufbau der genannten Art zu schaffen, die eine kontinuierliche Zufuhr des Mediums zu der Reaktionskammer gewährleistet, wobei die Vorrichtung auch im schwerelosen Raum oder bei unterschiedlicher Ausrichtung zur Schwerkraftrichtung verwendbar sein soll, ohne dass eine wesentliche Mithilfe von Bedienungspersonal erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die in einem ersten Gehäuseteil angeordnete erste Kammer zur Aufnahme eines Betriebsmediums sowie einer osmotischen Flüssigkeitspumpe und die in einem zweiten Gehäuseteil angeordnete zweite Kammer zur Aufnahme des Zellkulturmediums ausgebildet ist, wobei zur kontinuierlichen Abgabe des Zellkulturmediums die zweite Kammer über einen ersten Kanal mit der Flüssigkeitspumpe und über einen zweiten Kanal mit der ersten Kammer in Verbindung steht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung bildet ein in sich geschlossenes System und gewährleistet einen automatischen Mediumaustausch ohne weitere Hilfsmittel. Die darin verwendete und an sich bekannte osmotische Flüssigkeitspumpe wurde ursprünglich für andere Zwecke entwickelt und ist im Handel mit verschiedenen Spezifikationen erhältlich.
Der Anwendungsbereich der erfindungsgemässen Vorrichtung ist nicht nur auf ein Weltraumlabor beschränkt, sondern auch bei Studien in der Entwicklungsbiologie und in der Embryologie verwendbar, bei welchen Studien das Problem der kontinuierlichen Zugabe von Medien und anderen flüssigen Stoffen ebenfalls auftritt.
Bei allen zellbiologischen Versuchen ist es wichtig, dass unter absolut sterilen Bedingungen gearbeitet werden kann. Aus diesem Grunde wurden für die vorliegende Vorrichtung nur Materialien verwendet, die sich hitzesterilisieren (autoklavieren) lassen.
Da Zellkulturen im allgemeinen druckempfindlich sind, sollten sich in einem derartigen geschlossenen System keine Überdrücke aufbauen. Dies ist bei der vorliegenden Vorrichtung ebenfalls gewährleistet.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine in Schnittansicht und in demontiertem Zustand dargestellte Vorrichtung, und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, gemäss Fig. 1.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei funktionellen Hauptteilen; einem mit 1 bezeichneten ersten Gehäuseteil mit eingesetzter, osmotischer Flüssigkeitspumpe 2 und einem mit einer Zellkulturkammer 4 versehenen zweiten Gehäuseteil 3. Die Zellkulturkammer 4 besitzt einen als Eingang ausgebildeten ersten Kanal 5 und einen als Ausgang ausgebildeten zweiten Kanal 6, wobei in zusammengebautem Zustand am Kanal 5 eine Ausflussöffnung 5a der osmotischen Flüssigkeitspumpe 2 und am Kanal 6 eine Rückflusskanüle 6a angeschlossen sind. Die Rückflusskanüle 6a kann gegebenenfalls mit einem nicht dargestellten Einwegventil versehen werden.
Um die Ausflussöffnung 5a gegen die Rückflusskanüle 6a gut abzudichten, werden beide durch eine Silikonmembrane 7 gestochen, die abdichtend nach Verschraubung des Gehäuseteils 1 mit dem Gehäuseteil 3 durch Schrauben 10 in einer entsprechenden Ausnehmung fixiert wird.
Das Füllen der Zellkulturkammer 4 wird folgendermassen bewerkstelligt: Nachdem durch ein Schauglashalter 13 ein erstes Schauglas 12 mit Hilfe von Schrauben 11 befestigt worden ist, kann die Zellkultur in die Zellkulturkammer 4 eingefüllt werden.
Nach dem Einfüllen wird die im wesentlichen quer zu den Kanä- len 5, 6 orientierte Zellkulturkammer 4 mit einem zweiten Schauglas 12 und einem zweiten Schauglashalter 13 mittels der Schrauben 11 dicht verschlossen. In dem Gehäuseteil 1 ist eine weitere, mit einem die Flüssigkeitspumpe 2 aufnehmenden Hohlraum 8 in Verbindung stehende Öffnung 9 zur Umgebung vorgesehen, welche durch eine nicht dargestellte Schraube oder Stopfen verschlossen werden kann. In den Hohlraum 8 wird eine die osmotische Flüssigkeitspumpe 2 antreibende Flüssigkeit eingefüllt, welche das System in Betriebszustand versetzt. Die vorgängig durch die Ausfluss öffnung 5a in die osmotische Flüssigkeitspumpe 2 eingefüllte Flüssigkeit (Medien usw.) wird kontinuierlich in die Zellkulturksunner 4 gepumpt.
Das Abfliessen der verbrauchten Flüssigkeit durch die Rückflusskanüle 6a in den Hohlraum 8 verhindert das Auftreten eines Überdrucks in dem System.
Der Zusammenbau der in Fig. 1 und Fig. 2 in demontiertem Zustand dargestellten Vorrichtung erfolgt im wesentlichen durch die strichpunktierten Linien, wobei die beiden Gehäuseteile 1 und 3 durch die Schrauben 10 gegeneinander gepresst werden und somit eine Baueinheit bilden.
DESCRIPTION
The invention relates to a device for carrying out cell biological experiments, in which chambers are provided in a housing, at least for the inflow and outflow of a cell culture medium.
The technique of cell cultivation outside of organisms is a known method in scientific laboratories as well as in industry. In this case, plant, animal or human cells are propagated in specially designed devices or vessels equipped with reaction chambers in a nutrient medium, the nutrient medium normally being used up after a cell cycle and thus being replaced by fresh medium.
The invention has for its object to provide a device with a simple structure of the type mentioned, which ensures a continuous supply of the medium to the reaction chamber, the device should be usable even in weightless space or with different orientation to the direction of gravity, without a significant With the help of operating personnel is required.
This object is achieved according to the invention in that the first chamber arranged in a first housing part for receiving an operating medium and an osmotic liquid pump and the second chamber arranged in a second housing part is designed for receiving the cell culture medium, the second being for continuous delivery of the cell culture medium Chamber is connected via a first channel to the liquid pump and via a second channel to the first chamber.
The device according to the invention forms a self-contained system and ensures an automatic medium exchange without further aids. The osmotic liquid pump used therein and known per se was originally developed for other purposes and is commercially available with various specifications.
The field of application of the device according to the invention is not only limited to a space laboratory, but can also be used in studies in developmental biology and in embryology, in which studies the problem of the continuous addition of media and other liquid substances also occurs.
In all cell biological experiments, it is important that it is possible to work under absolutely sterile conditions. For this reason, only materials that can be heat sterilized (autoclaved) were used for the present device.
Since cell cultures are generally sensitive to pressure, no excess pressure should build up in such a closed system. This is also ensured in the present device.
The invention is described below in connection with the drawing. It shows:
Fig. 1 shows a device in sectional view and disassembled state, and
FIG. 2 shows a longitudinal section through the device according to FIG. 1.
The device shown in Figures 1 and 2 consists essentially of two main functional parts; a first housing part denoted by 1 with an inserted osmotic liquid pump 2 and a second housing part 3 provided with a cell culture chamber 4. The cell culture chamber 4 has a first channel 5 designed as an input and a second channel 6 designed as an output, in the assembled state on the channel 5 an outflow opening 5a of the osmotic liquid pump 2 and a return flow cannula 6a are connected to the channel 6. The reflux cannula 6a can optionally be provided with a one-way valve, not shown.
In order to seal the outflow opening 5a well against the return flow cannula 6a, both are pierced by a silicone membrane 7, which, after the housing part 1 has been screwed to the housing part 3, is fixed in a corresponding recess by means of screws 10.
The cell culture chamber 4 is filled as follows: after a first sight glass 12 has been fastened by means of screws 11 by means of a sight glass holder 13, the cell culture can be filled into the cell culture chamber 4.
After filling, the cell culture chamber 4, which is oriented essentially transversely to the channels 5, 6, is sealed with a second sight glass 12 and a second sight glass holder 13 by means of the screws 11. In the housing part 1 there is a further opening 9, which communicates with a cavity 8 receiving the liquid pump 2, to the surroundings, which opening can be closed by a screw or plug, not shown. A liquid which drives the osmotic liquid pump 2 is filled into the cavity 8 and puts the system into the operating state. The liquid (media, etc.) previously filled into the osmotic liquid pump 2 through the outlet opening 5a is continuously pumped into the cell culture tank 4.
The outflow of the used liquid through the reflux cannula 6a into the cavity 8 prevents the occurrence of excess pressure in the system.
The assembly of the device shown in FIG. 1 and FIG. 2 in the disassembled state takes place essentially by the dash-dotted lines, the two housing parts 1 and 3 being pressed against one another by the screws 10 and thus forming a structural unit.