Der vorliegenden Erfindung liegt
das Problem zugrunde, die Nachteile des oben erwähnten Standes der Technik zu überwinden
und eine Kultivierungsvorrichtung anzugeben, die unter niedrigen Kosten
hergestellt und gegen Kontamination geschützt werden kann.
Das obige Problem wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen des Konzepts der
vorliegenden Erfindung.
Zur erfindungsgemäßen Lösung der oben erwähnten Aufgabe
wird eine Kultivierungsvorrichtung zur Kultivierung von Zellgewebe
darin angegeben, die aufweist: eine erste Kammer, mehrere Einlass-/Auslassteile
vom Luftschleusentyp, die in der ersten Kammer vorgesehen sind,
eine zweite Kammer zur Kultivierung der Zellen darin und mindestens einen
Manipulator, der innerhalb der ersten Kammer durch Fernsteuerung
oder automatische Steuerung betätigt
wird, wobei der Manipulator sowohl zu mindestens einem der Einlass-/Auslassteile
vom Luftschleusentyp als auch zu der zweiten Kammer Zugriff hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ferner bei der oben beschriebenen Kultivierungsvorrichtung vorzugsweise
jeder der Einlass-/Auslassteile durch zwei (2) Türen in zwei (2) Abschnitte
un terteilt, wobei die Türe
eines abgeteilten Abschnitts diesen Abschnitt mit dem Inneren der
ersten Kammer verbindet, während
der andere abgeteilte Abschnitt die Verbindung zum Äußeren der
Kultivierungsvorrichtung herstellt; vorzugsweise weist jeder der
mehreren Einlass-/Auslassteile
vom Luftschleusentyp in einem Seitenflächenabschnitt, der zum Inneren
der ersten Kammer hin liegt, und in einem Seitenflächenabschnitt,
der zum Äußeren der
Kultivierungsvorrichtung hin liegt, ein Rückschlagventil auf.
Die oben beschriebene Kultivierungsvorrichtung
weist ferner gemäß der vorliegenden
Erfindung vorzugsweise einen Drehtisch auf, der ein integriertes
Gefäß innerhalb
der zweiten Kammer halten kann, wobei eine Türe in einer Seitenfläche oder
der Bodenfläche
der Kammer vorgesehen ist, die dem Manipulator den Zugriff auf diesen
Drehtisch ermöglicht.
Der Drehtisch ist noch bevorzugter in Richtung seines Umfangs um
einen Winkel drehbar, der gleich oder größer als 360° ist, und das Medium innerhalb des
integrierten Gefäßes ist
fließfähig, oder
die Position des integrierten Gefäßes ist wechselbar.
Die oben beschriebene Kultivierungsvorrichtung
weist ferner gemäß der vorliegenden
Erfindung vorzugsweise eine Versorgungsquelle zur Zufuhr eines Mediums
zu dem innerhalb der zweiten Kammer gehaltenen integrierten Gefäß und eines
kontrollierten Gases in die erste Kammer sowie eine Steuereinrichtung
zur Steuerung des Manipulators auf und besitzt ferner vorzugsweise
eine Regeleinrichtung zur Regelung der Strömung, der Temperatur und/oder der
Feuchtigkeit von in die erste Kammer eingeführtem Gas und/oder innerhalb
der ersten Kammer vorliegendem Gas.
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Gegenstände, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leichter ersichtlich;
es zeigen:
1 eine
Draufsicht auf eine Kultivierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
2 eine
Vorderansicht der Kultivierungsvorrichtung gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
3 eine
Seitenansicht der Kultivierungsvorrichtung gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
4(a) und 4(b) Ansichten einer inneren Kultivierungsvorrichtung
zur Verwendung innerhalb der in der oben erwähnten 1 dargestellten Kultivierungsvorrichtung,
wobei im Einzelnen 4(a) eine
Draufsicht und 4(b) eine
Seitenansicht davon darstellen;
5 eine
Ansicht zur Erläuterung
der Betriebsweise der oben erwähnten
Kultivierungsvorrichtung und
6 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kultivierungssystems.
Im Folgenden werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vollständig erläutert. Die 1 bis 3 zeigen die Kultivierungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; im Einzelnen zeigen 1 eine Draufsicht, 2 eine Vorderansicht und 3 eine Seitenansicht davon. Die Kultivierungsvorrichtung 1 weist
eine rechtwinklige Kammer 5 und mehrere Luftschleusenteile 11, 12, 13, 14 auf,
die an den beiden Seitenflächen 6a und 6b der
Kammer 5 einander gegenüberliegend
angeordnet sind. Die Luftschleusenteile 11, 12, 13, 14 umfassen
einen Luftschleusenteil 11 zur Verwendung zur Einführung oder
zum Einbringen von darin zu kultivierenden Zellen, einen Luftschleusenteil 12 zur
Verwendung zum Einbringen von abnehmbaren Spitzenteilen und/oder
Schläuchen,
etc., einer Wegwerfpipette, die innerhalb der Kammer 5 vorgesehen
ist und zum Absaugen und/oder Aufteilen von Einspritzungen dient,
einen Luftschleusenteil 13 zur Verwendung zur Ausgabe oder
zum Herausnehmen von gebrauchten Spitzenteilen und/oder Schläuchen von
der Pipette sowie einen Luftschleusenteil 14 zur Verwendung
zum Einbringen und/oder Herausnehmen einer Zellkulturpatrone 50.
Die Zellkulturpatrone 50 ist
eine Art integrierter Behälter
oder eine Art integriertes Gefäß zur Kultivierung
von Zellen darin. Das integrierte Gefäß wird dafür hergestellt, dass es kontinuierlich über den
gesamten Kultivierungsprozess zu verwenden ist. An dem integrierten
Gefäß sind ein Öffnungsbereich, durch
den ein Medium eingeführt
werden kann, und ein Öffnungsbereich
vorgesehen, durch den das Medium entnommen wird; das Gefäß besteht
vorzugsweise aus einem Harz, wobei seine Innenoberfläche oder
seine Außenoberfläche mit
einem Film beschichtet ist, oder aus einem Glas. Es kann ferner auch
so bearbeitet sein, dass es sich zur Kultivierung in seinem Inneren
eignet.
Jeder der Luftschleusenteile 11, 12, 13, 14 ist aus
zwei (2) Kammern 11a und 11b aufgebaut, und jede
dieser Kammern 11a und 11b ist mit einer Türe a, b,
c, d, e, f, g, h versehen. In jedem der Luftschleusenteile 11 bis 14 ist
ein Rückschlagventil
v1 vorgesehen, das Gas vom Inneren der Kammer 5 in das
Innere des Luftschleusenteils 11 bis 14 hinein
durchlässt,
jedoch den Strom vom Inneren der Kammer 5 in das Innere
jedes der Luftschleusenteile 11 bis 14 unterbricht,
ist in einer Seitenfläche
des Luftschleusenteils 11 bis 14 im Inneren der
Kammer 5 vorgesehen. Außerhalb
der Kammer 5 ist bei jedem der Luftschleusenteile 11 bis 14 ein
Schlauch angeschlossen, durch den abgesaugt werden kann. Zwischen
dem Schlauch 7 und den Luftschleusenteilen 11 bis 14 ist
ein Rückschlagventil
v2 vorgesehen, das Gas vom Inneren des Luftschleusenteils in das Äußere der
Kultivierungsvorrichtung 1 hindurchtreten lässt, jedoch
den Strom in umgekehrter Richtung verhindert.
Normalerweise wird das Innere der
Kultivierungsvorrichtung 1 im Vergleich zum Aussendruck auf einem
positiven Druck gehalten. Der Druck des Schlauchs 7, der
an die Luftschleusenteile 11 bis 14 angeschlossen
ist, wird auf einem Druck gehalten, der gleich dem Innendruck in
der Kultivierungsvorrichtung ist. Wenn eine der nach außen führenden Türen "a", "e" und "h" der Luftschleusenteile 11, 12, 14 unter
diesen Bedingungen geöffnet
wird, strömt die
Luft innerhalb der Kammer 5, die durch das Rückschlagventil
v1 auf der Innenseite hindurchströmt, aus den Türen "a", "e" und "h" heraus, die geöffnet sind. Dann werden die
Materialien oder dergleichen im Inneren der Luftschleusenteile 11, 12 und 14 positioniert,
die zur Kultivierung erforderlich sind und in die Kultivierungsvorrichtung 1 hineingeliefert
werden sollen.
Als Nächstes wird unter Schließen der
Türen "a", "e" und "h" der Druck innerhalb des Schlauchs 7 unter
Verwendung einer Vakuumpumpe, etc., was nicht in der Figur dargestellt
ist, für
eine vorgegebene Zeitdauer verringert. Das Gas, beispielsweise ein Gas,
das Luft, Kohlendioxid, Sauerstoff, etc., enthält, in den Luftschleusenteilen 11, 12,
und 14 strömt durch
das Rückschlagventil
v2 hindurch in den Schlauch 7, wodurch das Innere des Behälters oder der
Kammer 5 entlüftet
wird. Da es möglich
ist, die Materialien oder dergleichen ohne Unterstützung durch
Menschenhand auf diese Weise in das Innere der Kammer 5 zu
verbringen, ist es möglich,
jede durch menschlichen Kontakt bedingte Kontamination zu eliminieren,
insbesondere, wenn solche Materialien oder dergleichen in die Kultivierungsvorrichtung 1 hineingebracht
werden.
Nach Vervollständigung der Entlüftung wird der
Druck im Schlauch 7 so eingestellt, dass er gleich dem
Druck in der Kammer 5 ist. Hierdurch kann die Luft nicht
mehr aus dem Inneren der Kammer 5 herausströmen. Nach
Durchführung
der erforderlichen Prozessschritte in den Luftschleusenteilen 11, 12 und 14 werden
dann die Türen "b", "d" und "g" geöffnet. Die
Materialien oder dergleichen werden mit Hilfe der Manipulatoren 30, 31, 32 aus
den Luftschleusenteilen 11, 12 und 14 entnommen
und innerhalb der Kammer 5 vorgesehen.
Wenn diese Materialien, die bei dem
Kultivierungsprozess verwendet oder verbraucht wurden, aus dem Inneren
der Kammer 5 entnommen werden, werden die inneren Türen "f' und "h" der
Kammer 5 geöffnet,
um die Entnahme durchzuführen.
Diejenigen Mate rialien, die aus der Kammer 5 entnommen werden
sollen, werden unter Verwendung der Manipulatoren 30, 31, 32 in
die Luftschleusenteile 13 und 14 verbracht. Danach
werden die inneren Türen "f' und "h" der
Kammer 5 geschlossen, worauf die erforderlichen Verfahrensmaßnahmen
innerhalb der Luftschleusenteile 13 und 14 an
diesen Materialien vorgenommen werden, die herausgenommen werden sollen.
Die Türen "e" und "g" werden
geöffnet,
welche die Luftschleusenteile 13 und 14 mit dem Äußeren verbinden.
Unter diesen Bedingungen fließt,
da der Druck innerhalb der Luftschleusenteile positiv ist, keine
Luft von außen
nach innen, auch wenn die nach außen führenden Türen "e" und "g" geöffnet
sind.
Nach Entnahme des Abfalls oder dergleichen,
der aus den Luftschleusenteilen 13 und 14 zu entnehmen
ist, per Hand oder unter Verwendung der Manipulatoren oder dergleichen,
was in der Figur nicht dargestellt ist, werden die nach außen führenden
Türen "e" und "g" der
Luftschleusenteile 13 und 14 geschlossen. Nach
dem Schließen
der nach außen
führenden
Türen "e" und "g" wird
der Druck auf der Seite des Schlauchs 7 mit einer Vakuumpumpe, etc.,
verringert. Das Gas in den Luftschleusenteilen 13 und 14 wird
hierdurch durch Entlüften
durch den Schlauch 7 nach außen befördert. Nach dem Entlüften wird
der Druck im Schlauch 7 wieder erhöht, wodurch die Gasströmung gestoppt
wird. Nach der vorliegenden Ausführungsform
ist es möglich,
die Zufuhr und die Entnahme von Materialien, die bei den Kultivierungsprozessen
verwendet werden, in die Kultivierungsvorrichtung 1 bzw.
aus der Kultivierungsvorrichtung 1 durchzuführen, jedoch
mit einem minimalen Kontaminationsgrad.
Die Einzelheiten der Operationen
bei der Kultivierung von Zellen sind ferner wie folgt. Die zu kultivierenden
Zellen werden in den Luftschleusenteil 11 gebracht, wo
sie mit einem Zentrifugenseparator 58, der im Inneren des
Luftschleusenteils 11 angeordnet ist, zentrifu giert werden.
Nach Abschluss des Zentrifugierens wird die innere Türe "b" geöffnet,
und eine Reinigung wird mit Hilfe des Mediums durchgeführt. Ein
durch das Zentrifugieren gewonnener Teil, d.h., der Teil, der die
Zellen enthält,
die kultiviert werden sollen, wird unter Verwendung einer Saugeinrichtung,
die in der Figur nicht dargestellt ist und an der Spitze des Manipulators 30 angebracht
ist, abgesaugt. Die abgesaugten Zellen werden über einen Einlass einer Patrone 50,
die das oben erwähnte
integrierte Gefäß darstellt,
der in der Figur nicht dargestellt, aber daran vorgesehen ist, in
die Patrone eingespritzt. Hierdurch werden die Zellen innerhalb
der Patrone 50 ausgesät.
Derartige Serienoperationen werden mit dem Manipulator 30 durchgeführt, der
die Funktion einer Pipette aufweist. Zur Steuerung des Manipulators 30 wird
eine Ansteuerung 33 verwendet, wobei ferner eine in der
Robotertechnologie entwickelte automatische Steuerung angewandt
wird.
Die Spitze der Pipette wird in folgender
Weise ausgetauscht. Nach Betätigung
der Türen "c" und "d" des
Luftschleusenteils 12 zur Verwendung zur Einführung der
Pipette, wie oben erwähnt,
wird die Pipettenspitze, die auf die Pipette aufgesteckt werden
soll, in den Luftschleusenteil 12 gebracht. Anschließend wird
unter Betätigung
der Türen "c" und "d" des
Luftschleusenteils 12 der Luftschleusenteil 12 in
einen solchen Zustand gebracht, dass der Manipulator 30,
der die Pipettenfunktion aufweist, betätigt werden kann. Die abnehmbare
Pipettenspitze wird durch automatische Steuerung oder Fernsteuerung an
der Spitze des Manipulators 30 angebracht. Nach Beendigung
der Benutzung der Pipette wird die Pipettenspitze von der Spitze
des Manipulators 30 unter Verwendung des Manipulators 31,
der eine Haltefunktion besitzt, entfernt. Nach Betätigung der
Türen "c" und "d" des
Luftschleusenteils 12 wird die Pipettenspitze zur Entnahme
aus dem Luftschleusenteil 13 entnommen, und zwar per Hand
oder mit einem Manipulator.
Die Betriebsweise beim Einsetzen
der Patrone 50 zur Kultivierung in das Innere der Kammer 5 oder
zum Herausnehmen aus dem Inneren der Kammer 5 ist wie folgt.
Nach Betätigen
der Türen "g" und "h" des
Luftschleusenteils 14 zur Verwendung zum Einsetzen und
Herausnehmen des integrierten Gefäßes, wie oben erwähnt, wird
die Patrone 50 in den Luftschleusenteil 14 hineingegeben,
und nach dem Sterilisieren versiegelt. Während des Eingeschlossenseins
im Inneren des Luftschleusenteils 14 durch Betätigung der
Türen "g" und "h" wird
die Versiegelung durch eine Einrichtung zur Entfernung der Versiegelung,
die in der Figur nicht dargestellt ist, gebrochen. Dies kann leicht
beispielsweise mit einem in dem Luftschleusenteil 14 vorgesehenen
Messer vorgenommen werden. Auch wenn es sich zum Beispiel um einen
Verpackungsbehälter
handelt, der aus einem Klebefilm besteht, ist es beispielsweise
möglich, die
Versiegelung der Patrone 50 ohne Zuhilfenahme einer Hand
zum Beispiel dadurch zu brechen, dass die Öffnungsversiegelung mit den
Spitzenabschnitten von zwei (2) Manipulatoren abgezogen wird oder das
Siegel unter Verwendung einer Spannvorrichtung in zwei einander
entgegengesetzte Richtungen auseinandergezogen wird.
Mit Betätigung der Türe "h" wird der Manipulator 32, der
in der Kammer 5 angeordnet ist und Haltefunktion aufweist,
in einen solchen Zustand gebracht, dass er Zugang zu dem Luftschleusenteil 14b hat.
Der Manipulator 32 hält
die im Luftschleusenteil 14b angeordnete Patrone 50 und
verbringt die Patrone 50 ins Innere der inneren Kultivierungsvorrichtung 20,
die in einem oberen Teil in der Kammer 5 vorgesehen ist.
Im Inneren der inneren Kultivierungsvorrichtung 20 ist
eine Halteeinrichtung zur drehbaren Halterung der Patrone 50 angeordnet.
Auf zwei (2) Seitenflächen der
inneren Kultivierungsvorrichtung 20, die einander gegenüberliegen,
sind Türen "i" und "k" vorge sehen.
Nach Öffnen der
Türe "i", die auf der Seite des Manipulators 32 angeordnet
ist, dreht der Manipulator 32 die leere Patrone 50 im
Inneren der inneren Kultivierungsvorrichtung 20. Dann wird
die Türe "k" geöffnet,
die sich auf der Seite des Manipulators 30 befindet, der
Pipettenfunktion aufweist, worauf der Manipulator 30 die
Zellen in die leere Patrone 50 verbringt. Auf diese Weise wird
die Beimpfung in eine Einspritzöffnung 50d,
die an einer Endfläche
der Patrone 50 vorgesehen ist, mit einer dünnen Kanüle durchgeführt, die
an der Pipettenspitze ausgebildet ist. Nach Abschluss der Beimpfung
werden der Schlauch, der zur Zufuhr des Mediums dient, und der Schlauch,
der zur Abführung des
Mediums dient, miteinander verbunden, wozu der Manipulator 30 verwendet
wird. Die Manipulatoren 30 und 32 werden aus der
inneren Kultivierungsvorrichtung 20 herausbewegt, wobei
die Türen "i" und "k" geschlossen
werden; anschließend
wird die Kultivierung im Inneren der inneren Kultivierungsvorrichtung 20 gestartet.
Das Medium, das aus einer Vorsorgungsquelle 300 für Medium
stammt, die außerhalb
der Kultivierungsvorrichtung 1 vorgesehen ist, das erhitzt und
auf eine geeignete Temperatur eingestellt wird, wird mit einer Pumpe 310 in
die innere Kultivierungsvorrichtung hineingefördert. Das Gas innerhalb der Kammer 5 wird
von einer Versorgungsquelle 200 für Sauerstoff, einer Versorgungsquelle 210 für Kohlendioxid
und/oder einer Versorgungsquelle 220 für Luft, etc., geliefert, die
außerhalb
davon angeordnet sind. Im Inneren der Kammer ist ein Filterteil 40 zur
Entfernung von Stäuben
angeordnet, die in dem Gas enthalten sind, das von einer oder mehreren
der außerhalb
gelegenen Versorgungsquellen 200, 210, 220 geliefert
wird. Im Inneren des Abführungskanals
sind ferner ein Sensor 100 zur Messung der Inhaltsstoffe des
aus der Kultivierungsvorrichtung abgezogenen Gases sowie ein Temperaturfühler 110 vorgesehen.
Wie im Detail in 3 dargestellt ist, ist im unteren Teil
des Filterteils 40 ein Gebläse 41 vorgesehen.
In einer in Vertikalrichtung mittleren Position der Filterteils 40 ist
ferner ein Staubfilter 42 angebracht. Das durch das Staubfilter 42 hindurchtretende
Gas gelangt nach Durchtritt durch das Innere der Kammer 5 durch
eine gegenüberliegende
Wand 43, die matrixartig ausgebildet ist. Anschließend strömt es in
waagrechter Richtung durch einen Verbindungsbereich 44 hindurch,
der im unteren Teil innerhalb der unteren Kammer ausgebildet ist,
und gelangt dann zurück
zum Gebläse 41.
In der Kammer 5 ist ein
Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Gases vorgesehen,
das durch das Innere der Kammer 5 strömt. Auf der Basis der Gastemperatur,
die durch diesen Temperaturfühler 45 erfasst
wurde, steuert eine Temperaturregeleinrichtung 47 einen
in der Nähe
des Gebläses 41 vorgesehenen
Heizer 46, um das Gas dadurch auf eine vorgegebene Temperatur zu
erwärmen,
oder vergrößert die
von der äußeren Versorgungsquelle 220 für Luft gelieferte
Luftmenge. Die außen
liegende Versorgungsquelle 220 für Luft wird allerdings auf
einer niederen Temperatur gehalten; sie wird entsprechend zur Verringerung
der Gastemperatur verwendet. Es ist ferner auch möglich, Gas einer
vorgegebenen Zusammensetzung zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung
des Gases unter Verwendung einer in der Figur nicht dargestellten Messeinrichtung
gemessen wird, wobei die erforderlichen Gase von den außen liegenden
Versorgungsquellen 200, 210, 220 geliefert
werden.
Gemäß der oben erwähnten vorliegenden Ausführungsform
ist es möglich,
die Zellen ohne Zuhilfenahme einer menschlichen Hand in die Patrone zu
verbringen, da der Manipulator gemäß vorgegebenen Schritten so
gesteuert wird, dass die zu kultivierenden Ursprungszellen, der
Pipettenspitzenteil bzw. die Patrone aus den Luftschleusenteilen 11, 12 und 14 in
das Innere der Kammer 5 gebracht werden. Bei der Kultivierung
werden die Zellen indessen unter Austausch des in geeigneter Weise
strömenden
Mediums kultiviert.
Die Schritte des Herausnehmens der
Patrone, die nach Abschluss der Zellkultivierung mit den kultivierten
Zellen gefüllt
ist, sind wie folgt. Der Manipulator 32, der die Haltefunktion
besitzt, öffnet
die Türe "i" der inneren Kultivierungsvorrichtung 20 und entfernt
den Schlauch, der zur Lieferung des Mediums verwendet wird, und
den Schlauch, der zur Entnahme aus der Patrone 50 verwendet
wird. Der Manipulator nimmt ferner die Patrone 50 durch
die Türe "i" aus der inneren Kultivierungsvorrichtung 20 heraus.
Durch Betätigung der Türe "h" des Luftschleusenteils 14,
der zum Einführen
und zum Herausnehmen der Patrone dient, wird der Manipulator 32 in
einen solchen Zustand versetzt, dass er Zugang zu dem Luftschleusenteil 14 hat.
Da der Manipulator 32 zum Zugang zu dem Luftschleusenteil 14 in
der Lage ist, stellt er die Patrone 50 in den Luftschleusenteil 14.
Danach werden die Türe "h" geschlossen und die Türe "g" geöffnet,
so dass die Patrone 50 von außen zugänglich ist.
Um andererseits die davon abgenommenen Schläuche zu
entnehmen, wird die Türe "f' des Luftschleusenteils 13,
der zur Entnahme von Abfällen dient,
geöffnet, wodurch der Manipulator 32 in
einen Zustand gebracht wird, dass er Zugang zum Luftschleusenteil 13 hat.
Der Manipulator 32 bringt die entnommenen Schläuche in
den Luftschleusenteil 13. Danach werden die Türen "e" und "f' betätigt, so
dass es möglich
ist, von außerhalb der
Kammer 5 auf den Luftschleusenteil 13 zuzugreifen.
Eine Betätigungsperson,
die sterilisierte Handschuhe trägt,
oder ein zum Herausnehmen vorgesehener Manipulator erhält Zugang
zum Luftschleusenteil 13, so dass die Schläuche zur
Entsorgung herausgenommen und nach außen verbracht werden können.
Einzelheiten der inneren Kultivierungsvorrichtung 20 werden
unter Bezug auf die 4(a) und 4(b) erläutert. Dabei stellen 4(a) eine Draufsicht auf
eine Ausführungsform
der inneren Kultivierungsvorrichtung 20 und 4(b) eine Seitenansicht
davon dar. Auf einer Seitenfläche
auf der Innenseite der inneren Kultivierungsvorrichtung 20 sind
ein fester Temperaturregler 203 und ein Gebläse 202 vorgesehen.
Das Gebläse 202 verteilt
oder vermischt das Gas schwach innerhalb der inneren Kultivierungsvorrichtung 20.
Der feste Temperaturregler 203 besteht zum Beispiel aus
einem Peltier-Element,
das Wärme absorbieren
und erzeugen kann, um die Temperatur innerhalb der inneren Kultivierungsvorrichtung 20 zu regeln.
Im zentralen Bereich der inneren
Kultivierungsvorrichtung 20 ist ein Drehteller 201 vorgesehen,
der durch einen Servomotor 59 angetrieben wird. Auf dem
Drehteller 201 kann die Patrone 50 an einer gegebenen
Winkelposition am Umfang des Drehtellers angebracht werden. In 4 sind die Patronen 50, 51, 52, 53 in
gleichen Abständen
in Umfangsrichtung des Drehtellers angeordnet. Die Patronen 50 bis 53 können mechanisch,
elektrostatisch oder elektromagnetisch vom Drehteller abgenommen
werden. Der Drehteller 201 ist so konstruiert, dass er
sich um eine Umdrehung oder mehrere Umdrehungen drehen kann. Daher
kann der Manipulator, wenn er durch die Türe "i" auf
der Seite des Manipulators 32 hindurchgreift und die Patronen 50, 51, 52, 53 positioniert,
sie an einer beliebigen Position auf dem Drehteller 201 anordnen.
Oberhalb des Drehtellers 201 ist eine Schlauchführung 60 vorgesehen.
An die Patronen 50, 51, 52, 53 werden
die Schläuche 50a, 51a, 52a, 53a,
die zur Zufuhr des Mediums dienen, bzw. die Schläuche 50b, 51b, 52b, 53b angeschlossen,
die zur Entnahme des Mediums dienen. Die Schlauchführung
60 dreht
die Zufuhrschläuche 50a, 51a, 52a, 53a für das Medium
längs des
Umfangs unter gleichzeitiger Führung,
wenn sich der Drehteller 201 dreht.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise
der Pipette unter Verwendung des Manipulators mit Pipettenfunktion
unter Bezug auf 5 im
Einzelnen erläutert.
Der Manipulator 30 kann sich vertikal bewegen und drehen
sowie waagerecht bewegen, ferner in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene,
obwohl dies in der Figur nicht dargestellt ist. Mit den Bewegungen
in diese Richtungen kann der Manipulator 30 auf den Luftschleusenteil 11 vom
Bereich der Türe
b zugreifen und dadurch die Zellen des Zielbereichs nach Abtrennung
durch den Zentrifugenseparator 58 absaugen. Nach Verdünnen werden
die abgesaugten Zellen aus der Einspritzöffnung 50d in die
Patrone 50 eingebracht. Der Manipulator 30 ändert nämlich seine
Position von dem durch durchgezogene Linien angedeuteten Zustand
(x) in den durch strichpunktierte Linien angedeuteten Zustand (y)
und dann in den durch die gestrichelten Linien angedeuteten Zustand
(z). Hierdurch ist es möglich,
die Zellen ohne menschliche Beteiligung unter Verwendung des Manipulators
in den integrierten Behälter
zu verbringen. Je nachdem, ob dies erforderlich ist, werden die
Zellen unter Verwendung eines oder mehrerer anderer Gefäße im Zentrifugenseparator 58 gelöst. Im Inneren
der inneren Kultivierungsvorrichtung 20 sind eine Videokamera
sowie ein Beleuchtungssystem 70 vorgesehen. Diese Videokamera
beobachtet die kultivierten Zellen während der Kultivierung optisch
und erlaubt dadurch eine Feststellung irgendwelcher ungewöhnlicher
Bedingungen. Da die Patrone 50 einen transparenten Behälter aufweist,
ist es möglich,
den Zustand der Zellen mit der Videokamera zu überwachen.
Die Kultivierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
weist eine Doppelstruktur auf, bei der die innere Kultivie rungsvorrichtung 20 in
der Kammer 5 vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, die
Kontamination erheblich zu verringern. Ferner sind eine oder mehrere
Luftschleusenteile jeweils für
verschiedene Zwecke vorgesehen, so dass es möglich ist, den Druck jedes
der Luftschleusenteile mit Hilfe der Rückschlagventile und der Saugeinrichtung,
die an diesen Rückschlagventilen
angeschlossen ist, zu kontrollieren; daher ist es möglich, die
Kontamination, die bei der Zufuhr und/oder der Entnahme der erforderlichen
Zellen und/oder Materialien von außen nach innen oder umgekehrt
auftreten könnte,
erheblich zu verringern.
6 zeigt
ein Beispiel des Kultivierungssystems, das die in Verbindung mit
der obigen Ausführungsform
erläuterte
Kultivierungsvorrichtung aufweist. Dieses System weist einen Hilfs-
oder Zusatzteil 3 auf, in dem die Versorgungsquelle für Medium und
die Versorgungsquelle für
das Gas untergebracht sind, die Kultivierungsvorrichtung 1 sowie
eine Kultivierungs-Steuervorrichtung 2 zur Steuerung der Kultivierungsvorrichtung.
Auf diese Weise wird die Kultivierung der Zellen unter Verwendung
von Programmen gesteuert, die zuvor in der Steuervorrichtung 2 gespeichert
wurden.
Bei der oben erwähnten Ausführungsform ist der Manipulatorbetrieb
vollständig
automatisiert; es ist allerdings auch möglich, eine Kamera am Manipulator
vorzusehen, wodurch ein Betrieb unter Fernüberwachung möglich ist.
In diesem Fall kann der Manipulator mit noch höherer Genauigkeit betätigt werden.
Da der integrierte Behälter, der
aus dem Luftschleusenteil eingeführt
wird, im Betrieb keinen Kontakt oder keine Wechselwirkung mit Menschen
innerhalb der Kammer hat, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung
möglich,
menschliche Tätigkeiten,
welche die wahrscheinlichste Quelle für Kontamination sind, von der
Kultivie rungseinrichtung auszuschließen oder zu eliminieren, wodurch
eine Kultivierung von Zellen unter sauberen Bedingungen, jedoch
ohne Einrichtungen in großem
Maßstab,
möglich
wird.
Die vorliegende Erfindung kann auch
in anderen speziellen Formen realisiert werden, ohne dass das Konzept
oder wesentliche Merkmale oder Kennzeichen der Erfindung verlassen
werden. Das bzw. die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in
jeder Hinsicht nur als erläuternd
und nicht als einschränkend
anzusehen, wobei der Umfang der Erfindung mehr durch die beigefügten Beispiele
als durch die vorstehende Beschreibung definiert ist und der Äquivalenzbereich
der Ansprüche
daher mit eingeschlossen sein soll.