DE102005061811A1 - Sample chamber for admission of liquid or liquid-containing biological samples, comprises two chamber walls spaced from each other, a sample area, an observation area, media connection connected to the sample area, and tempering equipment - Google Patents

Sample chamber for admission of liquid or liquid-containing biological samples, comprises two chamber walls spaced from each other, a sample area, an observation area, media connection connected to the sample area, and tempering equipment Download PDF

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Abstract

The sample chamber for admission of liquid or liquid-containing biological samples, comprises two chamber walls spaced from each other, a sample area limited by the chamber walls, an observation area (30), a media connection (13, 14) connected to the sample area and arranged for the introduction of a liquid medium in the area, and a tempering equipment. In the sample area, a sample is accessible in the observation area for analysis. One of the chamber walls is formed in the observation area from optically transparent material. The sample chamber for admission of liquid or liquid-containing biological samples, comprises two chamber walls spaced from each other, a sample area limited by the chamber walls, an observation area (30), a media connection (13, 14) connected to the sample area and arranged for the introduction of a liquid medium in the area, and a tempering equipment. In the sample area, a sample is accessible in the observation area for analysis. One of the chamber walls is formed in the observation area from optically transparent material. Capillary force gradients are formed between the chamber walls and the media connection. One of the capillary force gradients is formed between the media connection and a liquid tube and is applied to the observation area of a capillary force vector. A maximum capillary force is pressed in the observation area between the chamber walls of the fluid medium. A capillary force gradient is formed along the liquid tube by a surface that increases hydrophilic characteristics and/or decreases hydrophobic characteristics. The capillary force gradient is formed along the liquid tube through spacer gradients, which distinguish a reduction of the light width of the sample area between the media connection and the observation area. One of the chamber walls is formed along the spacer gradients by high liquid-attracting surface and/or low liquid-repulsing surface. The media connection is formed adjacently to the spacer gradient and to the observation area. A capillary force gradient is adjusted spatially and/or temporally changeable. One of the chamber walls is formed in the observation area from glass or plastic and/or carries a scaling. The chamber wall possess a thickness of less than 200 mu m. One the chamber walls possesses a maximum wettability at the observation area. The media connection is arranged relative to the observation area on different sides of the sample chamber. The liquid tube is formed between the observation area and each medium connection. The sample chamber exhibits a gas connection (15) for gas supply or gas removal and/or for pressure balance. Spacers are arranged between the chamber walls. The liquid tube is limited on single-piece of an inner wall and extends between the chamber walls. The spacers are formed through the inner wall, which is porous or partially permeable. The inner wall exhibits a liquid attractive and/or liquid repulsive surface. The width and/or form of the liquid tube changes between the media connections and the observation area. A gel surface is intended for admission of gel in the sample area. The liquid tube exhibits the maximum capillary force in the gel surface and a part of the fluid tube flows through the gel surface, which is limited on single-piece of the inner wall. The inner wall size is equal to the size of a standard-cover glass for the microscopy. The chamber wall possesses different large surfaces, where the larger chamber wall completely covers the smaller chamber wall and projects on an edge with contact area. The media connection is arranged at one of the chamber walls and flows to the contact area. An elastic material covering device (20) is intended and is laterally locked with the sample area. The covering device exhibits a stair profile (21), which is laterally laid on the chamber wall. A plastic transparent chamber body exhibits a holder for the chamber wall and is formed as single-piece. The chamber body exhibits a continuous opening in which the stair profile is formed at the internal edge of the opening. The opening of the chamber body exhibits a one-sided conical enlargement for the approximation of an optical measuring instrument at the sample area. The chamber body contains a liquid- and gas media line, which flows into the sample area at the media connection. The media connection is arranged in a wall of the chamber body and exhibits a funnel-shaped recess for forming spacer gradients. The media lines are arranged coaxially in lockable manner and exhibit an elastic material locking device. The sample chamber is equipped with an injection device, which is importable in the sample area and is equipped with an electrode mechanism. The injection device exhibits a hollow injection channel, which exhibits a point at a free end and a lateral outlet opening. The electrode mechanism comprises electrodes, which are arranged on one of the chamber walls and projects through openings in one of the chamber walls in the sample area. The chamber body is formed as multi-way chamber body and is made of plastic, titanium, glass or stainless steel through autoclaving or UV-irradiation. Independent claims are included for: (1) an injection channel; and (2) a method for admission of liquid medium in a sample chamber.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kammer zur Aufnahme von flüssigen oder flüssigkeitshaltigen Proben, zum Beispiel von Proben, die biologische Materialien in gelöster oder suspendierter Form enthalten. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Probenkammer, in der biologische Proben lebend gehalten oder kultiviert und einer Untersuchung unterzogen werden können. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Handhabung von Proben, insbesondere Verfahren zur Kultivierung von biologischen Proben in einer Probenkammer.The The invention relates to a chamber for receiving liquid or liquid-containing Samples, for example of samples containing biological materials in dissolved or suspended form. The invention particularly relates a sample chamber in which biological samples are kept alive or cultivated and be subjected to an investigation. The invention relates also methods for handling samples, in particular methods for Cultivation of biological samples in a sample chamber.

Die Untersuchung von biologischen Materialien, wie z. B. biologischen Zellen oder Mikroorganismen erfolgt häufig unter der Anforderung, die Untersuchungsbedingungen während der Untersuchung oder während eines längeren Beobachtungszeitraums unverändert zu lassen, so dass beispielsweise Zellen im lebenden Zustand erhalten bleiben. Hierzu muss eine Probe in einer Kammer angeordnet werden, in der einerseits die gewünschte Untersuchung, wie z. B. eine mikroskopische Abbildung oder eine Fluoreszenzmessung erfolgen kann und die andererseits die Einstellbarkeit der gewünschten Lebensbedingungen gewährleistet. Hierzu zählen beispielsweise ein konstanter Zufluss eines Versorgungsmediums in die Kammer, eine Abführung von zellulären Stoffwechselprodukten aus der Kammer und ein mechanischer Schutz der Zellen. Neben flüssigen Medien müssen Zellen auch mit Stoffen versorgt werden, die unter Normalbedingungen nur gas- oder dampfförmig vorliegen, wie z. B. CO2 oder O2. Ein allgemeines Problem herkömmlicher Probenkammern besteht darin, dass die Einstellung der Lebensbedingungen störend für die Anforderungen der jeweils gewünschten Untersuchung (und umgekehrt) sein können.The investigation of biological materials, such. B. biological cells or microorganisms is often under the requirement to leave the study conditions during the study or during a longer observation period unchanged, so that, for example, cells remain alive. For this purpose, a sample must be placed in a chamber in which on the one hand the desired examination, such. As a microscopic image or a fluorescence measurement can be made and on the other hand ensures the adjustability of the desired living conditions. These include, for example, a constant inflow of a supply medium into the chamber, a removal of cellular metabolites from the chamber and a mechanical protection of the cells. In addition to liquid media cells must also be supplied with substances that are only gaseous or vaporous under normal conditions, such. B. CO 2 or O 2 . A common problem with conventional sample chambers is that the adjustment of the living conditions can be disruptive to the requirements of the particular examination desired (and vice versa).

Beispielsweise ist es bei hochauflösenden, Fernfeld-mikroskopischen Untersuchungen von Bedeutung, dass eine Probenkammer entlang der optischen Achse eine genau definierte, geringe Gesamtdicke besitzt, um sicherzustellen, dass der gesamte Aperturwinkel des Mikroskops (Objektive und/oder Kondensor) ausgenutzt werden können. In der Regel wird eine Gesamtdicke von weniger als 2 mm oder bei hochauflösenden Techniken sogar weniger als 350 μm benötigt. Bei typischen Deckglasdicken von rd. 150 μm verbleibt damit für den Probenraum einer Kammer lediglich noch ein Freiraum von rd. 50 μm. In der Praxis hat es sich gezeigt, dass es außerordentlich schwierig ist, in einem derart engen Probenraum biologische Zellen für längere Untersuchungszeiträume z. B. im Bereich von Stunden lebend zu erhalten und mit Nährstoffen und Gasen zu versorgen. Wenn kein Medienaustausch erfolgt, treten an den Zellen bereits innerhalb von 30 bis 60 Minuten morphologische Änderungen auf, die das Untersuchungsergebnis verfälschen können.For example it is at high-resolution, far-field microscopic Investigations of importance that a sample chamber along the optical axis has a well-defined, small overall thickness, to make sure the entire aperture angle of the microscope (Lenses and / or condenser) can be exploited. In The rule is a total thickness of less than 2 mm or high-resolution techniques even less than 350 microns needed. For typical cover glass thicknesses of approx. 150 μm remains for the sample space A chamber only has a free space of approx. 50 μm. In the Practice has shown that it is extremely difficult in such a narrow sample space biological cells for longer examination periods z. B. to get alive in the range of hours and with nutrients and gases. If no media exchange occurs, contact on the cells already within 30 to 60 minutes morphological changes on, which can falsify the examination result.

Bei den herkömmlichen Techniken treten insbesondere die folgenden Probleme auf. Wenn biologische Zellen mit einem Umgebungsmedium einfach zwischen einem Trägerglas und einem Deckglas angeordnet werden, die eine seitlich offene Kammer bilden, wird zwischen den Gläsern ein enger, spaltförmiger Probenraum mit einer guten optischen Qualität gebildet (siehe z. B. A. R. Hibbs in "Confocal Microscopy for Biologist" Edn. 3, BIOCON, Ringwood East, Australia, 1999). Nachteilig sind jedoch die geringe mechanische Stabilität der Kammer, die Gefahr, dass mit dem Deckglas Zellen beschädigt werden, und die nur beschränkte Möglichkeit zum Austausch flüssiger Medien. Der Medienaustausch stellt einen Stressfaktor für die Zellen dar, er ist wegen der mechanischen Instabilität der Kammer kompliziert und mit einem Kontaminationsrisiko verbunden. Ein Gasaustausch kann nur durch Diffusion in die äußeren Randbe reiche des Probenraumes erfolgen. Die Verwendung eines konkaven Trägerglases (sogenannte Harrison-Maximov-Kammer) ist zusätzlich nachteilig, da hochauflösende optische Untersuchungen nur einseitig durchgeführt werden können.at the conventional one Techniques, in particular, have the following problems. If biological Cells with a surrounding medium simply between a carrier glass and a cover glass, which has a laterally open chamber will form between the glasses a narrow, slit-shaped Sample space formed with a good optical quality (see, for example, A. R. Hibbs in "Confocal Microscopy for Biologist "Edn. 3, BIOCON, Ringwood East, Australia, 1999). However, they are disadvantageous the low mechanical stability the chamber, the risk of cells being damaged by the coverslip, and the only limited possibility for the exchange of liquid media. The media exchange is a stress factor for the cells, it is because of the mechanical instability the chamber complicated and associated with a risk of contamination. A gas exchange can only rich by diffusion into the outer Randbe done the sample space. The use of a concave carrier glass (so-called Harrison-Maximov chamber) is additionally disadvantageous because high-resolution optical Investigations can only be carried out on one side.

Von R. G. Harrison ("Anat. Reg.", Bd. 1, 1907, Seite 116) und A. A. Maximov ("Contribs. Embriol. Carnegie Inst. Publ.", Bd. 16, 1925, Seite 47) werden Kammern mit einer Nährstoffversorgung durch eine mechanisch getriebene Strömung beschrieben. Der Durchfluss des Mediums ist nachteilig, da die getriebene Strömung die Zellen mechanisch beeinflusst und ggf. Stoffe abtransportiert, mit der die Zellen ihre Umgebung konditionieren und prägen. Die mikroskopische Abbildung kann durch eine Bewegung der Zellen in der Strömung und durch Schwingungen der Kammer gestört werden. Nachteilig ist auch der komplexe Aufbau der herkömmlichen Durchflusskammern und die beschränkte Versorgung der Zellen mit Stoffen aus der Gasphase.From R.G. Harrison ("Anat. Reg. ", Vol. 1, 1907, Page 116) and A. A. Maximov ("Contribs. Embriol. Carnegie Inst. Publ. ", Bd. 16, 1925, page 47) are chambers with a nutrient supply by a mechanically driven flow described. The flow of the medium is disadvantageous because the driven flow mechanically influence the cells and if necessary remove substances, with which the cells condition and shape their environment. The Microscopic imaging may be due to a movement of the cells in the flow and be disturbed by vibrations of the chamber. Another disadvantage is the complex structure of conventional flow chambers and the limited Supply of cells with substances from the gas phase.

Generell besteht ein Interesse an einer Kammer insbesondere für biologische Proben, die als Träger für die hochauflösende Fernfeld-Mikroskopie verwendbar ist und in der eine Zellkultivierung ohne eine mechanisch getriebene Medienströmung möglich ist sowie ein steriler Gas- und/oder Medienaustausch z. B. zur Erhaltung der Kultivierungsbedingungen oder zur Durchführung einer Wirkstoffbehandlung gewährleistet sind.As a general rule there is an interest in a chamber, in particular biological Samples as carriers for the high-resolution Far-field microscopy is useful and in a cell culture without a mechanically driven media flow is possible as well as a sterile Gas and / or media exchange z. B. to maintain the cultivation conditions or to carry out ensures a drug treatment are.

Die genannten Probleme treten nicht nur bei der Untersuchung biologischer Proben auf, sondern auch bei der Handhabung von anderen flüssigen oder flüssigkeitshaltigen Proben, bei denen eine schonende Aufnahme in einer geschlossenen Kammer in Gegenwart eines gasförmigen Mediums gewünscht ist, wie zum Beispiel bei der Untersuchung von Grenzflächenreaktionen.The These problems occur not only in the investigation of biological Samples on, but also in the handling of other liquid or liquid-containing Samples in which a gentle intake in a closed Chamber in the presence of a gaseous Medium desired such as in the study of interfacial reactions.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kammer zur Aufnahme von Proben bereitzustellen, mit der die Nachteile der herkömmlichen Techniken überwunden werden und die insbesondere einen erweiterten Anwendungsbereich und einen vereinfachten Aufbau besitzt. Die Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, eine Kammer bereitzustellen, in der unter definierten Bedingungen schonend flüssige und ggf. gasförmige Medien zugeführt und/oder abgeführt werden können. Die Kammer soll auch für die Untersuchung kleiner Probenvolumina geeignet sein. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, verbesserte Verfahren zur Aufnahme und Untersuchung von Proben in Probenkammern bereitzustellen.The The object of the invention is to provide an improved chamber for receiving of samples to overcome the disadvantages of the conventional techniques and in particular an extended scope and has a simplified structure. The object of the invention In particular, it is to provide a chamber in which defined Conditions gentle liquid and optionally gaseous Media supplied and / or dissipated can be. The chamber should also for the investigation of small sample volumes be suitable. The task It is also an object of the invention to provide improved methods for receiving and To provide analysis of samples in sample chambers.

Diese Aufgabe wird durch eine Probenkammer und ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 50 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These Task is performed by a sample chamber and a procedure with the characteristics the claims 1 or 50 solved. Advantageous embodiments and applications of the invention will be apparent from the dependent claims.

Vorrichtungsbezogen basiert die Erfindung auf der allgemeinen technischen Lehre, in einer Probenkammer zur Aufnahme einer Probe in einem Probenraum wenigstens einen Kapillarkraftgradienten bereitzustellen. Die Probenkammer weist zwei mit einem gegenseitigen Abstand angeordnete, zumindest in Teilbereichen parallele Kammerwände auf, zwischen denen der Probenraum als spaltenförmiger Freiraum gebildet ist. Die Bildung des Kapillarkraftgradienten bedeutet, dass eine innere Oberfläche des Probenraumes wie zum Beispiel eine Oberfläche einer Kammerwand wenigstens in einem Teilbereich z. B. stofflich oder geometrisch modifiziert ist, so dass entsprechend dem Verlauf des Gradienten auf ein die Oberfläche berührendes flüssiges Medium eine sich verändernde Anziehungskraft ausgeübt wird. Allgemein kann sich der Kapillarkraftgradient durch eine sprung- oder stufenartig zunehmende Kapillarkraft auszeichnen. Bevorzugt ist jedoch ein stetiger und stufenloser Verlauf der Änderung der Kapillarkraft, ggf. mit lokal verschiedenen Gradienten.Based device the invention is based on the general technical teaching, in a sample chamber for receiving a sample in a sample chamber to provide at least one capillary force gradient. The sample chamber has two spaced apart, at least in Partial areas parallel chamber walls on, between which the sample space is formed as a column-shaped free space. The formation of the capillary force gradient means that an inner Surface of the Sample space such as a surface of a chamber wall at least in a subarea z. B. materially or geometrically modified is, so that according to the gradient of the gradient on a surface touching liquid Medium a changing Attraction exercised becomes. In general, the capillary force gradient can be characterized by a sudden or increase stepwise increasing capillary force. Prefers however, is a steady and continuous course of change the capillary force, possibly with locally different gradients.

Der Kapillarkraftgradient ist zwischen mindestens einem Medienanschluss, der in die Probenkammer mündet, und mindestens einem Beobachtungsbereich gebildet, in dem eine Probe einer optischen Untersuchung zugänglich ist. Entsprechend der Ausdehnung des Beobachtungsbereiches wird zwischen den Kammerwänden auf ein flüssiges Medium eine maximale Kapillarkraft ausgeübt. Für ein flüssiges Medium ist die Benetzung im Beobachtungsbereich am höchsten.Of the Capillary force gradient is between at least one media port, which flows into the sample chamber, and at least one observation area formed in which a sample an optical examination accessible is. According to the extent of the observation area is between the chamber walls on a liquid Medium exerted a maximum capillary force. For a liquid medium is the wetting highest in the observation area.

Die Bildung des mindestens einen Kapillarkraftgradienten bedeutet, dass ein Potenzial der Kapillarkraft geschaffen wird. Durch die Ausrichtung des Kapillarkraftgradienten besitzt dieses Kapillarkraftpotenzial außerhalb des Beobachtungsbereiches, insbesondere am seitlichen Rand der Probenkammer ein Maximum und im Beobachtungsbereich ein Minimum. Der geometrische Bereich in der Probenkammer, in dem sich ein flüssiges Medium entlang des Kapillarkraftgradienten anordnet, wird hier auch als Flüssigkeitsleitung oder Flüssigkeitskanal bezeichnet. Vorteilhafterweise wird die Flüssigkeit in der Probenkammer entlang der mindestens einen Flüssigkeitsleitung durch die Kapillarkraft lokalisiert, so dass ermöglicht wird, dass die Flüssigkeitsleitung lediglich durch die Kammerwände begrenzt wird. Ein in die Probenkammer eingeführtes flüssiges Medium bewegt sich entlang der Flüssigkeitsleitung automatisch hin zu dem Beobachtungsbereich.The Formation of the at least one capillary force gradient means that a potential of capillary force is created. By the orientation the capillary force gradient has this capillary force potential outside the observation area, in particular at the lateral edge of the sample chamber Maximum and in the observation area a minimum. The geometric Area in the sample chamber, where a liquid medium along the Kapillarkraftgradienten arranges, is here also as liquid line or fluid channel designated. Advantageously, the liquid in the sample chamber along the at least one liquid line localized by the capillary force so as to allow the liquid line only through the chamber walls is limited. A liquid medium introduced into the sample chamber moves along the liquid line automatically to the observation area.

Die erfindungsgemäße Probenkammer besitzt die folgenden weiteren Vorteile. Erstens wird durch die zum Beobachtungsbereich zunehmende Kapillarkraft ein an dem Medienanschluss bereitgestelltes flüssiges Medium in den Beobachtungsbereich gezogen, ohne dass durch die Probenkammer eine extern getrie bene Strömung aufgebaut werden muss. Die Beschickung der Probenkammer erfolgt selbstorganisierend. Zweitens berührt das flüssige Medium wenigstens im Beobachtungsbereich gleichzeitig beide Kammerwände. Dadurch können für optische Untersuchungen entlang der optischen Achse innerhalb der Kammer Brechzahlunterschiede vermieden oder minimiert werden. Drittens ist es besonders vorteilhaft, dass es für die Untersuchung zum Beispiel mit einem Mikroskop ausreicht, wenn die Probe nur in einem kleinen Kammerbereich vorhanden ist, dort allerdings mit einer hohen Dichte. Bei der Kultivierung biologischer Zellen auf Deckgläsern muss eine Kultur nicht auf der gesamten freien Fläche des Deckglases, sondern nur im Beobachtungsbereich gebildet werden. Dies ermöglicht selbst bei geringen Zahlen verfügbarer Zellen, diese mit einer ausreichend hohen Dichte im Beobachtungsbereich adhärent aufwachsen zu lassen, um eine gegenseitige Konditionierung benachbarter Zellen zu erreichen.The inventive sample chamber has the following additional advantages. First, by the to the observation area increasing capillary force on at the media port provided liquid Medium drawn into the observation area, without passing through the sample chamber externally driven flow must be built. The loading of the sample chamber is self-organizing. Second, touched the liquid medium at least in the observation area both chamber walls simultaneously. Thereby can for optical Investigations along the optical axis within the chamber Refractive index differences can be avoided or minimized. thirdly It is particularly beneficial that it is for the investigation for example with a microscope, if the sample is only in a small Chamber area is present, but there with a high density. In the cultivation of biological cells on coverslips must a culture not on the entire free surface of the coverslip, but only be formed in the observation area. This allows itself available at low numbers Cells, which grow up adherently with a sufficiently high density in the observation area to allow for mutual conditioning of adjacent cells to reach.

Der Kapillarkraftgradient ergibt auch ausgangsseitig Vorteile. Wenn über den Medienanschluss mit einer Unterdruckkraft Flüssigkeit abgesaugt wird, kommt es zu einem Flüssigkeitsabriss, sobald die Kapillarkraft größer als die Unterdruckkraft ist. Damit wird ein unbeabsichtigtes Austrocknen des Probenraumes im Beobachtungsbereich vermieden.Of the Capillary force gradient also gives benefits on the output side. If over the Media connection is sucked with a vacuum force liquid comes it leads to a liquid tear, as soon as the capillary force is greater than the vacuum force is. This will cause unintentional dehydration the sample space in the observation area avoided.

Schließlich werden, da die Flüssigkeit durch die Wechselwirkung mit der inneren Oberfläche des Probenraumes an dieser gehalten wird, Beschränkungen herkömmlicher Probenkammern auf eine horizontale Betriebsposition überwunden. Erfindungsgemäß kann die Kammer mit vertikal oder relativ zur Horizontalen geneigt ausgerichteten Kammerwänden senkrecht zu einer horizontal verlaufenden optischen Achse eines Mikroskops angeordnet und verwendet werden.Finally, there the liquid through the interaction with the inner surface of the sample space at this is held, restrictions conventional Overcome sample chambers to a horizontal operating position. According to the invention, the Chamber with vertically or inclined relative to the horizontal inclined chamber walls perpendicular to a horizontal optical axis of a Microscopes are arranged and used.

Die erfindungsgemäße Probenkammer bildet vorteilhafterweise eine Durchflusskammer, insbesondere für mikroskopische Untersuchungen von Mehrphasen-Systemen, die mindestens zwei von gasförmigen, flüssigen, gesförmigen und festen Phasen enthalten. Anwendungen ergeben sich insbesondere in der Physik bei der Untersuchung von Diffusions-, Verdampfungs-, Kondensations- und Absorptionsprozessen, in der Chemie bei der Untersuchungen von Oberflächen und Grenzflächenprozessen, z. B. an künstlichen Membranen, und in der Biologie bei der Untersuchung von z. B. lebenden (kultivierten) Zellen, Zellgruppen oder Zellbestandteilen.The inventive sample chamber advantageously forms a flow chamber, especially for microscopic Investigations of multiphase systems containing at least two gaseous, liquid, gesförmigen and solid phases. Applications arise in particular in physics in the study of diffusion, evaporation, Condensation and absorption processes, in chemistry during investigations of surfaces and interfacial processes, z. B. to artificial Membranes, and in biology in the study of z. B. living (cultured) cells, cell groups or cell components.

Die Probenkammer bildet eine zweidimensionale Kapillare, die teilweise entlang der mindestens einen Flüssigkeitsleitung mit einem flüssigen Medium gefüllt werden kann, das beidseitig von den Kammerwänden und im Übrigen mindestens einseitig durch ein Gas oder ein weiteres flüssiges Medium begrenzt wird, welche vorzugsweise einen direkten Kontakt mit dem (ersten) flüssigen Medium aufweisen.The Sample chamber forms a two-dimensional capillary, partially along the at least one liquid line with a liquid Medium filled can be on both sides of the chamber walls and otherwise at least is bounded on one side by a gas or another liquid medium, which preferably makes direct contact with the (first) liquid medium exhibit.

Wenigstens eine der Kammerwände der erfindungsgemäßen Probenkammer ist wenigstens entsprechend der Ausdehnung des Beobachtungsbereiches aus einem optisch transparenten Material hergestellt. Vorteilhafterweise kann eine Probe im Beobachtungsbereich von wenigstens einer der Kammerwände her einer optischen Untersuchung insbesondere mit Licht mit Wellenlängen insbesondere von dem UV- über den VIS- bis zu dem IR-Bereich unterzogen werden. Vorzugsweise weisen beide Kammerwände die Transparenz auf, so dass beidseitig Untersuchungen durchführbare sind. Besonders bevorzugt ist die Bildung der Kammerwände wenigstens im Beobachtungsbereich aus Glas oder Kunststoff, da diese Materialien für die meistens biologischen Proben inert und mit optischer Qualität verfügbar sind. Es wird Glas oder Kunststoff mit optischer Qualität verwen det, welche die Ausnutzung des kompletten Aperturwinkels des mindestens einen Objektivs und/oder des Kondensors des Mikroskops und die Minimierung oder Vermeidung von Aberrationen bei der optischen Abbildung sicherstellen. Wenn die transparente Kammerwand eine Skalierung, wie z. B. ein Koordinatensystem trägt, können sich Vorteile für die Auswertung eines Mikroskopbildes ergeben. Befindet sich die Skalierung im Beobachtungsbereich, so können Dimensionen von Proben oder Probenteilen unmittelbar abgeleitet werden. Die Skalierung kann insbesondere linear (zum Beispiel mit einer Folge von parallele Skalenstrichen) oder flächig (zum Beispiel mit einer quadratisch Gitterstruktur) gebildet sein.At least one of the chamber walls the sample chamber according to the invention is at least equal to the extent of the observation area made of an optically transparent material. advantageously, may be a sample in the observation area of at least one of the chamber walls ago an optical examination, in particular with light having wavelengths in particular from the UV over the VIS to the IR area be subjected. Preferably, both chamber walls have the Transparency, so that bilaterally investigations are feasible. Particularly preferred is the formation of the chamber walls at least in the observation area made of glass or plastic, since these materials are mostly biological Samples are inert and available with optical quality. It will be glass or Plastic with optical quality verwen det, which the utilization of the complete aperture angle of at least one lens and / or the condenser of the microscope and minimizing or avoiding aberrations in the optical Make sure picture. If the transparent chamber wall is a scaling, such as B. bears a coordinate system, advantages for the evaluation of a microscope image. If the scaling is in the observation area, so can Dimensions derived directly from samples or sample parts become. The scaling can in particular be linear (for example with a series of parallel scale lines) or areal (for Example with a square grid structure) be formed.

Besonders bevorzugt werden Kammerwände mit einer Dicke kleiner als 200 μm (zum Beispiel 140 μm bis 180 μm) verwendet, da damit eine extrem geringe Gesamtdicke der Probenkammer entlang der optischen Achse einer optischen Untersuchungseinrichtung erreicht werden kann. Die Gesamtdicke der Kammer entlang der optischen Achse kann weniger als 5 mm, insbesondere weniger als 2 mm (Dicke eines herkömmlichen Objektträgers) betragen. Bei der Verwendung von Deckgläsern für die Mikroskopie kann die Gesamtdicke sogar weniger als 400 μm, insbesondere weniger als 300 μm betragen.Especially preferred are chamber walls with a thickness smaller than 200 μm (For example, 140 microns up to 180 μm) used, since with it an extremely small total thickness of the sample chamber along the optical axis of an optical inspection device can be achieved. The total thickness of the chamber along the optical Axis can be less than 5 mm, in particular less than 2 mm (thickness a conventional one Slide) be. When using coverslips for microscopy, the Total thickness even less than 400 microns, especially less than 300 microns.

Der Kapillarkraftgradient wird in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung der Probenkammer und insbesondere in Abhängigkeit von dem verwendeten flüssigen Medium gebildet. Der Fachmann kann das Material der inneren Oberfläche des Probenraumes auf der Grundlage seiner Kenntnis der Benetzungseigenschaften des verwendeten Mediums auswählen.Of the Capillary force gradient will vary depending on the desired Application of the sample chamber and in particular depending from the liquid used Medium formed. The person skilled in the art can use the material of the inner surface of the sample space based on his knowledge of the wetting properties of the used medium.

Wenn gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung der Kapillarkraftgradient durch die chemische Zusammensetzung mindestens einer inneren Oberfläche des Probenraumes, insbeson dere mindestens einer der Kammerwände gebildet ist, können beide Kammerwände innen ebene, parallele Oberflächen besitzen. Die Bereitstellung von zumindest auf der Innenseite ebenen Oberflächen der Kammerwände ergibt Vorteile für die optische Untersuchung einer Probe im Beobachtungsbereich und für die Einstellung eines definierten Kammervolumens. Eine oder beide Kammerwände können entlang der Flüssigkeitsleitung einer Strecke von dem Medienanschluss zum Beobachtungsbereich eine zunehmend flüssigkeitsanziehende oder abnehmend flüssigkeitsabstoßende Oberfläche (oder Oberflächenbeschichtung) aufweisen. Hierzu wird beispielsweise auf der Kammerwand eine flüssigkeitsanziehende, die Adhäsionswirkung des Wandmaterials verstärkende Substanz mit einer zum Beobachtungsbereich hin zunehmenden Flächendichte angeordnet. Entsprechend der zweiten Alternative kann eine flüssigkeitsabstoßende, die Adhäsionswirkung vermindernde Substanz mit abnehmender Dichte angeordnet sein. Die mindestens eine Kammerwand kann zur Bildung des Kapillargradienten ferner sowohl mit flüssigkeitsanziehenden als auch flüssigkeitabstoßenden Substanzen mit gegenläufigen Flächendichtegradienten ausgestattet sein.If according to a first embodiment of the Invention of capillary force gradient by chemical composition at least one inner surface the sample space, in particular at least one of the chamber walls formed is, both can chamber walls inside level, parallel surfaces have. The provision of at least on the inside levels surfaces the chamber walls gives advantages for the optical examination of a sample in the observation area and for the Setting a defined chamber volume. One or both chamber walls may be along the liquid line a distance from the media connection to the observation area a increasingly fluid-attracting or decreasing liquid repellent surface (or Surface coating) exhibit. For this purpose, for example, a liquid-attracting, on the chamber wall, the adhesion effect reinforcing the wall material Substance with a surface density increasing towards the observation area arranged. According to the second alternative, a liquid repellent, the adhesion effect decreasing substance may be arranged with decreasing density. The least a chamber wall can also be used both to form the capillary gradient with liquid attracting as well as liquid repellent substances with opposing ones Flächendichtegradienten be equipped.

Wenn gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung die zu dem Beobachtungsbereich hin zunehmend flüssigkeitsanziehende oder abnehmend flüssigkeitsabstoßende Oberfläche jeweils entsprechend durch eine zunehmend hydrophile oder abnehmend hydrophobe Oberfläche gebildet wird, ergeben sich besondere Vorteile für die Aufnahme wasserbasierter Medien, wie z. B. wässrig gelöster oder suspendierter Proben. Ein weiterer Vorteil dieser Variante besteht darin, dass Substanzen zur hydrophilen oder hydrophoben Ausstattung von Festkörperoberflächen an sich bekannt und bei der Gestaltung der erfindungsgemäßen Probenkammer ohne Weiteres verwendet können.If, according to a preferred variant of the invention, the surface increasingly attracting or decreasing liquid to the observation area is respectively formed correspondingly by an increasingly hydrophilic or decreasing hydrophobic surface, particular advantages arise for the absorption of water-based media, such as e.g. As aqueous dissolved or suspended samples. Another advantage of this variant is that substances for hydrophilic or hydrophobic equipment of solid surfaces known per se and in the design the sample chamber according to the invention can be used without further ado.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird der Kapillarkraftgradient durch einen Abstandsgradienten zwischen im Probenraum gebildet. Entlang wenigstens eines die Flüssigkeitsleitung bildenden Teilbereichs zwischen dem Medienanschluss und dem Beobachtungsbereich vermindert sich der senkrechte Abstand zwischen den inneren Oberflächen des Probenraumes, insbesondere zwischen den Kammerwänden. Wenigstens eine der Kammerwände besitzt eine zu dem Beobachtungsbereich hin zunehmende Dicke, so dass sich entsprechend zu dem Beobachtungsbereich hin die lichte Weite des Probenraums vermindert und die Kapillarwirkung zunimmt. Der Abstandsgradient bewirkt vorteilhafterweise, dass eine am Medienanschluss bereitgestellte Flüssigkeit unter der Wirkung der Kapillarkraft in dem Probenraum gezogen wird. Der Teilbereich des Probenraums, in dem der gegenseitige Abstand der inneren Oberflächen minimal ist und daher maximale Kapillarkräfte auf das flüssige Medium wirken, bildet den Beobachtungsbereich. Vorteilhafterweise können auch bei der Bildung des Kapillarkraftgradienten durch einen Abstandsgradienten die inneren Oberflächen der Kammerwände im Beobachtungsbereich eben und parallel verlaufen, so dass optische Untersuchungen vereinfacht werden.According to one alternative embodiment of the Invention, the Kapillarkraftgradient by a distance gradient formed between in the sample space. Along at least one the fluid line forming part of the area between the media connection and the observation area decreases the vertical distance between the inner surfaces of the Sample space, especially between the chamber walls. At least one of the chamber walls has an increasing thickness towards the observation area, so that corresponding to the observation area, the clear width of the Reduced sample space and increases the capillary action. The distance gradient advantageously causes a provided at the media connection liquid is pulled under the action of capillary force in the sample space. Of the Part of the sample space, in which the mutual distance of the inner surfaces is minimal and therefore maximum capillary forces on the liquid medium act, forms the observation area. Advantageously, too in the formation of the capillary force gradient by a distance gradient the inner surfaces the chamber walls in the observation area plane and parallel, so that optical Investigations are simplified.

Die beiden Ausführungsformen eines stofflichen und geometrischen Kapillarkraftgradienten können gemäß einer weiteren Modifizierung der Erfindung kombiniert werden. Erstens ist es möglich, dass entlang des Abstandsgradienten eine zu dem Beobachtungsbereich hin zunehmend adhäsiv wirkende, z. B. hydrophile und/oder abnehmend adhäsionsmindernd wirkende, z. B. hydrophobe Oberfläche gebildet ist. Vorteilhafterweise wird damit die zunehmende Kapillarwirkung noch verstärkt. Zweitens kann der Kapillarkraftgradient entlang einer ersten Teilstrecke zwischen dem Medienanschluss und dem Beobachtungsbereich durch den Abstandsgradienten und entlang einer weiteren Teilstrecke durch die zunehmend flüssigkeitsanziehende und/oder abnehmend flüssigkeitsabstoßende Oberfläche gebildet werden. Vorzugsweise ist die erste Teilstrecke mit dem Abstandsgradienten an den Medienanschluss angrenzend vorgesehen, während die zweite Teilstrecke an den Beobachtungsbereich angrenzend gebildet ist.The both embodiments of a material and geometric capillary force gradient can according to a further modification of the invention can be combined. First Is it possible, that along the distance gradient one to the observation area increasingly adhesive acting, z. B. hydrophilic and / or decreasing adhesion-reducing acting, z. B. hydrophobic surface is formed. advantageously, Thus, the increasing capillary action is reinforced. Secondly For example, the capillary force gradient may be along a first leg between the media port and the observation area by the distance gradient and along another leg through the increasingly liquid attracting and / or decreasing liquid-repellent surface become. Preferably, the first leg is the distance gradient provided adjacent to the media port while the second leg is formed adjacent to the observation area.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Kapillarkraftpotenzial in der Probenkammer räumlich veränderlich ist, woraus sich Vorteile für eine flexible Anpassung der Probenkammer an eine konkrete Anwendung ergeben. Der Kapillarkraftgradient kann mit einem vorbestimmten Verlauf einstellbar sein, indem beispielsweise der genannte Abstandsgradient und/oder die verschiedenen flüssigkeitsabstoßenden oder flüssigkeitsanziehenden Oberflächen verändert werden. Die Veränderung kann beispielsweise mechanisch durch eine äußere Krafteinwirkung, elektrisch, magnetisch, piezoelektrisch, thermisch und/oder chemisch bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Kapillarkraftpotenzial in der Probenkammer zeitlich veränderlich sein.According to the invention can be provided be that the capillary force potential in the sample chamber spatially variable is what benefits for one flexible adaptation of the sample chamber to a specific application. The Kapillarkraftgradient can be adjusted with a predetermined course by, for example, said distance gradient and / or the different liquid repellent or liquid-attracting surfaces are changed. The change can For example, mechanically by an external force, electrical, magnetically, piezoelectrically, thermally and / or chemically effected become. Alternatively or in addition For example, the capillary force potential in the sample chamber may vary with time.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kapillarkraftgradient nicht nur entlang einer Strecke zwischen dem mindestens einem Medienanschluss und dem Beobachtungsbereich gebildet, sondern auch in der übrigen Umgebung des Beobachtungsbereiches. Bei dieser Gestaltung nimmt die auf ein flüssiges Medium zwischen den Kammerwänden wirkende Kapillarkraft im gesamten Probenraum jeweils zu dem Beobachtungsbereich hin zu. Der Beobachtungsbereich bildet ein zumindest lokales Maximum der Benetzbarkeit. Diese Ausführungsform der Erfindung besitzt den Vorteil, dass sich in der Probenkammer flüssigkeitsfreie Teile des Probenraums bilden, die mit einem Gas oder Dampf gefüllt sind.According to one particularly preferred embodiment In the invention, the capillary force gradient is not just along one Distance between the at least one media connection and the observation area formed, but also in the rest Surroundings of the observation area. In this design takes the on a liquid Medium between the chamber walls acting capillary force in the entire sample space respectively to the observation area towards. The observation area forms an at least local maximum wettability. This embodiment The invention has the advantage that in the sample chamber liquid-free Form parts of the sample space that are filled with a gas or vapor.

Vorteilhafterweise wird die in der Probenkammer vorhandene Flüssigkeit entlang der Flüssigkeitsleitung in Kontakt mit einem Oberflächenbereich mit der erhöhten Kapillarkraft angeordnet. Wenn das Flüssigkeitsvolumen geringer als das Volumen des Probenraumes ist, erfolgt eine Sammlung der Flüssigkeit im Beobachtungsbereich, der sich durch die maximale Kapillarkraft auszeichnet. Die Flüssigkeitsleitung dient der Kontaktierung durch das flüssige Medium, zum Beispiel für dessen Sammlung oder Führung durch die Probenkammer. Für Untersuchungen an biologischen Proben kann die Flüssigkeitsleitung der zeitweilige Fixierung der Proben, z. B. als Zellkulturfläche dienen. In angrenzenden Oberflächenbereichen (im folgenden auch "Freiflächen" genannt) mit der geringeren Kapillarkraft hingegen werden Probenflüssigkeiten oder flüssige Probenbestandteile weniger stark angezogen oder sogar abgestoßen. Über den Freiflächen befindet sich kein oder fast kein flüssiges Medium. Der Probenraum ist über den Freiflächen entsprechend mit einem Gas oder Dampf gefüllt (Gasphase).advantageously, the liquid present in the sample chamber is moved along the liquid line in contact with a surface area with the heightened Capillary force arranged. When the liquid volume is less than is the volume of the sample space, there is a collection of the liquid in the observation area, characterized by the maximum capillary force distinguished. The fluid line serves for contacting through the liquid medium, for example for its Collection or guide through the sample chamber. For Investigations on biological samples can be made of the liquid line the temporary fixation of the samples, z. B. serve as a cell culture surface. In adjacent surface areas (in the following also "open spaces" called) with the lower capillary force, on the other hand, become sample liquids or liquid Sample components less strongly attracted or even repelled. On the areas There is no or almost no liquid medium. The rehearsal room is about the areas appropriately filled with a gas or vapor (gas phase).

In der Kammer können flüssige und gasförmige Medien in einer vorgebbaren Geometrie entsprechend der Verteilung der mindestens einen Flüssigkeitsleitung und der Freiflächen angeordnet sein, so dass z. B. biologische Zellen in einer flüssigen Probe einfach und effektiv unter konstanten Bedingungen mit Gasen, z. B. CO2 oder O2 versorgt werden können. Innerhalb der geschlossenen Probenkammer wird mindestens zwischen der flüssigen Phase und der Gasphase eine Grenzfläche gebildet, durch die Substanzen aus der Gasphase in die flüssige Probe diffundieren können. Die definierte Gestalt der Flüssigkeitsleitung stellt sicher, dass die Diffusion in alle Teile der Probe unter gewünschten Bedingungen entsprechend einem vorgebbaren Protokoll erfolgen kann.In the chamber, liquid and gaseous media can be arranged in a predetermined geometry corresponding to the distribution of the at least one liquid line and the open spaces, so that z. B. biological cells in a liquid sample easily and effectively under constant conditions with gases, eg. B. CO 2 or O 2 can be supplied. Within the closed sample chamber, an interface is formed at least between the liquid phase and the gas phase, through which substances can diffuse from the gas phase into the liquid sample. The defined Ge The condition of the liquid line ensures that the diffusion into all parts of the sample can take place under desired conditions in accordance with a prescribable protocol.

Durch die Einstellung vorbestimmter geometrischer Verhältnisse, insbesondere der Größe der Flüssigkeitsleitung kann das Verhältnis der Grenzfläche relativ zum Volumen der in der Flüssigkeitsleitung befindlichen Probe für eine optimale Versorgung der Probe, insbesondere der biologischen Zellen in der Probe optimiert werden. Die Flüssigkeitsleitung kann insbesondere streifenförmig mit einer derart geringen Breite gebildet sein, dass Stoffe aus der Gasphase von beiden Seiten aus angrenzenden Freiflächen durch Diffusion in die gesamte Probe transportiert werden können.By the setting of predetermined geometric conditions, in particular the size of the liquid line can the relationship the interface relative to the volume of the fluid line Sample for optimal supply of the sample, especially the biological Cells in the sample are optimized. The fluid line can in particular in strips be formed with such a small width that substances from the gas phase from both sides of adjacent open spaces through Diffusion can be transported in the entire sample.

Allgemein kann der Medienaustausch in der erfindungsgemäßen Probenkammer über einen einzelnen Medienanschluss erfolgen. Vorzugsweise sind jedoch mindestens zwei Medienanschlüsse vorgesehen, von denen der erste Medienanschluss zur Medienzuführung und der zweite Medienanschluss zur Medienausgabe verwendet werden kann. Das Kapillarkraftpotenzial ist an jedem Medienanschluss und in dessen unmittelbarer Umgebung geringer als in der Umgebung der Flüssigkeitsleitung (und insbesondere am seitlichen Rand der Probenkammer), jedoch höher als im Beobachtungsbereich. Besonders bevorzugt sind die Medienanschlüsse auf relativ zueinander entgegengesetzten Seiten der Probenkammer angeordnet, wobei vom ersten Medienanschluss ein erster Gradient mit zunehmender Kapillarkraft hin zum Beobachtungsbereich und ein zweiter Gradient mit abnehmender Kapillarkraft hin zum zweiten Medienanschluss gebildet sind. Vorteilhafterweise kann die Probenkammer bei dieser Gestaltung als Durchflusskammer verwendet werden.Generally the media exchange in the sample chamber according to the invention via a individual media connection. Preferably, however, at least two media connections provided, of which the first media connection for media supply and the second media port can be used for media output. The capillary force potential is at every media outlet and in its immediate environment lower than in the vicinity of the liquid line (and especially at the lateral edge of the sample chamber), but higher than in the observation area. Particularly preferred are the media connections on arranged relative to each other opposite sides of the sample chamber, wherein from the first media port, a first gradient with increasing Capillary force towards the observation area and a second gradient with decreasing capillary force formed towards the second media port are. Advantageously, the sample chamber in this design be used as a flow chamber.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in der Probenkammer ein Gasanschluss vorgesehen ist, durch den ein gas- oder dampfförmiges Medium in den Probenraum zu- oder abgeführt werden kann und der ggf. zum Druckausgleich vorgesehen ist. Der Gasanschluss kann einer der genannten Medienanschlüsse oder ein zusätzlicher Anschluss sein. Die Bereitstellung des Gasanschlusses ermöglicht vorteilhafterweise die gezielte Zusammensetzung der Substanzen in dem Mehrphasensystem in der Probenkammer.A another embodiment The invention is characterized in that in the sample chamber a gas connection is provided, through which a gaseous or vaporous medium in the sample room or removed can be and is possibly provided for pressure equalization. Of the Gas connection can be one of the mentioned media connections or an additional one Be connection. The provision of the gas connection advantageously allows the targeted composition of the substances in the multiphase system in the sample chamber.

Wenn zwischen den Kammerwänden der Probenkammer Abstandshalter angeordnet sind, wird vorteilhafterweise die Einstellung des senkrechten Abstandes der Kammerwände vereinfacht. Der Abstand kann insbesondere in Abhängigkeit von den konkreten Bedingungen, wie z. B. der Art der zu untersuchenden flüssigen Probe gewählt werden. Wenn die Abstandshalter durch an sich bekannte Distanzstücke oder -streifen gebildet werden, ergeben sich Vorteile für einen vereinfachten Aufbau der Probenkammer.If between the chamber walls the sample chamber spacers are arranged, is advantageously the adjustment of the vertical distance of the chamber walls simplified. The distance can depend in particular on the concrete Conditions, such as B. the type of liquid sample to be examined chosen become. If the spacers by known spacers or be formed strips, there are advantages for a simplified construction of the sample chamber.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung weisen die Kammerwände verschieden große Flächen auf, wobei sie in der Kammer so angeordnet sind, dass die größere Kammerwand die kleinere Kammerwand an mindestens einem, vorzugsweise zwei, einander gegenüberliegenden Rändern überragt. Dies ermöglicht, dass die Kammerwände in der zusammengesetzten Kammer auf verschiedenen Trägerelementen aufliegen. Vorteilhafterweise können die von herkömmlichen Techniken bekannten Abstandshalter (Spacer) vermieden werden. Vorteilhafterweise werden somit bei der Einstellung des Abstandes zwischen den Kammerwänden, z. B. zwischen den Deckgläsern Beschränkungen überwunden, die bisher durch die Verfügbarkeit und Stabilität von Abstandshaltern bestanden. Des Weiteren wird die verfügbare Oberfläche der Kammerwände optimal ausgenutzt. Die Kammer kann eine außerordentlich geringe Gesamtdicke besitzen und insbesondere dünner als ein Standard-Trägerglas für die Mikroskopie sein. Besonders bevorzugt ist eine Gestaltung, bei der die größere Kammerwand die kleinere Kammerwand vollständig entlang dem gesamten Rand überdeckt. Beispielsweise werden als Kammerwände zwei rechteckige oder runde, zum Beispiel kreisrunde Deckgläser mit verschiedenen Größen verwendet.According to one Another preferred feature of the invention, the chamber walls are different size surfaces on, wherein they are arranged in the chamber so that the larger chamber wall the smaller chamber wall on at least one, preferably two, opposite each other Overhanging edges. This makes possible, that the chamber walls in the assembled chamber on different support elements rest. Advantageously, can those of conventional Techniques known spacer (spacer) can be avoided. advantageously, are thus in the adjustment of the distance between the chamber walls, z. B. between the coverslips Overcome limitations, so far due to the availability and stability passed by spacers. Furthermore, the available surface of the chamber walls optimally utilized. The chamber can have an extremely low overall thickness own and in particular thinner as a standard carrier glass for the Be microscopy. Particularly preferred is a design in which the larger chamber wall the complete chamber wall completely Covered along the entire edge. For example, as chamber walls, two rectangular or round, for example, circular coverslips used with different sizes.

Eine Teilfläche der größeren Kammerwand, die in der zusammengesetzten Kammer die kleinere Kammerwand überragt, wird als Kontaktbereich bezeichnet. Der Kontaktbereich steht in direkter Verbindung mit dem Kapillarkraftgradienten. Vorteilhafterweise kann dadurch eine im Kontaktbereich bereitgestellte Flüssigkeit durch die zunehmende Kapillarkraft zum Beobachtungsbereich gezogen werden. Entsprechend der Ausdehnung des Kontaktbereichs kann der Probenraum der erfindungsgemäßen Probenkammer eine größere lichte Weite besitzen als zwischen den Kammerwänden. Im Kontaktbereich kann somit eine größere Medienmenge als Reservoir vorgehalten werden, aus dem das Medium in den Beobachtungsbereich gezogen wird. Des Weiteren werden Beschränkungen herkömmlicher Kammern überwunden, deren lichte Weite größer als der Durchmesser einer Injektionskanüle sein muss. Auch bei einer Spaltbreite des Probenraumes der erfindungsgemäßen Probenkammer von weniger als 100 μm können Injektionskanülen oder Leitungen zur Flüssigkeitszufuhr einen größeren Durchmesser aufweisen.A subarea the larger chamber wall, the in the composite chamber, the smaller chamber wall protrudes, is called a contact area. The contact area is in direct connection with the capillary force gradient. advantageously, can thereby a provided in the contact area liquid pulled by the increasing capillary force to the observation area become. According to the extent of the contact area of the Sample chamber of the sample chamber according to the invention a bigger light Possess width as between the chamber walls. In the contact area can thus a larger amount of media be kept as a reservoir from which the medium in the observation area is pulled. Furthermore, limitations become more conventional Chambers overcome, whose clear width is greater than the diameter of an injection cannula must be. Even with a gap width the sample space of the sample chamber according to the invention of less as 100 μm can injection needles or Liquids for hydration a larger diameter exhibit.

Wenn der mindestens eine Medienanschluss in direkter Verbindung mit dem Kontaktbereich steht und z. B. an den Kontaktbereich angrenzend oder in der dem Kontaktbereich gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet ist, können sich Vorteile aus der Übertragung zugeführten flüssigem Mediums unmittelbar vom Medienanschluss über den Kraftgradienten zum Beobachtungsbereich ergeben.If the at least one media connection is in direct connection with the contact area and z. B. adjacent to the contact area or in the contact area opposite upper surface is arranged, advantages may result from the transfer of supplied liquid medium directly from the media connection on the force gradient to the observation area.

Generell ist zwischen den Kammerwänden der Probenraum als schichtförmiger Kapillarraum gegeben, der im unbeschickten Zustand der Probenkammer leer ist. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann jedoch im Probenraum mindestens eine Innenwand vorgesehen sein, die sich im Wesentlichen senkrecht zu den Kammerwänden zwischen diesen erstreckt. Die Innenwand bildet eine vorbestimmte Begrenzung entlang der Flüssigkeitsleitung, in der bei dieser Ausführungsform ein flüssiges Medium nicht nur durch die Kapillarkraft, sondern auch durch die Innenwand lokalisiert wird. Vorzugsweise sind zwei Innenwände vorgesehen, die sich auf den beiden Seiten der Flüssigkeitsleitung erstrecken. Die Innenwände können vorteilhafterweise neben der Kompartimentierungsfunktion zusätzlich Abstandshalter bilden, mit denen der senkrechte Abstand zwischen den Kammerwänden eingestellt wird. Beispielsweise für Grenzflächenuntersuchungen kann es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung von Vorteil sein, wenn die Innenwände porös oder teildurchlässig sind. Dies bedeutet, dass von der Flüssigkeitsleitung her das flüssige Medium nicht durch die Innenwände hindurchtreten kann, diese jedoch für Stoffe durchlässig sind, die im flüssigen Medium gelöst oder in der Gasphase der übrigen Probenkammer enthalten sind.As a general rule is between the chamber walls of the Sample space as a layered Capillary space given in the unladen state of the sample chamber is empty. According to one modified embodiment However, the invention may have at least one inner wall in the sample space be provided, which is substantially perpendicular to the chamber walls between this extends. The inner wall forms a predetermined limit along the fluid line, in the case of this embodiment a liquid Medium not only by the capillary force, but also by the Interior wall is located. Preferably, two inner walls are provided, which extend on the two sides of the liquid line. The interior walls can Advantageously, in addition to the Kompartimentierungsfunktion spacers form, with which the vertical distance between the chamber walls adjusted becomes. For example Interface tests can it according to a another embodiment The invention may be advantageous if the inner walls are porous or semi-permeable. This means that from the liquid line fro the liquid Medium not through the inner walls can pass through, but these are permeable to substances that in the liquid Medium solved or in the gas phase of the rest Sample chamber are included.

Besondere Vorteile für die Wirksamkeit der Flüssigkeitsführung in der Probenkammer können sich ergeben, wenn die Innenwand auf ihrer zur Flüssigkeitsleitung weisenden Seite eine flüssigkeitsanziehende oder flüssigkeitsabstoßende Oberfläche aufweist. Des Weiteren kann die Oberfläche der Innenwand einen Kapillarkraftgradienten analog zum oben beschriebenen Kapillarkraftgradienten aufweisen, so dass die Wirkung des Kapillarkraftpotenzials der Flüssigkeitsleitung verstärkt wird.Special Benefits for the effectiveness of fluid management in the sample chamber can become result, if the inner wall on its pointing to the liquid line Page a liquid-attracting or liquid repellent surface. Furthermore, the surface can be the inner wall a Kapillarkraftgradienten analogous to the above Have capillary force gradient, so that the effect of Kapillarkraftpotenzials the liquid line reinforced becomes.

Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Probenkammer besteht in der hohen Variabilität der geometrischen Eigenschaften des Kapillarkraftpotenzials. Vorteilhafterweise kann die Flüssigkeitsleitung durch die Probenkammer eine sich entlang ihrer Längsausdehnung verändernde Breite und/oder Form auf weisen. Die Flüssigkeitsleitung kann beispielsweise gerade oder gekrümmt, insbesondere kreisbogenförmig oder S-förmig oder mäanderförmig gekrümmt sein.One important advantage of the sample chamber according to the invention consists in the high variability the geometric properties of the capillary force potential. advantageously, can the fluid line through the sample chamber is changing along its longitudinal extent Width and / or shape on wise. The liquid line can, for example straight or curved, in particular circular arc or S-shaped or meandering curved.

Des Weiteren kann der Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Probenkammer erweitert werden, wenn im Probenraum, insbesondere im Beobachtungsbereich ein Gelbereich vorgesehen ist, welcher der Aufnahme einer gelförmigen Substanz dient. Für zahlreiche Anwendungen ist es vorteilhaft, wenn im Gelbereich ein dreidimensionales Gel auf der Basis von Wasser, wie z. B. ein Agar- oder Kollagen-Gel angeordnet ist. Für die Untersuchung der Wechselwirkung einer Probe im flüssigen Medium, wie z. B. von biologischen Zellen mit dem Gel ist es von Vorteil, wenn das Kapillarkraftpotenzial im Gelbereich mindestens ein Minimum aufweist oder wenn wenigstens ein Teil der Flüssigkeitsleitung den Gelbereich kreuzt.Of Furthermore, the field of application of the sample chamber according to the invention be extended when in the sample room, especially in the observation area a gel area is provided, which serves to receive a gel-like substance. For many Applications, it is advantageous if in the gel area a three-dimensional Gel based on water, such as. As an agar or collagen gel is arranged. For the investigation of the interaction of a sample in a liquid medium, such as z. B. of biological cells with the gel, it is advantageous if the capillary force potential in the gel area is at least a minimum or if at least a part of the liquid line is the gel area crosses.

Gemäß weiteren Varianten der Erfindung kann der Gelbereich von der übrigen Flüssigkeitsleitung durch eine Innenwand getrennt sein, wie sie oben beschrieben wurde. Die Innenwand besteht insbesondere für chemische oder biochemische Anwendungen aus einem porösen oder teildurchlässigen Wandmaterial oder einer teildurchlässigen Membran. Des Weiteren kann die Probenkammer mit einem Gelanschluss ausgestattet sein, durch den das Gelmaterial in den Gelbereich eingefüllt wird.According to others Variants of the invention may be the gel area of the remaining fluid line separated by an inner wall, as described above. The inner wall consists in particular of chemical or biochemical Applications of a porous or partially permeable wall material or a partially permeable one Membrane. Furthermore, the sample chamber with a gel connection be equipped, through which the gel material is filled in the gel area.

Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist die Kammer mit einer Abdeckeinrichtung ausgestattet, mit der der Probenraum zwischen den Kammerwänden seitlich verschlossen ist. Mit der Abdeckeinrichtung wird der spaltförmige Probenraum allseitig in den Richtungen geschlossen, die parallel zu den Ebenen der Kammerwände verlaufen. Vorteile der lateralen Abdeckeinrichtung bestehen in der Bereitstellung eines geschlossenen Kompartiments, in das neben den flüssigkeitsge füllten Bereich gas- oder dampfförmige Zusatzstoffe einführbar sind.According to one advantageous variant of the invention, the chamber is equipped with a covering device, with the sample space between the chamber walls laterally closed is. With the cover, the gap-shaped sample space is on all sides closed in the directions parallel to the planes of the chamber walls. Advantages of the lateral covering device are the provision a closed compartment, in which, in addition to the liquid filled area gaseous or vaporous Additives can be introduced are.

Die Abdeckeinrichtung ist vorzugsweise als ein Stufenprofil gebildet, auf dem die Kammerwände in verschiedenen Höhen mit wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Rändern, vorzugsweise jedoch entlang den vollständigen Rändern aufliegen und fixierbar sind. Die treppenförmig angeordneten Stufen des Stufenprofils bilden Trägerelemente für die Anordnung der Kammerwände mit dem gewünschten Abstand. Die Stufenhöhen können im Unterschied zu herkömmlichen Abstandshaltern mit hoher Präzision und Stabilität gebildet werden, selbst wenn geringste Abstände der Kammerwände im Sub-mm-Bereich eingestellt werden sollen. Wenn das Stufenprofil mit einer Vielzahl von Stufen ggf. mit verschiedenen Stufenhöhen ausgestattet ist, können sich Vorteile für die Einstellung von Probenräumen mit verschiedenen lichten Weiten ergeben.The Covering device is preferably formed as a step profile, on the the chamber walls in different heights with at least two opposite edges, preferably however, along the whole edges rest and are fixable. The staircase-shaped steps of the Step profiles form carrier elements for the Arrangement of the chamber walls with the desired Distance. The step heights can unlike traditional ones Spacers with high precision and stability are formed, even if minimum distances of the chamber walls in the sub-mm range should be set. If the step profile with a variety of steps, if necessary with different step heights, can become Benefits for the setting of sample rooms with different clear widths result.

Besondere Vorteile für eine präzise und einfache Ausrichtung der Kammerwände ergeben sich, wenn die erfindungsgemäße Kammer mit einem Kammerkörper ausgestattet ist, an dem die Kammerwände relativ zueinander parallel mit dem gewünschten gegenseitigen Abstand positionierbar sind. Vorteilhafterweise bildet der Kammerkörper eine stabile und genaue Halterung für die Kammerwände. Wenn der Kammerkörper einstückig gebildet ist, wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Probenkammer vorteilhafterweise vereinfacht. Des Weiteren können die Kompaktheit (flache Bauform) und Stabilität der Kammer verbessert werden. Wenn der Kammerkörper aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt ist, ergeben sich besondere Vorteile bei der Zu- oder Abführung flüssiger Medien in die Probenkammer. Es kann insbesondere beobachtet werden, ob ein flüssiges Medium blasenfrei ist.Particular advantages for a precise and simple alignment of the chamber walls arise when the chamber according to the invention is equipped with a chamber body on which the chamber walls are positioned relative to each other in parallel with the desired mutual distance. Advantageously, the chamber body forms a stable and accurate support for the chamber walls. If the chamber body is integrally formed, the structure of the sample chamber according to the invention is advantageously simplified. Furthermore, the compactness (flat design) and stability of the chamber can be improved. If the chamber body is made of a translucent material, there are particular advantages in the supply or removal of liquid media in the sample chamber. In particular, it can be observed whether a liquid medium is bubble-free.

Vorteilhafterweise bestehen bei der Erfindung keine Beschränkungen in Bezug auf die Gestalt des Kammerkörpers, der z. B. einen flachen Zylinder (mit einer kreisförmigen oder elliptischen Grundfläche) oder einen flachen Quader (mit einer rechteckigen Grundfläche) bilden kann. Die Außenmaße des Kammerkörpers (senkrecht zur optischen Achse eines Mikroskops zur Beobachtung des Beobachtungsbereiches), die im Wesentlichen den Außenmaßen der Grundfläche des Kammerkörpers entsprechen, werden vorzugsweise gleich oder nahezu gleich zur Größe standardmäßig verwendeter Deckgläser für die Mikroskopie gewählt. Typische Maße betragen z. B. bei einer kreisförmigen Grundfläche 12 mm oder 25 mm oder bei einer rechteckigen Grundfläche 22 mm·22 mm, 24 mm·24 mm oder 24 mm·50 mm. Besonders bevorzugt ist die Dimensionierung gleich oder nahezu gleich der Größe eines Standard-Trägerglases für die Mikroskopie (76 mm·26 mm·1.5 mm).advantageously, There are no limitations with respect to the shape of the invention in the invention Chamber body, the z. B. a flat cylinder (with a circular or elliptical base) or form a flat cuboid (with a rectangular base) can. The external dimensions of the chamber body (vertical to the optical axis of a microscope for observation of the observation area), which is essentially the outer dimensions of the Floor space of the chamber body are preferably equal to or nearly equal to the size used by default coverslips for the Microscopy chosen. Typical dimensions are z. B. in a circular Floor space 12 mm or 25 mm or, in the case of a rectangular base, 22 mm x 22 mm, 24 mm · 24 mm or 24 mm x 50 mm. Particularly preferably, the dimensioning is the same or almost the same the size of one Standard carrier glass for the Microscopy (76 mm x 26 mm x 1.5 mm).

Die erfindungsgemäße Kammer kann vorteilhafterweise aus wenigen Teilen leicht als ein einfach handhabbarer Aufbau zusammengesetzt werden, der mit herkömmlichen Untersuchungstechniken kompatibel ist und beispielsweise in Standard-Mikroskopietische passt. Die Kammer kann als geschlossene Kammer, als Durchflusskammer oder als offene Kammer verwendet werden.The Inventive chamber can advantageously be made from a few parts easily as an easy to handle Composition compatible with conventional examination techniques is and, for example, fits in standard microscope tables. The Chamber can be used as a closed chamber, as a flow chamber or as open chamber can be used.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Kammerkörper eine durchgehende Öffnung, an deren innerem Rand die Kammerwände fixierbar sind. Bei dieser Gestaltung bildet der Kammerkörper einen Rahmen mit der Funktion der genannten Abdeckeinrichtung, wobei das Stufenprofil sich am inneren Rand der zum Beispiel rechteckigen oder runden Öffnung des Kammerkörpers befindet. Das Stufenprofil bildet eine erste Auflage für die kleinere Kammerwand mit einer umlaufenden Stufe entsprechend der Dicke der Kammerwand und der gewünschten lichten Höhe des Probenraums, wobei oberhalb der umlau fenden Stufe mindestens eine weitere Auflage für die zweite Kammerwand gebildet ist. Vorteilhafterweise können die Kammerwände durch Einlegen in das Stufenprofil im Kammerkörper ausgerichtet und auf dem Kammerkörper am Stufenprofil aufgeklebt werden. Ein weiteres Zusammenpressen der Deckgläser wie bei herkömmlichen Techniken kann vermieden werden. Alternativ kann das Stufenprofil in einem Kammerkörper ohne die durchgehende Öffnung gebildet sein.According to one preferred embodiment of Invention has the chamber body a continuous opening, at the inner edge of the chamber walls are fixed. At this Design forms the chamber body a frame with the function of said cover device, wherein the step profile is at the inner edge of, for example, rectangular or round opening of the chamber body located. The step profile forms a first edition for the smaller one Chamber wall with a circumferential step according to the thickness of Chamber wall and the desired clear height the sample space, wherein above the umlau fenden stage at least one additional edition for the second chamber wall is formed. Advantageously, the chamber walls aligned by placing in the step profile in the chamber body and on the chamber body glued to the step profile. Another squeezing the coverslips as with conventional techniques can be avoided. Alternatively, the step profile in a chamber body without the through opening be formed.

Gemäß einer weiteren Modifikation der Erfindung kann wenigstens auf einer Seite der inneren Öffnung des Kammerkörpers eine konische Aufweitung hin zur Oberfläche des Kammerkörpers vorgesehen sein. Mit dieser Aufweitung wird vorteilhafterweise Raum für die Annäherung eines optischen Messgerätes, z. B. eines Objektivs eines Mikroskops und dessen Bewegung relativ zur Probenfläche in der Kammer geschaffen.According to one Further modification of the invention can at least on one side the inner opening of the chamber body a conical widening provided to the surface of the chamber body be. With this expansion, there is advantageously room for the approximation of a optical measuring device, z. B. a lens of a microscope and its movement relative to the sample surface created in the chamber.

Vorteilhafterweise kann in den Kammerkörper mindestens eine Medienleitung integriert sein, durch die eine Verbindung zwischen dem Probenraum und der äußeren Umgebung, z. B. einem äußeren Medienreservoir gebildet wird. Die mindestens eine Medienleitung führt von einer Öffnung in der Oberfläche des Kammerkörpers, die einen äußeren Anschluss bildet, nach innen zum Probenraum. Die mindestens eine Medienleitung ermöglicht vorteilhafterweise eine erhöhte Betriebssicherheit und einen erweiterten Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Kammer. Über die Medienleitung können insbesondere Zellen zur Kultivierung in die Kammer eingeführt oder flüssige oder gasförmige Medien in den Probenraum geleitet oder aus diesem abgeleitet werden. Die Kammer kann insbesondere mit mindestens zwei Medienleitungen als Durchflusskammer verwendet werden.advantageously, can in the chamber body at least one media line be integrated, through which a connection between the sample room and the outside environment, z. B. an outer media reservoir is formed. The at least one media line leads from an opening in the surface of the chamber body, the one outer connection makes, inside, to the rehearsal room. The at least one media line allows advantageously an increased Operational safety and an extended scope of the chamber according to the invention. About the Media line can in particular cells introduced into the chamber for cultivation or liquid or gaseous Media are directed into or derived from the sample space. The chamber can in particular with at least two media lines be used as a flow chamber.

Für eine Medienzufuhr in den Probenraum ist erfindungsgemäß mindestens eine Flüssigkeits-Medienleitung, die zur Zuführung von flüssigen Medien ausgelegt ist und mindestens eine Gas-Medienleitung für den Austausch von Stoffen in der Gasphase vorgesehen. Die Flüssigkeits-Medienleitung öffnet sich zwischen den Kammerwänden vorzugsweise in einer inneren, in der Betriebsposition der Kammer zum Beispiel horizontal ausgerichteten Wand des Kammerkörpers hin zu dem Probenraum. Es ist vorzugsweise eine trichterförmige Vertiefung in der Wand des Kammerkörpers vorgesehen, von der flüssiges Medium auf die Probenfläche zwischen den Kammerwänden fließen kann.For a media feed into the sample space according to the invention at least one liquid media line, the for the supply of liquid Media is designed and at least one gas media line for the exchange of substances provided in the gas phase. The liquid media line opens between the chamber walls preferably in an inner, in the operating position of the chamber for Example horizontally oriented wall of the chamber body out to the rehearsal room. It is preferably a funnel-shaped depression in the wall of the chamber body provided, from the liquid Medium on the sample surface between the chamber walls flow can.

Erfindungsgemäß kann eine der Medienleitungen in einer anderen Medienleitung verlaufen, wobei insbesondere ein koaxialer Aufbau bevorzugt ist. Bei dieser Gestaltung können sich Vorteile für die Kompaktheit der erfindungsgemäßen Probenkammer ergeben.According to the invention, a the media lines run in another media line, wherein in particular a coaxial construction is preferred. In this design can benefits for give the compactness of the sample chamber according to the invention.

Allgemein kann die erfindungsgemäße Kammer während der Untersuchung ständig über die Medienleitung mit äußeren Reservoiren für flüssige oder gasförmige Medien in Verbindung stehen. Vorteile für die Einstellung der Bedingungen im Probenraum oder für die Realisierung bestimmter Behandlungsprotokolle können sich ergeben, wenn die Verbindung zeitweilig getrennt wird. Hierzu ist die mindestens eine Medienleitung oder der Kammerkörper mit einer Sperreinrichtung ausgestattet, mit der die Medienleitung geöffnet oder verschlossen werden kann.In general, the chamber according to the invention can be permanently connected via the media line with external reservoirs for liquid or gaseous media during the investigation. Advantages for setting the conditions in the sample room or for the realization of certain treatment protocols may result if the compound is temporarily disconnected. For this purpose, the at least one media line or the chamber body is equipped with a locking device with which the media line can be opened or closed.

Als Sperreinrichtung können generell an sich bekannte Ventile oder Absperrhähne vorgesehen sein. Für einen kompakten Aufbau der Kammer und einen einfachen Anschluss der Medienleitung an äußere Reservoire wird jedoch bevorzugt, wenn die Sperreinrichtung durch ein elastisches Material gebildet wird, durch das die Medienleitung in einem Teilbereich unterbrochen ist. Das elastische Material erlaubt wie mit einem Septum einerseits einen sicheren und dauerhaften Verschluss des Proben raumes nach außen und andererseits eine Durchdringung mit einer Injektionsvorrichtung, wie z. B. einer Injektionskanüle. Wenn die Injektionsvorrichtung aus der Sperreinrichtung wieder entfernt wird, ist wegen der Elastizität des verwendeten Materials, z. B. von elastischem Silikon der Verschluss des Probenraums erneut gegeben. Alternativ kann die Medienleitung in einem Teilbereich aus dem elastischen Material bestehen. In diesem Fall werden ein Verschließen oder eine Freigabe der Sperreinrichtung durch eine Deformation des elastischen Materials z. B. mit einem zur Oberfläche des Kammerkörpers führenden Stempel realisiert.When Locking device can generally known per se valves or shut-off valves may be provided. For one compact design of the chamber and easy connection of the media line to external reservoirs However, it is preferred if the locking device by an elastic Material is formed, through which the media line in a subarea is interrupted. The elastic material allows as with a Septum on the one hand a safe and permanent closure of the Samples room to the outside and on the other hand a penetration with an injection device, such as B. an injection cannula. When the injection device is removed from the locking device again is because of the elasticity the material used, for. B. of elastic silicone, the closure the sample space given again. Alternatively, the media line consist in a partial area of the elastic material. In this Fall will be a closure or a release of the locking device by a deformation of the elastic material z. B. with a leading to the surface of the chamber body Stamp realized.

Die Injektionsvorrichtung der erfindungsgemäßen Kammer enthält vorzugsweise mindestens eine Injektionskanüle, die in die Medienleitung im Kammerkörper durch die Sperreinrichtung einschiebbar ist. Wenn die Injektionskanüle an einem freien Ende eine geschärfte Spitze und mit Abstand von dieser eine seitliche Austrittsöffnung aufweist, können vorteilhafterweise Verletzungen des elastischen Materials der Sperreinrichtung vermieden werden.The Injection device of the chamber according to the invention preferably contains at least one injection cannula, in the media line in the chamber body through the locking device is insertable. When the injection cannula at a free end a sharpened Tip and at a distance from this has a lateral outlet opening, can Advantageously, injuries to the elastic material of the locking device be avoided.

Die Injektionskanüle, die an einem Ende zur Verbindung mit einer Flüssigkeitsfördereinrichtung, wie z. B. einem Spritzenkolben eingerichtet ist und mit Abstand vom entgegengesetzten, freien Ende eine radial seitlich mündende Austrittsöffnung besitzt, stellt einen unabhängigen Gegenstand der Erfindung dar. Mit dieser Injektionskanüle können vorteilhafterweise elastomere Verschlüsse, wie z. B. ein Septum oder die Sperreinrichtung der erfindungsgemäßen Probenkammer wiederholt verletzungsfrei durchstochen werden. Die Injektionskanüle kann z. B. aus einem inerten Metall, z. B. Stahl oder einem Kunststoff bestehen. Vorzugsweise weist das freie Ende der Injektionskanüle eine geschärfte Schneide oder Spitze auf, um die Verletzung z. B. eines Septums noch zu vermin dern. Zur weiteren Verminderung einer Verletzung beim Durchbohren eines Septums kann die seitliche Austrittsöffnung einen in der Wand der Kanüle abgesenkten, vorzugsweise abgerundeten Rand besitzen.The Hypodermic needle, which at one end for connection to a liquid conveyor, such. B. a syringe plunger is set up and spaced from the opposite, free end has a radially laterally opening outlet opening, provides an independent one Subject of the invention. With this injection cannula can advantageously elastomeric closures, such as B. a septum or the barrier device of the sample chamber according to the invention repeatedly punctured without injury. The injection cannula can z. B. from an inert metal, for. As steel or a plastic. Preferably, the free end of the injection cannula has a sharpened Cut or point on the injury z. B. a septum to be reduced. To further reduce an injury during By piercing a septum, the lateral exit opening can make a in the wall of the cannula have lowered, preferably rounded edge.

Die erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung weist gemäß einer bevorzugten Variante mehrere Injektionskanülen auf, die mit gleichen Längen an einem gemeinsamen Basisteil angeordnet und gemeinsam oder separat mit mindestens einem Flüssigkeitsreservoir verbunden werden können. Die Kombination an einem gemeinsamen Basisteil besitzt den Vorteil, dass alle Injektionskanülen gleichzeitig an die Probenkammer angeschlossen oder von dieser getrennt werden können.The has injection device according to the invention according to a preferred variant of several injection cannulas on, with the same lengths a common base part and arranged together or separately with at least one liquid reservoir can be connected. The combination on a common base part has the advantage that all injection needles simultaneously connected to the sample chamber or separated from it can be.

Weitere vorteilhafte Varianten der Injektionsvorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass die Injektionskanülen relativ zu einer ebenen Oberfläche des Basisteils einen vorbestimmten Winkel bilden. Dieser Winkel ist insbesondere in Abhängigkeit von der Geometrie der Probenkammer, mit der die Injektionsvorrichtung kombiniert wird, und den übrigen geometrischen Bedingungen der konkreten Anwendung wählbar und beträgt vorzugsweise 90° oder ggf. einen anderen Winkel als 90°. Des Weiteren ist die Gestalt des Basisteils mit den Injektionskanülen vorzugsweise an die äußere Form des Kammerkörpers der erfindungsgemäßen Probenkammer angepasst.Further advantageous variants of the injection device are characterized from that the injection needles relative to a flat surface of the Base part form a predetermined angle. This angle is especially depending from the geometry of the sample chamber, with which the injection device combined, and the rest geometric conditions of the concrete application selectable and is preferably 90 ° or if necessary, an angle other than 90 °. Furthermore, the shape of the base part with the injection cannulas is preferably to the outer shape of the chamber body of inventive sample chamber customized.

Wenn die Probenkammer gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Elektrodeneinrichtung ausgestattet ist, können sich vorteilhafterweise weitere Anwendungen der Probenkammer ergeben. Die Elektrodeneinrichtung kann zum Beispiel für Messungen, z. B. Impedanzmessungen an einer Probe, oder für elektrische Behandlungen, z. B. Elektrofusions- oder Elektroporationsbehandlungen der Probe vorgesehen sein. Bei einer ersten Variante weist die Elektrodeneinrichtung Elekt roden auf, die auf mindestens einer der Kammerwände fest angebracht sind. Vorteilhafterweise kann in diesem Fall die geometrische Ausrichtung der Elektroden relativ zur Probe, insbesondere relativ zum Beobachtungsbereich fest vorgegeben werden. Die Elektroden können zum Beispiel mit einem bestimmten Muster auf der Kammerwand angeordnet sein. Bei einer zweiten Variante ragen Elektroden der Elektrodeneinrichtung durch mindestens eine der Kammerwände in die Probenkammer, insbesondere in den Beobachtungsbereich. In diesem Fall ergeben sich besondere Vorteile für die flexible Einstellung der Elektroden relativ zur Probe, zum Beispiel relativ zu suspendierten biologischen Zellen in der Probenkammer.If the sample chamber according to a another embodiment the invention is equipped with an electrode device, can advantageously result in further applications of the sample chamber. The electrode device can be used, for example, for measurements, eg. B. impedance measurements on a sample, or for electrical treatments, eg. B. Electrofusion or electroporation treatments be provided the sample. In a first variant, the electrode device Elekt roden, on at least one of the chamber walls firmly are attached. Advantageously, in this case, the geometric Alignment of the electrodes relative to the sample, in particular relative to Observation area are fixed. The electrodes can be used for Example may be arranged with a specific pattern on the chamber wall. In a second variant, electrodes of the electrode device protrude through at least one of the chamber walls in the sample chamber, in particular in the observation area. In this case, there are special advantages for the flexible adjustment of the electrodes relative to the sample, for example relative to suspended biological cells in the sample chamber.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Probenkammer mit einer Temperiereinrichtung ausgestattet sein. Vorteilhafterweise kann mit der Temperiereinrichtung in der Probenkammer die Temperatur, z. B. für Humanproben physiologisch angepasst 37°C, eingestellt werden. Die Temperiereinrichtung kann zum Heizen und/oder Kühlen der Probenkammer ausgelegt sein. Vorzugsweise ist die Temperiereinrichtung an mindestens einer der Kammerwände angeordnet. Es kann beispielsweise auf mindestens einer der Kammerwände zur Widerstandsheizung eine ITO-(Indium-Zinn-Oxid-)-Beschichtung vorgesehen sein. Zur Kühlung kann z. B. ein Peltierelement vorgesehen sein. Optional kann die Temperiereinrichtung auch zur Temperaturmessung, z. B. mit einem Thermoelement ausgelegt sein. In diesem Fall erweitert sich vorteilhafterweise die Funktionalität der Temperiereinrichtung (Messen/Heizen/Kühlen). Die Temperatur in der Probenkammer kann mit der Temperiereinrichtung insbesondere regelbar sein.According to a further embodiment of the invention, the sample chamber can be equipped with a tempering device. Advantageously, with the tempering in the sample chamber, the temperature, for. B. for human samples physiologically adjusted 37 ° C, can be adjusted. The tempering device can be used for heating and / or cooling be designed the sample chamber. The tempering device is preferably arranged on at least one of the chamber walls. For example, an ITO (indium tin oxide) coating may be provided on at least one of the chamber walls for resistance heating. For cooling z. B. be provided a Peltier element. Optionally, the tempering for temperature measurement, z. B. be designed with a thermocouple. In this case, advantageously extends the functionality of the temperature control (measuring / heating / cooling). The temperature in the sample chamber can be regulated in particular with the tempering device.

Ein Verfahren zur Aufnahme einer flüssigen Probe in die erfindungsgemäße Kammer stellt einen weiteren unabhängigen Gegenstand der Erfindung dar. Erfindungsgemäß erfolgt die Bewe gung eines flüssigen Mediums, wie z. B. einer flüssigen Probe, eines Mediums mit der Probe oder eines Mediums zur Versorgung einer in der Kammer bereits angeordneten Probe zum Beobachtungsbereich allgemein in zwei Schritten. Zunächst wird das Medium an dem Medienanschluss zur Zuführung in den Probenraum bereitgestellt. Dies erfolgt bspw. mit einer Flüssigkeitsfördereinrichtung, wie z. B. einer Pumpe, Spritze, Pipette oder der o. g. Injektionseinrichtung. Anschließend erfolgt die Bewegung des Mediums zu dem Beobachtungsbereich unter der Wirkung der Kapillarkräfte entlang des Kapillarkraftgradienten. Diese Bewegung erfolgt vorzugsweise ausschließlich durch die Kapillarkraft ohne die Ausübung von Strömungskräften mittels einer extern getriebenen Strömung. Alternativ kann die Probenkammer auch als Durchflusskammer verwendet werden. Hierzu wird die Kapillarkraft mit Strömungskräften kombiniert.One Method for receiving a liquid sample in the chamber according to the invention represents another independent The present invention provides the movement of a liquid medium. such as B. a liquid Sample, a medium containing the sample or a medium for supply a sample already arranged in the chamber to the observation area generally in two steps. First the medium is provided at the media port for delivery to the sample space. This takes place, for example, with a liquid conveying device, such as As a pump, syringe, pipette or o. G. Injection device. Subsequently the movement of the medium to the observation area takes place below the effect of capillary forces along the capillary force gradient. This movement is preferably done exclusively by the capillary force without exercising of flow forces by means of an externally driven flow. Alternatively, the sample chamber may also be used as a flow chamber become. For this purpose, the capillary force is combined with flow forces.

Mit dem Begriff Probe wird hier jede fließfähige Zusammensetzung bezeichnet, die eine Flüssigkeit enthält oder aus einer Flüssigkeit besteht. Die Flüssigkeit kann die in der Kammer zu untersuchende Substanz oder lediglich ein die zu untersuchende Substanz umgebendes Medium sein. Die Probe kann beispielsweise eine Lösung oder Suspension sein. Die zu untersuchende Substanz kann mit der Flüssigkeit in die Kammer transportiert oder auf einem anderen Weg, z. B. vor einem Zusammensetzen der Kammer auf mindestens einer der Kammerwände deponiert werden. Besonders bevorzugt ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Kammer bei der Untersuchung von Proben, die biologische Materialien enthalten, wie z. B. von Zellen, Zellbestandteilen (Zellorganellen), Mikroorganismen, Viren oder Zellgruppen. Nicht-biologische Materialien können ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Kammer mit Vorteil untersucht werden, wie z. B. Substanzen, die in bestimmten Mikroumgebungen oder bei Grenzflächenreaktionen untersucht werden sollen.With the term sample is here used to designate any flowable composition, the one liquid contains or from a liquid consists. The liquid may be the substance to be examined in the chamber or merely a medium surrounding the substance to be examined. The sample for example, a solution or suspension. The substance to be examined can with the liquid transported to the chamber or another way, eg. B. before a composition of the chamber deposited on at least one of the chamber walls become. Particularly preferred is the application of the chamber according to the invention in the study of samples containing biological materials, such as Of cells, cell components (cell organelles), microorganisms, Viruses or cell groups. Non-biological materials can also with the chamber according to the invention be examined with advantage, such. B. substances in certain Microenvironments or interfacial reactions to be examined.

Gemäß einer bevorzugten Anwendung der Erfindung wird in der Probenkammer, insbesondere im Beobachtungsbereich eine biologische Probe angeordnet. Sie ist im Probenraum adhärent an mindestens einer der Kammerwände anhaftend fixiert oder im flüssigen Medium zwischen den Kammerwänden frei suspendiert angeordnet.According to one preferred application of the invention is in the sample chamber, in particular in Observation area arranged a biological sample. She is in Adhesive sample space on at least one of the chamber walls adhesively fixed or in liquid Medium between the chamber walls freely suspended.

Gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die biologische Probe auf einer der Kammerwände angeordnet, bevor die Probenkammer zusammengesetzt wird. Beispielsweise werden Zellen auf der Kammerwand, insbesondere entsprechend der Ausdehnung des Beobachtungsbereiches in einer getrennten Kultivierungseinrichtung, z. B. einer Kulturschale kultiviert, bis eine gewünschte Zelldichte erreicht ist. Anschließend wird die Kammerwand in den Kammerkörper eingesetzt und mit der zweiten Kammerwand kombiniert. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens kann die biologische Probe mit dem flüssigen Medium in die bereits zusammengesetzte Probenkammer geführt und insbesondere im Beobachtungsbereich kultiviert werden.According to one preferred variant of the method according to the invention is the biological Sample on one of the chamber walls arranged before the sample chamber is assembled. For example Cells are on the chamber wall, in particular according to the Extension of the observation area in a separate cultivation facility, z. B. a culture dish until a desired cell density is reached. Subsequently the chamber wall is inserted into the chamber body and with the second chamber wall combined. According to a modified embodiment of the The biological sample can be mixed with the liquid medium already in the process composite sample chamber out and in particular in the observation area be cultivated.

Die Kultivierung biologischer Proben im Beobachtungsbereich der zusammengesetzten und geschlossenen Probenkammer stellt einen wichtigen Vorteil der Erfindung gegenüber herkömmlichen Probenkammern dar. Biologische Proben können in der Probenkammer mit dem im Wesentlichen zweidimensionalen, spaltenförmigen Probenraum entlang der vorbestimmten Probenfläche angeordnet werden, während sich über benachbarten Freiflächen ein gasförmiges Medium befindet, so dass eine Phasengrenze innerhalb der Kammer im Wesentlichen senkrecht zu deren spaltenförmiger Ausdehnung verläuft. Durch die Zufuhr flüssiger und gas- oder dampfförmiger Stoffe wird die Probe über einen im Wesentlichen unbegrenzten Zeitraum ausreichend mit Nährstoffen versorgt.The Cultivation of biological samples in the observation area of the composite and closed sample chamber represents an important advantage of Invention over usual Sample chambers. Biological samples can in the sample chamber with the substantially two-dimensional, columnar sample space along the predetermined sample area be arranged while over adjacent open spaces a gaseous Medium is located, leaving a phase boundary within the chamber is substantially perpendicular to the columnar extension. By the supply of liquid and gaseous or vaporous Substances will transfer the sample over Enough nutrients for a substantially unlimited period of time.

Wenn gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal des Verfahrens das flüssige Medium oder insbesondere die biologische Probe in dem Beobachtungsbereich einer mikroskopischen Untersuchung unterzogen wird, können Eigenschaften des Untersuchungsobjekts über längere Zeiträume unter im Wesentlichen unveränderten Bedingungen ermittelt werden.If according to one Another preferred feature of the method, the liquid medium or in particular the biological sample in the observation area Being subjected to a microscopic examination may have properties of the examination subject via longer periods under substantially unchanged Conditions are determined.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Further Details and advantages of the invention will become apparent below Reference to the attached Drawings described. Show it:

1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Probenkammer, 1 a schematic plan view of a first embodiment of a sample chamber according to the invention,

2 eine schematische Schnittansicht durch die Probenkammer gemäß 1 entlang der Linie II-II, 2 a schematic sectional view through the sample chamber according to 1 along the line II-II,

3 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Probenkammer, 3 a sectional view of another embodiment of a sample chamber according to the invention,

4 und 5 Illustrationen von Kapillarkraftpotenzialen in verschiedenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Probenkammer, 4 and 5 Illustrations of capillary force potentials in various embodiments of a sample chamber according to the invention,

6 und 7 eine Schnittansicht und eine Draufsicht von einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Probenkammer, 6 and 7 a sectional view and a plan view of a further embodiment of a sample chamber according to the invention,

8 und 9 Ansichten einer Injektionsvorrichtung für die in den 4 und 5 gezeigte Probenkammer, 8th and 9 Views of an injection device for in the 4 and 5 shown sample chamber,

10 schematische Perspektivansichten verschiedener Varianten erfindungsgemäßer Probenkammern mit kapillarförmigen Probenräumen, 10 schematic perspective views of different variants of inventive sample chambers with capillary sample spaces,

11 schematische Illustrationen der Verteilung von flüssigen und gasförmigen Phasen im Probenraum erfindungsgemäßer Probenkammern, und 11 schematic illustrations of the distribution of liquid and gaseous phases in the sample chamber inventive sample chambers, and

12 Illustrationen des Anschluss erfindungsgemäßer Probenkammern an Gas- und Flüssigkeitsreservoirs. 12 Illustrations of the connection of sample chambers according to the invention to gas and liquid reservoirs.

Die 1 und 2 illustrieren schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Probenkammer 100 zur Aufnahme einer flüssigen Probe 1. Die Probenkammer 100 umfasst eine obere Kammerwand 11 und eine untere Kammerwand 12, zwischen denen der Probenraum 10 gebildet ist. Seitlich in einer Richtung parallel zur Ausdehnung der Kammerwände ist der Probenraum 10 durch die Abdeckeinrichtung 20 verschlossen, die bei dieser Ausführungsform durch einen sich entlang des Randes der Kammerwände 11, 12 erstreckenden Abstandshalter 21 gebildet wird.The 1 and 2 schematically illustrate a first embodiment of a sample chamber according to the invention 100 for receiving a liquid sample 1 , The sample chamber 100 includes an upper chamber wall 11 and a lower chamber wall 12 , between which the sample space 10 is formed. Laterally in a direction parallel to the extension of the chamber walls is the sample space 10 through the cover 20 closed in this embodiment by a along the edge of the chamber walls 11 . 12 extending spacers 21 is formed.

Die Kammerwände 11, 12 bestehen aus ebenen Glasplatten mit einer Dicke von z. B. 150 μm und einer Fläche von z. B. 1 cm·1 cm. Der Abstandshalter besteht z. B. aus Kunststoff, z. B. Polyethylen, Metall oder Glas, mit einer Höhe von 1 mm, so dass die Kammerwände 11, 12 entsprechend einen Abstand von weniger als 1 mm, insbesondere weniger als 100 μm besitzen.The chamber walls 11 . 12 consist of flat glass plates with a thickness of z. B. 150 microns and an area of z. 1 cm x 1 cm. The spacer consists z. B. plastic, z. As polyethylene, metal or glass, with a height of 1 mm, so that the chamber walls 11 . 12 correspondingly have a distance of less than 1 mm, in particular less than 100 microns.

Die innere Oberfläche der unteren Kammerwand 12 trägt eine streifenförmige, hydrophile Beschichtung aus Tensiden, z. B. aus Polylysin, Agarose oder Kollagen, die die Flüssigkeitsleitung 31 bildet. Die Flüssigkeitsleitung 31 besitzt eine sich über die mindestens eine Kammerwand erstreckende, durchgehende Form. Sie erstreckt sich zwischen den seitlichen Rändern der Kammerwand oder den Mündungen der Medienleitungen in den Probenraum. Mit der Flächendichte der hydrophilen Beschichtung nimmt zur Mitte der Kammerwand 12 die auf eine wässrige Probe wirkende Kapillarkraft stetig zu. Das Feld maximaler Kapillarkraft ist der Beobachtungsbereich 30 (weiß gestrichelt), in dem eine optische Untersuchung der Probe 1 erfolgen soll. In den benachbarten Flächen, welche die Freiflächen 32 bilden, ist keine Beschichtung gegeben. Zwischen den Freiflächen 32 und der Flüssigkeitsleitung 31 ist eine Beschichtungsgrenze gegeben (Benetzungsstufe). Durch die hydrophile Beschichtung sammelt sich die flüssige Probe 1 entlang der Flüssigkeitsleitung 31, wobei unter der Wirkung der Oberflächenspannung zwischen den Kammerwänden 11 und 12 ein abgerundetes Flüssigkeitsgebilde aufgespannt wird (siehe 2).The inner surface of the lower chamber wall 12 carries a strip-shaped, hydrophilic coating of surfactants, eg. As polylysine, agarose or collagen, the liquid line 31 forms. The fluid line 31 has a continuous form extending over the at least one chamber wall. It extends between the lateral edges of the chamber wall or the mouths of the media lines in the sample space. With the areal density of the hydrophilic coating increases toward the center of the chamber wall 12 the capillary force acting on an aqueous sample steadily increases. The field of maximum capillary force is the observation area 30 (white dashed), in which an optical examination of the sample 1 should be done. In the neighboring areas, which are the open spaces 32 form, no coating is given. Between the open spaces 32 and the liquid line 31 a coating limit is given (wetting level). The hydrophilic coating collects the liquid sample 1 along the liquid line 31 , wherein under the effect of the surface tension between the chamber walls 11 and 12 a rounded fluid structure is spanned (see 2 ).

Entlang der Benetzungsgrenze zwischen der Flüssigkeitsleitung 31 und den benachbarten Freiflächen kann sich von der unteren Kammerwand 12 zur oberen Kammerwand eine Innenwand erstrecken, die durch eine teildurchlässige Membran gebildet wird und für ein flüssiges Medium eine Barriere bildet.Along the wetting line between the liquid line 31 and the adjacent open spaces may be different from the lower chamber wall 12 extend to the upper chamber wall an inner wall which is formed by a partially permeable membrane and forms a barrier for a liquid medium.

Die geometrische Form der Flüssigkeitsleitung 31 ist in Abhängigkeit von der Funktion der Probenkammer 100 gewählt. Es sind beispielsweise ein mittiger Beobachtungsbereich 30 und Führungsbereiche mit dem Kapillarkraftgradienten 33 vorgesehen. Im Beobachtungsbereich 30 erfolgt die Beobachtung der Probe 1, während die Führungsbereiche der Zu- oder Abfuhr flüssiger Medien, z. B. mit Nährstoffen dienen. Die Form der Flüssigkeitsleitung 31 kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung abgewandelt werden. Es können beispielsweise ringförmige Flüssigkeitsleitungen vorgesehen sein. Im Beo bachtungsbereich 30 kann sich der Gradient fortsetzen, alternativ kann dort die Benetzung konstant sein.The geometric shape of the liquid line 31 is dependent on the function of the sample chamber 100 selected. For example, they are a central observation area 30 and guide areas with the capillary force gradient 33 intended. In the observation area 30 the observation of the sample takes place 1 while the management areas of the supply or removal of liquid media, eg. B. serve with nutrients. The shape of the liquid line 31 can be modified depending on the particular application. For example, annular fluid lines may be provided. In the observation area 30 the gradient may continue, alternatively wetting may be constant there.

In die Probenkammer 100 münden sechs Medienanschlüsse 13-15. Die an einander gegenüberliegenden Seiten der Probenkammer 100 angeordneten Medienanschlüsse 13, 14 sind in der oberen Kammerwand 11 dem Ende der Flüssigkeitsleitung 31 gegenüberliegend angeordnet und dienen jeweils der Zufuhr oder Abfuhr von Flüssigkeiten in die Probenkammer 100. Die übrigen Medienanschlüsse 15 sind mit den Freiflächen verbunden und dienen der Zufuhr oder Abfuhr von Gasen. Da durch die geometrische Form der Flüssigkeitsleitung 31 (siehe 1) die Freiflächen 32 voneinander getrennt sind, muss entsprechend für jede der Freifläche 32 mindestens ein eigenständiger Gas-Medienanschluss 15 vorgesehen sein.In the sample chamber 100 lead six media connections 13 - 15 , The opposite sides of the sample chamber 100 arranged media connections 13 . 14 are in the upper chamber wall 11 the end of the fluid line 31 arranged opposite each other and each serve to supply or discharge of liquids in the sample chamber 100 , The remaining media connections 15 are connected to the open spaces and serve for the supply or removal of gases. Because of the geometric shape of the liquid line 31 (please refer 1 ) the open spaces 32 are separated from each other, must suitably for each of the open space 32 at least one independent gas media connection 15 be provided.

Die Medienanschlüsse 13-15 sind mit Flüssigkeits- und Gas-Medienleitungen verbunden (in den 1 und 2 nicht gezeigt). Als Medienleitungen werden beispielsweise Glaskapillaren verwendet, die durch den Abstandshalter 21 in die jeweiligen Teile des Probenraums 10 geführt werden und an die zugehörige Kammerwand 11 oder 12 angrenzend münden. Die Flüssigkeits-Medienleitung zur Probenzufuhr mündet am Kapillarkraftgradienten 33.The media connections 13 - 15 are connected to liquid and gas media lines (in the 1 and 2 Not shown). As media lines, glass capillaries are used, for example, through the spacer 21 into the respective parts of the sample space 10 be guided and to the associated chamber wall 11 or 12 open adjoining. The liquid media conduit for sample delivery opens at the capillary force gradient 33 ,

3 illustriert in überhöhter Darstellung die Bildung eines Abstandsgradienten 34, der sich entlang der Kammerwand 11 durch die Probenkammer 100 erstreckt. Durch den sich entlang des Abstandsgradienten 34 vermindernden Abstand zwischen den Kammerwänden wird eine zunehmende Kapillarwirkung ausgebildet, durch die eine Flüssigkeit in die Probenkammer zu dem Beobachtungsbereich 30 gezogen werden kann. Im Beobachtungsbereich 30 ist bei dieser Gestaltung kein Gradient gebildet, um die optischen Eigenschaften der Kammer zu verbessern. Auf der unteren Kammerwand 12 ist in 3 als Temperiereinrichtung beispielhaft eine transparente Heizschicht 12.1 (z. B. ITO-Schicht) gezeigt. 3 illustrates in an exaggerated way the formation of a distance gradient 34 that goes along the chamber wall 11 through the sample chamber 100 extends. By moving along the distance gradient 34 decreasing distance between the chamber walls an increasing capillary action is formed, through which a liquid in the sample chamber to the observation area 30 can be pulled. In the observation area 30 In this design, no gradient is formed to enhance the optical properties of the chamber. On the lower chamber wall 12 is in 3 as tempering example, a transparent heating layer 12.1 (eg ITO layer).

Das Verhalten einer Flüssigkeit im Kapillarkraftpotenzial ist mit weiteren Einzelheiten in den 4 und 5 gezeigt. 4A illustriert die Draufsicht auf den Probenraum einer Probenkammer 100 analog zu 1, wobei in 4A nur die Positionen der Medienanschlüsse 13, 14 und der Gasanschlüsse 15 und der Verlauf des Kapillarkraftgradienten 33 gezeigt sind. 4B illustriert schematisch das z. B. durch eine Beschichtung gebildete Kapillarkraftpotenzial entlang einer Bezugslinie, die durch die Medienanschlüsse 13, 14 führt. Wenn ein flüssiges Medium durch den Medienanschluss 13 in die Probenkammer zugeführt wird, folgt das flüssige Medium zunächst dem Gradienten der steigenden Kapillarkraft (sinkendes Kapillarkraftpotenzial), bis es den ausgedehnten Beobachtungsbereich 30 mit dem Minimum des Kapillarkraftpotenzials erreicht. Bei weiterer Flüssigkeitszufuhr wird der vom Kapillarkraftpotenzial abgedeckte Bereich gefüllt, bis die Flüssigkeit den zweiten Medienanschluss 14 erreicht, durch den eine durch die Probenkammer 100 fließende Probe abgeleitet wird. Entsprechend ist zwischen den Medienanschlüssen 13, 14 die Flüssigkeitsleitung 31 (schraffiert gezeichnet) gebildet, in deren Umgebung in den Bereichen mit einem höheren Kapillarkraftpotenzial gasförmiges Medium (gepunktet gezeichnet) angeordnet ist.The behavior of a liquid in the capillary force potential is described in more detail in the 4 and 5 shown. 4A illustrates the top view of the sample space of a sample chamber 100 analogous to 1 , where in 4A only the positions of the media connections 13 . 14 and the gas connections 15 and the course of the capillary force gradient 33 are shown. 4B schematically illustrates the z. B. capillary force potential formed by a coating along a reference line through the media connections 13 . 14 leads. If a liquid medium through the media connection 13 is fed into the sample chamber, the liquid medium first follows the gradient of increasing capillary force (decreasing capillary force potential) until it reaches the extended observation area 30 achieved with the minimum of capillary force potential. Upon further fluid delivery, the area covered by the capillary force potential is filled until the fluid is the second fluid port 14 reached, through the one through the sample chamber 100 flowing sample is derived. Corresponding is between the media connections 13 . 14 the liquid line 31 (hatched drawn) formed in the environment in the areas with a higher capillary force potential gaseous medium (dotted line) is arranged.

4 illustriert, dass die erfindungsgemäße Probenkammer vorteilhafterweise ein selbstjustierendes System darstellt, in dem jede Änderung der Flüssigkeitsmenge (z. B. Vergrößerung, Verringerung, Änderung des Durchfluss, Verdampfung und dergleichen) eine ausgleichende Umverteilung zunächst nahe den Medienanschlüssen 13, 14 und den angrenzenden Kapillar kraftgradienten ergeben, während das flüssige Medium im Beobachtungsbereich 30 im Wesentlichen unverändert bleibt. Des Weiteren werden Gasblasen, die bei der Flüssigkeitszufuhr zufällig in der Kammer gebildet werden können, an den Rand der Flüssigkeitsleitung 31 und nicht in den Beobachtungsbereich 30 geführt. 4 illustrates that the sample chamber according to the invention advantageously represents a self-adjusting system in which any change in the amount of liquid (eg, increase, decrease, change in flow, evaporation, and the like) compensates redistribution first near the media ports 13 . 14 and the adjacent capillary force gradient, while the liquid medium in the observation area 30 remains essentially unchanged. Furthermore, gas bubbles that may be formed randomly in the chamber during the liquid supply to the edge of the liquid line 31 and not in the observation area 30 guided.

5 illustriert analog eine abgewandelte Variante einer Probenkammer 100, bei der im Beobachtungsbereich 30 ein Gelbereich 36 vorgesehen ist, in den durch einen separaten Gelanschluss 37 eine Gelschicht, z. B. aus Kollagen eingebracht werden kann. Gemäß 5B weist das Kapillarkraftpotenzial Maxima bei den Gasanschlüssen 15, geringere Werte bei den Medienanschlüssen 13, 14 für ein flüssiges Medium und ein Minimum im Gelbereich 36 auf. 5 analogously illustrates a modified variant of a sample chamber 100 in the observation area 30 a gel area 36 is provided in the through a separate gel connection 37 a gel layer, e.g. B. can be introduced from collagen. According to 5B the capillary force potential has maxima at the gas connections 15 , lower values for the media connections 13 . 14 for a liquid medium and a minimum in the gel area 36 on.

Erfindungsgemäß kann alternativ ein Mehrphasensystem mit mehreren Flüssigphasen gebildet werden, in dem am Potenzialminimum anstelle des Gels eine erste Flüssigkeit, entlang der Flüssigkeitsleitung 31 zwischen den Medienanschlüssen 13, 14 eine zweite Flüssigkeit und im Übrigen ein Gas im Probenraum angeordnet sind.According to the invention, alternatively, a multiphase system having a plurality of liquid phases can be formed, in which at the potential minimum, instead of the gel, a first liquid, along the liquid line 31 between the media connections 13 . 14 a second liquid and otherwise a gas in the sample chamber are arranged.

Die 6 und 7 zeigen eine abgewandelte, für praktische Anwendungen der Erfindung bevorzugte Ausführungsform einer geschlossenen Probenkammer 100. Die Probenkammer 100 umfasst einen Kammerkörper 22 mit einer mittigen, durchgehenden Öffnung 23, an deren inneren Rand auf der Oberseite des Kammerkörpers 22 ein Stufenprofil 21 zur Positionierung der Kammerwände 11, 12 gebildet ist. Auf der Unterseite des Kammerkörpers 22 besitzt die Öffnung 23 eine konusförmige Aufweitung 24, durch die ein Mikroskopobjektiv der unteren Kammerwand 12 angenähert werden kann.The 6 and 7 show a modified embodiment of a closed sample chamber preferred for practical applications of the invention 100 , The sample chamber 100 comprises a chamber body 22 with a central through opening 23 , at its inner edge on the top of the chamber body 22 a step profile 21 for positioning the chamber walls 11 . 12 is formed. On the bottom of the chamber body 22 owns the opening 23 a cone-shaped expansion 24 through which a microscope objective of the lower chamber wall 12 can be approximated.

Der Kammerkörper 22 ist einstückig aus einem ausreichend stabilen Trägermaterial hergestellt. Für Mehrfachanwendungen besteht er aus einem autoklavierbaren Material, wie z. B.The chamber body 22 is made in one piece from a sufficiently stable carrier material. For multiple applications, it consists of an autoclavable material, such. B.

Stahl, Titan, Glas oder Silikongummi. Falls der Kammerkörper für einen einmaligen Gebrauch bestimmt ist, kann er beispielsweise aus einem Kunststoff oder ebenfalls aus Glas oder Silikongummi bestehen. Der Kammerkörper 22 kann im Spritzgussverfahren hergestellt sein. Vorteilhafterweise kann der Kammerkörper 22 so kompakt hergestellt werden, dass seine Außenmaße denen eines Standardträgerglases (76 mm·26 mm·1.5 mm) entsprechen.Steel, titanium, glass or silicone rubber. If the chamber body is intended for a single use, it may for example consist of a plastic or also of glass or silicone rubber. The chamber body 22 can be made by injection molding. Advantageously, the chamber body 22 be made so compact that its external dimensions correspond to those of a standard carrier glass (76 mm x 26 mm x 1.5 mm).

Die Stufen des Stufenprofils 21 bilden die Trägerelemente zur Halterung und Ausrichtung der Kammerwände 11, 12. Das Stufenprofil kann wie dargestellt als Trägerelemente eine Vielzahl von Stufen, zum Beispiel drei oder vier Stufen mit verschiedenen Höhen aufweisen, auf die je nach der gewünschten lichten Weite des Probenraums 10 verschieden große Kammerwände auflegbar sind.The steps of the step profile 21 form the support elements for holding and alignment of the chamber walls 11 . 12 , As shown, the step profile may comprise a plurality of stages as carrier elements, For example, have three or four stages of different heights, depending on the desired clear width of the sample space 10 different sized chamber walls can be placed.

Die Kammerwände 11, 12 sind rechteckige, transparente Gläser (d = 150 μm) mit optischer Qualität, die auf den jeweiligen Stufen auf den Kammerkörper 22 mit einem inerten, ungiftigen Silikonklebstoff aufgeklebt sind. Der Abstand der Kammerwände 11, 12 bei der Gestaltung gemäß den 6 und 7 beträgt 100 μm. Der allseits überstehende Rand der größeren (oberen) Kammerwand 11, auf dem diese auf dem Stufenprofil 21 aufliegt, besitzt eine Breite von rund 3 bis 4 mm. Zusätzlich zu dem genannten Rand überragt die obere Kammerwand 11 an den Seiten, an denen im Kammerkörper 22 die Medienanschlüsse 13-15 gebildet sind, die untere Kammerwand 12, so dass der Kontaktbereich 35 gebildet wird. Am Kontaktbereich 35 liegt allgemein eine der Kammerwände gegenüber einem Medienanschluss frei.The chamber walls 11 . 12 are rectangular, transparent glasses (d = 150 microns) with optical quality, on the respective stages on the chamber body 22 are glued with an inert, non-toxic silicone adhesive. The distance between the chamber walls 11 . 12 in the design according to the 6 and 7 is 100 μm. The generally protruding edge of the larger (upper) chamber wall 11 on which this on the step profile 21 rests, has a width of about 3 to 4 mm. In addition to the said edge, the upper chamber wall projects beyond 11 on the sides where in the chamber body 22 the media connections 13 - 15 are formed, the lower chamber wall 12 so that the contact area 35 is formed. At the contact area 35 In general, one of the chamber walls is exposed to a media connection.

Die obere Kammerwand 11 ist zur Bildung der Flüssigkeitsleitung 31 und der Freiflächen 32 mit einem hydrophoben Material, zum Beispiel PTFE oder Silikonklebstoff beschichtet. Der hydrophobe Charakter nimmt vom Rand zur Mitte ab, so dass in der Mitte die Flüssigkeitsleitung 31 und im Bereich des geringsten hydrophoben Charakters der Beobachtungsbereich 30 gebildet ist (siehe 5). Von den Medienanschlüssen 13, 14 zu dem Beobachtungsbereich 30 sind Gradienten des abnehmend hydrophoben Charakters gebildet, während zu den Freiflächen 32 hin eine scharfe Beschichtungsgrenze gegeben ist. Die Beschichtung kann auf beiden Kammerwänden oder nur auf einer Kammerwand gebildet sein.The upper chamber wall 11 is to form the liquid line 31 and the open spaces 32 coated with a hydrophobic material, for example PTFE or silicone adhesive. The hydrophobic character decreases from the edge to the middle, so that in the middle of the liquid line 31 and in the region of least hydrophobic nature of the observation area 30 is formed (see 5 ). From the media connections 13 . 14 to the observation area 30 Gradients of decreasing hydrophobic character are formed while to the open spaces 32 there is a sharp coating limit. The coating can be formed on both chamber walls or only on a chamber wall.

Durch den Kammerkörper 22 führen eine erste Flüssigkeits-Medienleitung 51 und zwei Gas-Medienleitungen 52, 53 von äußeren Anschlüssen 25 zu den Medienanschlüssen 13 und 15. Auf der entgegengesetzten Seite sind entsprechend eine weitere Flüssigkeits-Medienleitung 54 und Gas-Medienleitungen 55, 56 zur Abführung von flüssigen oder gasförmigen Medien vorgesehen. Beidseitig sind die Medienleitungen durch die Sperreinrichtung 60 aus hochelastischem Silikongummi verschlossen.Through the chamber body 22 lead a first fluid media line 51 and two gas media lines 52 . 53 from external connections 25 to the media connections 13 and 15 , On the opposite side are accordingly another liquid media line 54 and gas media lines 55 . 56 provided for the discharge of liquid or gaseous media. Both sides are the media lines through the locking device 60 made of highly elastic silicone rubber.

An den Mündungen der Flüssigkeits-Medienleitungen 51 und 54 befinden sich im Kammerkörper 22 trichterförmige Vertiefungen 26. Diese besitzen vorteilhafterweise eine Doppelfunktion. Erstens dienen sie als Reservoir für flüssige Medien. Zweitens bilden sie einen Abstandsgradienten 34, der mit dem Kapillarkraftgradienten 33 auf den Kammerwänden zusammenwirkt. Bei dieser Gestaltung ist also der Abstandsgradient 34 auf der inneren Oberfläche des Probenraumes 10 auf der Oberfläche des Kammerkörpers 22 gebildet.At the mouths of the fluid media lines 51 and 54 are in the chamber body 22 funnel-shaped depressions 26 , These advantageously have a dual function. First, they serve as a reservoir for liquid media. Second, they form a distance gradient 34 that with the capillary force gradient 33 interacts on the chamber walls. In this design, so the distance gradient 34 on the inner surface of the sample space 10 on the surface of the chamber body 22 educated.

Wenn über die Flüssigkeits-Medienleitung 51 ein wässrig gelöstes Medium in den Probenraum 10 geführt wird, sammelt sich das Medium auf der Flüssigkeitsleitung 31, während der Raum über den Freiflächen 32 frei von Flüssigkeiten bleibt. Dieser Bereich wird über die Gas-Medienleitungen 52, 53 mit einem Gas gefüllt, das in Abhängigkeit von gewünschten Prozessbedingungen gewählt ist. Zur Kultivierung von Zellen wird beispielsweise Luft mit einem Gehalt von 5% bis 10% CO2 eingefüllt.If over the liquid media line 51 an aqueous dissolved medium in the sample space 10 is guided, the medium collects on the liquid line 31 while the room over the open spaces 32 remains free of liquids. This area is over the gas media lines 52 . 53 filled with a gas that is selected depending on desired process conditions. For culturing cells, for example, air with a content of 5% to 10% CO 2 is introduced .

Die 8 und 9 illustrieren eine Injektionsvorrichtung 70 zur Injektion von Gasen und Flüssigkeiten in die Probenkammer 100 gemäß den 6 und 7. Die Injektionsvorrichtung 70 besitzt an einem Basisteil 71 drei Injektionskanülen 72, die entsprechend der Ausrichtung der Medienleitungen 51 bis 55 im Kammerkörper 22 angeordnet sind. Die Enden 73 der Kapillaren 72 sind spitz und geschlossen, um die Durchführung durch die Sperreinrichtung 60 zu erleichtern. Mit einem Abstand vom Ende 73 besitzt jede Kanüle 72 eine Austrittsöffnung 74, die seitlich an der Kanüle angeordnet ist. Durch diese seitliche Anordnung der Austrittsöffnung wird eine Verletzung des Materials der Sperreinrichtung 60 vermieden. Um beim Ein- und Ausführen das Material der Sperreinrichtung 60 nicht zu verletzen, sind die inneren Kanten der Austrittsöffnungen 74 vorzugsweise abgerundet. Durch die Elastizität des Silikongummis bleibt die Sperreinrichtung 60 auch nach einer Entfernung der Injektionskanülen 72 dicht.The 8th and 9 illustrate an injection device 70 for injecting gases and liquids into the sample chamber 100 according to the 6 and 7 , The injection device 70 owns a base part 71 three injection cannulas 72 , which correspond to the orientation of the media lines 51 to 55 in the chamber body 22 are arranged. The ends 73 the capillaries 72 are pointed and closed to pass through the locking device 60 to facilitate. At a distance from the end 73 owns every cannula 72 an outlet opening 74 , which is arranged laterally on the cannula. By this lateral arrangement of the outlet opening is a violation of the material of the locking device 60 avoided. When inserting and executing the material of the locking device 60 not to hurt, are the inner edges of the outlet openings 74 preferably rounded. Due to the elasticity of the silicone rubber remains the locking device 60 even after removal of the injection needles 72 tight.

Die Beschickung der Probenkammer 100 mit biologischen Zellen erfolgt gemäß einer ersten Variante, indem beispielsweise die obere Kammerwand 11 in einem Kulturgefäß mit den Zellen bewachsen wird. Nach der Bildung einer adhärenten Zellschicht entlang der Flüssigkeitsleitung 31 mit einer Dicke von z. B. 10 bis 20 μm wird die Kammerwand 11 in den Kammerkörper 22 eingeklebt und weiteres Nährmedium eingespült. Alternativ werden die Zellen in die zusammengesetzte Probenkammer eingespült, um auf der Flüssigkeitsleitung 31 adhärent anzuwachsen. Gemäß einer weiteren Alternative können Zellen auf der unteren Kammerwand angeordnet und nach einem ersten Anwachsen in der verschlossenen Probenkammer weiter kultiviert werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass Zellen in der Probenkammer 100 ohne Zwischenbelüftung für 2 bis 3 Tage und mit Perfusion 2 bis 3 Wochen kultiviert werden konnten.The loading of the sample chamber 100 with biological cells according to a first variant, for example by the upper chamber wall 11 is grown in a culture vessel with the cells. After formation of an adherent cell layer along the fluid line 31 with a thickness of z. B. 10 to 20 microns, the chamber wall 11 in the chamber body 22 glued in and further nutrient medium rinsed in. Alternatively, the cells are flushed into the composite sample chamber to access the fluid line 31 adhere to grow. According to a further alternative, cells can be arranged on the lower chamber wall and further cultured after a first growth in the closed sample chamber. The inventors have found that cells in the sample chamber 100 without intermediate ventilation for 2 to 3 days and with perfusion 2 to 3 weeks could be cultivated.

In der Probenkammer können die biologische Proben lebend gehalten oder kultiviert und gleichzeitig einer mikroskopischen Untersuchung unterzogen werden können. Hierzu befindet sich die Probenkammer im Strahlengang eines Mikroskops, so dass dessen optische Achse senkrecht zu den Kammerwänden durch den Beobachtungsbereich 30 verläuft.In the sample chamber, the biological samples can be kept alive or cultured and simultaneously subjected to a microscopic examination. For this purpose, the sample chamber is located in the beam path of a microscope, so that its optical axis perpendicular to the chamber walls through the observation area 30 runs.

10 illustriert beispielhaft weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Probenkammern. Bei diesen Beispielen ist ein Kammerkörper 22 vorgesehen, der einstückig als ein integrales Bauteil z. B. aus einem transparenten Kunststoff hergestellt ist. Diese Ausführungsform eignet sich besonders gut als Einwegprodukt. Die oben beschriebenen Medienanschlüsse werden bei dieser Ausführungsform an den Stirn- und Rückseiten des Kammerkörpers durch ein passend zur Querschnittsform des Probenraums gebildetes Anschlussteil (nicht dargestellt) bereitgestellt. An dem Anschlussteil sind die Medien- und ggf. Gas- oder Gelanschlüsse so ausgerichtet, dass die jeweilige Substanzzufuhr in die passenden Bereiche im Probenraum erfolgt. Für den Mehrfachgebrauch können erfindungsgemäße Probenkammern mit entsprechend geformten Kammerkörpern aus einem Material hergestellt werden, das ohne Stabilitäts- und Formverlust sterilisierbar ist, wie z. B. aus korrosionsfreiem Stahl, Titan, Glas oder thermostabilem Kunststoff oder Gummi. Bei diesen Beispielen ist ggf. eine transparente Kammerwand für die optische Untersuchung von Proben im Probenraum vorgesehen. 10 Illustrates by way of example further embodiments of inventive sample chambers. In these examples, a chamber body 22 provided in one piece as an integral component z. B. is made of a transparent plastic. This embodiment is particularly well suited as a disposable product. The above-described media ports are provided in this embodiment at the front and rear sides of the chamber body by a fitting part (not shown) formed to match the cross-sectional shape of the sample space. At the connection part, the media and possibly gas or gel connections are aligned so that the respective substance is supplied to the appropriate areas in the sample space. For multiple use sample chambers according to the invention with correspondingly shaped chamber bodies can be made of a material that can be sterilized without loss of stability and shape, such. As corrosion-resistant steel, titanium, glass or thermostable plastic or rubber. In these examples, if necessary, a transparent chamber wall is provided for the optical examination of samples in the sample space.

Gemäß 10A ist die Flüssigkeitsleitung 31 mit dem Kapillarkraftgradienten in der Mitte des Probenraums vorgesehen. Gemäß 10B werden zwei Flüssigkeitsleitungen 31A, 31B gebildet, die Flüssigkeit so zum Beobachtungsbereich 30 (gestrichelt eingezeichnet) führen, dass gerade eine Phasengrenze im Beobachtungsbereich 30 angeordnet ist. 10C illustriert einen Kammerkörper 22 mit einem schichtförmigen Probenraum, dessen Innenwände jeweils eine Beschichtung tragen, in welcher der gewünschte Kapillarkraftgradient gebildet ist. 10D illustriert einen komplexeren Probenraum mit verschiedenen Teilbereichen, in denen beispielsweise Gel-Flüssigkeits- oder Flüssigkeits-Flüssigkeits-Phasengrenzen untersucht werden können.According to 10A is the fluid line 31 provided with the Kapillarkraftgradienten in the middle of the sample space. According to 10B become two fluid lines 31A . 31B formed, the liquid so to the observation area 30 (dashed lines) lead to just that a phase boundary in the observation area 30 is arranged. 10C illustrates a chamber body 22 with a layer-shaped sample space whose inner walls each carry a coating in which the desired Kapillarkraftgradient is formed. 10D illustrates a more complex sample space with different subregions in which, for example, gel-liquid or liquid-liquid phase boundaries can be investigated.

10E zeigt eine sich verbreiternde Flüssigkeitsleitung 31, die seitlich von Innenwänden 38 aus einer teildurchlässigen Membran begrenzt wird. Des Weiteren illustriert 10E schematisch eine Elektrodeneinrichtung 80 mit einer oder mehreren Elektroden 81. Die Elektroden 81 können mit einer externen Spannungsquelle (nicht dargestellt) verbunden und mit Spannungen zur Erzeugung von Feldern zur Manipulation von Partikeln in der Flüssigkeitsleitung oder zur Messung elektrischer Größen verbunden werden. Die Elektroden 81 sind wie illustriert auf einer der Kammerwände fixiert, oder sie sind durch Öffnungen in die Probenkammer eingeführt. 10E shows a widening fluid line 31 that are sideways of interior walls 38 is limited by a partially permeable membrane. Further illustrated 10E schematically an electrode device 80 with one or more electrodes 81 , The electrodes 81 may be connected to an external voltage source (not shown) and connected to voltages for generating fields for manipulation of particles in the liquid line or for measuring electrical quantities. The electrodes 81 are fixed on one of the chamber walls as illustrated, or they are inserted through openings in the sample chamber.

10F zeigt eine weitere Variante mit einem komplexen Aufbau des Probenraums zur Untersuchung von Phasengrenzen zwischen flüssigen und gasförmigen Medien, ebenfalls mit Elektroden 81. 10F shows a further variant with a complex structure of the sample space for the investigation of phase boundaries between liquid and gaseous media, also with electrodes 81 ,

Da das erfindungsgemäß im Probenraum gebildete Kapillarkraftpotenzial je nach den konkreten Anforderungen verschieden geformt werden kann, besitzt die erfindungsgemäße Probenkammer eine große Variabilität bei der Verteilung z. B. flüssiger und gasförmiger Phasen, wie dies beispielhaft in 11 gezeigt ist. Die Teilbilder der 11 zeigen den Probenraum erfindungsgemäßer Probenkammern in schematischer Draufsicht, wobei der flüssigkeitsgefüllte Bereich schwarz und der gasgefüllte Bereich gepunktet oder weiß gezeichnet sind. Die gezeigten Varianten dienen vorrangig der Untersuchung der Phasengrenze zwischen dem flüssigen und dem gasförmigen Medium. Das untere Teilbild in 11 zeigt die Trennung der Phasen mit einer Innenwand 38 analog zu 10E.Since the capillary force potential formed according to the invention in the sample space can be shaped differently depending on the specific requirements, the sample chamber according to the invention has a large variability in the distribution z. B. liquid and gaseous phases, as exemplified in 11 is shown. The partial images of the 11 show the sample space according to the invention sample chambers in a schematic plan view, wherein the liquid-filled area is black and the gas-filled area dotted or white drawn. The variants shown serve primarily the investigation of the phase boundary between the liquid and the gaseous medium. The lower part of the picture in 11 shows the separation of the phases with an inner wall 38 analogous to 10E ,

12 illustriert schematisch verschiedene Varianten von Durchflusssystemen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Probenkammer 100 in Verbindung mit einer Flüssigkeitsfördereinrichtung 90, die allgemein ein oder mehrere gemeinsame oder getrennte Flüssigkeits- und Gasreservoire 91, 92, eine oder mehrere Verbindungsleitungen 93 und eine oder mehrere Pumpen 94, 94A, 94B umfasst. Die Reservoire 91, 92 sind an sich bekannte Behälter zur Aufnahme der jeweils gewünschten Flüssigkeiten oder Gase. Die Verbindungsleitungen 93 sind beispielsweise Rohr- oder Schlauchleitungen, wie sie aus der Labortechnik bekannt sind. Als Pumpe 94 wird beispielsweise eine Peristaltik- oder Membranpumpe in einer der Verbindungsleitungen 93 angeordnet. 12 schematically illustrates various variants of flow systems using the sample chamber according to the invention 100 in connection with a liquid conveyor 90 generally comprising one or more common or separate liquid and gas reservoirs 91, 92, one or more connecting conduits 93 and one or more pumps 94 . 94A . 94B includes. The reservoirs 91 . 92 are known per se containers for receiving the respective desired liquids or gases. The connection lines 93 are, for example, pipe or hose lines, as they are known from laboratory technology. As a pump 94 For example, a peristaltic or membrane pump in one of the connecting lines 93 arranged.

Gemäß 12A führt eine erste Verbindungsleitung 93 von einem gemeinsamen Flüssigkeits- und Gasreservoir 91 über die Pumpe 94 zum ersten Medienanschluss 13 der Probenkammer 100. Die Pumpe 94 führt die Flüssigkeit in die Kammer, wo im Kapillarkraftpotenzial die Flüssigkeit zum Beobachtungsbereich gezogen wird. Wenn die Flüssigkeitsleitung in der Probenkammer 100 gefüllt ist, führt die weitere Flüssigkeitszufuhr zu einer Verdrängung durch den zweiten Medienanschluss 14, von dem die Flüssigkeit wie illustriert in das Reservoir 91 zurückgeführt wird. Wenn die Pumprichtung umgekehrt wird, kann die Flüssigkeit aus der Probenkammer 100 abgeführt werden, wobei unter der Wirkung der Kapillarkräfte eine Probe im Beobachtungsbereich festgehalten wird. In diesem Zustand kann ein Gasaustausch in der Probenkammer 100 erfolgen.According to 12A leads a first connection line 93 from a common liquid and gas reservoir 91 over the pump 94 to the first media connection 13 the sample chamber 100 , The pump 94 leads the liquid into the chamber, where the liquid is drawn to the observation area in the capillary force potential. When the liquid line in the sample chamber 100 is filled, the further liquid supply leads to a displacement through the second media connection 14 from which the liquid as illustrated in the reservoir 91 is returned. When the pumping direction is reversed, the fluid may leak out of the sample chamber 100 be discharged, under the action of capillary forces a sample is held in the observation area. In this state, a gas exchange in the sample chamber 100 respectively.

Gemäß 12B sind zwei Pumpen 94A, 94B vorgesehen. Die erste Pumpe 94A führt Flüssigkeit vom Reservoir 91 in die Probenkammer 100, während die zweite Pumpe 94B Flüssigkeit von der Probenkammer 100 mit einer größeren Leistung als die erste Pumpe 94A absaugt. Da die Kapillarkräfte die Flüssigkeitsprobe in dem Beobachtungsbereich festhalten, wird nur die Flüssigkeitsmenge, die von der ersten Pumpe 94A geliefert wird, aus der Probenkammer 100 abgezogen. 12B zeigt auch zwei Druckausgleichsleitungen 95, die mit den Freiflächen in der Probenkammer 100 verbunden sind und dem Druckausgleich in der Probenkammer 100 dienen.According to 12B are two pumps 94A . 94B intended. The first pump 94A leads fluid from the reservoir 91 into the sample chamber 100 while the second pump 94B Liquid from the sample chamber 100 with a larger power than the first pump 94A sucks. Since the capillary forces hold the liquid sample in the observation area, only the amount of liquid coming from the first pump 94A is delivered from the sample chamber 100 deducted. 12B also shows two pressure equalization lines 95 with the open spaces in the sample chamber 100 are connected and the pressure equalization in the sample chamber 100 serve.

Gemäß 12C sind zwei Reservoire 91, 92 vorgesehen, die mit der Probenkammer 100 jeweils getrennte Gas- und Flüssigkeitskreisläufe bilden, die mit den Pumpen 94A, 94B betrieben werden.According to 12C are two reservoirs 91 . 92 provided with the sample chamber 100 each separate gas and liquid circuits form, with the pumps 94A . 94B operate.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The in the foregoing description, drawings and claims Features of the invention can both individually and in combination for the realization of the invention be significant in their various embodiments.

Claims (58)

Probenkammer (100), mit: – zwei voneinander beabstandeten Kammerwänden (11, 12), – einem Probenraum (10), der durch die Kammerwände (11, 12) begrenzt wird und in dem eine Probe (1) in einem Beobachtungsbereich (30) einer Untersuchung zugänglich ist, und – einem Medienanschluss (13, 14), der mit dem Probenraum (10) verbunden und zur Einführung eines flüssigen Medium in den Probenraum (10) eingerichtet ist, wobei – wenigstens eine der Kammerwände (11, 12) wenigstens im Beobachtungsbereich (30) aus einem optisch transparenten Material gebildet ist, gekennzeichnet durch – mindestens einen Kapillarkraftgradienten (33, 34), der zwischen dem Medienanschluss (13, 14) und dem Beobachtungsbereich (30) derart gebildet ist, dass das flüssige Medium entlang dem mindestens einen Kapillarkraftgradienten einer zu dem Beobachtungsbereich (30) gerichteten Kapillarkraft ausgesetzt ist und zwischen dem Medienanschluss (13, 14) und dem Beobachtungsbereich (30) mindestens eine Flüssigkeitsleitung (31) gebildet wird, wobei – im Beobachtungsbereich (30) zwischen den Kammerwänden (11, 12) auf das flüssige Medium eine maximale Kapillarkraft ausgeübt wird.Sample chamber ( 100 ), comprising: - two spaced-apart chamber walls ( 11 . 12 ), - a sample room ( 10 ) passing through the chamber walls ( 11 . 12 ) and in which a sample ( 1 ) in an observation area ( 30 ) is accessible to an investigation, and - a media connection ( 13 . 14 ), which is connected to the sample space ( 10 ) and introducing a liquid medium into the sample space ( 10 ), wherein - at least one of the chamber walls ( 11 . 12 ) at least in the observation area ( 30 ) is formed from an optically transparent material, characterized by - at least one capillary force gradient ( 33 . 34 ) located between the media port ( 13 . 14 ) and the observation area ( 30 ) is formed such that the liquid medium along the at least one Kapillarkraftgradienten a to the observation area ( 30 ) directed capillary force and between the media connection ( 13 . 14 ) and the observation area ( 30 ) at least one fluid line ( 31 ) is formed, wherein - in the observation area ( 30 ) between the chamber walls ( 11 . 12 ) a maximum capillary force is exerted on the liquid medium. Probenkammer nach Anspruch 1, bei welcher der mindestens eine Kapillarkraftgradient (33) entlang der Flüssigkeitsleitung (31) durch eine zu dem Beobachtungsbereich (30) hin zunehmend flüssigkeitsanziehende und/oder abnehmend flüssigkeitsabstoßende Oberfläche gebildet ist.A sample chamber according to claim 1, wherein said at least one capillary force gradient ( 33 ) along the liquid line ( 31 ) through a to the observation area ( 30 ) is increasingly formed liquid-attracting and / or decreasing liquid-repellent surface. Probenkammer nach Anspruch 2, bei welcher der mindestens eine Kapillarkraftgradient (33) entlang der Flüssigkeitsleitung (31) durch eine zu dem Beobachtungsbereich (30) hin zunehmend hydrophile und/oder abnehmend hydrophobe Oberfläche gebildet ist.A sample chamber according to claim 2, wherein the at least one capillary force gradient ( 33 ) along the liquid line ( 31 ) through a to the observation area ( 30 ) increasingly hydrophilic and / or decreasing hydrophobic surface is formed. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der mindestens eine Kapillarkraftgradient entlang der Flüssigkeitsleitung durch einen Abstandsgradienten (34) gebildet ist, der sich durch eine Verminderung der lichten Weite des Probenraums (10) zwischen dem Medienanschluss (13, 14) und dem Beobachtungsbereich (30) auszeichnet.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, in which the at least one capillary force gradient along the liquid line is defined by a distance gradient ( 34 ) formed by a reduction of the clear width of the sample space ( 10 ) between the media connection ( 13 . 14 ) and the observation area ( 30 ). Probenkammer nach Anspruch 4, bei der auf mindestens einer der Kammerwände entlang des Abstandsgradienten (34) eine zu dem Beobachtungsbereich (30) hin zunehmend flüssigkeitsanziehende und/oder abnehmend flüssigkeitsabstoßende Oberfläche gebildet ist.A sample chamber according to claim 4, wherein on at least one of the chamber walls along the distance gradient ( 34 ) one to the observation area ( 30 ) is increasingly formed liquid-attracting and / or decreasing liquid-repellent surface. Probenkammer nach Anspruch 4 oder 5, bei der in einem ersten, an den Medienanschluss (13, 14) angrenzenden Teilbereich der Abstandsgradient (34) gebildet ist und in einem zweiten, an den Beobachtungsbereich (30) angrenzenden Teilbereich als Kapillarkraftgradient (34) eine zu dem Beobachtungsbereich (30) hin zunehmend flüssigkeitsanziehende und/oder abnehmend flüssigkeitsabstoßende Oberfläche gebildet ist.Sample chamber according to claim 4 or 5, wherein in a first, to the media connection ( 13 . 14 ) adjoining subarea of the distance gradient ( 34 ) and in a second, to the observation area ( 30 ) adjoining partial area as capillary force gradient ( 34 ) one to the observation area ( 30 ) is increasingly formed liquid-attracting and / or decreasing liquid-repellent surface. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der mindestens eine Kapillarkraftgradient (34) räumlich und/oder zeitlich veränderlich einstellbar ist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one capillary force gradient ( 34 ) is spatially and / or temporally adjustable. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der beide Kammerwände (11, 12) wenigstens in dem Beobachtungsbereich (30) aus einem optisch transparenten Material gebildet sind.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, in which both chamber walls ( 11 . 12 ) at least in the observation area ( 30 ) are formed of an optically transparent material. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens eine der Kammerwände (11, 12) wenigstens im Beobachtungsbereich (30) aus Glas oder Kunststoff gebildet ist und/oder eine Skalierung trägt.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, wherein at least one of the chamber walls ( 11 . 12 ) at least in the observation area ( 30 ) is made of glass or plastic and / or carries a scale. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kammerwände (11, 12) wenigstens im Beobachtungsbereich (30) jeweils eine Dicke kleiner als 200 μm besitzen.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, in which the chamber walls ( 11 . 12 ) at least in the observation area ( 30 ) each have a thickness less than 200 microns. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens eine der Kammerwände (11, 12) am Beobachtungsbereich (30) ein Benetzbarkeitsmaximum besitzt.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, wherein at least one of the chamber walls ( 11 . 12 ) at the observation area ( 30 ) has a wettability maximum. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die mindestens zwei Medienanschlüsse (13, 14) aufweist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, which has at least two media connections ( 13 . 14 ) having. Probenkammer nach Anspruch 12, bei der die mindestens zwei Medienanschlüsse (13, 14) relativ zu dem Beobachtungsbereich (30) auf verschiedenen Seiten der Probenkammer (10) angeordnet sind und die Flüssigkeitsleitung (31) mit dem Kapillarkraftgradienten zwischen dem Beobachtungsbereich (30) und jedem Medienanschluss (13, 14) gebildet ist.A sample chamber according to claim 12, wherein the at least two media connections ( 13 . 14 ) relative to the observation area ( 30 ) on different sides of the sample chamber ( 10 ) are arranged and the liquid line ( 31 ) with the capillary force gradient between the observation area ( 30 ) and each media connection ( 13 . 14 ) is formed. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die mindestens einen Gasanschluss (15) zur Gaszu- oder -abfuhr und/oder zum Druckausgleich aufweist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, which has at least one gas connection ( 15 ) for gas supply or removal and / or pressure equalization. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zwischen den Kammerwänden (11, 12) Abstandshalter angeordnet sind.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, wherein between the chamber walls ( 11 . 12 ) Spacers are arranged. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Flüssigkeitsleitung zumindest einseitig von einer Innenwand (38) begrenzt wird, die sich zwischen den Kammerwänden (11, 12) erstreckt.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, wherein the liquid line is at least on one side of an inner wall ( 38 ) between the chamber walls ( 11 . 12 ). Probenkammer nach Anspruch 15 und 16, bei der die Abstandshalter durch die Innenwand (38) gebildet werden.Sample chamber according to claims 15 and 16, in which the spacers are separated by the inner wall ( 38 ) are formed. Probenkammer nach Anspruch 16, bei der die Innenwand (38) porös oder teildurchlässig ist.Sample chamber according to Claim 16, in which the inner wall ( 38 ) is porous or partially permeable. Probenkammer nach Anspruch 16, bei der die Innenwand (38) eine flüssigkeitsanziehende und/oder flüssigkeitsabstoßende Oberfläche aufweist.Sample chamber according to Claim 16, in which the inner wall ( 38 ) has a liquid attracting and / or liquid repelling surface. Probenkammer nach Anspruch 19, bei der die Innenwand (38) eine entlang der Flüssigkeitsleitung zunehmend flüssigkeitsanziehende und/oder abnehmend flüssigkeitsabstoßende Oberfläche aufweist.Sample chamber according to claim 19, in which the inner wall ( 38 ) has an increasing liquid attracting and / or decreasing liquid repellent surface along the liquid line. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich die Breite und/oder Form der Flüssigkeitsleitung zwischen dem Medienanschluss (13, 14) und dem Beobachtungsbereich (30) verändert.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, wherein the width and / or shape of the liquid line between the media connection ( 13 . 14 ) and the observation area ( 30 ) changed. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der im Probenraum (10) ein Gelbereich (36) zur Aufnahme eines Gels vorgesehen ist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, wherein in the sample space ( 10 ) a gel area ( 36 ) is provided for receiving a gel. Probenkammer nach Anspruch 22, bei welcher die Flüssigkeitsleitung (31) im Gelbereich (36) ein Kapillarkraftmaximum aufweist oder ein Teil der Flüssigkeitsleitung (31) den Gelbereich (36) durchläuft.Sample chamber according to claim 22, in which the liquid line ( 31 ) in the gel area ( 36 ) has a Kapillarkraftmaximum or a part of the liquid line ( 31 ) the gel area ( 36 ) goes through. Probenkammer nach Anspruch 22, bei welcher der Gelbereich (36) zumindest einseitig von einer Innenwand begrenzt wird.A sample chamber according to claim 22, wherein the gel region ( 36 ) is bounded at least on one side by an inner wall. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Größe gleich der Größe eines Standard-Deckglases für die Mikroskopie ist.Sample chamber according to at least one of the preceding Claims, their size is the same the size of one Standard cover glass for the Microscopy is. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kammerwände (11, 12) verschieden große Flächen besitzen, wobei die größere Kammerwand die kleinere Kammerwand vollständig überdeckt und an mindestens einem Rand mit einem Kontaktbereich (35) überragt.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, in which the chamber walls ( 11 . 12 ) have different sized surfaces, wherein the larger chamber wall completely covers the smaller chamber wall and at least one edge with a contact area ( 35 ) surmounted. Probenkammer nach Anspruch 26, bei welcher der Medienanschluss (13, 14) an einer der Kammerwände angeordnet ist und zum Kontaktbereich (35) hin mündet.A sample chamber according to claim 26, wherein the media port ( 13 . 14 ) is arranged on one of the chamber walls and to the contact area ( 35 ) opens out. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine laterale Abdeckeinrichtung (20) vorgesehen ist, mit der Probenraum (10) seitlich verschlossen ist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, in which a lateral covering device ( 20 ) is provided with the sample space ( 10 ) is closed on the side. Probenkammer nach Anspruch 28, bei der die Abdeckeinrichtung (20) ein Stufenprofil (21) aufweist, auf dem die Kammerwände (11, 12) seitlich aufliegen.Sample chamber according to Claim 28, in which the covering device ( 20 ) a step profile ( 21 ), on which the chamber walls ( 11 . 12 ) rest on the side. Probenkammer nach Anspruch 28, bei der die Abdeckeinrichtung (20) ein elastisches Material umfasst.Sample chamber according to Claim 28, in which the covering device ( 20 ) comprises an elastic material. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen Kammerkörper (22) aufweist, der eine Halterung für die Kammerwände (11, 12) bildet.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, comprising a chamber body ( 22 ) having a holder for the chamber walls ( 11 . 12 ). Probenkammer nach Anspruch 31, bei welcher der Kammerkörper (22) einstückig gebildet ist.Sample chamber according to claim 31, in which the chamber body ( 22 ) is integrally formed. Probenkammer nach Anspruch 31 oder 32, bei welcher der Kammerkörper (22) aus einem transparenten Material wie beispielsweise Kunststoff hergestellt ist.A sample chamber according to claim 31 or 32, wherein the chamber body ( 22 ) is made of a transparent material such as plastic. Probenkammer nach mindestens einem der Ansprüche 31 bis 33, bei welcher der Kammerkörper (22) eine durchgehende Öffnung (23) aufweist, bei der ein Stufenprofil (21) am inneren Rand der Öffnung (23) gebildet ist.Sample chamber according to at least one of claims 31 to 33, in which the chamber body ( 22 ) a through opening ( 23 ), in which a step profile ( 21 ) at the inner edge of the opening ( 23 ) is formed. Probenkammer nach Anspruch 34, bei der die Öffnung (23) des Kammerkörpers (22) wenigstens einseitig eine konische Aufweitung (24) zur Annäherung eines optischen Messgerätes an den Probenraum (10) aufweist.Sample chamber according to claim 34, wherein the opening ( 23 ) of the chamber body ( 22 ) at least on one side a conical widening ( 24 ) for approaching an optical measuring device to the sample space ( 10 ) having. Probenkammer nach mindestens einem der Ansprüche 31 bis 35, bei welcher der Kammerkörper (22) mindestens eine Medienleitung (51-55) enthält, die an dem mindestens einen Medienanschluss (13, 14) unmittelbar in den Probenraum (10) mündet.Sample chamber after at least one of Claims 31 to 35, wherein the chamber body ( 22 ) at least one media line ( 51 - 55 ) at the at least one media port ( 13 . 14 ) directly into the sample space ( 10 ) opens. Probenkammer nach Anspruch 36, bei welcher der Kammerkörper (22) wenigstens eine Flüssigkeits-Medienleitung (51) und wenigstens eine Gas-Medienleitung (52-55) enthält.A sample chamber according to claim 36, wherein the chamber body ( 22 ) at least one liquid media line ( 51 ) and at least one gas media line ( 52 - 55 ) contains. Probenkammer nach Anspruch 37, bei der die Medienleitungen (51-55) koaxial angeordnet sind.Sample chamber according to claim 37, in which the media lines ( 51 - 55 ) are arranged coaxially. Probenkammer nach mindestens einem der Ansprüche 31 bis 38, bei welcher der mindestens eine Medienanschluss (13, 14) in einer Wand des Kammerkörpers (22) angeordnet ist, die zur Bildung des Abstandsgradienten eine trichterförmige Vertiefung aufweist.Sample chamber according to at least one of claims 31 to 38, wherein the at least one media connection ( 13 . 14 ) in a wall of the chamber body ( 22 ) is arranged, which has a funnel-shaped depression to form the distance gradient. Probenkammer nach mindestens einem der Ansprüche 36 bis 39, bei der die mindestens eine Medienleitung (51-55) eine Sperreinrichtung (60) aufweist, mit der die mindestens eine Medienleitung (51-55) verschließbar ist.Sample chamber according to at least one of claims 36 to 39, in which the at least one media line ( 51 - 55 ) a locking device ( 60 ), with which the at least one media line ( 51 - 55 ) is closable. Probenkammer nach Anspruch 40, bei der die Sperreinrichtung (60) ein elastisches Material umfasst.Sample chamber according to claim 40, in which the blocking device ( 60 ) comprises an elastic material. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit einer Injektionsvorrichtung (70) ausgestattet ist, die in den Probenraum (10) einführbar ist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, provided with an injection device ( 70 ), which is in the sample room ( 10 ) is insertable. Probenkammer nach Anspruch 42, bei der die Injektionsvorrichtung (70) mindestens eine hohle Injektionskanüle (72) aufweist.Sample chamber according to Claim 42, in which the injection device ( 70 ) at least one hollow injection cannula ( 72 ) having. Probenkammer nach Anspruch 43, bei der die Injektionskanüle (72) an einem freien Ende eine Spitze und mit Abstand von dem freien Ende eine seitliche Austrittsöffnung (74) aufweist.Sample chamber according to Claim 43, in which the injection cannula ( 72 ) at one free end a tip and at a distance from the free end of a lateral outlet opening ( 74 ) having. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit einer Elektrodeneinrichtung (80) ausgestattet ist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, provided with an electrode device ( 80 ) Is provided. Probenkammer nach Anspruch 45, bei der die Elektrodeneinrichtung (80) Elektroden umfasst, die auf mindestens einer der Kammerwände (11, 12) angeordnet sind.Sample chamber according to claim 45, in which the electrode device ( 80 ) Comprises electrodes on at least one of the chamber walls ( 11 . 12 ) are arranged. Probenkammer nach Anspruch 45, bei der die Elektrodeneinrichtung (80) Elektroden umfasst, die durch Öffnungen in mindestens einer der Kammerwände (11, 12) in den Probenraum (10) ragen.Sample chamber according to claim 45, in which the electrode device ( 80 ) Comprises electrodes through openings in at least one of the chamber walls ( 11 . 12 ) in the sample room ( 10 ) protrude. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Temperiereinrichtung (12.1) aufweist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, comprising a tempering device ( 12.1 ) having. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Kammerkörper (22) als Einwegkammerkörper gebildet ist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, in which the chamber body ( 22 ) is formed as a disposable chamber body. Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Kammerkörper (22) als Mehrwegkammerkörper gebildet ist, wobei der Kammerkörper (22) vorzugsweise aus sterilisierbarem, z. B. durch Autoklavierung oder UV-Bestrahlung, Material wie bspw. Kunststoff, Titan, Glas oder rostfreiem Stahl, hergestellt ist.Sample chamber according to at least one of the preceding claims, in which the chamber body ( 22 ) is formed as a reusable chamber body, wherein the chamber body ( 22 ) preferably from sterilizable, z. B. by autoclaving or UV irradiation, material such as. Plastic, titanium, glass or stainless steel. Injektionskanüle, insbesondere zum Flüssigkeitstransport in oder aus einer Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die an einem freien Ende eine Spitze und mit Abstand von dem freien Ende eine seitliche Austrittsöffnung (72) aufweist.Injection cannula, in particular for fluid transport into or out of a sample chamber according to at least one of the preceding claims, which has a tip at a free end and a lateral outlet opening at a distance from the free end (US Pat. 72 ) having. Verfahren zur Aufnahme eines flüssigen Mediums in einer Probenkammer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: – Bereitstellung des flüssigen Mediums an dem Medienanschluss (13, 14) zur Zuführung in den Probenraum (10), und – Bewegung des flüssigen Mediums unter Wirkung der Kapillarkraft hin zu dem Beobachtungsbereich (30).Method for receiving a liquid medium in a sample chamber according to at least one of the preceding claims, with the following steps: provision of the liquid medium at the media connection ( 13 . 14 ) for feeding into the sample space ( 10 ), and - movement of the liquid medium under the action of the capillary force towards the observation area ( 30 ). Verfahren nach Anspruch 52, bei dem ein Durchfluss des flüssigen Mediums durch den Probenraum (10) vorgesehen ist.The method of claim 52, wherein a flow of the liquid medium through the sample space ( 10 ) is provided. Verfahren nach Anspruch 52 oder 53, bei dem in dem Probenraum (10) eine biologische Probe angeordnet ist.A method according to claim 52 or 53, wherein in the sample space ( 10 ) a biological sample is arranged. Verfahren nach Anspruch 54, bei dem die biologische Probe vor einem Zusammensetzen der Probenkammer auf einer der Kammerwände (11, 12) angeordnet wird.The method of claim 54, wherein the biological sample is prior to assembly of the sample chamber on one of the chamber walls. 11 . 12 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 54, bei dem die biologische Probe mit dem flüssigen Medium in die Probenkammer eingeführt wird.The method of claim 54, wherein the biological Sample with the liquid Medium is introduced into the sample chamber. Verfahren nach Anspruch 55 oder 56, mit dem weiteren Schritt: – Kultivierung der biologischen Probe im Beobachtungsbereich (30).Method according to claim 55 or 56, with the further step: - cultivation of the biological sample in the observation area ( 30 ). Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 52 bis 57, mit dem weiteren Schritt: – mikroskopische Untersuchung des flüssigen Mediums oder der biologischen Probe wenigstens in dem Beobachtungsbereich (30).Method according to at least one of claims 52 to 57, with the further step: - microscopic examination of the liquid medium or of the biological sample at least in the observation area ( 30 ).
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010010526A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Labor für Angewandte Molekulare Physiologie GmbH Determining fertility of sperm, comprises labeling sperm with fluorescent dye, recording fluorescence microscopic images with exposure time adjusted to speed of movement of sperm, and analyzing fluorescence microscopic images
EP2374540A3 (en) * 2010-04-05 2011-12-14 Nanoentek, Inc. Chip for analyzing fluids being moved without an outside power source
EP3027730A4 (en) * 2013-07-29 2016-08-31 9493662 Canada Inc Microfluidic cell culture systems
DE102021208185A1 (en) 2021-07-29 2023-02-02 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Sample carrier and its use as well as methods, in particular for the detection of pathogens
USD1004129S1 (en) 2021-04-09 2023-11-07 Ananda Devices Inc. Microfluidic slab
USD1004130S1 (en) 2021-04-09 2023-11-07 Ananda Devices Inc. Microfluidic slab

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19753849A1 (en) * 1997-12-04 1999-06-10 Roche Diagnostics Gmbh Analytical test element with a tapered capillary channel
WO2000022436A1 (en) * 1998-10-13 2000-04-20 Biomicro Systems, Inc. Fluid circuit components based upon passive fluid dynamics
US6696240B1 (en) * 1999-10-26 2004-02-24 Micronix, Inc. Capillary test strip to separate particulates
DE10234564B4 (en) * 2002-07-25 2005-06-02 Senslab-Gesellschaft Zur Entwicklung Und Herstellung Bioelektrochemischer Sensoren Mbh biosensor
US20050130226A1 (en) * 2003-09-26 2005-06-16 The University Of Cincinnati Fully integrated protein lab-on-a-chip with smart microfluidics for spot array generation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19753849A1 (en) * 1997-12-04 1999-06-10 Roche Diagnostics Gmbh Analytical test element with a tapered capillary channel
WO2000022436A1 (en) * 1998-10-13 2000-04-20 Biomicro Systems, Inc. Fluid circuit components based upon passive fluid dynamics
US6696240B1 (en) * 1999-10-26 2004-02-24 Micronix, Inc. Capillary test strip to separate particulates
DE10234564B4 (en) * 2002-07-25 2005-06-02 Senslab-Gesellschaft Zur Entwicklung Und Herstellung Bioelektrochemischer Sensoren Mbh biosensor
US20050130226A1 (en) * 2003-09-26 2005-06-16 The University Of Cincinnati Fully integrated protein lab-on-a-chip with smart microfluidics for spot array generation

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010010526A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Labor für Angewandte Molekulare Physiologie GmbH Determining fertility of sperm, comprises labeling sperm with fluorescent dye, recording fluorescence microscopic images with exposure time adjusted to speed of movement of sperm, and analyzing fluorescence microscopic images
EP2374540A3 (en) * 2010-04-05 2011-12-14 Nanoentek, Inc. Chip for analyzing fluids being moved without an outside power source
US9067206B2 (en) 2010-04-05 2015-06-30 Nanoentek, Inc. Chip for analyzing fluids being moved without an outside power source
EP3027730A4 (en) * 2013-07-29 2016-08-31 9493662 Canada Inc Microfluidic cell culture systems
US11293001B2 (en) 2013-07-29 2022-04-05 9493662 Canada Inc. Microfluidic cell culture systems
USD1004129S1 (en) 2021-04-09 2023-11-07 Ananda Devices Inc. Microfluidic slab
USD1004130S1 (en) 2021-04-09 2023-11-07 Ananda Devices Inc. Microfluidic slab
USD1004128S1 (en) 2021-04-09 2023-11-07 Ananda Devices Inc. Microfluidic slab
USD1004127S1 (en) 2021-04-09 2023-11-07 Ananda Devices Inc. Microfluidic slab
USD1016323S1 (en) 2021-04-09 2024-02-27 Ananda Devices Inc. Microfluidic slab
DE102021208185A1 (en) 2021-07-29 2023-02-02 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Sample carrier and its use as well as methods, in particular for the detection of pathogens

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