DE102006040562A1

DE102006040562A1 - Begasungssystem und -Verfahren

Info

Publication number: DE102006040562A1
Application number: DE200610040562
Authority: DE
Inventors: Torsten Krebs
Original assignee: PIETER VAN WEENEN and CO GmbH House of Innovation
Current assignee: PIETER VAN WEENEN and CO GmbH House of Innovation
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: DE102006040562B4; DE102006040562B8

Abstract

Begasungssystem mit einer Behälteranordnungseinrichtung 24 zur Anordnung von Probenbehältern 46 jeweils zur Aufnahme von zu begasenden Proben, einer Abgabeeinrichtung 32 zur Abgabe von Begasungsmedium jeweils in eine vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter 46 und einer Positioniereinrichtung zur Positionierung der Behälteranordnungseinrichtung 24 und der Abgabeeinrichtung 30 relativ zueinander zur jeweiligen Abgabe von Begasungsmedium in die vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter 46.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Exposition von Proben, beispielsweise in Form von Zellkulturen, und insbesondere ein System und ein Verfahren, mit denen Begasungsvorgänge automatisiert für eine Anzahl an Proben durchgeführt werden können.
Hintergrund der Erfindung
Zur Untersuchung von Proben ist es bekannt, diese mit Medium zu begasen. Dies wird beispielsweise insbesondere bei Zellkulturen verwendet, um deren Eigenschaften bei Exposition gegenüber einer oder mehreren gasförmigen Stoffen zu analysieren.
Die bei Begasung üblicherweise verwendeten Vorrichtungen umfassen Behälter, in denen zu untersuchende Proben angeordnet werden. Den Probenbehältern kann über eine oder mehrere separate oder gemeinsame Zuleitung das zur Begasung der Proben vorgesehene Medium zugeführt werden. Das in die Probenbehälter eingebrachte Begasungsmedium tritt in Kontakt mit der jeweilige Probe.
Beispiele solcher Vorrichtung sind zum Beispiel aus DE-OS 1 957 160 , DE 195 26 533 C2 und DE 102 11 324 A1 bekannt.
Nachteile bekannter Begasungsvorrichtungen umfassen unter anderem die großen Bauformen, die nur mit Aufwand variierbare Anzahl an Probenbehältern, die Auslegung für Probenbehälter mit relativ großem Volumen, Einschränkungen hinsichtlich der Steuerung von Begasungsvorgängen und Konstruktionen, die eine Fertigung in größerem Umfang zumindest erschweren und für eine Vermarktung als Serienprodukt zumindest hinderlich sind.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Lösungen bereitzustellen, mit denen Proben, vorteilhafter Weise auch kleinere Probenmengen mit hohem Durchsatz, einfacher und effizienter begast werden können.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Im Einzelnen sieht die vorliegende Erfindung ein Begasungssystem mit einer Behälteranordnungseinrichtung und einer Abgabeeinrichtung vor. Die Behälteranordnungseinrichtung dient zur Anordnung von Probenbehältern, in denen jeweils zu begasende Proben aufgenommen werden können. Beispiele für Proben umfassen insbesondere Zellen, Bakterien, Bakterienkulturen, Zellkulturen und dergleichen, die beispielsweise an Membranen angeordnet und in Nährlösungen eingebracht oder mit diesen zusammenwirken können. Die Abgabeeinrichtung dient zur Abgabe von Begasungsmedium. Als Begasungsmedien können gasförmige Medien, reine Gase, Aerosole und dergleichen verwendet werden, die auch Feststoffe, Partikel, Stäube und dergleichen umfassen können. Auch gasgetrocknete Feststoffe können verwendet werden.
Die Abgaseinrichtung ist insbesondere so ausgeführt, dass Begasungsmedium in eine vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter abgegeben werden kann. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass die vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter kleiner als die Gesamtzahl an Probenbehältern ist.
Ferner umfasst das erfindungsgemäße System eine Positioniereinrichtung, mit der die Behälteranordnungseinrichtung und die Abgabeeinrichtung relativ zueinander positioniert werden können. Zur Positionierung können vorbestimmte Positionen eingenommen, beibehalten oder geändert und/oder Positionierbewegungen durchgeführt werden. Insbesondere ist die Positioniereinrichtung so ausgeführt, dass die Behälteranordnungseinrichtung und die Abgabeeinrichtung relativ zueinander so positioniert werden können, dass (genau) in die vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter Begasungsmedium abgegeben werden kann.
Die Positioniereinrichtung kann zur Positionierung entweder die Behälteranordnungseinrichtung positionieren oder die Abgabeeinrichtung positionieren oder für beide Positioniervorgänge ermöglichen.
Vorzugsweise umfasst die Positioniereinrichtung eine erste Positioniereinheit, die beispielsweise mit der Behälteranordnungseinrichtung in Wirkverbindung stehen kann.
Die erste Positioniereinheit kann eine erste Antriebseinheit umfassen.
Für die erste Antriebseinheit können zum Beispiel Band-, Riemen-, Zahnrad-, elektromotorische, magnetische, elektromagnetische, induktive, pneumatische, hydraulische, piezoelektrische Antriebe und Kombinationen dergleichen verwendet werden. Vorzugsweise ist die erste Positioniereinheit ausgeführt, translatorische Bewegungen zu ermöglichen. Hierfür kann die erste Positioniereinheit eine erste Führungseinheit und einen daran angeordneten Träger aufweisen.
Als Führungseinheit können eine oder mehrere Führungsschienen verwendet werden, an denen der Träger bewegbar angeordnet sein kann. Bei einer Ausführungsform ist die Behälteranordnungseinrichtung an dem Träger angeordnet oder daran befestigt.
Die Positioniereinrichtung kann auch eine zweite Positioniereinheit umfassen, welche zum Beispiel mit der Abgabeeinrichtung in Wirkverbindung stehen kann.
Die zweite Positioniereinheit kann einen oder mehrere Antriebe der oben genannten Arten umfassen.
Vorzugsweise ist die zweite Positioniereinheit ausgeführt, um ebenfalls translatorische Bewegungen zu ermöglichen. Dabei ist es möglich, dass Positionierbewegungen durch die zweite Positioniereinheit im Wesentlichen senkrecht zu Positionierbewegungen der ersten Positioniereinheit erfolgen können.
Die zweite Positioniereinheit kann eine Plattform aufweisen, die unter Verwendung von Mitteln zum Positionieren bewegt werden kann.
Bei einer Ausführungsform ist die Abgabeeinrichtung mit der Plattform verbunden.
Die Abgabeeinrichtung kann einen oder mehrere Begasungsmediumanschlüsse aufweisen, über die von einer oder mehreren Quellen für Begasungsmedium dieses zugeführt werden kann.
Das Begasungssystem kann eine Mischeinrichtung umfassen, um Begasungsmedium zu mischen. Vorzugsweise ist die Mischeinrichtung ausgeführt, um Begasungsmedium in jeder vorgegebener Konzentration zu erzeugen und bereitzustellen.
Dabei kann der Begasungsmediumanschluss und ein Auslass der Mischeinrichtung, über den verfahren- oder gemischtes Begasungsmedium bereitgestellt werden kann, in Fluidverbindung stehen.
Die Abgabeeinrichtung kann ferner wenigstens einen Druckanschluss aufweisen, der zu Verbindung mit einer oder mehreren Quellen ausgeführt ist, die Unterdruck erzeugen können.
Bei einer Ausführungsform entspricht die vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter einer ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Druckanschlüsse.
Der wenigstens eine Druckanschluss beziehungsweise eine von diesem ausgehende Leitung kann sich in eine Unterdruckkammer erstrecken oder dahin führen, um von der oder den genannten Quellen Unterdruck in der Unterdruckkammer zu erzeugen.
Die Abgabeeinrichtung kann eine Anzahl von Abgaberohren umfassen, die der vorbestimmten Anzahl der Probenbehälter entspricht. Die Abgaberohre sind insbesondere zur Abgabe von Begasungsmedium in Probenbehälter vorgesehen.
Bei einer Ausführungsform sind jeweils zwei oder mehr Abgaberohren einer gemeinsamen Unterdruckkammer zugeordnet.
Das Begasungssystem kann ferner eine Abdichteinrichtung aufweisen, um diejenigen Probenbehälter, die aktuell nicht zu begasen sind, im Wesentlich fluiddicht abzudichten.
Die Abdichteinrichtung kann wenigstens zwei, beispielsweise längliche Dichtelemente umfassen, die sich parallel zueinander erstrecken können.
Ferner ist es vorgesehen, dass die Dichtelemente bewegbar sind, was zum Beispiel durch elastische Vorspannung erreicht werden kann.
Ferner ist es bevorzugt, die Anordnung von Probenbehältern wenigstens zwei Reihen von jeweils wenigstens zwei Probenbehältern umfasst.
Zur Anordnung der Probenbehälter kann eine Behälteraufnahme vorgesehen sein, die als separates Bauteil oder baueinheitlich integriert, beispielsweise mit dem oben genannten Träger, ausgeführt sein kann.
Vorzugsweise umfasst die Behälteraufnahme eine Anzahl von Aufnahmen, Ausnehmungen, Vertiefungen oder dergleichen, in denen jeweils ein Probenbehälter oder Bereiche derselben aufgenommen werden können. Dabei ist es vorgesehen, dass die Anzahl der Aufnahmen einer maximal möglichen Probenbehälteranzahl entspricht.
Die Probenbehälter können als einzelne Probenbehälter oder als baueinheitlich integrierte, zusammengefasste Komponente mit Probenbehälter bildenden Bereichen bereitgestellt sein.
Vorzugsweise umfasst das Begasungssystem eine Steuereinrichtung, mit der die Positioniereinrichtung gesteuert werden kann. Die Steuereinrichtung kann baueinheitlich in das Begasungssystem integriert oder betriebsfähig mit diesem verbunden sein. Die Steuereinrichtung kann auch weitere Steueraufgaben übernehmen, wie zum Beispiel die Steuerung der Zufuhr von Begasungsmedium und die Unterdrucksteuerung.
Um das Begasungssystem beispielsweise vor Umgebungseinflüssen zu schützen, kann ein entfernbares Gehäuse vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Begasungsverfahren bereit, dessen Merkmale in den obigen Ausführungen enthalten sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, die zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems mit Gehäuse,
2 und 3 schematische Darstellungen der Ausführungsform von 1 ohne Gehäuse,
4 bis 14 schematische Darstellungen einzelner Bereiche und Komponenten der Ausführungsform von 1, und
15 eine schematische Darstellung einer Mischvorrichtung für Begasungsmedium.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
1 zeigt ein im Ganzen mit 2 bezeichnetes Begasungssystem. Das Begasungssystem 2 ist auf einer Grundplatte 4 angeordnet, die beispielsweise auf einem Systemträger, Labortisch oder einer anderen Vorrichtung angeordnet werden kann. Ferner ist in 1 ein Gehäuse 6 zu sehen, das im Weiteren beschriebene Komponenten des Systems 2 umschließt. Vorteilhafterweise ist das Gehäuse 6 so ausgeführt, dass es für einen beispielsweise fluiddichten Abschluss gegenüber der Umgebung wenigstens hinsichtlich solcher Einflüsse sorgt, die für im Inneren des Gehäuses 6 ablaufende Vorgänge eine Beeinträchtigung darstellen können oder diese stören oder verfälschen. Das Gehäuse 6 ist wenigstens teilweise von der Grundplatte 4 entfernbar und/oder zu öffnen, um auf einzelne, mehrere oder alle Komponenten zugreifen zu können, die vom Gehäuse 6 in dessen angeordnetem Zustand umschlossen sind. Zum Entfernen und/oder Öffnen des Gehäuses 6 können beispielsweise Griffe 8 vorgesehen sein.
Das Gehäuse 6 weist einen Bereich mit einer ganzen mit 10 bezeichneten Benutzerschnittstelle auf. Die Benutzerschnittstelle 10 umfasst zur Ausgabe von Informationen beispielsweise einzelne oder mehrere optische Anzeigeelemente 12 und zur Eingabe von Steuerbefehlen, Daten und dergleichen Eingabemittel 14, beispielsweise in der Form von Knöpfen, Schaltern, Tastern und/oder dergleichen. Die Benutzerschnittstelle 10 kann einem Benutzer des Systems 2 Angaben über dessen Betrieb und Betriebszustände bereitstellen. Der Betrieb des Systems 2 kann über die Eingabemittel 14 gesteuert werden. Ergänzend oder alternativ ist es vorgesehen, den Betrieb des Systems 2 unter Verwendung einer separaten Steuervorrichtung (z.B. computerbasierte Steuerung) vorzunehmen, über die auch Informationen zum aktuellen Betrieb des Systems 2 bereitgestellt werden können.
2 und 3 zeigen das System 2 ohne Gehäuse 6. Des Weiteren sind in 2 und insbesondere in 3 weitere Systemkomponenten nicht gezeigt, um für ein besseres Verständnis zu sorgen.
Auf der Grundplatte 4 ist eine Führungsschiene 16 befestigt. Die Führungsschiene 16 bildet einen Teil einer ersten Positioniereinheit, die ferner eine erste Antriebseinheit 18 umfasst. Mittels der ersten Antriebseinheit 18 kann ein auf der Führungsschiene 16 bewegbar angeordneter Schlitten hin- und her bewegt werden. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die erste Antriebseinheit 18 ein Schrittmotor, der auf eine Gliederkette, einem Band, einem Riemen, ein Gestände oder dergleichen wirkt, welches mit dem Schlitten 20 gekoppelt ist.
Auf dem Schlitten 20 ist, wie auch in 4 und 5 gezeigt, ein Träger 22 und auf diesem eine Behälteranordnungseinrichtung 24 angeordnet.
Von der Grundplatte 4 erstrecken sich vier Stützen 26. Die Stützen 26 umfassen jeweils eine z.B. in 4 gezeigte Aufnahme 28. Die Aufnahmen 28 dienen jeweils zur Aufnahme von Mitteln, die Bewegungen einer Plattform 30 ermöglichen. Hier vorgesehene Bewegungen der Plattform 30 verlaufen im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Grundplatte 4. Beispiele für Mittel, um die Plattform 30 zu bewegen, umfassen hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kolben oder Stempel, Elektromotoren (z.B. Schrittmotoren), magnetische Antriebe und Piezoaktuatoren, die jeweils wenigstens teilweise in den Aufnahmen 28 angeordnet sind und mit der Plattform 30 verbunden sind.
An der Plattform 30 ist eine im Ganzen mit 32 bezeichnete Abgabeeinrichtung angeordnet, die sich gemäß den Darstellungen teilweise oberhalb und teilweise unterhalb der Plattform 30 erstreckt.
An der darstellungsgemäßen Oberseite der Plattform 30 sind Bügel 34 vorgesehen, die zum Schutz vor Beschädigungen und/oder zur Auflage des Gehäuses 6 dienen können.
An der Plattform 30 ist ferner eine im Ganzen mit 36 bezeichnete Dichteinrichtung angeordnet. Die Dichteinrichtung 36 umfasst eine Anzahl bewegbarer Dichtelemente 38. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Dichtelemente 38 elastisch gelagert, vorzugsweise elastisch vorgespannt, wofür die Dichtelemente 38 jeweils zum Beispiel durch einzelne oder mehrere Federelemente 40 beaufschlagt sein können.
Insbesondere ist es vorgesehen, die Dichtelemente 38 so vorzuspannen, dass sie gemäß 2 durch äußere Kräfte nach oben bewegt werden können.
Die Behälteranordnungseinrichtung 24 weist, wie z.B. in 5 gezeigt, an ihrer Oberseite Behälteraufnahmen 42 auf. Die Behälteraufnahmen 42 sind in mehreren sich quer zur Längsrichtung der Führungsschiene 16 verlaufenden Reihen angeordnet und im Wesentlichen gleich voneinander beabstandet.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind 96 Behälter vorgesehen, die in 12 Reihen quer zur Längsrichtung der Führungsschiene 16 mit jeweils acht Behälteraufnahmen 42 angeordnet sind. Die Behälteranordnungseinrichtung kann andere Anzahlen von Behälteraufnahmen 42 umfassen (z.B. 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14 ..., 24, ..., 46, 48, 50, ..., 71, 72, 73, ..., 95, 96, ...). Grundsätzlich für die Behälteranordnungseinrichtung vorgesehenen Ausführungen ist gemeinsam, dass es wenigstens zwei quer zur Führungsschiene 16 verlaufende Reihen mit jeweils wenigstens zwei Behälteraufnahmen 42 gibt.
Die Behälteraufnahmen 42 können jeweils zur Aufnahme eines einzelnen Probenbehälters ausgeführt sein. Ferner ist es vorgesehen, die Behälteraufnahmen 42 so auszugestalten beziehungsweise anzuordnen, dass ein einstückiger Einsatz mit als Probenbehälter dienenden Bereichen verwendet werden kann. Im letzteren Fall ist es vorgesehen, dass die als Probenbehälter dienenden Bereiche des Einsatzes wenigstens teilweise in die Behälteraufnahme 42 einzubringen und damit den Einsatz an der Behälteranordnungseinrichtung 24 anzuordnen.
Ein Beispiel eines möglichen Einsatzes mit mehreren Probenbehältern ist in 6 im Ganzen mit 44 bezeichnet, der als Probenbehälter dienende Bereiche 46 aufweist.
Mögliche Bauformen für Probenbehälter, die als einzelne, separate Probenbehälter oder als Einsatz baueinheitlich integrierte Probenbehälter verwendet werden können, werden unter Bezugnahme auf 7 erläutert. Der Probenbehälter 46 weist einen Boden 48 und Seitenwände 50 auf. Der von dem Boden 48 und den Seitenwänden 50 begrenzte Innenraum des Probenbehälters 46 kann parallel zum Boden 48 einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. In diesem Innenraum kann eine zu begasende Probe unmittelbar, z. B. am Boden 48, angeordnet werden.
Die zu begasende Probe kann zusammen mit einem Medium 52 (z. B. Nährlösung) im Probengehälter 46 angeordnet sein. In solchen Fällen kann die zu begasende Probe (teilweise) in das Medium 52 eingetaucht sein, dieses nur kontaktieren oder von diesem getrennt angeordnet sein.
Ferner kann eine Membran 54, z. B. eine mikroporöse Membran, verwendet werden, auf der zu untersuchende Proben, beispielsweise Zellen, angeordnet werden bzw. sein können. Die Membran 54 kann – wenn vorhanden – (teilweise) in das Medium 52 eingetaucht sein, dieses nur kontaktieren oder von diesem getrennt angeordnet sein.
Es kann auch ein optionaler Probenbehältereinsatz 56 verwendet werden, auf dem die Probe unmittelbar oder mit der Membran 54 angeordnet werden kann. Der Probenbehältereinsatz 56 kann – wenn vorhanden – (teilweise) in das Medium 52 eingetaucht sein, dieses nur kontaktieren oder von diesem getrennt angeordnet sein.
Die Abgabeeinrichtung 32 kann in zwei Bereiche 58 und 60 unterteilt werden, die in 8 (auch in 3) in einem nicht zusammengebauten Zustand gezeigt sind. Die Bereiche 58 und 60 sind über Verbindungselemente 62 miteinander verbindbar, die sich von einem in 8 unteren Bereich des Bereichs 58 weg erstrecken und in im zweiten Bereich ausgebildete Öffnungen 64 (siehe z.B. 9) eingreifen. Im zusammengebauten Zustand sind die Bereiche 58 und 60 soweit aufeinander zu bewegt, dass die Oberseite 66 eines Bereichs 60 an der Unterseite 68 des oberen Bereichs 58 anliegt. Dazwischen können an der Oberseite 66 und/oder der Unterseite 68 Dichtungen D angeordnet sein.
Bezugnehmend auf 9 bis 14 ist im Folgenden die Abgabeeinrichtung 32 weiter beschrieben.
Der obere Bereich 58 umfasst eine Zuleitung 70, über die Begasungsmedium zugeführt werden kann, und eine Ableitung 72, über die nicht verwendetes Begasungsmedium abgeführt werden kann. Der Zuleitung 70 kann Begasungsmedium unmittelbar von einer entsprechenden Quelle oder über eine in 15 veranschaulichte Mischeinrichtung 74 zugeführt werden. Bei Verwendung der Mischeinrichtung 74 ist diese über einem Einlass 76 mit einer Quelle (nicht gezeigt) für Begasungsmedium verbunden. Ferner ist die Mischeinrichtung 74 über einen Einlass 78 mit einer Quelle (nicht gezeigt) für ein Medium verbunden, mit dem das über den Einlass 76 erhaltene Begasungsmedium verdünnt werden soll. In einem mit 80 bezeichneten Bereich erfolgt die Mischung von Begasungsmedium und Verdünnungsmedium. Überschüssiges Verdünnungsmedium kann über einen Ablass 82 entfernt werden. Das verdünnte Begasungsmedium wird ausgehend von dem Mischbereich 80 über eine Leitung 84 zu einem Auslass 86 befördert, der unmittelbar oder über eine dazwischen angeordnete Verbindung an die Zuleitung 70 angeschlossen ist.
Der obere Bereich 58 weist ferner Anschlüsse 88 auf, die zur Verbindung einer oder mehreren Einrichtungen (nicht gezeigt) dienen, die Unterdruck zu erzeugen vermögen.
Ausgehend von den Anschlüssen 88 gibt es jeweils eine Fluidverbindung zu einer entsprechenden im unteren Bereich 60 ausgebildeten Kammer 90. Diese Fluidverbindungen umfassen jeweils eine Fluidleitung 92, die sich an den jeweiligen Anschluss 88 anschließen und gewinkelt, gekrümmt oder dergleichen durch den oberen Bereich 58 bis zu dessen Oberfläche 68 verlaufen, wo sie eine Öffnung 94 aufweisen. Diese Öffnungen stehen mit den jeweiligen Kammern 90 in Fluidverbindung.
Die Kammern 90 sind in einer Kammereinheit 96 ausgebildet, die einen Teil des unteren Bereichs 60 bildet. Durch die Kammer 90 erstrecken sich jeweils zwei Abgaberohre 98 zur Abgabe von Begasungsmedium in Probenbehälter 46. Die Abgaberohre 98 stehen mittelbar oder unmittelbar mit einer sich zwischen der Zuleitung 70 und der Ableitung 72 erstreckenden Leitung 100 in Fluidverbindung. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem die Abgaberohre 98 jeweils direkt in die Leitung 100 münden oder über dazwischen angeordnete Verbindungsleitungen die Fluidverbindungen erreichen. Auch die Verwendung einer oder mehrerer beispielsweise in der Plattform 30 ausgebildeter Zwischen- und/oder Pufferkammern ist vorgesehen, über die die Abgaberohre 98 und die Leitung 100 mit einander kommunizieren können.
Die Abgaberohre erstrecken sich durch die Kammereinheit 96 hindurch und von einer Unterseite 102 derselben von dem unteren Bereich 60 weg. Die Länge, in der sich die Abgaberohre 98 von der unteren Oberfläche 102 weg erstrecken, kann in Abhängigkeit davon gewählt werden, wie weit die Abgaberohre 98 im Betrieb in zu begasende Probenbehälter 46 hineinragen sollen.
Die Kammern 90 weisen jeweils sich zu der Unterseite 102 des unteren Bereichs 60 erstreckende Durchgangslöcher 104 auf. Die Durchgangslöcher 104 sind jeweils so angeordnet, dass sie im Betrieb mit zu begasenden Probenbehältern 46 in Fluidverbindung stehen. Insbesondere ist eine Anzahl mit Anordnungen von Durchgangslöchern 104 vorgesehen, die im Betrieb jedem zu begasenden Probenbehälter 46 wenigstens ein Durchgangsloch 104 zuordnen. Dies kann beispielsweise, wie bei der dargestellten Ausführungsform, dadurch erreicht werden, dass die Durchgangslöcher 104 benachbart zu den Abgaberohren 98 ausgebildet sind. Die Verwendung von vier Durchgangslöchern 104 für jedes Abgaberohr 98 beziehungsweise jeden zu begasenden Probenbehälter 46 ist lediglich beispielhaft. Es können ein, zwei, drei, fünf, ... Durchgangslöcher 104 jeweils vorgesehen sein.
In den Zeichnungen sind Dichtungen, Dichtelemente und dergleichen mit dem Bezugszeichen D angegeben.
Der Betrieb des Begasungssystems 2 kann wie folgt beschrieben werden.
Auf der Behälteraufnahmeeinrichtung 24 beziehungsweise in deren Behälteraufnahmen 42 werden einzelne oder als Einheit baueinheitlich zusammengefasste Probenbehälter 46 angeordnet. Die Probenbehälter 46 können dabei bereits zu begasende Proben teilweise oder vollständig enthalten oder nach Anordnung an der Behälteraufnahmeeinrichtung 24 damit versehen werden.
Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass sich in den Probenbehältern 46 jeweils eine Nährlösung 52 befindet, in die eine mit zu untersuchenden Zellen versehene Membran 54 eingetaucht ist.
Die Probenbehälter 46 werden mittels des Schlittens 20 unter die Plattform 30 bewegt. Dabei kann es erforderlich sein, die Plattform 30 in eine gemäß den Darstellungen nach oben verfahrene Position zu bewegen oder dort zu halten.
Ist eine erste sich quer zur Bewegungsrichtung erstreckende Reihe von Probenbehältern 46, die begast werden sollen, unter der Abgabeeinrichtung 32 positioniert, wird die Plattform 30 und damit die Abgabeeinrichtung 32 und die Dichteinrichtung 36 nach unten bewegt.
Dadurch werden aktuell nicht zu begasende Probenbehälter 46 von entsprechenden der Dichtelemente 38 fluiddicht verschlossen. In die zu begasenden Probenbehälter 46 ragen wenigstens die Enden der Abgaberohre 98 hinein. Dabei ist es vorgesehen, dass die Abgaberohre 98 nicht in die jeweilige Nährlösung 52 eintauchen, sondern darüber enden können. Wie in 7 veran schaulicht, werden die zu begasenden Probenbehälter 46 durch die an der Unterseite 102 des unteren Bereichs 60 angeordnete Dichtung 106 gegenüber der Umgebung abgedichtet. Wird über die Anschlüsse 88 Unterdruck angelegt, wirkt dieser über die Kammern 90 und die Durchgangslöcher 104 wenigstens teilweise auch in den zu begasenden Probenbehältern 46. Diese Unterdrücke bewirken, dass über die entsprechenden Abgaberohre 98 Begasungsmedium aus der Leitung 100 abgezogen und in die Probenbehälter 46 eingebracht wird.
Nach Beendigung des Begasungsvorgangs wird die Plattform 30 von den Probenbehältern 46 so weg bewegt, dass der Schlitten 20 positioniert werden kann, um eine weitere zu begasende Probenbehälterreihe entsprechend zu positionieren. Danach wird die Plattform 30 so auf die Probenbehälteranordnung zu bewegt, dass die Abgaberohre 90 in die nun zu begasenden Probenbehälter 46 ragen. Dann kann eine Begasung dieser Probenbehälter wie zuvor beschrieben erfolgen.
Diese Vorgänge werden so lange wiederholt, bis alle vorgesehenen Begasungsvorgänge abgeschlossen sind. Dies kann der Fall sein, wenn alle Probenbehälter 46 begast wurden. Es ist aber auch möglich, nur für bestimmte, gewählte Probenbehälterreihen Begasungsvorgänge vorzusehen.
Abschließend können die Probenbehälter 46 durch geeignete Bewegungen der Plattform 30 und des Schlittens 20 für eine Entnahme positioniert werden.

Claims

Begasungssystem mit: – einer Behälteranordnungseinrichtung (24) zur Anordnung von Probenbehältern (46) jeweils zur Aufnahme von zu begasenden Proben, – einer Abgabeeinrichtung (32) zur Abgabe von Begasungsmedium jeweils in eine vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter (46), und – einer Positioniereinrichtung zur Positionierung der Behälteranordnungseinrichtung (24) und der Abgabeeinrichtung (32) relativ zu einander zur jeweiligen Abgabe von Begasungsmedium in die vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter.
Begasungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Positioniereinrichtung die Behälteranordnungseinrichtung (24) zur jeweiligen Abgabe von Begasungsmedium in die vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter (46) zu positionieren vermag.
Begasungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Positioniereinrichtung die Abgabeeinrichtung (32) zur jeweiligen Abgabe von Begasungsmedium in die vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter (46) zu positionieren vermag.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Positioniereinrichtung eine erste Positioniereinheit umfasst.
Begasungssystem nach Anspruch 4, bei dem die erste Positioniereinheit zum Positionieren der Behälteranordnungseinrichtung (24) mit dieser in Wirkverbindung steht.
Begasungssystem nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die erste Positioniereinheit eine erste Antriebseinheit (18) umfasst.
Begasungssystem nach Anspruch 6, bei dem die erste Antriebseinheit (18) wenigstens einen der folgenden Antriebe umfasst: – einen Bandantrieb, – einen Riemenantrieb, – einen Zahnradantrieb, – einen elektromotorischen Antrieb, – einen Magnetantrieb, – einen Elektromagnetantrieb, – einen Induktionsantrieb, – einen pneumatischen Antrieb, und – einen hydraulischen Antrieb.
Begasungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die erste Positioniereinheit eine erste Führungseinheit (16) und einen an der ersten Führungseinheit bewegbar angeordneten Träger (20, 22) umfasst.
Begasungssystem nach Anspruch 8, bei dem die erste Führungseinheit eine Führungsschiene (16) umfasst und der Träger (20, 22) bewegbar auf der Führungsschiene (16) gelagert ist.
Begasungssystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Behälteranordnungseinrichtung (24) auf dem Träger (20, 22) angeordnet ist.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Positioniereinrichtung eine zweite Positioniereinheit umfasst.
Begasungssystem nach Anspruch 11, bei dem die zweite Positioniereinheit zum Positionieren der Abgabeeinrichtung (32) mit dieser in Wirkverbindung steht.
Begasungssystem nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die zweite Positioniereinheit wenigstens eine zweite Antriebseinheit umfasst.
Begasungssystem nach Anspruch 13, bei dem die wenigstens eine zweite Antriebseinheit jeweils wenigstens einen der folgenden Antriebe umfasst: – einen Bandantrieb, – einen Riemenantrieb, – einen Zahnradantrieb, – einen elektromotorischen Antrieb, – einen Magnetantrieb, – einen Elektromagnetantrieb, – einen Induktionsantrieb, – einen pneumatischen Antrieb, – einen hydraulischen Antrieb, und – einen piezoaktuatorbasierten Antrieb.
Begasungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem die zweite Positioniereinheit eine Plattform (30) umfasst.
Begasungssystem nach Anspruch 15, bei dem die zweite Positioniereinheit Mittel (26, 28) zum Positionieren der Plattform umfasst.
Begasungssystem nach Anspruch 15 oder 16, bei dem die Abgabeeinrichtung (32) an der Plattform (30) befestigt ist.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Abgabeeinrichtung (30) einen Begasungsmediumanschluss (70) zur Verbindung mit einer Quelle (74) für Begasungsmedium aufweist.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Mischeinrichtung (74) zur Mischung von Begasungsmedium, vorzugsweise zur Zufuhr von Begasungsmedium in vorgegebener Konzentration, mit einem Einlass (76) für reines Begasungsmedium, einem Einlass (78) für mit dem reinen Begasungsmedium zu mischendem Medium und einem Auslass (86) zur Abgabe von gemischtem Begasungsmedium.
Begasungssystem nach Anspruch 19 und 18, bei dem Begasungsmediumanschluss (70) mit dem Auslass (86) der Mischeinrichtung (74) in Fluidverbindung steht, um gemischtes Begasungsmedium zuzuführen.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Abgabeeinrichtung (32) wenigstens einen Druckanschluss (88) jeweils zur Verbindung mit einer Unterdruck erzeugenden Quelle aufweist.
Begasungssystem nach Anspruch 21, bei dem die vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter (46) einer ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Druckanschlüsse (88) entspricht.
Begasungssystem nach Anspruch 21 oder 22, bei dem der wenigstens eine Druckanschluss (88) in eine Unterdruckkammer (90) führt.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem Abgabeeinrichtung (32) eine der vorbestimmten Anzahl der Probenbehälter (46) entsprechende Anzahl an Abgaberohren (98) aufweist.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Abdichteinrichtung (36), um nicht zu begasende Probenbehälter (46) im Wesentlichen fluiddicht abzudichten.
Begasungssystem nach Anspruch 25 soweit von Anspruch 11 abhängig, bei dem die Abdichteinrichtung mittels der zweiten Positioniereinheit positionierbar ist.
Begasungssystem nach Anspruch 25 oder 26 soweit von Anspruch 15 abhängig, die dem die Abdichteinrichtung (36) an der Plattform (30) angeordnet ist.
Begasungssystem nach einem der Ansprüche 25 bis 27, bei dem die Abdichteinrichtung (36) wenigstens zwei sich im Wesentlichen parallel zu einander erstreckende Dichtelemente (38) umfasst.
Begasungssystem nach Anspruch 28, bei dem die wenigstens zwei Dichtelemente (38) bewegbar sind und vorzugsweise elastisch vorgespannt sind.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Anordnung von Probenbehältern (46) wenigstens zwei Reihen von jeweils wenigstens zwei Probenbehältern umfasst.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem Behälteranordnungseinrichtung (24) eine Anzahl von Aufnahmen (42) umfasst, die jeweils zur Aufnahme von wenigstens einem Bereich eines Probenbehälters (46) ausgelegt sind.
Begasungssystem nach Anspruch 31, bei dem die Anzahl von Aufnahmen (42) einer maximalen Behälteranzahl entspricht.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Anordnung von Probenbehältern einzelne Probenbehälter (46) umfasst.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Anordnung von Probenbehältern einen einstückigen Einsatz (44) umfasst, der jeweils Probenbehälter bildende Bereiche aufweist.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Positioniereinrichtung.
Begasungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem entfernbaren Gehause (6).
Verfahren zur Begasung von Proben, mit folgenden Schritten: – Bereitstellen einer Anordnung von Proben enthaltenden Probenbehältern, – Positionieren der Anordnung von Probenbehältern in einem Begasungssystem, – Abgeben von Begasungsmedium in eine vorbestimmte Anzahl der Probenbehälter, und – Positionieren der Anordnung von Probenbehältern zur Abgabe von Begasungsmedium in weitere Probenbehälter in der vorbestimmten Anzahl, und – Abgeben von Begasungsmedium in die weiteren Probenbehälter.