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Die
Erfindung betrifft eine Kultur-/Expositionsvorrichtung der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 genannten Art, insbesondere für Zell- und/oder
Bakterienkulturen.
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Derartige
Kultur-/Expositionsvorrichtungen sind allgemein bekannt und dienen
beispielsweise dazu, eine Zellkultur mit einer Testatmosphäre
zu beaufschlagen und zu kultivieren, um festzustellen, welche Auswirkungen
die Testatmosphäre auf die Zellkultur hat. Insbesondere
kann untersucht werden, welche Auswirkungen beispielsweise Gase,
Aerosole und/oder partikuläre Wirkstoffe auf die Zellkulturen haben.
Insbesondere kann untersucht werden, welche Auswirkungen Tabakrauch
auf Lungenzellen hat.
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Kultur-/Expositionsvorrichtungen
der betreffenden Art sind durch
EP 1 049 765 B1 und
DE 102 11 324 A1 bekannt.
Sie weisen einen Grundkörper auf, an dem eine Aufnahme
für einen Kulturbehälter gebildet ist. Die bekannten
Vorrichtungen weisen ferner eine einen Einlaß aufweisende
Strömungsführung zum Beaufschlagen des Kulturbehälters
mit einer Testatmosphäre auf. Bei Benutzung der Vorrichtung
wird eine in dem Kulturbehälter aufgenommene Zell- und/oder
Bakterienkultur mit der Testatmosphäre beaufschlagt. Nachdem
die Kultur mit der Testatmosphäre beaufschlagt worden ist,
wird sie kultiviert, nach Abschluß der Kultivierung entnommen
und untersucht. Auf diese Weise lassen sich Rückschlüsse ziehen,
ob und in welcher Hinsicht die Testatmosphäre Auswirkungen
auf die Kultur hat.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kultur-/Expositionsvorrichtung
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, insbesondere für
Zell- und/oder Bakterienkulturen, anzugeben, bei der die Untersuchungsmöglichkeiten
im Hinblick auf Zell- und/oder Bakterienkulturen erweitert sind.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
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Der
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß sich die
Untersuchungsmöglichkeiten im Hinblick auf Zell- und/oder
Bakterienkulturen, die nachfolgend auch kurz als Kulturen bezeichnet
werden, dadurch erweitern lassen, daß die Testatmosphäre,
mit der die Kulturen beaufschlagt werden, entsprechend den jeweiligen
Anforderungen vorbehandelt wird. Die Erfindung sieht hierzu vor,
daß der Einlaß an einem lösbar mit dem
Grundkörper verbundenen Einlaßmodul gebildet ist.
Erfindungsgemäß ist das Einlaßmodul also
austauschbar ausgebildet, so daß entsprechend der jeweils
gewünschten Untersuchung ein geeignetes Einlaßmodul
verwendet werden kann.
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Beispielsweise
und insbesondere ist es möglich, ein Einlaßmodul
zu verwenden, bei dem eine Vorbehandlung der Testatmosphäre
unterbleibt, die Testatmosphäre von dem Einlaß zu
dem Kulturbehälter durchgeleitet wird.
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Wenn
demgegenüber gewünscht ist, in möglichst
hohem Maße in der Testatmosphäre enthaltene Partikel
auf den Kulturen abzuscheiden, so ist es zweckmäßig,
wenn die Partikel mittels eines Aufladungsmodules elektrostatisch
aufgeladen werden, bevor sie dem Kulturbehäl ter zugeleitet
werden. In diesem Falle kann beispielsweise das Einlaßmodul ohne
Vorbehandlung der Testatmosphäre gegen ein Aufladungsmodul
ausgetauscht werden.
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Erfindungsgemäß sind
somit die Untersuchungsmöglichkeiten im Hinblick auf Zell-
und/oder Bakterienkulturen wesentlich erweitert.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht werkzeuglos lösbare Verbindungsmittel
zum Verbinden des Einlaßmodules mit dem Grundkörper
vor. Bei dieser Ausführungsform ist das Einlaßmodul
werkzeuglos austauschbar, so daß der Austauch besonders
schnell und einfach vonstatten geht.
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Eine
zweckmäßige Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform
sieht vor, daß die Verbindungsmittel einen Formschluß zwischen
dem Einlaßmodul und dem Grundkörper herstellen.
Auf diese Weise ist das Einlaßmodul sicher an dem Grundkörper
gehalten.
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Um
eine besonders effiziente Abscheidung von in der Testatmosphäre
enthaltenen Partikeln auf der Kultur zu erzielen, sieht eine außerordentlich
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß das Einlaßmodul
als Aufladungsmodul zur elektrostatischen Aufladung von in der Testatmosphäre
enthaltenen Partikeln ausgebildet ist.
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Wenn
eine Vorbehandlung der Testatmosphäre nicht erforderlich
ist, so ist es zweckmäßig, daß das Einlaßmodul
als Einlaßmodul ohne Vorbehandlung der Testatmosphäre
ausgebildet ist, wie dies eine andere vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung vorsieht.
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Eine
Weiterbildung der Ausführungsform mit dem Aufladungsmodul
sieht vor, daß mit dem Grundkörper lösbar
ein Abscheidungsmodul zum Anlegen eines elektrostatischen Feldes
an dem Kulturbehälter verbunden ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beige fügten Zeichnung
näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt
ist. Dabei bilden alle in den Patentansprüchen beanspruchten,
beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Merkmale für
sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand
der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in
den Patentansprüchen und deren Rückbeziehung sowie
unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der
Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1 eine
Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispieles einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 eine
Perspektivansicht der Vorrichtung gemäß 1,
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3 einen
Vertikalschnitt durch die Vorrichtung gemäß 2 und
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4 eine
teilweise geschnittene Perspektivansicht der Vorrichtung gemäß 2.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel einer nachfolgend kurz als Vorrichtung 2 bezeichneten
Kultur-/Expositionsvorrichtung gezeigt, die insbesondere für
Zell- und/oder Bakterienkulturen geeignet ist. Die Vorrichtung 2 weist
einen Grundkörper 4 auf, der aus einem Oberteil 6 und
einem Unterteil 8 besteht, die lösbar miteiander
verbindbar sind.
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In
dem Unterteil 8 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
drei Aufnahmen 10, 12, 14 für die
Kulturbehälter 11, 13, 15 gebildet.
In den Kulturbehältern 11, 13, 15 sind
bei Benutzung der Vorrichtung Zellkulturen, beispielsweise in Form
von Zellkulturinserten, aufgenommen, die kultiviert und ggf. mit einer
Testat mosphäre beaufschlagt werden sollen.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit dem Oberteil 6 der
Vorrichtung 2 lösbar ein Einlaßmodul 16 verbunden,
das bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein Aufladungsmodul 16 gebildet ist,
mittels dessen in der Testatmosphäre enthaltene Partikel
elektrostatisch aufgeladen werden können. Um eine Abscheidung
der elektrostatisch geladenen Partikel auf den Zellkulturen zu bewirken,
ist mit dem Unterteil 8 ein Abscheidungsmodul 18 verbindbar.
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2 zeigt
eine Perspektivansicht der Vorrichtung 2, wobei das Oberteil 6 mit
dem Unterteil 8 sowie das Aufladungsmodul 16 mit
dem Oberteil 6 und das Abscheidungsmodul 18 mit
dem Unterteil 8 verbunden sind.
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3 zeigt
einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung 2 gemäß 2.
An dem Einlaßmodul 16 ist ein Einlaß 20 gebildet, über
den eine Testatmosphäre, insbesondere ein mit Partikeln
angereichertes gasförmiges Medium, beispielsweise Rauch,
in die Vorrichtung 2 eingeleitet werden kann. Um die Testatmosphäre
den Kulturbehältern 11, 13, 15 zuzuleiten, weist
die Vorrichtung 2 eine Strömungsführung 22 auf,
die die Testatmosphäre von dem Aufladungsmodul durch das
Oberteil 6 zu einem Verteilungsraum 24 leitet,
von dem Strömungskanäle im wesentlichen gleicher
Länge zu den einzelnen Kulturbehältern führen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind entsprechend
den drei Aufnahmen 10, 12 und 14 und damit
drei Kulturbehältern drei Strömungskanäle
vorgesehen, von denen im Schnitt gemäß 3 lediglich
ein Strömungskanal 26 erkennbar ist. Nachfolgend
wird lediglich der Strömungskanal 26 näher
erläutert. Die anderen beiden Strömungskanäle
sind entsprechend aufgebaut.
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Wie
aus
3 ersichtlich ist, verläuft der Strö mungskanal
26 von
dem Verteilungsraum
24 radial nach außen und geneigt
nach unten, so daß die Strömung der Testatmosphäre
ebenfalls radial nach außen und nach unten strömt.
Um die Strömungsverhältnisse bei der Beaufschlagung
einer Kultur zu verbessern, ist am auslaßseitigen Ende
des Strömungskanales
26 eine sich in Strömungsrichtung
erweiternde Mündung
28 gebildet, die beispielsweise
so ausgebildet ist, wie in der
DE 102 11 324 A1 beschrieben.
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Wie
aus den 1 bis 3 ersichtlich
ist, ist der Grundkörper 4 der Vorrichtung 2 bei
diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen rotationssymmetrisch
begrenzt, wobei die Aufnahmen 10, 12, 14 für
die Kulturbehälter entlang eines Kreises angeordnet sind,
der zu der Rotationssymmetrieachse im wesentlichen koaxial ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Aufnahmen 10, 12, 14 in
Umfangsrichtung äquidistant zueinander angeordnet. Die
drei Aufnahmen 10, 12 und 14 sind somit
in Umfangsrichtung um jeweils 120° zueinander versetzt angeordnet.
Wie aus 3 ersichtlich, weist der Grundkörper 4 bei
diesem Ausführungsbeispiel einen Strömungskanalblock 30 auf,
in dem der Verteilungsraum und die Strömungskanäle 26 gebildet
sind.
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4 zeigt
eine teilweise geschnittene Perspektivansicht der Vorrichtung 2.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Strömungskanäle 26 in Umfangsrichtung
der Vorrichtung 2 zueinander versetzt angeordnet, nämlich
der um etwa 120° zueinander versetzten Anordnung der Aufnahmen 10, 12 und 14 um
ebenfalls etwa 120°. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen
können erfindungsgemäß selbstverständlich
auch lediglich zwei oder mehr als drei Aufnahmen und damit Kulturbehälter 10, 12, 14 sowie
zugeordnete Strömungskanäle 26 vorgesehen
sein.
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Bei
Benutzung der Vorrichtung 2 strömt eine Testatmosphäre,
beispielsweise Tabakrauch, durch die Einlaßöffnung 20 in
das Aufladungsmodul 16, wo in der Testatmosphäre
enthaltene Partikel elektrostatisch aufgeladen werden. Von dem Aufladungsmodul 16 strömt
die Testatmosphäre in die Strömungsführung 22 und
zu deren Verteilungsraum 24. Von dem Verteilungsraum 24 strömen
Teilströmungen der Testatmosphäre durch die Strömungskanäle 26, 26' zu den
Kulturbehältern 11, 13, 15 und
beaufschlagen in den Kulturbehältern aufgenommene Kulturen,
beispielsweise Zell- oder Bakterienkulturen. Eine Abscheidung von
in der Testatmosphäre enthaltenen Partikeln auf den Kulturen
wird dadurch gefördert, daß die Kulturen durch
das Abscheidemodul 18 elektrostatisch aufgeladen werden.
Dadurch, daß der Strömungsweg der Testatmosphäre
von dem Verteilungsraum 24 zu den einzelnen Kulturbehältern 11, 13, 15 gleich
lang ist, ist erfindungsgemäß sichergestellt,
daß sich die Konzentration an Partikeln in der Testatmosphäre
aufgrund unterschiedlich langer Strömungswege zu den einzelnen
Kulturbehältern nicht in unterschiedlichem und die Meßergebnisse verfälschendem
Maße verändert.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird lediglich ein
Teilstrom der Testatmosphäre über die Strömungskanäle 26 zu
den Kulturbehältern 11, 13, 15 geleitet.
Derjenige Teilstrom, der nicht zu den Kulturbehältern 11, 13, 15 geleitet
wird, wird über eine in dem Strömungskanalblock 30 gebildete,
mit dem Verteilungsraum 24 in Verbindung stehende axiale
Bohrung 32 (vgl. 3) und eine
mit der Bohrung 32 in Verbindung stehende radiale Bohrung 34 abgeleitet.
Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, die
gesamte Strömung der Testatmosphäre den Kulturbehältern 11, 13, 15 zuzuleiten.
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Nachdem
die Testatmosphäre in den Kulturbehältern 11, 13, 15 aufgenommene
Zell- und/oder Bakterienkulturen überströmt hat,
wird es aus den Kulturbehältern 11, 13, 15 abgeleitet.
Die Art und Weise der Ableitung ist jedoch im Kontext der Erfindung
nicht weiter von Interesse und wird daher hier nicht näher
erläutert.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind werkzeuglos
lösbare Verbindungsmittel zum Verbinden des Einlaßmodules 16 mit
dem Oberteil 6 des Grundkörpers 4 vorgesehen.
Die Verbindungsmittel weisen zwei Verbindungselemente 36, 36' (vgl. 1)
auf, wobei nachfolgend lediglich das Verbindungselement 36 näher
erläutert wird. Das Verbindungselement ist entsprechend
aufgebaut.
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Das
Verbindungselement 36 ist um eine vertikale Drehachse drehbar
an dem Oberteil des Grundkörpers 4 gelagert und
als zweiarmiger Hebel ausgebildet, dessen einer Hebelarm 38 als
Betätigungsarm zum Verdrehen des Verbindungselementes 36 um
die Drehachse ausgebildet ist und dessen anderer Hebelarm 40 einen
Formschluß mit dem Einlaßmodul 16 herstellt.
Hierzu weist das Einlaßmodul 16 eine umlaufende
Ringnut 42 auf, in die der Hebelarm 40 in der
Verbindungsposition eingreift (vgl. 1). 1 stellt
das Einlaßmodul 16 in einer Position dar, in der
es nicht mit dem Grundkörper 4 verbunden ist.
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Zum
Verbinden des Einlaßmodules 16 mit dem Grundkörper 4 wird
das Einlaßmodul 16 auf das Oberteil 6 des
Grundkörpers 4 aufgesetzt. Daran anschließend
werden die Verbindungselemente 36, 36' um ihre
jeweilige Drehachse verdreht, so daß die Hebelarme 40, 40' in
die Ringnut 42 eingreifen. Zum Lösen des Einlaßmodules 16 von
dem Grundkörper 4 werden die Verbindungselemente 36, 36' so
verdreht, daß ihre Hebelarme 40, 40' aus
der Ringnut 42 freikommen.
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2 stellt
das Einlaßmodul 16 in einer Position dar, in der
es mit dem Grundkörper 4 verbunden ist.
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Falls
entsprechend den jeweiligen Anforderungen und gewünschten
Untersuchungen erforderlich, kann das Einlaßmodul 16 auf
schnelle und einfache Weise gegen ein anderes Einlaßmodul,
beispielsweise ein Direktexpositionsmodul, ausgetauscht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1049765
B1 [0003]
- - DE 10211324 A1 [0003, 0026]