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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.
Um eine Temperierung einer in dem Kulturbehälter aufgenommenen
Kultur zu ermöglichen, beispielsweise um eine Kondensatbildung
zu vermeiden, ist die Aufnahme in einer Kammer angeordnet, die von
einem Temperierfluid durchströmbar ist. Zum Zuführen
des Temperierfluids ist ein Einlaß und zum Abführen
des Temperierfluids ein Auslaß vorgesehen, zwischen denen
ein Strömungsweg für das Temperierfluid gebildet
ist. Bei Benutzung der bekannten Kultur-/Expositionsvorrichtung wird
eine Testatmosphäre beispielsweise zu einer in den Kulturbehältern
aufgenommenen Zellkultur geleitet. Nachdem die Zellkultur 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 anzugeben, die verbesserte
Untersuchungsergebnisse bzw. eine verbesserte Reproduzierbarkeit
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die mit der erfindungsgemäßen
Kultur-/Expositionsvorrichtung erzielten Untersuchungsergebnisse
dadurch zu verbessern, daß die Temperierung des Kulturbehälters
verbessert wird. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß die
Aufnahme in dem Strömungsweg angeordnet ist, derart, daß der
Kulturbehälter ein Strömungshindernis für
das Temperierfluid bildet. Dadurch, daß der Kulturbehälter
ein Strömungshindernis für das Temperierfluid
bildet, wird der Kulturbehälter intensiv von dem Temperierfluid umströmt
und damit besonders gleichmäßig temperatiert.
Durch entsprechende Wahl der Temperatur der Temperierflüssigkeit
läßt sich auf diese Weise der Kulturbehälter
und damit eine darin aufgenommene Kultur besonders genau temperieren,
um beispielsweise eine Kondensatbildung zu vermeiden. Dadurch, daß die
Aufnahme im Strömungsweg des Temperierfluids angeordnet
ist, sind hydrodynamische Kurzschlüsse des Temperierfluids
zwischen Ein- und Auslaß vermieden.
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Erfindungsgemäß weist
die Kammer eine im wesentlichen kreisförmig begrenzte Innenwandung auf.
Auf diese Weise ergeben sich besonders günstige Strömungsverhältnisse
des Temperierfluids in der Kammer, die für eine besonders
gleichmäßige Temperierung des Kulturbehälters
oder der Kulturbehälter sorgen.
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Um
die Strömungsverhältnisse des Temperierfluids
weiter zu verbessern, sieht eine andere Weiterbildung der Erfindung
vor, daß die Aufnahme eine im wesentlichen kreisförmig
begrenzte Außenwandung aufweist. Bei dieser Ausführungsform
können Kulturbehälter mit kreisförmig
begrenzter Außenwandung verwendet werden, so daß sich
besonders günstige Strömungsverhältnisse
ergeben.
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Andere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sehen vor, daß wenigstens
zwei Einlässe und/oder wenigstens zwei Auslässe
vorgesehen sind. Durchströmt bei diesen Ausführungsformen
das Temperierfluid die Kammer, so bilden sich zwischen dem Einlaß bzw.
den Einlässen und dem Auslaß bzw. den Auslässen
wenigstens zwei Strömungswege aus, in denen jeweils eine
Aufnahme für einen Kulturbehälter angeordnet ist,
derart, daß jeder der Kulturbehälter ein Strömungshindernis
für das Temperierfluid ermöglicht.
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Die
vorgenannte Ausführungsform ist besonders dann vorteilhaft,
wenn wenigstens zwei Aufnahmen für Kulturbehälter
vorgesehen sind, wie dies eine andere Weiterbildung der Erfindung
vorsieht.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform
sieht vor, daß die Aufnahmen entlang des Umfanges eines
zu der Innenwandung der Kammer vorzugsweise konzentrischen Kreises
angeordnet sind.
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Grundsätzlich
kann als Temperierfluid ein gasförmiges Fluid verwendet
werden. Um auf einfache und genaue Weise eine Temperierung zu ermöglichen,
sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung vor, daß das
Temperierfluid eine Temperierflüssigkeit ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung
näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Kultur-/Expositionsvorrichtung
dargestellt ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten 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,
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4 eine
teilweise geschnittene Perspektivansicht der Vorrichtung gemäß 2,
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5 eine
Explosionsdarstellung des Unterteiles der Vorrichtung und
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6 stark
schematisiert eine Draufsicht auf die Kammer.
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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 miteinander
verbindbar sind.
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In
dem Unterteil 8 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
drei Aufnahmen 10, 12, 14 für Kulturbehälter 11, 13, 15 gebildet.
In den Kulturbehältern 11, 13, 15 sind
bei Benutzung der Vorrichtung bei diesem Ausführungsbeispiel
Zellkulturen, beispielsweise in Form von Zellkulturinserten, aufgenommen, die
kultiviert und ggf. mit einer Testatmosphäre beaufschlagt
werden sollen.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit dem Oberteil 6 der
Vorrichtung 2 ein Aufladungsmodul 16 verbunden,
mitttels 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.
Das Aufladungsmodul 16 und das Abscheidungsmodul 18 interessieren im
Kontext der vorliegenden Erfindung jedoch nicht und werden daher
hier nicht näher erläutert.
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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 Aufladungsmodul 16 ist eine Einlaßöffnung 20 gebildet, über
die eine Testatmosphäre, insbesondere ein mit Partikeln beaufschlagtes
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 Strömungskanal
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 zu
den Kulturbehältern 11, 13, 15 und
beaufschlagen in den Kulturbehältern 11, 13, 15 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 Meß ergebnisse 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
zellbildende 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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Wie
aus 5 ersichtlich ist, weisen die Aufnahmen 10, 12, 14 bei
diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine kreisförmig
begrenzte Außenwandung auf und sind bei diesem Ausführungsbeispiel
jeweils durch ein Glasrohr gebildet. Wie ferner aus 5 ersichtlich
ist, ist eine ebenfalls kreisförmig begrenzte Innenwandung 36 vorgesehen,
die ebenfalls durch ein Glasrohr gebildet ist. Zwischen einem Boden 38 des
Unterteiles, den Außenwandungen der Aufnahmen 10, 12, 14,
der Innenwandung 36 und einem Deckel 40 des Unterteiles 8 ist
eine flüssigkeitsdichte Kammer 42 vorgesehen,
die bei Benutzung der Vorrichtung 2 von einem Temperierfluid
durchströmt wird, das bei diesem Ausführungsbeispiel
durch eine Temperierflüssigkeit gebildet ist. Die Tem perierflüssigkeit
tritt durch zwei Einlässe 44, 44' in
die Kammer 42 ein und durch ein bei diesem Ausführungsbeispiel als Überlauf
ausgebildeten Auslaß 46 aus der Kammer aus.
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6 zeigt
stark schematisiert eine Draufsicht auf die Kammer 42,
wobei ersichtlich ist, daß beispielsweise die Aufnahme 10 in
einem zwischen dem Einlaß 44 und dem Auslaß 46 verlaufenden Strömungsweg
der Temperierflüssigkeit angeordnet ist, so daß die
Aufnahme 10 intensiv und gleichmäßig von
der Temperierflüssigkeit umströmt wird. Auf diese
Weise ergibt sich eine besonders genaue und gleichmäßige
Temperierung der Aufnahme 10 und damit des in der Aufname 10 aufgenommenen
Kulturbehälters 11. Entsprechendes gilt für
die in den Aufnahmen 12 und 14 aufgenommenen Kulturbehälter 13 und 15.
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Wie
aus 6 ersichtlich ist, ist die Aufnahme 10 auf
einer gedachten Verbindungslinie 48 zwischen dem Einlaß 44 und
dem Auslaß 46 angeordnet. Entsprechendes gilt
für die Aufnahme 14, die auf einer gedachten Verbindungslinie 48' zwischen
dem Einlaß 44' und dem Auslaß 46 angeordnet
ist.
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Wie
ferner aus 6 ersichtlich ist, sind die Aufnahmen 10, 12, 14 bei
diesem Ausführungsbeispiel entlang des Umfanges eines in 6 durch eine
strichpunktierte Linie symbolisierten Kreises 50 angeordnet,
der zu der im wesentlichen kreisförmig begrenzten Innenwandung 36 konzentrisch
ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Aufnahmen 10, 12, 14 in Umfangsrichtung
des Kreises 50 im wesentlichen äquidistant zueinander
angeordnet.
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Die
Erfindung ermöglicht somit eine genaue und einfache Temperierung
der Kulturbehälter, um beispielsweise eine Kondensatbildung
zu vermeiden. Auf diese Weise sind die Untersuchungsergebnisse bei
der Untersuchung von Zell- bzw. Bakterienkulturen mit der erfindungsgemäßen
Kultur-/Expositionsvorrichtung verbessert.
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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, 0027]