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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 wenigstens zwei Aufnahmen für Kulturbehälter
und eine Strömungsführung zum Beaufschlagen der
Kulturbehälter mit einer Testatmosphäre auf. Von
der Strömungsführung zu den Kulturbehältern
verlaufen Strömungskanäle, durch die die Testatmosphäre
zu in den Kulturbehältern aufgenommenen Zellkulturen geleitet
wird. Nachdem die Zellkulturen mit der Testatmosphäre beaufschlagt
worden sind, werden 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 Kulturen hat.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kultur-/Expositionsvorrichtung
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannnten Art, insbesondere für
Zell- und/oder Bakterienkulturen anzugeben, bei der die Genauigkeit
bzw. Reproduzierbarkeit der Untersuchungsergebnisse verbessert ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
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Die
Erfindung löst die zugrundeliegende Aufgabe auf überraschend
einfache Weise dadurch, daß die Strömungsöffnung
eine Verteilungsöffnung oder einen Verteilungsraum aufweist,
von der bzw. von dem Strömungskanäle im wesentlichen
gleicher Länge zu den einzelnen Kulturbehältern
führen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß Teilströmungen
der Testatmosphäre, die den einzelnen Kulturbehältern zugeleitet
werden, zwischen der Verteilungsöffnung bzw. dem Verteilungsraum
und dem jeweiligen Kulturbehälter im wesentlichen den gleichen
Strömungsweg zurücklegen. Auf diese Weise ist
verhindert, daß sich die Zusammensetzung der Testatmosphäre,
beispielsweise von Rauch, aufgrund unterschiedlich langer Strömungswege
zu den einzelnen Kulturbehältern in unterschiedlichem Maße ändert,
so daß die Untersuchungsergebnisse verfälscht
werden.
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Die
Erfindung stellt damit mit einfachen Mitteln eine Kultur-/Expositionsvorrichtung
zur Verfügung, bei der die Genauigkeit bzw. Reproduzierbarkeit
der Untersuchungsergebnisse verbessert ist.
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Bei
der Testatmosphäre kann es sich erfindungsgemäß insbesondere
um ein gasförmiges Medium handeln, das Partikel trägt,
beispielsweise ein Aeorosol. Erfin dungsgemäß können
jedoch auch andere Testatmosphären verwendet werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Aufnahmen
für die Kulturbehälter entlang des Umfanges eines
Kreises angeordnet sind, vorzugsweise in Umfangsrichtung im wesentlichen äquidistant.
Bei dieser Ausführungsform ist die Ausbildung von Strömungskanälen
im wesentlichen gleicher Länge vereinfacht.
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Eine
Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor,
daß eine Längsachse des ausgangsseitigen Endes
der Strömungsführung im wesentlichen mit dem Mittelpunkt
des Kreises zusammenfällt.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung der Erfindung verlaufen die Strömungskanäle
von der Längsachse des auslaßseitigen Endes der
Strömungsführung geneigt zu den Kulturbehältern.
Bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein besonders einfacher
und kompakter Aufbau der Kultur-/Expositionsvorrichtung, die nachfolgend
auch kurz als Vorrichtung bezeichnet wird.
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Die
Strömungskanäle können auf beliebige geeignete
Weise gebildet sein, beispielsweise durch Schläuche oder
Rohrleitungen. Um den Aufbau der erfindungsgemäßen
Vorrichtung besonders kompakt und widerstandsfähig zu gestalten,
sieht eine andere Weiterbildung der Erfindung vor, daß der
Grundkörper einen Strömungskanalblock aufweist,
in dem die Verteilungsöffnung bzw. der Verteilungsraum
und die Strömungskanäle gebildet sind.
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Eine
außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung
sieht vor, daß die Längsachse des Verteilungsraumes
bzw. der Verteilungsöffnung mit der Längsachse
des jeweiligen Strömungskanales einen Winkel bildet, der
kleiner, vorzugsweise wesentlich kleiner als 90° ist. Auf
diese Weise ergibt sich ein besonders ungestörter Strömungsverlauf.
Außerdem ist verhindert, daß sich an Ecken der
Strömungsführung in der Testatmosphäre
enthaltene Partikel übermäßig ablagern.
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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 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 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 das gasförmige Medium 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 vorläuft.
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 in Umfangsrichtung der
Vorrichtung 2 zueinander versetzt angeordnet, nämlich
entsprechend 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 die 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 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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Wie
aus 4 ersichtlich ist, verläuft bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel eine Längsachse des bei diesem
Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch ausgebildeten
Verteilungsraumes 24, die in 4 durch
eine strichpunktierte Linie 36 symbolisiert ist, zu einer
in 4 durch eine gestrichelte Line 38 symbolisierten
Längsachse des Strömungskanales 26 unter
einem Winkel α, der wesentlich kleiner als 90° ist,
nämlich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
etwa 45°. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders gleichmäßiger
Strömungsverlauf, der nicht durch abrupte Übergänge
oder Ecken in der Strömungsführung gestört
ist.
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Nachdem
die Testatmosphäre in den Kulturbehältern 11, 13, 15 aufgenommene
Zell- und/oder Bakterienkulturen überströmt hat,
wird sie 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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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1049765
B1 [0003]
- - DE 10211324 A1 [0003, 0025]