DE10221565A1

DE10221565A1 - Cell culture apparatus comprises plate with wells for cell suspension, each of which is fitted with drain tube at desired liquid level and feed tube for culture medium

Info

Publication number: DE10221565A1
Application number: DE10221565A
Authority: DE
Inventors: Markus Kehlenbeck
Original assignee: Evotec OAI AG
Current assignee: Evotec OAI AG
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-12-04

Abstract

Cell culture apparatus comprises a plate (16) with wells (14) for cell suspension (12). Each of these is fitted with a drain tube (28) at the desired liquid level and a feed tube (20) for culture medium. An Independent claim is included for apparatus as described above, but with a membrane between the cells and the feed system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kultivieren von Partikeln, insbesondere lebenden Partikeln, wie z. B. Zellen. The invention relates to a device for cultivating particles, in particular living particles, such as. B. cells.

Die Durchführung von Zellexperimenten im Labor erfolgt heute im Batch-Mode- oder Fed-Batch-Mode. Die Zu- und Abfuhr von beispielsweise Nährmedium zu den Gefäßen, in denen die Zellsuspension enthalten ist, erfolgt somit in unterschiedlich langen Intervallen. Da Zellexperimente häufig eine Vielzahl von parallel ablaufenden Experimenten erfordern, die beispielsweise in Titerplatten durchgeführt werden, ist das intervallweise Zuführen bzw. Entfernen von Medium aus den Vertiefungen (Wells) der Titerplatte äußerst personalintensiv. Ferner ist die Versorgung der Zellen, beispielsweise mit Nährmedium, unregelmäßig. Die Konzentration der Inhaltsstoffe (Nährstoffe, Botenstoffe, extrazelluläre Stoffe) ist dadurch starken Schwankungen unterworfen. Hierdurch kann die Zellentwicklung beeinträchtigt werden. Cell experiments in the laboratory are now carried out in batch mode or fed-batch mode. The supply and removal of, for example, nutrient medium the vessels in which the cell suspension is contained thus takes place in intervals of different lengths. Because cell experiments often involve a variety of require parallel experiments, for example in titer plates are carried out, is the intermittent addition or removal of Medium from the wells of the titer plate is extremely labor-intensive. Furthermore, the supply of the cells, for example with nutrient medium, irregular. The concentration of the ingredients (nutrients, messenger substances, extracellular substances) is subject to strong fluctuations. hereby cell development can be impaired.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Kultivieren von lebenden Partikeln, insbesondere Zellen, zu schaffen, mit der eine kontinuierliche Versorgung der Partikel möglich ist. The object of the invention is to provide a device for cultivating living Particles, especially cells, to create a continuous Supply of the particles is possible.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 8. The object is achieved according to the invention by the features of Claims 1 and 8 respectively.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die insbesondere für adhärente Partikel, wie adhärente Zellen, geeignet ist, weist einen mindestens eine Vertiefung aufweisenden Probenträger auf. Bei dem Probenträger kann es sich um eine mehrere Vertiefungen (Wells) aufweisende Titerplatte handeln. Die Vertiefungen dienen zur Aufnahme einer Partikelsuspension, d. h. beispielsweise einer Zellen enthaltenden Flüssigkeit. Erfindungsgemäß ragt in die Vertiefung eine Abführeinrichtung bis zu einem Soll-Niveau hinein. Als Abführeinrichtung ist beispielsweise ein Röhrchen vorgesehen, das mit einer Pumpe oder einer Unterdruckeinrichtung verbunden ist. Die sodann als Absaugeinrichtung fungierende Abführeinrichtung saugt das in der Vertiefung vorhandene Medium stets bis auf das Soll-Niveau aus der Vertiefung ab. Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Zuführeinrichtung auf, durch die Medium der Vertiefung zugeführt wird. Bei dem Medium handelt es sich beispielsweise um ein Nährmedium, durch das beispielsweise der pH-Wert in der Partikelsuspension, der O₂- und/oder der CO₂-Gehalt reguliert werden kann. Das zugeführte Nährmedium dient insbesondere zur Versorgung der in den Vertiefungen befindlichen Zellen. A first preferred embodiment of the device according to the invention, which is particularly suitable for adherent particles, such as adherent cells, has a sample carrier having at least one recess. The sample carrier can be a titer plate having several wells. The depressions serve to hold a particle suspension, ie for example a liquid containing cells. According to the invention, a discharge device protrudes into the recess up to a desired level. For example, a tube is provided as the discharge device, which is connected to a pump or a vacuum device. The discharge device, which then acts as a suction device, always sucks the medium present in the recess up to the desired level from the recess. Furthermore, the device according to the invention has a feed device through which medium is fed to the depression. The medium is, for example, a nutrient medium through which, for example, the pH value in the particle suspension, the O ₂ and / or the CO ₂ content can be regulated. The nutrient medium supplied serves in particular to supply the cells located in the wells.

Ferner ist es auch möglich, die zuzuführende und die abzuführende Menge an Nährmedium je Zeiteinheit zu variieren. Beispielsweise kann zu Beginn eines Untersuchungsvorgangs mehr Medium zu- als abgeführt werden. Dies ist durch Änderung der Lage der Abführeinrichtung in der Vertiefung, d. h. durch ein Verschieben des Soll-Niveaus, oder beispielsweise durch Variieren einer Pumpleistung möglich. Furthermore, it is also possible to supply and remove the quantity Varying nutrient medium per unit of time. For example, a Investigation process more medium than are discharged. This is through Change in the position of the discharge device in the recess, d. H. through a Shift the target level, or for example by varying one Pump performance possible.

Beim Verwenden der erfindungsgemäßen Vorrichtung für Partikelsuspensionen mit adhärenten Partikeln, insbesondere adhärenten Zellen, ist es möglich, nach dem Anheften der Zellen ununterbrochen Unterdruck an die Abführeinrichtung anzulegen. Die Partikel- bzw. Zellsuspension weist somit in der Vertiefung stets das gleiche Soll-Niveau auf. Mit Hilfe der Zuführeinrichtung wird vorzugsweise kontinuierlich, insbesondere tropfenweise Nährmedium der Vertiefung zugeführt. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass die zugeführte Menge an Nährmedium geringer ist als die maximal abführbare Menge an Medium. Ist dies nicht der Fall, würde das Niveau der Suspension über das Soll-Niveau steigen. When using the device according to the invention for particle suspensions with adherent particles, in particular adherent cells, it is possible to attaching the cells continuously negative pressure to the discharge device to apply. The particle or cell suspension thus always points in the recess the same target level. With the help of the feeder is preferred continuously, in particular dropwise nutrient medium fed to the well. It must be ensured that the amount supplied Culture medium is less than the maximum amount of medium that can be removed. Is this not the case, the level of the suspension would rise above the target level.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit möglich, in einer Vertiefung eines Probenträgers angeordnete Zellen kontinuierlich mit Nährmedium zu versorgen. Hierdurch ist eine bei einem intervallweisen Versorgen auftretende ungleichmäßige Versorgung der Zellen, beispielsweise mit Nährstoffen, vermieden. Eine hieraus resultierende Beeinträchtigung der Zellentwicklung ist somit ebenfalls vermieden. Ferner ist es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, die Zu- und Abfuhr von Medium aus der bzw. den Vertiefungen zu automatisieren, so dass der erforderliche Personalaufwand erheblich geringer ist. Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, dass beim Abführen von Medium aus der Vertiefung nicht anhaftende Partikel bzw. Zellen mit abgeführt werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um abgestorbene Zellen, die den Entwicklungsprozess der lebenden Zellen negativ beeinflussen könnten. With the help of the device according to the invention, it is thus possible in one Cells arranged in a sample carrier are continuously co-located To supply nutrient medium. This is one at an interval Provide any uneven supply to the cells, for example with Nutrients avoided. A resulting impairment of Cell development is thus also avoided. It is also with the help of Device according to the invention possible, the supply and discharge of medium to automate the well (s) so that the required Personnel expenses are significantly lower. Furthermore, the invention Device has the advantage that when removing medium from the recess non-adhering particles or cells are also removed. This is what it is about are, for example, dead cells that affect the development process of could adversely affect living cells.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Probenträger mit einer Vielzahl von Vertiefungen auf. Besonders bevorzugt ist es, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Probenträger eine Standard-Titerplatte oder eine Standard-Mikrotiterplatte zu verwenden. Vorzugsweise ragt in jede der Vertiefungen (Wells) eine Abführeinrichtung, vorzugsweise in Form eines Röhrchens, hinein. Wenn die Zuführeinrichtungen ebenfalls als Röhrchen ausgebildet sind, weisen die Öffnungen der Zuführrohre vorzugsweise einen vertikalen Abstand zum Soll-Niveau auf. The device according to the invention preferably has a sample carrier a variety of wells. It is particularly preferred with the device according to the invention as a sample carrier a standard titer plate or to use a standard microtiter plate. Preferably protrudes into each of the Wells a discharge device, preferably in the form of a Tube, inside. If the feeders also as tubes are formed, the openings of the feed pipes preferably have one vertical distance to the target level.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist je Vertiefung eine Abführeinrichtung sowie eine Zuführeinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise sind die Abführeinrichtungen sowie die Zuführeinrichtungen jeweils miteinander verbunden. Hierbei ist entweder ein Teil der Zu- bzw. Abführeinrichtungen oder sämtliche Zu- bzw. Abführeinrichtungen miteinander verbunden. Vorteilhaft ist es beim Verwenden einer Titerplatte als Probenträger, diejenigen Ab- und Zuführeinrichtungen einer Reihe von Vertiefungen miteinander zu verbinden. Es erfolgt somit reihenweise eine gemeinsame Zu- und Abfuhr von Medium aus jeweils einer Reihe an Vertiefungen. Es ist somit möglich, beispielsweise in jeder Reihe von Vertiefungen einer Titerplatte unterschiedliche Versuche durchzuführen. In a particularly preferred embodiment there is one for each depression Removal device and a feed device are provided. Are preferred the discharge devices and the feed devices each with one another connected. Here is either part of the supply or discharge devices or all supply and discharge devices connected to each other. It is advantageous it when using a titer plate as a sample holder, those off and on Connect feeders of a number of wells together. It thus there is a series of joint supply and discharge of medium a series of wells each. It is therefore possible, for example, in everyone Row of wells in a titer plate different experiments perform.

Vorzugsweise sind Zu- und Abführeinrichtung in einem gemeinsamen Deckel angeordnet bzw. gehalten. Durch das Vorsehen eines Deckels ist es möglich, diesen dicht auf den Probenträger aufzusetzen, so dass die Abführeinrichtungen auf gute Weise mit Unterdruck betrieben werden können. Besonders bevorzugt ist es, die Zu- oder Abführeinrichtungen einzeln oder gemeinsam bewegbar, insbesondere verfahrbar, auszugestalten, so dass die Zu- und/oder Abführeinrichtungen einzeln oder gemeinsam in die Vertiefungen abgesenkt oder aus diesen herausgehoben werden können. Insbesondere wenn die Zu- und Abführeinrichtungen mit dem Deckel verbunden sind, ist das gemeinsame Anheben und Absenken der Zu- und Abführeinrichtungen durch das Bewegen, beispielsweise Verfahren des gemeinsamen Deckels auf einfache Weise möglich. Feed and discharge devices are preferably in a common cover arranged or held. By providing a lid, it is possible place this tightly on the sample holder so that the discharge devices can be operated well with negative pressure. Particularly preferred it is possible to move the feed or discharge devices individually or together, in particular movable, so that the feed and / or Laxative devices lowered individually or together into the recesses or can be lifted out of these. Especially when the and discharge devices connected to the cover is the common Lifting and lowering the feed and discharge devices by moving, For example, the common lid can be moved in a simple manner.

Ein ggf. auch einzelnes Bewegen bzw. Verfahren der Zu- und/oder Abführeinrichtungen ist vorzugsweise während des Untersuchungsvorgangs, insbesondere während eines Kultivierungsvorgangs von Zellen möglich. A possibly also individual movement or movement of the closing and / or Discharge devices is preferably during the examination process, especially possible during a cultivation process of cells.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform, die ein selbständige Erfindung darstellt, weist ebenfalls einen Probenträger mit mindestens einer, vorzugsweise mehreren Vertiefungen auf, wobei es sich bei dem Probenträger vorzugsweise ebenfalls um eine Standard-Titerplatte handelt. Zur Zufuhr von Nährmedium zu in den Vertiefungen angeordneten Partikeln, insbesondere Zellen, ist eine Zuführeinrichtung vorgesehen. Die Zuführeinrichtung ist bei dieser Ausführungsform in dem Probenträger vorgesehen. Bei der Zuführeinrichtung handelt es sich beispielsweise um einen Kanal. Dieser ist bei dem Verwenden einer Titerplatte als Probenträger beispielsweise unterhalb der Wells angeordnet. Um ein Zuführen des Nährmediums zu den Partikeln bzw. Zellen zu ermöglichen, ist zwischen den Vertiefungen und der Zuführeinrichtung eine Membran angeordnet. Die Membran ist hierbei derart ausgewählt, dass beispielsweise auf Grund der Porenweite die in den Vertiefungen enthaltenen Zellen und zelleigene, extrazelluläre Makromoleküle zurückgehalten werden und andererseits ausgewählte Stoffe, insbesondere Nährstoffe, durch die Membran hindurch in die Vertiefung diffundieren können. Die Porenweite der Membran liegt vorzugsweise im Nano- bzw. Ultrafiltrationsbereich. Übliche Porengrößen liegen somit in dem Bereich von 1-100 nm. Another preferred embodiment that is an independent invention also has a sample carrier with at least one, preferably several wells, the sample carrier preferably being is also a standard titer plate. To supply nutrient medium too particles, in particular cells, arranged in the depressions is a Feeder provided. The feeder is at this Embodiment provided in the sample holder. At the feeder for example, it’s a channel. This is in use a titer plate arranged as a sample carrier, for example below the wells. In order to enable the nutrient medium to be supplied to the particles or cells, is a membrane between the wells and the feed device arranged. The membrane is selected such that, for example Due to the pore size, the cells contained in the wells and the cell's own extracellular macromolecules are retained and on the other hand selected substances, especially nutrients, through the membrane into the Diffuse well. The pore size of the membrane is preferably in the nano or ultrafiltration range. Usual pore sizes are therefore in the Range from 1-100 nm.

Die Zuführeinrichtung, bei der es sich vorzugsweise um einen Zuführkanal handelt, kann auch auf derselben Ebene wie die Vertiefungen angeordnet sein, wobei die Membran sodann an einer Seitenwand der Vertiefung, und nicht als Boden der Vertiefung, ausgebildet ist. The feed device, which is preferably a feed channel can also be arranged on the same level as the depressions, the membrane then on a side wall of the recess, and not as Bottom of the depression, is formed.

Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist ein kontinuierliches Versorgen von in den Vertiefungen angeordneten lebenden Partikeln, insbesondere Zellen, möglich. Ferner kann die Mediumzufuhr automatisiert werden, so dass der Personalaufwand erheblich reduziert ist. With the help of this device is a continuous supply of in the Living particles, in particular cells, arranged in depressions. Furthermore, the medium supply can be automated so that the Personnel expenses are significantly reduced.

Diese Ausführungsform ist nicht nur für adhärente Partikel, insbesondere Zellen, sondern auch für nicht-adhärente Partikel geeignet, da die Mediumabfuhr durch die Membran erfolgt, die die Partikel in der Vertiefung zurückhält. This embodiment is not only for adherent particles, especially cells, but also suitable for non-adherent particles, because the medium can be removed the membrane takes place, which retains the particles in the recess.

Bei der Zuführeinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen oder mehrere in dem Boden des Probenträgers angeordnete Kanäle, wobei der Boden der Vertiefungen sodann zumindest teilweise als Membran ausgebildet ist. The feed device is preferably one or more channels arranged in the bottom of the sample carrier, the bottom of the Wells is then at least partially formed as a membrane.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Zuführeinrichtung um einen sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des Probenträgers erstreckenden Kanal, so dass durch diesen Kanal sämtliche Vertiefungen des Probenträgers mit Nährmedium versorgt werden können. Ferner ist es auch möglich, mehrere, vorzugsweise parallel zueinander angeordnete, Kanäle vorzusehen, durch die jeweils eine Reihe von Vertiefungen eines Probenträgers, wie einer Titerplatte, versorgt werden. The feed device is preferably an im Channel extending essentially over the entire width of the sample carrier, so that through this channel all wells of the sample carrier with Nutrient medium can be supplied. It is also possible to use several preferably arranged parallel to each other to provide channels through which each a series of wells of a sample carrier, such as a titer plate, be supplied.

Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung die Abführeinrichtung unmittelbar mit der Zuführeinrichtung verbunden. Insbesondere bei einer oder mehreren in dem Boden des Probenträgers ausgebildeten Kanälen sind diese auf einer Seite mit einer entsprechenden Leitung zur Zufuhr von Medium und auf der anderen Seite mit einer entsprechenden Leitung zur Abfuhr des Mediums verbunden. Preferably, in this embodiment of the invention Discharge device directly connected to the feed device. Especially with one or more in the bottom of the sample holder trained channels are on one side with a corresponding Line for the supply of medium and on the other side with one corresponding line connected to the discharge of the medium.

Die beiden vorstehenden Ausführungsformen der Erfindung sind vorzugsweise derart weitergebildet, dass die Zuführeinrichtung mit einem gemeinsamen Mediumreservoir verbunden ist. Ebenso können, wenn mehrere Zuführeinrichtungen für jeweils mehrere Vertiefungen vorgesehen sind, diese einzelnen Zuführeinrichtungen jeweils mit unterschiedlichen Mediumreservoirs verbunden sein. The above two embodiments of the invention are preferred further developed such that the feed device with a common Medium reservoir is connected. Likewise, if several Feeders are provided for each of several wells, these individual feed devices each with different medium reservoirs be connected.

Die Abführeinrichtung ist vorzugsweise mit einer Rückführleitung verbunden, die zumindest einen Teil des abgesaugten Mediums in das Mediumreservoir zurückleitet. Zur Bestimmung unterschiedlicher Parameter, beispielsweise dem pH-Wert, der Temperatur, der Konzentration bestimmter Stoffe, wie Zellgiften etc., können in der Zuführ- und/oder Abführeinrichtung Messsonden vorgesehen sein. The discharge device is preferably connected to a return line at least part of the aspirated medium into the medium reservoir feeds back. To determine different parameters, such as the pH value, temperature, the concentration of certain substances, such as cell toxins etc., measuring probes can be provided in the feed and / or discharge device his.

Vorzugsweise ist insbesondere in der Rückführleitung eine Gasaustauscheinrichtung vorgesehen. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine nach dem Gegenstromprinzip arbeitende Gasaustauscheinrichtung. Hierdurch kann z. B. eine Regenerierung des Medium unabhängig von einem Frisch-Mediumreservoir erfolgen. Die Gasaustauscheinrichtung ist vorzugsweise zusätzlich mit dem Mediumreservoir verbunden, so dass in oder vor der Gasaustauscheinrichtung ein Vermischen von zurückgeführtem Medium mit frischem Medium aus dem Mediumreservoir erfolgt. Durch die Gasaustauscheinrichtung kann sichergestellt werden, dass das Medium bzgl. eines oder mehrerer gewünschter Gase gesättigt ist. Insbesondere kommt hierbei eine Sättigung des Mediums mit O₂ und/oder CO₂ in Betracht. A gas exchange device is preferably provided in particular in the return line. For example, this is a gas exchange device operating according to the counterflow principle. As a result, z. B. a regeneration of the medium regardless of a fresh medium reservoir. The gas exchange device is preferably additionally connected to the medium reservoir, so that a return medium is mixed with fresh medium from the medium reservoir in or before the gas exchange device. The gas exchange device can ensure that the medium is saturated with respect to one or more desired gases. In particular, the medium may be saturated with O ₂ and / or CO ₂ .

In der Mediumzuführleitung kann eine Temperiereinrichtung zum Temperieren des den Vertiefungen zugeführten Mediums vorgesehen sein. A temperature control device for temperature control can be installed in the medium supply line of the medium supplied to the depressions.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. The invention is described below on the basis of preferred embodiments Reference to the drawings explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 is a schematic plan view of a first preferred embodiment of the invention,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a schematic sectional view taken along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 3 is a schematic plan view of a second preferred embodiment of the invention and

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3. FIG. 4 shows a schematic sectional view along the line IV-IV in FIG. 3.

Die erste Ausführungsform (Fig. 1 und 2) ist zur kontinuierlichen Versorgung von adhärenten Zellen 10 oder anderen adhärenten Partikeln geeignet. Die die Zellen 10 enthaltende Partikelsuspension 12 ist in Vertiefungen 14 einer eine Vielzahl von Vertiefungen 14 aufweisenden Titerplatte 16 vorgesehen. Bei der Titerplatte 16 handelt es sich vorzugsweise um eine Standard-Titerplatte mit beispielsweise 24 oder 96 Wells bzw. Vertiefungen 14. Die Vertiefungen 14 sind vorzugsweise mit einem transparenten Boden 18, der insbesondere aus Glas ist, verschlossen. Hierbei ist es möglich, mit Beobachtungseinrichtungen, wie beispielsweise konfokalen Mikroskopen, in den Vertiefungen 14 stattfindende Reaktionen u. dgl. zu beobachten. The first embodiment ( FIGS. 1 and 2) is suitable for the continuous supply of adherent cells 10 or other adherent particles. The particle suspension 12 containing the cells 10 is provided in depressions 14 of a titer plate 16 having a multiplicity of depressions 14 . The titer plate 16 is preferably a standard titer plate with, for example, 24 or 96 wells or depressions 14 . The depressions 14 are preferably closed with a transparent base 18 , which is in particular made of glass. It is possible here to use reactions, such as confocal microscopes, for reactions and reactions taking place in the depressions 14 . to watch.

Zur kontinuierlichen Zufuhr von Medium, insbesondere Nährmedium, ist je Vertiefung 14 eine Zuführeinrichtung 20 vorgesehen. Bei der Zuführeinrichtung 20 handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um ein Röhrchen, das über Leitungen 22, 24 mit einem Mediumreservoir 26 verbunden ist. Durch eine geeignete Steuereinrichtung kann die Menge an benötigtem Medium gesteuert werden. Bevorzugt ist eine tropfenweise Abgabe von Nährmedium durch die Zuführeinrichtungen 20 in die Vertiefungen 14. For the continuous supply of medium, in particular nutrient medium, a feed device 20 is provided for each recess 14 . In the exemplary embodiment shown, the feed device 20 is a tube which is connected to a medium reservoir 26 via lines 22 , 24 . The amount of medium required can be controlled by a suitable control device. A dropwise delivery of nutrient medium through the feed devices 20 into the depressions 14 is preferred.

Ferner ragt in jede Vertiefung 14 eine Abführeinrichtung 28, bei der es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls um Röhrchen handelt, hinein. Die Abführeinrichtung 28, die vorzugsweise etwas weiter in die Vertiefungen 14 hineinragen, dienen zum Absaugen von dem in der Vertiefung 14 vorhandenen Medium. Hierbei werden ggf. abgestorbene Zellen mit abgesaugt. Zum Absaugen sind die Abführeinrichtungen 28 vorzugsweise mit einer Unterdruck erzeugenden Einrichtung oder einer Pumpe verbunden. Die Röhrchen 28 ragen so weit in die Vertiefungen 14 hinein, dass ein gewünschtes Soll-Niveau, d. h. ein vorgegebener Flüssigkeitsspiegel, in der Vertiefung stets konstant ist. Furthermore, a discharge device 28 , which in the illustrated embodiment is also a tube, projects into each recess 14 . The discharge device 28 , which preferably protrude somewhat further into the recesses 14 , is used for suctioning off the medium present in the recess 14 . If necessary, dead cells are also suctioned off. For suction, the discharge devices 28 are preferably connected to a vacuum generating device or a pump. The tubes 28 protrude so far into the recesses 14 that a desired target level, ie a predetermined liquid level, is always constant in the recess.

Die Zuführeinrichtung 20 und die Abführeinrichtung 28 sind vorzugsweise durch eine Elektronik miteinander gekoppelt. Insbesondere ist es möglich, durch eine geeignete Sonde den Füllstand in einer Vertiefung zu messen, so dass beispielsweise bei Erreichen eines Soll-Füllstandes die Abführeinrichtung 28 bzw. eine mit dieser verbundene Unterdruckeinrichtung angeschaltet wird. The feed device 20 and the discharge device 28 are preferably coupled to one another by electronics. In particular, it is possible to use a suitable probe to measure the fill level in a recess, so that, for example, when a desired fill level is reached, the discharge device 28 or a vacuum device connected to it is switched on.

Die Zuführeinrichtungen 20 sowie die Abführeinrichtungen 28 sind in einem gemeinsamen Deckel 30 gehalten. Der Deckel 30 kann in Richtung eines Pfeils 32 angehoben bzw. abgesenkt werden. Hierzu ist der Deckel vorzugsweise mit einer geeigneten Haltevorrichtung verbunden. Der Deckel 30 weist einen rahmenförmigen Ansatz 34 auf, der an einer Oberseite 36 der Titerplatte 16 aufliegt und somit gegenüber dieser abdichtet. The feed devices 20 and the discharge devices 28 are held in a common cover 30 . The cover 30 can be raised or lowered in the direction of an arrow 32 . For this purpose, the cover is preferably connected to a suitable holding device. The lid 30 has a frame-shaped projection 34, and which rests on an upper surface 36 of the titer plate 16 thus seals against this.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird jeweils eine Reihe an Vertiefungen 14 über eine gemeinsame Zuführleitung 22, die mit den Röhrchen 20 verbunden ist, versorgt. Hierzu parallele Reihen an Vertiefungen 14 sind ebenfalls jeweils durch eine gemeinsame Zuführleitung 22, die wiederum mit Röhrchen 20 verbunden sind, versorgt. Die Zuführleitungen 22 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine gemeinsame Leitung 24 mit dem Mediumreservoir 26 verbunden. Entsprechend sind die Abführeinrichtungen bzw. Röhrchen 28 je Reihe ebenfalls mit einer gemeinsamen Leitung 38 verbunden. Die Leitungen 38 sind sodann in einer gemeinsamen Rückführleitung 40 zusammengeführt. Die Rückführleitung 40 weist ggf. ein Ventil 42 auf, von dem eine Leitung 44 abzweigt. Durch die Leitung 44 kann abgeführtes Medium beispielsweise entsorgt werden. Durch eine entsprechende Stellung des Ventils 42 wird sämtliches oder ein Teil des abgesaugten Mediums zu einer Gasaustauscheinrichtung 46 transportiert. Hierzu ist die Leitung 40 mit einer Leitung 48 verbunden, die Medium von dem Mediumreservoir 26 zu der Gasaustauscheinrichtung 46 transportiert. In die Gasaustauscheinrichtung gelangt somit ein Gemisch aus frischem Medium und rückgeführtem, d. h. zumindest teilweise verbrauchtem Medium. In der Gasaustauscheinrichtung erfolgt sodann vorzugsweise ein Sättigen des Mediums mit einem vorbestimmten Gas, insbesondere O₂ oder CO₂. Das gesättigte Medium wird sodann über eine Leitung 50 zu dem Mediumreservoir 26 zurückgeführt. In the embodiment shown, a series of depressions 14 is supplied via a common feed line 22 , which is connected to the tubes 20 . Rows of depressions 14 parallel to this are likewise each supplied by a common feed line 22 , which in turn is connected to tubes 20 . In the exemplary embodiment shown, the feed lines 22 are connected to the medium reservoir 26 via a common line 24 . Correspondingly, the discharge devices or tubes 28 per row are also connected to a common line 38 . The lines 38 are then brought together in a common return line 40 . The return line 40 may have a valve 42 from which a line 44 branches off. Discharged medium can be disposed of through line 44 , for example. By means of a corresponding position of the valve 42 , all or part of the extracted medium is transported to a gas exchange device 46 . For this purpose, the line 40 is connected to a line 48 which transports the medium from the medium reservoir 26 to the gas exchange device 46 . A mixture of fresh medium and recycled, ie at least partially consumed medium thus enters the gas exchange device. The gas exchange device then preferably saturates the medium with a predetermined gas, in particular O ₂ or CO ₂ . The saturated medium is then returned to the medium reservoir 26 via a line 50 .

Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 3 und 4) sind gleiche oder ähnliche Bestandteile der Vorrichtung mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. In the second preferred embodiment of the invention ( FIGS. 3 and 4), identical or similar components of the device are designated with the same reference symbols.

Bei dieser Ausführungsform ist ein spezieller Probenträger 52 vorgesehen, der ebenfalls Vertiefungen 14 aufweist. Die Vertiefungen 14 sind jedoch nicht mit einer Glasplatte o. dgl., sondern mit einer Membran 54 verschlossen. Als Zuführeinrichtung weist der Probenträger 52 unterhalb der Vertiefungen 14 einen Kanal 56 auf, durch den ein Nährmedium in Richtung eines Pfeils 58 kontinuierlich strömen kann. Durch die Membran 54 erfolgt somit ein Austausch an Nährmedium aus dem Kanal 56 in die Vertiefung 14 sowie ein Austausch von zumindest teilweise verbrauchtem Medium aus der Vertiefung 14 in den Kanal 56. In this embodiment, a special sample carrier 52 is provided, which also has depressions 14 . However, the depressions 14 are not closed with a glass plate or the like, but with a membrane 54 . As a feed device, the sample carrier 52 has a channel 56 below the depressions 14 , through which a nutrient medium can flow continuously in the direction of an arrow 58 . An exchange of nutrient medium from the channel 56 into the depression 14 and an exchange of at least partially used medium from the depression 14 into the channel 56 thus take place through the membrane 54 .

Der Kanal 56 erstreckt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel über die gesamte Breite des Probenträgers 52. Hierzu ist der Probenträger 52 mit einer Verteileinrichtung 60 verbunden, die wiederum über eine Leitung 24 mit dem Mediumreservoir 26 verbunden ist. Das Medium strömt somit aus dem im Mediumreservoir 26 durch die Leitung 24 in Richtung des Pfeils 62 in die Verteileinrichtung 60 und gelangt von dieser in den Kanal 56. Das Medium strömt sodann in Richtung des Pfeils 58 durch den Kanal 56 zu einer der Verteileinrichtung 60 gegenüberliegenden Abführeinrichtung 64. Diese ist ggf. über ein Ventil mit einer Leitung 44 zum Abführen bzw. Entsorgen von Medium verbunden. Die Rückführung des zumindest teilweise verbrauchten Mediums erfolgt, wie bei der ersten Ausführungsform anhand Fig. 1 beschrieben, durch die Leitung 40 über die Gasaustauscheinrichtung 46. In the exemplary embodiment shown, the channel 56 extends over the entire width of the sample carrier 52 . For this purpose, the sample carrier 52 is connected to a distribution device 60 , which in turn is connected to the medium reservoir 26 via a line 24 . The medium thus flows from the in the medium reservoir 26 through the line 24 in the direction of arrow 62 into the distribution device 60 and from there into the channel 56 . The medium then flows in the direction of arrow 58 through the channel 56 to a discharge device 64 opposite the distribution device 60 . If necessary, this is connected via a valve to a line 44 for removing or disposing of medium. The return of the at least partially used medium takes place, as described in the first embodiment with reference to FIG. 1, through the line 40 via the gas exchange device 46 .

Die zweite Ausführungsform (Fig. 3 und 4) ist insbesondere für Drug-Delivery- Experimente geeignet. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Transportstudien von pharmazeutischen Wirkstoffen. The second embodiment ( FIGS. 3 and 4) is particularly suitable for drug delivery experiments. These are, for example, transport studies of active pharmaceutical ingredients.

Ferner ist es auch bei dieser Ausführung möglich, die in den Vertiefungen stattfindenden Vorgänge durch optische Messungen zu untersuchen. Insbesondere kann beispielsweise mit Hilfe von konfokalen Mikroskopen eine Beobachtung des Mediums 12 erfolgen. Dies kann bei geeignet ausgestalteten Membranen in Fig. 4 auch von unten, d. h. durch den Kanal 56, erfolgen. Furthermore, it is also possible in this embodiment to examine the processes taking place in the depressions by optical measurements. In particular, the medium 12 can be observed, for example, using confocal microscopes. In the case of suitably designed membranes in FIG. 4, this can also be done from below, ie through the channel 56 .

Claims

1. Device for cultivating particles, in particular living particles, with
a sample carrier ( 16 ) having at least one recess ( 14 ) for receiving a particle suspension ( 12 ),
a discharge device ( 28 ) projecting into the recess ( 14 ) up to a desired level for removing medium and contained in the recess ( 14 )
a feed device ( 20 ) for feeding medium, in particular nutrient medium.

2. Device according to claim 1, characterized in that the sample carrier ( 16 ) has a plurality of depressions ( 14 ), into each of which a discharge device ( 28 ) protrudes.

3. Device according to claim 2, characterized in that the discharge devices ( 28 ) for the joint removal of medium from the recesses ( 14 ) are connected to one another.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that a feed device ( 20 ) is provided for each recess ( 14 ).

5. The device according to claim 4, characterized in that the feed devices ( 20 ) for the common supply of medium in the recesses ( 14 ) are connected to each other.

6. Device according to one of claims 2-5, characterized in that the feed devices ( 20 ) and the discharge devices ( 28 ) are carried by a common cover ( 30 ).

7. Device according to one of claims 1-6, characterized in that the feed devices ( 20 ) and / or the discharge devices ( 28 ) can be moved together.

8. Device for cultivating particles, in particular living particles, with
a sample carrier ( 52 ) having at least one recess ( 14 ) for receiving a particle suspension ( 12 ),
a feed device ( 56 ) arranged in the sample carrier ( 52 ) for feeding medium, in particular nutrient medium,
a membrane ( 54 ) and arranged between the depressions ( 14 ) and the feed device ( 56 )
a discharge device ( 64 ) for removing medium.

9. The device according to claim 8, characterized in that the sample carrier ( 52 ) has a plurality of depressions ( 14 ) which are connected to a common feed device ( 56 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the feed device ( 56 ) is a channel which extends essentially over the entire width of the sample carrier ( 52 ).

11. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the feed device ( 56 ) has a plurality of feed channels which are each connected to a plurality of depressions ( 14 ) for the nutrient medium supply.

12. Device according to one of claims 8-11, characterized in that the discharge device ( 64 ) is connected directly to the feed device ( 56 ).

13. Device according to one of claims 1-12, characterized in that a plurality of feed devices ( 20 , 56 ) are connected to a common medium reservoir ( 26 ).

14. Device according to one of claims 1-13, characterized in that the discharge device ( 28 , 64 ) is connected to a return line ( 40 , 50 ) for returning at least a part of the discharged medium into the medium reservoir ( 26 ).

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that a gas exchange device ( 46 ) is provided in the return line ( 40 , 50 ).

16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the gas exchange device ( 46 ) is additionally connected to the medium reservoir ( 26 ) for supplying nutrient medium.