DE1200478B - Vorrichtung zur Untersuchung der Stoffwechsel-eigenschaften von lebenden Zellen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

InI. α.:

A61k

Deutsche Kl.: 30 h-14

Nummer: 1200478

Aktenzeichen: P 33279IV a/30 h

Anmeldetag: 23. Dezember 1963

Auslegetag: 9. September 1965

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Vorrichtungen, die zur Untersuchung der fermentativen Charakteristiken von lebenden Zellen, wie Bakterien, Protozoen, Algen, mikroskopischen Pilzen (Fungi), Zellkulturen u. dgl. verwendet werden.

Es ist bekannt, daß im Laboratorium manchmal Scheiben aus absorbierendem Material verwendet werden, die mit einer zu untersuchenden Substanz imprägniert und getrocknet sind, um festzustellen, ob chemische Substanzen beim Stoffwechsel verwertet werden oder nicht.

Bei der Anwendung werden die Scheiben auf einen wasserhaltigen und nährstoffhaltigen Träger aufgebracht, dem ein geeigneter Indikator zugesetzt ist, und die zu untersuchenden lebenden Zellen werden auf die Oberfläche dieses Trägers aufgebracht. Letzterer, der meistens aus einem Agar-Agar-Nährgel besteht, ermöglicht gleichzeitig die Vermehrung der Zellen, die Befeuchtung der die zu untersuchende chemische Verbindung enthaltenden Scheiben und die Diffusion dieser Substanz und ihrer Umwandlungsprodukte in diesen Träger. Begreiflicherweise dauert es unter diesen Bedingungen lange, bis man die Ergebnisse der Untersuchung erhält und ihre Auswertung ist schwierig.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung der vorgenannten Art, die nicht die Nachteile der üblichen Vorrichtungen aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält zwei Scheiben aus absorbierendem Material, die miteinander verbunden und mit der zu untersuchenden chemischen Substanz und einem geeigneten Indikator imprägniert sind, wobei die erste dieser Scheiben mit einer Schicht aus undurchlässigem Material bedeckt ist, um anaerobe Fermentationsbedingungen zu realisieren, während die zweite dazu bestimmt ist, mit den zu untersuchenden Zellen so in Kontakt gebracht zu werden, daß sie einen Träger für die Diffusion des obenerwähnten, in der ersten Scheibe enthaltenen Indikators nach Umsetzung dieses Indikators mit den Umwandlungs- bzw. Abbauprodukten der chemischen Substanz bildet.

Es sei bemerkt, daß der Ausdruck »Scheibe« im allgemeinsten Sinn verstanden werden soll, um jegliche von einem Blatt geschnittene Oberfläche zu bezeichnen, die eben ist und irgendeine Form zeigt, ohne auf eine kreisförmige Form beschränkt zu sein.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die zu untersuchende chemische Verbindung in trockenem Zustand im Inneren der zweiten Scheibe enthalten. Die beiden Scheiben werden nach Imprägnieren und Trocknen aufeinandergelegt oder mit Vorrichtung zur Untersuchung der Stoffwechseleigenschaften von lebenden Zellen

Anmelder:

Promoveo s. ä. r. 1., Collonges-au-mont-d'or

(Frankreich)

Vertreter:

O. Schießl, Rechtsanwalt,

Starnberg (Obb.), Wittelsbacherstr. 6

Als Erfinder benannt:

Dr. Jean Buissiere, Villeurbanne;

Dr. Pierre Lacroix, Lyon (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 6. Februar 1963 (923 887),
vom 7. Oktober 1963 (44 069)

Hilfe eines geeigneten Klebstoffs nebeneinander angeordnet, wobei derart für Durchlässigkeit gesorgt wird, daß die Diffusion des Indikators möglich ist.

as Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die zu untersuchende chemische Substanz gleichzeitig mit dem Indikator im Inneren der ersten Scheibe enthalten. Es ist leicht einzusehen, daß, wenn die zweite Scheibe aus einem absorbierenden Material besteht, das eine ausreichende Flüssigkeitsmenge aufsaugen kann, diese direkt als wasserhaltiger Träger dienen kann, wobei die Suspension der zu untersuchenden lebenden Zellen auf die freie Oberfläche dieser Scheibe zum Aufsaugen aufgebracht wird. Auch hier können die beiden Scheiben aufeinandergelegt oder nebeneinandergelegt werden, wobei die Schicht aus undurchlässigem Material die erste Scheibe völlig und die zweite Scheibe teilweise so bedeckt, daß die Verdampfung der Hydrationsflüssigkeit verlangsamt wird, wobei ein Teil der Oberfläche dieser Scheibe für das Aufsaugen und das direkte Aufbringen der lebenden Zellen frei bleibt. Bei einer Variante werden die beiden Scheiben durch Abschneiden eines einzigen Stückes von einem Blatt saugfähigen Materials erhalten, das zweckmäßig mit einer Schicht aus wasserdichtem Material versehen :st, wobei der Teil dieses Stücks, der der ersten Scheibe entspricht, mit der zu untersuchenden chemischen Substanz und dem Indikator getränkt wird. In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 eine Draufsicht einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

509 660/443

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der

Fig. 3 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3,

F i g. 5 und 6 jeweils einen Schnitt einer Abänderung von F i g. 2 und 4,

Fig. 7 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII der F i g. 7,

F i g. 9 eine Draufsicht einer Reihe von Vorrichtungen gemäß F i g. 7 auf dem Boden eines Gefäßes,

Fig. 10 eine Draufsicht einer Abänderung nach Fig. 7,

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI der Fig. 10,

Fig. 12 eine analoge Ansicht zu Fig. 9, die jedoch der Vorrichtung gemäß F i g. 10 entspricht,

Fig. 13 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß F i g. 7 und

Fig. 14 und 15 eine Draufsicht von zwei Varianten der F i g. 13.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Anordnung von zwei Scheiben 1 und 2 aus absorbierendem Material (Löschpapier, Papier für elektrophoretische Trennungen, Ionenaustauscherpapier, Glasfasergewebe oder ein analoges absorbierendes Material). Jede Scheibe hat im wesentlichen Kreisform, wobei bemerkt sei, daß die Scheibe 1 etwas kleiner ist als die Scheibe 2. Beide Scheiben werden mit einem geeigneten permeablen Leim aufeinander angeordnet, und die Vorrichtung wird mit einer luft- und wasserdichten Schicht bedeckt (Paraffin oder eine ähnliche Substanz), wobei diese Schicht die freie Seite der Scheibe 2 nicht bedeckt.

Vor dem Zusammenfügen wurde die Scheibe 1 mit einem Farbindikator (beispielsweise pH-Indikator) imprägniert, während die Scheibe 2 mit der zu untersuchenden chemischen Substanz, die in starker Konzentration verwendet wird, imprägniert wurde. Beide Scheiben wurden dann getrocknet; die nach Zusammenfügen erhaltene Vorrichtung kann beliebig lange aufbewahrt werden.

Bei der Verwendung wird die Vorrichtung 1-2-3 in ein Gefäß auf den durchsichtigen Boden 4 (F i g. 2) gegeben, auf welchem sich ein wasserhaltiger und nährstoffhaltiger Träger 5 (Agar-Agar-Gel oder ähnliches Material) befindet. Vor dem Einbringen der Vorrichtung wurde auf die Oberfläche des Trägers 5 eine Schicht 6 der zu untersuchenden Zellsuspension aufgebracht. Der Behälter wird dann geschlossen und in das Innere eines Brutschranks eingebracht, wobei der Boden 4 nach oben gekehrt ist.

Es ist ersichtlich, daß die aus dem Abbau der in der Scheibe 2 enthaltenen chemischen Substanz in Kontakt mit der Zellsuspension 6 stammenden Produkte gleichzeitig mit dem in der Scheibe 1 einimprägnierten Indikator in die Scheibe 2 diffundieren können. Weiter stellt man fest, daß die durch die Schicht 3 bedingten anaeroben Bedingungen das rasche Auftreten von deutlichen und genauen Ergebnissen begünstigen, die leicht auf der freien Oberfläche der Scheibe 2 durch den durchsichtigen Boden des Gefäßes 4 abgelesen werden können. Selbstverständlich kann man im Inneren des gleichen Gefäßes mehrere Vorrichtungen 1-2-3, die geeignet verteilt sind, unterbringen.

Bei einer Variante der F i g. 3 und 4 sind die zwei Scheiben, die mit 11 und 12 bezeichnet sind, nebeneinander mit einer gemeinsamen Sekante α angeordnet, wobei diese Scheiben mit einer Schicht aus undurchlässigem Material 13 bedeckt sind.

Es ist ersichtlich, daß bei der einen oder anderen Variante die Schicht aus undurchlässigem Material

ίο 23 (F i g. 5) oder 33 (F i g. 6) nur für die eine Oberfläche der Scheibe 1 bzw. 11, die den Indikator enthält, von Interesse sein kann.

Bei den in den F i g. 7 und 8 wiedergegebenen Ausführungsformen der Erfindung sind die beiden Scheiben 101 und 102 nebeneinander mit der gemeinsamen Sekante α angeordnet wie im Fall der F i g. 3 und 4. Die kleinere der beiden Scheiben, nämlich die Scheibe 101, ist gleichzeitig mit der zu untersuchenden chemischen Substanz und dem Farbindikator imprägniert. Es genügt dazu, diese Scheibe 101 vor dem Zusammenfügen mit der Scheibe 102 in eine flüssige Mischung einzutauchen, die die chemische Substanz in hoher Konzentration und den Indikator enthält, worauf diese Scheibe dann getrocknet wird.

Die Schicht aus undurchlässigem Material 103 besteht aus einem biegsamen Streifen oder einem Überzug aus Celluloseacetat, Polyvinylchlorid oder ähnlichem Material, wobei dieser Streifen die Scheibe 101 völlig bedeckt und einen Teil der Oberfläche der Scheibe 102 frei läßt.

Wenn das absorbierende Material der Scheibe 102 eine ausreichende Menge Wasser festhält, ist es nicht mehr notwendig, die Anordnungen auf der Oberfläche eines Agar-Agar-Gels oder eines anderen wasserhaltigen Trägers anzuordnen, um sie in feuchtem Zustand zu halten. Dazu genügt es, daß die Scheibe 102 aus einem Papier besteht, das mit einem aufgeflockten Belag aus senkrecht zur Ebene dieses Papiers stehenden Glasfasern oder mit einem fasrigen Gewebe bedeckt ist, beispielsweise einem Vlies aus Viskosefaser, das mit Carboxymethylcellulose, einer Plemicellulose oder einer ähnlichen Substanz imprägniert ist.

Im gleichen Fall bringt man, wenn man die erfindiingsgemäße Vorrichtung verwenden will, diese auf irgendeiner Unterlage mit durchsichtigem Boden, beispielsweise auf dem Boden 104 einer Petrischale an. Man nimmt die Vorrichtung in Betrieb, indem man auf den Teil der Scheibe 102, der nicht vom Streifen 103 bedeckt ist, eine Anzahl von Tropfen der Zellsuspension aufbringt, die zur vollständigen Tränkung der Anordnung 101-102 durch die Kapillarität ausreicht. Nach einer Inkubationszeit bei einer geeigneten Temperatur kann man die Wirkung der lebenden Zellen auf die chemische Substanz, mit der die Scheibe 101 imprägniert ist, durch die Untersuchung der Färbung der Scheibe 102 studieren. Man stellt fest, daß der Indikator von der Scheibe 101 zur Scheibe 102 zur gleichen Zeit wie die Umwandlungsprodukte der untersuchten chemischen Substanz diffundiert. Diese Diffusion erfolgt über die Sekante a, und der Umschlag des Indikators erfolgt besonders deutlich ußd schnell in Höhe des Saums oder der Front der Diffusion.

Wie in der F i g. 9 gezeigt ist, kann man auf dem Boden 104 des gleichen Gefäßes eine Reihe von Vorrichtungen gemäß Fig. 7 und 8 anordnen, wobei jede derselben mit dem gleichen Streifen 103, der

dazu ausreichend lang ist, befestigt wird. Es ist ersichtlich, daß man so gleichzeitig eine Reihe von getrennten Versuchen bezüglich der gleichen Art von lebenden Zellen vornehmen kann, wenn die Scheiben 101 dieser Anordnungen mit verschiedenen chemi- r sehen Substanzen imprägniert wurden.

Bei einer Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 10 und 11 enthält die Vorrichtung eine erste Scheibe 111 aus absorbierendem Material, die so abgeschnitten ist, daß sie eine ovale Gestalt hat. Diese Scheibe 111 ist auf einer zweiten Scheibe 112 der gleichen Gestalt angeordnet, die jedoch deutlich größer ist, und die bezüglich der ersten stark versetzt ist. Die Scheibe 111 wird vor dem Trocknen mit der zu untersuchenden chemischen Substanz und mit einem geeigneten Reagenz imprägniert. Die Anordnung wird mit einer Schicht von undurchlässigem Material bedeckt, beispielsweise mit einem Celluloseacetatstreifen 113, der nur einen Teil der Oberfläche der unteren Scheibe 112 bedeckt.

Die so aufgebaute Vorrichtung wird dann auf dem Boden eines durchsichtigen Behälters angeordnet. Die überstehenden Enden des Streifens 113 gewährleisten die Befestigung der Anordnung auf dem Boden dieses Gefäßes.

Es ist ersichtlich, daß die Anwendung einer derartigen Vorrichtung der unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 beschriebenen äquivalent ist. Die zu untersuchende Zellsuspension wird auf den überstehenden Teil der unteren Scheibe 112 in ausreichender Menge aufgebracht, um die gesamte Vorrichtung zu befeuchten. Der Umschlag oder andere Reaktionen treten auf der Scheibe 112 rasch in Höhe der Diffusionsgrenze des Indikators in Erscheinung und können durch den durchsichtigen Boden des Gefäßes abgelesen werden.

Wie in Fig. 12 gezeigt ist, kann der Streifen 113 selbstverständlich wie in der F i g. 9 so lang sein, daß er die gleichzeitige Befestigung von mehreren Anordnungen auf dem Boden 114 des gleichen Gefäßes, das in der Ebene jede beliebige Gestalt haben kann, ermöglicht.

Bei der in F i g. 13 wiedergegebenen Ausführungsform wird die Vorrichtung direkt erhalten, indem man ein einziges Stück 120 von einem Blatt eines geeigneten absorbierenden Materials abschneidet. Dieses Stück 120 zeigt einen Teil 121 und einen Teil 122, die beide Kreisform, jedoch verschiedenen Durchmesser haben. Vor dem Abschneiden dieses Stücks wurde auf das Blatt aus absorbierendem Material ein Streifen 123 aus Celluloseacetat oder einem ähnlichen Material aufgebracht, wobei dieser Streifen so dimensioniert ist, daß er auf dem abgeschnittenen Stück eine kleine Oberfläche 121 α auf dem Profil 121, und eine größere Oberfläche 122 a auf dem Profil 122 frei läßt.

Wenn das Stück soweit vorbereitet ist, imprägniert man den dem Profil 121 entsprechenden Teil mit einer Mischung, die aus der zu untersuchenden chemischen Substanz und dem Indikator zusammengesetzt ist. Diese Imprägnierung kann erfolgen, indem man einige Tropfen des vorerwähnten flüssigen Gemisches auf die freie Oberfläche 121 α aufbringt oder indem man letztere in Kontakt mit dieser Mischung bringt. Zur Zeit der Anwendung der Vorrichtung genügt es, auf den freien Teil 122 a die Zellsuspension in ausreichender Menge aufzubringen, um die gesamte Vorrichtung zu tränken, die dann auf den Boden eines geeigneten Gefäßes gegeben wird.

Das Stück kann jede gewünschte, geeignete Form haben. In Fig. 14 ist ein Stück 130 dargestellt, das einen Teil 131 von praktisch Kreisform hat, an dem ein Teil 132 mit länglich-rechteckigem Profil hängt. Die Schicht 133 aus undurchlässigem Material läßt ein halbmondförmiges Stück 131 α für die Imprägnierung frei sowie eine Oberfläche 132 a für das Aufbringen der zu untersuchenden Zellsuspension. Bei einer Abänderung der Fig. 15 ist das Stück 140 so abgeschnitten, daß sich zwei rechteckige Teile 141 und 142 ergeben. Auch hier läßt die Schicht 143 aus undurchlässigem Material zwei Zonen 141 α und α für die Imprägnierung und für das Aufbringen der Zellsuspension frei. Selbstverständlich können bei beiden Varianten der Fig. 14 und 15 die Teile bzw. 142 verlängert sein und in der Ebene jedes geeignete Profil haben, wobei diese Verlängerung insbesondere einer Form entsprechen kann, um die Handhabung der Vorrichtung zu erleichtern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf einfache und wirtschaftliche Weise verwirklicht werden. Sie gestattet die rasche Erzielung von deutlichen und exakten Ergebnissen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Untersuchung der Stoffwechseleigenschaften von lebenden Zellen unter anaeroben Bedingungen, gekennzeichnet durch zwei Scheiben aus absorbierendem Material, die miteinander verbunden und mit der zu untersuchenden chemischen Substanz und einem Indikator imprägniert sind, wobei die erste dieser Scheiben mit einer Schicht aus luftdichtem Material bedeckt ist, während die zweite der freien Seite der ersten anliegend oder über eine gemeinsame Kante mit der ersten verbunden neben der ersten angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu untersuchende chemische Substanz in trockenem Zustand im Inneren der zweiten Scheibe enthalten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die luftdichte Schicht die erste Scheibe ganz oder teilweise und die zweite teilweise überdeckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Substanz und der Indikator in der ersten Scheibe enthalten sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die luftdichte Schicht als biegsamer Streifen an beiden Enden über die Vorrichtung hinausreicht und mehrere Vorrichtungen an dem Boden des gleichen Gefäßes anheftet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus zwei Teilen desselben Stücks bestehen, das durch Abschneiden aus einem Blatt absorbierenden Materials erhalten wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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