DE19801763A1 - New culture apparatus useful for submerged or basal cell or tissue cultivation - Google Patents
New culture apparatus useful for submerged or basal cell or tissue cultivationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kulturvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zur Kultivierung von Zellen oder Gewebekomponenten.The invention relates to a culture device according to the Preamble of claim 1 and a method for Cultivation of cells or tissue components.
Derartige bekannte Kulturvorrichtungen dienen zur Kultivierung von isolierten Zellen oder Gewebekomponenten. Diese bekannten Kulturvorrichtungen sind auf den Einsatz bei Submerskultursystemen beschränkt, d. h. auf der Membran eines Zellkulturinserts kultivierte Zellen werden durch Überschichtung mit einer Kulturlösung mit den entsprechenden Nährstoffen versorgt.Such known culture devices are used for cultivation of isolated cells or tissue components. These well-known Culture fixtures are on use at Limited submerged culture systems, i. H. on the membrane of a Cultured cells are inserted through cell culture inserts Overlay with a culture solution with the appropriate Nutrients.
Für manche experimentelle Studien, zum Beispiel Studien mit differenzierten Flimmer- oder Lungenepithelzellen, wäre es wünschenswert, wenn man zur Lösung spezieller Fragestellungen die Gewebewachstumsbedingungen variieren könnte. Mit herkömmlichen Kulturvorrichtungen läßt sich zum Beispiel eine Kultivierung von Zellen des Respirationstraktes an einer Luft/-Flüssigkeitsgrenzschicht (Air-Liquid) nicht durchführen, selbst wenn man poröse Membranen verwendet, die von verschiedenen Firmen als sogenannte Transwellsysteme angeboten werden.For some experimental studies, for example studies with differentiated ciliated or pulmonary epithelial cells, it would be desirable when solving specific issues the tissue growth conditions could vary. With conventional culture devices, for example Cultivation of cells of the respiratory tract on one Do not carry out air / liquid boundary layer (air liquid), even if you use porous membranes made by offered to various companies as so-called Transwell systems become.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Kulturvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß sie eine Vielzahl unterschiedlicher Kultur- und Expositionsbedingungen ermöglicht.A culture device is intended by the present invention further developed according to the preamble of claim 1 be that they have a variety of different cultural and Exposure conditions allowed.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Kulturvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a Culture device with the features specified in claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Kulturvorrichtung kann man die Höhe des Pegels des Kulturmediums im Inneren des Kulturgefäßes einstellen, insbesondere so, daß sie über der Oberseite der Zellkulturinsert-Membran liegt (Submersionskultur) oder gerade noch die Membran kontaktiert (oder etwas innerhalb derselben liegt), wodurch man eine basale, von unten erfolgende Nährstoffversorgung hat.In the culture device according to the invention, you can adjust the height the level of the culture medium inside the culture vessel adjust, especially so that they are above the top of the Cell culture insert membrane (submersion culture) or just contacted the membrane (or something inside the same lies), creating a basal, from below nutritional supply.
Das Umstellen von submerser Kultur auf basale Kultur kann mit der erfindungsgemäßen Kulturvorrichtung einfach durch Ansteuerung der Versorgungseinrichtung erfolgen, welche vorgegebene Mengen an Kulturmedium dem Kulturgefäß zuführt bzw. von diesem abführt, bis das Ausgangssignal des Pegelfühlers einem jeweils eingestellten Pegelsollwert entspricht.The switch from submerged culture to basal culture can be done with the culture device according to the invention simply by The supply device is activated, which supplies predetermined amounts of culture medium to the culture vessel or dissipates from this until the output signal of Level sensor each set level setpoint corresponds.
Diese Einstellbarkeit des Pegels des Kulturmediums im Kulturbehälter läßt sich sehr präzise und einfach ohne Ablesen von Marken oder dergleichen leicht bewerkstelligen. Die zur Schaffung der unterschiedlichen Kulturbedingungen notwendigen apparativen Teile sind einfach und nicht teuer.This adjustability of the level of the culture medium in the Culture containers can be very precise and easy without Read off marks or the like easily. The creation of different cultural conditions necessary equipment parts are simple and not expensive.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims specified.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß der Unterschied zwischen submerser und basaler Ernährung sehr scharf einstellbar ist. Die verschiedenen Bereiche einer vom Zellkulturinsert getragenen Zellkultur wachsen unter exakt den gleichen Bedingungen.With the development of the invention according to claim 2 achieved the difference between submerged and basal Diet is very sharply adjustable. The different Areas of a cell culture carried by the cell culture insert grow under exactly the same conditions.
Bei einer Kulturvorrichtung gemäß Anspruch 3 kann man das in den einzelnen Kulturbehältern befindliche Kulturmedium während der Wachstumsphase analysieren und aus der Zusammensetzung des Kulturmediums Rückschlüsse auf das Wachsen der Zellkulturen über deren Stoffwechselprodukte schließen.In a culture device according to claim 3 you can in culture medium located in the individual culture containers analyze during the growth phase and from the Composition of the culture medium Growth of the cell cultures via their metabolic products conclude.
Bei einer Kulturvorrichtung gemäß Anspruch 4 kann man eine größere Anzahl von Zellkulturen unter exakt gleichen Bedingungen züchten. Auch der apparative Aufbau einer derartigen Kulturvorrichtung für eine große Anzahl von Zellkulturen ist einfach. Die Kulturvorrichtung benötigt auch nur wenig Platz.In a culture device according to claim 4, one can larger number of cell cultures under exactly the same Breeding conditions. The apparatus structure of a such culture device for a large number of Cell culture is easy. The culture device also needs little space.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, daß für die verschiedenen Kulturbehälter nur ein einziger Pegelfühler zur Pegelregelung benötigt wird.With the development of the invention according to claim 5 achieved that only one for the different culture containers only level sensor is required for level control.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ermöglicht es, den Pegel innerhalb der Kulturbehälter auf einfache Weise von außen festzustellen. Die Behälter können somit eine glatte Oberfläche aufweisen und sind frei von Einbauten, welche das Reinigen beeinträchtigen würden. Auch können die Kulturbehälter so einfach bei hohen Temperaturen sterilisiert werden.The development of the invention according to claim 6 enables it, the level inside the culture container in a simple way determined from the outside. The container can thus be a have a smooth surface and are free of internals, which would interfere with cleaning. They can also Culture containers so easily sterilized at high temperatures become.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ermöglicht es, auch manuell den Sollpegel für das Kulturmedium einzustellen.The development of the invention according to claim 7 enables it, also manually set the target level for the culture medium adjust.
Gemäß Anspruch 8 ist es möglich, die Einstellung des Sollpegels auf einfache Weise elektrisch vorzunehmen. Der Pegelfühler selbst mißt über einen größeren Höhenbereich des Kulturbehälters, und die Pegelvorgabe erfolgt durch Einstellung des Pegelsollwertsignales.According to claim 8, it is possible to adjust the Make the desired level electrically in a simple manner. Of the Level sensor itself measures over a larger height range of the Culture container, and the level is set by Setting the level setpoint signal.
Verwendet man zur Pegeldetektion gemäß Anspruch 9 Lichtschranken, insbesondere eine Gabellichtschranke, so kann man Komponenten verwenden, die zu günstigen Preisen als Standardbauteile vorliegen.Is used for level detection according to claim 9 Photoelectric sensors, especially a forked photoelectric sensor, can to use components that are considered cheap at prices Standard components are available.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist im Hinblick auf eine nochmalige Vergrößerung der Anzahl gemeinsam durchführbarer Zellkulturen von Vorteil. Der apparative Aufwand für eine derartige Multi-Kulturvorrichtung ist klein. Diese besteht aus Standardbauteilen (Modulen), die in Großserie angefertigt werden können.The development of the invention according to claim 10 is in With a view to increasing the number again Cell cultures that can be carried out together are an advantage. Of the apparatus expenditure for such a multi-culture device is small. This consists of standard components (modules) that can be mass-produced.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ermöglicht, falls gewünscht, auch ein rückstandsfreies Abführen des Kulturmediums gleichermaßen von allen Modulen der Kulturvorrichtung.The development of the invention according to claim 11 enables if desired, residue-free removal of the Culture medium equally from all modules of the Culture device.
Mit einer Kulturvorrichtung gemäß Anspruch 12 kann man in den verschiedenen Modulen unterschiedliche Zellkulturen züchten, hat aber trotidem die Möglichkeit, den Fortschritt des Wachstums über die Stoffwechselprodukte für die verschiedenen Kulturen (die verschiedenen Module) getrennt zu untersuchen.With a culture device according to claim 12, one can in the grow different cell cultures in different modules, trotidem has the opportunity to monitor the progress of the Growth over the metabolic products for the different To examine cultures (the different modules) separately.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 ist im Hinblick auf gleiche Temperierung der verschiedenen Kulturen von Vorteil.The development of the invention according to claim 13 is in With regard to equal tempering of the different cultures advantageous.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 wird ohne Verwendung von Rührern gewährleistet, daß sich innerhalb der einzelnen Temperierbehälter keine Temperaturgradienten ausbilden.With the development of the invention according to claim 14 without the use of stirrers ensures that within of the individual temperature containers no temperature gradients form.
Bei einer Kulturvorrichtung gemäß Anspruch 15 ist die Verbindung zwischen den einzelnen Modulen der Kulturvorrichtung besonders einfach. Eine derartige Modulanordnung kann auch auf einfache Weise erweitert werden.In a culture device according to claim 15, the Connection between the individual modules of the Culture device particularly simple. Such Module arrangement can also be easily expanded.
Bei einer Kulturvorrichtung gemäß Anspruch 16 ist der Innenraum der Kulturbehälter von der Umgebungsatmosphäre getrennt.In a culture device according to claim 16, the Interior of the culture containers from the ambient atmosphere Cut.
Bei einer solchen Kulturvorrichtung kann man dann gemäß Anspruch 17 den Innenraum des Außengehäuses auch mit einem anderen gasförmigen Medium füllen und dessen Einfluß auf das Wachstum der Kulturen untersuchen.With such a culture device, one can then according to Claim 17 the interior of the outer housing with one fill other gaseous medium and its influence on the Examine growth of cultures.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 ist im Hinblick auf das Schaffen einwandfreier keimfreier Ausgangsbedingungen für die Zellkulturen von Vorteil. Verwendet man dabei als sterilisierbares Material Glas, so hat man auch einen guten Blickkontakt zu den Zellkulturen. Auch im Hinblick auf ein unerwünschtes Inlösunggehen des Materials der Kulturbehälter ist Glas als Material vorteilhaft.The development of the invention according to claim 18 is in In terms of creating impeccable germ-free Starting conditions for the cell cultures are an advantage. If glass is used as the sterilizable material, so you also have good eye contact with the cell cultures. Also with regard to unwanted redemption of the Material of the culture container is glass as a material advantageous.
Bei einer Kulturvorrichtung gemäß Anspruch 19 erfolgt sowohl das Zuführen als auch das Abführen von Kulturmedium zwangsweise durch eine bidirektional arbeitende Pumpenanordnung. Diese ist im Hinblick auf ein rasches Erreichen der Sollpegelwerte, also das Vermeiden von Regelschwingungen, von Vorteil.In a culture device according to claim 19 both the supply as well as the removal of culture medium forced by a bidirectional one Pump arrangement. This is quick in terms of Reaching the target level values, i.e. avoiding Control vibrations, an advantage.
Bei einer Kulturvorrichtung gemäß Anspruch 20 kann man die Kulturen gezielt Reizen aussetzen, aus denen sich eine Änderung der Wachstumsbedingungen ergibt. Außerdem kann man so die Kulturen gezielt Stoffen aussetzen, die sich nicht in der flüssigen Phase der Nährmedien befinden, wie gasförmigen Stoffen oder nicht in der flüssigen Phase dispergierbaren festen Stoffen.In a culture device according to claim 20, the Targeted exposure of cultures that make up one Change in growth conditions results. You can also so the cultures specifically expose substances that are not in the liquid phase of the nutrient media, such as gaseous Substances or not dispersible in the liquid phase solid materials.
Bei einer Kulturvorrichtung gemäß Anspruch 21 wechseln sich submerse Ernährung und basale Ernährung periodisch ab.In a culture device according to claim 21 alternate submerged nutrition and basal nutrition periodically.
Mit einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die Kulturvorrichtung über ein Programm gesteuert. Dieses Programm ist insbesondere unter Betriebssystemen MS-DOS lauffähig.With a development of the present invention Culture device controlled by a program. This Program is especially under operating systems MS-DOS executable.
Das Programm ist dazu geeignet, alle Funktionen des Pumpsystems zu steuern. Typischerweise ist das Pumpsystem über eine serielle Schnittstelle an den Computer angeschlossen. Darüber hinaus detektiert und verarbeitet das Programm das Ausgangssignal der Photozelle. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Versuchsablauf protokolliert.The program is suitable for all functions of the To control pump systems. The pump system is typically to the computer via a serial interface connected. It also detects and processes this Program the output signal of the photocell. In a The test sequence is a particularly preferred embodiment logged.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention based on Embodiments with reference to the drawing explained in more detail. In this show:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer einfachen, nur einen Kulturbehälter umfassenden erfindungsgemäßen Kulturvorrichtung mit steuerbarer Pegelhöhe des Kulturmediums; Fig. 1 is a schematic view of a simple, only one culture container encircling culture device according to the invention with controllable level height of the culture medium;
Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, in welcher eine abgewandelte Kulturvorrichtung wiedergegeben ist; FIG. 2 is a view similar to FIG. 1, in which a modified culture device is shown;
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine weiter abgewandelte Kulturvorrichtung, welche eine Mehrzahl parallel nebeneinander gestellter Kulturmodule aufweist, die ihrerseits jeweils eine Mehrzahl von Kulturbehältern aufweisen; Fig. 3, which in turn each comprise a plan view of a further modified culture apparatus having a plurality of parallel juxtaposed culture modules, a plurality of culture containers;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen der Kulturmodule der Kulturvorrichtung nach Fig. 3; FIG. 4 shows a longitudinal section through one of the culture modules of the culture device according to FIG. 3;
Fig. 5 einen abgewinkelten transversalen Schnitt durch den Kulturmodul nach Fig. 4 längs der dortigen Schnittlinie V-V; Figure 5 is an angled transverse section through the culture module of Figure 4 taken along the section line VV..;
Fig. 6 einen longitudinalen Schnitt durch die Kulturvorrichtung nach Fig. 3; FIG. 6 shows a longitudinal section through the culture device according to FIG. 3;
Fig. 7 einen transversalen Schnitt durch die Kulturvorrichtung nach Fig. 3 längs der dortigen Schnittlinie IV-IV; und Fig. 7 is a transverse section through the culture apparatus of Figure 3 taken along the section line IV-IV. and
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Pegelhöhensteuerung, die in Verbindung mit den Kulturvorrichtungen nach den Fig. 1 bis 6 Verwendung findet. Fig. 8 is a block diagram of a level height control, which takes place in conjunction with the culture devices of Figs. 1 to 6 using.
In Fig. 1 ist mit 10 insgesamt eine Kultureinheit bezeichnet. Die Kultureinheit 10 umfaßt einen Kulturbehälter 12, welcher grob gesprochen, die Form einer auf den Kopf gestellten Flasche aufweist, wobei im Flaschenboden eine kreisförmige Öffnung 14 vorgesehen ist. In Fig. 1, 10 overall culture unit, respectively. The culture unit 10 comprises a culture container 12 which, roughly speaking, has the shape of an inverted bottle, a circular opening 14 being provided in the bottom of the bottle.
Im Inneren des Kulturbehälters 12 ist ein Zellkulturinsert 15 angebracht, das aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt ist, zum Beispiel aus Polyethylenterephthalat. Das Zellkulturinsert 15 stellt eine flüssigkeitsdurchlässige Tragstruktur für eine Membran 16 dar, die je nach Erfordernis der zu kultivierenden Zellen aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien hergestellt sein kann, z. B. ebenfalls Polyethylenterephthalat. Die Membran 16 trägt, wie in der Ausschnittsvergrößerung von Fig. 1 dargestellt, eine Zellkultur 18.A cell culture insert 15 , which is made of a porous plastic material, for example of polyethylene terephthalate, is attached inside the culture container 12 . The cell culture insert 15 represents a liquid-permeable support structure for a membrane 16 which, depending on the requirements of the cells to be cultivated, can be made of different plastic materials, e.g. B. also polyethylene terephthalate. As shown in the enlarged detail in FIG. 1, the membrane 16 carries a cell culture 18 .
Der Kulturbehälter 12 ist von einer Halteeinrichtung 20 getragen, die in Fig. 1 nur schematisch angedeutet ist.The culture container 12 is carried by a holding device 20 , which is only indicated schematically in FIG. 1.
Der unten liegende Anschluß 22 des Kulturbehälters 12 steht über einen Schlauch 23 mit dem einen Arbeitsanschluß einer bidirektionalen Pumpe 24 in Verbindung, welche in der Praxis eine Peristaltikpumpe sein kann. Der andere Anschluß der Pumpe 24 steht über einen Schlauch 26 mit dem Inneren eines Vorratsbehälters 28 in Verbindung, der eine Kulturflüssigkeit 30 enthält. Diese enthält diejenigen Nährstoffe, die der Zellkultur 18 für das Wachsen zur Verfügung gestellt werden sollen.The bottom connection 22 of the culture container 12 is connected via a hose 23 to the one working connection of a bidirectional pump 24 , which in practice can be a peristaltic pump. The other connection of the pump 24 is connected via a hose 26 to the interior of a storage container 28 which contains a culture liquid 30 . This contains the nutrients that are to be made available to the cell culture 18 for growth.
Die beiden Steuereinklemmen der Pumpe 24 sind über Leistungsverstärker 32, 34 mit den Ausgängen eines Betriebskreises 36 verbunden. Der Betriebskreis 36 erzeugt abhängig vom Ausgangssignal eines kontinuierlich arbeitenden Pegelfühlers 38, der als an der Außenfläche des Kulturbehälters 12 angebrachter Fühler dargestellt ist (aber gegebenenfalls auch an der Innenfläche des Kulturbehälters 12 angebracht sein kann) und in der Praxis ein optischer Fühler sein kann, und in Abhängigkeit von einem Sollwertgeber 40, der als einstellbarer Widerstand wiedergegeben ist, am einen, am anderen oder keinem seiner Ausgänge ein Signal, um die Pumpe 24 zu veranlassen, dem Inneren des Kulturbehälters 12 aus dem Vorratsbehälter 28 zusätzliche Kulturflüssigkeit zuzuführen oder Kulturflüssigkeit aus dem Inneren des Kulturbehälters 12 in den Vorratsbehälter 28 zurückzuleiten.The two control terminals of the pump 24 are connected to the outputs of an operating circuit 36 via power amplifiers 32 , 34 . The operating circuit 36 generates depending on the output signal of a continuously operating level sensor 38 , which is shown as a sensor attached to the outer surface of the culture container 12 (but may also be attached to the inner surface of the culture container 12 ) and in practice can be an optical sensor, and depending on a setpoint generator 40 , which is shown as an adjustable resistance, a signal at one, at the other or none of its outputs in order to cause the pump 24 to supply additional culture fluid or culture fluid from the interior to the interior of the culture vessel 12 from the storage vessel 28 to return the culture container 12 into the storage container 28 .
Der Sollwertgeber 40 kann von einer Programmsteuerung 42 her eingestellt werden, wie in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet.The setpoint generator 40 can be set by a program control 42 , as indicated in FIG. 1 by a dashed line.
Die Programmsteuerung 42 schaltet beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel den Sollwertgeber 40 zwischen zwei Stellungen um. Die eine Stellung des Sollwertgebers 40 entspricht einer Pegelhöhe der Kulturflüssigkeit 30 im Inneren des Kulturbehälters 12, wie er in der Zeichnung angegeben ist: die Kulturflüssigkeit 30 berührt gerade die Unterseite des Zellkuturinserts 15. Unter diesen Bedingungen wird der Zellkultur 18 nur von unten Kulturflüssigkeit zugeführt (basale Ernährung).In the exemplary embodiment considered here, the program controller 42 switches the setpoint generator 40 between two positions. The one position of the setpoint generator 40 corresponds to a level of the culture fluid 30 inside the culture container 12 , as indicated in the drawing: the culture fluid 30 just touches the underside of the cell cut insert 15 . Under these conditions, the cell culture 18 is supplied with culture fluid only from below (basal nutrition).
Der zweite von der Programmsteuerung 42 eingestellte Pegelsollwert entspricht einer Pegellage, wie sie in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie 44 angedeutet ist. In dieser Stellung liegt der Flüssigkeitspegel über den Spitzen der Zellkultur 18; diese wird somit submers ernährt.The second level setpoint set by the program controller 42 corresponds to a level position as indicated by the dashed line 44 in FIG. 1. In this position the liquid level lies above the tips of the cell culture 18 ; this is thus nourished submerged.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend demjenigen nach Fig. 1, entsprechende Komponenten sind wieder mit denselben Bezugszahlen versehen und werden nachstehend nicht nochmals detailliert erläutert.The exemplary embodiment shown in FIG. 2 largely corresponds to that according to FIG. 1, corresponding components are again provided with the same reference numbers and are not explained in detail again below.
Anstelle der bidirektional arbeitenden Pumpe 24 ist eine unidirektional arbeitende Förderpumpe 24' vorgesehen, die über ein Rückschlagventil 46 mit dem Anschluß 22 des Kulturbehälters 12 verbunden ist. Letztere ist ferner über ein 2/2-Magnetventil 48 mit einer Auslaßleitung 50 verbunden. Das Magnetventil 48 ist federnd in die Schließstellung vorgespannt und kann durch Aktivierung seines Magneten in die Durchlaßstellung gebracht werden. Der Magnet des Magnetventiles 48 und die Pumpe 24' sind wieder über die Leistungsverstärker 32, 34 mit dem Betriebskreis 36 verbunden, wie oben beschrieben, welcher einen Regelkreis bildet.Instead of the bidirectional pump 24 , a unidirectional feed pump 24 'is provided, which is connected to the connection 22 of the culture container 12 via a check valve 46 . The latter is also connected to an outlet line 50 via a 2/2 solenoid valve 48 . The solenoid valve 48 is resiliently biased into the closed position and can be brought into the open position by activating its magnet. The magnet of the solenoid valve 48 and the pump 24 'are again connected to the operating circuit 36 via the power amplifiers 32 , 34 , as described above, which forms a control loop.
Die Fig. 3 bis 7 zeigen eine Kulturvorrichtung, mit welcher eine größere Anzahl von Zellkulturen gleichzeitig durchgeführt werden kann. FIGS. 3 to 7 show a culture apparatus with which a greater number can be performed by cell cultures simultaneously.
Die in den Fig. 3 bis 7 gezeigte Kulturvorrichtung hat ein dicht verschließbares Außengehäuse 52, welches aus einem unteren kastenförmigen, aus Platten zusammengesetzten Gehäuseteil 54 und einem dicht auf diesem aufsetzbaren Deckel 56 besteht, aus welchem sich senkrecht nach unten entlang der Lineien 55-1, 55-2 und 55-3 drei Glasstege 57 bis zum oberen Rand der Kulturbehälter 12 erstrecken, um darin angebrachte Zellkulturinserte 122 zu fixieren.The culture device shown in FIGS . 3 to 7 has a tightly closable outer housing 52 , which consists of a lower box-shaped housing part 54 composed of plates and a cover 56 which can be placed tightly thereon , from which a vertical down along the lines 55-1 , 55-2 and 55-3 extend three glass webs 57 to the upper edge of the culture container 12 in order to fix cell culture inserts 122 attached therein.
Im Inneren des Außengehäuses 52 sind vier Kulturmodule 58-1, 58-2, 58-3 und 58-4 angeordnet. Soweit nachstehend keine Unterscheidung der Kulturenmodule notwendig ist, wird auf diese mit dem Bezugszeichen 58 Bezug genommen.Four culture modules 58-1 , 58-2 , 58-3 and 58-4 are arranged in the interior of the outer housing 52 . Insofar as no differentiation of the culture modules is necessary below, reference is made to these with reference number 58 .
Jeder der Kulturmodule 58 umfaßt ein insgesamt mit 60 bezeichnetes Temperiergehäuse, welches dicht ist und aus verschiedenen Platten zusammengefügt ist. Im Inneren eines Kulturgehäuses 60 sind jeweils drei Kultureinheiten 10 angeordnet, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Die Anschlüsse 22 der verschiedenen Kulturbehälter 12 dieser Kultureinheiten sind mit einer gemeinsamen Versorgungsleitung 60 verbunden.Each of the culture modules 58 comprises a temperature control housing, designated as a whole by 60 , which is sealed and is composed of different plates. Three culture units 10 are arranged in the interior of a culture housing 60 , as can be seen from the drawing. The connections 22 of the different culture containers 12 of these culture units are connected to a common supply line 60 .
Die Versorgungsleitungen 62 der verschiedenen Kulturmodule 58 sind jeweils über einen nur schematisch wiedergegebenen Schlauch 64 aus Silicon mit einem zugeordneten Auslaßstutzen 66 eines Kulturmediumverteilers 68 verbunden. Der Kulturmediumverteiler 68 steht mit einem Zuführstutzen 70 für Kulturmedium in Verbindung, der ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 oder 2 mit dem Auslaß einer Kulturmedium-Pumpe 24 bzw. 24' über einen nicht dargestellten Silicon-Schlauch verbunden ist.The supply lines 62 of the various culture modules 58 are each connected to an associated outlet connection 66 of a culture medium distributor 68 via a hose 64 made of silicone, which is only shown schematically. The culture medium distributor 68 is connected to a supply connector 70 for culture medium which, similarly to the exemplary embodiment according to FIG. 1 or 2, is connected to the outlet of a culture medium pump 24 or 24 'via a silicone hose (not shown).
Die Versorgungsleitungen 62 haben jeweils bei ihrem außerhalb des zugeordneten Temperiergehäuses 60 liegenden Anschlußende einen Abzweig 72, der über einen Silicon-Schlauch 74 mit einem zugeordneten Entnahmestutzen 76 des Außengehäuses 52 verbunden ist. Auf diese Weise läßt sich zu Testzwecken Kulturflüssigkeit 30 aus den verschiedenen Modulen 58 getrennt abziehen.The supply lines 62 each have a branch 72 at their connection end lying outside of the associated temperature control housing 60, which branch is connected via a silicone hose 74 to an assigned removal nozzle 76 of the outer housing 52 . In this way, culture fluid 30 can be drawn off separately from the various modules 58 for test purposes.
Die Kulturbehälter 12 eines Kulturmoduls 58 sind gleichermaßen von dem über einen Temperiermedium- Anschlußstutzen 78 zugeführten Temperiermedium (z. B. temperiertes Wasser) umströmt. Das Abführen des zugeführten Temperiermediums erfolgt durch einen Überlauf 80, der in der Nachbarschaft der dem Anschlußstutzen 78 diametral gegenüberliegenden Ecke des Temperiergehäuses 60 vorgesehen ist.The culture containers 12 of a culture module 58 are likewise flowed around by the temperature control medium (eg temperature-controlled water) supplied via a temperature control medium connecting piece 78 . The temperature control medium supplied is discharged through an overflow 80 which is provided in the vicinity of the corner of the temperature control housing 60 diametrically opposite the connecting piece 78 .
Der Überlauf 80 steht über ein winkelförmiges Rohrstück 82 mit einem Auslaßstutzen 84 des Temperiergehäuses 60 in Verbindung. Der Auslaßstutzen 84 eines Kulturmoduls 58 ist jeweils mit dem Anschlußstutzen 78 des parallel daneben stehenden nächsten Kulturmoduls 58 verbunden, z. B. durch einen Schlauch 86. Auf diese Weise sind die Temperiergehäuse 60 nacheinander vom gleichen Temperiermedium durchströmt.The overflow 80 is connected via an angular pipe section 82 to an outlet connection 84 of the temperature control housing 60 . The outlet port 84 of a culture module 58 is each connected to the connection port 78 of the next culture module 58 which is located next to it, e.g. B. through a hose 86 . In this way, the temperature control housing 60 is successively flowed through by the same temperature control medium.
Der erste Anschlußstutzen 72 steht mit einem Temperierflüssigkeits-Speisestutzen 88 in Verbindung, der vom Außengehäuse 52 getragen ist. Der Auslaßstutzen 84-1 eines Moduls steht über einen Schlauch 86 mit dem Anschlußstutzen des folgenden Moduls in Verbindung. Der letzte Auslaßstutzen 84-2 der Modulanordnung steht über einen Schlauch 90 und ein Rohrstück 92 mit einem Temperiermedium-Auslaßstutzen 94 in Verbindung. The first connection piece 72 is connected to a bath fluid supply pipe 88 , which is carried by the outer housing 52 . The outlet port 84-1 of a module is connected via a hose 86 to the connection port of the following module. The last outlet connection 84-2 of the module arrangement communicates with a temperature control medium outlet connection 94 via a hose 90 and a pipe section 92 .
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, steht mit dem Ende der Versorgungsleitung 62 ein Steigrohr 96 in Strömungsverbindung. Dieses steht senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 3, wie besonders gut aus Fig. 7 ersichtlich.As can be seen from the drawing, a riser pipe 96 is in flow connection with the end of the supply line 62 . This is perpendicular to the drawing plane of FIG. 3, as can be seen particularly well from FIG. 7.
Aus Fig. 7 ist ferner gut ersichtlich, daß der Kulturmediumverteiler 68 in Frontansicht die Form eines weit geöffneten "V" aufweist, wobei der Zuführstutzen 70, der zugleich auch zum Abziehen überschüssiger Kulturflüssigkeit dient, bei der tiefsten Stelle des Kulturmediumverteilers 68 vorgesehen ist.From Fig. 7 is further well understood that the culture medium distributor in front view has the shape of a wide-open "V" 68, wherein said supply pipe 70, which at the same time excess for withdrawing the culture fluid is used, is provided at the lowest point of the culture medium distributor 68.
Die beiden Arme einer insgesamt mit 98 bezeichneten Gabellichtschranke übergreifen die Außenwand des Steigrohres 96. Die Gabellichtschranke 98 ist in vertikaler Richtung einstellbar von einem Träger 100 getragen, der sich parallel zu einer der Außenplatten des Außengehäuses 52 in vertikaler Richtung erstreckt.The two arms of a fork light barrier, designated overall by 98 , overlap the outer wall of the riser pipe 96 . The fork light barrier 98 is adjustably supported in the vertical direction by a support 100 which extends parallel to one of the outer plates of the outer housing 52 in the vertical direction.
In den Armen der Gabellichtschranke 98 finden in üblicher Weise eine IR-Lichtquelle 102 (vgl. Fig. 8) in Form einer IR- Diode bzw. ein IR-Detektor 104 in Form eines IR-empfindlichen Phototransistors Verwendung. Liegt der Flüssigkeitspegel im Steigrohr 96, der dem Flüssigkeitspegel der exakt horizontal ausgefluchteten verschiedenen Kulturbehälter 12 entspricht, unterhalb der oben beschriebenen IR-Lichtschranke, erhält der Phototransistor 104 Strom und steuert durch. Ist die Flüssigkeitssäule im Steigrohr 96 bis in Höhe der Achse der durch die IR-Lichtquelle 102 und des IR-Detektors 104 gebildeten Lichtschranke angestiegen, verschwindet das Ausgangssignal des Phototransistors. Dies wird von einem Differenzverstärker 106 erkannt, der an seinem Seiteneingang das Ausgangssignal eines wieder als einstellbarer Widerstand gezeigten Sollwertgebers 108 erhält.In the arms of the fork light barrier 98 , an IR light source 102 (cf. FIG. 8) in the form of an IR diode or an IR detector 104 in the form of an IR-sensitive phototransistor are used in the usual way. If the liquid level in the riser pipe 96 , which corresponds to the liquid level of the various culture containers 12 that are exactly horizontally aligned, lies below the IR light barrier described above, the phototransistor 104 receives current and controls. If the liquid column in the riser pipe 96 has risen to the level of the axis of the light barrier formed by the IR light source 102 and the IR detector 104 , the output signal of the phototransistor disappears. This is recognized by a differential amplifier 106 , which receives at its side input the output signal of a setpoint generator 108 , again shown as an adjustable resistor.
Durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers wird über einen Schalttransistor 110 die Relaisspule 112 eines insgesamt mit 114 bezeichneten Reed-Relais 114 aktiviert. Hierdurch wird der Reed-Kontakt 116 geschlossen, der ein potentialfreier Kontakt ist und zum Beispiel das Arbeiten der Pumpe 24 in Richtung eines Zuführens weiterer Kulturflüssigkeit 30 steuert.The output signal of the differential amplifier activates the relay coil 112 of a reed relay 114 , generally designated 114 , via a switching transistor 110 . This closes the reed contact 116 , which is a potential-free contact and controls, for example, the operation of the pump 24 in the direction of supplying further culture fluid 30 .
Bei einer Einfachausführung der Kulturvorrichtung erfolgt das Umstellen von submerser Ernährung auf basale Ernährung zum Beispiel dadurch, daß man die Gabellichtschranke 98 entsprechend weit nach unten verschiebt, dann die überschüssige Kulturflüssigkeit durch manuelles Entleeren auf eine deutlich unter dem für basale Ernährung gewünschten Pegel liegenden Pegel absenkt und dann den Flüssigkeitspegel unter Steuerung durch das Ausgangssignal der Gabellichtschranke 98, die nun verstellt ist, auf das Niveau für basale Ernährung ansteigen läßt.In a simple version of the culture device, the changeover from submerged nutrition to basal nutrition takes place, for example, by moving the fork light barrier 98 correspondingly downwards, then lowering the excess culture fluid by manual emptying to a level well below the level desired for basal nutrition and then the liquid level, under the control of the output signal of the fork light barrier 98 , which is now adjusted, can rise to the level for basal nutrition.
Für eine automatische Umschaltung zwischen diesen beiden Ernährungsvarianten wird vorzugsweise aber eine zweite Gabellichtschranke vorgesehen, die fest auf dem Niveau für basale Ernährung eingestellt wird. Für diese zweite Gabellichtschranke ist dann eine zweite Regelstrecke vorgesehen, die derjenigen nach Fig. 8 entspricht, mit dem Unterschied, daß der Reed-Kontakt 116 dann das Abführen von Kulturflüssigkeit steuert, also das Arbeiten einer bidirektionalen Pumpe im Sinne eines Abführens von Kulturflüssigkeit.For an automatic switchover between these two nutritional variants, however, a second forked light barrier is preferably provided, which is fixed at the level for basal nutrition. A second controlled system is then provided for this second fork light barrier, which corresponds to that according to FIG. 8, with the difference that the reed contact 116 then controls the removal of culture fluid, that is to say the operation of a bidirectional pump in the sense of a removal of culture fluid.
Die verschiedenen mechanischen Komponenten der oben beschriebenen Kulturvorrichtung sind, soweit sie starre Komponenten sind, vorzugsweise aus Glas ausgeführt. Diese Komponenten können somit bei Temperaturen von 120°C problemlos sterilisiert werden und können vor dem Durchführen von Versuchen in einen einwandfreien keimfreien Ausgangszustand versetzt werden. Die verschiedenen oben beschriebenen Schlauchverbindungen bestehen vorzugsweise aus Silicon-Schlauchmaterial, welches ebenfalls bei 120°C problemlos sterilisierbar ist.The various mechanical components of the above described culture device are insofar as they are rigid Components are, preferably made of glass. This Components can therefore be used at temperatures of 120 ° C can be easily sterilized and can be carried out before of attempts into a perfect aseptic Initial state are shifted. The different above described hose connections preferably consist of Silicone tubing, which is also at 120 ° C can be easily sterilized.
Wie oben dargestellt, wird zur Einregelung des Pegels der Kulturflüssigkeit in den verschiedenen Kulturbehältern 12 nur ein einziger Pegelfühler verwendet. Aus diesem Grunde ist es notwendig, die verschiedenen Kulturbehälter 12 alle exakt auszufluchten, derart, daß die Flächen, auf denen die Zellkulturen wachsen, in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegen. Für eine Zwangspositionierung der verschiedenen Kulturmodule und für ein Verrasten der Kulturmodule im Außengehäuse sind zwei Positionierleisten 118 und 120 vorgesehen, die mit den Vorderkanten bzw. Hinterkanten der unteren Platten der Temperiergehäuse 60 zusammenarbeiten.As shown above, only a single level sensor is used to regulate the level of the culture liquid in the different culture containers 12 . For this reason, it is necessary to exactly align the various culture containers 12 in such a way that the areas on which the cell cultures grow lie in a common horizontal plane. For forced positioning of the different culture modules and for locking the culture modules in the outer housing, two positioning strips 118 and 120 are provided, which cooperate with the front edges or rear edges of the lower plates of the temperature control housing 60 .
Bei den Prinzipdarstellungen in den Fig. 1 und 2 waren die Zellkulturinserte 15 schematisch als eingebaute Substrate dargestellt. In der Praxis handelt es sich bei den Zellkulturinserten 15 nicht um fest in die Kulturbehälter 12 eingebaute Komponenten, vielmehr um aus diesen entnehmbare Teile. Kommerzielle Zellkulturinserte haben, wie in Fig. 4 bei 122 für einen der Kulturbehälter 12 angedeutet, die Form eines zylindrischen Bechers mit einer ebenen Bodenwand 124 und einer zylindrischen Umfangswand 126. Durch Einsetzen der Zellkulturinserte 122 in die Kulturbehälter 12 und Fixierung mittels der Glasstege 57 ist gewährleistet, daß die verschiedenen Bodenwände 124 in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegen. Die Zellkulturinserte 122 sind insgesamt aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt, wie auch die Zellkulturinserte 15 der Fig. 1 und 2.In the schematic diagrams in Figs. 1 and 2, the cell culture inserts were 15 shown schematically as a built-in substrates. In practice, the cell culture inserts 15 are not components permanently installed in the culture containers 12 , but rather parts that can be removed from them. As indicated in FIG. 4 at 122 for one of the culture containers 12 , commercial cell culture inserts have the shape of a cylindrical beaker with a flat bottom wall 124 and a cylindrical peripheral wall 126 . By inserting the cell culture inserts 122 into the culture containers 12 and fixing them by means of the glass webs 57, it is ensured that the different bottom walls 124 lie in a common horizontal plane. The cell culture inserts 122 are made entirely of a porous plastic material, as are the cell culture inserts 15 of FIGS. 1 and 2.
Wie oben dargestellt, kann man bei der beschriebenen Kulturvorrichtung sehr einfach von submerser auf basale Ernährung der Zellkulturen umstellen. Durch Änderung der Temperatur der zugeführten Temperierflüssigkeit kann man eine weitere Variation der Wachstumsbedingungen vornehmen. Schließlich kann man dadurch, daß man dem Inneren des Außengehäuses 52 über eine Leitung 128 gasförmige Substanzen zuführt, die Zellkulturen vorgegebenen schädigenden oder therapeutischen Bedingungen aussetzen. Auf die gleiche Weise kann auch eine Exposition mit Aerosolen erfolgen.As shown above, in the culture device described, it is very easy to switch from submerged to basal cell culture nutrition. A further variation of the growth conditions can be carried out by changing the temperature of the bath liquid supplied. Finally, by supplying gaseous substances to the inside of the outer housing 52 via a line 128 , the cell cultures can be exposed to predetermined damaging or therapeutic conditions. Exposure to aerosols can also take place in the same way.
Analog zur direkten Behandlung mit Gasen und/oder Aerosolen lassen sich auch partikuläre Wirkstoffe unmittelbar mit den Zellkulturen in Kontakt bringen. Hierzu werden die Partikel, deren Auswirkung untersucht werden soll, auf die Zellkulturen aufgestäubt. Stimmt man die Dichten der Partikel und der Kulturflüssigkeit so aufeinander ab, daß die Partikel leichter sind als die Kulturflüssigkeit, so werden die Partikel mit dem Anheben des Pegels der Kulturflüssigkeit von der Zellkultur abgehoben. Ist die Kulturflüssigkeit dagegen abgesenkt (basale Ernährung), stehen die Partikel in Kontakt mit der Zellkultur. Derartige geeignete Partikel sind sehr feine Stäube, z. B. Holzstaub oder auch hydrophobe Partikel, welche sich in Suspension nur unzureichend oder gar nicht absetzen.Analogous to direct treatment with gases and / or aerosols can particulate active ingredients directly with the Bring cell cultures into contact. For this, the particles, the impact of which is to be investigated on the cell cultures dusted. If you match the densities of the particles and the Culture liquid so that the particles are lighter than the culture fluid, so the Particles with raising the level of the culture fluid from of the cell culture. Is the culture fluid against it lowered (basal nutrition), the particles are in contact with the cell culture. Such suitable particles are very fine dusts, e.g. B. wood dust or hydrophobic particles, which are inadequate or not at all in suspension drop.
Diese verschiedenen Möglichkeiten der Zellkultur werden bei einfachem apparativen Aufbau der Kulturvorrichtung erhalten.These different possibilities of cell culture are discussed in get simple apparatus structure of the culture device.
Die oben beschriebenen Kulturvorrichtungen eignen sich gut für den universellen Einsatz käuflicher Zellkulturinserte. Die modulare Bauweise der Vorrichtung erlaubt auch eine problemlose Adaptation der Kulturbehälter ("Wells") an spezifische Insertgrößen.The culture devices described above work well for the universal use of commercial cell culture inserts. The modular design of the device also allows one easy adaptation of the culture containers ("wells") specific insert sizes.
Die Durchführung der Versuche ist sehr flexibel, pro Modul können drei parallele Versuchsansätze gefahren werden. Unter Einsatz aller Module der Kulturvorrichtung nach den Fig. 3 bis 7 können vier mal drei jeweils parallele Versuchsansätze gefahren werden. Dies erlaubt es zum Beispiel, zelluläre Reaktionen in Abhängigkeit von Konzentration und/oder Zeit zu ermitteln. The execution of the tests is very flexible, three parallel test approaches can be carried out per module. Using all the modules of the culture device according to FIGS. 3 to 7, four times three parallel test runs can be carried out. This allows, for example, cellular reactions to be determined as a function of concentration and / or time.
Verschiedene spezielle zellbiologische Fragestellungen, die
mit einer erfindungsgemäßen Kulturvorrichtung gelöst werden
können, sind zum Beispiel:
Various special cell biological questions that can be solved with a culture device according to the invention are, for example:
- 1. Behandlung von Zellen mit z. B. Gasen, Aerosolen oder Stäuben unmittelbar an der Luft-/Flüssigkeitsgrenz schicht.1. Treatment of cells with e.g. B. gases, aerosols or Dust directly at the air / liquid limit layer.
- 2. Zelluläre Interaktionen durch Cokultivierung verschiedener Zelltypen, z. B. von Epithelzellen und Fibroplasten.2. Cellular interactions through cocultivation different cell types, e.g. B. of epithelial cells and Fibroblasts.
- 3. Anheftungsverhalten von Zellen in einem System, das pulsierend mit Kulturflüssigkeit versorgt wird.3. Cell attachment behavior in a system that pulsating with culture fluid.
- 4. Differenzierung der Zellen von Kulturen bei basaler Kulturflüssigkeitsversorgung (Polarisierung).4. Differentiation of cells from cultures in basal Culture fluid supply (polarization).
- 5. Untersuchung zilientragender Zellen bei basaler und/oder intermittierender Versorgung mit Kulturflüssigkeit.5. Examination of cilia-bearing cells in basal and / or intermittent supply of culture fluid.
- 6. Kontinuierliche Analyse von Zellausscheidungsprodukten während der Versuche.6. Continuous analysis of cell excretion products during the trials.
- 7. Intermittierende Zugabe von wachstumsstimulierenden und wachstumsinhibierenden Wirkstoffen ohne Unterbrechung der Kulturführung.7. Intermittent addition of growth stimulating and growth-inhibiting agents without interruption the culture tour.
- 8. Intermittierende Zugabe von den unter 6. genannten Stoffen während der Exposition von Zellen mit Wirk- oder Schadstoffen.8. Intermittent addition of those mentioned under 6 Substances during the exposure of cells with active or Pollutants.
In den Fig. 3 bis 7 wurde eine Kulturvorrichtung gezeigt, die eine eigene Temperiereinrichtung hat. Sie kann jedoch, ebenso wie Kulturvorrichtungen ohne Temperiereinrichtung, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, zur Temperierung einfach in einen Temperierschrank gestellt werden. In FIGS. 3 to 7, a culture apparatus has been shown which has its own temperature control. However, just like culture devices without a temperature control device, as shown in FIGS. 1 and 2, it can simply be placed in a temperature control cabinet for temperature control.
Die Vorbereitung der Kulturvorrichtung für einen Versuch
verläuft im einzelnen folgendermaßen:
Die Kulturvorrichtung wird in zusammengebautem Zustand,
jedoch ohne Zellkulturinserte, Versorgungseinrichtung und
Pegelfühler, bei 120°C im Autoklaven für 30 Minuten
autoklaviert, ebenso sonstige benötigte Materialien, wie
Pumpenschläuche, Pinzetten zum Einsetzen der
Zellkulturinserte, Flaschen zur Aufnahme des Kulturmediums
usw. Nach dem Autoklavieren wird der Pegelfühler in einer
Reinraumwerkbank montiert. Danach erfolgt der Anschluß des
Mediumsschlauches an die Pumpe und die Einstellung der
Pumpengeschwindigkeit für die vorgesehenen
Versuchsbedingungen. Vor dem Einsetzen der Zellkulturinserte,
die einzeln verpackt und steril vom Hersteller geliefert
werden, wird die Kulturvorrichtung einmal mit dem Zelltyp
spezifischen Kulturmedium gefüllt und wieder entleert
(gespült), wonach das dabei verwendete Medium verworfen wird.
Anschließend wird die gesamte Kulturvorrichtung bis unterhalb
der Kulturgefäße mit dem Zelltyp-spezifischen Medium gefüllt,
und die vorbereiteten Zellkulturinserte werden in der
Reinraumwerkbank mittels einer Pinzette eingesetzt.
Anschließend wird das gewählte Programm zur Pumpensteuerung
gestartet, und die Kulturvorrichtung wird gegebenenfalls in
den Temperierschrank überführt.The preparation of the culture device for an experiment proceeds as follows:
The culture device is autoclaved in the assembled state, but without cell culture inserts, supply device and level sensor, at 120 ° C. in an autoclave for 30 minutes, as well as other required materials, such as pump tubes, tweezers for inserting the cell culture inserts, bottles for holding the culture medium, etc. after autoclaving the level sensor is installed in a clean room workbench. Then the medium hose is connected to the pump and the pump speed is set for the intended test conditions. Before inserting the cell culture inserts, which are individually packaged and supplied sterile by the manufacturer, the culture device is filled once with the cell type-specific culture medium and emptied again (rinsed), after which the medium used is discarded. The entire culture device is then filled with the cell-type-specific medium to below the culture vessels, and the prepared cell culture inserts are inserted into the clean room workbench using tweezers. The selected pump control program is then started and the culture device is transferred to the temperature control cabinet, if necessary.
Das Programm kontrolliert einen Zyklus, der aus den Schritten (1) Vorpumpen und Kulturzeit und (2) Rückpumpen und Warten besteht.The program controls a cycle that consists of the steps (1) back pumping and culture time and (2) back pumping and waiting consists.
Nach Initialisierung führt die Pumpe ihre Vorpump-Funktion eigenständig durch. Hierzu wird zuvor je nach Zelltyp und Kultivierungsart die adäquate Pumpgeschwindigkeit gewählt. Das Programm überwacht das Ausgangssignal der Photozelle und regelt die Beendigung der Pumpaktivität, sobald der gewünschte Pegelstand erreicht ist. Typischerweise erfolgt die Beendigung der Pumpaktivität erst nach zwei- oder mehrmaliger, vom Programm überwachter Signaldetektion. Dies erlaubt die Vermeidung der Detektion von Fehlsignalen, die bspw. durch Blasenbildung hervorgerufen werden können und bei einmaliger Signaldetektion zu einer vorzeitigen und unerwünschten Beendigung der Pumpaktivität führen würden. Die nachfolgende Kulturzeit, ist bevorzugt wähl- und einstellbar.After initialization, the pump performs its priming function independently by. Depending on the cell type and Cultivation type selected the adequate pumping speed. The program monitors the output signal of the photocell and regulates the termination of pumping activity as soon as the desired level is reached. Typically done the end of the pumping activity only after two or repeated signal detection monitored by the program. This allows the detection of false signals to be avoided For example, can be caused by bubbles and at one-time signal detection to a premature and would lead to undesired termination of the pumping activity. The subsequent cultivation time, is preferably selectable and adjustable.
Nach Ablauf der Kulturzeit wird der Abpumpvorgang des Mediums initialisiert, wobei wiederum die Pumpgeschwindigkeit wähl- und einstellbar ist. Aus der gewählten Abpumpgeschwindigkeit und dem Volumen des Mediums ergibt sich die für den Abpumpvorgang erforderliche Wartezeit.After the culture period has ended, the medium is pumped out initialized, again selecting the pump speed and is adjustable. From the selected pumping speed and the volume of the medium results in that for the Drainage required waiting time.
Der vorgenannte, vom Programm gesteuerte Zyklus kann einmal, zweimal oder mehrmals durchlaufen werden.The aforementioned cycle controlled by the program can be done once, be run twice or more.
Die Zellkulturinserte können jederzeit in der Reinraumwerkbank entnommen werden. Dazu wird das Computerprogramm angehalten. Falls nur einige Inserte entnommen werden, kann das Programm wieder gestartet werden.The cell culture inserts can at any time in the Clean room workbench can be removed. This will be Computer program stopped. If only a few inserts the program can be started again.
Zur Reinigung wird die gesamte Kulturvorrichtung mehrmals mit Aqua dest. gespült. Die Glasteile lassen sich problemlos auch mit Alkohol oder anderen Reinigungsmitteln säubern.The entire culture device is used several times for cleaning Aqua dest. rinsed. The glass parts can also be easily clean with alcohol or other cleaning agents.
Obenstehend wurde die Erfindung anhand spezieller Pegelfühler beschrieben. Es versteht sich, daß auch andere Pegelfühler geeignet sind, die die Lage des momentanen Flüssigkeitspegels im Kulturbehälter 12 erkennen lassen und ein entsprechendes Ausgangssignal bereitstellen. Hierzu gehören schimmergesteuerte Fühler, nach dem dielektrischen Prinzip arbeitende Fühler, eine Mehrzahl in vertikaler Richtung beabstandeter Elektroden aufweisende Fühler und Infrarot- und Ultraschall-Fühler.The invention has been described above with the aid of special level sensors. It goes without saying that other level sensors are also suitable which allow the position of the current liquid level in the culture container 12 to be recognized and provide a corresponding output signal. These include shimmer-controlled sensors, sensors working according to the dielectric principle, a plurality of sensors having electrodes which are spaced apart in the vertical direction, and infrared and ultrasonic sensors.
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