DE202007013405U1 - Illumination device for laboratory vessels - Google Patents
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Abstract
Beleuchtungseinrichtung für Laborgefäße (1), aufweisend einen flächigen Träger (6), dessen eine Seite mit mehreren über den Träger (6) verteilten Leuchtdioden (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) in eine Gefäßhalterung integriert ist, welche dazu ausgelegt ist, ein Laborgefäß (1) so zu haltern, dass der Boden des Laborgefäßes (1) der mit Leuchtdioden (7) versehenen Seite des Trägers (6) zugewandt ist.lighting device for laboratory vessels (1), comprising one flat carrier (6), whose one side with several over the light emitting diode (7) distributed in the carrier (6) is provided, characterized in that the carrier (6) in a vessel holder integrated, which is designed to be a laboratory vessel (1) Hold so that the bottom of the laboratory vessel (1) the side of the carrier provided with light-emitting diodes (7) (6) faces.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für (zumindest teiltransparente) Laborgefäße, welche einen flächigen Träger aufweist, dessen eine Seite mit mehreren über den Träger verteilten Leuchtdioden versehen ist.The The present invention relates to a lighting device for (at least partially transparent) laboratory vessels, which a flat carrier having one side with several light emitting diodes distributed over the carrier is provided.
Den Inhalt von Laborgefäßen, insbesondere Schüttelkolben, zu beleuchten, ist eine gängige Maßnahme in biotechnischen Labors, um den Stoffwechsel phototropher Zellen zu beeinflussen bzw. das Zellwachstum photoautotropher Organismen überhaupt erst zu ermöglichen.The Contents of laboratory vessels, in particular shake flasks, to illuminate is a common measure in biotechnical Laboratories to influence the metabolism of phototrophic cells or cell growth of photoautotrophic organisms at all first to allow.
Bei der kleinmaßstabigen axenische Submerskultivierung phototropher Organismen werden bislang zur Beleuchtung von (in aller Regel gläsernen) Schüttelkolben meist Inkubatoren verwendet, in denen die Kolben von oben, in der Regel mittels Leuchtstoffröhren, angestrahlt werden. Aufgrund des durch die meist konische Form typischer Schüttelkolben bedingten ungünstigen Lichteintrittswinkels kommt es dabei zu großen Lichtverlusten, außerdem führt der Verschluss der Kolben zu Abschattungseffekten. Diese und andere Faktoren führen zu einer inhomogenen Lichtverteilung. Hinzu kommt, dass die verwendeten Lichtquellen oft nicht regelbar und die Auswahl der von konventionellen Lichtquellen emittierten Lichtspektrem recht begrenzt ist. Die Verwendung farbiger Filter zur Beeinflussung des Lichtspektrums würde zu weiteren Lichtverlusten führen.at small-scale axenic submersing phototrophic Organisms have been used to illuminate (usually glassy) Shake flasks mostly used incubators in which the Piston from above, usually by means of fluorescent tubes, be illuminated. Because of the usually conical shape typical Shake flask conditional unfavorable light entry angle comes It thereby leads to large light losses, also leads the closure of the piston to shading effects. These and others Factors lead to an inhomogeneous light distribution. in addition comes that the light sources used are often not adjustable and the selection of light spectrums emitted by conventional light sources is quite limited. The use of colored filters to influence of the light spectrum would lead to further light losses.
Die
Gebrauchsmusterschrift
Die erläuterten Einschränkungen in Form von Lichtverlusten und Abschattungsproblemen sind auch hier in kauf zu nehmen.The explained limitations in the form of light losses and shading problems are also here to buy.
Allen genannten Einrichtungen zur Beleuchtung von Laborgefäßen in Inkubatoren ist zudem gemeinsam, dass beim gleichzeitigen Beleuchten mehrerer Laborgefäße in einem Inkubator weitere Probleme auftreten können. Je nachdem wie die Laborgefäße positioniert werden, ist der Lichteinfall von Gefäß zu Gefäß unterschiedlich. Die Unterschiede sind hierbei oft noch größer, als die bereits innerhalb eines Gefäßes zu beobachtenden Inhomogenitäten. Sollen dagegen einzelne Laborgefäße unterschiedlich beleuchtet werden, ist dies in einem auf herkömmliche Weise beleuchteten Inkubator nur höchst eingeschränkt realisierbar.all said devices for the illumination of laboratory vessels In incubators is also common that when lighting simultaneously several laboratory vessels in one incubator another Problems can occur. Depending on how the lab vessels are positioned, the light incidence of the vessel is too Vessel different. The differences are here often even larger than those already inside a vessel observable inhomogeneities. On the other hand, should individual Laboratory vessels are illuminated differently, this is in a conventionally illuminated incubator only very limited feasible.
Angesichts der im Umgang mit dem beschriebenen Stand der Technik auftretenden Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Beleuchtung von Laborgefäßen, insbesondere Schüttelkolben, auf eine Weise zu ermöglichen, welche eine möglichst homogene, je nach Einsatzzweck auch individuell steuerbare Lichtintensität im Gefäßinneren gewährleistet. Vorzugsweise soll das Lichtspektrum dabei einstellbar sein.in view of the occurring in dealing with the described prior art Problems it is the object of the present invention, the lighting of laboratory vessels, in particular shake flasks, in a way to allow which one as possible homogeneous, depending on the purpose also individually controllable light intensity ensured inside the vessel. Preferably the light spectrum should be adjustable.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung können gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11 gestaltet sein.According to one Aspect of the present invention achieves this object by a Lighting device solved according to claim 1. advantageous Embodiments of the invention may according to a of claims 2 to 11 be designed.
Besonders vorteilhaft können Schüttler und Inkubatoren mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung(en) ausgestattet werden. Der Einsatz mehrerer erfindungsgemäßer Beleuchtungseinrichtungen auf einem Schüttler oder in einem Inkubator ermöglicht individuelle bzw., je nach Erfordernis, die jeweils gleichen Beleuchtungsbedingungen für jedes einzelne Laborgefäß. Denn durch die erfindungsgemäße Beleuchtung der Schüttelkolben oder sonstigen Laborgefäße einzeln von unten lassen sich beleuchtete und unbeleuchtete sowie unterschiedliche beleuchtete Schüttelkolben gemeinsam auf einem Schüttler inkubieren. Die für das einzelne Gefäß individuell einstellbare Lichtintensität und Lichtspektren ermöglichen Versuchsreihen mit unterschiedlich beleuchteten Schüttelkolben (unbeleuchtet/beleuchtet, verschiedene Spektren, verschiedene Lichtintensität) gleichzeitig auf einem Schüttler bzw. in einem Inkubator.Especially Shakers and incubators can be advantageous one or more illumination devices according to the invention be equipped. The use of several inventive lighting devices on a shaker or in an incubator individual or, as required, the same lighting conditions for every single laboratory vessel. Because by the illumination of the shake flask according to the invention or other laboratory vessels individually from below Illuminated and unlit as well as different lit ones Shake flasks together on a shaker. The individual for the individual vessel allow adjustable light intensity and light spectra Test series with differently illuminated shake flasks (unlit / illuminated, different spectra, different light intensity) at the same time on a shaker or in an incubator.
Die weitgehend homogene Lichtverteilung im einzelnen Laborgefäß wird durch Leuchtdioden (LEDs) realisiert, die in die Gefäßhalterung integriert sind und elektronisch gesteuert werden können. Durch Auswahl, Anordnung und Ansteuerung der LEDs läßt sich eine fast unbegrenzte Vielfalt an definierten Beleuchtungsverhältnissen umsetzen. So können beispielsweise warmweiße SMD-LEDs (Surface Mounted Device-Technik) mit sonnenlichtähnlichem Spektrum eingesetzt werden. Die kompakte Bauform von SMD-LEDs erlaubt bei Verwendung mehrschichtiger Leiterplatten eine sehr dichte Bestückung der Platinenoberfläche mit LEDs; bis zu 75% der Oberfläche kann mit LEDs bedeckt werden. Es sind dem Sonnenlicht vergleichbare Lichtintensitäten von über 2000 μE/(m2s) möglich. Für hohe Lichtintensitäten kann vorteilhafterweise eine aktive oder passive, vorzugsweise rückseitige, Kühlung der Leiterplatte vorgesehen werden. Die elektronische Ansteuerung kann ganz den Anwenderwünschen angepasst werden, etwa zur Erzeugung und Untersuchung bestimmter Hell/Dunkel-Zyklen. Beispielsweise ist ein schnelle Ansteuerung bis in den Kiloherzbereich realisierbar.The largely homogeneous light distribution in the individual laboratory vessel is realized by light emitting diodes (LEDs), which are integrated into the vessel holder and can be electronically controlled. By selecting, arranging and controlling the LEDs, an almost unlimited variety of defined lighting conditions can be implemented. Thus, for example, warm white SMD LEDs (Surface Mounted Device technology) can be used with sunlight-like spectrum. The compact design of SMD LEDs allows a very dense assembly of the PCB surface with LEDs when using multilayer printed circuit boards; Up to 75% of the surface can be covered with LEDs. It is the sunlight comparable light intensities of about 2000 uE / (m 2 s) possible. For high light intensities, an active or passive, preferably backside, cooling of the printed circuit board can advantageously be provided. The electronic control It can be completely adapted to the user's wishes, for example for generating and examining certain light / dark cycles. For example, a fast control can be realized up to the kilohertz range.
Erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtungen lassen sich im Grunde zusammen mit allen Typen herkömmlicher Schüttler und klimatisierter Inkubatoren einsetzen. Die besonders bevorzugte Ausführungsform, wonach die Gefäßhalterung eine gedichtete Einhausung aufweist, in welcher der Träger angeordnet ist, ist zudem für den Einsatz in Wasserbädern geeignet. Eine wasserdichte Einhausung verinfacht auch die Reinigung der gesamten Einheit, was insbesondere im S1-Bereich interessant ist.invention Lighting equipment can basically be combined with all Types of conventional shakers and air-conditioned Use incubators. The particularly preferred embodiment, after which the vessel holder is a sealed enclosure in which the carrier is arranged is also suitable for use in water baths. A Waterproof enclosure also simplifies the cleaning of the entire Unit, which is particularly interesting in the S1 range.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Wärmeabstrahlung durch die eingesetzten Lichtquellen gering ist. Eine genaue Temperierung der Laborgefäße auch während deren Beleuchtung ist somit erleichtert. Insbsondere die vorzugsweise vorgesehene Fertigung des Trägers aus einer Leiterplatte mit Metallkern (z.B. Aluminiumkern) ermöglicht einen guten Wärmeabtransport.One Another significant advantage of the invention is that the heat radiation through the light sources used is low. An accurate temperature control of the laboratory vessels even during their lighting is thus facilitated. Insbsondere the preferably provided production of the carrier a metal core circuit board (e.g., aluminum core) a good heat dissipation.
Vorzugsweise ist die Gefäßhalterung so konstruiert, dass zwischen dem Gefäßboden und den LEDs ein Spalt ist. Diese Maßnahme erlaubt eine homogenere Lichtverteilung, eine bessere Temperierung des Gefäßinhaltes sowie einen geringeren Wärmeeintrag der Beleuchtungseinheit in den Gefäßinhalt.Preferably the vascular holder is constructed so that between the bottom of the vessel and the LEDs is a gap. These Measure allows a more homogeneous light distribution, a better temperature control of the vessel contents and a lower heat input of the lighting unit in the Vessel contents.
Die Gefäßhalterung kann mit unterschiedlichsten herkömmlichen Befestigungsmitteln zum Haltern der zu beleuchtenden Laborgefäße ausgestattet sein. Neben umlaufenden und unterprochenen Rändern oder auch flachen Auflagen mit rutschfesten Einsätzen können je nach zu halterndem Gefäß beispielsweise Schellen, Klammern, Schlingen, Haltestifte, Klemmen, Pratzen, Anschläge, Haltearme etc. aus unterschiedlichsten, beispielsweise auch nach ihrer Korrosionsbeständigkeit auswahlbaren Materialien, jeweils alleine und/oder in Kombination vorgesehen werden. Vorzugsweise ist die Gefäßhalterung dabei an unterschiedliche Gefäßgeometrien anpassbar. Auch ein modularer Aufbau der Beleuchtungseinrichtung, bei welchem unterschiedliche oder unterschiedlich dimensionierte Befestigungsmittel beispielsweise über einen Schnellverschluss mit einem den Träger enthaltenden Grundmodul verbindbar sind, ist möglich.The Vessel holder can with a variety of conventional Fasteners for holding the laboratory vessels to be illuminated be equipped. In addition to circumferential and underlined edges or flat pads with non-slip inserts can depending on the vessel to be held, for example, clamps, Clamps, slings, holding pins, clamps, claws, stops, Holding arms, etc. from different, for example, after their corrosion resistance selectable materials, be provided alone and / or in combination. Preferably the vessel holder is different Vascular geometries customizable. Also a modular one Structure of the lighting device in which different or differently sized fasteners, for example via a quick release with a carrier containing Basic module are connectable, is possible.
Im Grunde lässt sich die vorliegende Erfindung somit für jegliche Form von Laborgefäß einsetzen, sofern dessen Unterseite eine hinreichende Lichdurchlässigkeit besitzt.in the Basically, the present invention is therefore suitable for use any form of laboratory vessel, provided that its underside a sufficient Lichdurchlässigkeit has.
Besonders vorteilhaft ist zudem, dass erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtungen bei allen gängigen Schüttlern und Inkubatoren nachgerüstet werden können.Especially It is also advantageous that lighting devices according to the invention for all common shakers and incubators can be retrofitted.
Grundsätzlich kann jede im Rahmen der vorliegenden Anmeldung beschriebene bzw. angedeutete Variante der Erfindung besonders vorteilhaft sein, je nach wirtschaftlichen und technischen Bedingungen im Einzelfall. Soweit nichts gegenteiliges dargelegt ist, bzw. soweit grundsätzlich technisch realisierbar, sind einzelne Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen austauschbar oder miteinander sowie auch mit aus dem Stand der Technik per se bekannten Maßnahmen kombinierbar.in principle Any information described in the context of the present application or indicated variant of the invention be particularly advantageous, depending according to economic and technical conditions in individual cases. Unless otherwise stated, or in principle technically feasible, are individual features of the described embodiments interchangeable or with each other as well as with the state of the art per se known measures combinable.
Nachfolgend werden anhand der zugehörigen Zeichnungen Beispiele bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die Zeichnungen sind dabei rein schematische und, aus Gründen der Anschaulichkeit, nicht maßstäbliche Darstellungen. Insbesondere können Verhältnisse der Abmessungen zueinander von tatsächlichen Ausführungen abweichen.following Examples will be more preferred with reference to the accompanying drawings Embodiments of the present invention in more detail explained. The drawings are purely schematic and, for the sake of clarity, not to scale Representations. In particular, conditions can the dimensions of each other of actual designs differ.
Einander entsprechende Elemente sind in den einzelnen Figuren jeweils, soweit sinnvoll, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding elements are in each of the figures, as far as Useful, provided with the same reference numerals.
Der
Kultursuspension
Unter
einer Scheibe
Die
Beleuchtungseinrichtung verfügt über eine eingeschraubte,
dichtende Kabeldurchführung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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