DE2614542A1 - Verfahren zur entnahme von reaktionsgut aus unter sterilen bedingungen arbeitenden reaktoren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung - Google Patents

Verfahren zur entnahme von reaktionsgut aus unter sterilen bedingungen arbeitenden reaktoren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung

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DE2614542A1
DE2614542A1 DE19762614542 DE2614542A DE2614542A1 DE 2614542 A1 DE2614542 A1 DE 2614542A1 DE 19762614542 DE19762614542 DE 19762614542 DE 2614542 A DE2614542 A DE 2614542A DE 2614542 A1 DE2614542 A1 DE 2614542A1
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Description

  • Verfahren zur Entnahme von Reaktionsgut aus unter sterilen Bedin-
  • gungen arbeitenden Reaktoren und Vorrichtung zu seiner Durchführung.
  • Für steril geführte, insbesondere biologische Prozesse, wie mit mikrobiellen, tierischen und pflanzlichen Zellkulturen ist eine Ent nahme von Reaktionsgut zur Prozessüberwachung erforderlich.
  • Hierbei sind besondere Maßnahmen notwendig, um eine Kontamination des Reaktionsgutes und gegebenenfaus des Probegutes auszuschließen.
  • Nach dem Stand der Technik werden zur Entnahme von Reaktionsgut zur Gewährleistung aseptischer Bedingungen üblicherweise dampfsterilisierte Magnetventile in verschiedenartiger Anordnung verwendet (1). Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß vor und nach der Probenahme jeweils mit Dampf sterilisiert werden muß, und damit das Probe gut zwangsläufig mit erhitzten Teilen in Berührung kommt.
  • Um die Anwendung von Dampf zu vermeiden, werden verschiedene Anordnungen beschrieben, wobei hier nur zwei der am weitesten entwickelten beschrieben werden Eine solche Anordnung verwendet~zwei in Serie geschaltete Drei-Wege Ventile, und Sterilluft (2). Das erste Ventil am Reaktor wird im Ruhestand von steriler Luft zum weiten Ventil hin durchströmt. Zur Probeentnahme wird das erste Ventil zum Reaktor hin geöffnet, so daß die Probe über das zweite Ventil wahlweise als Vorlauf verworfen oder in ein Proberöhrchen läuft. Obwohl die Strecke zwischen erstem und zweitem Ventil im Ruhezustand von steriler Luft durchströmt wird, kann Ober das im nicht sterilen Bereich endenden Mllndungsstilck durch Rückwachstum,. beispielsweise Wandwachstum eine Infektion des Reaktorgutes eintreten, wobei bekanntlich auch keine dazwischengeschalteten Ventile einen Schutz darstellen. Außerdem muß bei beiden geschilderten Anordnungen stets ein Vorlauf zur Entnahme einer repräsentativen Probe erfolgen.
  • Die Gefahr des Rückwachstums bei der Probeentnahme verhindert eine Anordnung, bestehend aus einem Drei-Wege-Ventil, dessen MUndungsstück von einer Glocke umgeben ist, an deren unterem Rand sich ein erhitzter Metallring befindet. (2). Es ist offensichtlich, - daß durch Konvektion der unsterilen umgebenden Luft, die keimtötende Barriere, bestehend aus dem erhitzten Metallring, leicht übersprungen wird.
  • Keines der beiden zuletzt geschilderten Verfahren schließt damit sicher eine Kontimination des Reaktorgutes durch Wand- oder Rückwachstum aus.
  • Keines der Verfahren gewährleistet, daß das Probegut durch die umgebende unsterile Luft ohne Anwendung der in der Mikrobiologie üblichen Flamme frei von Kontamination bleibt, und keines der Verfahren gestattet die Entnahme einer repräsentativen Probe ohne Vorlauf.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Entnahme von Reaktionsgut aus unter sterilen Bedingungen arbeitenden Reaktoren so zu vereinfachen und zu verbessern, daß ein repräsentatives Probevolumen schnell und in einfacher Weise aus gut durchmischten Zonen des Reaktors entnommen werden kann, ohne daß die Gefahr der Kontamination des gesamten Reaktorinhalts durch äußere Infektionsquellen besteht und daß das Probe gut selbst frei von jedweden Kontaminationen bleibt.
  • Es wurde nun ein Verfahren zur Entnahme von Reaktionsgut aus unter sterilen Bedingungen arbeitenden Reaktoren gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß steriles Gas durch ein Drei-Wege-Ventil (1) in einen sterilen Probenahme-Raum (6) durch das Endstück (2) der Probeentnahmestrecke (3) einströmt, diesen durchströmt und kelmfreihält, danach das sterile Proberöhrchen (4) durch die untere Öffnung (10) in den Probeentnahme-Raum (6) eingeführt wird, danach das Drei-Wege-Ventil (1) so eingestellt wird, daß die sterile Luft die Probeentnahmestrecke (3) zum Reaktor freidrückt und durchströmt, danach das Drei-Wege-Ventil (1) so eingestellt wird, daß das Reaktionsgut durch einen Überdruck im Reaktor über das Endstück (2) in das sterile Proberöhrchen (4) einströmt, hierauf das Proberöhrchen (4) der Probenahmekammer entnommen wird, danach das Drei-Wege-Ventil so umgestellt wird, daß kein Reaktionsgut mehr einströmt und steriles Gas die Probeentnahmestrecke (3) zum Reaktor hin freidrückt und danach das Drei-Wege-Ventil (1) so umgestellt wird, daß die Reste des Reaktionsgutes im Endstück (2) aus dem Probeentnahme-Raum (6) austreten und das sterile Gas den Probeentnahme-Raum (6) über das Endstück (2) wieder durchströmt. Weiter wurde ein Verfahren gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Probenahme-Raum (6) ständig und oder während der Probeentnahme zusätzlich von sterilem Gas, gegebenenfalls über eine Umgehungsvorrichtung (7) in Verbindung mit einem zusätzlichen Ventil (13) oder T-Verteiler durchströmt wird und hierbei das Endstück (2) zusätzlich von außen mit sterilem Gas angeströmt wird.
  • Ferner wurde ein Verfahren gefunden, welches zur Entnahme von durch Umgebungsluft unkont aminierten Probegutes, dadurch gekennzeichnet ist, daß ein mit Kapsenbergkapseln (15) verschlossenes Proberöhrchen verwendet vrird, welches zunächst nach Einwickeln in Alufolie einer Wasserdampf- oder Hitzesterilisation unte rworfen wird, so daß sämtliche Innen- und Außenteile des Proberöhrchens und der Kapsenbergkapsel (15) geschützt durch die Alufolie steril sind, und daß nun zur Probenahme im Bereich der aus dem unteren Teil (5) der Probenahmekammer (8) ausströmenden Sterilluft die Alufolie von oben nach unten unter gleichzeitigem Einschieben des verschlossenen Proberöhrchens a die Probenahmekammer abgezogen wird, daß die Kugel (16) des auf einem Stift (17) sitzenden Kapsenbergkapsel (15) durch manuelle Manipulation des Proberöhrchens (4) in die seitlich sitzende zweizinkige Gabel (18) der Probenahmekammer eingelegt wird, so daß durch nach unten Ziehen des Proberöhrchens der Kapsenbergkapsel (16) an der Gabel hängen bleibt und das geöffnete Proberöhrchen (8) nun zur Probeentnahnie nachdem in Anspruch 1 genannten Verfahren dient, daß hierauf das Proberöhrchen (8) wiederum von unten in dia Kapsenbergkapsel eingeführt wird, durch seitliches Ausfahren unter geringem Anheben derKugel (16) die Kapsenbergkapsel (15) der Gabel entnommen wird um das verschlossene sterile Probe enthaltende Proberöhrchen der Probeentnahmekammer zu entnehmen.
  • Weiterhin wurde ein Verfahren gefunden, welchen dadurch gekennzeichnet ist, daß im unteren Teil (5) der Probenahmekammer (8) sich eine desinfizierende Lösung befindet» welche die gesamte Oberfläche bedeckt, und dadurch gekennzeichnet ist, daß für die ständige Durchströmung des Probeentnahmeraumes t (6) ein Gasgemisch mit desinfizierenden Eigenschaften verwendet wird.
  • Außerdem wurde eine Vorrichtung zur Entnahme von Reaktionsgut aus unter sterilen Bedingungen arbeitenden Reaktoren gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß diese aus der zylindrischen Probeentnahmekammer (8) besteht, die am oberen gewölbten Teil (9) an dessen höchster Stelle das Endstück (2) der Probeentnahmestrecke (3), sowie an seiner Seite das Ende der Umgehungsstrecke(7) für steriles Gas aufweist und an seinem unteren Teil (5) eine kreisförmige konzentrische Öffnung (10) aufweist, die in das Innere der Probeentnahmekammer (8) eingewölbt ist und ein Zylinderstück (11) trägt, welches gegebenenfalls die Füllhöhe des unteren Teils (5) filr die Aufnahme des desinfizierenden Körpers oder Flüssigkeit vergrößert.
  • Außerdem wurde eine Vorrichtung gefunden, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Mündungsstück (2) und die Eintrittsstelle der Umgehungsstrecke im oberen Teil (9) der Probeentnahmekammer (8) örtlich vertauscht sind, so daß nun auf der dem Mündungsstück gegenüberliegenden Seite Platz gewonnen wird zur Aufnahme der Kapsenbergkapsel (15) die über einen Stift (17) eine Kugel (16) auf ihrer oberen Stirnseite trägt, daß auf derselben Seite im oberen -Teil (9) der Probenahmekammer (8) eine zweigezinkte Gabel (18) zur Aufnahme dieser Kugel sitzt und darunter eine mechanische Vorrichtung (19) um die nach Einführen des Proberöhrchens (4), welches die Kapsenbergkapsel (15)trägt, und nach Einrasten der Kugel (16) in die Gabel (18) entstandene Lage der Kapsenbergkapsel (15) zu fixieren, so daß nach der Probenahme das geöffnete Proberöhrchen (4) ohne Schwierigkeiten wieder in die Kapsenbergkapsel (15) eingeführt werden kann, wobei die Kugel (16) gegen eine halbkugelförmige Aussparung (20) im oberen Teil (9) der Probenahmekammer (8) gedrückt wird, so daß bei dem notwendigem Gegendruck wie er während des Einschiebens auf tritt, die Kapsenbergkapsel (15) nicht abrutschen kann.
  • Weiterhin wurde eine Vorrichtung gefunden, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß diese im unteren Teil (5) der Probeentnahmekammer (8) saugfähiges Material (12) zur Aufnahme der desinfizierenden Lösung oder des Stoffes enthält, und dadurch gekennzeichnet ist, daß das saugfähige Material (12) aus saugfähigen Stoffen oder porösen Körpern besteht.
  • Ferner wurde eine Vorrichtung erfunden, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß oberhalb der Probeentnahmekammer (8) sich ein Drei-Wege-Ventil (1) befindet, welches wahlweise den Weg für das sterile Gas zum Endstück (2) oder über die Probeentnahmestrecke (3) zum Reaktor öffnet oder den Weg für das Probegut vom Reaktor über die Probeentnahmestrecke (3) zum Endstück (2) hin öffnet. und ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß vor Ventil (1) ein weiteres Drei-Wege-Ventil (13) oder ein T-Verteilerstück mit Drossel in der Umgehungsstrecke geschaltet ist, um während der Probenahme oder ständig über die Umgehungsstrecke (7) durch Anströmen des Mündungsstückes (2) einen Sterilluftstrom in der Probenahmekammer (8) zu gewährleisten.
  • Das Verfahren der Erfindung wird zur besseren Erläuterung in seiner einfachsten Ausführung bes pielsweise wie folgt ausgeführt. Zunächst wird die Vorrichtung an den Reaktor angeschlossen. Hierzu wird beispielsweise die gesamte Vorrichtung zunächst zusammen mit einem Sterilluftfilter vor Ventil (13) getrennt im Autoklaven bei 121ob im strömenden Dampf sterilisiert. Die reaktorseitige Probeentnahmestrecke (13) und der untere Teil (5) sind hierbei beispielsweise mit einer abnehmbaren Sterilabdeckung, z. B. Alufolie, versehen. Zum Anschluß an den getrennt sterilisierten Reaktor wird zunächst das Sterilluftfilter an die Preßluftleitung (Vordruck 1, 5 atü) angeschlossen und der Luftstrom auf ca. 1 Ltr/Min eingestellt, wobei die Sterilluft huber Ventil (1) über das Mündungsstück in die Probenahmekammer einströmt. Anschließend wird die Probenahmestrecke, die beispielsweise mit einer Impfnadel versehen ist durch Anstechen eines Septums in bekannter steriler Arbeitsweise an den Reaktor angeschlossen.
  • Es versteht sich von selbst, daß die gesamte Vorrichtung auch zusammen mit dem Reaktor sterilisiert werden kann, falls dieser selbst in einem Autoklaven sterilisiert wird und daß weitere verschiedene Techniken möglich sind, die Vorrichtung zusammen mit dem Reaktor zu sterilisieren. Anschließend wird das im unteren Teil vorgelegte poröse oder saugfähige Material beispielsweise Glaswatte oder Papier mit einer Lösung von beispielsweise 0, 2% Natriumazid oder 0, 1ovo Quecksilberchlorid in Wasser/Glycerin (50:50 V/V ) getränkt. In Ruheposition ist die Stellung der Drei-Wege-Ventile (1) und (13) nun so, daß Sterilluft aus dem Sterilluftfilter von der Eintrittsstelle (14) über das Mündungsstück (2) ausströmt.
  • Zur Vorbereitung der Probenahme werden zunächst die Drei-Wege-Ventile (1) und (13) von der Eintrittsstelle (14) der Sterilluft über Ventil (1) zum Reaktor hin geöffnet, so daß Über die Probeentnahmestrecke (3) Sterilluft unter Überdruck in den Reaktor strömt, um diesen von eingedrungenem Reaktionsgut freizuspülen. Dadurch soll erreicht werden, daß anschließend eine frische, repräsentative Probe aus dem Reaktor entnommen werden kann. Außerdem kann die Probeentnahmestrecke mit Reaktionsgut mehrmals gespült werden. Hierzu wird das Drei-Wege-Ventil (1) vom Reaktor Zum Mündungsstück (2) hin geöffnet, so daß Reaktionsgut durch Überdruck im Reaktor bis kurz vor das Drei-Wege-Ventil (1) strömt. Hierauf wird die oben beschriebene Prozedur zum Freispülen der Probeentnahmestrecke (3) wiederholt. Zur Probeentnahme selbst bleibt das Drei-Wege-Ventil (1) zunächst in der zuletzt beschriebenen Stellung, wShrend das Drei-Wege-Ventil (3) so umgelegt wird, daß die Sterilluft von der Eintrittsstelle (14) vor Sterilluft über Umgehungsstrecke (7) in den Probennahmeraum (6) eintritt. Nun wird ein getrennt sterilisiebtes, mit Kapsenbergkapsel versehenes Probe röhrchen unter das untere Teil (5) der Probenahmekammer (8) in der Art gehalten, daß es seine Öffnung während des Abnahmens des Verschlusses von der aus dem Probenahmeraum ausströmenden Sterilluft um strömt wird.
  • In geöffnetem Zustand wird es nun in die Probenahmekammer (8) so eingeschoben, daß sich das Mündungsstück (2) über dem Proberöhrchen (4) befindet. Nach Umlegen des Drei-Wege-Ventils (1) strömt durch Überdruck im Reaktor Probegut in das Röhrchen, bis das Drei-Wege-Ventil (1) wieder in seine alte Lage gebracht wird, also den Weg vom Drel-Wege-Ventil (13) zum Reaktor hin freigibt.
  • Das gefüllte Proberöhrchen (4) wird nun aus der Probenahmekammer (8) bis kurz unter deren unteren Teil (5) ausgefahren, so daß es weiterhin von Sterilluft umströmt wird.
  • Zum sterilen Verschließen des Proberöhrchens (4) kann in dieser Position beispielsweise ein weiterer steriler, am unteren Ende mit Alufolie abgedeckerKapsenbergkapsel aufgesteckt werden, wobei die Alufolie selbst im Bereich der austretenden Sterilluft kurz zuvor abgezogen wird, so daß Kontamination des Probegutes durch Umgebungsluft weitgehendst ausgeschlossen ist.
  • Anschließend wird zum Freispülen der Probeentnahmestrecke (3) das Drei-Wege-Ventil (13) zum Drei-Wege-Ventil (1) hin geöffnet, so daß Sterilluft in den Reaktor strömt, hierauf das Drei-Wege-Ventil (1) nun zm Mündungsstück (2) hin geöffnet, so daß im Mündungsstück (2) verbliebenes Probegut durch austretende Sterilluft verworfen wird. Es versteht sich von selbst, daß auch die Verwendung unsteriler Probe röhrchen möglich ist, oder daß der Rest des Probegutes im Mündungsstück (2) noch in das Proberöhrchen selbst überführt werden kann. Der notwendige Überdruck im Reaktor ist aus arbeitstechnischen Gründen meist ohnehin vorhanden und ist ansonsten vom Ort der Probenahme abhängig (hydrostatischer Druck).
  • Falls die Probeentnahmevorrichtung über den oberen Verschluß des Reaktors über eine Steigleitung angeschlossen ist, wird der notwendige Überdruck durch kurzzeitiges Drosseln der Abluft erzielt.
  • Bei anaeroben Prozessen oder Prozessen, die die Verwendung von Luft ausschließen, wird zum Erzielen eines Überdruckes beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid verwendet.
  • Im beschriebenen Verfahren wird die Probeentnahmekammer 8 beim Freispülen der Probeentnahmestrecke für kurze Zeit nicht von sterilem Gas durchströmt, was jedoch in der Praxis zu keinen Nachteilen führt.
  • Dies wird jedoch beispielsweise durch Ersetzen des Drei-Wege-Ventils (13) durch ein T-Verteilerstück und eine Drossel in der Umgehungsstrecke umgangen. Es ist leicht einsichtig, daß auch beide Gasstrecken über getrennte Druckminderer unabhängig mit sterilem Gas bedient werden können, beispielsweise indem zum Freispülen der Probeentnahme strecke (3) Stickstoff und für die Beschickung des Probenahmeraumes (6) .Luft - verwendet werden. Eine weitere Verbesserung ist die Entnahme von Proben unter Bedingungen, die auch eine Kontamination des entnommenen Probegutes durch Raumluft oder nichtsterile Teile praktisch vollständig ausschließen. Hierzu wird eine mit Kapsenbergkapsel (15) verschlossenes Proberöhrchen (4) zunächst mit Alufolie derart eingewickelt, daß letztere leicht von oben nach unten abzuziehen ist.
  • Nach einer Wasserdampfsterilisation oder Hitzesterilisation sind innere und äußere Teile des Proberöhrchens mit der Kapsenbergkapsel (15) geschützt durch die allseitig umgebende Alufolie vollkommen steril.
  • Zur Probenahme wird nun das Probe röhrchen soweit in das Zylinderstück (11) der Probenahmekammer (18) eingeschoben, so daß die Kapsenbergkapsel von der austretenden Sterilluft umströmt wird, hierauf wird von der Kapsenbergkapsel die Alufolie nach unten abgezogen und unter weiterem Abziehen des Proberöhrchens eingeschoben. Dadurch gelangen nur vollkommen sterile Teile in die Probeentnahmekammer.
  • Zur. Abnahme und Wiederaufsetzen der Kapsenbergkapsel ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Es haben sich Kapsenbergkapseln bewährt, die am oberen Ende eine Kugel auf einem Stift sitzend tragen.
  • Die Kugel dient dazu, daß nach Einrasten derselben in-eine Gabel (18), die seitlich unter dem oberen Teil (9) der Probeentnahmekammer angebracht ist, das Proberöhrchen durch manuelles Herabziehen zu öffnen und nach Probenahme durch Einschieben wieder zu verschließen.
  • Nach leichtem Anheben und seitlichem Ausrücken kann das steril verschlossene Proberöhrchen mit in keiner Weise kontaminierten Probegut der Probeentnahmekammer entnommen werden. Es hat sich zur Erleichterung des Einfahrens des Proberöhrchens (4) in die Kapsenbergkapsel bewährt, daß diese durch eine seitliche Rippe (19) mit einer halbkreisförmigen Aussparung zur Aufnahme derselben in einer leicht schrägen Position gehalten wird, wie sie beim Abnehmen der Kapsenbergkapsel entstanden ist. Andere Anordnungen, wie auch magnetische Halterung des Verschlusses sind denkbar. Neben der Automatisierung durch Anwendung Timer gesteuerter Magnetventile.
  • (Solenoid) ist auch eine Probeförderung in der Probeentnahmestrecke (3) durch eine peristaltische Pumpe möglich, wie es sich bei hochviskos en, mycelartigen oder flockigen Fluiden empfiehlt.
  • Die Vorrichtung zur Entnahme von Probegut aus unter sterilen Bedingungen arbeitenden Reaktoren besteht in ihrer einfachsten Ausführung aus Glas. Die konstruktiven Merkmale sind in Fig. 2 wiedergegeben. Die Probeentnahmekammer (8) besteht aus einem zylindrischen Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 40 mm und einer Höhe von 130 mm, doch sind diese Abmessungen in sehr weiten Grenzen variierbar. Im oberen gewölbten Teil (9) ist an der höchsten Stelle das Mitndungsstfick (2) eingeschmolzen, das einen Innendurchmesser von 5 bis 6 mm besitzt und 15 mm in den Probenahmeraum hineinragt. Seitlich vom Mündungsstück (2) ist das Glasrohr für die Umgehungsstrecke eingeschmolzen. Die Ventile (1) und (13) sind beispielsweise eingeschmolzene Drei-Wege-Glashähne mit konischen Küken mit Bohrungen von 3 bis 5 mm und sind mit Silikonfett gefettet und durch Gegenmuttern und Federn in der üblichen Weise gegen Lockerung des Sitzes und Herausfallen gesichert. Der untere Teil (5) der Probenahmekammer (8) ist nach innen gewölbt und trägt ein kreisförmiges konzentrisches Zylinderstück mit einer Höhe von ca. 25 mm und einem Innendurchmesser von ca. 25 mm.
  • Dadurch ergibt sich eine Füllhöhe für die Aufnahme des desinfizierenden Körpers von etwa 10 mm. Durch diese Öffnung wird das Proberöhrchen (4) eingefthrt, welches einen Außerdurchmesser von 16 bis 2Q mm und eine Länge von ca. 160 mm besitzt und eine passenden Kapsenbergkapsel (1 5) trägt. Die Probe entnahmestrecke vom Ventil (1) zum Reaktor hin besteht wie die Leitung vom Ventil (13) zum Sterilluftfilter hin aus mit Schlauchschellen gesichertem gewebeummantelten Silikonschlauch mit Innendurchmesser von ca. 8 mm, Falls wie oben beschrieben das Proberöhrchen (4) zusammen mit der Kapsenbergkapsel in den Probenahmeraum eingefahren wird, empfiehlt sich eine modifizierte Anordnung. Der Eintrittsort von Umgehungsstrecke und Mündungsstück werden ausgetauscht, wobei das Mündungsstück leicht angewinkelt ist und zur kreisförmigen Öffnung (10) zeigt.
  • Damit wird Raum zur Aufnahme des Kapsenbergverschlusses im gegenüberliegenden Teil der Probenahmekammer gewonnen. Zur Aufnahme der Kugel (16), die auf einem Stift auf der Kapsenbergkapsel (15) sitzt, dient eine im oberen Teil seitlich eingeschinolzene zweizinkige Gabel.
  • Zur Fixierung der Kapsenbergkapsel in der geometrischen Lage, wie sie beim Einfahren des Proberöhrchens und Einsetzen der Kugel in die Gabel entsteht, ist unter der Gabel eine mechanische Vorrichtung vorgesehen, Diese besteht aus einer Rippe mit einer Aufnahme der Kapsenbergkapsel geeigneten halbkreisförmigen Aussparung. Gabel und Rippe bestehen ebenfalls aus Glas oder aus eingeschmolzenen Metallteileng Das Verfah ren der Erfindung mit der Vorrichtung zu seiner Durchführung bietet den Vorteil, daß ohne Verwendung von sterilisierendem Heißdampf in einfachster, schneller und arbeitssparender Weise eine Probe ohne Kontamination sowohl für das Probegut wie den Reaktorinhalt aus unter sterilen Bedingungen arbeitenden Reaktoren entnommen werden kann. Der Ort der Probenahme und Standort des Reaktors sind voreinander weitgehend unabhängig, da durch vorhergehende 5 wiederholtes Freispülen der Probe entnahme strecke mit Sterilluft stets eine repräsentative Probe geringen Volumens (ab 3 ml) ohne Vorlauf über nicht durch Dampf erhitzte sterile Strecken entnommen wird, und daß damit auch keine Veränderungen am Probegut durch erhöhte Temperaturen etc. eintreten.
  • Insbesondere wird die Kontamination des Reaktorinhalts durch Rückwachstum infizierender Keime, besonders im Vergleich zu Verfahren, die Dampf vernaeiden, durch ein im sterilen Bereich mündendes EndstUck der Probenahmestrecke erreicht. Hierzu dient eine mit steriler Luft durchströmte Probeentnahmekammer. Die Gefahr der Infektion durch Probeentnahme ist hierdurch praktisch ausgeschlossen, die eine Quelle von Infektionen überhaupt darstellt. Indem das (verschlossene) Proberöhrchen in die Probenahmekammer selbst eingeführt und in der sterilen Probenahmekammer (8) selbst der Sten.k-erschluß (Kapsenbergkapsel) abgenommen und unter sterilen Bedingungen wieder aufgesetzt wird, wird trotz Ausschluß der sonst üblichen Flamme eine unkontaminierte Probe erhalten. Damit läßt sich das Verfahren auch in explosionsgefahrdeten Räumen und bei Prozessen mit leicht brennbaren Reaktanden (n- Alkanfermentationen, Knallgasfermentationen) anwenden. Mit Vorteil wird dieses Verfahren auch zur Probenahme zwecks mikrobiellen Untersuchungen, wie Sterilitätstest oder als Inoculum verwendet.

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Entnahme von Reaktionsgut aus unter sterilen Bedingungen arbeitenden Reaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß steriles Gas durch ein Drei-Wege-Ventil (1) in einen sterilen Probenahmeraum (6) durch das Endstück (2) der Probeentnahmestrecke (3) einströmt, diesen durchströmt und keimfrei hält, danach das sterile Proberöhrchen (4) durch die kreisförmige Öffnung (10) in den Probeentnahme-Raum (6) eingeführt wird, danach das Drei-Wege-Ventil (1) so eingestellt wird, daß die sterile Luft die Probeentnahmestrecke (3) zum Reaktor freidrückt und durchströmt, danach das Drei-Wege-Ventil(l) so eingestellt wird, daß das Reaktionsgut durch einen Überdruck im Reaktor über das Endstück (2) in das sterile Proberöhrchen (4) einströmt, hierauf das Proberöhrchen (4) der Probenahmekammer (8) entnommen wird, danach das Drei-Wege-Ventil (1) so umgestellt wird, daß kein Reaktionsgut mehr einströmt und steriles Gas die Probeentnahmestrecke (3) zum Reaktor hin freidruckt und danach das Drei-Wege-Ventil (1) so umgestellt wird, daß die Reste des Reaktionsgutes im Endstück (2) aus dem Probeentnahmeraum (6) aus treten und das sterile Gas den Probenahmeraum (6) über das Endstück (2) wieder durchströmt.
  2. 2. Verfahren.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenahmeraum (6) ständig und oder während der Probeentnahme zusätzlich von sterilem Gas, gegebenenfalls über eine Umgehungs strekke ; (7) in Verbindung mit einem zusKtzlichen Ventil (13) oder T-Verteiler durchströmt wird und hierbei das Endstück (2) zusätzlich von außen mit sterilem Gas angeströmt wird.
  3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2 zur Entnahme von durch Umgebungsluft unkontaminierten Probegutes, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Kapsenbergkapsel (15) verschlossenes Proberöhrchen (4) verwendet wird, welches zunächst nach Einwickeln in Alufolie einer Wasserdampf- oder Hitzesterilisation unterworfen wird, so daß samtliche Innen- und Außenteile d's Proberöhrchens (4) und der Kapsenbergkapsel (15) geschützt durch die Alufolie steril sind, und daß nun zur Probenahme im Bereich der aus dem unteren Teil (5) der Probenahmekammer (8) ausströmenden Sterilluft die Alufolie von oben nach unten unter gleichzeitigem Einschieben des verschlossenen Proberöhrchens in die Probenahmekammer abgezogen wird, daß die Kugel (16) des auf einem Stift (17) sitzenden Kapsenbergkapsel (15) durch manuelle Manipulation des Proberöhrchens (41 in die seitlich sitzende zweizinkige Gabel (18) der Probenahmekammer eingelegt wird, so daß durch nach unten Ziehen des Proberöhrchens die Kapsenbergkapsel (15) an der Gabel hängen bleibt und das geöffnete Proberöhrchen (8) nun zur Probeentnalime nach dem in Anspruch 1 genannten Verfahren dient, daß hierauf das Proberöhrchen (4) wiederum von unten in die Kapsenbergkapsel eingeführt wird, durch seitliches Ausfahren unter geringem Anheben die Kugel (16) der Kapsenbergkapsel (15) der Gabel entnommen wird um das verschlossene sterile Probe enthaltende Proberöhrchen der Probeentnahmekammer zu entnehmen.
  4. 4. . Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil (5) der Probenahmekammer (8) sich eine desinfizierende Lösung befindet, welche die gesamte Oberfläche bedeckt.
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die ständige Durchströmung des Probeentnahme-Raumes (6) ein Gasgemisch mit desinfizierenden Eigenschaften verwendet wird.
  6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus der zylindrischen Probeentnahmekammer (8) besteht, die am oberen gewölbten Teil (9) an dessen höchster Stelle das Endstück (2) der Probeentnahmestrecke (3), so wie an seiner Seite das Ende der Umgehungsstrecke (7) für steriles Gas aufweist und an seinem unteren Teil (5) eine kreisförmige konzentrische Öffnung (10) aufweist, die in das Innere der Probeentnahmekammer (8) eingewölbt ist und ein Zylinderstuck 11) trägt, welches gegebenenfalls die Füllhöhe des unteren Teils (5) für die Aufnahme des desinfizierenden Körpers oder Flüssigkeit vergrößert.
  7. 7. . Vorrichtung nach'Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mündungsstück (2) und die Eintrittsstelle der Umgehungsstrecke im oberen Teil (9) der Probeentnahmekammer (8) örtlich vertauscht sind, so daß nun auf der dem Mündungsstück gegenüberliegenden Seite Platz gewonnen wird zur Aufnahme der Kapsenbergkapsel (15) die über einen Stift (17) eine Kugel (16) auf ihrer oberen Stirnseite trägt, daß auf derselben Seite im oberen Teil (9) der Probenahmekammer (8) eine zweigezinkte Gabel (18) zur Aufnahme dieser Kugel sitzt und darunter eine mechanische Vorrichtung (19) um die nach Einführen des Proberöhrchens (4), welches die Kapsenbergkapsel (15) trägt, und nach Einrasten der Kugel (16) in die Gabel (18) entstandene Lage der Kapsenbergkapsel (15) zu fixieren, so daß nach der Probenahme das geöffnete Probe röhrchen (4) ohne Schwierigkeiten wieder in die Kapsenbergkapsel (15) eingeführt werden kann, wobei die Kugel (16) gegen eine halbkugelförmige Aussparung (20) im oberen Teil (9) der Probenahmekammer (8) gedrückt wird, so daß bei dem notwendigem Gegendruck wie er während des Einschiebens auftritt, die Kapsenbergkapsel (15) nicht abrutschen kann.
  8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese im unteren Teil (5) der Probeentnahmekammer (8) saugfähiges Material (12) zur Aufnahme der desinfizierenden Lösung oder des Stoffes enthält.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprilchen-5 u. 6, dadurch gekennzeichnet, daß das saugfähige Material (12) aus saugfähigen Stoffen oder porösen Körpers besteht.
  10. 10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Probeentnahmekammer (8) sich ein Drei-Wege-Ventil (1) befindet, welches wahlweise den Weg für das sterile Gas zum Endstück (2) oder huber die Probeentnahmestrecke (3) zum Reaktor öffnet oder den Weg für das Probegut vom Reaktor über die Probeentnahmestrecke (3) zum Endstück (2) hin öffnet.
  11. 11. Vorrichtung zur Durchfürung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor Ventil (1) ein weiteres Drei-Wege-Ventil (13) oder ein T-VerteilerstUck mit Drossel in der Umgehungsstrecke geschaltet ist, um während der Probenahme oder ständig über die Umgehungsstrecke (7) durch Anströmen des Mündungsstückes (2) einen Sterilluftstrom in der Probenahmekammer (8) zu gewährleisten.
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