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Verfahren und Vorrichtung zur Isolierung und Untersuchung
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von Zellen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Isolierung und Untersuchung von Zellen, wie sie in den Körperflüssigkeiten
bzw. Körperfluiden von lebenden Organismen vorkommen, beispielsweise Blutzellen,
Gewebezellen, Knochenmarkszellen, und dergleichen, sowie Zellen von Mikroorganismen,
die in solchen Körperflüssigkeiten vorhanden sein können, beispielsweise Bakterien-,
Pilzzellen, und dergleichen.
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Normalerweise werden solche Zellen mit einem Tupfer oder mittels eines
Abstrichs gesammelt, anschließend auf eine glasscheibe aufgetragen und in verschiedene
Lösungen eingetaucht. Dann wird die Probe mittels eines Standard-Filter-Verfahrens,
wie des McCarthy-Verfahrens filtriert und gefärbt.
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Die oben beschriebne Verfahrensweise bringt verschiedene Nachteile
mit sich. So können beispielsweise die Zellen eines Patienten mit denen eines anderen
Patienten vermischt werden. Auch kann die Lösung, wie beispielsweise die Färbelösung,
jede einzelne Zelle nur von einer Richtung erreichen, da diejenigen Teile der Zelle,
die dem Objektträger zugewandt sind, von der Lösung nicht erreicht werden können
und der Objektträger selbst für die Lösung undurchdringlich ist. So ist das Verfahren
unvollkommen und langsam und es kann leicht vorkommen, daß während des Eintauchens
in verschiedene Lösungen wertvolle Zellen verlorengehen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung eines
Verfahrens und einer Vorrichtung, welche die oben beschriebenen Nachteile vermeidet.
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Erfindungsgemäß sollen ein einfaches Verfahren und eine Vorrichtung
bereitgestellt werden, mit denen es leicht möglich ist, Zellen, welche anschließend
untersucht werden sollen, so zu behandeln, daß die Lösungen, mit denen die Zellen
behandelt werden, diese von allen Seiten erreichen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sollen
ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, welche einfach und billig
manuell betätigt werden können aber auch zur automatischen Bearbeitung geeignet
sind.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren und eine Vorrichtung
geschaffen, wobei verschiedene Teile nur einmal verwendet und dann weggeworfen werden,
so daß nicht die eine Probe durch eine andere verdorben werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden ein
Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, mit denen das unerwünschte Auswaschen
wertvoller Zellen, welche untersucht werden sollen, zuverlässig vermieden wird.
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Erfindungsgemäß wird eine Flüssigkeitsprobe, die einem Körper oder
einer anderen Quelle entnommen wurde, und die Zellen enthält, welche untersucht
werden sollen, in einen Zylinder gegeben, der an seinem unteren Ende ein Filter
aufweist, sowie mit Einrichtungen versehen ist, welche mit dem Zylinder zusammenwirken,
um Zuführung und Abgabe der Flüssigkeit zu bewirken. Beim Zuführen kann man in den
Zylinder Flüssigkeiten geben, welche die zuerst in den Zylinder gegebenen Proben
behandeln, und beim E.tleeren läßt man die Behandlungsflüssigkeit durch das Filter
fließen. Die behandelnde Flüssigkeit kann so.çohl zum Auswaschen unerwünschter Bestandteile
aus der Probe als auch zum Behandeln der Zellen, beispielsweise Färben, verwendet
werden, so daß diese unter
dem Mikroskop besser sichtbar sind Die
Erfindung wird durch die Zeichnungen noch näher veranschaulicht, wobei: Figur 1
ein Schnittbild eines erfindungsgemäßen Zylinders mit Filter zeigt; Figur 2 stellt
dar, wie die Vorrichtung gemäß Figur 1 mit dem Kolben bzw. Stempel zusammenwirkt,
um eine Lösung durch ein Filter in den Zylinder einzusaugen; Figur 3 zeigt eine
Verfahrensstufe, die auf diejenige gemäß Figur 2 folgt, wobei die zuvor aufgesogene
Flüssigkeit abgegeben wirdi Figur 4 zeigt, wie die Probe auf einem Objektträger
behandelt wird; Figur 5 ist eine fragmentarische schematische Aufsicht einer automatischen
Untersuchungs-Vorrichtung; Figur 6 zeigt schematisch, wie die Vorrichtung nach Figur
5 beim Ansaugen arbeitet; und Figur 7 zeigt, wie die Vorrichtung gemäß Figur 5 beim
Abgeben der Flüssigkeit funktioniert.
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Figur 1 zeigt im Querschnitt einen Zylinder 10, der aus irgendeinem
biligen Plastikmaterial hergestellt und an beiden Enden offen ist und an seinem
unteren Ende ein Filter 12 aufweist. Das Filter 12 füllt den Querschnitt des Zylinders
10 ganz aus und greift in dessen Innenwand durch starke Reibung ein oder wird durch
einen geeigneten Kleber gehalten.
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Das Filter 12 wird in dem Zylinder jedoch auch durch einen Ring 14
mit Innengewinde gehalten, der wie in Figur 1 dargestellt auf den unteren Teil des
Zylinders 10 aufgeschraubt ist. Wie in Figur 1 schematisch angegeben, wird eine
Flüssigkeit, welche aus einem Körper entnommen wurde und Zellen enthält, die untersucht
werden sollen, auf geeignete Weise in den Zylinder 10 gegeben. Beispielsweise kann
man mit bekannten Vorrichtungen Flüssigkeiten im Inneren einer Körperöffnung sammeln
und aus diesen Vorrichtungen, wie in Figur 1 gezeigt, in den Zylinder 10 entleeren.
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Danach führt man, wie in Figur 2 gezeigt, einen Stempel 16 in den
Zylinder 10 ein und hält das untere Ende des Zylinders 10 in einen Behälter 18,
in dem eine geeignete Behandlungsflüssigkeit 20 enthalten ist. Während des in Figur
2 schematisch gezeigten Ansaughubes wird die Behandlungsflüssigkeit durch das Filter
12 in den Zylinder 10 gesaugt, um die darin, wie in Figur 1 gezeigt, enthaltene
Probe zu behandeln.
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Nachdem die Behandlungsflüssigkeit so in den Zylinder 10 gesaugt wurde,
entfernt man diesen zusammen mit dem Kolben 16 aus dem Behälter 18, führt dann den
Kolben in dem Zylinder 10 nach unten, wie schematisch in Figur 3 gezeigt, um die
Flüssigkeit aus dem Zylinder 10 zu entfernen. Diese Flüssigkeit, welche nach unten
durch das Filter 12 fließt, wie in Figur 3 gezeigt, kann einfach verworfen werden.
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Diese Vorgänge können mit verschiedenen Lösungen wiederholt werden.
Wenn daher Zellen gefärbt werden sollen solange sie noch in Lösung sind, ist der
Austausch der aufeinanderfolgenden Lösungen vollständiger, da die Zellen von allen
Seiten umspült werden können. Werden Zellen in Körperflüssigkeiten, wie Vaginal-
oder Analflüssigkeit oder Menses gesammelt, können die unerwünschten Schleimhäute
oder Verunreinigungen durch die Wahl geeigneter Filter abfiltriert und ausgewaschen
werden. So kann ein geeignetes Mittel verwendet werden, das Schleimhäute zersetzt
und man kann das Filter wiederholt waschen.
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Die aufeinanderfolgende Behandlung mit Flüssigkeiten zum Färben kann
nach den Stufen des "Pap" Verfahrens erfolgen, bevor die Zellen auf den Objektträger
oder die Filteroberfläche aufgebracht werden. Jede Lösung wird in die Zylinderkammer
eingesaugt und dann durch das Filter abgegeben und ablaufen gelassen.
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Der auf dem Filter verbleibende Rückstand kann dann damit, wie schematisch
in Figur 4 gezeigt, auf einen Objektträger 22 aufgebracht werden. So kann der Ring
14 aufgeschraubt und das Filter 12 mit dem Rückstand darauf aus dem Zylinder 10
entfernt und auf den Objektträger 22 gebracht werden. Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsform kann man eine geeignete Umgrenzung in Form eines Ringes 24 auf dem
Objektträger um die Probe 26 herum legen, die, wie oben beschrieben, auf den Objektträger
aufgebracht wurde. Dieser Ring 24 kann jede beliebige Form haben. Er kann beispielsweise
rund, quadratisch oder rechteckig sein, die einzige Voraussetzung ist, daß er mit
der Oberfläche des Objektträgers dicht abschließt und oben offen ist. Durch diese
offene Oberseite wird, wie in Figur 4 schematisch dargestellt, ein geeignetes Lösungsmittel
aufgetragen. Man gibt ein
Lösungsmittel für das Filtermaterial,
beispielsweise Chloroform bei einem Polycarbonatfilter zu, es kann auch so beschaffen
sein, daß es einen harten Kunststoff bildet, in dem die Proben eingeschlossen und
durch den sie leicht sichtbar sind, das Lösungsmittel kann jedoch auch verwendet
werden, um Fasern, wie Filamente oder Artefakte aus dem Filter, oder-aus anderen
Quellen zu lösen. So stören derartige Filamente oder Artefakte, die in der Probe
zurückbleiben, das Auge,wenn man die Probe durch ein Mikroskop betrachtet und erschweren
die Untersuchung der Probe. Die Umgrenzung 24 hält die Lösung zurück, welche sich
verfestigt, wobei die Zellen darin enthalten sind, während die Filamente und dergleichen
gelöst werden, und wenn die so behandelte Probe 26 getrocknet ist, kann man sie
viel besser unter einem Mikroskop betrachten als dies bisher möglich war.
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Obgleich die oben beschriebene Methode besonders gut von Hand durchzuführen
ist, kann man diese Vorgänge auch automatisch durchführen, wie dies in Figur 5 gezeigt
ist.
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Figur 5 zeigt eine Reihe von Einheiten 30, welche einen Zylinder mit
einem Filter am Boden aufweisen, im Zylinder befinden sich eine Probe und darüber
ein Kolben, wobei die Einheiten durch ein Paar Führungen 32 geführt und wie vom
Pfeil .34 angezeigt in aufeinanderfolgenden Fächern 36 in einer rotierenden Transportplätte
38, welche durch einen geeigneten Motor 40 schrittweise vorangetrieben wird, aufgenommen
werden.
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So kann die Einrichtung 34 einfach die Form eines Stempels haben ,
der zwischen den Führungen 32 geführt und mit einerSeder gegen den Motor 40 gedrückt
wird. So wird jeweils, wenn ein Fach 36 bei den Führungen 32 vorbeikommtZeine andere
Einheit 30 in ein Fach 36.aufgenommen. Die verschiedenen Stationen, zu denen die
Einheiten 30 schrittweise transportiert werden, sind verschiedene Ansaug- und Abgabestellen,
wo die oben in Verbindung mit den Figuren 2 und 3 beschriebenen Verfahrensschritte
stattfinden und, die so oft wi
gewünscht, wiederholt werden können.
So kann man an der Ansaugstelle 42, wie in Figur 6 gezeigt, einen Behälter 44 anbringen
, welcher an seinem Boden durch einen hin- und zurückgehenden Kolben 46 verschlossen
ist, welcher durch einen zeitlich entsprechend eingestellten Mechanismus bewegt
wird, beispielsweise eine Kurbel, welche in geeigneten Zeitabständen angetrieben
wird. Bei jeder Abwärtsbewegung des Kolbens 46 kann die Behandlungsflüssigkeit durch
ein Einwegventil 48 aus einer Quelle 50 in den Behälter 44 gesaugt werden. Bei der
Aufwärtsbewegung wird die Lösung im Behälter 44 in den Zylinder 10 durch dessen
Filter gedrückt. Der Tisch 38 hält die Zylinder 10 gerade oberhalb des Ringes 14
, so daß der Zylinder 10 in der in Figur 6 gezeigten Stellung verbleibt während
die Behandlungsflüssigkeit zugeführt wird.
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Während der nächsten Verfahrensstufe wird der Zylinder 10 aus der
Stellung gemäß Figur 6 in die gemäß Figur 7 gebracht, welche eine Entleerungsstation
50 ist. Bei dieser Entleerungsstation wird das untere Ende des Zylinders 10 einfach
auf einem Tisch 52 gehalten über den die Proben während der Drehbewegung der Transportplatte
38 gleiten, wobei ein geeigneter Ring 54 die Transportplatte umgibt und auf dem
Tisch 52 angeordnet ist, um die verschiedenen Einheiten 30 in den verschiedenen
Fächern zu halten. Bei jeder Entleerungsstation weist der Tisch 52 eine öffnung
auf, welche sich dann unterhalb der Einheit 30 befindet, und bei jeder Entleerungsstation
ist über dem Kolben 16 eine geeignete rotierende Nocke oder dergleichen angebracht,
welche auf den Kolben einwirkt, um ihn nach unten zu bewegen und die Flüssigkeit
aus dem Zylinder zu entleeren, wobei diese Flüssigkeit einfach in irgendeinem geeigneten
Abfluß gesammelt und verworfen wird.
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Auf diese Weise können mehrere Waschvorgänge oder dergleichen nacheinander
automatisch durchgeführt werden.
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Das verwendete Filter kann natürlich aus verschiedenen Materialien
bestehen oder unterschiedlich porös sein, je nach der Probe, die zu behandeln ist
und je nach der gewünschten Behandlungsart. Vorteilhaft besteht das Filter aus Polycarbonat
und hat relativ feine Poren.
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Wie oben bereits angegeben, sollen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
und der Vorrichtung Zellen untersucht werden, die in Körperflüssigkeiten vorkommen,
wie Blutzellen, Gewebezellen, oder dergleichen oder Zellen von Mikroorganismen,
wie Bakterien, Pilzen und dergleichen.
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Anstatt die Zellen unter einem Mikroskop zu betrachten, kann man die
Probe, die als Rückstand auf dem Filter verbleibt, auch in eine Lösung geben, mit
der man die Zellen in ein Colorimeterrohr gibt, und mit einer geeigneten Colorimetervorrichtung
Licht einer bestimmten Wellenlänge durch die Lösung mit den darin enthaltenen Zellen
schicken, um daraus die erforderlichen Informationen zu erhalten.
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Dabei kann man als letzte Stufe die Lösung, in der die Zellen enthalten
sind, in den Zylinder einsaugen und dann diese Lösung mit den Zellen darin in ein
Colorimeter Prüfrohr geben und untersuchen.
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Bei automatischen Vorrichtungen gemäß den Figuren 5 bis 7 muß man
sich nicht genau an die gezeigte Einrichtung halten.
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Beispielsweise kann man anstelle von Nocken oder dergleichen, die
auf die Kolben in den Zylindern wirken, diese Kolben weglassen und die Zylinder
an geeignete Ansaug- oder Druckvorrichtungen anschließen, welche über die oben offenen
Enden der Zylinder einwirken, um die Behandlungsflüssigkeiten durch die Filter in
die Zylinder zu saugen, wenn man die
Zylinder innen an eine Ansaugvorrichtung
anschließt.
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Wenn die Zylinder mit einer Druckquelle verbunden sind, kann man dann
die durch Ansaugkraft angesaugte Flüssigkeit entleeren. Man kann automatisch auch
nur mit Ansaugkraft arbeiten, welche abwechselnd oben und unten an einen Zylinder
angelegt wird , wenn dieser von einer Station zur anderen wandert. Wird die Ansaugkraft
oben am Zylinder angesetzt, so wird dann die Behandlungsflüssigkeit durch das Filter
in den Zylinder eingesaugt, und wenn man dann die Saugkraft am Boden des Zylinders
einwirken läßt, kann die zuvor eingesogene Flüssigkeit durch das Filter abgezogen
und dann verworfen werden. Man kann auch nur mit Druck arbeiten, wobei man beispielsweise
ein Gas, wie Luft, bei einem bestimmten Druck anwendet und es nacheinander oben
und unten am Zylinder einwirken läßt um zu entleeren bzw. anzusaugen.
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Falls gewünscht können die Behandlungsflüssigkeiten auch einfach oben
in die jeweiligen Zylinder geschüttet werden und dann entweder von oben durch Druck
oder von unten durch Absaugen entleert werden.
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So kann durch jedes der oben beschriebenen Verfahren eine aufeinanderfolgende
Beschickung und Entleerung stattfinden, wobei die Behandlungsflüssigkeiten jeweils
in den Zylinder gegeben und durch das Filter entleert werden.