DE2813389C2

DE2813389C2 - Vorrichtung zum Ein- und Ausbringen von Gewebezellen in ein Zentrifugenröhrchen

Info

Publication number: DE2813389C2
Application number: DE2813389A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Aihara; Toshio Chofu Tokyo Shinohara; Shinroku Sogi; Ikuo Hachioji Tokyo Tawara; Makoto Hachioji Tokyo Yoshinaga
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1978-03-28
Publication date: 1983-09-29
Also published as: DE2813389A1; US4210724A

Description

derart durchführbar sind, daß Kontaminationen oder eine Beeinflussung der Züchtungsergebnisse durch manuelle Operationen vermieden werden können, so daß ein einheitliches Standardverfahren für die Durchführung der unterschiedlichen Vorgänge und Manipulationen möglich wird.

Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Vorrichtung gelöst.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit dieser automatischen, erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Züchtung von Geweben und Zellen ist es möglich, in zufriedenstellender Weise aus dem Kulturgefäß eine Flüssigkeit, beispielsweise eine Kulturlösung, eine Pufferlösung oder eine Enzymlösung abzusaugen und zu entfernen, um die gewachsenen Zellen im Kulturgefäß als Suspension in eine frische Kulturlösung 711 hrinCTPn um Hipcp *Micnpncir»n /iann in .-iac Pipette an einer Pipetten-Eingabestellung erleichtert, wenn die Pipette jeweils eine nach der anderen aus einem Pipettenspender bereitgestellt wird. Die Pipette kann dann nach dem Einsetzen automatisch aus dieser Stellung entfernt werden.

Mi! der Ausgestaltung nach den Ansprüchen 6 bis 8 ist ein Aufrühren der Kulturlösung möglich, so daß die Zellen vom Boden des Kulturgefäßes zuverlässig freigesetzt werden.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine einzige Vorrichtung zu schaffen, mit der sowohl die Flüssigkeitsentnahme als auch die Flüssigkeitsverteilung durchgeführt werden kann. Dadurch wird viel Platz gespart und die Kosten sind im Vergleich zu getrennten Vorrichtungen zu diesem genannten Zwecken gering. Die Ansaug- und Austoßpumpe, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird, hat ein Volumen h7w pinp Kar>37ität Ha« hvw Hip lclpinpr als Ha«;

Zentrifugenröhrchen zu übertragen, und um die zentrifugierten Zellen voneinander zu trennen, um sie wieder in einer frischen Kulturlösung zu suspendieren, so daß die Suspension mit der frischen Kulturlösung in gleichem Mengenverhältnis in zwei frische Kulturgefäße verteilt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden diese Vorgänge mit einer festliegenden Verdrängerpumpe vom Einspritztyp durchgeführt, die mit einer Pipette verbunden ist und den Ansaug- und Ausstoßvorgang durchführt. Wenn eine Pipette verwendet wird, muß verhindert werden, daß sich eine von einem vorausgegangenen Arbeitsschritt noch anhaftende Flüssigkeit mit einer frischen, in das Kulturgefäß oder Zentrifugenröhrchen eingebrachten Lösung während des darauffolgenden Schrittes vermischt, da sonst nachteilige Beeinflussungen oder nicht mehr zu übersehende Einflüsse auf das Züchtungsergebnis ausgeübt werden. Die Pipette muß daher für jeden Schritt durch eine neue ersetzt werden. Bevor die gewachsenen Zellen in das Zentrifugenröhrchen übertragen werden, wird — wie bereits erwähnt — die Kulturlösung im Gefäß mehrere Male mit einer Pipette *o angesaugt und aus der Pipette wieder ausgestoßen, um ein Aufrühren der Zellen zu erreichen, so daß sie vollständig vom Boden des Gefäßes freikommen und in Form einer Suspension in der Kulturlösung vorliegen. Ein solches Umwirbein oder Aufrühren ist mit der <*5 erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr wirksam durchzuführen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Handhaben und Verteilen von Flüssigkeit in einem automatischen Kultur-Syrsm wird eine benutzte Pipette am Ende eines Arbeitsschrittes automatisch entfernt, und eine frische Pipette wird vor Ausführen des nachfolgenden Arbeitsschrittes automatisch eingesetzt, so daß die Entnahme der Flüssigkeit und die Verteilung der Flüssigkeit mit verschiedenen Pipetten durchgeführt wird. Auf diese Weise ist eine Entnahme der Flüssigkeit und eine Verteilung der Flüssigkeit in einem einzigen Gerät möglich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt gemäß einer bevorzugten Ausfühningsform eine Ansaug- und Ausstoßpumpe, die mit der Pipette verbunden ist, und die so arbeitet, daß Probleme hinsichtlich einer Kontamination vermieden werden, indem die Pipetten zwischen zwei Arbeitsvorgängen ausgetauscht bzw. ersetzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Pipettenhalter vorgesehen, der ein automatisches Füllen oder Einsetzen einer frischen Pipettenvolumen ist.

Während des Entnahmevorgangs, während dem nicht mehr erforderliche oder überschüssige Flüssigkeit, beispielsweise Kulturlösung, Pufferlösung oder Enzymlösung aus dem Kulturgefäß entnommen wird, während des Verteilungsvorgangs, während dem die gewachsenen Zellen in einer gleichmäßigen Suspension in eine frische Kulturlösung gebracht und in das Zentrifugenröhrche'· gegeben werden, oder während des Verteilungsvorganges, bei dem die zentrifugierten Zellen wieder in eine in das Zentrifugenröhrchen gebrachte frische Kulturlösung gegeben we-den, um eine gleichförmige Suspension zu erhalten, die dann jeweils gleicher Menge in zwei frische Gefäße gebracht wird, kann die Flüssigkeitsmenge, die in die Pipette eingesaugt wird, das Volumen der Pipette nicht übersteigen, so daß die Möglichkeit einer Kontamination durch eine derartige Flüssigkeit auf den Bereich der Pipette beschränkt bleibt. Es reicht daher aus, lediglich die Pipetten während der aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte zu ersetzen, um mit Sicherheit zu verhindern, daß sich eine alte und eine neue Flüssigkeit mischen.

Die Flüssigkeitsentnahme und die Verteilung werden durch eine Drehbewegung bzw. durch eine Winkelbewegung eines Pipettenhaltearmes vorgenommen. Dies ermöglicht eine platzsparende, kompakte Anordnung, obwohl die Pipetten zwischen den einzelnen Verfahrensschritten ausgetauscht werden müssen. Es ist auch möglich. Signale von verschiedenen Schaltern oder Steuereinrichtungen einem zentralen Steuersystem, beispielsweise einem Rechner, zuzuleiten, der programiert sein kann, um einen vorgegebenen Arbeitsvorgang durchzuführen. Auf diese Weise kann der gesamte Arbeitsvorgang voll automatisiert werden. Der Pipettenhalter besitzt ein konusförmiges Loch, das eine frische Pipette genau in die Pipetteneinsatz- bzw. Füllstelle bringt, an der die Pipette von einem Pipettenspender jeweils eine nach der anderen bereitgestellt wird. Auf diese Weise wird das automatische Eingeben der Pipette in einen Pipetten-Aufnahmezylinder erleichtert

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung zum Aufrühren einer Kulturlösung besitzt eine Einrichtung, die eine Pipette in einer in einem Kulturgefäß enthaltenen Kulturlösung periodisch schwenkt, während die Pipette in der Kulturlösung eingetaucht ist, sowie Einrichtungen, mit der die Pipette die Lösung synchron zum Schwenkvorgang ansaugt und ausstößt Auf diese Weise wird die Aufrührwirkung wesentlich verbessert

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Vorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform in Aufsicht, wobei Teile weggebrochen sind,

Fig.2 einen Teilquerschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung,

F1₆. 3 einen Querschnitt durch eine Pipette und einen Pipetten-Aufnahmezylinder,

Fig.4 eine Seitenansicht eines Kulturgefäßes auf einer ersten Drehscheibe sowie eine Pipette, teilweise im Querschnitt,

Fig. 5 eine teilweise im Querschnitt dargestelle Seitenansicht eines Zentrifugenröhrchens, das auf einer zweiten Drehscheibe gehalten wird, sowie einer Pipette,

Fig.6 einen Querschnitt entlang der in Fig. I eingezeichneten Schnittlinie VI-Vl,

F i g. 7 teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Hipettenhalters, der in Fig. 1 in einer freigelegten Zone dargestellt ist, wobei der Zylinder zur Pipette ausgerichtet ist,

Fig.8 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Pipettenentferner, der in einem freigelassenen Bereich von Fig. 1 dargestellt ist, wobei die Pipette am Zylinder befestigt ist,

F i g. 9 eine vergrößerte Teildarstellung des in F i g. 7 dargestellten Pipettenhalters,

Fig. 10 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführvorrichtung,

Fip. 11 die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform jo in Auisicht,

Fig. 12 eine Aufsicht eines Haltegliedes, an dem der Zylinder befestigt ist, und

Fig. 13 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht entlang der in Fig. 11 eingezeichneten Schnittlinie X-X.

Fig. i zeigt einen Brutapparat bzw. einen Inkubator mit einer festliegenden Oberwand 1. Mehrere Zuchtbzw. Kulturgefäße 2, die bei dem dargestellten Beispiel in Form von Schalen vorliegen, sind am Umfang einer ersten Drehscheibe 3 gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Mehrere Zentrifugenröhrchen 4 sind am Umfang einer zweiten Drehscheibe 5 gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Sowohl die Gefäße 2 als auch die Röhrchen 4 sind natürlich innerhalb des Inkubators angeordnet. Die Drehscheiben 3 und 5 drehen sich in einer waagerechten Ebene. Das Zentrifugenröhrchen 4 ist so ausgebildet, daß es in eine Zentrifuge eingesetzt werden kann, um gezüchtete Zellen aus einer Kulturlösung zu trennen, in der sich die Zellen befinden. Wie F i g. 4 zeigt ist die erste Drehscheibe 3 an einer festliegenden Befestigungsplatte 6 drehbar angeordnet, die im Inkubator waagerecht liegt, und zwar steht die erste Drehscheibe 3 mit einer kreisförmigen Kante 3a mit verringertem Durchmesser in Berührung, die am unteren Teil des Umfangs in Form einer in der Platte 6 ausgebildeten Ausnehmung 6a gebildet ist Die Drehscheibe 3 ist am Umfang mit einem Zahnkranz 36 '/ersehen, der in ein nicht dargestelltes Antriebs-Zahnrad eingreift, so daß «> sie mit jeweils einem vorgegebenen Drehwinkel schrittweise gedreht wird, der dem winkelmäßigen Zwischenraum zwischen den Kulturgefäßen 2 entspricht wenn das Antriebszahnrad mittels eines Impulsmotor oder einer ähnlichen Antriebseinrichtung gedreht wird. Wie Fig.5 zeigt, ist die zweite Drehscheibe 5 ebenfalls an der Platte 6 drehbar angeordnet und zwar dadurch, daß eine kreisförmige Kante 5a, die am Umfang auf der Unterseite der Drehscheibe 5 ausgebildet ist, in eine andere in der Platte 6 ausgebildete Ausnehmung 66 eingepaßt ist. Die Drehscheibe 5 ist am Umfang ebenfalls mit einem Zahnkranz 5b versehen, der in ein nicht dargestelltes Antriebszahnrad eingreift, so daß die Drehscheibe 5 mit einem vorgegebenen winkelmäßigen Schritt schrittweise gedreht wird, der dem winkelmäßigen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Zentrifugenröhrchen 4 entspricht, wenn das Antriebszahnrad mit einem Impulsmotor oder einer ähnlichen Antriebseinrichtung gedreht wird.

Wie Fig. 5 zeigt, ist das Zentrifugenröhrchen 4 herausnehmbar in einem Zentrifugenröhrchenhalter 7 eingesetzt, der aus einem Zylinder mit einem Boden besteht. Dieser Zylinder ist seinerseits abnehmbar an einem auf der Drehscheibe 5 angeordneten Halterungsmechnismus befestigt. Der Halterungsmechanismus umfaßt zwei Seitenplatten 9a, 9b, die an der Drehscheibe 5 fest angebracht sind, eine Welle 10, die sich waagerecht durch die Seitenplatten erstreckt und durch diese drehbar gehaltert wird, sowie eine obere und eine untere Halterungsplatte 8a, 8b, wovon das eine Ende dieser Halterungsplatten 8a, 8b miteinander und mit der Welle 10 verbunden sind und am freien Ende mit halbkreisförmigen Ausnehmungen 8c, Sd ausgebildet sind. Der Halter 7 besitzt eine obere Öffnung, die mit einem Flansch 7a umgeben ist. In der Mitte der Länge des Halters 7 ist ein weiterer Flansch Tb ausgebildet, der in die halbkreisförmigen Ausnehmungen 8c, 8c/paßt und zwischen den beiden Halterungsplattcn 8a, 8b gehalten wird. Wenn der Halter 7 bewegt wird und in Ausrichtung zu einer Verteilerstation oder einer Eingabestation in der Zentrifuge kommt, wenn sich die Drehscheibe 5 dreht, dreht sich der Halter im Gegenuhrzeigersinn um die Welle 10 durch die Schwerkraft und wird in aufrechter Stellung gehalten, wie dies dargestellt ist. Eine Mitnehmer- oder Nockenplatte 8e ist an der unteren Halterungsplatte 8b befestigt und wirkt mit einer Nockenkante bzw. einer Nockenfläche 5c zusammen, die in der Drehscheibe 5 ausgebildet ist. Diese Mitnehmerplatte 8e hält den Halter 7 immer dann in aufrechter Lage, wenn er in Ausrichtung zu den zuvor angegebenen Stationen kommt. In anderen Stellungen wird der Halter 7 auf Grund des Zusammenwirkens der Nockenfläche 5c und der Mitnehmerplatte 8e in schräger Stellung gehalten. Der Grund, weshalb der Halter eine derartige schräge, geneigte Stellung einnimmt, ist der, daß das Eindringen von Mischstämmen bzw. vermischten Stämmen in das Zen:rifugenröhrchen 4 verhindert werden soll.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Handhaben und Verteilen von Flüssigkeit ist zwischen der ersten und zweiten Drehscheibe 3, 5 angeordnet, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist F i g. 1 zeigt daß die Kulturgefäße 2 auf einem gemeinsamen Kreis 2' der Drehscheibe 3 und die Zentrifugenröhrchen 4 auf einem gemeinsamen Kreis 4' der Drehscheibe 5 angeordnet sind. Die Vorrichtung besitzt einen Pipetten-Haltearm 11 mit einem freien Ende 11a, das winkelmäßig zwischen einer den Kreis 2' schneidenden Position und einer anderen, den Kreis 4' schneidenden Position in seiner Lage veränderbar ist Wie Fig.2 zeigt, ist der Arm 11 kurbeiförmig ausgebildet und das andere Ende 11 b ist an der unteren Abschlußfläche einer Anhebwelle 12 mit einer Befestigungsschraube 126 befestigt Die Welle 12 ragt durch die obere Wand 1 hindurch und hängt senkrecht im Inkubator und wird durch einen Dreh- und

Anhebemechanismus bewegt, der im weiteren noch ',' beschrieben werden wird.

.,·. Ein Pipetten-Einsetzzylinder 13 ist am freien Ende

11a des Armes 11 mit einer Befestigungsmutter 14 :: befestigt und kann daher in eine direkt über dem

Kulturengefäß 2 oder dem Zentrifugenröhrchen 4

■ liegende Stellung gebracht werden, wenn sich der Arm ;' V 11 dreht. Wie d.e F i g. 2 und 3 zeigen, ist der Zylinder 13

mit einem nach unten ragenden, konusförmigen ; Vorsprung 13a ausgebildet und weiterhin in der Mitte

seiner Längsabmessung mit einem Flansch i3b versehen. Darüber hinaus ist in der Achse des Zylinders eine axiale Bohrung 13c vorgesehen. Mit der Mutter 14 wird das freie Ende lla mit dem Zylinder 13 durch einen Schraubvorgang verbunden. Der Zylinder 13 besitzt ein mit einem Gewinde versehenes oberes Ende 13c/, auf das ein ebenfalls mit einem Gewinde versehenes Element 14a aufgeschraubt wird, das einstückig mit der Mutter - 14 ausgebildet ist. Der konusforrnige Vorsprung 13a

ragt festsitzend in die Mittelöffnung 17a einer Verschlußkappe 17£> hinein, die mit der oberen öffnung einer Pipette 17 fest verbunden ist. Auf diese Weise wird die Pipette abnehmbar von dem Vorsprung 13a ;. gehalten. Die Mittelöffnung 17a ist natürlich auch

._: entsprechend der Konusform des Vorsprunges 13a

j konusförmig ausgebildet, um eine hermetische Abdich-

{:: tung der öffnung 17a mit dem Vorsprung 13 zu bilden,

' y wenn der Vorsprung in die öffnung eingeschoben wird.

,'i Mit dem oberen Ende des Zylinders 13 ist eine

IS; Schlauchkupplung 15 verbunden, die das eine Ende

ϊ;\ eines Schlauches 16 aufnimmt. Wie Fig. 1 zeigt

verbindet der Schlauch 16 den Zylinder 13 mit einer ¹ ·) festangeordneten Verdrängerpumpe 18. Das andere

■ Ende des Schlauches 16 steht mit der Ansaug- bzw.

■j Auslaßöffnung 20 der Pumpe 18 über eine Schlauch- J5

V_; kupplung 19 in Verbindung. Die Pumpe 18 ist auf der

'ή oberen Wand 1 zwischen zwei Befestigungsgüedern 21,

22 mit einer Einspannschraube 23 befestigt. Die öffnung •y 20 der Pumpe 18 ist mit dem anderen Ende des

Schlauches 16 verbunden, der durch eine öffnung la in ν der Platte 1 hindurchgeht.

']: Die Pumpe 18 ist bei der vorliegenden Erfindung eine

|i; feste Verdrängerpumpe vom Einspritztyp mit einer

S Pumpenkapazität, die kleiner als das Volumen der

Ö Pipette 17 ist. Die Pumpe 18 besitzt eine Kolbenstange

ifj 18a, die einstückig mit einer Zahnstange 24 ausgebildet

iij ist. Die Zahnstange 24 wird mit einem auf der festen

ii ■ Wand 1 befestigten Führungsglied 25 geführt und greift

in ein Ritzel oder ein Antriebszahnrad 26 ein. Das Ritzel ,,; 26 ist fest auf der Antriebeswelle 27a eines reversiblen so

fe Motors 27 befestigt, der seinerseits mit Befestigungsein-

g: richtungen 28 auf der oberen Wand 1 angebracht ist. Bei

φ Drehung des Motors 27 in den beiden Drehrichtungen

β wird die Kolbenstange 18a durch das Ritzel 26 und die

¹Q Zahnstange 24 axial verschoben, so daß die Pumpe 18

eine Flüssigkeit einsaugen oder ausstoßen kann. Der Hub der Kolbenstange 18a ist durch zwei Schrauben 29, 30 begrenzt, die als Anschlag dienen und gegen die gegenüberliegenden Seiten des Führungsglieds 25 anschlagen. Diese Schrauben dienen auch als Betätigungsglieder für zwei Mikroschalter 31,32 (vgl. F i g. 1), die den Motor 27 steuern.

Fig.2 zeigt den mit dem Pipettenhalterarm 11 zusammenwirkenden Dreh- und Anhebmechanismus. Die Anhebwelle 12 wird dadurch in senkrechter Richtung verschoben, daß eine Zahnstange 4$b in ein Zahnrad 55 eingreift, das seinerseits mit einem Motor 58 gedreht T*-ird (vgl. Fig. 1). Die Anhebwelle 12 wird mit einem Zahnrad 41 gedreht, das seinerseits mit einem Motor 64 angetrieben wird. Zwei Codier- bzw. Steuerelemente 60, 68 sind für die Steuerung der Motoren 58,64 vorgesehen.

Die Anhebwelle 12 ragt durch eine Hülse 33 hindurch und ist in ihr drehbar. Am oberen und unteren Ende der Anhebwelle 12 ist jeweils eine Buchse 34a, 34b vorgesehen, die in die Hülse 33 eingesetzt ist, um zu verhindern, daß bei Bewegung ein zu großes Spiel auftritt. Die Welle 12 besitzt eine Rille 12a in der Längsrichtung, in die das freie Ende eines Stiftes 35 hineinragt, der am unteren Ende der Hülse 33 eingeschraubt ist und in radialer Richtung vorsteht. Die Welle 12 ist also in senkrechter Richtung bezüglich der Hülse 33 verschiebbar, jedoch hinsichtlich einer Drehung mit der Hülse 33 gekoppelt.

Die Hülse 33 wird in einem Trägerrohr 36 drehbar gehaltert, das durch die Wand 1 und durch eine fest BMgcuiäühic Scheibe 39 hindurch gciii. Die Scheibe 39 ist mit Schrauben 40(vgl. Fig. 1) an der oberen Wand 1 befestigt, und das Trägerrohr 36 ist auf der Scheibe 39 mittels eines mit einer Schraube 38 fest verbundenen oberen Flansches 36a des Trägerrohrs 36 befestigt. Die beiden Buchsen 37a, 37b befinden sich innerhalb des Trägerrohrs 36 am oberen und unteren Ende, in denen die Hülse 33 drehbar liegt. Ein Freikommen der Hülse 33 aus dem Trägerrohr 36 wird durch einen Absatz 33a an der Hülse 33 verhindert, der am unteren Ende der Hülse 36 anliegt, sowie durch ein Zahnrad 41, das am oberen, über das Trägerrohr 36 hinausstehenden Teil der Hülse 33 fest angebracht ist. Zwischen der oberen Fläche des Trägerrohrs 36 und dem Zahnrad 41 befindet sich ein Abstandsstück 42, um die dazwischen entstehende Reibung klein zu halten.

Eine Ausfahrwelle 43 mit kleinerem Durchmesser ist in das obere Ende der Anhebwelle 12 eingeschraubt und ist zu der Anhebweüe 12 axial ausgerichtet. Die Ausfahrwelle 43 geht durch eine weitere Hülse 44 hindurch und dreht sich in dieser, die dazu vorgesehen ist, die Welle 12 auszufahren. Die Hülse,44 weist denselben Durchmesser wie die Welle 12 auf, und ein vergrößerter Kopf 43a ist am oberen Ende der Welle 43, die über die Hülse 44 hinausragt, mit einem flanschartigen Halterungsteil 45 befestigt, der zwischen dem Kopf und dem oberen Ende der Welle 43 liegt, um zu verhindern, daß die Welle 43 aus der Hülse 44 gleitet. Ein Abstandsglied 46 ist zwischen dem unteren Ende der Hülse 44 und der Anhebwelle 12 angeordnet, um die dazwischen auftretende Reibung gering zu halten.

In Längsrichtung gesehen in der Mitte geht die Ausfahrhülse 44 durch einen Führungsring 48 hindurch, so daß die Ausfahrhülse 44 sacht und ohne Rucken und sanft in senkrechter Richtung verschoben werden kann. Der Ring 48 ist mit einem flanschförmigen Befestigungsglied 47 mittels Feststellschrauben 48a befestigt, und das Befestigungsglied 47 befindet sich in einem festliegenden Zylinder 49 und wird am oberen Ende desselben mit Feststellschrauben 49a gehalten. Das untere Ende des festliegenden Zylinders 49 ist mit Feststellschrauben 50 an einer Befestigungsplatte 51 angebracht, die ihrerseits fest mit der festliegenden Scheibe 39 unter Verwendung einer Stummelwelle 52a und einer Feststellschraube 526 fest verbunden ist

Wie F i g. 1 zeigt, besitzt die Befestigungsplatte 51 in Aufsicht die Form eines umgekehrten L, und das Ende des waagerechten Teils (vgl. F i g. 1) ist mit dem oberen rechten Bereich der Scheibe 39 verbunden. Die Platte 51 besitzt ein freies Ende, durch das die Ausfahrhülse 44

und die Ausfahrwelle 43 hindurchgehen, und das durch einen Ring 53 getragen wird, der auf der Oberseite der Hülse 33 liegt.

Ein Befestigungsstift 54 hält das Befestigungsgiied 47 durch Verschraubung fest und ragt durch das Befestigungsglied 47 in eine in der Hülse 44 ausgebildeten Längsrille 44a hinein, so daß sich auf diese Weise die Hülse 44 nicht drehen kann. Die Hülse 44 besitzt eine in axialer Richtung angeordnete Zahnstange 44b, die mit einem Antriebszahnrad 55 in Eingriff steht, das seinerseits mit einem an der Antriebswelle 59 des Motors 58 (vgl. Fig. 1) fest verbundenen Zahnrades 57 in Eingriff steht. Der Motor 58 ist mit einer Halterun£seinrichtung 56 auf der Scheibe 39 befestigt, und das Antriebszahnrad 55 ist fest an der Eintrittswelle 61 einer Codier- bzw. Steuereinrichtung 60 angebracht. Die Codier- bzw. Steuereinrichtung 60 ist mit einer Befestigungseinrichtung62(vgl. Fig. 1) ebenfalls ander Scheibe 39 befcsiigi. Das Zahnrad 55 trägt seitlich einen Hebel 55a. der einen Mikroschalter AiSl betätigt. Dieser Mikroschalter wird vom Hebel 55a betätigt, wenn sich das Zahnrad 55 dreht. Das Schaltsignal wird der Codier- bzw. Steuereinrichtung 60 zugeleitet. Die senkrechte Versetzung des Pipettenhaltearms 11 wird mit der Codier- bzw. Steuereinrichtung 60 gesteuert, die den Winkel feststellt, mit dem sich das Zahnrad 55 dreht, und die den Motor 58 abschaltet, wenn die Pipette 17 die vorgegebene Höhe oder die vorgegebene Anhebung erreicht hat.

Wie zuvor bereits erläutert, wird die Anhebwelle 12 mit dem Zahnrad 41 gedreht, das mit einem Antriebszahnrad 63 in Eingriff steht, welches fest an der Antriebswelle 65 des Motors 64 befestigt ist. Der Motor 64 ist mit einer Befestigungseinrichtung 66 auf der Scheibe 39 befestigt. Das Zahnrad 63 steht in Eingriff mit einem anderen Zahnrad 67, das fest an der Antriebswelle 69 einer Codier- bzw. Steuereinrichtung 68 befestigt ist, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist. Die Codierbzw. Steuereinrichtung 68 ist auf der Befestigungsplatte 51 befestigt und stellt eine Winkelversetzung des Pipettenhaltearms 11 fest, um den Motor 64 abzuschalten, wenn die Pipette 17 sich über einen vorgegebenen Winkel hinweg gedreht hat. Die Codier- bzw. Steuereinrichtung 68 erhält ein Eingangssignal vom Mikroschalter MS 2 zugeleitet, der durch einen nicht dargestellten, mit dem Zahnrad 67 in Verbindung stehenden Hebel betätigt wird.

Wie F i g. 1 zeigt, sind ein Pipettenhalter 70, ein Pipettenentferner 71 und ein Flüssigkeits-Aufnahmebehälter 72 auf dem Weg angeordnet, der von dem Pipetten-Aufnahme- bzw. Pipetten-Einsatzzylinder 13 durchlaufen wird, welcher am Arm 11 befestigt ist. Die Lage dieser Komponente gibt die Pipetten-Einsetzsteilung, die Pipetten-Abnahmestellung bzw. die Flüssigkeits-Entnahmestellung wieder, die sich auf dem Weg befinden, auf dem sich der Zylinder 13 während der Drehung des Haltearms 11 während etwa einer halben Drehung dreht, d.h. wenn sich der Halteprm im Gegenuhrzeigersinn aus der Stellung einer der Zentrifugenröhrchen 4 in die Stellung von einer der Kulturgefäße 2 bewegt. Natürlich befindet sich die Pipetten-Einsetzstellung in der Nähe der zweiten Drehscheibe 5, wogegen sich die FIüssigkeits-Entnshmestellung in der Nähe der ersten Drehscheibe 3 befindet Die Pipetten-Entfemungssteüung befindet sich zwischen diesen beiden letztgenannten Stellungen.

Wie aus den F i g. 1, 2, 7 und 9 zu ersehen ist, besitzt der Pipettenhalter 70 eine Führungshülse 80 (v#L Fig.2), die eine Pipette 17 im freien Fall bzw. ungebremst zu einer vorgegebenen Lage führt, wenn die Pipette 17 hintereinander von einer nicht dargestellten Pipettenzuführeinrichtung bereitgestellt wird. Der HaI-ter 70 besitzt auch eine Pipetten-Beschitkungs- bzw. Füllplatte 70a, die unterhalb der Führungshülse 80 angeordnet ist. Eine halbkreisförmige Nocke i&t am freien Ende der Pipetten-Füllplatte 70a ausgebildet und befindet sich in senkrechter Ausrichtung zur Führungshülse 80. Das eine Ende der Füll- bzw. Beschickungsplatte 70a ist mit einer Schraube 74b an der Unterseite eines Stabes 73 befestigt, der seinerseits mit einer Schraube 74a an der festliegenden Platte 1 befestigt sind. Die Platte 1 wird in waagerechter Lage gehalten. Ein bewegliches Teil 706 besitzt eine Ausnehmung, deren Form der in der Füllplatte 70a ausgebildeten Ausnehmung komplementär ist. Das bewegliche Teil 7Oi ist mit einem an der Platte 70a fest angebrachten Stift 7Od drehbar befestigt. Eine Torsionsfeder 70g ist am Stift 7Od angebracht und drückt das bewegliche Teil 70£> auf die ihr gegenüberliegende Seite der Füllplatte 70a, so daß ein kreisförmiges Loch 7Oe mit einer konischen Lochfläche 70/von den Ausnehmungen der Füllplatte und des beweglichen Teils gebildet wird, wobei das Loch dann den Flansch der Pipette 17 aufnimmt. Die Feder 70g· liegt mit einem Ende an einem fest an der Platte 70a angebrachten Stift 70Λ an und das andere Ende steht mit einer Seitenfläche des beweglichen Teils 70b in Verbindung. Auf diese Weise wird der bewegliche Teil 70b im Gegenuhrzeigersinn um den Stift 7Od herum zu der Füllplatte 70a hin gedrückt. Das bewegliche Teil 70i> ist in seinen Abmessungen so gewählt und derart angeordnet, daß die obere Fläche in gleicher Höhe mit der Oberfläche der Platte 70a liegt. Das kreisförmige Loch 7Oe liegt direkt unterhalb der Führungshülse 80 und der Durchmesser dieses Loches ist so gewählt, daß es die Pipette 17 aufnehmen kann. Wenn die Pipette i7 in das kreisförmige Loch fällt, schlägt der Flansch 17can die konische Lochfläche /O/ an, so daß dadurch die Pipette 17 bei der Bewegung bzw. Verschiebung des Pipetten-Aufnahmezylinders 13 (vgl. Fig. 7) zentriert wird.

Wie die F i g. 1 und 8 zeigen, besitzt der Pipe..t ϊπ-Entferner 71 einen festliegenden Stab 75 und einen Pipettenentfernerarm 71a, der am unteren Ende des Stabes 75 mit einer Feststellschraube 716 drehbar befestigt ist. Das obere Ende des Stabes 75 ist an der Unterseite der festliegenden Platte 1 mit Schrauben 76 befestigt und ragt von der Platte 1 nach unten. Eine Torsionsfeder 71c ist an der Schraube 71 b angebracht Das eine Ende dieser Feder liegt an einem von der Welle 75 nach unten ragenden Stift 71c/und das andere Ende an einem vom Pipetten-Entfernerarm 71a nach unten abstehenden Stift 71 e an, so daß der Arm 71a gegen aen Stift 71 d gedrückt wird. In dieser Lage befindet sich das freie Ende des Arms 71a über dem Weg, den der Zylinder 13 bei der Drehung durchläuft. Am freien Ende des Armes 71 a ist eine halbkreisförmige Ausnehmung 71/vorgesehen, so daß diese Ausnehmung auf der Unterseite des Flansches 136 des Zylinders 13 angreifen kann. Ein halbkreisförmiger Rand 71^· umgibt die Ausnehmung 71 /und ragt vom Arm 71a aus nach unten. Die Ausnehmung 71/ kann mit dem konisch zulaufenden Vorsprungs 13a des Zylinders 13 in Eingriff kommen, der zwischen dem Flansch 13& und dem oberen Ende der Pipette freiliegt, und der Zylinder 13 kann nach oben bewegt werden, um die Pipette 17 vom Vorsprung 13a freizubekommen.

Wie Fig. 1 zeigt befindet sich der Flüssigkeits-Aufnahmebehälter 72 auf dem Weg, den die Pipette 17 durchläuft, wenn sich der Arm 11 dreht Die nicht mehr erforderliche oder nicht mehr nötige Kultur- bzw. Zuchtlösung kann aus dem Kulturgefäß 2 mit der Pumpe 18 in die Pipette 17 abgesaugt und in den Behälter 72 abgegeben werden.

Selbstverständlich wird eine sterilisierte, frische Pipette 17 im kreisförmigen Loch 7Oe in einer mittleren aufrechten Stellung gehalten. Wenn eine Pipette 17 auf den Zylinder 13 geschoben wird, wird der Motor 58 in entweder der einen oder der anderen Drehrichtung eingeschaltet, so daß sich die Hülse 44 auf Grund der Zahnräder 57,55 und der Zahnstange 44b in senkrechter Richtung verschiebt Die senkrechte Verschiebung wird der Anhebewelle 12 über die Ausfahrwelle 43 übertragtd. Die Anhebewelle 12 bewegt sich zusammen mit dem Arm 11 in senkrechter Richtung, während sie auf Grund des Stiftes 35 und der Längsrille 12a geführt wird. Diese vertikale Verschiebung wird von der Codiereinrichtung 60 festgesteüi, die den Motor 58 abschaltet, wenn der vom Arm 11 gehaltene Zylinder 13 in eine in Fig.7 dargestellte Lage relativ zum Pipettenhalter 70 kommt, wodurch der Zylinder 13 auf einer solchen Höhe gehalten wird. Danach oder gleichzeitig wird der Motor 64 eingeschaltet und dreht das Zahnrad 63. Diese Drehung wird über das Zahnrad 41 an die Hülse 33 und dann Ober das Zahnrad 67 an die Codier- bzw. Steuereinrichtung 68 übertragen. Die Drehbewegung der Hülse 33 wird über den Stift 35 und die Rille 12a auf die Anhebewelle 12 übertragen, so daß sich dadurch der Arm 11 um die Achse der Anhebewelle 12 herum dreht Diese Drehung wird von der Codierbzw. Steuereinrichtung 68 festgestellt, die den Motor 64 abschaltet, wenn die Hülse 33 in die in Fig.7 dargestellte Stellung gelangt in der sich die Hülse 33 und die konusförmige Öffnung 17a in der Pipette 17 direkt über dem kreisförmigen Loch 7Oe befindet Dann wird der Motor 58 wieder eingeschaltet und der Arm 11 bewegt sich nach unten, um den Vorsprung 13a in die konusförmige öffnung 17a soweit einzuschieben, bis eine hermetische Abdichtung erreicht ist

Wenn die Flüssigkeit danach aus der Pipette 17 entfernt werden soll, wird der Motor 64 eingeschaltet, so daß sich der Arm 11 durch die zuvor beschriebene Kraftübertragungseinrichtung im Gegenuhrzeigersinn dreht Die Pipette versetzt dann das bewegliche feil 706 aus der in Fig. 1 ausgezogen dargestellten Lage in die offene Lage, die in F i g. 1 strichpunktliniert dargestellt ist Nachdem die Pipette aus dem Loch 7Oe freigekommen ist, wird sie zusammen mit dem Arm 11 weiter bewegt und bleibt noch im Zylinder 13 hängen. Das bewegliche Teil 7Qb wird dann auf Grund der Feder 70^ automatisch wieder geschlossen und das Loch 7Oe kann daher wieder eine frische Pipette aufnehmen, wenn diese bereitgestellt wird. Während einer derartigen Bewegung der Pipette 17 kommt diese in Berührung mit dem Pipettenentferner 71, der jedoch den weiteren Bewegungsvorgang der Pipette nicht stört, da der Pipeuenentfernerarm 71a sich auf Grund der Elastizität der Feder 71c um die Schraube 7ib dreht, wenn die Pipette 17 auf ihn Druck ausübt. Die zuvor beschriebene Drehung des Arms 11 wird durch Abschalten des Motors 64 in Abhängigkeit eines von der Codier- bzw. Steuereinrichtung 68 bereitgestellten Signales unterbrochen, wenn die Pipette 17 eine Lage über einem Kulturgefäß 2 erreicht, das an einer vorgesehenen Stelle angeordnet ist Dann wird der Motor 58 eingeschaltet, um die Pipette 17 in das Gefäß 2 abzusenken, wie dies in Fig.4 dargestellt ist Der Motor 58 wird in Abhängigkeit von einem Signal abgeschaltet, das von der Codierbzw. Steuereinrichtung 60 bereitgestellt wird, die feststellt, wenn die Pipette 17 bezüglich des Gefäßes 2 auf eine bestimmte Höhe abgesenkt worden ist Dadurch bleibt die Pipette 17 in dieser Höhe stehen.

Danach wird der die Pumpe 18 betätigende Motor 27 eingeschaltet und die Pumpe 18 führt einen Ansaughub durch, indem die Kolbenstange 18a über das Ritzel 26 und die mit dem Ritzel 26 in Eingriff stehende Zahnstange 24 verschoben wird. Das Absaugen wird dann beendet, wenn die Schraube 29 gegen das Führungsglied 25 anschlägt, wobei die Schraube 30 dann den Mikroschalter 32 betätigt und dadurch der Motor 27 abgeschaltet wird. Der Motor 64 wird dann eingeschaltet und bringt die Pipette 17 unter Steuerung durch die Codier- bzw. Steuereinrichtung 68 an die Stelle über dem Behälter 72. In dieser Stellung der Pipette 17 wird der Motor 27 in entgegengesetzter Drehrichtung eingeschaltet und drückt die Kolbenstange 18a nach vorne, so daß ein entgegengesetzter Hub ausgeübt wird, der bewirkt daß die Pumpe 18 einen Ausstoßvorgang durchführt Der Ausstoßvorgang wird beendet, wenn die Schraube 30 gegen das Führungsglied 25 anschlägt und die Schraube 29 dann den Mikroschalter 31 betätigt, der seinerseits den Motor 27 anschaltet Durch den Ausstoßvorgang rnrd die nicht erforderliche, unnötige Kultur- bzw. Zuchtlösung, die in der Pipette 17 enthalten ist, in den Behälter 72 gebracht

Die Pipette 17, aus der die Flüssigkeit ausgestoßen wurde, wird dann vom Pipettenentferner 71 ergriffen. Dazu werden die Motoren 58 und 64 unter Steuerung durch die Codier- bzw. Steuereinrichtungen 60 und 68 eingeschaltet, um die Pipette 17 in die in Fig.8 dargestellte Lage zu bringen, in der sich die Pipette 17 über dem Pipettenentfernerarm 71a befindet. Der Vorsprung 13a steht jetzt in die Einpaßausnehmung 71/ vor und unter diesen Voraussetzungen wird der Motor 58 eingeschaltet, so daß sich der Arm 11 bis zu einer gewissen Höhe anhebt oder bis der Vorsprung 13a über dem Arm 71a liegt Der Motor 58 wird dabei durch die Codier- bzw. Steuereinrichtung 60 gesteuert Auf diese Weise wird die Pipette 17 vom Vorsprung 13a gelöst, um die Pipette 17 zu entfernen.

Nach dem Entfernen der Pipette 17 wird der Zylinder 13 wieder in die in F i g. 7 dargestellte Lage gebracht, in der sich der Zylinder 13 direkt über der konusförmigen öffnung 17a einer frischen sterilisierten Pipette 17 befindet, die vom Pipettenhalter 70 gehalten wird. Diese den Zylinder 13 in die Ausgangsstellung zurückbringende Bewegung wird durch Einschalten der Motoren 58, 64 und unter Steuerung der Codier- bzw. Steuereinrichtungen 60, 68 durchgeführt Der Vorsprung 13a kann dann wieder fest in die konusförmige öffnung 17a eingeschoben werden, so daß sich mit der frischen Pipette eine hermetische Abdichtung ergibt. Auf diese Weise ist ein Arbeitszyklus beendet

Durch Wiederholung des beschriebenen Zyklus wird eine Kultur- bzw. Zuehtlösung, einer Pufferlösung oder eine Enzymlösung, die in einem an einer vorgesehenen Stelle angeordneten Kulturengefäß 2 enthalten ist, unter Verwendung einer frischen Pipette einer Flüssigkeitsab- bzw. -entnahme unterworfen, und das Gefäß 2 kann mit einer frischen Kulturlösung versorgt werden, während es an der festgelegten Stelle bleibt. Die Pipette 17, die in hermetischem Abschluß mit dem Vorsprung 13a steht, wird in das Gefäß 2 abgesenkt, wie dies in F i g. 4

dargestellt ist. Wenn der Motor 27 unter dieser Voraussetzung kontinuierlich in der anderen Drehrichtung läuft, so wiederholt die Pumpe 18 durch die Pipette 17 das Ansaugen und das Abgeben der in den Kulturengefäß enthaltenen Flüssigkeit, wobei die Pumpe über die Luft wirkt, die sich im pneumatischen System bis zur Öffnung 13c befindet Infolgedessen werden die Zellen, die am Boden des Gefäßes 2 anhaften, voneinander getrennt und es ergibt sich eine gleichförmige Suspension in der Kulturenlösung. Die Zellen in den Suspensionen können durch die Saugwirkung der Pumpe 18 in die Pipette 17 gesaugt werden, und die Pipette kann in eine Stellung über einem Zentrifugenröhrchen 4 gebracht werden, das sich an einer bestimmten Stelle befindet Der letztgenannte Vorgang wird durch Einschalten der Motoren 58 und 64 und unter Steuerung mit den Codier- bzw. Steuereinrichtungen 60 und 68 durchgeführt Die Pumpe 18 kann zur Abgabe der eingesaugen Flüssigkeit eingeschaltet werden, um die Zellen aus der Pipette 17 in das Zcntrifügenröhrchen 4 einzugeben. Auf diese Weise wird die Umsetzung der Zellen aus dem Kulturgefäß 2 in das Zentrifugenröhrchen 4 beendet

Das Zentrifugenröhrchen, in dem sich jetzt die gewachsenen Zellen aus dem Kulturgefäß 2 befinden, wird zusammen mit dem Halter 7 von der Drehscheibe 5 mit einem geeigneten Oberführungsmechanismus zu einer nicht dargestellten Zentrifuge gebracht, und die Zellen werden in der Zentrifuge aus der Kulturlösung zentrifugiert Danach wird das Zentrifugenröhrchen 4 mit dem zugehörigen Halter 7 zur Drehscheibe 5 zurückgebracht, wo es durch einen geeigneten Haltemechanismus (vgl. Fig.5) gehalten wird, und die überstehende Kultur-Flüssigkeit wird durch Neigen des Zentrifugenröhrchens 4 während der schrittweisen Drehung der Drehscheibe 5 aus dem Zentrifugenröhrchen 4 abgegeben. Eine frische Kulturenlösung wird dann in das Zentrifugenröhrchen 4 eingegeben, daß dann an einer (eingerasteten) Stelle bzw. an einer bestimmten vorgegebenen Stelle auf der Drehscheibe 5 in Bereitschaft gehalten wird.

Dann wird eine über dem Zylinder 13 vorliegende frische Pipette 17 in das Zentrifugenröhrchen 4 gebracht, das sich in der Bereitschaftstellung befindet, wie dies in Fig.5 dargestellt ist. Dies wird durch Einschalten der Motoren 58, 64 und durch Steuerung mit den Codier- bzw. Steuereinrichtungen 60, 68 durchgeführt. Der Motor 27 wird dann eingeschaltet und dreht sich in der anderen Drehrichtung, so daß die Pumpe 18 die im Zentrifugenröhrchen enthaltene Flüssigkeit in die Pipette 17 einsaugt und aus ihr ausstößt. Auf diese Weise werden die Zellen, die am Boden des Röhrchens 4 anhaften, voneinander getrennt, so daß sich eine gleichförmige Suspension in der Kulturlösung bildet. Die Hälfte der Suspension wird in ein leeres Kulturengefäß 2, das sich an einer Einraststellung befindet, gebracht, indem die Suspension durch die Saugwirkung der Pumpe 18 in die Pipette 17 gesaugt, die Pipette 17 in eine Stellung über dem eingerasteten Gefäß 2 durch Einschalten der Motoren 58, 64 unter Steuerung durch die Codier- bzw. Steuereinrichtungen 60, 68 bewegt, und die Suspension durch den Ausstoßvorgang der Pumpe 18 in das Gefäß 2 ausgestoßen wird. Die Pipette 17 wird dann wieder in die in Fig. 5 dargestellte Lage zurückgebracht, wiederum durch Einschalten der Motoren 58, 64 unter Steuerung durch die Codier- bzw. Steuereinrichtungen und die verbleibende Suspension im Zentrifugenröhrchen 4 wird durch den gleichen Vorgang in ein anderes leeres Gefäß 2 gebracht

Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung geschaffen, um die Kulturiösung auf- bzw. umzurühren. Bei dieser Vorrichtung ist der Zylinder 13 kippbar befestigt so daß er periodisch eine schräge Stellung einnehmen kann, während die Pipette 17 dabei in der im Kulturengefäß 2 enthaltenen Kulturlösung eingetaucht bleibt Die Kippbewegung findet zur gleichen Zeit statt wenn eine feststehende Verdrängerpumpe arbeitet die das Ansaugen und Ausstoßen der Lösung in die bzw. aus der Pipette wiederholt Wie F i g. 10 zeigt, ist der Zylinder 13 fest an einem Halteglied 112 befestigt, das schwenk- bzw. kippbar an einem freien· Ende eines

is Pipettenhaltearms 111 angebracht ist Der Zylinder 13 wird normalerweise durch einen Kippantrieb 113 in aufrechter Stellung gehalten, der am Halteglied 112 befestigt ist Wie beim vorausgegangenen Fall weist der Pipettenhaltearm 111 die Form eines L auf und ist mit einem Ende 1116 durch eine Schraube 115 an einem Abstandsstück 114 befestigt, das seinerseits am unteren Ende der Anhebwelle 12 mit einer Schraube 126 befestigt ist Der Arm 111 ist seitlich mit einer Seitenwand 111c versehen. Eine gegenüberliegende Seitenwand 111 d (vgl. F i g. 12) ist auf der gegenüberliegenden Seite des anderen Endes Uli/ausgebildet Wie F i g. 12 zeigt sind die einen Enden zweier Befestigungsglieder 116a, 1166 an der Außenseite der Seitenwände 111c, 11 id befestigt, und die anderen Enden sind durch zwei Schrauben 117a, 1176 drehbar befestigt, die auf einer Achse liegen. Am einen Ende ist das Halterungsglied 112 mit den zwei Schrauben 117a, 1176 drehbar angebracht Wie Fig. 10 zeigt, weist der Kippantrieb 113 im Querschnitt eine U-Form auf und ist fest mit einem Halterungsglied 112 verbunden, indem der vertikale Teil 1136 des Kippantriebs 113 an der inneren Seite des Gliedes 112 mit einer Schraube 118 befestigt ist. Der Kippantrieb 113 besitzt zwei senkrecht voneinander beabstandete, waagerechte Schenkel 113a,

■to 1136, die zum Arm 111 hin abstehen. Der obere waagerechte Schenkel 113a befindet sich gegenüber eines Stoßelementes bzw. eines Stößels 119 eines Kippmechanismus, der nachfolgend noch beschrieben werden wird. Der untere Schenkel 113c liegt an einem elastischen Element 120 an, daß an der Unterseite des freien Endes 1116 des Arms 111 befestigt ist. Auf diese Weise wird die normale Stellung des Halteglieds 112 festgelegt, in der die Pipette 17 senkrecht steht. Der Zylinder 13 ist am Halterungsglied V.2 in der Weise

so befestigt, wie dies im Zusammenhang mit den Fig.2 und 3 bereits beschrieben wurde.

Wie Fig. 13 7eigt, besitzt der Mechanismus, der den Zylinder 13 schräg stellt, kippt oder schwenkt, einen Anhebstab 121, der mit dem Kipp- bzw. Schwenkantrieb 113 in Berührung kommen kann. Ein Motor 122 ist an einer nach oben abstehenden Halterungseinrichtung 126 befestigt, die ihrerseits mit einer Schraube 125 mit der Platte 39 fest verbunden ist, die ihrerseits wieder an der festen Platte £ angebracht ist. Eine Exzenternocke 123 ist fest an der Antriebswelle 122a des Motors mittels einer Schraube 127 befestigt. Die Anhebwelle 121 geht frei durch ein zylinderförmiges Führungs- und Lagerteil 128 hindurch, das mit einer Schraube 125 an der Scheibe 39 befestigt ist und oberhalb des Kippantriebs 113 durch die Scheibe und durch die Platte 1 hindurch geht. Das obere Ende des Stabes 121 befindet sich in der Nähe der Nocke 123 und an diesem oberen Ende ist ein Stift 129 befestigt, an dem ein Rad 130 drehbar befestigt ist, das

mit der Nocke 123 in Berührung steht Der Stößel 119 ist am unteren Ende der Anhebewelle 121 befestigt In der Nähe des oberen Endes ist am Stab 121 ein Anschlagring 131 vorgesehen, und dient als Widerlager für eine Spiral-Druckfeder 124, die sich zwischen dem Ring und dem Lagerteil 128 befindet

Zwei Hebel 132a, 1326 sind an der Antriebswelle 122a befestigt, die zwei Mikroschalter MS 3, MS4 betätigen, welche an einem Befestigungsglied 126 fest angebracht sind. Diese Mikroschalter dienen der Steuerung des Motors 122.

In das Lagerteil 128 ist radial ein Stift 133 eingeschraubt, dessen freies Ende in eine im Stab 121 ausgebildete Längswelle 121a hineinragt Infolgedessen wird eine Drehung des Stabes 121 vermieden, wohingegen eine Auf- und Abbewegung möglich ist

Bevor die Arbeitsweise der Rührvorrichtung besehrieben wird, sei bemerkt, daß der Motor 122 in zeitlichem Zusammenhang mit dem Motor 27 betrieben wird, der die festliegende Verdrängerpumpe 18 betreibt (vgL Fig. 1), und zwar in einer nachfolgend noch zu beschreibenden Weise, die mit einer nicht dargestellten Steuervorrichtung gesteuert wird. Vorteilhaft ist es, wenn das die Kulturlösung enthaltende Kulturgefäß 2 auf der Oberfläche der Drehscheibe 3 angeordnet ist die in radialer Richtung nach außen hin etwas nach unten abfällt, wie dies in F i g. 10 dargestellt ist

Um eine im Kulturgefäß 2 enthaltene Kultur- bzw. Zuchtlösung 135 um- bzw. aufzuführen, wird die Pipette 17 abgesenkt wie dies in F i g. 10 durch die strichlinierte Stellung dargestellt ist, so daß das untere Ende an einer von der Mitte versetztpn Stel!r des Gefäßes ausreichend weit in die Lösung 135 eintaucht. Wenn der Motor 122 eingeschaltet wird, drert sich die Exzenternocke oder -scheibe 123 und über das Rad 130 wird der Stab 121 in senkrechter Richtung nach unten gedrückt. Dabei drückt der Stößel 119, der am unteren Ende des Stabes 121 befestigt ist den oberen Schenkel 113a des Kippantriebs 113 nach unten, so daß das damit verbundene Halterungsglied 112 sich um die durch die Schrauben 117a, 1172> festgelegte Achse im Gegenuhrzeigersinn dreht Die Pipette 17 wird dann um einen vorgegebenen Winkel um dieselbe Achse gekippt bzw. geschwenkt Wenn sich der Motor 122 weiter dreht führt die Pipette 17 eine periodische Schwingbewegung innerhalb des vorgegebenen Winkelbereichs durch. Die Schwingung oder Hin- und Herbewegung der ^Dipette 17 in der Kulturlösung 135 führt zu einem Um- und Aufrühren.

Während des periodischen Hin- und Herschwingens der Pipette 17 in der Kulturlösung wird erfindungsgemäß die Pumpe 18 eingeschaltet so daß sie die im Schlauch 16 enthaltene Luft abwechselnd ansaugt und ausstößt so daß die Kulturlösung 135 abwechselnd in die Pipette 17 gesaugt und aus der Pipette 17 in das Gefäß 2 ausgestoßen wird. Die Vorrichtung ist so ausgebildet daß die Kulturlösung angesaugt wird, wenn die Pipette 17 sich in der senkrechten Stellung befindet wogegen die Lösung ausgestoßen wird, wenn die Pipette 17 sich in einer schrägen Lage befindet Da das Gefäß 2 sich auf einer schrägen Fläche der Drehscheibe 3 befindet ist die Pipette 17 tief in die Kulturlösung eingetaucht, so daß relativ viel Lösung angesaugt wird. Dagegen wird die Lösung an einer Stelle ausgestoßen, an der die Lösung nicht so tief ist. Dadurch wird sichergestellt, daß die ausgestoßene Lösung zu dem Bereich hinströmt, an dem sie abgesaugt wird. Durch die Kombination der Kippbewegung der Pipette 17 und des Einsaugens und Ausstoßens der Kulturlösung wird ein sehr guter Um- und Aufrühreffekt bewirkt der ausreicht, die am Boden des Gefäßes 2 anhaftenden Zellen vollständig freizusetzen und sie in der Kulturlösung zu suspendieren. Die Zellen in der Suspension werden mit der Pipette 17 abgesaugt und zur Drehscheibe 5 gebracht, wo sie dann in der zuvor beschriebenen Weise in ein Zentrifugenröhrchen 4 ausgestoßen wird.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung, mit der zu züchtenden oder zu kultivierende Gewebezellen aus einem Kulturgefäß in ein Zentrifugenröhrchen oder aus einem Zentrifugenröhrchen in ein Kulturgefäß übertragen oder eingebracht werden und mit der überschüssige oder verbrauchte bzw. nicht mehr benötigte Flüssigkeit aus dem Kulturgefäß entnommen wird, gekennzeichnet durch

a) eine erste Drehscheibe (3), auf der sich mehrere Kulturgefäße (2) befinden, die auf einem gemeinsamen Kreisumfang voneinander gleichmäßig beabstandet angeordnet sind,

b) eine zweite Drehscheibe (5), auf der sich mehrere Zentrifugenröhrchen (4) befinden, die auf einem gemeinsamen Kreisumfang voneinander gleichmäßig beabstandet angeordnet und zur Aufnahme von GewebezeHen und Kuiturlösungen und zur Oberführung zu einer und Befestigung an einer Zentrifuge gestaltet sind,

c) einen Pipcttenhaltearm (11), dessen vorderes Ende (11 a) in einer waagerechten Ebene zwischen einem Teil des Kreisumfangs (2'), auf dem die Kulturgefäße (2) angeordnet sind, und einem Teil des Kreisumfanges (4'), auf dem die Zentrifugenröhrchen (4) angeordnet sind, schwenkbar ist und dessen hinteres Ende (Mb) von ein;:n Schwenk- und Anhebemechanismus gehaltert und angetrieben ist,

d) einen Pipettenansatzzylinder (13), der am vorderen Ende (Ma) des Pir-ettenhaltearms(ll, 111) befestigt ist, und einen mit einem Ansaug- und Ausstoßdurchgang (13c) versehenen konusförmigen Vorsprung (13aJ aufweist, der in eine mittlere, in einer an der oberen öffnung einer Pipette (17) befestigten Verschlußkappe (176; ausgebildete Öffnung (17a,) dicht eindrückbar « ist, so daß die Pipette abnehmbar gehalten ist,

e) eine über einen Schlauch (16) mit dein Durchgang (13c,/des Zylinders (13) verbundene Verdrängerpumpe (18), deren Förderkapazität kleiner als das Volumen der Pipette ist,

Q einen Pipettenhalter (70), einen Pipettenentferner (71) und einen Flüssigkeits-Abgabebehälter (72), die an entsprechenden Stellen längs der Bewegungsbahn angeordnet sind, die der am Pipettenhaltearm (11) befestigte Zylinder (13) bei der Schwenkbewegung des Pipettenarms (11) überstreicht, so daß mit der Pipette (17) bei der Schwenkbewegung des Pipettenhaltearms (11) mit dem Zylinder (13) eine Flüssigkeit in das Kulturgefäß (2) und in das Zentrifugenröhrchen (4) verteilbar und nicht mehr erforderliche Flüssigkeit aus dem Kulturgefäß (2) entnehmbar ist.

2, Vorrichtung naeh Anspruch 1, dadurch gekenn= 6Q zeichnet, daß der mit dem Pipettenhaltearm (11) zusammenwirkende Schwenk- und Anhebemechanismus eine Anhebewelle (12), mit der das hintere Ende (lindes Pipettenhaltearms (11) verbunden ist und die über ein Antriebsritzel (55) und eine Zahnstange (44b) von einem Motor (58) in senkrechter Richtung verschiebbar ist, ein weiteres Zahnrad (41), das zum Schwenken der Anhebewelle

(12) von einem Motor (64) angetrieben ist, sowie zwei die Arbeitsweise der Motoren steuernde Steuereinrichtungen (60,68) aufweist, mit denen die Schwenkbewegung und die senkrechte Verschiebung des Pipettenhaltearms (11) derart bewirkbar ist, daß die Pipette (17) zwischen dem Kulturgefäß (2), dem Zentrifugenrönrchen (4), dem Pipettenhalter (70), dem Pipettenentferner (71) rind dem Flüssigkeits-Abgabebehälter (72) bewegbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pipettenhalter (70) folgende Teile umfaßt: eine Führungshülse (80), durch die die Pipette im freien Fall in eine vorgegebene Lage bringbar ist, wenn sie eine nach der anderen von einer Pipettenbereitstellvorrichtung bereitgestellt ist; eine Pipettenfüllplatte (7OaJt die unterhalb der Führungshülse (80) mit dem freien Ende in senkrechter Ausrichtung zur Führungsnülse (80) angeordnet ist; eine halbkreisförmige Ausnehmung, die am freien Ende der Füllplatte (7OaJ ausgebildet ist; ein bewegliches Teil (7ÖÖJ, das an der Füllplatte (7OaJ¹ drehbar befestigt ist und eine darin ausgebildete Ausnehmung aufweist, die der in der Füllplatte (7OaJ ausgebildeten Ausnehmung komplementär ist; sowie eine Feder (7OgJ die gegen die Füllplatte (70a) das bewegliche Teil (70£>J andrückt, so daß ein konusförmiges, kreisförmiges Loch (7OeJ durch die Ausnehmungen in senkrechter Ausrichtung zur Führungshülse (80) gebildet ist, wenn das bewegliche Teil (70b) an der Füllplatte (7OaJ anliegt, wobei das kreisförmige Loch (7OeJ einen Flansch (17cJ der Pipette (17) aufnimmt, wenn die Pipette durch die Führungshülse (80) nach unten fällt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pipettenentferner (71) folgende Teile aufweist: einen Auswurfarm (7IaJ, der aus einer Grundstellung heraus in einer ersten Richtung drehbar ist; einen festliegenden Stab (75), der das eine Ende des Auswurfarmes (7IaJ drehbar aufnimmt; eine Feder (7IcJ, dia zwischen dem Stab (75) und dem Auswurf arm (7IaJ angeordnet ist und den Auswurfarm (7IaJ normalerweise in eine Stellung drückt, in der sich das andere Ende des Auswurfarms (7IaJ auf dem Weg befindet, den der Zylinder bei seiner Schwenkbewegung durchläuft; eine Ausnehmung (71/?, die am anderen Ende des Auswurfarms (7IaJ ausgebildet ist und durch die der konusförmige Vorsprung (13aJ des Zylinders (13) reicht, wobei der über der Pipette (17) frei liegende Vorsprung (13aJ von der Ausnehmung (71/? in dem Auswurfarm (7IaJ ergreifbar und dann der Zylinder

(13) nach oben verschiebbar ist, um die Pipette (17) vom Vorsprung(13ajabzunehmen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pipettenansatzzylinder (13) am vorderen Ende des Pipettenhaltearms (111) mittels eines Halteglieds (112) vertikal verschwenkbar angelenkt ist, das aus einer angehobenen Stellung mittels eines Schwenkantriebs (113) in eine abgesenkte Stellung, in der der Pipettenansatzzylinder (13) in die Pipette (17) eingedrückt wird und diese dadurch hält, absenkbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schwenkeinrichtung, die einen den Schwenksntrieb (113) betätigenden Anhebestab (121), eine von einem Motor (122) gedrehte, eine Abwärtsbewegung des Anhebestabs bewirkende Exzenternocke (123) und eine Feder (124) aufweist,

die den Anhebestab (121) nach oben drückt.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der zu züchtende oder zu kultivierende Gewebezellen aus einem Kulturgefäß in ein Zentrifugenröhrchen oder aus einem Zentrifugenröhrchen in ein Kulturgefäß übertragen oder eingebracht werden und mit der überschüssige oder verbrauchte bzw. nicht mehr benötigte Flüssigkeit aus dem Kulturgefäß entnommen wird.

Das Züchten bzw. Kultivieren biologischer Gewebe und Zellen stellt einen wichtigen experimentellen Vorgang bei der Untersuchung von Zellen auf verschiedenen Gebieten, etwa in der Medizin, der Biologie, der Pharmazie oder der Pflanzenzüchtung dar. Das Züchten oder Kultivieren von biologischen Geweben oder Zellen über aufeinander folgende Generationen hinweg ist jedoch mit technischen Schwierigkeiten verbunden, die es in der Praxis unmöglich oder zumindest sehr schwierig machen, einen kultivierten bzw. gezüchteten stabilen Stamm auch zu erhalten. Daher besteht ein großer Bedarf an einem Verfahren zur Züchtung von biologischen Geweben und Zellen, mit dem ein stabilisierter, zu züchtender bzw. zu kultivierender Stamm erhalten bzw. aufrechterhalten werden kann. Es wurde bereits ein Verfahren zum Kultivieren bzw. Züchten in einer gasförmigen Umgebung vorgeschlagen, die in einem Inkubator aufrechterhalten wird. Mit einem solchen Verfahren war es möglich, aufeinanderfolgende bzw. mehrere Generationen von Zellen verschiedener Art, beispielsweise Leberzellen, Neuronen, Schleimhautdrüsenzellen usw. zu züchten, die bis dahin schwer zu züchten bzw. zu kultivieren waren.

Das Züchten bzw. Kultivieren von mehreren aufeinanderfolgenden Generationen der zuvor beschriebenen Art soll nachfolgend kurz zusammengefaßt werden. Eine vorgegebene Anzahl von Zellen, die über mehrere Generationen hinweg gezüchtet bzw. kultiviert werden *o sollen, werden in Form einer Suspension in einer Kulturlösung verdünnt. Diese Suspension wird dann in ein Kulturgefäß, beispielsweise eine Petrischale, eingebracht. Das Gefäß wird noch in einem Inkubator gelassen, um die Zellen in einer gegebenen Atmosphäre zu kultivieren. Nach einem vorgegebenen Zeitraum wird das Gefäß aus dem Inkubator genommen und das Zellenwachstum bzw. die Größe der Zellen unter einem Mikroskop untersucht. Wenn festgestellt oder festgelegt wird, daß das gewünschte Zellenwachstum das Gefäß voll ausgefüllt hat, werden die Zellen auf eine stammfreie, saubere Bank gebracht, und die Kulturlösung im Gefäß wird mit einer Pipette abgesaugt und entfernt. Danach wird eine Pufferlösung in das Gefäß eingegeben, um die im Gefäß noch verbliebenen Zellen zu entfernen, um dann die Pufferlösung mit einer Pipette wieder abzusaugen. Um die gewachsenen Zellen, die am Boden des Gefäßes anhaften, möglichst ganz vom Gefäßboden frei zu bekommen, wird eine Enzymlösung, beispielsweise Tripsin, in das Gefäß gegeben und dort über einen gewissen Zeitraum gelassen. Nach diesem Zeitraum wird die Enzynilösung mit einer Pipette aus dem Gefäß abgesaugt und entfernt und es wird wieder eine Kulturlösung in das Gefäß eingegeben. Die Kulturlösung wird durch eine Pipette wiederholt angesaugt und ausgestroßen, um eine Bewegung und ein Aufrühren zu bewirken, so daß die gewachsenen Zellen vom Boden des Gefäßes vollständig freikommen und als Suspension in der Kulturlösung vorhanden sind. Die in Suspension vorliegenden Zellen werden mit einer Pipette in ein Zentrifugenröhrchen übertragen, und das Zentrifugenröhrchen wird dann in eine Zentrifuge eingesetzt, um die Zellen von der Lösung zu trennen. Dabei bleiben die Zellen am Boden des Röhrchens haften, während die Kulturlösung darüber steht und durch Schwenken des Röhrchens entfernt wird. Es wird wieder eine Kulturlösung in das Zentrifugenröhrchen eingegeben und um- bzw. aufgerührt, indem die Kulturlösung mit einer Pipette angesaugt und ausgestoßen wird, so daß die Zeiien voneinander getrennt werden und innerhalb des Zentrifugenröhrchens in der Kulturlösung gleichförmig suspendiert sind. Schließlich wird die Lösung in jeweils gleicher Menge in zwei Kulturgefäße gebracht, so daß ein Zucht- bzw. Kulturvorgang nunmehr abgeschlossen ist

Bei dem zuvor beschriebenen Kultur- bzw. Züchtungsverfahren ist es erforderlich, das Kulturgefäß aus dem Inkubator in den Außeitr.xum, d. h. in die Luftatmosphäre zu bringen, um das We;hstum bzw. die Größe der Gewebe oder Zellen unter dem Mikroskop zu untersuchen. Dabei tritt jedoch eine plötzliche Änderung des Züchtungs- bzw. Kultivierungszustandes auf, dh- die Zellen oder Gewebe aus der gegebenen Umgebung herausgenommen werden, die im Inkubator aufrechterhalten wird und in Form einer vorgegebenen Gasatmosphäre, einer Temperatur oder einer bestimmten Feuchtigkeit festgelegt ist. Dadurch werden die zu züchtenden Gewebe oder Zellen nachteilig beeinflußt und es ist dabei auch unvermeidlich, daß diese Zellen oder Gewebe durch Mischstämme die in der Atmosphäre vorhanden sind, verunreinigt werden.

Darüber hinaus sind verschiedene Vorgänge erforderlich, um mehrere Generationen hintereinander zu kultivieren bzw. zu züchten, bei denen die Kulturen unter dem Mikroskop beobachtet werden müssen. Derartige Vorgänge werden von einer Person von Hand durchgeführt. Das bedeutet, daß irgendein geringer Unterschied bei den verschiedenen Vorgängen, der von Person zu Person auftritt, das Züchtungsergebnis der Gewebe oder Zellen direkt beeinflussen, da die Erfahrung und die Geschicklichkeit bei den Züchtungs- bzw. Kulturverfahren von Person zu Person unterschiedlich ist. Daher ist es schwierig, eine Standardprozedur für das Kultivierungsverfahren zu schaffen. Dies bedeutet aber, daß es unmöglich ist, gezüchtete Gewebe oder Zellen mit einheitlicher Qualität zu erhalten. Infolgedessen können unterschiedliche Forschergruppen, die gemeinsam am selben Thema arbeiten, unterschiedliche Ergebnisse erhalten, je nach der Qualität der zu züchtenden Gewebe. In ertrc.nen Fällen können die Ergebnisse oder die Schlußfolgerungen der Untersuchungen sogar einender entgegengesetzt sein. Oder anders ausgedrückt, bei Züchten der Zellen oder Gewebe mit herkömmlichen Verfahren ist die Zuverlässigkeit äußerst gering.

Es besteht allgemein die Ansicht, daß wenigstens zwei Jahre Übung erforderlich sind, damit eine Person eine gewisse Übung und Erfahrung bei der Behandlung von Zellen und Geweben erhält. Daher sind erfahrene Personen sehr gefragt. Die Forscher mußten daher die Züchtungsvorgänge selbst vornehmen und kamen dadurch weniger zu ^:hrer eigentlichen Arbeit, so daß die Untersuchungen und Studien darunter litten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die zuvor beschriebenen Voreänee