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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Verwendung
der Anordnung bei der Zellkulturherstellung. Insbesondere weist
die Anordnung ein Gefäß, einen
Objektträger
und eine Einrichtung zum Trennen des Gefäßes vom Objektträger auf.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Es
ist in der medizinischen Laborpraxis sowie in der biologischen Forschung
oft erwünscht,
verschiedene Bakterien, Zellen oder Gewebe in bestimmten Medien
zu züchten
und anschließend
das resultierende Wachstum zu untersuchen. Eine besondere Verwendung
dieses Verfahrens findet sich in Virologie-Laboratorien, wo Wirtszellen
gezüchtet
und zum Erkennen viraler Aktivität
verwendet werden.
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Typisches
Gerät zum
Durchführen
biologischer Reaktionen oder biologischen Wachstums, wie das Züchten von
Gewebekulturen, ist im US-Patent 3 726 764 beschrieben. Die Vorrichtung
nach dem US-Patent 3 726 764 ist eine Kammer, die an einem gläsernen Objektträger mit
einer flüssigkeitsundurchlässigen Dichtung
angebracht ist. Ein spezielles Werkzeug wird in die Dichtung gekeilt,
um die Kammer vom gläsernen
Objektträger
zu trennen.
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Ein
gängiges
Problem, das Benutzer typischer Geräte wie im US-Patent 3 726 764
beschrieben antreffen, besteht darin, daß ein separates Werkzeug zum
Entfernen der Kammer vom Objektträger nicht praktisch ist, und
daß trotz
eines hohen Maßes an
Fertigkeit und Vorsicht beim Trennen von Kammer und Objektträger nicht
immer gewährleistet
ist, daß der
gläserne
Objektträger
nicht zerstört wird,
und damit ist eine Kontamination der Zellen auf dem Träger ebenfalls
nicht ausgeschlossen.
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WO
91/13638 offenbart eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Diese Vorrichtung weist ein Basisteil und einen Behälter mit
einer Kammer auf. Der Behälter
ist lösbar
mit dem Basisteil verbunden und das Basisteil kann entfernt werden,
indem es vom Behälter
abgezogen wird.
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EP 0 681 024 A1 gilt
als Stand der Technik gemäß Artikel
54(3) EPÜ und
offenbart einen biologischen Objektträger mit einer Basis und einem
Behälter.
Ein Verbondungselement dichtet die Oberseite des Basisteils ab und
verbondet diese lösbar
mit dem unteren Rand der Seitenwände
des Behälters.
Es ist keine Einrichtung zum Trennen des Behälters von dem Basisteil vorgesehen.
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Bei
der verstärkten
Bedeutung der Effizienz von Medizin- und Forschungsprodukten besteht
ein Bedarf an einer verbesserten Vorrichtung zum effektiven und
effizienten Ausführen
einer Zellkulturproduktion. Die verbesserte Vorrichtung schützt die
den Vorgang ausführende
Person besser und ist gegenüber
verfügbaren
Vorrichtungen vergleichsweise einfach und kostengünstig herzustellen.
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Überblick über die
Erfindung
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei
der der Behälter
leicht von der Basis zu lösen
ist.
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Die
erfindungsgemäße Kultur-Objektträgervorrichtung
ist durch Anspruch 1 definiert. Erfindungsgemäß ist die Einrichtung zum Lösen des
Behälters
von dem Basisteil ein bewegbarer Hebel, der an dem Behälter angebracht
ist.
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Vorzugsweise
weist der Behälter
einen vorderen Bereich und einen hinteren Bereich sowie Seitenwände auf,
die sich von einer oberen Fläche
zu einer unteren Fläche
erstrecken, wobei die untere Fläche
lösbar
in Eingriff mit dem Basisteil steht. Vorzugsweise ist die untere
Fläche
des Gefäßes mit
einer flüssigkeitsundurchlässigen Dichtung
lösbar
an dem Basisteil angebracht. Vorzugsweise kann die flüssigkeitsundurchlässige Dichtung
aus einer Zusammensetzung auf Silikon- oder Acrylatbasis sowie aus Organopolysiloxan-Elastomeren
bestehen. Die Einrichtung zum Trennen des Basisteils von dem Gefäß ist höchst vorzugsweise
ein bewegbarer Hebel. Es ist erwünscht,
den Hebel nahe dem hinteren Abschnitt des Gefäßes anzubringen. Der Hebel
kann dazu dienen, eine geeignete Kraft zwischen dem Gefäß und dem
Basisteil zu bewirken, um diese zu trennen.
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Höchst vorzugsweise
handelt es sich bei dem Basisteil um einen Mikroskop-Objektträger. Das Basisteil
und das Gefäß bestehen
höchst
vorzugsweise aus Glas oder Kunststoff.
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Um
in der Vorrichtung biologische Reaktionen oder biologisches Wachstum
durchzuführen, wird
ein flüssiges
Gewebekulturmedium durch die Öffnung
im vorderen Ende des Gefäßes in die
Vorrichtung eingebracht. Das Medium wird einer Inkubation unterzogen,
um das Wachsen der Gewebekultur und deren Ansiedeln am Basisteil
zu ermöglichen. Das
flüssige
Medium wird sodann aus dem Gefäß entfernt
und mittels des Hebels von der Basis gelöst. Die Gewebekulturzucht kann
sodann wie gewünscht behandelt
und mikroskopisch untersucht werden. Diese Vorrichtung ist ebenfalls
als anaerobe Kammer oder als Blutkulturkammer für mikrobiologische Assays geeignet.
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Ein
Merkmal der Erfindung ist, daß sie
dahingehend einfach zu verwenden ist, daß das Gefäß durch den Hebel leicht von
der Basis zu lösen
ist, ohne ein separates Werkzeug zum Einkeilen zwischen Gefäß und Objektträger vorsehen
zu müssen, und
daß die
Lösekräfte erheblich
verringert sind. Ein anderes Merkmal der Erfindung ist, daß die Vorrichtung
dahingehend im wesentlichen selbständig bzw. unabhängig ist,
daß der
Hebel an der Vorrichtung angebracht ist. Da die Vorrichtung aus
optisch klarem Kunststoff bestehen kann, ist sie leicht wegwerfbar. Ferner
verbessert die erfindungsgemäße Vorrichtung die
Verfahren zum Durchführen
biologischer Reaktionen auf Objektträgern durch das Aufrechterhalten der
Integrität
der biologischen Reaktion mittels der Einrichtung zum Trennen der
Kammer vom Basisteil.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Kultur-Objektträgervorrichtung.
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2 ist
eine geschnittene Seitenansicht der Kultur-Objektträgervorrichtung
von 1 entlang den Linien 2-2.
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3 ist
eine Seitenansicht des Kultur-Objektträgers von 1 zur
Darstellung der Bewegung des Hebels.
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4 zeigt
das Lösen
des Gefäßes vom
Basisteil durch den Hebel.
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5 zeigt
das Lösen
des Hebels an den perforierten Rändern.
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6 ist
eine perspektivische Darstellung einer Kultur-Objektträgervorrichtung
mit vier Kammern, welche ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
darstellt.
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7 ist
eine perspektivische Darstellung einer Kultur-Objektträgervorrichtung
mit sechs Kammern, welche ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
darstellt.
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Detaillierte
Beschreibung
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Zwar
wird der vorliegenden Erfindung durch zahlreiche Ausführungsbeispiele
in zahlreichen verschiedenen Formen genüge getan, jedoch sind in den
Zeichnungen und in der detaillierten Beschreibung die bevorzugten
Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargelegt, wobei darauf hingewiesen sei, daß die vorliegende
Offenbarung als exemplarisch für
die Prinzipien der Erfindung anzusehen sind und nicht die Erfindung
auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränken.
Der Rahmen der Erfindung ist durch die zugehörigen Ansprüche bestimmt.
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Die
bevorzugte Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist in 1 dargestellt, wobei die Vorrichtung 10 ein
Basisteil 12, ein Gefäß 14,
einen bewegbaren Hebel 16 und einen Deckel 18 aufweist.
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Das
Basisteil 12 weist eine planare obere Fläche 20 und
einander gegenüberliegende
Enden 22 und 24 auf, die senkrecht zur Fläche 20 verlaufen. Die obere
Fläche 20 des
Basisteils 12 ist zur Bildung einer Paßfläche für das Gefäß 14 eben. Das Basisteil 12 ist
vorzugsweise ein Mikroskop-Objektträger. Ein derartiger Mikroskop-Objektträger besteht
vorzugsweise aus Natronglas, das gereinigt wurde, um Öle, Fette,
Tenside, Abrasive oder andere Materialien zu entfernen, die biologisches
oder bakterielles Wachstum behindern. Alternativ kann der Mikroskop-Objektträger aus
Kunststoff hergestellt sein. Derartige Kunststoffmaterialien können Polystyrol
und dergleichen sein.
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Das
Gefäß 14 ist
nahe dem Ende 24 angeordnet und liegt derart an der Fläche 20 des
Basisteils 12 an, daß ein
wesentlicher Bereich 30 der Fläche 20 nahe der Endfläche 22 frei
bleibt. Diese freie Fläche 30 kann
geätzt
werden, um sie für
geeignete Identifizierungsmarkierungen, beispielsweise ein geeignetes
Etikett, geeignet zu machen.
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Das
Gefäß 14 weist
einander entgegengesetzte Längsseitenwände 34 und 36 und
einander entgegengesetzte Querseitenwände 38 und 40 auf, die
einen offenen Boden 42 und eine geschlossene Oberseite 44 begrenzen.
Die Seitenwände
erstrecken sich von einer oberen Fläche 46 zu einer unteren
Fläche 48.
An der unteren Fläche
befindet sich ein nach außen
gerichteter Umfangsflansch 50, der die untere Öffnung 42 umgibt.
Das Gefäß 14 weist ferner
eine Trennwand 51 auf, die parallel zu den Seitenwänden 38 und 40 in
gleichem Abstand von diesen verläuft,
um zwei Kammern 53 und 55 zu bilden.
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Wie
in 2 dargestellt weist der Hebel 16 ein
hinteres Ende 52 und ein vorderes oder Arbeitsende 54 auf.
Das hintere Ende 52 und das vordere Ende 54 des
Hebels 16 treffen sich an der Schwenkposition 56.
Das hintere Ende 52 ist am Flansch 50 entlang
der Seitenwand 40 des Gefäßes 14 angebracht.
Der Hebel ist am Gefäß derart
befestigt, daß er
im wesentlichen vertikal nach oben oder nach unten bewegt werden
kann.
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Wie
in 2 dargestellt, paßt der Deckel 18 schließend über das
offene obere Ende des Behälters
und ist leicht lösbar.
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Das
Gefäß 14 ist
vorzugsweise aus transparenten Polymermaterialien gebildet. Derartige
Materialien umfassen, jedoch nicht ausschließlich, Polystyrol, Polypropylen,
Zelluloid, Polymethacrylat und Polymethylmethacrylat.
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Bei
der Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die untere
Fläche 48 lösbar an
der Fläche 20 des
Basisteils 12 nahe der Endfläche 24 durch geeignete
Mittel, beispielsweise durch Kleber, angebracht. Derartige Kleber
sind unter anderem Silikone oder Acrylate.
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Das
Hauptkriterium für
einen geeigneten Kleber ist, daß er
die gewünschten
lösbaren
Klebereigenschaften zwischen dem Gefäß 14 und der Basis 12 bietet,
eine flüssigkeitsundurchlässige Dichtung bildet,
für das
anschließend
in der Vorrichtung verwendete Material im wesentlichen nicht giftig
ist, nicht als Quelle für
das Wachstum nicht erwünschter
Mikroorganismen dient und die zum Trennen des Gefäßes von
der Basis erforderlichen Lösekräfte verringert.
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Wie
in 3 dargestellt kann der Hebel eingesetzt werden,
indem manuelle Kraft auf das Arbeitsende in Richtung der oberen
Fläche
der Basis derart aufgebracht wird, daß die Schwenkposition die obere
Fläche
der Basis berührt.
Diese Bewegung ermöglicht
es dem Arbeitsende eine Kraft auf den Flansch und die unter Fläche der
Kammer in Aufwärtsrichtung
aufzubringen, um so das Gefäß von der
Basis zu lösen.
Das Gefäß kann von
der Basis unter Verwendung des Hebels gemäß der Darstellung in 4 gelöst werden.
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Der
Hebel 16 kann aus Kunststoff oder einem anderen flexiblen
Material bestehen. Optional kann der Hebel vom Gefäß an den
perforierten Rändern 60 zwischen
dem hinteren Ende 52 und der Seitenwand 40 des
Gefäßes gelöst werden,
wie in 5 dargestellt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann wie folgt verwendet werden, um beispielsweise Gewebekulturen
zu züchten.
Die Kappe wird vom Gefäß entfernt.
Das gewünschte
flüssige
Gewebekulturmedium, das eine Suspension aus zu züchtenden Zellen enthält, wird
sodann in die Vorrichtung verbracht. Die Kappe wird wieder auf den
Hals des Gefäßes aufgesetzt.
Die Vorrichtung wird sodann in einen geeigneten Inkubator verbracht
und unter bekannten Bedingungen zum Aus führen der Gewebekulturzucht
inkubiert. Falls gewünscht,
kann eine geeignete Behandlung der Zellen und des Mediums während dieses Züchtens erfolgen,
um zytopathologische Veränderungen
in den Zellen zu erreichen. Am Ende des Zuchtzeitraums hat sich
eine Masse von Gewebezellen an der Basis angesiedelt. Das Gewebekulturmedium
kann sodann durch Absaugen aus dem Gefäß entfernt werden. Das Gefäß wird sodann
von der Basis gelöst,
indem eine manuelle Kraft auf den Hebel aufgebracht wird, wie in 3 dargestellt,
und indem das Gefäß wie in 4 gezeigt
entfernt wird. Die Masse der an der Basis angesiedelten Gewebekulturzellen
wird sodann gespült
und auf der Basis fixiert, und die fixierte Gewebekultur wird sodann
mit einem geeigneten Markierungsmittel zum Markieren der Kultur
behandelt.
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Zwar
hat die beschriebene Kammer vier Seiten, jedoch können Vorrichtungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung mehr oder weniger Seiten sowie andere geometrische Formen
aufweisen, beispielsweise kreisförmig
sein. Ferner kann die vorliegende Erfindung jede gewünschte Zahl
von Kammern aufweisen.
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Die 6–7 zeigen
weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die zahlreiche Teile enthalten, welche im wesentlichen
mit den Teilen der 1–5 identisch
sind. Ähnliche
Teile, die ähnliche
Funktionen haben, werden daher mit den gleichen Bezugszeichen wie
in den 1–5 zuzüglich des
Suffix "a" zur Kennzeichnung
dieser Teile in der 6 und des Suffix "b" zur Kennzeichnung dieser Teile in der 7 bezeichnet.
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Wie
in 6 dargestellt, weist ein anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine Vorrichtung 70 mit vier Kammern auf,
die ein Basisteil 12a, ein Gefäß 14a, einen Hebel 16a und
einen Deckel 18a hat. Das Gefäß 14a weist ferner
vier Kammern 72, 74, 76 und 78 auf,
die durch Trennwände 80 und 82 gebildet
sind.
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Wie
in 7 dargestellt, weist ein anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine Vorrichtung 90 mit sechs Kammern auf,
die ein Basisteil 12b, ein Gefäß 14b, einen Hebel 16b und
einen Deckel 18b hat. Das Gefäß 14b weist ferner
sechs Kammern 92, 94, 96, 98, 100 und 102 auf,
die durch Trennwände 104, 106 und 108 gebildet
sind.