DE69928797T2 - Temperaturregelung von inkubationsgefässen durch elektrisch leitfähige polymere - Google Patents

Temperaturregelung von inkubationsgefässen durch elektrisch leitfähige polymere Download PDF

Info

Publication number
DE69928797T2
DE69928797T2 DE69928797T DE69928797T DE69928797T2 DE 69928797 T2 DE69928797 T2 DE 69928797T2 DE 69928797 T DE69928797 T DE 69928797T DE 69928797 T DE69928797 T DE 69928797T DE 69928797 T2 DE69928797 T2 DE 69928797T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
incubation
vessel
polymer
incubation vessel
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69928797T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69928797D1 (de
Inventor
Alan Martin Salisbury LEE
Lyall Dario Salisbury LESLIE
Paul Salisbury MOORE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UK Secretary of State for Defence
Original Assignee
UK Secretary of State for Defence
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=10832556&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69928797(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by UK Secretary of State for Defence filed Critical UK Secretary of State for Defence
Publication of DE69928797D1 publication Critical patent/DE69928797D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69928797T2 publication Critical patent/DE69928797T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/08Flask, bottle or test tube
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/22Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/146Conductive polymers, e.g. polyethylene, thermoplastics

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Systemen, die elektrisch leitfähige Polymere für die Herstellung von Geräten, wie etwa Inkubatoren für die Verwendung bei der Kultur von biologischem Material, umfassen, sowie Geräte und Verfahren zur Inkubation von biologischem Material.
  • Die Kultur von biologischem Material, wie etwa Pflanzen- oder Tierzellen, Bakterien, Viren oder Hybridomen oder anderen unsterblichen Zelllinien wird für eine große Vielfalt von Zwecken benötigt. Beispielsweise können die Zelllinien zur Verwendung für experimentelle Zwecke kultiviert werden. Des weiteren können Bakterien und insbesondere rekombinante Bakterien dafür kultiviert werden, um für die Herstellung von Materialien, wie etwa Antibiotika oder anderen Pharmazeutika, verwendet zu werden. Antikörper, die für die Diagnose und Therapie in einem weiten Bereich von Gebieten nützlich sind, werden z.B. über die Kultur von Hybridomen oder anderen unsterblichen Zelllinien hergestellt.
  • Für diagnostische Zwecke, z.B. auf dem Gebiet der Lebensmittelhygiene-Überwachung, kann es notwendig sein, jeden isolierten Bakterien- oder Virenstamm zu kultivieren, um signifikante Mengen für die Detektion und/oder Identifizierung zu erhalten.
  • Pflanzenzellen können kultiviert werden, um Kalli für die Verwendung bei der Transformation herzustellen, um rekombinante Pflanzen zu erzeugen.
  • Das kontrollierte Erhitzen von Schüttelkolben oder anderen Gefäßen, die bei der Kultur von biologischem Material verwendet werden, erfolgt oft unter Verwendung großer Heizeinrichtungen oder Inkubato-293-62.379EPDE-Sn ren. Zahlreiche Schüttelkolben, die jeweils das zu testende biologische Material und Kulturmedium enthalten, werden in diesen Einrichtungen gehalten. Die Temperatur im Inneren des Inkubators wird auf einer Temperatur gehalten, bei der das biologische Material gezüchtet werden kann. Allgemein wird diese im Bereich von 37°C liegen, was eine akzeptable Temperatur für die Kultur vieler Arten von biologischem Material darstellt. Jedoch wird dies nicht für jedes in dem Behälter kultivierte biologische Material die optimale Kulturtemperatur sein, insbesondere, wenn eine breite Palette verschiedener biologischer Materialien in den verschiedenen einzelnen Schüttelkolben enthalten ist.
  • Weiterhin ist es möglich, dass dies kein ökonomisches Verfahren des Erhitzens darstellt, wenn nur eine kleine Anzahl an Proben benötigt wird, es jedoch erforderlich ist, die gesamte Vorrichtung auf die gewünschte Temperatur aufzuheizen und diese zu halten, auch wenn sich nur einige wenige Proben darin befinden.
  • Schließlich benötigt die Inkubation bestimmter Stämme, insbesondere rekombinanter Bakterienstämme etc., spezifische Temperaturbedingungen und Temperaturübergänge, um gewünschte Gene zu induzieren oder „anzuschalten". Bestimmte Stämme erfordern eine Kultivierung für eine vorab festgelegte Zeitspanne bei einer Temperatur, gefolgt von der Einstellung der Temperatur auf ein anderes Niveau, um die Expression eines bestimmten Gens zu erhalten. Gegenwärtig muss eine so komplexe Operation manuell ausgeführt werden, was bedeutet, dass eine bedienende Person zu dem bestimmten Zeitpunkt anwesend sein muss, wenn der Temperaturwechsel erforderlich ist, um das Inkubationsgefäß aus der konstanten Temperaturumgebung zu entfernen und es – so wie es passend ist – zu erwärmen oder abzukühlen.
  • Es besteht ein Bedarf für ein besser kontrollierbares Verfahren der Erhitzung von Inkubationsgefäßen, die bei der Kultur von biologischem Material verwendet werden. Die WO 98/24548, die zum Zeitpunkt der vorliegenden Anmeldung unveröffentlicht war (und somit ein Referenzdokument nach Art. 54 (3) EPC darstellt, das somit keine Beeinträchtigung für den erfinderischen Schritt der vorliegenden Anmeldung mit sich bringt) beschreibt Reaktionsgefäße, die elektrisch leitfähige Polymere als Heizelemente verwenden. Die DE 3132926 beschreibt Küvetten und insbesondere Fließzellen, die einen Polymerblock als Widerstandsheizer verwenden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung eines Inkubationssystemsfür das kontrollierte Erhitzen biologischer Materialien gemäß der Definition im angefügten Anspruch 1 angegeben.
  • Elektrisch leitfähige Polymere sind in der Technik bekannt und können von Caliente Systems Inc. aus Newark, USA, bezogen werden. Andere Beispiele für solche Polymere werden beispielsweise in den US-Patenten Nr. 5,106,540 und 5,106,538 offenbart. Viele Polymere, z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyethylen (PE), können durch Einschluss von Graphit in das Polymermaterial zu elektrisch leitfähigen Polymeren gemacht werden.
  • Geeignete leitfähige Polymere können Temperaturen von bis zu 300°C bereitstellen und sind so gut in der Lage, bei Inkubationsprozessen verwendet zu werden, wo der Temperaturbereich zwischen 15°C und 50°C liegt.
  • Inkubationsgefäße, die im Zusammenhang der Erfindung verwendet werden können, sind in der Technik wohlbekannt. Sie können Schüttelkolben, Petrischalen, Teströhrchen, Chemostaten, Fermenter oder Objektträger, einschließlich mikroskopischer Objektträger, umfassen.
  • Ein Vorteil der Erfindung gegenüber bekannten Inkubatoren oder Öfen besteht darin, dass die Temperaturen innerhalb einzelner Inkubationsgefäße unabhängig voneinander kontrolliert werden können.
  • Die erreichbare Heizgeschwindigkeit hängt von der genauen Natur des Polymers, den Dimensionen des verwendeten Polymers und der applizierten Strommenge ab. Vorzugsweise besitzt das Polymer einen hohen spezifischen Widerstand, z.B. oberhalb von 1000 Ohm·cm. Die Temperatur des Polymers kann problemlos kontrolliert werden, indem man die Menge an elektrischem Strom kontrolliert, die durch das Polymer fließt, was es erlaubt, dieses für eine gewünschte Zeitspanne auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Weiterhin kann die Übergangsgeschwindigkeit zwischen Temperaturen nach der Kalibrierung problemlos kontrolliert werden, indem ein geeigneter elektrischer Strom zugeführt wird, z.B. unter der Kontrolle eines Computerprogramms.
  • Geeigneter Weise kann die Temperatur innerhalb eines jeweiligen Gefäßes jedoch dadurch eingestellt werden, indem man z.B. eine einfache Thermostatvorrichtung verwendet, die die Stromzufuhr zu dem Polymer abstellt, wenn die Temperatur innerhalb des Kolbens die gewünschte Temperatur überschreitet.
  • Die thermischen Eigenschaften eines elektrisch leitfähigen Polymers und insbesondere seine geringe thermische Masse werden sicherstellen, dass Temperaturanpassungen rasch stattfinden. Wenn es jedoch gewünscht ist, kann das Inkubationsgefäß einer künstlichen Kühlung unterzogen werden, um die Geschwindigkeit der Abkühlung weiter zu erhöhen. Geeignete Kühlverfahren beinhalten eine Kühlung durch angetriebene Luft, z.B. unter Verwendung von Ventilatoren bzw. Gebläsen, das Eintauchen in Eis oder Wasserbäder, etc.
  • Weiterhin wird die Verwendung des Polymers in Form eines Films oder einer Beschichtung als Heizelement in einem Inkubationsgefäß der Vorrichtung im allgemeinen erlauben, eine kompaktere Form anzunehmen als bestehende Inkubatoren. Dies kann nützlich sein, wenn Kulturprozesse unter Feldbedingungen, wie etwa an der freien Luft, an einem Fluss, auf einem Fabrikboden oder sogar in einem kleinen Geschäft, durchgeführt werden.
  • Das Inkubationsgefäß kann die Form eines Reagenzbehälters annehmen, wie etwa eines Glas-, Plastik- oder Silikonbehälters, wobei das elektrisch leitfähige Polymer in Form eines Films in enger Nachbarschaft zu dem Behälter angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform des Gefäßes wird das Polymer als Umhüllung bereitgestellt, die um das Inkubationsgefäß passt und in thermischem Kontakt mit dem Gefäß steht. Die Umhüllung kann entweder als ausgeformte Umkleidung bereitgestellt werden, die so gestaltet ist, dass sie sich passgenau um ein Inkubationsgefäß schmiegt, oder sie kann als Filmstreifen bereitgestellt werden, der um das Inkubationsgefäß herumgewickelt und befestigt werden kann.
  • Diese Anordnung der Polymer-Umhüllung bedeutet, dass ein enger thermischer Kontakt zwischen der Umhüllung und dem Inkubationsgefäß erreichbar ist. Dies stellt sicher, dass das Gefäß rasch die gewünschte Temperatur erreicht, ohne dass es zu der üblichen Verzögerungszeit kommt, die aus dem isolierenden Effekt der Luftschicht zwischen dem Inkubationsgefäß und dem Heizelement resultiert. Weiterhin kann eine Polymer-Umhüllung verwendet werden, um eine Vorrichtung an die Verwendung bestehender Inkubationsgefäße anzupassen. Insbesondere kann ein Streifen aus flexiblem Polymerfilm um ein Inkubationsgefäß diverser verschiedener Größen und Formen herum gewickelt werden.
  • Wo eine Umhüllung verwendet wird, kann es vorteilhaft für diese sein, perforiert oder in gewisser Weise netzartig zu sein. Dies kann die Flexibilität des Polymers verstärken und kann einen noch schnelleren Zugang für ein Kühlmedium erlauben, wenn das Polymer nicht selber dazu verwendet wird, die Kühlung zu bewirken.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Polymerfilm oder die Polymerbeschichtung als integraler Bestandteil des Inkubationsgefäßes bereitgestellt. Das Inkubationsgefäß kann unter Verwendung einer zusammengesetzten Konstruktion hergestellt werden, bei der eine Schicht des leitfähigen Polymers zwischen Schichten desjenigen Materials zwischengeschaltet ist, aus dem das Gefäß hergestellt ist, oder bei der die inneren oder äußeren Oberflächen des Inkubationsgefäßes mit dem Polymer beschichtet sind. Solche Gefäße können unter Verwendung von Schichtung und/oder Ablagerung, wie etwa chemischen oder elektrochemischen Ablagerungstechniken, wie in der Technik gebräuchlich, hergestellt werden.
  • Gefäße, die den Polymerfilm oder die Polymerbeschichtung als integralen Bestandteil enthalten, können besonders kompakte Strukturen bereitstellen.
  • Wenn mehrere Inkubationsgefäße für eine bestimmte Reaktion benötigt werden, kann jeder elektrische Verbindungspunkt so positioniert werden, dass eine einzige Versorgungseinheit mit allen Inkubationsgefäßen oder -Röhrchen verbunden werden kann. Die Inkubationsgefäße können in Form eines Array bereitgestellt werden.
  • Alternativ kann jedes oder jede Gruppe von Inkubationsgefäßen sein/ihr eigenes Heizprofil aufweisen, das dadurch eingestellt wird, indem man den applizierten Strom bei diesem Gefäß oder dieser Gruppe von Gefäßen anpasst. Dies bietet einen weiteren und beson ders wichtigen Vorteil der erfindungsgemäßen Inkubationsgefäße mit Polymer gegenüber konventionellen Inkubatoren, und zwar in der Weise, als die Temperatur der einzelnen Gefäße unabhängig voneinander kontrolliert werden kann. Dies bedeutet, dass jedes Inkubationsgefäß mit seinem eigenen thermischen Profil versehen werden kann, das für die Kultur des darin enthaltenen bestimmten biologischen Stammes optimiert werden kann.
  • Das Polymer kann geeigneter Weise in Form eines Blattmaterials oder Films bereitgestellt werden, z.B. mit einer Dicke von 0,01 mm bis 10 mm, so etwa von 1 bis 10 mm, und, bevorzugt, mit einer Dicke von 0,1 bis 0,3 mm. Durch die Verwendung dünner Filme wird das Volumen des Polymers minimiert, das benötigt wird, um ein bestimmtes Inkubationsgefäß oder eine Oberfläche zu bedecken. Dies verringert die Zeit, die das Polymer zum Aufheizen auf die erforderliche Temperatur benötigt, da die Wärme, die durch das Durchleiten des Stroms durch das Polymer erzeugt wird, nicht über ein großes Volumen an Polymermaterial verteilt werden muss.
  • Bei der Benutzung ist der Polymer-Bestandteil des Inkubationsgefäßes so angeordnet, dass ein elektrischer Strom innerhalb des Polymers erzeugt werden kann. Dies kann entweder dadurch erreicht werden, dass man das Polymer mit Verbindungspunkten zur Verbindung mit einer elektrischen Versorgungseinheit versieht, oder durch Induzieren eines elektrischen Stroms im Polymer, z.B. indem man das Polymer geeigneten elektrischen oder magnetischen Feldern aussetzt.
  • Ein enger thermischer Kontakt zwischen dem Polymer und dem Inkubationsgefäß ist insofern ökonomisch, als dadurch nicht die Erwärmung des gesamten Raums innerhalb des Inkubators benötigt wird.
  • Ein besonders geeignetes Inkubationsgefäß zur Verwendung im Zusammenhang mit der Erfindung ist ein konischer Kolben. Der Kolben kann z.B. von einer Umhüllung aus dem leitfähigen Polymer umgeben sein. Die Umhüllung kann durch Haltemittel, wie etwa Federklemmen, in Position gehalten werden. Die Klemmen bestehen geeigneter Weise aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material, da dieses dann als Verbindung mit der Stromquelle dienen kann.
  • Alternativ kann das Polymer integraler Bestandteil des Kolbens sein. Beispielsweise kann der Kolben eine geschichtete Form des Polymers auf Glas oder Silizium enthalten.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann das Gefäß eine flache Trägerplatte umfassen, wie etwa einen zweidimensionalen Array, insbesondere einen Chip, wie etwa einen Silizium-Waffelchip; oder einen Objektträger, insbesondere einen mikroskopischen Objektträger, auf dem biologisches Material und Kulturmedium getragen werden können. Die Platte kann aus dem Polymer hergestellt sein, oder das Polymer kann als integraler Bestandteil der Platte bereitgestellt werden, entweder als Beschichtung auf einer Seite der Platte oder als Polymerschicht innerhalb einer zusammengesetzten Konstruktion, wie zuvor beschrieben.
  • Andere geeignete Inkubationsgefäße sind Röhrchen und Küvetten, die in der Technik bekannt sind.
  • Neue Formen von Inkubationsmitteln zur Verwendung bei der Erfindung sowie als Inkubationsgefäße schließen derartige Mittel aus einem weiteren Aspekt der Erfindung ein.
  • Die Erfindung stellt weiterhin eine Inkubationsvorrichtung für die Kultur von biologischem Material gemäß der Definition in dem angefügten Anspruch 9 bereit.
  • Die Kontrolleinrichtung ist geeigneter Weise eine automatische Kontrolleinrichtung, wie etwa eine Thermostat-Vorrichtung, wie diese in der Technik wohlbekannt sind, oder eine Computer-gesteuerte Interface-Anordnung. Die letztere kann eine Vorrichtung zur Temperaturüberwachung beinhalten, wie etwa ein Thermoelement, das die Temperatur des Inkubationsgefäßes überwacht und diese Information in ein Kontrollsystem einspeist, sodass der gewünschte Ablaufplan von Heizen und/oder Abkühlen eingehalten wird.
  • Alternativ kann die Temperatur des Polymers auf direktem Weg überwacht werden, indem man dessen spezifischen Widerstand misst, beispielsweise durch Einsetzen des Polymer-Heizelements als Widerstand in die Anordnung eines Wheatstonebrücken-Schaltkreises. Dies erspart die Anwendung anderer Temperaturmessvorrichtungen, wie etwa von Thermoelementen.
  • Optional kann die Vorrichtung weiterhin künstliche Kühlmittel wie etwa ein oder mehrere Gebläse bzw. Ventilatoren umfassen.
  • Die Vorrichtung kann eine Vielzahl von Inkubationsgefäßen beinhalten. Das Polymer kann als integraler Bestandteil jedes Behälters bereitgestellt werden, als Umhüllung um den jeweiligen Behälter, oder es ist so angeordnet, dass eine Schicht des Polymers zwischen aneinander grenzenden Behältern zwischengeschaltet ist. Sämtliche elektrischen Verbindungspunkte an dem Polymer können mit einer einzigen elektrischen Versorgungseinheit verbunden sein, wenn eine Anzahl von Reaktionen durchgeführt wird, die dieselben Temperaturstufen erfordern.
  • Jedoch ist die Vorrichtung bei einer bevorzugten Ausführungsform so angeordnet, dass das Polymer, das mit einem Gefäß oder einer Gruppe von Gefäßen in Kontakt steht (oder diese bildet) mit einer individuellen Versorgungseinheit verbunden ist, wobei verschiedene Gefäße oder Gruppen von Gefäßen mit verschiedenen, unabhängig kontrollierten elektrischen Versorgungseinheiten verbunden sind. Mit dieser Anordnung kann eine Anzahl verschiedener Kulturen, die unterschiedliche Temperaturen oder Temperaturstufen benötigen, zur selben Zeit durchgeführt werden, da jeder Behälter oder jede Gruppe von Behältern sein/ihr eigenes Heizelement besitzt. Diese Anordnung erlaubt es den Benutzern, eine Anzahl von Kulturen mit kleinen Chargen unter ökonomischer Verwendung einzelner Gefäße durchzuführen.
  • Da, wo das Inkubationsgefäß einen Objektträger oder Chip beinhaltet, kann die Vorrichtung den Objektträger oder Chip; eine elektrische Versorgungseinheit, Mittel zur Verbindung der elektrischen Versorgungseinheit mit dem Objektträger oder Chip oder Mittel zum Induzieren eines elektrischen Stroms in dem Polymer, sowie ein Mittel zum Kontrollieren des durch die Polymerschicht in den Objektträger oder Chip fließenden Stroms umfassen.
  • Die Inkubationsgefäße und die Vorrichtung der Erfindung können bei einer Vielzahl von Situationen verwendet werden, bei denen es notwendig ist, biologisches Material zu kultivieren. Somit stellt die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Kultivierung eines biologischen Materials bereit, wobei dieses Verfahren das Einsetzen des biologischen Materials und eines Kulturmediums in eine Inkubationsvorrichtung gemäß obiger Beschreibung umfasst, sowie das Zuführen von Strom zu der Inkubationseinrichtung, um so zu bewirken, dass das Inkubationsgefäß eine vorab festgelegte Temperatur erreicht.
  • Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei auf die zugehörige Zeichnung Bezug genommen wird, die eine Schemadarstellung ist, welche eine Ausführungsform einer Inkubationsvorrichtung der Erfindung zeigt.
  • In der Zeichnung ist ein konischer Kolben 1 von einer Ummantelung des elektrisch leitfähigen Polymers 2 umgeben. Die Polymerummantelung 2 wird mittels einer federnden Metallklemme 3 in Position gehalten. Eine elektrische Energiezufuhr (nicht dargestellt) ist mit der Klemme 3 verbunden.
  • Bei Benutzung wird das biologische Material in dem Kulturmedium 4 in das Inkubationsgefäß 1 gegeben, das mittels eines Stöpsels 5 verschlossen wird. Die Ummantelung 2 steht in engem thermischem Kontakt mit dem Inkubationsgefäß 1. Der Klemme 3 wird elektrische Energie zugeführt, sodass Strom durch die Polymerummantelung 2 geleitet wird, wodurch diese und das biologische Material im Inneren des Inkubationsgefäßes 1 erhitzt werden.
  • Die elektrische Energiezufuhr steht unter der Kontrolle einer Thermostat-Vorrichtung (nicht dargestellt), die eingestellt wurde, um sicherzustellen, dass die Temperatur im Inneren des Inkubationsgefäßes für die bestimmte Bedingung bzw. die Bedingungen, unter denen das biologische Material wächst, optimal bleibt.
  • Das Gefäß 1 kann im Verlauf der Reaktion bewegt oder geschüttelt werden, z.B. in einer Schüttelvorrichtung, wie sie in der Technik wohlbekannt ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Gefäß anderweitig belüftet werden, z.B. mittels Einspritzung. In Abhängigkeit von der Natur des kultivierten biologischen Materials kann es notwendig oder wünschenswert sein, den Prozess unter nicht-aeroben Bedingungen durchzuführen, z.B. unter Stickstoff-Atmosphäre.
  • Obwohl das in der Figur dargestellte Gefäß einen konischen Kolben umfasst, wird es erkenntlich sein, dass andere Formen des Gefäßes, einschließlich Röhrchen, Objektträgern und Schalen verwendet werden können. Die Ausbildung bzw. Anordnung des Polymers wird dementsprechend angepasst werden.

Claims (14)

  1. Verwendung eines Systems, das ein elektrisch leitfähiges Polymer, eine Energieversorgung und Kontrollmittel hierfür beinhaltet, als Inkubationseinrichtung für die Kultivierung biologischer Materialien, wobei das Polymer in Form eines Films, der entweder mit einem Inkubationsgefäß zusammenhängt oder darin integriert ist oder als eine Beschichtung auf einer inneren oder äußeren Oberfläche eines Inkubationsgefäßes vorliegt, und wobei das Kontrollmittel eingestellt wird, um das Polymer so zu erhitzen, dass eine vorab festgelegte Kulturtemperatur in dem Inkubationsgefäß erreicht und aufrechterhalten wird.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Polymer der Inkubationseinrichtung mit einem Inkubationsgefäß zusammenhängend ist.
  3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei das Polymer der Inkubationseinrichtung eine Umhüllung um ein Inkubationsgefäß ausbildet.
  4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei die Umhüllung in ein Inkubationsgefäß integriert ist.
  5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Polymer perforiert oder netzartig ist.
  6. Verwendung nach Anspruch 1, wobei eine innere oder äußere Oberfläche des Inkubationsgefäßes mit dem Polymer beschichtet ist.
  7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Inkubationsgefäß ein Kolben, eine Schale oder ein Objektträger ist.
  8. Verwendung nach Anspruch 9, wobei das Inkubationsgefäß ein Kolben ist.
  9. Inkubationsvorrichtung für die Kultivierung von biologischem Material, diese umfassend ein Inkubationsgefäß, das ausgewählt ist unter einem Schüttelkolben, einer Petrischale, einem Teströhrchen, einem Chemostaten, Fermenter oder Objektträger, ein elektrisch leitfähiges Polymer, entweder in Form eines Films, der mit dem Inkubationsgefäß zusammenhängt oder darin integriert ist, oder in Form einer Beschichtung auf einer inneren oder äußeren Oberfläche des Inkubationsgefäßes, ein Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Stroms in dem elektrisch leitfähigen Polymer, um so das Inkubationsgefäß zu erhitzen, und ein Mittel zum Kontrollieren der Temperatur in dem Inkubationsgefäß, dieses programmiert, um eine konstante Kulturtemperatur zwischen 15°C und 50°C in dem Inkubationsgefäß zu erreichen und aufrechtzuerhalten.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, die eine Mehrzahl von Inkubationsgefäßen aufnimmt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Kontrolleinrichtung für die Zufuhr von Strom für unterschiedliche Kulturtemperaturen für verschiedene der Inkubationsgefäße ausgelegt ist.
  12. Verfahren zum Kultivieren von biologischem Material, dieses umfassend das Einsetzen des biologischen Materials und eines Kulturmediums in ein Inkubationsgefäß der Inkubationsvorrichtung nach Anspruch 9 und das Zuführen von Strom zu der Inkubationsvorrichtung, so dass das Inkubationsgefäß eine vorab festgelegte Temperatur erreicht und aufrechterhält.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das biologische Material in einer Mehrzahl von Inkubationsgefäßen gleichzeitig erhitzt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei jedes Inkubationsgefäß einzeln auf die Temperatur erhitzt wird, die für die in dem Gefäß erfolgende Kultivierung benötigt wird.
DE69928797T 1998-05-23 1999-05-17 Temperaturregelung von inkubationsgefässen durch elektrisch leitfähige polymere Expired - Fee Related DE69928797T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9811060 1998-05-23
GBGB9811060.4A GB9811060D0 (en) 1998-05-23 1998-05-23 Incubation vessels
PCT/GB1999/001553 WO1999061578A1 (en) 1998-05-23 1999-05-17 Temperature control of incubation vessels using electrically conducting polymers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69928797D1 DE69928797D1 (de) 2006-01-12
DE69928797T2 true DE69928797T2 (de) 2006-08-10

Family

ID=10832556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69928797T Expired - Fee Related DE69928797T2 (de) 1998-05-23 1999-05-17 Temperaturregelung von inkubationsgefässen durch elektrisch leitfähige polymere

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6635471B1 (de)
EP (1) EP1080178B1 (de)
JP (1) JP2003512809A (de)
AT (1) ATE312166T1 (de)
AU (1) AU744405B2 (de)
CA (1) CA2333318A1 (de)
DE (1) DE69928797T2 (de)
ES (1) ES2251192T3 (de)
GB (1) GB9811060D0 (de)
WO (1) WO1999061578A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008023299A1 (de) * 2008-05-08 2009-11-19 Micropelt Gmbh Aufnahme für eine Probe
DE102018132120A1 (de) * 2018-12-13 2020-06-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Probenaufnahmeeinrichtung für biologische Proben mit einer Probenaufnahme aus Kohlenstoff-basiertem Werkstoff

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0005434D0 (en) * 2000-03-08 2000-04-26 Secr Defence Reaction system
DE10054487A1 (de) * 2000-11-03 2002-05-23 Eppendorf Ag Verfahren und Vorrichtung zum Temperieren von Proben
GB2404883B (en) * 2003-08-01 2008-02-27 Biogene Ltd Improvement in biological, chemical and biochemical processes and apparatus
DE102005036763B4 (de) * 2005-08-04 2007-07-26 Inheco Industrial Heating And Cooling Gmbh System aus mehreren Inkubatoren
GB0610432D0 (en) * 2006-05-26 2006-07-05 B G Res Ltd Performance issues in use of vessels for biological applications
GB0715170D0 (en) * 2007-08-03 2007-09-12 Enigma Diagnostics Ltd Reaction vessel
EP2178640A1 (de) * 2007-08-03 2010-04-28 Enigma Diagnostics Limited Reaktionsgefäss
IT1391309B1 (it) * 2008-08-07 2011-12-01 Lazzarotto Unità strutturale perfezionata per il ricovero di embrioni e di organismi animali
USD707823S1 (en) 2013-03-28 2014-06-24 Miller Manufacturing Company Incubator housing
US20170367359A1 (en) * 2016-06-23 2017-12-28 Jugurt Llc Systems, methods, and devices for creating a yogurt culture
CN109943469A (zh) * 2019-05-01 2019-06-28 合肥职业技术学院 一种适合不同培养温度细菌共生培养装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2883307A (en) * 1953-07-30 1959-04-21 Georgia Tech Res Inst Electrical resistance paint capable of forming a heating film
US3260413A (en) * 1964-08-31 1966-07-12 Scientific Industries Automatic chemical analyzer
DD153923A1 (de) * 1980-11-18 1982-02-10 Ekkehard Berndt Temperierbare kuevette
JPS6490044A (en) * 1987-09-30 1989-04-05 Toray Industries Shaking culture flask
FI915731A0 (fi) * 1991-12-05 1991-12-05 Derek Henry Potter Foerfarande och anordning foer reglering av temperaturen i ett flertal prov.
JPH05255576A (ja) * 1992-03-12 1993-10-05 Nippon Chibagaigii Kk 面状発熱体及びその製造法
US5552321A (en) 1993-08-24 1996-09-03 Bioptechs Inc. Temperature controlled culture dish apparatus
US5582754A (en) * 1993-12-08 1996-12-10 Heaters Engineering, Inc. Heated tray
US5843741A (en) * 1994-08-01 1998-12-01 Massachusetts Insitute Of Technology Method for altering the differentiation of anchorage dependent cells on an electrically conducting polymer
IT1276016B1 (it) * 1995-03-08 1997-10-24 Ernesto Marelli Dispositivo di riscaldamento autotermoregolante
US6095148A (en) * 1995-11-03 2000-08-01 Children's Medical Center Corporation Neuronal stimulation using electrically conducting polymers
EP1007349B1 (de) * 1995-11-22 2004-09-29 THE GOVERNMENT OF THE UNITED STATES OF AMERICA, as represented by THE SECRETARY OF THE NAVY Leitende gemusterte polymeroberfläche, verfahren zu ihrer herstellung und diese enthaltende anordnungen
US6312886B1 (en) * 1996-12-06 2001-11-06 The Secretary Of State For Defence In Her Brittanic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Reaction vessels
GB9716052D0 (en) 1996-12-06 1997-10-01 Secr Defence Reaction vessels
GB9800810D0 (en) 1998-01-16 1998-03-11 Secr Defence Reaction vessels

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008023299A1 (de) * 2008-05-08 2009-11-19 Micropelt Gmbh Aufnahme für eine Probe
DE102018132120A1 (de) * 2018-12-13 2020-06-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Probenaufnahmeeinrichtung für biologische Proben mit einer Probenaufnahme aus Kohlenstoff-basiertem Werkstoff
DE102018132120B4 (de) 2018-12-13 2024-04-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Probenaufnahmeeinrichtung für biologische Proben mit einer Probenaufnahme aus Kohlenstoff-basiertem Werkstoff

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999061578A8 (en) 2001-05-03
DE69928797D1 (de) 2006-01-12
GB9811060D0 (en) 1998-07-22
AU3943199A (en) 1999-12-13
US6635471B1 (en) 2003-10-21
JP2003512809A (ja) 2003-04-08
EP1080178B1 (de) 2005-12-07
ATE312166T1 (de) 2005-12-15
CA2333318A1 (en) 1999-12-02
WO1999061578A1 (en) 1999-12-02
EP1080178A1 (de) 2001-03-07
ES2251192T3 (es) 2006-04-16
AU744405B2 (en) 2002-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69928797T2 (de) Temperaturregelung von inkubationsgefässen durch elektrisch leitfähige polymere
DE69734457T2 (de) Reaktionsgefaesse
DE4217868C2 (de) Temperierbare Multiküvette
DE1617284C3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Züchten von Gewebekulturzellen
DE102009022354B4 (de) Bioreaktorsystem
AT522439B1 (de) Inkubator für biologisches Material
CN101119735A (zh) 超低强度电场网络介导的向离体细胞内递送基因、蛋白质和药物
WO2004033615A1 (de) Verfahren zur kultivierung von zellen, insbesondere menschlicher oder tierischer zellen
EP1539925B1 (de) Zellkulturkammer für ein zellkultursystem
Tedesco et al. Interfacing 3D engineered neuronal cultures to micro-electrode arrays: an innovative in vitro experimental model
DE102015226022A1 (de) Funktionsintegrativer Bioreaktor
US9663751B2 (en) Platform system for in vitro cell co-cultivation with automatic trapping function
EP2550352B1 (de) Substrat, kultivierungseinrichtung und kultivierungsverfahren für biologische zellen
DE102019000673A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung von Reaktionsgemischen im Schüttelbetrieb
EP1935973A1 (de) Kulturvorrichtung für aquatische Organismen
DE10128810B4 (de) Einrichtung zur Kultivierung von Zellen, insbesondere menschlicher oder tierischer Zellen
Zainal Alam et al. Establishment of temperature control scheme for microbioreactor operation using integrated microheater
DE102009015869A1 (de) Vorrichtung zum Temperieren von Mikrotiterplatten
DE4017754C1 (en) Maintenance of optimum temp. in container for microorganism incubation - by using an electrical heating element surrounded by an air gap, controlled by a submerged temp. sensor
CN104974934B (zh) 体外细胞自动抓取共养平台系统
DE102017011226B3 (de) Automatisiertes, integriertes mikrofluidisches System für die Hochdurchsatz-Klonierung
WO2002018051A1 (de) Selektiv erwärmbarer substanzträger
DE102006054789B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung biologischer Zellen auf einem Substrat
Ge Microbial instrumentation utilizing microfluidics
WO2020126146A1 (de) Vorrichtung zur probenuntersuchung für ein atmosphärisches oder druckvariables rasterelektronenmikroskop, mikroskopiesystem sowie mikroskopieverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee