DE7206056U - Gerät zur Bestimmung des Sauerstoffverbrauchs von Mikroorganismen oder Zellen - Google Patents
Gerät zur Bestimmung des Sauerstoffverbrauchs von Mikroorganismen oder ZellenInfo
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Description
. 43 S*Mn*Kray
Ί
FriilwKiorftr Strafe 351
f
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(02141) as IU
A 8/St/Strö
Gerat zur Bestimmung des Sauerstoffverbrauche von Mikroorganismen oder Zellen ~)
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Bestiasmng des Sauerstoffverbrauchs von Mikroorganismen oder Zellen, bestehend
aus einer Gewebekulturkammer, die durch eine gasdurchlässige Mombran aus einen hitzebest&ndigen Kunststoff in einen
die Kultur enthaltenden Flüssigkeitsraun waä einen sauerstoffhaltige Oase enthaltenden Gasraum unterteilt ist sowie
einer in den Gaerassa eintauchenden Clark*schen-Platinelektrode.
Die Bestiamung des Sauerstoffverbrmuchs von Zellen wird dazu
benutzt, um den schädigenden oder stimulierenden Einfluß von
Gasen, Flüssigkeiten oder partikelförmigen Feststoffen auf
den Stoffwechsel von biologisches. Material festzustellen.
Die !tarnung der Zellatnung unter Gewebekulturbedingungen
dient sossit dazu, die erode einer eventuellen Zellschädigung
f estsr astellen.
Zur Messung der Zellatmung werden die sauerstoffverbrauchenden biologischen Zellen odex Bakterien in einer Flüssigkeit,
beispielsweise einer biologiechen Uhr lösung, auf geschwemmt
und die Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks in der Flüssig-
2 -
Iceit oder in dem durch eine Membran abgetrennten sauerstoffhaltigen Gas bestimmt.
Es sind daher Geräte bekannt, bei denen die Clark'sche-Platinelektrode direkt in die Zellaufschwemmung eintaucht.
Diese Gerste haben jedoch den Stechteil, a&i aar guten Sauerste ffver sorgung des Sauerstoffverbrauchers eine kontinuierliche Bewegung der Flüssigkeit erforderlich ist, die infolge
der ständigen mechanischen Irritation der Zellen gegebenenfalls einen schädigenden Einfluß ausüben kann.
Bs sind weiter Geräte bekannt, bei denen die Gewebekulturkammer durch eine für Gase durchlässige Membran aus PoIytetrafluoräthylen in einen Flüssigkeitsraum und einen Gasraum unterteilt ist. Hach dem Einfüllen der Zellen in den
oberen Flüssigkeitsraum seu'imentieren sie auf der Membran
und befinden sich somit zwischen Flüssigkeit»- und Gasphase.
Die Sauerstöffversörgusg der Zellen ist auch ohne Bewegung der
Flüssigkeit sehr gut, da der Diffssieasweg zwischen Zellen
und Gasphase sehr klein ist. Auflerdem taucht die Clark/sche-Platinelektrode bei dieser Anordnung direkt in den Gasraum
ein, wodurch schon eine höhe Empfindlichkeit hinsichtlich der Änderungen des Sauerstoffpartialdrucks erzielt wird, da
die MeBelektrode von den Vorgängen im Flüssigkeitsraum
nicht beeinflust wird. Allerdings sieht diese bekannte Anordnung lediglich ein EinlaSventil für den Ersatz des verbrauchten sauerstoffhaltigen Gases vor, was den Nachteil
hat, daB dieser Vorgang, da er ausschlieBlich durch Diffusion erfolgt, sehr lange dauert. Dadurch sind längere Unterbrechungs- und Einstellzeiten beim Mettvorgang erforderlich.
Hierdurch werden jedoch automatische Reihenuntersuchungen sehr eekchwert, wenn nicht gar unmöglich gemacht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Geräte bedeutend zu verbessern, so das eine schnelle, kontinuierliche und automatische Bestismrang des Sauerstoffverbrauchs möglich ist.
7208C 5611.7.7t
- a —
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäe dadurch gelöst« dae
der Gasraum aus einen unter der Membran befindlichen zylinder föxmigen Teil und einem als sich zum GaseinlaB verjüngende Bohrung durch einen thermostatisierten Metallblock aus-
Der Oasraum ist nach weiteren Merkmalen der Erfindung mit am Gasein- und Gasauslal mit elektromagnetischen Ventilen
versehen. Außerdem sind die eewebekulturkammer und seitlich
davon die Clark*sche-Platinelektrode von oben luftdicht in
den Oasraum eingesetzt. XJm eine luftdichte Verbindung zu
erreichen« ist die Gewebekulturkammer mit einem eine Lippendichtung tragenden Abstreifring in den Metallblock eingesetzt. AuSerdem ist die Gewebekulturkammer mit einer Abdeckkappe versehen.
Bin Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemaften Gerätes ist
in der Zeichnung als Querschnitt dargestellt und wi^d im
folgenden näher beschrieben.
Den Boden der aus einem hitzebeständigen Kunststoff« z.B. Polytetrafluoräthylen hergestellten runden Gewebekulturkammer 1 bildet eine Membran 2 aus einem gasdurchlässigen, hitzebeständigen Kunststoff, z.B. aus Polytetrafluoräthylen,
die durch
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einen eingepaßten Spannring 3 aus dem gleichen Material gespannt wird. Als oberer Abschluß der Gewebekulturkammer 1 ist auf den
Kunststoffkörper ein Metallring 4 aus, z.B. austenitischem
Chrom-Nickelstahl und darauf eine runde optisch plane Glasplatte 5, die mit einem Einfallaöhliff 6 versehen ist, sit einem hitzebeständigen Kleber luftdicht aufgeklebt worden. Die
Gewebekulturkammer 1 umschließt den Flüssigkeitsraum 16, in den
die in einer Nährflüssigkeit aufgeschwemmten Zellen vor Beginn der Messung durch den Einfüllsohliff 6 gegeben werden. Durch
diesen Einfüllschliff 6 können vor oder während der Messung weitere, die Zellatmung schädigende oder stimulierende Zusätze
gegeben werden. Mittels eines luftdicht in den Metallblock 7 eingepaßten Abstreifringes 8 mit Lippendichtung kann die Gewebekulturkammer
1 von oben in den Metallblock 7 unter Herstellung einer luftdichten Verbindung zum Gasraum 10 eingesetzt werden.
Über der Gewebekulturkammer 1 befindet sich eine Abdeckkappe 9»
z,B. aus Plexiglas, um einmal eine Wärmeabgabe an. die Umgebung
zu verhindern oder bei einer Iichtundurehlässigen Ausführung
die Möglichkeit zu bieten, dui";a Hinsetzen einer monochromatischen
Lichtquelle den Säuerstoffverbraucher, z.B. biologische
Zellen, hinsichtlich seines Sauerstoffverbrauchs mittels Licht zu stimulieren. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Säuerst
off verbraucher durch die Glasplatte 5 zu mikroskopieren.
In dem Metallblock 7 befindet sich der Gasraum 10. Er besteht aus dem unter der Membran 2 befindlichen zylinderförmigen Raum
17 und aus der sich zum Gaseinlaß verjüngenden waagerechten Bohrung 18, die am Anfang und am Ende durch die elektrcmagnetischen
Ventile 11 und 12 luftdicht verschlossen herden kann. Der Gasraum 10 muß so klein wie möglich gehalten werden, wenn eine
hohe Empfindlichkeit gegenüber einer Änderung des Sauerstoffpartialdrucks erzielt werden soll. Durch Auswahl eines entsprechend
breiten Spannringes 3 kann beispielsweise das Volumen des Gasraumes 10 verändert werden.
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ι··
Außerdem ist von oben eine Clarksche-Platinelektrode so in den Metallblock 7 eingesetzt, daß sie gleichfalls in den Gasraum
eintaucht.
Bei geöffneten Ventilen 11 uiiü 12 öur-ömt das sauerstofxhaltigs
Gas durch das Ventil 11 in den Gasraum 10 ein und durch das Ventil 12 wieder heraus. Durch die Durchströmung des Gasraumes
10 wird eine schnelle Erneuerung des verbrauchten Sauerstoffs erzielt. Die Ventile schließen sich automatisch, wobei das
Schließen der Ventile über den Reduktionsstr^m der Clarkschen-Platinelektrode
13 geregelt wird. Soll die Gaszuaammensetzung im Gasraum 10 während des Meßvorgangs geändert werden, so kann
das neue Gasgemisch mit leichtem Überdruck durch das Ventil 11 in den Gasraum 10 bei zugleich geöffnetem Ventil 12 eingelassen
werden. Dieses Durchströmen des Gasgemisches durch den Gasraum 10 kann gleichfalls elektrisch ÜDer die Clarksche-Platinelektrode
in verbindung mit einem Schreiber gesteuert werden. Außerdsüi
ist hisrbsi auch der Zusatz von biologisch schädlichen oder
stimulierenden Gasen möglich.
Der Metallblock 7 und damit auch die Clarksche-Platinelektrode 13, der Gasraum 10 sowie die Gewebekulturkammer 1 werden durch
einen Wasserdurchfluß von gewünschter Temperatur durch die Hohlräume 14 thermostatisiert. Auch das dem Ventil 11 zugeführte
Gasgemisch wird beim Durchgang durch die als U-Rohr ausgebildete Sammelleitung 15 gleichfalls thermostatisiert, bevor es in den
Gasraum 10 eingelassen wird. In dem Metallblock 7 können selbstverständlich mehrere, z.B. 6 Gewebekulturkammern 1, Clarksehe-Platinelektroden
13 sowie Gasräume 10 nebeneinander angeordnet werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die den Sauer3toffVerbrauchern angebotene Gaszusammensetzung
automatisch und innerhalb weniger Sekunden verändert werden kann. Außerdem ist die den Saueratoffverbraucher in
einer ffährflussigkeit aufnehmende Gewebekulturkammer 1 steriii-
sierbar. Schließlich ist auch während des ganzen Meßvorgangs und während der Veränderung der Gaszusammensetzung eine Temperaturkonstanz
in <?er Gewebe kul tür kammer 1, im Gasraum 10 und in
der Clarksehen-Plailnelektrode 13 gewährleistet.
72M85«it7.H
Claims (5)
1) Gerät zur Beatiaarang des Sauerstoffve.Tbrauchs von Mikroorganismen oder Zellen, bestehend aus einer Gewebekulturkammer, die durch eine gasdurchlässige Membran in einen
die Kultur enthaltenden Flüssigkeitsraum und einen fauerstoffhaltige Gase enthaltenden Gasraum unterteilt ist sowie einer in den Gasraum eintauchenden Clark·schen-Platinelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasraum (lo)
aus einem unter der Membran befindlichen zylinderförmigen
Teil (17) und einem als sich zum Gaseinlaß verjüngende Bohrusg durch einen toter^ostatisierten Mötallblock (7)
ausgeführten Teil (1«) besteht.
2) Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gasraum (io) am Gasein- und Gasauslaß mit elektromagnetischen Ventilen (11 und 12) versehen ist.
3) 'fferät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gveweb^kulturkammer (1) und seitlich davon die Clark'-sche-Plati? elektrode (13) von oben luftdicht in den Gasraum
(lo) eingesetzt sind.
4) Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dia
Gewebekulturkammer (1) mit einem eine Lippendichtung tragenden Abstreifring (8) in den Metallblock (7) eingesetzt ist.
5) Gerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gewebekulturkammer (1) mit einer Abdeckkappe (9) versehen ist.
72M0 Hu. τ.
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| DE2207615 | 1972-02-18 |
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