ITPD20080371A1 - MECHANICAL MIXING DEVICE FOR CULTIVATION PLATES - Google Patents
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Classifications
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- C12M—APPARATUS 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
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- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo di applicazione Field of application
Forma oggetto della presente invenzione un dispositivo di miscelazione meccanica per piastre di coltura. The present invention relates to a mechanical mixing device for culture plates.
Vantaggiosamente, il dispositivo secondo l’invenzione può essere utilizzato in tutti i settori che prevedano l’utilizzo di piastre coltura, in particolare per colture cellulari o microbiologiche in sospensione, quali il settore biotecnologico, alimentare, farmaceutico e biomedico. Advantageously, the device according to the invention can be used in all sectors involving the use of culture plates, in particular for cellular or microbiological cultures in suspension, such as the biotechnological, food, pharmaceutical and biomedical sectors.
Stato della tecnica State of the art
Come à ̈ noto, alcuni tipi di cellule coltivate in vitro non aderiscono ad un supporto (es. fondo di una piastra di coltura), ma crescono in sospensione. As is known, some types of cells grown in vitro do not adhere to a support (eg the bottom of a culture plate), but grow in suspension.
Comunemente questi tipi di cellule si coltivano in medium liquido non mescolato contenuto in piastre di coltura, come ad esempio piastre Petri a singolo pozzetto o piastre a pozzetti multipli o multiwell (come illustrato nella Figura A allegata), oppure in fiasche che garantiscono volumi maggiori rispetto alle piastre. In questi sistemi di coltura “statici†le cellule sono portate ad accumularsi sul fondo a causa del proprio peso con distribuzioni non ripetibili da esperimento a esperimento. Nel volume di coltura vengono inoltre a formarsi gradienti di concentrazione di nutrienti, gas e fattori di crescita. Ciò rende sostanzialmente impossibile ottenere condizioni ambientali omogenee in tutto l’ambiente di coltura. Commonly these cell types are cultured in unmixed liquid medium contained in culture plates, such as single-well petri dishes or multi-well or multiwell plates (as shown in Figure A attached), or in flasks that provide larger volumes than to the plates. In these â € œstaticâ € culture systems the cells are led to accumulate on the bottom due to their own weight with non-repeatable distributions from experiment to experiment. In addition, concentration gradients of nutrients, gases and growth factors are formed in the culture volume. This makes it essentially impossible to obtain homogeneous environmental conditions in the whole culture environment.
Si stanno quindi sempre più diffondendo sistemi di coltura in sospensione di tipo mescolato, allo scopo di ottenere colture più ripetibili e condizioni ambientali omogenee in termini, ad esempio, di concentrazioni di metaboliti e principi attivi. Sistemi mescolati permettono inoltre di migliorare lo scambio di gas con l’ambiente esterno. Therefore, mixed type suspension culture systems are becoming more and more widespread, in order to obtain more repeatable cultures and homogeneous environmental conditions in terms, for example, of concentrations of metabolites and active ingredients. Mixed systems also make it possible to improve the exchange of gas with the external environment.
La necessità di colture in condizioni dinamiche ha quindi portato allo sviluppo di diversi sistemi di mescolamento. The need for crops under dynamic conditions has therefore led to the development of different mixing systems.
In generale i sistemi di mescolamento attualmente utilizzati possono essere ricondotti a tre tipologie principali: agitatori magnetici; agitatori a scuotimento (scuotitori); agitatori meccanici o a giranti. In general, the mixing systems currently used can be traced back to three main types: magnetic stirrers; shaking agitators (shakers); mechanical or impeller agitators.
Per applicazioni specifiche su piastre di coltura, Petri o multipozzetto, si adottano solo agitatori magnetici o a scuotimento. Tipicamente le piastre multipozzetto possono avere 6 pozzetti (come illustrato in Figura A), oppure 12, 24, 48 o 96 pozzetti. Queste piastre sono utilizzate in particolare per colture cellulari molto costose (come possono essere quelle di cellule staminali). I pozzetti hanno volumi da 200 microlitri a 10 millilitri (e comunque mai superiori a 20 ml). For specific applications on culture plates, Petri dishes or multi-wells, only magnetic or shaking stirrers are used. Typically, multiwell plates may have 6 wells (as shown in Figure A), or 12, 24, 48 or 96 wells. These plates are used in particular for very expensive cell cultures (such as stem cell cultures). The wells have volumes from 200 microliters to 10 milliliters (and in any case never exceeding 20 ml).
Per applicazioni su piastre di coltura ed in generale su volumi di pochi millilitri non si utilizzano, invece, agitatori meccanici. For applications on culture plates and in general on volumes of a few milliliters, mechanical stirrers are not used.
Com’à ̈ noto, infatti, aspetti critici di un sistema di coltura mescolato sono il controllo contemporaneo di temperatura e pH e il mantenimento di condizioni di sterilità . Per “mantenimento della sterilità †si intende impedire o sostanzialmente schermare l’ingresso di solidi sospesi nell’aria, veicolo di contaminazione biologica. As is well known, in fact, critical aspects of a mixed culture system are the simultaneous control of temperature and pH and the maintenance of sterile conditions. By "maintenance of sterility" we intend to prevent or substantially shield the entry of solids suspended in the air, vehicle of biological contamination.
Sono queste esigenze che hanno reso fino ad oggi praticamente inutilizzabili per volumi di pochi millilitri i miscelatori meccanici a girante, che pur garantirebbero ottime prestazioni di mescolamento. La presenza dell’albero di rotazione della girante e il suo collegamento con i relativi mezzi motori impongono, infatti, tutta una serie di complicazioni costruttive per garantire la sterilità del sistema ed il controllo di temperatura e pH, giustificabili solo per contenitori aventi volumi non inferiori a 100 ml. It is these requirements that have made mechanical impeller mixers practically unusable up to now for volumes of a few milliliters, although they would guarantee excellent mixing performance. The presence of the rotation shaft of the impeller and its connection with the relative motor means impose, in fact, a whole series of constructive complications to guarantee the sterility of the system and the temperature and pH control, which can only be justified for containers with volumes that are not less than 100 ml.
Per questi motivi i miscelatori meccanici si adottano principalmente in bioreattori, ossia in sistemi costruttivamente complessi e destinati al trattamento di volumi rilevanti, tali da giustificare anche l’utilizzo di sonde per la misura di temperatura e pH, e il controllo della temperatura in genere tramite camicie d’acqua termostatata. For these reasons, mechanical mixers are mainly used in bioreactors, i.e. in constructively complex systems intended for the treatment of large volumes, such as to justify the use of probes for measuring temperature and pH, and controlling temperature in general. through thermostated water jackets.
Gli agitatori magnetici - che operano trascinando in rotazione tramite un campo magnetico un’ancoretta magnetica (opportunamente sagomata) posta sul fondo di ciascun singolo pozzetto – ben si adattano invece a sistemi di coltura semplici e con volumi ridotti. Questo tipo di agitatori permette infatti di ottenere una miscelazione efficace e facilmente regolabile in intensità senza imporre complicazioni costruttive particolari per garantire il controllo di pH e della temperatura ed il mantenimento della sterilità . Il limite principale di questi sistemi à ̈ legato al fatto che il trascinamento dell’ancoretta magnetica posta sul fondo del pozzetto produce sforzi di taglio, meccanici e di pressione, che possono danneggiare le colture. Magnetic stirrers - which operate by rotating a magnetic stir bar (suitably shaped) placed on the bottom of each individual well in rotation through a magnetic field - are well suited to simple culture systems with reduced volumes. In fact, this type of stirrer allows to obtain an effective and easily adjustable mixing in intensity without imposing particular constructive complications to guarantee the pH and temperature control and the maintenance of sterility. The main limitation of these systems is linked to the fact that the dragging of the magnetic stir bar placed on the bottom of the well produces shear, mechanical and pressure stresses, which can damage the crops.
Anche gli agitatori a scuotimento, in quanto sistemi “non invasivi†, ben si adattano all’impiego per volumi di coltura ridotti e quindi in sistemi semplici da un punto di vista costruttivo ed impiantistico. Il limite principale à ̈ dato dal fatto che il livello di miscelazione che garantiscono à ̈ molto blando e quindi sostanzialmente inefficace per colture cellulari in sospensione soprattutto per volumi ridotti in cui, ad esempio, le forze di superficie sono paragonabili alle forze di inerzia. Even the shaking agitators, as â € œnon-invasiveâ € systems, are well suited to use for small cultivation volumes and therefore in simple systems from a construction and plant engineering point of view. The main limit is given by the fact that the level of mixing they guarantee is very mild and therefore substantially ineffective for suspended cell cultures, especially for small volumes in which, for example, the surface forces are comparable to the forces of inertia.
Presentazione dell'invenzione Presentation of the invention
Pertanto, scopo della presente invenzione à ̈ quello di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota sopra descritta, mettendo a disposizione un dispositivo di miscelazione meccanica per piastre di coltura, che non richieda complicazioni impiantistiche per il controllo della temperatura e pH e per il mantenimento della sterilità . Therefore, the purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the known technique described above, by providing a mechanical mixing device for culture plates, which does not require system complications for temperature and pH control and for maintaining sterility. .
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un dispositivo di miscelazione meccanica per piastre di coltura, che sia di semplice ed economica realizzazione. A further object of the present invention is to provide a mechanical mixing device for culture plates, which is simple and economical to manufacture.
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un dispositivo di miscelazione meccanica per piastre di coltura, che sia utilizzabile in modo semplice e pratico. A further object of the present invention is to provide a mechanical mixing device for culture plates, which can be used in a simple and practical way.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Le caratteristiche tecniche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una o più forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui: The technical characteristics of the invention, according to the aforementioned purposes, are clearly verifiable from the content of the claims reported below and the advantages thereof will be more evident in the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings, which represent one or more forms of purely illustrative and non-limiting realization, in which:
- la Figura 1 mostra un vista prospettica di una prima forma realizzativa del dispositivo di miscelazione secondo l’invenzione associato ad una piastra di coltura; Figure 1 shows a perspective view of a first embodiment of the mixing device according to the invention associated with a culture plate;
- la Figura 2 mostra in modo schematico una modalità di utilizzo del dispositivo di miscelazione illustrato nella Figura 1; Figure 2 schematically shows a mode of use of the mixing device illustrated in Figure 1;
- le Figure 3 e 4 mostrano una vista prospettica del dispositivo illustrato nella Figura 1, presa rispettivamente dall’alto e dal basso; - Figures 3 and 4 show a perspective view of the device illustrated in Figure 1, taken respectively from above and from below;
- la Figura 5 mostra una vista prospettica in trasparenza di un dettaglio del dispositivo di miscelazione illustrato nella Figura 1 relativo ad un coperchio; Figure 5 shows a perspective view in transparency of a detail of the mixing device illustrated in Figure 1 relating to a lid;
- la figura 6 mostra il dispositivo illustrato nella Figura 1 parzialmente sezionato, associato ad una piastra di coltura; Figure 6 shows the device illustrated in Figure 1 partially sectioned, associated with a culture plate;
- la Figura 7 mostra una vista in esploso del dispositivo di miscelazione illustrato nella Figura 1; - la Figura 8 mostra una vista in sezione di un dettaglio del dispositivo di miscelazione secondo l’invenzione relativo a mezzi di miscelazione; Figure 7 shows an exploded view of the mixing device illustrated in Figure 1; Figure 8 shows a sectional view of a detail of the mixing device according to the invention relating to mixing means;
- la Figura 9 mostra una vista prospettica di un dettaglio del dispositivo di miscelazione secondo l’invenzione relativo ad una girante; Figure 9 shows a perspective view of a detail of the mixing device according to the invention relating to an impeller;
- la Figura 10 mostra una vista in esploso del dispositivo di miscelazione realizzato in accordo ad una seconda forma realizzativa dell’invenzione; Figure 10 shows an exploded view of the mixing device made according to a second embodiment of the invention;
- le Figure 11 e 12 mostrano una vista prospettica, presa rispettivamente dall’alto e dal basso, di un dettaglio del dispositivo illustrato nella Figura 10 relativo a mezzi di protezione; - Figures 11 and 12 show a perspective view, taken respectively from above and from below, of a detail of the device illustrated in Figure 10 relating to protection means;
- la Figura 13 mostra una vista laterale dei mezzi di protezione illustrati nelle Figure 11 e 12; Figure 13 shows a side view of the protection means illustrated in Figures 11 and 12;
- la Figura 14 mostra una vista prospettica del dispositivo illustrato nella Figura 10, in configurazione assemblata, associato ad una piastra di coltura; e Figure 14 shows a perspective view of the device illustrated in Figure 10, in an assembled configuration, associated with a culture plate; And
- la Figura 15 mostra uno schema cinematico di un sistema di trasmissione del moto di un dispositivo realizzato in accordo ad una soluzione realizzativa particolare dell’invenzione. - Figure 15 shows a kinematic diagram of a motion transmission system of a device made according to a particular embodiment of the invention.
Descrizione dettagliata Detailed description
Il dispositivo di miscelazione meccanica per piastre di coltura secondo l’invenzione verrà indicato nel suo complesso con 1 nella descrizione e nei disegni allegati. The mechanical mixing device for culture plates according to the invention will be indicated as a whole with 1 in the description and in the attached drawings.
Vantaggiosamente, il dispositivo secondo l’invenzione può essere utilizzato in tutti i settori che prevedono l’utilizzo di piastre di coltura, in particolare per colture cellulari o microbiologiche in sospensione, quali il settore biotecnologico, alimentare, farmaceutico e biomedico. Advantageously, the device according to the invention can be used in all sectors involving the use of culture plates, in particular for cellular or microbiological cultures in suspension, such as the biotechnology, food, pharmaceutical and biomedical sectors.
Il dispositivo di miscelazione secondo la presente invenzione può essere utilizzato – nelle sue diverse varianti – sia con piastre di coltura Petri a singolo pozzetto, sia con piastre di coltura multipozzetto, simili a quella illustrata nella Figura A allegata (dove i pozzetti sono indicati con W e la piastra multipozzetto nel suo complesso con P). The mixing device according to the present invention can be used - in its various variants - both with single-well Petri dishes and with multi-well culture plates, similar to that illustrated in the attached Figure A (where the wells are indicated with W and the multiwell plate as a whole with P).
Come già accennato, i pozzetti di piastre di coltura standard definiscono volumi di coltura che variano da un massimo di 10 ml (nel caso di piastra Petri a singolo pozzetto) ad un minimo di 200 µl (nel caso di piastre con 96 pozzetti). As already mentioned, the wells of standard culture plates define culture volumes ranging from a maximum of 10 ml (in the case of a single well Petri dish) to a minimum of 200 µl (in the case of 96 well plates).
Il dispositivo secondo l’invenzione consente di operare una miscelazione di tipo meccanico tramite giranti sul contenuto dei pozzetti (ad esempio, colture cellulari in sospensione), permettendo il controllo della temperatura e pH ed il mantenimento della sterilità senza le complicazioni impiantistiche tipiche dei sistemi di miscelazione meccanica di tipo noto. In tal senso - come sarà ripreso nel seguito - il dispositivo 1 secondo l’invenzione à ̈ stato ideato e strutturato per poter essere utilizzato all’interno di incubatori biologici (come illustrato nella Figura 2, dove l’incubatore biologico à ̈ schematizzato da un riquadro in linea tratteggiata ed indicato con I). The device according to the invention allows to operate a mechanical mixing through impellers on the contents of the wells (for example, cell cultures in suspension), allowing the temperature and pH control and the maintenance of sterility without the plant complications typical of the systems. mechanical mixing of a known type. In this sense - as will be resumed below - the device 1 according to the invention was designed and structured to be used inside biological incubators (as shown in Figure 2, where the biological incubator is schematized by a box in dashed line and indicated with I).
Secondo l’invenzione, il dispositivo di miscelazione meccanica 1 comprende innanzitutto un coperchio 10 destinato ad essere amovibilmente associato ad una piastra di coltura P per schermarne il pozzetto o i pozzetti W limitando così l’ingresso di solidi sospesi nell’aria ambiente A (veicolo di contaminazione biologica), e al contempo permettendo l’ingresso di gas e umidità esterni. According to the invention, the mechanical mixing device 1 first of all comprises a lid 10 intended to be removably associated with a culture plate P to shield its well or wells W thus limiting the entry of suspended solids into the ambient air A (vehicle of biological contamination), and at the same time allowing the entry of external gas and humidity.
Più in dettaglio, ai fini del mantenimento della sterilità all’interno dei pozzetti W della piastra di coltura P à ̈ sufficiente che il coperchio 10 crei un percorso tortuoso per l’ingresso dell’aria esterna. Tale percorso tortuoso impedisce o quantomeno limita l’ingresso di corpi solidi sospesi nell’aria A. More in detail, in order to maintain sterility inside the wells W of the culture plate P, it is sufficient for the lid 10 to create a tortuous path for the entry of external air. This tortuous path prevents or at least limits the entry of solid bodies suspended in the air A.
In tal modo il coperchio 10 e la piastra di coltura P viene quindi a crearsi una camera di coltura mantenuta sterile. In this way, the lid 10 and the culture plate P thus creates a culture chamber which is kept sterile.
Per ciascun singolo pozzetto W di una piastra di coltura P il dispositivo 1 comprende inoltre almeno una girante di miscelazione 20 rotazionalmente associata al suddetto coperchio 10 in corrispondenza della faccia di quest’ultimo destinata ad essere rivolta verso la piastra di coltura P. For each individual well W of a culture plate P, the device 1 also comprises at least one mixing impeller 20 rotationally associated with the aforementioned lid 10 in correspondence with the face of the latter destined to be turned towards the culture plate P.
Il numero di giranti 20 varia in funzione del numero di pozzetti W della piastra di coltura P. The number of impellers 20 varies as a function of the number of wells W of the culture plate P.
Il dispositivo 1 comprende inoltre mezzi motori 30 collegabili cinematicamente a ciascuna girante di miscelazione 20. The device 1 further comprises motor means 30 which can be kinematically connected to each mixing impeller 20.
Secondo l’invenzione, almeno il coperchio 10 e ciascuna girante 20 sono realizzati con materiali biocompatibili che possono essere sottoposti a trattamenti di sterilizzazione e che sono in grado di resistere alle condizioni di umidità , temperatura e pH che si creano in un incubatore biologico. According to the invention, at least the lid 10 and each impeller 20 are made of biocompatible materials which can be subjected to sterilization treatments and which are able to withstand the conditions of humidity, temperature and pH that are created in a biological incubator.
Per “biocompatibilità †di un materiale si intende la proprietà di un materiale di non interferire con l’attività di organismi, e quindi in particolare la sua inerzia chimica. By â € œbiocompatibilityâ € of a material we mean the property of a material not to interfere with the activity of organisms, and therefore in particular its chemical inertness.
Per “trattamento di sterilizzazione†si intende un trattamento di tipo chimico e/o fisico atto ad eliminare da un substrato eventuali organismi o microrganismi, come ad esempio il trattamento termico in autoclave (con temperature non inferiori a 120°C e tempi di trattamento non inferiori a 30 minuti). By `` sterilization treatment '' we mean a chemical and / or physical treatment aimed at eliminating any organisms or microorganisms from a substrate, such as for example the heat treatment in an autoclave (with temperatures not lower than 120 ° C and treatment times not less than 30 minutes).
Le condizioni di temperatura, umidità e pH che si creano in un incubatore biologico variano in funzione delle esigenze specifiche della coltura biologica. Mediamente, tuttavia, le temperature sono comprese tra 35°C e 38°C, pH tra 4 e 8 e umidità tra 80% e 100%. The conditions of temperature, humidity and pH that are created in a biological incubator vary according to the specific needs of the biological culture. On average, however, temperatures are between 35 ° C and 38 ° C, pH between 4 and 8 and humidity between 80% and 100%.
Vantaggiosamente, il dispositivo 1 secondo l’invenzione può comunque essere impiegato in un più ampio spettro di condizioni, con temperature tra 0 e 100°C, pH tra 1 e 13 e umidità tra 0 e 100%. Advantageously, the device 1 according to the invention can in any case be used in a wider spectrum of conditions, with temperatures between 0 and 100 ° C, pH between 1 and 13 and humidity between 0 and 100%.
Preferibilmente, vengono usati materiali come il policarbonato (in particolare per realizzare il coperchio 10) o il teflon (in particolare per realizzare le giranti di miscelazione 20). Preferably, materials such as polycarbonate (in particular to make the lid 10) or Teflon (in particular to make the mixing impellers 20) are used.
Possono tuttavia essere usati in alternativa anche altri materiali, come ad esempio polistirene e altri polimeri plastici, vetro, metalli, ceramiche e siliconi, con proprietà tali da risultare biocompatibili e resistere - senza subire deterioramenti - a trattamenti di sterilizzazione e alle condizioni di pH, temperatura e umidità che si vengono a creare in un incubatore biologico. However, other materials can also be used as an alternative, such as polystyrene and other plastic polymers, glass, metals, ceramics and silicones, with properties such as to be biocompatible and resist - without undergoing deterioration - sterilization treatments and pH conditions, temperature and humidity that are created in a biological incubator.
Il dispositivo di miscelazione 1 secondo l’invenzione può pertanto essere utilizzato direttamente all’interno di un incubatore biologico. In questo modo, pur operando una miscelazione meccanica mediante giranti, à ̈ possibile controllare le condizioni di temperatura, umidità e pH (regolando la concentrazione di CO2nell’aria) della coltura biologica presente nella piastra di coltura senza dover prevedere soluzioni impiantistiche ad hoc. The mixing device 1 according to the invention can therefore be used directly inside a biological incubator. In this way, while operating a mechanical mixing by means of impellers, it is possible to control the conditions of temperature, humidity and pH (by adjusting the concentration of CO2 in the air) of the biological culture present in the culture plate without having to provide ad hoc plant solutions.
Preferibilmente i mezzi motori 30 sono associati meccanicamente al coperchio 10 e sono quindi destinati ad operare all’interno di un incubatore biologico. Ciò rende più semplice e pratico l’utilizzo del dispositivo 1. Preferably the motor means 30 are mechanically associated with the lid 10 and are therefore intended to operate inside a biological incubator. This makes it easier and more practical to use the device 1.
In questo caso, vantaggiosamente, i mezzi motori 30 sono provvisti di mezzi di schermatura 32 atti a proteggere le parti elettriche dei mezzi motori 30 sensibili all’umidità . In this case, advantageously, the motor means 30 are provided with shielding means 32 suitable for protecting the electrical parts of the motor means 30 sensitive to humidity.
In alternativa, à ̈ possibile prevedere un dispositivo 1 in cui i mezzi motori non sono meccanicamente associati al coperchio 10 per poter operare dall’esterno di un incubatore biologico. Questa soluzione impone tuttavia complicazioni costruttive ed operative in quanto si deve prevedere un collegamento cinematico tra le giranti disposte all’interno dell’incubatore e i mezzi motori disposti all’esterno dello stesso. Alternatively, it is possible to provide a device 1 in which the motor means are not mechanically associated with the lid 10 in order to be able to operate from the outside of a biological incubator. However, this solution imposes constructive and operational complications as a kinematic connection must be provided between the impellers arranged inside the incubator and the motor means arranged outside it.
Preferibilmente i mezzi motori 30 comprendono almeno un motore elettrico 31 cinematicamente collegabile a ciascuna girante 20. Preferably the motor means 30 comprise at least one electric motor 31 kinematically connectable to each impeller 20.
Preferibilmente, come previsto nelle soluzioni realizzative illustrate rispettivamente nelle Figure 1 e 14, il motore elettrico 31 Ã ̈ destinato ad essere amovibilmente associato sulla parte sommitale del coperchio 10. Preferably, as envisaged in the embodiments illustrated respectively in Figures 1 and 14, the electric motor 31 is intended to be removably associated on the top part of the cover 10.
Vantaggiosamente, il motore elettrico 31 à ̈ provvisto di un contenitore ermetico 32 atto a proteggerlo dall’umidità in modo da consentirne un uso sicuro all’interno di un incubatore biologico I. Come si può osservare in particolare nelle Figure 1 e 12, il contenitore ermetico 32 à ̈ provvisto di un’apposita apertura attraverso la quale passa l’albero 35 del motore 31. Advantageously, the electric motor 31 is provided with an airtight container 32 designed to protect it from humidity so as to allow its safe use inside a biological incubator I. As can be observed in particular in Figures 1 and 12, the hermetic container 32 is provided with a special opening through which the shaft 35 of the motor 31 passes.
In accordo ad una soluzione realizzativa preferita, i mezzi motori 30 comprendono almeno un alimentatore elettrico 33 collegabile elettricamente al motore elettrico 31. According to a preferred embodiment, the motor means 30 comprise at least one electric power supply 33 which can be electrically connected to the electric motor 31.
Operativamente, il motore elettrico 31 à ̈ destinato ad operare - associato al coperchio 10 - all’interno di un incubatore biologico I, mentre l’alimentatore 33 à ̈ destinato ad operare all’esterno dell’incubatore I (come illustrato schematicamente nella Figura 2). Operationally, the electric motor 31 is intended to operate - associated with the lid 10 - inside a biological incubator I, while the power supply unit 33 is designed to operate outside the incubator I (as illustrated schematically in Figure 2).
Funzionalmente, l’alimentatore 33 e il motore 31 vengono collegati tra loro tramite cavi di connessione elettrica 80 che possono essere fatti passare semplicemente attraverso aperture normalmente previste in tutti gli incubatori biologici. Functionally, the power supply 33 and the motor 31 are connected to each other by means of electrical connection cables 80 which can simply be passed through openings normally provided in all biological incubators.
Preferibilmente, l’alimentatore elettrico 33 à ̈ atto a fornire corrente elettrica stabilizzata, dalla cui intensità dipende la velocità di rotazione trasmessa dal motore 31 a ciascuna girante 20. Preferably, the electric power supply 33 is adapted to supply stabilized electric current, the intensity of which depends on the speed of rotation transmitted by the motor 31 to each impeller 20.
Vantaggiosamente, l’alimentatore elettrico 33 può essere provvisto di un sistema di regolazione dell’intensità della corrente elettrica stabilizzata in modo che sia possibile adattare l’intensità di miscelazione alle specifiche esigenze della coltura biologica. Advantageously, the electric power supply 33 can be provided with a system for regulating the intensity of the stabilized electric current so that it is possible to adapt the mixing intensity to the specific needs of the organic crop.
In accordo ad una soluzione realizzativa alternativa (non illustrata nelle Figure allegate), il motore elettrico 31 può essere alimentato da batterie elettriche alloggiate internamente al contenitore ermetico. In tal modo il motore elettrico 31 può operare autonomamente, senza che sia necessaria alcuna connessione elettrica esternamente all’incubatore biologico. Il dispositivo 1 risulta essere inoltre complessivamente più compatto. According to an alternative embodiment solution (not illustrated in the attached Figures), the electric motor 31 can be powered by electric batteries housed inside the hermetic container. In this way the electric motor 31 can operate autonomously, without the need for any electrical connection externally to the biological incubator. The device 1 is also more compact overall.
Come già accennato in precedenza, il dispositivo 1 comprende almeno una girante di miscelazione 20 per ogni pozzetto W di una piastra di coltura P. As already mentioned above, the device 1 comprises at least one mixing impeller 20 for each well W of a culture plate P.
Vantaggiosamente, la morfologia delle giranti 20 può essere adattata alle particolari esigenze del ambiente di coltura, in funzione di considerazioni fluidodinamiche. Advantageously, the morphology of the impellers 20 can be adapted to the particular requirements of the culture environment, as a function of fluid-dynamic considerations.
Ciascuna girante di miscelazione 20 à ̈ rotazionalmente collegata al coperchio 10 ed à ̈ cinematicamente collegabile ai mezzi motori 30. Each mixing impeller 20 is rotationally connected to the cover 10 and can be kinematically connected to the motor means 30.
Preferibilmente, il collegamento cinematico tra ciascuna girante 20 e i mezzi motori 30 può essere di tipo meccanico. Preferably, the kinematic connection between each impeller 20 and the motor means 30 can be of the mechanical type.
Più in dettaglio, la girante 20 à ̈ rotazionalmente associata al coperchio 10 in modo tale che l’albero della girante sia accessibile dall’esterno del coperchio 10. La girante 20 à ̈ collegata al coperchio in modo tale che tra l’albero di rotazione 22 della girante 20 e lo spessore del coperchio 10 sia realizzata un’intercapedine 21 (che mette in comunicazione la camera di coltura sottostante il coperchio e l’ambiente esterno) avente un andamento tortuoso (come illustrato ad esempio nella Figura 8). L’intercapedine permette l’ingresso di aria e gas dall’esterno per diffusione, ma il suo andamento tortuoso impedisce la penetrazione di eventuali corpi solidi sospesi salvaguardando il grado di sterilità interno della piastra di coltura. Tra il coperchio 10 e la piastra di coltura P si riesce quindi a mantenere una camera di coltura sterile. More in detail, the impeller 20 is rotationally associated with the cover 10 so that the impeller shaft is accessible from the outside of the cover 10. The impeller 20 is connected to the cover so that between the rotation shaft 22 of the impeller 20 and the thickness of the cover 10 a cavity 21 is created (which connects the culture chamber under the cover and the external environment) having a tortuous course (as illustrated for example in the Figure 8). The cavity allows the entry of air and gas from the outside by diffusion, but its tortuous course prevents the penetration of any suspended solid bodies, safeguarding the degree of internal sterility of the culture plate. It is therefore possible to maintain a sterile culture chamber between the lid 10 and the culture plate P.
In accordo ad una soluzione realizzativa preferita dell’invenzione, illustrata in particolare nelle Figure 8 e 9, ciascuna girante 20 à ̈ provvista di un mozzo 20’ atto ad inserirsi rotazionalmente con una prima estremità in un’apposita apertura di innesto 13 ricavata sul coperchio 10 e di una o più pale 23, associate all’altra estremità del mozzo 20’. According to a preferred embodiment of the invention, illustrated in particular in Figures 8 and 9, each impeller 20 is provided with a hub 20â € ™ adapted to rotationally insert with a first end into a suitable coupling opening 13 obtained on the cover 10 and of one or more blades 23, associated with the other end of the hub 20â € ™.
Funzionalmente, il mozzo 20’ viene associato tramite un elemento assiale di fissaggio 24 (ad esempio, una vite) ad un ingranaggio 36 (ad esempio,una ruotata dentata o una puleggia), che viene disposto sulla faccia esterna del coperchio ed à ̈ a sua volta cinematicamente collegabile ai mezzi motori 30 per ricevere un moto rotativo. L’elemento di fissaggio 24 funge così da albero di rotazione della girante 20. Functionally, the hub 20â € ™ is associated by means of an axial fastening element 24 (for example, a screw) to a gear 36 (for example, a toothed wheel or a pulley), which is arranged on the outer face of the cover and is in turn kinematically connectable to the motor means 30 to receive a rotary motion. The fixing element 24 thus acts as the rotation shaft of the impeller 20.
Più in dettaglio, sempre in accordo alla suddetta soluzione realizzativa preferita illustrata nella Figura 8, in corrispondenza della faccia esterna del coperchio l’apertura di innesto 13 presenta una sezione allargata definente una sede 14. Tale sede 14 à ̈ destinata ad alloggiare una boccola 25, che va ad interporsi assialmente tra il mozzo 20’ e l’ingranaggio 36 ricevendo internamente l’elemento assiale di fissaggio 22. More in detail, again in accordance with the aforementioned preferred embodiment illustrated in Figure 8, in correspondence with the external face of the cover the coupling opening 13 has an enlarged section defining a seat 14. This seat 14 is intended to house a bushing 25, which is axially interposed between the hub 20â € ™ and the gear 36, internally receiving the axial fastening element 22.
La boccola 25 funge da cuscinetto e da elemento distanziatore tra l’ingranaggio 36 e la superficie del coperchio 10. La boccola à ̈ realizzata in teflon, così da facilitare il moto rotativo sfruttando le proprietà autolubrificanti di questo materiale. The bush 25 acts as a bearing and as a spacer element between the gear 36 and the surface of the cover 10. The bush is made of Teflon, so as to facilitate the rotary motion by exploiting the self-lubricating properties of this material.
Questa soluzione costruttiva rende sostanzialmente superfluo l’inserimento di elementi di tenuta ad O-ring. Infatti, grazie alla variazione di sezione lungo l’apertura 13 e alla presenza della boccola 25 viene a crearsi un percorso tortuoso che impedisce l’ingresso di corpi solidi sospesi nell’aria esterna. This constructive solution makes the insertion of O-ring sealing elements substantially superfluous. In fact, thanks to the variation in section along the opening 13 and the presence of the bushing 25, a tortuous path is created which prevents the entry of suspended solid bodies in the external air.
Preferibilmente, come si può osservare nella Figura 8, la porzione 20†con la quale il mozzo 20’ si inserisce nell’apertura 13 ha una sezione ridotta. In corrispondenza dello scalino formato dalla porzione 20†viene così a crearsi tra la faccia interna del coperchio 10 ed il mozzo 20’ una zona di battuta che aumenta ulteriormente la tortuosità del percorso che l’aria deve percorrere per passare dall’esterno all’interno della camera di coltura. Preferably, as can be seen in Figure 8, the portion 20â € with which the hub 20â € ™ fits into the opening 13 has a reduced section. In correspondence with the step formed by the portion 20â €, a stop area is created between the internal face of the cover 10 and the hub 20â € ™ which further increases the tortuosity of the path that the air must travel to pass through the outside inside the culture chamber.
In alternativa al collegamento di tipo meccanico, il collegamento cinematico tra ciascuna girante 20 e i mezzi motori 30 può essere di tipo a trascinamento magnetico. As an alternative to the mechanical connection, the kinematic connection between each impeller 20 and the motor means 30 can be of the magnetic drive type.
Più in dettaglio, la girante 20 à ̈ ancora rotazionalmente associata al coperchio 10 (in modo tale che le sollecitazioni meccaniche che si generano durante la rotazione possano scaricarsi principalmente sul coperchio 10), ma à ̈ portata in rotazione per trascinamento magnetico dall’esterno del coperchio 10. In tal modo si evita di dover realizzare sul coperchio aperture che (pur schermate e protette) sono comunque zone potenziali di ingresso di elementi di contaminazione. More in detail, the impeller 20 is still rotationally associated with the cover 10 (so that the mechanical stresses generated during rotation can be discharged mainly on the cover 10), but it is rotated by magnetic drive from the outside. of the lid 10. In this way it is avoided having to make openings on the lid which (although shielded and protected) are in any case potential areas of entry of contamination elements.
In accordo ad una soluzione realizzativa alternativa (non illustrata nella Figure allegate) ciascuna girante 20 à ̈ provvista di un mozzo atto ad inserirsi rotazionalmente con una prima estremità in un’apposita sede cieca ricavata sulla faccia interna del coperchio e di una o più pale, associate all’altra estremità del mozzo. La girante à ̈ provvista di un elemento sensibile al campo magnetico. Sulla faccia esterna del coperchio 10 viene rotazionalmente collegato un ingranaggio (ad esempio,una ruotata dentata o una puleggia) provvisto a sua volta di un elemento magnetico. Grazie a tale elemento magnetico l’ingranaggio riesce a trascinare la girante nel movimento di rotazione che a sua volta riceve dai mezzi motori. According to an alternative embodiment solution (not illustrated in the attached Figures) each impeller 20 is provided with a hub able to rotationally insert with a first end in a special blind seat obtained on the internal face of the cover and with one or more blades , associated with the other end of the hub. The impeller is equipped with an element sensitive to the magnetic field. On the outer face of the cover 10 a gear is rotationally connected (for example, a toothed wheel or a pulley) provided in turn with a magnetic element. Thanks to this magnetic element, the gear is able to drag the impeller in the rotation movement which in turn receives from the motor means.
Vantaggiosamente, i mezzi motori 30 comprendono un sistema di trasmissione del moto 36, 37 dall’albero motore 35 del motore elettrico 31 all’albero 22 di ciascuna girante 20 (tramite collegamento meccanico o magnetico) Advantageously, the motor means 30 comprise a motion transmission system 36, 37 from the drive shaft 35 of the electric motor 31 to the shaft 22 of each impeller 20 (by means of a mechanical or magnetic connection)
Come già accennato in precedenza il dispositivo di miscelazione 1 secondo l’invenzione può essere utilizzato con piastre di coltura, del tipo Petri a singolo pozzetto o del tipo multipozzetto. Il numero e la disposizione delle giranti 20 varia dunque in funzione del numero di pozzetti W della piastra di coltura P. As already mentioned previously, the mixing device 1 according to the invention can be used with culture plates, of the single-well Petri dish or of the multi-well type. The number and arrangement of the impellers 20 therefore varies as a function of the number of wells W of the culture plate P.
Nel caso di utilizzo con piastre Petri a singolo pozzetto, il dispositivo 1 à ̈ provvisto di un’unica girante 20. In questo caso l’ingranaggio 36 cinematicamente collegato al mozzo 20’ della girante può essere collegato direttamente all’albero motore 35 del motore 31. Il sistema di trasmissione del moto à ̈ quindi molto semplice e può essere realizzato da due ruote dentate oppure da due pulegge collegate da una cinghia o una catena. In case of use with single well Petri dishes, device 1 is provided with a single impeller 20. In this case the gear 36 kinematically connected to the impeller hub 20 can be connected directly to the shaft motor 35 of motor 31. The motion transmission system is therefore very simple and can be realized by two toothed wheels or by two pulleys connected by a belt or a chain.
Nel caso di utilizzo con piastre di coltura multipozzetto, come illustrato nelle Figure allegate, il sistema di trasmissione del moto 36, 37 deve essere più articolato dovendo essere asservito ad una pluralità di giranti. In funzione della disposizione e del numero delle giranti il sistema di trasmissione comprende una o più catene cinematiche 36, ciascuna delle quali asservita ad una o più giranti 20. In the case of use with multi-well culture plates, as illustrated in the attached Figures, the motion transmission system 36, 37 must be more articulated as it must be enslaved to a plurality of impellers. Depending on the arrangement and the number of impellers, the transmission system comprises one or more kinematic chains 36, each of which slaved to one or more impellers 20.
In accordo ad una soluzione realizzativa preferita illustrata nella Figura 1, le catene cinematiche sono costituite da una pluralità di ingranaggi 36 (ruote dentate). According to a preferred embodiment illustrated in Figure 1, the kinematic chains consist of a plurality of gears 36 (toothed wheels).
Nel caso di una piastra di coltura a 6 pozzetti (disposte in due file da tre), una soluzione preferita prevede due cascate di ruote dentate 36 in parallelo, ciascuna delle quali asservita a tre giranti. In the case of a culture plate with 6 wells (arranged in two rows of three), a preferred solution provides two cascades of toothed wheels 36 in parallel, each of which is interlocked with three impellers.
Più in dettaglio, lo schema cinematico prevede una ruota dentata motrice 35’ (associata all’albero motore 35) e due cascate di ruote dentate ciascuna della quali composta da 3 ruote dentate principali 36 cinematicamente collegate alla rispettiva girante 20 e 2 ruote dentate di collegamento 37. Lo schema cinematico di questa soluzione à ̈ illustrato nella Figura 15. More in detail, the kinematic scheme envisages a driving toothed wheel 35â € ™ (associated with the drive shaft 35) and two cascades of toothed wheels each of which consists of 3 main toothed wheels 36 kinematically connected to the respective impeller 20 and 2 toothed wheels link 37. The kinematic scheme of this solution is shown in Figure 15.
La struttura e la disposizione delle catene cinematiche 36 varia in funzione del numero e della disposizione delle giranti 20 e quindi della struttura della piastra di coltura P. The structure and arrangement of the kinematic chains 36 varies as a function of the number and arrangement of the impellers 20 and therefore of the structure of the culture plate P.
In accordo a soluzioni realizzative alternative le catene cinematiche possono essere realizzate anche con pluralità di pulegge e cinghie o catene. In accordance with alternative manufacturing solutions, the kinematic chains can also be made with a plurality of pulleys and belts or chains.
Vantaggiosamente, gli ingranaggi vengono realizzati con materiali, aventi proprietà tali da risultare biocompatibili e resistere - senza subire deterioramenti - a trattamenti di sterilizzazione e alle condizioni di pH, temperatura e umidità che si vengono a creare in un incubatore biologico. In particolare le ruote dentate possono essere realizzate in materiale polimerico. Advantageously, the gears are made with materials having such properties as to be biocompatible and resist - without undergoing deterioration - sterilization treatments and the conditions of pH, temperature and humidity that are created in a biological incubator. In particular, the toothed wheels can be made of polymeric material.
Riprendendo quanto già accennato in precedenza, il coperchio 10 del dispositivo di miscelazione 1 à ̈ destinato ad essere amovibilmente associato ad una piastra di coltura P allo scopo di schermarne i pozzetti W impedendo così l’ingresso di solidi sospesi nell’aria ambiente, e al contempo permettendo l’ingresso di gas e umidità esterni. Taking up what has already been mentioned previously, the lid 10 of the mixing device 1 is intended to be removably associated with a culture plate P in order to shield its wells W thus preventing the entry of suspended solids into the ambient air. , and at the same time allowing the entry of external gas and humidity.
Preferibilmente, come si può osservare nelle Figure 4 e 5, il coperchio 10 comprende: Preferably, as can be seen in Figures 4 and 5, the lid 10 comprises:
- una porzione principale 11, destinata a sovrapporsi alla piastra di coltura P con funzione di schermo e a supportare le catene cinematiche 36 del sistema di trasmissione del moto; ed - a main portion 11, intended to overlap the culture plate P with the function of a screen and to support the kinematic chains 36 of the motion transmission system; and
- una porzione secondaria 12, destinata a supportare meccanicamente ed amovibilmente i mezzi motori 30 (nello specifico il motore elettrico 31) in posizione scostata rispetto alla piastra di coltura P; in tal modo si riduce l’interferenza che il motore 31 può eventualmente esercitare sulla coltura, in particolare tramite vibrazioni, campi magnetici/elettrici e/o scambi di calore. - a secondary portion 12, intended to mechanically and removably support the motor means 30 (specifically the electric motor 31) in a position away from the culture plate P; in this way the interference that the motor 31 may possibly exert on the crop is reduced, in particular through vibrations, magnetic / electric fields and / or heat exchanges.
Come si può osservare in particolare nella Figura 5, nella porzione principale 11 del coperchio 10 vengono realizzate sulla superficie sommitale le aperture di innesto 13 o sedi cieche (non illustrate) per le giranti, nonché le sedi di rotazione 18 per le ruote dentate di collegamento 37 (nel caso in cui siano previste catene cinematiche con ruote dentate). As can be seen in particular in Figure 5, in the main portion 11 of the cover 10 the coupling openings 13 or blind seats (not shown) for the impellers, as well as the rotation seats 18 for the gear wheels, are made on the top surface. connection 37 (if kinematic chains with toothed wheels are provided).
Nella porzione secondaria 12, sempre sulla superficie sommitale del coperchio 10, vengono invece realizzate apposite aperture 19 per il fissaggio di mezzi di supporto 90 del motore 31. In the secondary portion 12, again on the top surface of the cover 10, suitable openings 19 are instead made for fixing support means 90 of the motor 31.
Più in dettaglio, i suddetti mezzi di supporto 90 possono consistere semplicemente in una staffa che con un primo braccio viene collegata amovibilmente al coperchio 10 e con un secondo braccio viene associata stabilmente al motore 31 o eventualmente al contenitore ermetico 32. More in detail, the aforementioned support means 90 can simply consist of a bracket which with a first arm is removably connected to the lid 10 and with a second arm is stably associated with the motor 31 or possibly with the hermetic container 32.
Vantaggiosamente, le aperture 19 possono essere realizzate in forma di feritoie o serie di fori allineati così da permettere una regolazione nel posizionamento del motore 31 rispetto alle catene cinematiche 36 e alle giranti 20. Advantageously, the openings 19 can be made in the form of slots or series of holes aligned so as to allow an adjustment in the positioning of the motor 31 with respect to the kinematic chains 36 and the impellers 20.
Preferibilmente, il coperchio 10 presenta una struttura scatolare aperta avente base sostanzialmente rettangolare. Il volume interno del coperchio 10 Ã ̈ diviso in due camere 16 e 17 tramite una parete divisoria interna 15, che corrispondono rispettivamente alla porzione principale 11 e alla porzione secondaria 12. Preferably, the lid 10 has an open box-like structure having a substantially rectangular base. The internal volume of the lid 10 is divided into two chambers 16 and 17 by an internal dividing wall 15, which correspond respectively to the main portion 11 and to the secondary portion 12.
La forma e le dimensioni del coperchio possono tuttavia variare per adattarsi alle piastre di coltura P disponibili in commercio. The shape and size of the lid, however, may vary to suit commercially available P culture plates.
Vantaggiosamente, il coperchio 10 può essere sagomato opportunamente per facilitarne la presa e la manipolazione. Advantageously, the lid 10 can be suitably shaped to facilitate its gripping and handling.
In accordo alla soluzione realizzativa illustrata in particolare nelle Figure da 3 a 7, il coperchio 10 Ã ̈ realizzato in modo da racchiudere perimetralmente al suo interno la piastra di coltura P appoggiandosi direttamente sullo stesso piano di appoggio della piastra. In accordance with the embodiment illustrated in particular in Figures 3 to 7, the lid 10 is made in such a way as to enclose the culture plate P perimeter, resting directly on the same support surface of the plate.
In accordo ad una soluzione realizzativa alternativa, il coperchio 10 può essere realizzato per andare invece in appoggio sul bordo perimetrale della piastra di coltura P, almeno limitatamente alla porzione principale 11. Questa soluzione richiede, però, che il coperchio abbia sostanzialmente le stesse dimensioni della piastra di coltura. According to an alternative embodiment solution, the lid 10 can be made to instead rest on the perimeter edge of the culture plate P, at least limitedly to the main portion 11. This solution requires, however, that the lid has substantially the same dimensions as the culture plate.
In accordo ad una soluzione realizzativa particolare illustrata nelle Figure da 10 a 14, il dispositivo 1 comprende: In accordance with a particular embodiment illustrated in Figures 10 to 14, the device 1 comprises:
- una base di appoggio 40 atta a supportare la piastra di coltura P e almeno la porzione principale 11 del coperchio 10; - a support base 40 adapted to support the culture plate P and at least the main portion 11 of the lid 10;
- un corpo di protezione 50 destinato ad essere disposto almeno sopra la porzione principale 11 del coperchio 10. - a protective body 50 intended to be arranged at least above the main portion 11 of the lid 10.
Più in dettaglio vengono inoltre previsti: In more detail, the following are also envisaged:
- primi mezzi di tenuta 61 (ad esempio in materiale elastomerico) destinati ad essere interposti nella zona di battuta tra la base di appoggio 40 e il coperchio 10; - first sealing means 61 (for example in elastomeric material) intended to be interposed in the abutment area between the support base 40 and the cover 10;
- secondi mezzi di tenuta 62 destinati ad essere interposti nella zona di battuta tra il corpo di protezione 50 e il coperchio 10; - second sealing means 62 intended to be interposed in the abutment area between the protective body 50 and the cover 10;
- terzi mezzi di tenuta 63 destinati ad essere inseriti nella zona di innesto dell’albero 35 del motore 31 nel corpo di protezione 50. - third sealing means 63 intended to be inserted in the coupling area of the shaft 35 of the motor 31 in the protection body 50.
Il dispositivo comprende inoltre mezzi di assiemaggio 70 suscettibili di agire in corrispondenza del coperchio 10, della base di appoggio 40 e/o del corpo di protezione 50 per trattenere insieme la varie parti e comprimere i mezzi di tenuta 61, 62 e 63. The device also comprises assembly means 70 capable of acting in correspondence with the lid 10, the support base 40 and / or the protective body 50 to hold the various parts together and compress the sealing means 61, 62 and 63.
Più in dettaglio, i suddetti mezzi di assiemaggio possono essere realizzati da una pluralità di staffe 90, come illustrato nella Figura 14. More in detail, the aforesaid assembly means can be made from a plurality of brackets 90, as illustrated in Figure 14.
Questa forma realizzativa particolare del dispositivo 1 secondo l’invenzione à ̈ destinata ad essere utilizzata nel caso in cui ci sia la necessità di garantire all’interno dell’ambiente di coltura un grado di sterilità superiore rispetto a quello ottenibile con il dispositivo 1 realizzato in accordo alla soluzione realizzativa illustrata nelle figure da 1 a 7. This particular embodiment of the device 1 according to the invention is intended to be used in the case in which there is the need to guarantee a higher degree of sterility inside the culture environment than that obtainable with the device. 1 made in accordance with the embodiment illustrated in Figures 1 to 7.
In questo caso specifico, il dispositivo 1 viene provvisto di mezzi di controllo e regolazione dell’atmosfera gassosa (O2, umidità , CO2) interna della camera di coltura. Tali mezzi (non illustrati nelle figure allegate) possono consistere semplicemente in una serie di condotti di ingresso e uscita comunicanti con la camera di coltura e con apposita strumentazione di controllo. Tali condotti vengono inseriti all’interno della camera di coltura tramite apposite aperture ricavate sul coperchio 10 e sul corpo di protezione 50. In this specific case, the device 1 is provided with means for controlling and regulating the gaseous atmosphere (O2, humidity, CO2) inside the culture chamber. These means (not illustrated in the attached figures) can simply consist of a series of inlet and outlet conduits communicating with the culture chamber and with suitable control instruments. These ducts are inserted inside the culture chamber through special openings made on the cover 10 and on the protection body 50.
Il dispositivo di miscelazione 1 secondo l’invenzione – nelle sue diverse varianti – offre una serie di vantaggi, in parte già esplicitati nel corso della descrizione. The mixing device 1 according to the invention - in its various variants - offers a series of advantages, partly already explained in the course of the description.
Un primo importante vantaggio del dispositivo 1 à ̈ dato dalla sua praticità d’uso e la sua integrabilità con comuni attrezzature presenti in un laboratorio biologico. A first important advantage of the device 1 is given by its ease of use and its integrability with common equipment present in a biological laboratory.
L’impiego del dispositivo 1 non va infatti ad influire in maniera rilevante sulla procedura normalmente seguita per una normale coltura biologica. The use of the device 1 does not in fact have a significant influence on the procedure normally followed for a normal biological culture.
Una volta preparata la coltura nella piastra P si procede ad associare alla stessa il coperchio 10: à ̈ poi sufficiente disporre con poche e semplici operazioni il motore 31 sul coperchio e impostare l’intensità di miscelazione. L’utilizzo del dispositivo 1 non richiede pertanto particolari abilità o conoscenze tecniche. Once the culture has been prepared in plate P, the lid 10 is associated with it: it is then sufficient to place the motor 31 on the lid with a few simple operations and set the mixing intensity. Therefore, the use of device 1 does not require special skills or technical knowledge.
Il fatto che il dispositivo 1 possa essere usato direttamente su piastre di coltura, Petri o multiwell, di tipo standard permette all’utilizzatore di seguire senza alcuna modifica i protocolli di coltura biologici specificamente studiati per tali piastre. È noto infatti che molte colture cellulari, ad esempio colture di cellule staminali, sono estremamente sensibili alle condizioni ambientali, potendo essere influenzate, ad esempio, anche da semplici variazioni dei volumi e delle proprietà chimiche e meccaniche delle superfici di coltura. The fact that the device 1 can be used directly on culture plates, Petri or multiwell, of the standard type, allows the user to follow without any modification the biological culture protocols specifically designed for these plates. In fact, it is known that many cell cultures, for example stem cell cultures, are extremely sensitive to environmental conditions, being influenced, for example, by simple variations in the volumes and in the chemical and mechanical properties of the culture surfaces.
Un altro importante vantaggio dato dal dispositivo 1 secondo l’invenzione à ̈ legato alla possibilità di utilizzo in un normale incubatore biologico. Come già ampiamente descritto in dettaglio, ciò semplifica il controllo della temperatura, pH e della composizione dell’atmosfera gassosa. Another important advantage given by the device 1 according to the invention is linked to the possibility of use in a normal biological incubator. As already extensively described in detail, this simplifies the control of the temperature, pH and composition of the gaseous atmosphere.
Il dispositivo 1 può quindi essere utilizzato senza richiedere servizi esterni (come ad esempio acqua o CO2) ad esso specificamente dedicati. Device 1 can therefore be used without requiring external services (such as water or CO2) specifically dedicated to it.
Il dispositivo 1 non necessita di nessun accorgimento particolare per il mantenimento della sterilità , essendo strutturato per limitare l’ingresso di corpi solidi sospesi nell’aria esterna. The device 1 does not require any particular precautions to maintain sterility, as it is designed to limit the entry of solid bodies suspended in the external air.
Il dispositivo à ̈ infine di semplice ed economica realizzazione non richiedendo componenti sofisticati o complessi. Finally, the device is simple and inexpensive to manufacture, requiring no sophisticated or complex components.
L’invenzione così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi. The invention thus conceived therefore achieves the intended purposes.
Ovviamente, essa potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata, senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione. Obviously, in its practical implementation, it may also assume forms and configurations other than the one illustrated above, without thereby departing from the present scope of protection.
Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità . Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements and the dimensions, shapes and materials used can be any according to the needs.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0281958A2 (en) * | 1987-03-07 | 1988-09-14 | Hoechst Aktiengesellschaft | Device for controlling the temperature and mixing the contents of the vessels of a micro-titration plate |
| US20020118594A1 (en) * | 2001-02-28 | 2002-08-29 | Vellinger John C. | Apparatus and method for mixing small volumes of liquid |
| WO2008008149A2 (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Seahorse Bioscience | Cell analysis apparatus and method |
| WO2008106515A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Insert device for multiwell plate |
-
2008
- 2008-12-17 IT ITPD2008A000371A patent/IT1392344B1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0281958A2 (en) * | 1987-03-07 | 1988-09-14 | Hoechst Aktiengesellschaft | Device for controlling the temperature and mixing the contents of the vessels of a micro-titration plate |
| US20020118594A1 (en) * | 2001-02-28 | 2002-08-29 | Vellinger John C. | Apparatus and method for mixing small volumes of liquid |
| WO2008008149A2 (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Seahorse Bioscience | Cell analysis apparatus and method |
| WO2008106515A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Insert device for multiwell plate |
Also Published As
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| IT1392344B1 (en) | 2012-02-28 |
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