DE2816484A1

DE2816484A1 - Geraet zur sterilen probenentnahme

Info

Publication number: DE2816484A1
Application number: DE19782816484
Authority: DE
Inventors: Willi Ing Grad Fink; Michael Ott
Original assignee: BUEHLER FA EDMUND
Current assignee: BUEHLER FA EDMUND
Priority date: 1978-04-15
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1979-10-25

Description

Gerät zur sterilen Probenentnahme
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur sterilen Entnahme von Proben aus einem biologischen Reaktor, mit einem steril gehaltenen Probenraum mit einem Probengefäßträger und mit einer mittels einer Programmiereinrichtung steuerbaren Dosiereinrichtung.
Programmgesteuerte Probenentnahmeeinri chtungen sind bereits vorgeschlagen worden, desgleichen Dosiereinrichtungen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Probenentnahmegerät zu schaffen, das eine sterile Entnahme von Proben aus biologischen Reaktoren (Fermentern) und das Festhalten der entnommenen Proben auf dem Entnahmezustand erlaubt.
Die gestellte Aufgabe wird mit einem eingangs genannten Gerät erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dosiereinrichtung innerhalb des Probenraumes unmittelbar über dem Probengefäßträger und an einer Förderleitung, die vom biologischen Reaktor über eine kontinuierlich betreibbare Förderpumpe und eine außerhalb des Probenraumes befindliche Kühlvorrichtung zur Dosiereinrichtung und wieder zurück zum Reaktor oder einem Auslauf führt, angeordnet ist. Durch eine kontinuierliche Förderung des zu überprüfenden Mediums zur Dosiereinrichtung wird stehendes Medium in der Förderleitung vermieden und es kann ein Spülen der Förderleitung vor jeder Probenentnahme entfallen. Durch die Förderung des Probengutes durch eine Kühlvorrichtung hindurch wird der Augenblickszustand des Probengutes festgehalten. Dies wird in der außerhalb des Probenraumes befindlichen Kühlvorrichtung schneller und sicherer erreicht, als nach der Probenentnahme in einem innerhalb eines gekühlten Probenraumes angeordneten Probenbehälter aus Glas oder Kunststoffmaterial.
Das Gerät ist so aufgebaut, daß die geforderte Sterilität der Proben auch bei Langzeitbetrieb gewährleistet ist. Vorteilhafterweise kann die Förderleitung aus einem einzigen, muffenlos durchgehenden Schlauch bestehen. Mit diesem Schlauch kann die Dosiereinrichtung integriert sein, die zweckmäßig aus einer kurzen, mit einem ersten Schließventil versehenen Abzweigung der Förderleitung und aus einem in Förderrichtung hinter der Abzweigung auf die Förderleitung einwirkenden zweiten Schließventil besteht, wobei beide Schließventile wechselweise schaltbar sind. Die Ventile können vorteilhafterweise als Quetschventile ausgebildet sein, die keine Unterbrechung einer Schlauchleitung erforderlich machen.
Alle steril zu haltenden Antriebsorgane lassen sich mit sterilisierter Druckluft oder Schutzgas betätigen, und der Probenraum ist wie üblich unter Überdruck gehalten. Der Probengefäßträger ist zweckmäßig als mehrere, auf mindestens einem konzentrischen Kreis angeordnete Probengefäße beliebiger Abmessungen tragender Drehkörper ausgebildet. Die Dosiervorrichtung kann vorteilhafterweise auf einem in Radialrichtung zum Probengefäßträger verstellbaren Halter angeordnet sein. Der Antrieb für den Probengefäßträger ist erfindungsgemäß außerhalb des Probenraumes angeordnet und als Drehschritt-Antriebsvorrichtung ausgebildet. Die Drehschritte lassen sich, wie die Betätigung der Quetschventile und auch die Verstellung der Dosiereinrichtung, mittels einer-Programmiereinrichtung steuern.
Diese Programmiereinrichtung kann vorteilhafterweise einen Grundtaktgeber aufweisen, und aus den von diesem Grundtaktgeber fortlaufend gelieferten Taktsignalen werden mittels einer durch einen auswechselbaren Programmträger steuerbaren Auswahl stufe in gewunschten regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder einer vorgegebenen Folge Taktsignale als Steuersignale ausgewählt.
Nachfolgend wird ein Ausführunsbeispiel des Erfindungsgegegenstandes anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt das Probenentnahmegerät 10 angeschlossen an einen biologischen Reaktor 11 (Fermenter). Das Probenentnahmegerät besteht aus einem weitgehend wärmeisolierten, einen Probenraum 12 umschließenden Gehäuse 13, das auf ein Fußgehäuseteil 14 aufgesetzt ist. Auf d¢t Gehäuse 13 ist seinerseits eine Kühlvorrichtung 15 aufgesetzt.
Vom biologischen Reaktor 11 führt eine Schlauchleitung 16 zu einer nur schematisch angedeuteten, am Probenentnahmegerät befestigten Pumpe 37.
Die durch einen Schlauch gebildete Förderleitung 16 führt von der Pumpe 37 weiter in die Kühlvorrichtung 15, wo der Schlauch zu einer in die Kühlflüssigkeit dieser Kühlvorrichtung eingetauchten Wendel 18 geformt ist. Anschließend führt die Förderleitung 16 in den Probenraum 12 hinein zu einer in die Leitung integrierten Dosiereinrichtung 17. Von der Dosiereinrichtung 17 führt die Förderleitung über den Rücklaufabschnitt 16a in den biologischen Reaktor 11 zurück. Der Rücklaufabschnitt 16a kann aber auch zu einem in der Zeichnung eingetragenen Sammelgefäß 19 und nicht zurück in den biologischen Reaktor 11 führen.
Die Dosiereinrichtung 17 ist im Probenraum 12 oberhalb eines kreiszylindrischen Probenträgers 20 auf einem radial und vertikal zu diesem Probenträger 20 verstellbaren Halter 21 angeordnet.
Sie besteht aus einer nach unten gerichteten Schlauchabzweigung 22, die durch ein erstes Quetschventil 23 verschließbar ist. In Durchlaufrichtung hinter der Abzweigung 22 ist am Anfang des Rücklaufabschnittes 16a der Förderleitung 16 ein zweites Quetschventil 24 vorgesehen. Die beiden Quetschventile 23, 24 werden in nicht dargestellter Weise pneumatisch betätigt und sind so geschaltet, daß sie nur abwechselnd wirksam sind. Ist das Quetschventil 23 geschlossen, ist das Quetschventil 24 offen und umgekehrt.
Im Probenraum 12 ist zur Aufrechterhaltung der Sterilität ein UV-Strahler 25 angeordnet. Ansonsten ist darauf geachtet, daß möglichst wenig Vorrichtungsteile, welche die Sterilität des Probenraumes 12 beeinflussen könnten, im Probenraum 12 untergebracht sind. So ist ein Kältetauscher 26, mit welchem der Probenraum 12 auf einer niedrigen und wachstumshemmenden Temperatur gehalten wird, auf der Außenseite des Gehäuses 13 an einer gegenüber dem Probenraum nicht wärmeisolierten Stelle seiner Rückseite angeordnet. Das zugeordnete Kälteaggregat 27 ist im Fußgehäuseteil 14 untergebracht, wo sich auch die Antriebsvorrichtung 28 für den kreiszylindrischen Probengefäßträger 20 und eine Druckluftpumpe 29 mit Druckventilaggregat 30 zur Betätigung der Dosiereinrichtung 17 befinden.
Die Antriebsvorrichtung 28 für den Probengefäßträger 20, der in nicht dargestellter Weise auf mehreren konzentrischen Kreisen in zweckmäßig gleichmäßigen Abständen mit Probengefäßen 31 gleicher oder unterschiedlicher Größe besetzt ist, besteht aus einer Zahnscheibe 32, die mit einer pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigten Schrittschalt-Schaltklinkenvorrichtung 33 zusammenwirkt.
Die Förderpumpe 37 wird kontinuierlich betrieben, so daß ein kontinuierlicher Probengutfluß durch die Förderleitung 16 hindurch über die Kühlvorrichtung 15 zur Dosiereinrichtung 17 und über den Rücklaufabschnitt 16a der Leitung zurück in den biologischen Reaktor 11 oder in ein gesondertes Sammelgefäß 19 erfolgt. Sobald eine Probenentnahme erfolgen soll, wird für einen vorgegebenen Zeitraum das normalerweise geschlossene erste Quetschventil 23 in der Abzweigung 22 der Förderleitung 16 geöffnet, während gleichzeitig durch das vorher offen gewesene Quetschventil 24 der Rücklaufabschnitt 16a der Förderleitung 16 abgesperrt wird. Aus der Abzweigung 22 fließt eine Probenmenge in eines der Probengefäße 31.
Die Probenentnahme wird durch eine Steuereinrichtung beeinflußt, die aus einem Grundtaktgeber 34 und einer nachgeschalteten Auswahl stufe 35 besteht.
Der Grundtaktgeber liefert in regelmäßigen Abständen Taktsignale, aus denen in der Auswahlstufe 35 Steuersignale zur Betätigung der Schrittschaltvorrichtung 33 der Antriebsvorrichtung 28 des Probengefäßträgers 20 und zur Betätigung der Dosiereinrichtung 17 ausgewählt werden. Die Steuersignalfolge und die Steuerzeitpunkte lassen sich durch einen auswechselbaren Programmträger in Form eines Lochbandes 36 vorbestimmen, sodaß sowohl sehr kurze als auch lange Programmzeiträume bis zu mehreren Tagen erfaßt werden können.
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Claims

Patentansprüche 1. Gerät zur sterilen Entnahme von Proben aus einem biologischen Reaktor, mit einem steril gehaltenen Probenraum mit einem Probengefäßträger und mit einer mittels einer Programmiereinrichtung steuerbaren Dosiereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung t17) innerhalb des Probenraumes (12) unmittelbar über dem Probengefäßträger (20) und an einer Förderleitung (16), die vom biologischen Reaktor (11) über eine kontinuierlich betreibbare Förderpumpe (37) und eine außerhalb des Probenraumes (12) befindliche Kühlvorrichtung (15) zur Dosiereinrichtung (17) und wieder zurück zum Reaktor (11) oder einem Auslauf (Sammelgefäß 19) führt, angeordnet ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (16) aus einem einzigen, muffenlos durchgehenden Schlauch (16,16a) besteht.
3. Gerät nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (17) aus einer kurzen, mit einem ersten Schließventil (23) versehenen Abzweigung der Förderleitung (16) und aus einem in Förderrichtung hinter der Abzweigung (22) auf die Förderleitung (16, 16a) einwirkenden zweiten Schließventil (24) besteht, und daß beide Schließventile (23, 24) wechselweise schaltbar sind.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (17) zwei mittels sterilisierter Druckluft oder einem Schutzgas betätigbare Quetschventile (23, 24) aufweist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Probengefäßträger (20) als mehrere, auf mindestens einem konzentrischen Kreis angeordnete Probengefäße (31) beliebiger Abmessungen tragender Drehkörper mit einer außerhalb des Probenraumes (12) befindlichen Drehschritt-Antriebsvorrichtung (28) ausgebildet ist, und die Dosiereinrichtung (17) auf einem mindestens in Radialrichtung zum Probengefäßträger (20) verstellbaren Halter (21) angeordnet ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenraum (12) in einem an sich bekannten, sterilisierbaren, mindestens teilweise wärmeisolierten Gehäuse (13) ausgebildet und mit einer UV-Strahlungsquelle (25) ausgestattet ist, und daß das Gehäuse (13) auf seiner Außenseite an einem gegenüber dem Probenraum nicht wärmeisolierten Wandungsbereich mit einem aufgesetzten Kälteträger (26) versehen ist.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschventile (23, 24) und/oder eine Verstellvorrichtung der Dosiereinrichtung (17) und/oder die Drehschritt-Antriebsvorrichtung (28) des Probengefäßträgers (20) mittels einer Programmiereinrichtung gesteuert sind, die einen Grundtaktgeber (34) aufweist, dessen Taktsignale über eine durch einen auswechselbaren Programmträger (36) steuerbare Auswahlstufe (35) in vorgegebener Folge als Steuersignale auswählbar sind.