DE8912115U1

DE8912115U1 - Begasungsvorrichtung für biologische und medizinische Proben

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Publication number: DE8912115U1
Application number: DE8912115U
Authority: DE
Original assignee: Stan Alexandru C Drmed 2000 Hamburg De
Current assignee: Stan Alexandru C Drmed 2000 Hamburg De
Priority date: 1989-10-11
Filing date: 1989-10-11
Publication date: 1989-11-30
Anticipated expiration: 1999-10-12

Description

Dr. raed. Alexandru C. Stan Dreistücken 9

2000 Hamburg 60

28324 ue/hu/bo/do Oktober 1989

Bega

lchtuna fflr biologische und

Die Erfindung betrifft eine Begasungsvorrichtung für biologische und medizinische Proben.

Bei biologischer oder medizinischer Laborarbeit kommt es häufig vor, daß eine Probe begast werden muß. Kulturen von Säugetierzellen benötigen beispielsweise eine Atmosphäre mit einem Kohlendioxidgehalt von 5 %. Wird eine solche Kultur in einem Inkubator mit fester Atmosphäre gehalten, stellt sich nach kurzer Zeit ein Gleichgewicht für die Konzentration des Kohlendioxids ein, das in dem Nährmedium für die Zellen gelöst ist. Dieselbe Gleichgewichtskonzentration kann auch erzielt werden, wenn außerhalb eines Inkubators das Gas durch das Medium geleitet wird, das sich zusammen mit der biologischen oder medizinischen Probe in einem Probenbehälter befindet. In diesem Fall muß der Probenbehälter eine Öffnung haben, damit überschüssiges Gas entweichen kann. Will man eine solche Begasung kurzfristig im Labor durchführen, behilft man sich häufig mit einem Schlauch, dessen eines Ende über Kupplungsstücke an eine Gasflasche angeschlossen wird und dessen anderes Ende in die Flüssigkeit im Probenbehälter getaucht wird. Insbesondere, wenn mehrere Probenbehälter gleichzeitig begast werden sollen, ist ein solches Verfahren umständlich und führt auch leicht zu einer unerwünschten Kontamination der Probe, wenn nicht mit besonderer Sorgfalt gearbeitet wird.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Begasungsvorrichtung für biologische und medizinische Proben zu schaffen, die das gleichzeitige Begasen mehrerer Probenbehälter mit einem Gas 5 ermöglicht, ein Arbeiten unter sterilen Bedingungen erleichtert, eine einfache Handhabung hat und zudem unkompliziert im Aufbau und preiswert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Begasungsvorrichtung mit 10 einer Halterung, einem im oberen Bereich der Halterung vertikal verschiebbar, feststellbar und abnehmbar angebrachten Gasver-

1 ■ teiler mit einem Gaszufuhrstutzen, einem horizontal, im wesent-

;| liehen über die gesamte Breite der Begasungsvorrichtung ver-

S laufenden Gasverteilungsrohr und einer Anzahl in vertikaler

I 15 Richtung nach unten abzweigender, mit dem Gasverteilungsrohr auf

' Durchgang verbundener Kanülenansatzstutzen zur Aufnahme schraub-

% . oder steckbarer Kanülen, sowie einem im unteren Bereich der

. Halterung angeordneten, im wesentlichen über die gesamte Breite der Begasungsvorrichtung verlaufenden Träger für Probenbehälter.

I 20

I Dadurch wird erreicht, daß eine Reihe übersichtlich angeordneter

I Probenbehälter gleichzeitig begast werden kann, indem jeweils

ä eine handelsübliche, zuvor steril verpackte Kanüle in die

I Flüssigkeit eines Probenbehälters eingetaucht wird. Die vertikale

' 25 Verschiebbarkeit des Gasverteilers ermöglicht ein Einstellen der

;■ Vorrichtung auf die Länge der verwendeten Kanülen und/oder die

·;; Höhe der Probenbehälter. Außerdem kann der Gasverteiler einfach

: von der Halterung abgenommen oder darin eingesetzt werden, was

, ein Einsetzen der Probenbohälter in die Begasungsvorrichtung oder 30 ihr Entnehmen daraus sehr erleichtert.

I Vorzugsweise weist die Halterung der Begasungsverrichtung zwei ^:' plattenförmige Seitenteile auf, die an ihren oberen Enden jeweils

mit einem vertikal verlaufenden, nach oben offenstehenden Schlitz ¹ 35 zur Aufnahme jeweils einer, an dem Gasverteiler angebrachten Klemmschraube versehen sind, und das Gasverteilungsrohr ragt mit

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seinen Enden in die jeweiligen Schlitze und hat an seinen Enden eine geringere Breite als Höhe, und die Breite jedes Schlitzes ist größer als die Breite, aber geringer als die Höhe des jeweiligen Endes des Gasverteilungsrohres.
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Dadurch läßt sich auf besonders einfache Weise der Gasverteiler in der Höhe, d.h. der vertikalen Richtung, verstellen. Da das Gasverteilungsrohr an seinen Enden abgeflacht ist und mit seinen abgeflachten Enden in die Schlitze der Seitenteile hineinragt, läßt sich der eingesetzte Gasverteiler nicht um eine horizontale Achse drehen, und die vertikale Lage der Kanülen ist wohl ^ definiert und fixiert. Die Öffnungen der sich in den Probenbehältern befindenden Kanülen können somit die Wände der Probenbehälter nicht berühren, was eine gleichmäßige Gaszufuhr in die Flüssigkeit zur Folge hat.

Vorzugsweise sind für die Begasungsvorrichtung Verschlußkappen zum gasdichten Verschließen der Kanülenansatzstutzen vorgesehen, wofür verschiedene Ausführungsformen möglich sind.

Dadurch wird erreicht, daß die Begasungsvorrichtung auch dann betrieben werden kann, wenn die Zahl der gerade verwendeten Probenbehälter geringer ist als die Anzahl der Kanülenansatzstut-

/ zen. Die Kanülenansatzstutzen, die keine in einen Probenbehälter eintauchende Kanüle tragen, werden in diesem Fall einfach durch eine Verschlußkappe abgedichtet, so daß kein unnötiger Gasverbrauch stattfindet.

Der Träger für Probenbehälter besteht vorzugsweise aus einer parallel zu dem Gasverteiler verlaufenden Platte, die oberhalb des unteren Endes der Halterung angebracht ist und gegenüber jedem der Kanülenansatzstutzen mit einem Loch versehen ist, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser im mittleren Bereich eines Probenbehälters mit nach außen vorspringendem oberen Rand und kleiner ist als der Durchmesser des Probenbehälters an dessen oberem Rand. Dadurch wird erreicht, daß

Probenbehälter mit einem nach außen vorspringendem Rand sicher und positionsgenau, andererseits aber leicht entnehmbar gehalten werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Begasungsvorrichtung läßt sich der Träger für Probenbehälter auch in der Höhe verstellen oder kann als Ganzes aus der Begasungsvorrichtung entnommen werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben.
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&zgr; Die Figur zeigt eine perspektivische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Begasungsvorrichtung.

Die Begasungsvorrichtung für biologische und medizinische Proben besteht aus einer Halterung 1, einem Gasverteiler 2 und einem Träger 3 für Probenbehälter. An den Gasverteiler 2 sind Kanülen 4 angeschlossen, und der Träger 3 hält Probenbehälter 5.

Die Halterung 1 weist zwei plattenförmige Seitenteile auf, nämlich eine rechte Seitenwand 10 und eine linke Seitenwand 11.

An ihren unteren Enden sind die rechte Seitenwand 10 und die linke Seitenwand 11 über ein Bodenteil 12 verbunden und damit stabilisiert. An ihrem oberen Ende ist die rechte Seitenwand 10

f mit einem länglichen, vertikal verlaufenden und nach oben offenstehenden Schlitz 13 versehen, und die linke Seitenwand 11 hat einen entsprechenden Schlitz 14.

Auf der zur Stabilisierung dienenden Montageplatte 20 des Gasverteilers 2 befindet sich ein Gasrohrsystem. Das für die Begasung zu verwendende Gas wird beispielsweise aus einer Stahlflasche über eine an der Flasche angebrachte Absperr- und Regelarmatur in einen Schlauch geleitet, der an einen Gaszufuhrstutzen 21 angeschlossen ist. Der Gaszufuhrstutzen 21 ist auf Durchgang mit einem horizontal, im wesentlichen über die gesamte Breite der Begasungsvorrichtung verlaufenden Gasverteilungsrohr 22 verbunden. Von dem Gasverteilungsrohr 22 zweigen

nach unten in vertikaler Richtung eine Anzahl von Kanülenansatzstutzen 23 ab, die jeweils auf Durchgang mit dem Gasverteilungsrohr 22 verbunden sind und durch in der Montageplatte 20 vorgesehene öffnungen laufen. Die Kanülenansatzstutzen 23 tragen an ihren unteren Enden Kopplungsansätze, wie sie auch an Spritzen vorgesehen sind, welche ein gasdichtes Aufschrauben oder Aufstecken handelsüblicher schraub- oder steckbarer Kanülen ermöglichen. Das Gasverteilungsrohr 22 ist an seinen Enden 24, 25 gasdicht verschlossen.

Mit seinen Enden 24, 25 ragt das Gasverteilungsrohr 22 jeweils über die Montageplatte 20, die gerade zwischen die Innenseiten der Seitenwände 10, 11 paßt, hinaus. Die Gesamtlänge des Gasverteilungsrohres 22 ist jedoch etwas geringer als der Abstand der Außenseiten der Seitenwände 10, 11. Vorzugsweise ist das Gasverteilungsrohr 22 an seinen Enden 24, 25 im Bereich der Seitenwände 10, 11 abgeflacht, beispielsweise durch jeweils zwei sich diametral gegenüberliegende, in vertikaler Richtung verlaufende Anfräsungen. Somit weist das Gasverteilungsrohr 22 an seinen Enden 24, 25 eine geringere Breite als Höhe auf. Die Breite der Schlitze 13, 14 dagegen ist etwas größer als die Breite, aber geringer als die Höhe des jeweiligen Endes 24, 25 des Gasverteilungsrohres 22. Daher kann der Gasverteiler 2 nicht um eine (\ horizontale Achse kippen, wenn sich die Enden 24, 25 in den jeweiligen Schlitzen 13, 14 befinden. An den Enden 24, 25 des Gasverteilungsrohres 22 ist außerdem jeweils eine Klemmschraube 26, 27 vorgesehen. Diese Klemmschrauben 26, 27 sind vorzugsweise in mit Gewinden versehene Sacklöcher an den Enden 24, 25 des Gasverteilungsrohres 22 eingeschraubt und tragen einen Rändel rand. Die Klemmschrauben 26, 27 ragen durch die jeweiligen Schlitze 13, 14 und haben im an den Außenseiten der Seitenwände 10, 11 anliegenden Bereich einen größeren Durchmesser als die Breite der Schlitze 13, 14. Durch Festdrehen der Klemmschrauben 26, 27 läßt sich der Gasverteiler auf der Halterung 1 feststel len; wegen der länglichen Schlitze 13, 14 ist aber auch eine vertikale Verschiebung, d.h. eine Höhenverstellung, des Gasver-

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I teilers 2 möglich, und der Gasverteiler 2 kann auf einfache Weise &ngr; nach Lösen der Klemmschrauben 26, 27 nach oben von der Halterung (j I abgezogen werden.

B 5 Der Träger 3 für Probenbehälter besteht aus einer parallel zu dem K Gasverteiler 2 verlaufenden Platte 30. Ihre Oberkante befindet

$ sich in einem Abstand oberhalb der Oberkante des Bodenteils 12,

;|; der mindestens so groß ist wie die Länge eines Probenbehälters

II 5. Werden Probenbehälter 5 mit einem nach außen vorspringenden §f 10 oberen Rand 51 verwendet, wie in der Figur gezeigt, ist die || -. Platte 30 vorzugsweise gegenüber jedem der Kanuleneinsatzstutzen If ■' 23 mit einem Loch 31 versehen. Der Durchmesser jedes Loches 31 ft ist geringfügig größer als der Durchmesser im mittleren Bereich ft 50 eines Probenbehälters, aber kleiner als der Außendurchmesser I 15 des oberen Randes 51 eines Probenbehälters. Daher läßt sich ein ff Probenbehälter 5 einerseits leicht in ein Loch 31 einsetzen, kann % aber andererseits nicht hindurchrutschen. (Die in der Figur § dargestellten Probenbehälter 5 haben Deckel 52.)

20 Damit eine gegebene Begasungsvorrichtung nicht auf einen einzigen ;^: Typ von Probenbehälter beschränkt ist, ist es zweckmäßig, wenn -; der Träger 3 höhenverstellbar oder auch aus der Halterung 1 abnehmbar angebracht ist. Beides läßt sich beispielsweise ; ; &Lgr; erreichen, indem die rechte Seitenwand 10 und die linke Seitenc 25 wand 11 im Bereich der Platte 30 jeweils mit einem vertikal verlaufenden Langloch versehen werden, ähnlich den Schlitzen 13, ;j 14 (in der Figur nicht dargestellt). Mittels durch diese &Ggr; Langlöcher gesteckten Klemmschrauben, die in Gewinde in den Seiten der Platte 30 gedreht sind, kann die Platte 30 in der Höhe 30 verstellt werden. Nach Herausdrehen beider Klemmschrauben kann die Platte 30 ganz aus der Halterung 1 genommen und gegen eine andere Platte ausgetauscht werden, die Löcher mit einem unterschiedlichen Durchmesser trägt und daher für einen anderen Typ von Probenbehälter geeignet ist. Sollen Petrischalen begast 35 werden, deren Durchmesser im Bodenbereich geringer ist als am oberen Rand, kann eine Platte mit Vertiefungen eingesetzt werden.

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deren Durchmesser zu dem Durchmesser der Petrischale!! im Bodenbereich paßt. In diesem Falle werden die Petrischalen auf die Oberseite der Platte gesetzt und durch die Vertiefungen an einer Seitwärtsbewegung gehindert.
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Wenn weniger Probenbehälter begs st werden sollen, als Kanülenansatzstutzen 23 am Gasverteiler 2 vorhanden sind, können die nicht mit einer Kanüle 4 versehenen Kanülenansatzstutzen 23 mit gasdichten Verschlußkappen abgedichtet werden, um einen übermäßigen Gasverbrauch zu vermeiden. Für die Verschlußkappen 45, 46

, sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise kann eine Verschlußkappe 45 im wesentlichen die Form eines an einem Ende offenstehenden Hohlzylinders haben, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der untere Durchmesser eines Kanülenansatzstutzens 23. Steigt der Durchmesser des Kanülenansatzstutzens 23 in vertikaler Richtung nach oben wie bei einem Kegelstumpf an, läßt sich die Verschlußkappe 45 durch Andrücken an den Gasverteiler 2 abdichten. Eine Verschlußkappe 46 in alternativer Aus führungs form ist im wesentlichen wie ein Ansatzstück 40 einer Kanüle 4 aufgebaut, enthält aber keine durchgehende Bohrung, so daß ein Kanülenansatzstutzen 23 beim Aufschrauben oder Aufstecken der Verschlußkappe 46 gasdicht verschlossen wird.

Um die Begasungsvorrichtung auch in hinsichtlich einer Kontamination kritischen Anwendungenfallen benutzen zu können, ist es zweckmäßig, ausschließlich temperaturbeständige Materialien zu verwenden. In diesem Fall läßt sich die gesamte Begasungsvorrichtung durch Erhitzen sterilisieren.

Ein Begasungsvorgang für biologische oder medizinische Proben mittels der erfindungsgemäßen Begasungsvorrichtung läuft folgendermaßen ab. Der Gaszufuhrstutzen 21 wird über einen Schlauch an die Regelarmatur des Behälters mit dem zu verwendenden Gas angeschlossen. Nach Lösen der Klemmschrauben 26, 27 und Abziehen des Gasverteilers 2 von der Halterung 1 nach oben

liegt der für die zum Einsatz kommenden Probenbehälter geeignete Träger 3 frei. Nun können die Probenbehälter 5 in die Löcher 31 des Trägers 3 eingesetzt werden. Anschließend wird der mit Kanülen 4 versehene Gasverteiler 2 von oben auf die Halterung 1 aufgesetzt und soweit in den Schlitzen 13, 14 verschoben, bis sich die Spitzen der Hohlnadeln 41 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Probenbehältern 5, aber knapp oberhalb deren Böden befinden. Die Kanülen 4 können vom Typus "Lumbaipunktion" sein und eine Gesamtlänge von 120 mm aufweisen. Dadurch würde genügend Freiraum zwischen der Montageplatte 20 und den Böden der ₍. Probenbehälter 5 zur Verfügung stehen. Das Gasventil an der ^ Regelannatur kann nun geöffnet werden. Der Gasverbrauch läßt sich verringern, wenn während der Begasung die öffnungen der Probenbehälter 5 abgedeckt werden (aber nicht gasdicht), beispielsweise durch Parafilm, der leicht von den Kanülen 4 durchdrungen wird.

Sollen die sich in den Probenbehältern befindenden Proben bei einer vorgegebenen und konstant gehalteaen Temperatur begast werden - z.B. während einer enzymatischen Reaktion - so kann die

2,0 gesamte Begasungsvorrichtung in ein Thermostat-Wasserbad eingetaucht werden. Hierbei darf der Wasserspiegel im Wasserbad jedoch nicht die Ränder 51 der Probenbehälter 5 übersteigen.

Durch die Begasung wird gewährleistet, daß der Gasgehalt der

/ Proben auch bei steigender Temperatur des Wassers ausreichend groß ist.

Claims

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1. Begasungs Vorrichtung für biologische und medizinische Proben, gekennzeichnet durch eine Halterung (1), durch einen im oberen Bereich eier Halterung (1) vertikal verschiebbar, feststellbar und abnehmbar angebrachten Gasverteiler (2) mit einem Gaszufuhrstutzen (21), einem horizontal, im wesentliehen über die gesamte Breite der Begasungsvorrichtung verlaufenden Gasverteilungsrohr (22) und einer Anzahl in

&ngr; ) vertikaler Richtung nach unten abzweigender, mit dem Gasverteilungsrohr (22) auf Durchgang verbundener Kanülenansatzstutzen (23) zur Aufnahme schraub- oder steckbarer Kanülen (4), sowie durch einen im unteren Bereich der Halterung (1) angeordneten, im wesentlichen über die gesamte Breite der Begasungsvorrichtung verlaufenden Träger (3) für Probenbehälter.

2. Begasungs vor richtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (1) zwei plattenförmige Seitenteile (10,

11) aufweist, die an ihren oberen Enden jeweils mit einem vertikal verlaufenden, nach oben offenstehenden Schlitz (13,

,-■> 14) zur Aufnahme jeweils einer, an dem Gasverteiler (2) angebrachten Klemmschraube (26, 27) versehen sind.

3. Begasungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasverteilungsrohr (22) mit seinen Enden (24, 25) in die jeweiligen Schlitze (13, 14) ragt, daß das Gasvarteilungsrohr (22) an seinen Enden (24, 25) eine geringere Breite als Höhe aufweist und daß die Breite jedes Schlitzes (13, 14) größer als die Breite, aber geringer als die Höhe des jeweiligen Endes (24, 25) des Gasverteilungsrohres (22) ist.

4. Begasungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, da &thgr; Verschlußkappen (45; 46) zum gasdichten Verschließen der Kanülenansatzstutzen (23) vorgesehen sind.

5. Begas^ingsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappen (45) im wesentlichen die Form eines an einem Ende offenstehenden Hohlzylinders zum Umfassen eines Kanülenansatzstutzens (23) haben.

6. Begasungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappen (46) mit dem gleichen Gewinde- oder ' Steckansatz, den auch eine Kanüle (4) aufweist, versehen sind.

7. Begasungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) für Probenbehälter aus einer parallel zu dem Gasverteiler (2) verlaufenden Platte (30) besteht, die oberhalb des unteren Endes der Halterung (1) angebracht ist und gegenüber jedem der Kanülenansatzstutzen (23) mit einem Loch (31) versehen ist, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser im mittleren Bereich (50) eines Probenbehälter (5) mit nach außen vorspringendem oberen Rand (51) und kleiner ist als der

.-v Durchmesser des Probenbehälters (5) an dessen oberem Rand (51).

8. Begasungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) für Probenbehälter in der Höhe verstellbar angebracht ist.

9. Begasungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) für Probenbehälter von der Begasungsvorrichtung abnehmbar angebracht ist.