WO2004087859A2 - Probenahmesystem für fluide proben - Google Patents

Probenahmesystem für fluide proben Download PDF

Info

Publication number
WO2004087859A2
WO2004087859A2 PCT/EP2004/003171 EP2004003171W WO2004087859A2 WO 2004087859 A2 WO2004087859 A2 WO 2004087859A2 EP 2004003171 W EP2004003171 W EP 2004003171W WO 2004087859 A2 WO2004087859 A2 WO 2004087859A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sampling
sample
valve
sampling system
receptacle
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/003171
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2004087859A3 (de
Inventor
Bernd Schwaiger
Julia Hiller
Dirk Weuster-Botz
Original Assignee
Technische Universität München
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universität München filed Critical Technische Universität München
Publication of WO2004087859A2 publication Critical patent/WO2004087859A2/de
Publication of WO2004087859A3 publication Critical patent/WO2004087859A3/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • 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
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/12—Dippers; Dredgers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N2001/1031—Sampling from special places
    • G01N2001/1037—Sampling from special places from an enclosure (hazardous waste, radioactive)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
    • G01N1/2035—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping
    • G01N2001/205—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping using a valve
    • G01N2001/2057—Sample chamber in a valve/piston

Definitions

  • the present invention relates to a sampling system for fluid samples.
  • sampling systems are required in particular if a sample is to be taken from a liquid with a simultaneous inactivation of the sample.
  • the aim of such rapid sampling is to obtain a representative image of the concentrations present in the liquid at the time of sampling despite the high turnover rates of a chemical or biological reaction taking place in the liquid.
  • Sampling systems of this type are required in particular in order to determine intracellularly present metabolic products (metabolites) of biological samples in a bioreactor. However, they are also used very generally in the field of biotechnology, the chemical industry, the pharmaceutical industry, the food industry, and environmental technology for authorities, for example environmental protection authorities, and in anal laboratories
  • a generally recognized method (de Koning et al. Anal Biochem 204, 118-123, 1992) of stopping the metabolism of a cell sample from a bioreactor is to mix the sample with an inactivating liquid immediately after sampling. Then the cellulose change can be stopped abruptly by spraying a cell sample into a mixture of methanol and water cooled to -40 ° C, so that intracellular metabolites can be determined representative.
  • the sample can, for example, be removed via a dip tube by quickly opening a syringe in the reactor. earth. The sample is mixed with the inactivating liquid in the syringe and quickly cooled and inactivated to low temperatures.
  • Sample is taken from a bioreactor and then the filled sampling vessel is ⁇ cooled in liquid nitrogen so that the sample it contains is inactivated.
  • a capillary is coupled to a bioreactor via a manual miniature valve and a piercing needle.
  • a test tube filled with perchloric acid is sealed with a membrane, evacuated and cooled.
  • the membrane is pierced by the capillary tube and the valve, so that drawn by the negative pressure in the test tube, a sample from the reactor and sprayed into the inactivation 'opened manually.
  • Lange et al. discloses a device for determining intracellular metabolite concentrations, in which a test tube is filled with a mixture of methanol and water and deep-frozen. A sample is fed from a bioreactor into the test tube via two pinch valves, in which the sample is inactivated.
  • Syringe filled with inactivating fluid that the sample is drawn from the reactor from above via an immersion tube. Due to the manual suction and the resulting low flow velocity in the immersion tube, the dwell time of the sample until it is mixed with the inactivating liquid in the syringe is too long, so that it can no longer be assumed that no reactions will take place during the sampling. For reactions with high conversion rates, it is therefore not possible to take a representative sample from the reactor.
  • the sampling port is located below the liquid surface in the reactor. Nevertheless, in all cases the sample is first removed from the reactor via a capillary or a tube and then inactivated. In this way, there is always a certain dwell time of the sample in the connecting tube from removal to inactivation.
  • the sample is sprayed into the sampling vessel from above, so that there is the possibility that the sample freezes on the frozen vessel wall. There is a risk that the sample will be changed by the formation of ice crystals or inactivated unevenly by the rest of the sample becomes. If the sampling system is to be used to investigate intracellular metabolites, the formation of ice crystals is a problem, since the cells can be destroyed by their formation. A quantitative separation of extracellular and intracellular metabolites is then no longer possible.
  • the object of the present invention to provide a sampling system in which the residence time of the sample until inactivation is minimal. Furthermore, the sampling system should be easy to use and easy and inexpensive to manufacture.
  • the sampling system consists of two parts, namely a sampling probe and a sampling receptacle.
  • the sampling probe can be immersed in the fluid volume from which a sample is to be taken, the sampling probe being closed by a valve at the immersed end.
  • the sample receptacle is in turn designed so that it can be inserted into the sampling probe. It is also closed at one of its ends with a valve.
  • To take the sample the sample receptacle is now inserted into the sample probe and the two valves are opened. As a result, the sample flows through the two valves into the sample receptacle.
  • the sample receptacle contains an inactivation liquid, for example a cooled mixture of methanol and water under negative pressure. When the sample flows through the negative pressure into the sample receptacle, it mixes with the inactivating liquid and is quickly inactivated.
  • both the sampling probe and the sample receptacle are designed as tubes or tubes that can be inserted into one another.
  • the valves can in turn be designed in such a way that they open together when pressed against one another and both close again when pulled apart.
  • the sampling probe can be immersed in the fluid volume in a simple manner and the sample receptacle can then be pressed into the sampling probe and pulled out again in order to carry out a reliable sampling.
  • sample does not come into direct contact with the cold vessel wall, but only after it has been mixed with the inactivation liquid. Should e.g. intracellular metabolites are determined, then the sample is brought into contact with the frozen mixture of methanol and water so that the freezing point lowers and no ice crystals can form. The destruction of cells by the formation of ice crystals is avoided.
  • Sampling up to pressure equalization means that the sample quantity is always the same with the same negative pressure in the sample container and with the same filling quantity with inactivating liquid.
  • sampling using this sampling technique can be carried out in the manner described for all rapid chemical or biochemical reactions if a suitable inactivating reagent is used in each case.
  • sampling can be carried out manually in a simple manner, the use of standardized sampling vessels can be used for routine checks of 'processes and systems by the shift personnel of the operator ' or by supervisory authorities. The often complex and qualified personnel and equipment analysis can subsequently be carried out in appropriately qualified and certified laboratories.
  • the closed design of the sampling vessel is particularly advantageous, since manipulation during sampling and the subsequent transport for analysis can be ruled out with simple measures.
  • FIG. 1 shows a sampling system in a bioreactor
  • Fig. 3 shows a sample recording
  • FIG. 1 shows the construction and functioning of a sampling system according to the invention using the example of a laboratory bioreactor 2.
  • a cell suspension 4 with a liquid level 6.
  • the cell suspension 4 is held in suspension by a stirrer 3.
  • a sampling system 1 is now immersed in this cell suspension consists of two nested cylindrical vessels. These are, on the one hand, the outer vessel, the sampling probe 10 and the sample receptacle 20 inserted into it.
  • the sampling position within the bioreactor 2 is designated by reference number 5.
  • the sample is taken directly from the liquid, so that the transport of the sample from the liquid into the inactivating liquid located in the sample receiving vessel 20 is minimized. This can ensure that the dwell time until inactivation is short and that there are as few reactions as possible during sampling.
  • sampling probe 10 is a stainless steel tube open at the top at one end 16, which fits into a standard connector 13 of a reactor. At the other end 17 of the stainless steel tube 10 there is a valve 12 for sampling.
  • a coupling nut 14 can be screwed onto the ' standard connector 13 via the sampling probe 10, so that there is a tight seal between the standard connector 13 and the sampling probe 10.
  • FIG. 2A shows a section A-A (see FIG. 2B)
  • FIG. 2C shows an enlargement of the valve 12 and the end 17 from FIG. 2A.
  • the valve 12 is sealingly introduced into the stainless steel wall 11 of the sampling probe 10 at its end 17.
  • the valve 12 has a through bore 33a in the longitudinal direction of the sampling probe 10.
  • a valve cylinder 31a introduced, which in turn lies sealingly on the walls of the bore.
  • This valve cylinder is resiliently supported by a spring 35a, so that it can be displaced in the longitudinal axis of the sampling probe 10. The spring presses the valve cylinder 31a into the sampling probe 10.
  • the valve 12 has a groove 37a at the end of the sampling probe 10, from which the valve cylinder 31a protrudes.
  • the valve cylinder 31a is provided with a circumferential rubber ring seal 36a, which seals the gap between the vtu.LJ.1 cylinder 31a and the valve housing 32a when the valve cylinder 31a is maximally displaced into the interior of the sampling probe by the spring 35a.
  • the valve cylinder 31a also has an inner bore 33a 'which communicates with the bore 33a. However, this bore is closed at the outward end of the valve cylinder 31a. In the side wall of the valve cylinder 31a, however, through holes 34a are provided which connect the outside of the wall of the valve cylinder 31a with the hole 33a '.
  • FIG. 3 shows, in partial images A to C, a sample receptacle 20 according to the invention.
  • This sample receptacle has a wall 21 made of a
  • Plastic tube at one end 26 through a valve 22 and at its other end 25 through a lid
  • FIG. 3B now shows a section through the sample receptacle 20 along the line A-A in FIG. 3C, while FIG. 3A shows a detail corresponding to the lower end 26 as shown in FIG. 3B.
  • an inactivating liquid 28 for example a cooled mixture of water and methanol.
  • this liquid 28 there is an area 27 which is under negative pressure or is partially or completely evacuated. If the valve 22 is now opened, a fluid can be sucked through the valve into the interior of the sample receptacle due to the negative pressure in the region 27 and can mix with the inactivation liquid 28.
  • the structure of the valve 22 is. similar to the construction of the valve 12 in FIG. 2.
  • the valve 22 in turn has a valve housing 32B as a guide for a centrally arranged valve cylinder 31b.
  • This valve cylinder is in turn supported by a spring 35b, this time the spring 35b pushing the valve cylinder 31b ⁇ outwards.
  • the valve cylinder is sealed at its upper end against the valve housing 32B, 38B 'via a sealing ring 36b' in the pressed-out state.
  • the valve housing has an outer sealing ring 36b with which the valve housing 32B can be sealed against the valve housing 32A when it is inserted into the sampling probe 10.
  • FIG. 4 shows the interaction of the valves 12 and 22, FIG. 4A shows the state immediately before the sampling probe 10 and the sample receptacle 20 are plugged together, while FIG. 4B shows the two valves in the plugged-in and opened state.
  • FIG. 4A shows the state immediately before the sampling probe 10 and the sample receptacle 20 are plugged together
  • FIG. 4B shows the two valves in the plugged-in and opened state.
  • the same or similar reference numerals are used for the same or similar elements.
  • the wall of the valve cylinder 31b and the wall of the valve cylinder 31a also have bores which create a passage between their inner lumen 33a 'or 33b' and the space outside the valve cylinder 31a or 31b.
  • FIG. 4B shows how when the two valves 12 and 22 are plugged together, the two valve cylinders 31a and 31b press against one another and each move against the forces of the springs 35a and 35b.
  • the holes are displaced in a range '34a and 34b in which they bore 34a of the sampling probe surrounding liquid or with respect to the hole 33b can communicate with the .
  • Congresslumen 34b with respect to the bore.
  • FIG. 4B the path thus opened for the liquid of the sample from outside the sampling probe through the two valves 12 and 22 is drawn into the inner volume 24 of the sample receptacle 20 by an arrow.
  • the sample receptacle 20 is partially filled with the inactivation liquid 28, e.g. filled with a mixture of methanol and water. Then the air in the sample receptacle 20 becomes
  • valve 27 evacuated via the valve 22.
  • the vessel 20 and the liquid 28 are cooled to low temperatures.
  • the cooled sample receptacle 20 is then inserted into the sampling probe 10 so that both valves 12, 22 open automatically at the same time for sampling.
  • the operation of the two valves is shown in Fig. 4 and described there.
  • both springs 35a, 35b press the sealing rings 36a, 36b 'onto their respective sealing surfaces and thereby seal the valves 12, 22. If the two valves 12, 22 are brought together, the two valve cylinders 31a, 31b collide with one another with a precise fit and both springs 35a, 35b are compressed.
  • the cell suspension is removed from the bioreactor 2 into the sampling vessel 20 (up to
  • the sampling vessel 20 is manually removed from the sampling probe 10, with both valves 12, 22 automatically closing again. SEN.
  • the inactivated sample is then either immediately removed from the sample receptacle 20 and processed further, or cooled (deep) until further sample treatment. If intracellular metabolites are to be investigated, the cells are centrifuged off (for example at -20 ° C.) and the cell pellet is extracted. The intracellular metabolites in the cell extract are then analyzed.
  • 5 to 7 show various possibilities for designing the sample receptacle 20 in order to obtain an optimal mixing of the sample liquid and the deactivation reagent 28.
  • FIG. 5 shows how a nozzle 40 is arranged at the upper end of the valve housing 32b, which continues the bore 33b in the direction of the inner volume 24 of the sample receptacle 20 and then widens in cross section like a nozzle. As a result, better mixing of the sample liquid with the inactivation liquid 28 is achieved.
  • FIG. 6 also shows a sample receptacle 20 in which the inner bore 33b is not continued in the form of a nozzle but in the form of an inner tube 41 which ends in FIG. 6 approximately in the middle of the inactivation liquid 28 and has an opening there.
  • the sample liquid is introduced into the middle of the inactivation liquid 28, so that complete and faster mixing with a larger volume of inactivation liquid can be achieved.
  • FIG. 7 shows a flow guidance similar to that in FIG. 6 with an inner tube 41, this inner tube 41 now, however, at its end in the inactivation state.
  • tion liquid 28 closed. is. Instead, its wall has through holes 42a-42c, 42a '-42c', 42a '' -42b '' distributed over the circumference and further holes through which the interior of the hole 41 communicates with the inactivation liquid 28. These holes are each 90 ° apart on the circumference of the flow tube 41.
  • the sample liquid flowing into the flow tube 41 during the sampling is now distributed into the inactivation liquid 28 through these bores 42a-42b ′′.
  • the cell metabolism of the microorganisms in the sample is stopped within a few milliseconds. This is achieved by the rapid drop in temperature during sampling.
  • the temperature profile in a sampling vessel according to FIG. 3 was recorded with a NiCrNi thermocouple. The measuring point was 5 mm above the inlet valve.
  • the sampling vessel was filled with 7 ml of inactivating liquid at a temperature of -50 ° C. and 1 ml of cell suspension at a temperature of 37 ° C. was removed from the reactor.
  • the entire temperature profile is shown in FIG. 8A, and the time segment immediately after the sampling is shown in FIG. 8B.
  • the sampling device was first checked for sterility in a reactor over a period of 5 days using a sampling vessel according to FIG. 3. From the 6th day, a sample was taken from the reactor in the described manner with the sampling vessel several times a day. For the positive counter sample, the reactor was inoculated with E. coli K12 after a further 5 days. The sterility of the reactor up to the positive counter-sample and the growth that followed thereafter can be clearly seen in FIG. 9 by the course of the C0 2 and 0 2 concentrations in the exhaust gas, since C0 2 and 0 2 only arise through cell respiration is consumed.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Probennahmesystem für fluide Proben mit einer Probenahmesonde zum Eintauchen in ein Fluidvolumen und zur Entnahme einer fluiden Probe aus dem Fluidvolumen, einem Probenaufnahme­gefäss zur Aufnahme der Probe, wobei das Probenaufnahmegefäss in die Probenahmesonde einführbar ist und die Probenahmesonde bzw. das Probenaufnahmegefäss jeweils in ihrer Wandung ein erstes bzw. zweites Ventil aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass sie sich bei Kontakt miteinander öffnen.

Description

Probenahmesystem für fluide Proben
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Probenahme- system für fluide Proben. Derartige Probenahmesysteme werden insbesondere benötigt, wenn eine Probe aus einer Flüssigkeit mit einer Simultan-Inaktivierung der Probe entnommen werden soll . Ziel einer derartigen schnellen Probenahme ist es dabei, trotz hoher Umsatzraten einer in der Flüssigkeit stattfindenden chemischen oder biologischen Reaktion ein repräsentatives Abbild der in der Flüssigkeit zum Zeitpunkt der Probenahme vorliegenden Konzentrationen zu erhalten. Um trotz hoher Umsatzraten eine repräsentative Probe zu erhalten, ist es notwendig, während der Probenahme die Reaktion in wenigen Millisekunden abzustoppen.
Derartige Probenahmesysteme werden insbesondere benötigt, um intrazellulär vorliegende Stoffwechselprodukte (Metabolite) von biologischen Proben in einem Bioreaktor zu bestimmen. Sie werden jedoch auch ganz allgemein im Bereich der Biotechnologie, der Chemieindustrie, der Pharmaindustrie, der Lebensmittelindustrie, in der Umwelttechnik für Behörden, beispielsweise Umweltschutzbehörden sowie in Anal senla- boren eingesetzt Eine allgemein anerkannte Methode (de Koning et al . Anal Biochem 204, 118-123, 1992) den Stoffwechsel einer Zellprobe aus einem Biorektor abzustoppen, ist die Mischung der Probe unmittelbar nach der Probenah- me mit einer Inaktivierungsflüssigkeit . Danach kann durch das Einsprühen einer Zellprobe in ein auf -40°C gekühltes Gemisch aus Methanol und Wasser der ZellstoffWechsel abrupt abgestoppt werden, so dass intrazelluläre .Metabolite repräsentativ bestimmt werden können. Dazu kann beispielsweise die Probe über ein Tauchrohr durch schnelles Aufziehen einer Spritze indem Reaktor entnommen. erden. Die Probe wird dabei in der Spritze mit der Inaktivierungsflüssigkeit gemischt und schnell auf tiefe Temperaturen abgekühlt und inaktiviert.
Alternativ kann auch eine. Probe aus einem Bioreaktor entnommen und anschließend das gefüllte ■Probenahmegefäß in flüssigem Stickstoff gekühlt werden, so dass die enthaltene Probe inaktiviert wird.
Von Theobald et al . (Anal Biochem 214, 31-37, 1993) ist eine Variante der Probenahme mit schneller Inak- tivierung bekannt, bei der eine Kapillare über ein manuelles Miniaturventil und eine Anstechnadel an einem Bioreaktor gekoppelt wird. Zur Probenahme wird ein mit Perchlorsäure befülltes Reagenzglas mit einer Membran verschlossen, evakuiert und gekühlt. Um eine Probe aus dem Reaktor zu entnehmen wird die Membran mit der Kapillare durchstochen und das Ventil manuell geöffnet, so dass durch den Unterdruck im Reagenzglas eine Probe aus dem Reaktor gezogen und in die Inaktivierungsflüssigkeit' gesprüht wird.
Von Larsson et al . (J Biotechnol 49, 69-82, 1996) wird eine schnelle Probenahme geschildert, bei der ein Standardstutzen eines Bioreaktors mit einem 3/2- Wege-Magnetventil verbunden wird. Auch hier wird ein Reagenzglas mit Perchlorsäure niedriger Konzentration befüllt und gekühlt. Soll eine Probe entnommen wer- den, so wird das Reagenzglas unter dem einen Ausgang des 2/3 -Wege-Ventils platziert und eine Zellprobe in das Reagenzglas gesprüht, wo sie durch die kalte Perchlorsäure inaktiviert wird.
Schäfer et al . (Anal Biochem 270, 88-96, 1999) schildert eine Vorrichtung zur Bestimmung von intraze lulären Metabolitdynamiken, bei der am Boden eines Bioreaktors ein ansteuerbares Probenahmeventil befestigt ist. Zur schnell aufeinander folgenden Probenahme wird nun das Probenahmeventil geöffnet, so dass ein kontinuierlicher Probenstrom aus dem Reaktor entsteht . Unter diesem Probenstrom wird eine Anordnung von Probenahmegefäßen vorbei transportiert, so dass in schneller Abfolge die einzelnen Proben in den Probenahmegefäßen gezogen werden.
Auch Lange et al . (Biotechnol Bioeng 75, 406-415, 2001) offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung von intrazellulären Metabolitkonzentrationen, bei der ein Reagenzglas mit einem Gemisch aus Methanol und Wasser befüllt und tiefgekühlt wird. Über zwei Quetschventile wird eine Probe aus einem Bioreaktor in das Reagenzglas geleitet, in dem die Probe inaktiviert wird.
Diese dargestellten Vorrichtungen zur Probenahme und Inaktivierung besitzen sämtlich gravierende Nachteile.
Die manuelle Probenahme durch eine mit tiefgekühlter
Inaktivierungsflüssigkeit gefüllte Spritze bedingt, dass die Probe aus dem Reaktor von oben über ein Tauchrohr gezogen wird. Durch das manuelle Ansaugen, und die dadurch geringe Strömungsgeschwindigkeit im Tauchrohr, wird die Verweilzeit der Probe bis zur Durchmischung mit der Inaktivierungsflüssigkeit in der Spritze zu lang, so dass nicht mehr davon ausgegangen werden kann, dass während der Probenahme keine Umsetzungen stattfinden. Es ist daher bei Reaktionen mit hohen Umsatzraten nicht möglich, eine repräsenta- tive Probe aus dem Reaktor zu entnehmen.
Auch bei der Probenahme mit anschließender Inaktivie- rung durch tiefe Temperaturen in flüssigem Stickstoff ist die Verweilzeit von der Probenahme bis zur Inak- tivierung zu lang, so dass nicht von einer repräsentativen Probenahme ausgegangen werden kann.
Um bei den drei Varianten der schnellen Probenahme mit einem Probenahmeventil eine kurze Verweilzeit der Probe bis zur Inaktivierung (Kontakt mit der Inaktivierungsflüssigkeit) verwirklichen zu können, befindet sich der Probenahmestutzen jeweils unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche im Reaktor. Dennoch wird in allen Fällen die Probe erst über eine Kapillare oder ein Rohr aus dem Reaktor entnommen und anschließend inaktiviert. So entsteht immer eine gewisse Verweilzeit der Probe im Verbindungsrohr von der Entnahme bis zur Inaktivierung.
Zusätzlich wird die Probe jeweils von oben in die Probenahmegefäße eingesprüht, so dass die Möglichkeit besteht, dass die Probe an der tiefgekühlten Gefäßwand gefriert. Es besteht die Gefahr, dass die Probe durch die Bildung von Eiskristallen verändert wird oder ungleich von der restlichen Probe inaktiviert wird. Soll das Probenahmesystem eingesetzt werden, um intrazelluläre Metabolite zu untersuchen, so ist in der Bildung von Eiskristallen ein Problem zu sehen, da die Zellen durch deren Bildung zerstört werden können. Eine quantitative Trennung von extrazellulär und intrazellulär vorliegenden Metaboliten ist dann nicht mehr möglich.
Zusätzliche Nachteile sind darin zu sehen, dass im Falle eines manuellen Öffnens des Probenahmeventils nicht davon ausgegangen werden kann, dass die Probenmenge immer gleich groß ist. Hierdurch entstehen Unterschiede bei der Probenbehandlung, da die Inaktivierung nicht immer gleich erfolgt. Außerdem besteht durch das Anstechen der Probenahmegefäße mit der Kapillare die Gefahr, sich bei der Probenahme zu verletzen.
Ein zusätzlicher Nachteil, • wenn die Probe in offene Probenahmegefäße gesprüht wird liegt darin, dass von einer Aerosolbildung auszugehen ist. Nach dem Gentechnikgesetz ist aber bei der Probenahme aus einem Bioreaktor .bereits bei rekombinanten Organismen der niedrigsten Sicherheitsstufe (Sl) die Aerosolbildung zu vermeiden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Probenahmesystem zur Verfügung zu stellen, bei dem die Verweilzeit der Probe bis zur Inaktivierung miήi- mal ist. Weiterhin soll das ProbenahmeSystem einfach zu bedienen sowie leicht und kostengünstig herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird durch das ProbenahmeSystem nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Probenahmesystems werden in den je- weiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß, besteht das Probenahmesystem aus zwei Teilen, nämlich einer Probenahmesonde und einem Pro- benaufnahmegefäß. Die Probenahmesonde kann in das Fluidvolumen, aus dem eine Probe entnommen werden soll, eingetaucht werden, wobei die Probenahmesonde an dem eingetauchten Ende durch ein Ventil verschlossen ist. Das Probenaufnahmegefäß ist seinerseits so ausgebildet, dass es in die Probenahmesonde eingeführt werden kann. Es ist .ebenfalls an einem seiner Enden mit einem Ventil verschlossen. Zur Probenahme wird nun das Probenaufnahmegefäß in die Probenahme- sonde eingeführt und die beiden Ventile werden geöff- net . Dadurch strömt die Probe durch die beiden Ventile in das Probenaufnahmegefäß. In. dem Probenaufnahme- gefäß befindet sich eine Inaktivierungsflüssigkeit, beispielsweise eine gekühlte Mischung aus Methanol und Wasser unter Unterdruck. Beim Einströmen der Pro- be durch den Unterdruck in das Probenaufnahmegefäß mischt sich diese mit der Inaktivierungsflüssigkeit und wird rasch inaktiviert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn sowohl die Probe- nahmesonde als auch das Probenaufnahmegefäß als Rohr bzw. Röhrchen ausgebildet ist, die ineinander einführbar sind. Die Ventile können ihrerseits so ausgebildet sein, dass sie sich bei Aufeinanderdrücken gemeinsam öffnen und bei Auseinanderziehen wieder beide schließen. Dadurch kann auf einfache Weise die- Probenahmesonde in das Fluidvolumen eingetaucht werden und dann das Probenaufnahmegefäß in die Probenahmesonde eingedrückt und wieder herausgezogen werden, um eine zuverlässige Probenahme durchzuführen.
Im Gegensatz zur bisher durchgeführten Probenahme mit einem Tauchrohr oder einer Kapillare kann mit dem erfindungsgemäßen Probenahmesystem durch die Probenahme- und Inaktivierungsposition direkt im Reaktor die Verweilzeit von der Probenahme bis zur Probeninakti- vierung stark verringert werden.
Bisher besteht keine Möglichkeit,- in Bioreaktoren aus Glas, die nur vom Deckel aus zugänglich sind, Untersuchungen der im Bioreaktor vorliegenden intrazellu- lären Konzentrationen durchzuführen. Mit dem erfin-- dungsgemäßen ProbenahmeSystem kann .dieses Problem gelöst werden, indem die Prόbenahmesonde beständig in den Bioreaktor eintaucht und von außen zur Einführung des Probenaufnahmegefäßes zugänglich ist.
Eine weitere Verbesserung besteht darin, dass die Probe nicht direkt mit der kalten Gefäßwand in Berührung kommt, sondern erst nachdem sie mit der Inaktivierungsflüssigkeit durchmischt wurde. Sollen z.B. intrazelluläre Metabolite bestimmt werden, dann wird die Probe mit dem tiefgekühlten Gemisch aus Methanol und Wasser in Kontakt gebracht, so dass sich der Gefrierpunkt erniedrigt' und sich keine Eiskristalle bilden können. Die Zerstörung von Zellen durch die Bildung von Eiskristallen wird vermieden.
Weiterhin besteht durch die Konstruktion des Probenahmesystems keinerlei Verletzungsgefahr.
Durch die Probenahme bis zum Druckausgleich ist die Probenmenge bei gleichem Unterdruck im Probenahrnege- fäß und bei gleicher Füllmenge mit Inaktivierungs- flüssigkeit immer gleich groß.
Eine zusätzliche Verbesserung der Probenahme besteht darin, dass mit dem erfindungsgemäßen System keine Aerosolbildung auftritt und so auch gentechnisch veränderte Organismen untersucht werden können.
Neben der Bestimmung von intrazellulären Metaboliten von Zellproben aus Bioreaktoren kann die hier angemeldeten Erfindung noch in vielen weiteren Bereichen eingesetzt werden:
Grundsätzlich kann eine Probenahme mit Hilfe dieser Probenahmetechηik in der beschriebenen Weise bei allen schnellen Reaktionen chemischer oder biochemischer Art erfolgen, wenn jeweils ein geeignetes Inak- tivierungsreagenz eingesetzt wird.
Da die Probenahme auf einfache Weise manuell durchgeführt werden kann, ist bei Verwendung genormter Probenahmegefäße der Einsatz bei Routinekontrollen von ' Prozessen und Anlagen durch das Schichtpersonal der Betreiber 'oder durch Aufsichtsbehörden möglich. Die oftmals aufwendige und qualifiziertes Personal und Gerät erfordernde Analytik kann nachfolgend in entsprechend qualifizierten und zertifizierten Labors erfolgen.
Von besonderem Vorteil ist die geschlossene Konstruktion des Probenahmegefäßes, da eine Manipulation bei der Probenahme und dem anschließenden Transport zur Analyse mit einfachen Maßnahmen ausgeschlossen werden kan .
Weiterhin können aufgrund der geschlossenen Konstruktion auch gesundheitsgefährdende bzw. toxische Proben aus Apparaten, Anlagen oder Kanälen entnommen werden, ohne das Personal zu gefährden. Die Anwendung dieser einfachen, manuellen Probenahmetechnik ist nicht auf Flüssigkeiten beschränkt, sondern kann ebenso auf Gase angewendet -werden.
Im Folgenden werden nun einige Beispiele erfindungs- gemäßer Probenahmesysteme beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 ein Probenahmesystem in einem Bioreaktor,-
Fig. 2 eine Probenahmesonde;
Fig. 3 ein Probenauf ahmegef ß;
Fig. 4 das Zusammenwirken der Ventile in der Probeaufnahmesonde und dem Probenaufnahmegefäß;
Fig. 5
Bis 7 verschiedene Formen von Probenaufnahmegefäßen;
Fig. 8 Messergebnisse mittels eines Probenahme- Systems; und
Fig. 9 die Ergebnisse eines Steriltests an einem Probenahmesystem.
Fig. 1 zeigt die Konstruktion und Funktionsweise eines erfindungsgemäßen ProbenahmeSystems am Beispiel eines Laborbioreaktors 2. In dem Laborbioreaktor 2 befindet sich eine Zellsuspension- 4 mit einem Flüssigkeitsspiegel 6. Die Zellsuspension 4 wird durch einen Rührer 3 in Suspension gehalten. In diese Zell- suspension taucht nun ein Probenahmesystem 1 ein, das aus zwei ineinander gesteckten zylinderförmigen Gefäßen besteht. Die sind zum einen das äußere Gefäß, die Probenahmesonde 10 sowie das in diese eingeführte Probenaufnahmegefäß 20. Die Probenahmeposition inner- halb des Bioreaktors 2 ist mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet. Dadurch wird die Probe unmittelbar in der Flüssigkeit entnommen, so dass der Transport der Probe aus der Flüssigkeit in die in dem Probenaufnähme- gefäß 20 befindliche Inaktivierungsflüssigkeit mini- miert wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Verweilzeit bis zur Inaktivierung nur kurz ist und während der Probenahme möglichst keine Umsetzungen erfolgen.
Fig. 2 zeigt nun eine Probenahmesonde 10 in verschiedenen Ansichten 2A, 2B und 2C. Die Probenahmesonde 10 ist ein oben an seinem einen Ende 16 offenes Edelstahlrohr, das in einen Standardstutzen 13 eines Reaktors passt. Am anderen Ende 17 des Edelstahlrohres 10 befindet sich ein Ventil 12 zur Probenahme. Nach
Einführen der Probenahmesonde 10 in den Standardstutzen 13 eines Bioreaktors kann über die Probenahmesonde 10 eine Überwurfmutter 14 auf den' Standardstutzen 13 geschraubt werden, so dass ein dichter Abschluss zwischen dem Standardstutzen 13 und der Probenahmesonde 10 vorliegt.
Während Fig. 2A einen Schnitt A-A (siehe Fig. 2B) zeigt, stellt Fig. 2C eine Vergrößerung des Ventils 12 und des Endes 17 aus Fig. 2A dar.
In die Edelstahlwandung 11 der Probenahmesonde 10 ist an deren Ende 17 das Ventil 12 abdichtend eingebracht. Das Ventil 12 besitzt dabei eine durchgehende Bohrung 33a in der Längsrichtung der Probenahmesonde 10. In diese Bohrung 33a ist ein Ventilzylinder 31a eingebracht, der seinerseits an den Wänden der Bohrung dichtend anliegt. Dieser Ventilzylinder ist über eine Feder 35a federnd gelagert, so dass er in Längsachse der Probenahmesonde 10 verschieblich ist. Die Feder drückt dabei den Ventilzylinder 31a in die Probenahmesonde 10 hinein.
Das Ventil 12 besitzt am Ende der Probenahmesonde 10 eine Nut 37a, an der der Ventilzylinder 31a hervor- steht. Dort ist der Ventilzylinder 31a mit einer umlaufenden Gummiringdichtung 36a versehen, die den Spalt zwischen dem vtu.LJ.1Zylinder 31a und dem Ventilgehäuse 32a abdichtet, wenn der Ventilzylinder 31a durch die Feder 35a maximal in das Innere der Probe- nahmesonde verschoben ist.
Der Ventilzylinder 31a besitzt weiterhin eine Innenbohrung 33a', die mit der Bohrung 33a kommuniziert. Diese Bohrung ist jedoch am nach außen gerichteten Ende des VentilZylinders 31a verschlossen. In der seitlichen Wandung des VentilZylinders 31a sind jedoch Durchgangsbohrungen 34a vorgesehen, die die Außenseite der Wandung des VentilZylinders 31a mit der Bohrung 33a' verbinden.
Wird. nun der Ventilzylinder 31a entgegen der Federkraft der Feder 35a nach außen gedrückt, so werden die Bohrungen 34a offengelegt und ein Fluid kann von außerhalb der Probenahmesonde 10 in die Bohrung 33a' durch die Bohrung 34a einströmen und so in das Innere der Probenahmesonde 10 gelangen.
Fig. 3 zeigt in den Teilbildern A bis C ein erfindungsgemäßes Probenaufnahmegefäß 20. Dieses Probe - aufnahmegefäß besitzt eine Wandung 21 aus einem
Kunststoffröhr, das an einem Ende 26 durch ein Ventil 22 und an seinem anderen Ende 25 durch einen Deckel
23 verschlossen ist. Dieses Kunststoffröhr 21 passt genau in die in Fig. 2 dargestellte Probenahmesonde 10 hinein. Fig. 3B zeigt nun einen Schnitt durch das Probenaufnahmegefäß 20 längs der Linie A-A in Fig. 3C während Fig. 3A ein Detail entsprechend dem unteren Ende 26 wie in Fig. 3B dargestellt, darstellt.
In dem Probenaufnahmegefäß 20 befindet sich, wie in Fig. 3B dargestellt, eine Inaktivierungsflüssigkeit 28., beispielsweise eine gekühlte Mischung aus Wasser und Methanol. Oberhalb dieser Flüssigkeit 28 befindet sich ein Bereich 27, der unter' Unterdruck steht bzw. teil- oder ganzevakuiert ist. Wird nun das Ventil 22 geöffnet, so kann aufgrund des Unterdrucks in den Bereich 27 ein Fluid durch das Ventil in das Innere des Probenaufnahmegefäßes eingesaugt werden und sich mit der Inaktivierungsflüssigkeit 28 mischen.
Der Aufbau des Ventils 22 ist. ähnlich dem Aufbau des Ventils 12 in Fig. 2. Das Ventil 22 besitzt wiederum ein Ventilgehäuse 32B als Führung für einen zentral angeordneten Ventilzylinder 31b. Dieser Ventilzylinder ist wiederum über eine Feder 35b gelagert, wobei dieses Mal die Feder 35b den Ventilzylinder 31b~ nach außen drückt. Dementsprechend ist der Ventilzylinder an seinem oberen Ende über einen Dichtring 36b' in dem nach außen gedrückten Zustand gegen das Ventilgehäuse 32B, 38B' abgedichtet. Weiterhin besitzt das Ventilgehäuse einen äußeren Dichtring 36b, mit dem das Ventilgehäuse 32B in die Probenahmesonde 10 eingeführten Zustand gegen das Ventilgehäuse 32A abgedichtet werden kann. Wiederum besitzt das Ventilgehäuse 32B eine Durchgangsbohrung 33b, in der die Fe- der 35b und der Ventilzylinder 31b angeordnet sind. Fig. 4 zeigt das Zusammenwirken der Ventile 12 und 22, wobei Fig. 4A den Zustand zeigt unmittelbar vor Zusammenstecken der Probenahmesonde 10 und des Probenaufnahmegefäßes 20, während Fig. 4B die beiden Ventile in zusammengestecktem und geöffnetem Zustand zeigt. Hier wie in den vorigen und nachfolgenden Figuren werden für gleiche oder ähnliche Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet.
Auch die Wandung des VentilZylinders 31b sowie die Wandung des. VentilZylinders 31a besitzt Bohrungen, die einen Durchgang zwischen ihrem Innenlumen 33a' bzw. 33b' und dem Raum außerhalb des VentilZylinders 31a bzw. 31b herstellen.
In Fig. 4B ist gezeigt, wie beim Zusammenstecken der beiden Ventile 12 und 22 die beiden Ventilzylinder 31a und 31b aufeinander drücken und sich jeweils entgegen der Kräfte der Federn 35a bzw. 35b gegeneinan- der verschieben.
Dadurch werden die Bohrungen 34a und 34b in'einen Bereich verschoben, in dem sie bezüglich der Bohrung 34a mit der die Probenahmesonde umgebende Flüssigkeit bzw. bezüglich der Bohrung 34b mit dem .Innenlumen der Bohrung 33b kommunizieren können. In Fig. 4B ist durch eine Pfeil der so eröffnete Weg für die Flüssigkeit der Probe von außerhalb der Probenahmesonde durch die beiden Ventile 12 und 22 in das Innenvolu- men 24 des Probenaufnahmegefäßes 20 eingezeichnet.
Durch diese konstruktive Ausgestaltung der beiden Ventile 12 und 22 ist es daher möglich, beide Ventile gleichzeitig zu öffnen und so einen Durchgang für die Probenahme zu schaffen. Es sind jedoch ohne weiteres weitere konstruktive Ausgestaltungen von Ventilen vorstellbar, die gemeinsam öffnen, und schließen.
Soll also eine Probe aus dem Bioreaktor 2 entnommen werden, so wird das Probenaufnahmegefäß 20 teilweise mit der Inaktivierungsflüssigkeit 28, z.B. einem Gemisch aus Methanol und Wasser befüllt. Anschließend wird die_im Probenaufnahmegefäß 20 befindliche Luft
27 über das Ventil 22 evakuiert. Das Gefäß 20 und die Flüssigkeit 28 werden auf tiefe Temperaturen gekühlt. Zur Probenahme wird dann das gekühlte Probenaufnähme- gefäß 20. so in die Probenahmesonde 10 eingeführt, dass beide Ventile 12, 22, sich automatisch zeit- gleich öffnen. Die Funktionsweise der beiden Ventile ist in Fig. 4 dargestellt und dort beschrieben. Im geschlossenen Zustand pressen beide Federn 35a, 35b die Dichtringe 36a, 36b' auf ihre, jeweiligen Dicht- flächen und dichten dadurch die Ventile 12, 22 ab. Werden die beiden Ventile 12, 22 zusammengeführt, dann stoßen die beiden Ventilzylinder 31a, 31b paßge- nau aufeinander und beide Federn 35a, 35b werden komprimiert. Beide Dichtringe 36a, 36b' werden von ihren Dichtsitzen entfernt und die Öffnungen 34a, 34b in den VentilZylindern 31a, 31b freigegeben. Im geöffneten Zustand kann dann* die Probe wie in Fig. 4b durch die Pfeile dargestellt durch die Öffnungen 34a, 34b in den VentilZylindern 31a, 31b strömen.
Durch den Druckunterschied zwischen Probenahmegefäß 20 und Reaktorinhalt wird die Zellsuspension aus dem Bioreaktor 2 in das Probenahmegefäß 20 (bis zum
Druckausgleich) gesaugt, wo sie sich innerhalb von wenigen Millisekunden mit der gekühlten Flüssigkeit
28 vermischt. Dadurch wird der Zellstoffwechsel abgestoppt. Anschließend wird das Probenahmegefäß 20 ma- nuell aus der Probenahmesonde 10 entnommen, wobei sich beide Ventile 12, 22 wieder automatisch schlie- ßen. Die inaktivierte Probe wird dann entweder sofort aus dem Probenaufnahmegefäß 20 entnommen und weiter aufbereitet, oder bis zur weiteren Probenbehandlung (tief) gekühlt . Sollen intrazelluläre Metabolite un- tersucht werden, so werden die Zellen (beispielsweise bei -20 °C) abzentrifugiert und das Zellpellet wird extrahiert. Danach werden die intrazellulären Metabolite im Zellextrakt analysiert.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen verschiedene Möglichkeiten, das Probenaufnahmegefäß 20 auszugestalten, um eine optimale Vermischung von Probenflüssigkeit und Inak- tivierungsreagenz 28 zu erhalten.
Fig. 5 zeigt, wie an dem oberen Ende des Ventilgehäuses 32b eine Düse 40 angeordnet ist, die die Bohrung 33b in Richtung des Innenvolumens 24 des Probenaufnahmegefäßes 20 fortsetzt und sich im Querschnitt dann düsenartig erweitert. Dadurch wird ein besseres Vermischen der Probeflüssigkeit mit der Inaktivierungsflüssigkeit 28 erzielt.
Fig. 6 zeigt ebenfalls ein Probenaufnahmegefäß 20, bei dem die Innenbohrung 33b nicht in Form einer Düse sondern in Form eines Innenrohres 41 fortgesetzt wird, das in Fig. 6 etwa in der Mitte der Inaktivierungsflüssigkeit 28 endet und dort eine Öffnung aufweist . Dadurch wird die Probeflüssigkeit mitten in die Inaktivierungsflüssigkeit 28 eingebracht, so dass eine vollständige und raschere Vermischung mit einem größeren Inaktivierungsflüssigkeitsvolumen erzielt werden kann.
Fig. 7 zeigt eine ähnliche Strömungsführung wie in Fig. 6 mit einem Innenrohr 41, wobei dieses Innenrohr 41 nunmehr jedoch an seinem Ende in der Inaktivie- rungsflüssigkeit 28 verschlossen. ist . Stattdessen besitzt seine Wandung -über den Umfang verteilt Durchlassbohrungen 42a-42c, 42a' -42c', 42a' ' -42b' ' und weitere Bohrungen, über die der Innenraum der Bohrung 41 mit der Inaktivierungsflüssigkeit 28 kommuniziert. Diese Bohrungen sind jeweils um 90° gegeneinander auf dem Umfang des Strömungsrohres 41 verteilt. Die bei der Probenahme in das Strömungsrohr 41 einfließende Probeflüssigkeit wird nun durch diese Bohrungen 42a- 42b'' in die Inaktivierungsflüssigkeit 28 verteilt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, dass der Zellstoffwechsel der Mikroorganismen in der Probe innerhalb von einigen Millisekunden gestoppt wird. Dies wird durch den schnellen Abfall der Temperatur während der Probenahme erreicht. Um die vorliegende Erfindung auf diese Anforderung hin zu überprüfen, wurde mit einem NiCrNi-Thermoelement der Temperaturverlauf in einem Probenahmegefäß nach Fig. 3 aufgezeichnet. Die Messstelle befand sich 5 mm oberhalb des Einlassventils . Das Probenahmegefäß war mit 7 ml Inaktivierungsflüssigkeit mit einer Temperatur von -50°C befüllt und es wurde 1 ml Zellsuspension mit einer Temperatur von 37°C aus dem Reaktor entnom- men. In Fig. 8A ist der gesamte Temperaturverlauf dargestellt, in Fig. 8B der zeitliche Ausschnitt unmittelbar nach der Probenahme. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Probentemperatur in allen drei gemessenen Fällen nach 100 ms unter -10°C gesunken ist. Anzumerken ist hierbei, dass die Temperatur der Probe tatsächlich noch schneller absinkt als hier dargestellt, da das Messsignal durch die Ansprechzeit des Thermoelementes stark verzögert ist.
Um die vorliegende Erfindung zur Probenahme aus Bioreaktoren einsetzen zu können, muss sichergestellt sein, dass der Reaktorinhalt durch die Probenahme - nicht kontaminiert wird. Um dies zu überprüfen wurde ein Steriltest mit wiederholter Probenahme durchgeführt. Hierbei wurde zunächst über 5 Tage die Probe- nahmevorrichtung mit einem Probenahmegefäß nach Fig. 3 in einem Reaktor auf Sterilität geprüft. Ab dem 6. Tag wurde mehrmals am Tag eine Probe mit dem Probenahmegefäß in der beschriebenen Weise aus dem Reaktor entnommen. Für die positive Gegenprobe wurde nach weiteren 5 Tagen der Reaktor mit E. coli K12 angeimpft. Die Sterilität des Rea.ktors bis zur positiven Gegenprobe und das -danach erfolgte Wachstum ist in Fig. 9 deutlich an dem Verlauf der C02- und 02- Konzentrationen im Abgas zu erkennen, da erst durch die Zellatmung C02 entsteht und 02 verbraucht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Probennahmesystem für fluide Proben mit einer Probenahmesonde zum Eintauchen in ein Fluidvolumen und zur Entnahme einer fluiden Probe aus dem Fluidvolumen, einem Probenaufnahmegefäß zur Aufnahme der Probe, wobei das Probenaufnahmegefäß in die Probenahme- sonde einführbar ist und die Probenahmesonde bzw. das Probenaufnahmegefäß jeweils in ihrex Wandung ein erstes bzw. zweites
Ventil aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass sie sich bei Kontakt miteinander öffnen.
2. ProbenahmeSystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe- nahmesonde eine röhrenförmige Wandung aufweist, die an einem ersten Ende der Röhre eine erste Öffnung zum Einführen des Probeaufnahmegefäßes aufweist und deren anderes Ende durch das erste Ventil verschlossen ist.
3. Probenahmesystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung der Probennahmesonde mittels eines Verschlusselementes verschließbar ist.
4. ProbenahmeSystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenaufnahmegefäß eine röhrenförmige Wandung aufweist, die an einem ersten Ende der Röhre ver- schlössen ist und deren zweites Ende durch das zweite Ventil verschlossen ist.
5. ProbenahmeSystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende des Probenaufnahmegefäßes durch ein Septum verschlossen ist.
6. ProbenahmeSystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Probeaufnahmegefäß mit einer Inaktivierungsflüssig- keit für' die zu-, nehmende Probe- gefüllt ist.
7. Probenahmesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenahmegefäß im Inneren einen geringeren Druck aufweist als das Fluidvolumen bzw. der nicht mit Flüssigkeit gefüllte Teil des Probenaufnahmegefäßes zumindest" teilweise evakuiert ist.
8. Probenahmesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausgang des zweiten Ventils zum Innenvolumen des Probenaufnahmegefäßes eine Düse angeordnet ist.
9. Probenahmesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausgang des zweiten Ventils zum Innenvolumen des Probenaufnahmegefäßes eine Verteilerstruktur an- geordnet ist.
10. Probenahmesystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerstruktur ein Verteilerrohr zur Leitung und Verteilung von in das Probenaufnahmegefäß ein- strömenden Probe aufweist, das sich von dem Ventil in den Innenraum des Probenaufnahmegefäßes erstreckt .
11. Probenahmesystem nach dem vorhergehenden Anspruch, • dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Verteilerrohrs perforiert ist.
12. Probenahmesystem nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Verteilerrohres Verteilerbohrung aufweist .
PCT/EP2004/003171 2003-03-31 2004-03-25 Probenahmesystem für fluide proben WO2004087859A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10314512.5 2003-03-31
DE2003114512 DE10314512B4 (de) 2003-03-31 2003-03-31 Probenahmesystem für fluide Proben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2004087859A2 true WO2004087859A2 (de) 2004-10-14
WO2004087859A3 WO2004087859A3 (de) 2004-12-29

Family

ID=33016090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/003171 WO2004087859A2 (de) 2003-03-31 2004-03-25 Probenahmesystem für fluide proben

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10314512B4 (de)
WO (1) WO2004087859A2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007042323A1 (de) 2005-10-14 2007-04-19 Technische Universität München Probenahmesystem für fluide proben
EP2628787A1 (de) * 2012-02-16 2013-08-21 Forschungszentrum Jülich GmbH Probeentnahmevorrichtung und Verfahren zur Entnahme einer Probe aus einem Bioreaktor
CN115683744A (zh) * 2023-01-03 2023-02-03 中国人民解放军总医院第六医学中心 一种消化科用***物自动取样装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0510477D0 (en) * 2005-05-23 2005-06-29 Uk Sampling Gauges Ltd Sampling apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT141187B (de) * 1934-07-03 1935-03-25 Rudolf Zallud Füllvorrichtung für Feuerzeuge, Parfümbehälter und ähnliche Gegenstände.
US2964918A (en) * 1957-03-11 1960-12-20 Union Carbide Corp Method and apparatus for dispensing gas material
US2989091A (en) * 1958-11-05 1961-06-20 Calibri Lighters Ltd Gas-burning cigarette lighters and fuel refill containers for use with such lighters
DE2016079A1 (de) * 1970-04-03 1971-10-14 Japan Synthetic Rubber Co Lted Verfahren zum Entnehmen von Gasproben und Gasbombe zum Durchfuhren des Verfah rens
US4689306A (en) * 1982-03-19 1987-08-25 Institut Biokhimii I Fiziologii Mikroorganizmov Akademii Nauk Sssr Device for sterile sampling from a fermenter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT141187B (de) * 1934-07-03 1935-03-25 Rudolf Zallud Füllvorrichtung für Feuerzeuge, Parfümbehälter und ähnliche Gegenstände.
US2964918A (en) * 1957-03-11 1960-12-20 Union Carbide Corp Method and apparatus for dispensing gas material
US2989091A (en) * 1958-11-05 1961-06-20 Calibri Lighters Ltd Gas-burning cigarette lighters and fuel refill containers for use with such lighters
DE2016079A1 (de) * 1970-04-03 1971-10-14 Japan Synthetic Rubber Co Lted Verfahren zum Entnehmen von Gasproben und Gasbombe zum Durchfuhren des Verfah rens
US4689306A (en) * 1982-03-19 1987-08-25 Institut Biokhimii I Fiziologii Mikroorganizmov Akademii Nauk Sssr Device for sterile sampling from a fermenter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007042323A1 (de) 2005-10-14 2007-04-19 Technische Universität München Probenahmesystem für fluide proben
US7958793B2 (en) 2005-10-14 2011-06-14 Technische Universität München Sample system for fluid samples
EP2628787A1 (de) * 2012-02-16 2013-08-21 Forschungszentrum Jülich GmbH Probeentnahmevorrichtung und Verfahren zur Entnahme einer Probe aus einem Bioreaktor
CN115683744A (zh) * 2023-01-03 2023-02-03 中国人民解放军总医院第六医学中心 一种消化科用***物自动取样装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004087859A3 (de) 2004-12-29
DE10314512B4 (de) 2007-04-26
DE10314512A1 (de) 2004-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1934574B1 (de) Probenahmesystem für fluide proben
EP1421361B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur vorbereitung einer biologischen urprobe für die bestimmung zumindest einer darin enthaltenen komponente
EP0172838A1 (de) Probenahme - vorrichtung.
EP0734767A2 (de) Gefäss zur kontaminationsreduzierten Behandlung von Flüssigkeiten
DE69830689T2 (de) Vorrichtung zur Befestigung eines Rohres zum Transport von Flüssigkeiten
EP0734768B1 (de) Verfahren zur Bindung eines biologischen Materials
DE10314512B4 (de) Probenahmesystem für fluide Proben
EP3160646A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überführung von flüssigkeiten
DE102018130082B4 (de) Probenreaktionsgefäß und dessen Verwendung
DE29719919U1 (de) Reaktoreinheit zur parallelen Durchführung einer Vielzahl chemischer Reaktionen
DE3873518T2 (de) Vorrichtung zur ausfuehrung mikrobiologischer tests.
EP1641564A1 (de) Verwendung eines einwegbehälters, mikrofluidische vorrichtung und verfahren zur bearbeitung von molekülen
EP0550523B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur probengewinnung und probenhandhabung
EP2628787B1 (de) Probeentnahmevorrichtung und Verfahren zur Entnahme einer Probe aus einem Bioreaktor
EP3973288A1 (de) Mikrofluidisches analysesystem zur analyse von blutproben
DE102008031265B4 (de) Zellchipsystem mit Ableitkamin
DE102016123658B4 (de) Filtrationsvorrichtung und Verfahren zur Anreicherung von Targets und der nachfolgenden Freisetzung biogener Agenzien
DE68927266T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur musternahme
DE3043836A1 (de) Vorrichtung zur probenahme von fluessigkeiten
DE102009045405A1 (de) Mikrofluidische Struktur und Verfahren zum Positionieren eines Flüssigkeitsvolumens in einem mikrofluidischen System
DE102011111186B4 (de) Verfahren zur Entnahme von mit Gasblasen durchsetztem Probenmedium aus einem Probenbehälter
DE102020118369B3 (de) Expositionsapparat
WO2006045619A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur parallelen aufbereitung von biopolymeren
WO2021122229A1 (de) Transportables probennahmebehältnis, probennahmesystem und verfahren zur probennahme
EP1340543A1 (de) Mikrofluidsystem

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase