DE10248302A1

DE10248302A1 - Vorrichtung für mikroskopische Langzeistudien lebender Zellen

Info

Publication number: DE10248302A1
Application number: DE2002148302
Authority: DE
Inventors: Daniel Mertens
Original assignee: Transmit Gesellschaft fuer Technologietransfer mbH
Current assignee: Philipps-Universitaet Marburg 35037 Marburg De
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-04-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Untersuchungsvorrichtung zum Einsatz in der Mikroskopie, die die mikroskopischen Langzeitstudien lebender Zellen ermöglicht. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus mindestens einer Halterung und einer Ausnehmung. Die Halterung weist einen Sockel und eine Ausnehmung auf und ist auf dem Boden eines Kulturgefäßes (z. B. durch ankleben) angeordnet. Das Deckglas wird in die Ausnehmung klemmend eingeschoben oder darin durch z. B. eine Schraube fixiert. Die hier beschriebene Vorrichtung gewährleistet, dass das für die Mikroskopie notwendige Flüssigkeitsvolumen, welches sich unter dem Deckglas befindet, nicht wegfließen kann und die zu untersuchenden Zellen genügend Sauerstoff bekommen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine analytische Untersuchungsvorrichtung zum Einsatz in der Mikroskopie. Diese kann für chemische und/oder mikrobiologische Untersuchungen verwendet werden. Ein Haupteinsatzgebiet ist die Benutzung mit einem sterilisierbaren Kulturgefäß für mikroskopische Langzeitstudien lebender Zellen.
Die Erfüllung einer Vielzahl an Bedingungen ist erforderlich, um diese Langzeitstudien zu ermöglichen. Diese sind u.a.

– Der ph-Wert muss konstant bleiben
– Die Ionenkonzentration muss konstant bleiben
– Die Sauerstoffzufuhr muss über lange Zeiträume aufrecht erhalten werden können
– Das System sollte eine Regulation der Temperatur ermöglichen, weil unterschiedliche Zellen ein unterschiedliches Temperaturoptimum haben
– Die Zellen müssen einen optimalen Abstand zur Objektivlinse des Mikroskops haben. Es soll sich möglichst wenig Medium im Strahlengang befinden, um nicht zuviel Licht zu verlieren. Manche Medien sind z.B. gelblich oder bräunlich, sodass ein großer Teil des die Linse erreichenden Lichtes absorbiert wird
– Es muss die Möglichkeit bestehen, mit Immersionsöl und anderen Substanzen zu arbeiten, um die optimale optische Auflösung zu erreichen
– Die Apparatur sollte sterilisierbar sein, um auch unter sterilen Bedingungen arbeiten zu können
– Sie sollte so gebaut sein, dass sie für das Mikroskop selber keine "Gefahr" darstellt, etwa in Form von auslaufender Flüssigkeit
– Die Zellen bzw. das Deckglas sollten stabil eingebaut werden können, damit durch Stöße und Bewegungen des Objekttisches das Präparat nicht verschoben wird
– Sie sollte einfach zu bedienen, leicht und kostengünstig herstellbar sein oder auch wiederverwendbar sein
– Das Mikroskop allgemein darf nicht durch das System gestört werden

Die oben genannten Bedingungen werden in einer unausreichenden Weise von sogenannten Inversmikroskopen erfüllt. Die Patentschrift DE 3744893 C1 beschreibt ein typisches Inversmikroskop. Die Zellen werden von der Schwerkraft unten gehalten und das Objektiv wird von unten an das Präparat geführt. Dabei benutzt man Petrischalen mit einem Glasboden von 0,17mm Dicke (Deckglas am Boden).
Eines der Probleme ist hierbei, dass die Flüssigkeiten auslaufen können, weil der Deckglasboden leicht bricht. Auch das runtertropfende Öl ist sehr problematisch, weil immer wieder kostspielige Reinigungsarbeiten anfallen. Die Firma Zeiss hat z.B. eine Gummiringdichtung – extra für dieses Problem – entwickelt. Sie ist leider ineffektiv, besonders wenn größere Flüssigkeitsmengen austreten.
Unabhängig von dem Risiko der Verschmutzung bei Inversmikroskopen besitzt nicht jedes Labor ein solches Gerät.
Das Auslaufproblem kann gelöst werden, indem ein aufrechtes Mikroskop statt des Inversmikroskops verwendet wird. Aber der Standardansatz von Objektträger und Deckglas, zwischen dem das Präparat eingequetscht wird, eignet sich nicht für Langzeitstudien und größere Zellen (Zellen trocknen aus, kein Gasaustausch, pH-Wert und Ionenkonzentration nicht konstant, etc.).
Eine weitere Patentschrift DE 4334677 C1 beschreibt ein Kulturgefäß mit Beobachtungsfeld für mikroskopische Untersuchungen. Hier sind zwar morphologische Untersuchungen an Mikroorganismen über längere Zeit möglich, jedoch kann die Sauerstoffzufuhr über längere Zeiträume nicht aufrecht erhalten werden.
In der Offenlegungsschrift DE 4414313 A1 ist eine Vorrichtung zum Heben und Absenken eines Deckglases auf den Objektträger beschrieben. Diese Vorrichtung gewährleistet einen gewissen Abstand zwischen dem Deckglas und dem Objektträger. Dieser Abstand lässt sich sogar mittels eines Distanzstückes verstellen. Diese Vorrichtung ist aber mechanisch aufwendig und daher in der Herstellung kostenintensiv.
Die Offenlegungsschrift DE 1472282 A beschreibt eine Feinstellvorrichtung für Objekttische oder dergleichen mittels eines Keiltriebs. Diese Vorrichtung hat die gleichen Nachteile, die die vorhergehende Offenlegungsschrift aufweist.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige Untersuchungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, womit die Langzeitmikroskopie lebender Zellen ohne weiteres ermöglicht wird.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Untersuchungsvorrichtung zum Einsatz in der Mikroskopie nach Anspruch 1 gelöst, die alle oben genannten Bedingungen für Langzeitstudien erfüllt. Die entwickelte Untersuchungsvorrichtung besteht aus mindestens einer Halterung und einer Scheibe. Sie wird mit einem Kulturgefäß (vorzugsweise einer Petrischale) als Objektträger verwendet. Die Halterung weist einen Sockel und eine Ausnehmung auf und ist auf dem Boden des Kulturgefäßes (z.B. durch Ankleben) angeordnet. Die Halterung weist verschiedene Abstände zwischen oberem Rand und der Ausnehmung bzw. unterem Rand und der Ausnehmung auf. Die Scheibe (z.B. Deckglas) ist transparent und plan und wird in die Ausnehmung klemmend eingeschoben oder darin durch eine Schraube fixiert. Falls das Verrutschen der Vorrichtung beispielweise innerhalb einer Petrischale vermieden werden soll, so kann die Halterung so ausgeführt werden, dass sie in ihrer Länge die Wände der Petrischale erreicht.
Mit der vorliegenden Vorrichtung wird gewährleistet, dass das für die Mikroskopie notwendige Flüssigkeitsvolumen, welches sich unter dem Deckglas befindet, nicht wegfließen kann. Die ganze Vorrichtung ist sterilisierbar und damit wiederverwendbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verhindert die Verschmutzung der Optik durch austretende Flüssigkeiten und liefert ein sehr gutes Bild. Der pH-Wert und die Ionenkonzentration werden konstant gehalten, der Gasaustausch ist gewährleistet, das Medium kann gewechselt und neue Stoffe problemlos zupipettiert werden. Sie ist einfach und kostengünstig in verschiedenen Variationen herstellbar. Das Material kann variieren: Plastik für den Einweg (oder gespült mit UV-Licht wieder sterilisierbar), Glas für den Hitzesterilisator oder Hitzeautoklaven.
Neben ihrem einfachen und robusten Design überzeugt die Konstruktion vor allem durch ihre universelle Einsetzbarkeit.
Beispiele
Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen 1 bis 5 dargestellt:
l stellt alle Bestandteile der erfindungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung dar.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Halterung (1).
3 zeigt eine andere Ausführungsform der Halterung (1).
4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Halterung der l.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit Halterung der 2.
Die Abbildungen werden im Folgenden näher beschrieben.
l stellt alle Bestandteile der erfindungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung gemäß den 4-5 dar.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Halterung (1), die an ihrem linken und rechten Rand verschieden abgeschrägt ausgeführt ist, so dass sie mit dem Rand einer Petrischale verkeilbar ist.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Halterung (1), wobei die Rahmen mit dem Deckglas mit Hilfe einer Schraube (8) fixiert werden können.
4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei sich auf dem Boden eines Kulturgefäßes (z.B. einer Petrischale) zwei Halterungen (1) befinden, in deren Ausnehmungen (2) zwei Rahmen (5) mit einer Scheibe (z.B. Deckglas (4)) klemmend eingeschoben wurde.
5 zeigt eine Modifikation der Untersuchungsvorrichtung von 3. Hier sind die Halterungen (1) bis zu den Wänden der Petrischale (9) verlängert, damit das Verrutschen der ganzen Vorrichtung ausgeschlossen wird.

1: Halterung mit dem Sockel und der Ausnehmung
2: Ausnehmung
3: Sockel
4: Deckglas
5: Rahmen
6: Zwei Rahmen mit dem Deckglas dazwischen
7: Bis zur Ausnehmung durchgehende Öffnung der Halterung
8: Schraube
9: Petrischale

Claims

Untersuchungsvorrichtung zum Einsatz in der Mikroskopie, umfassend eine Unterlage z.B. in Form eines transparenten Objektträgers oder einer Petrischale, ein Deckglas, mindestens einen Rahmen zur Auflage des Deckglases und mindestens eine Halterung für dieses Deckglas, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halterung (1), jeweils einen Sockel (3) und mindestens eine Ausnehmung (2) zur Aufnahme des Deckglases (4) und des mindestens einen Rahmens (5) aufweist und die Halterung (1) einstöckig ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung (2) die einstöckige Halterung in Richtung einer Körperachse, beispielsweise in Form eines ovalen Schlitzes oder einer Bohrung, ganz durchsetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halterung (1) verschiedene Abstände zwischen oberem Rand und Ausnehmung bzw. unterem Rand und Ausnehmung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zwei Rahmen (5) zur Auflage und Abdeckung des Deckglases (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Rahmen (5) die gleiche Breite oder/und die gleiche Länge, wie handelübliche Deckgläser aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halterung (1) fest mit der Unterlage verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halterung (1) und der mindestens eine Rahmen aus mehrfach nach bekannten Verfahren sterilisierbarem Material besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halterung (1) eine Bohrung senkrecht zur Lage der Ausnehmung (2) zur Aufnahme einer Schraube (8) zur Fixierung des Rahmens (5) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halterung an ihrem linken und rechten Rand verschieden abgeschrägt ausgeführt ist, so dass sie mit dem Rand einer Petrischale (9) verkeilbar ist.