DE20214480U1 - New incubator for living cells comprises climate control which also shrouds the microscope wholly or partially, to give a simultaneous incubation under constant conditions and sample analysis - Google Patents
New incubator for living cells comprises climate control which also shrouds the microscope wholly or partially, to give a simultaneous incubation under constant conditions and sample analysisInfo
- Publication number
- DE20214480U1 DE20214480U1 DE20214480U DE20214480U DE20214480U1 DE 20214480 U1 DE20214480 U1 DE 20214480U1 DE 20214480 U DE20214480 U DE 20214480U DE 20214480 U DE20214480 U DE 20214480U DE 20214480 U1 DE20214480 U1 DE 20214480U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- microscope
- incubator
- wholly
- shrouds
- partially
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000011534 incubation Methods 0.000 title description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000003570 air Substances 0.000 description 16
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid Chemical compound OCC[NH+]1CCN(CCS([O-])(=O)=O)CC1 JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007995 HEPES buffer Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 230000033077 cellular process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000012533 medium component Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000004660 morphological change Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
- C12M41/14—Incubators; Climatic chambers
-
- 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
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/34—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
: &iacgr;: &iacgr;
Vorrichtung zur Klimakontrolle BeschreibungClimate control device Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regulation des Klimas (der Temperatur, des CO2 Gehaltes und der Luftfeuchtigkeit) innerhalb eines abgeschlossenen Raumes um ein Messinstrument. Dazu wurde eine Vorrichtung entwickelt, in der eine abgegrenzte Luftmenge zur Übertragung der Wärme, C02-Gehalt und Luftfeuchtigkeit umgewälzt wird.The invention relates to a device for regulating the climate (temperature, CO2 content and humidity) within a closed space around a measuring instrument. For this purpose, a device was developed in which a limited amount of air is circulated to transfer heat, CO2 content and humidity.
Bei experimentellen Arbeiten ist es sehr oft nötig, Parameter wie Temperatur, CO2 Gehalt der Luft und die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung der zu untersuchenden Probe genau zu kontrollieren. Z. B. bei der Beobachung, Analyse oder Manipulation von lebenden Zellen mit einem Mikroskop unter Zellkulturbedingungen sind die Standard-Inkubatorbedingungen d.h. i.d.R. eine Temperatur von 37 0C ; 5 % CO2 Gehalt der Umgebungsluft (notwendig zu Pufferung des Zellkultur-Mediums) und 95 % Luftfeuchtigkeit um ein Eintrocknen des Mediums zu verhindern, wenn das Zellkulturgefäß nicht mit einem Deckel verschlossen ist. Die Luftfeuchtigkeit muss also sehr hoch sein, damit bei Abnahme des Volumens durch Verdunstung die Konzentration der Medium-Bestandteile wie z.B. Salze nicht in für die Zellen toxische Werte steigen. Nichtsdestotrotz empfehlen einige Hersteller keine hohe Luftfeuchtigkeit für ihre Messgeräte, das bedeutet, dass nur in seltenen Fällen das gesamte Messgerät in einem entsprechend eingestellten Raum aufgebaut werden kann. Hinzu kommt, dass der Experimentator häufig die Umgebungsparameter kurzfristig innerhalb eines Experimentes oder zwischen zwei Experimenten ändern möchte und das ist bei der relativ großen Luftmenge in einem Raum nur schwer möglich.During experimental work it is very often necessary to precisely control parameters such as temperature, CO2 content of the air and the humidity in the environment of the sample to be examined. For example, when observing, analyzing or manipulating living cells with a microscope under cell culture conditions, the standard incubator conditions are a temperature of 37 ° C; 5 % CO2 content of the ambient air (necessary to buffer the cell culture medium) and 95 % humidity to prevent the medium from drying out if the cell culture vessel is not closed with a lid. The humidity must therefore be very high so that when the volume decreases through evaporation the concentration of the medium components such as salts does not rise to levels that are toxic for the cells. Nevertheless, some manufacturers do not recommend high humidity for their measuring devices, which means that only in rare cases can the entire measuring device be set up in an appropriately adjusted room. In addition, the experimenter often wants to change the environmental parameters at short notice within an experiment or between two experiments, and this is difficult to do given the relatively large amount of air in a room.
Die oben und im folgenden genannten Beispiele dienen der Veranschaulichung und sollen in keiner Weise eine Einschränkung der Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung darstellen.The examples given above and below are for illustrative purposes only and are not intended to limit the possible applications of the invention in any way.
Bei der Beobachtung z.B. von lebenden Zellen mit Mikroskopen unter nicht kontrollier- und regulierbaren Umgebungsbedingungen, kommt es schon nach kurzer Zeit unweigerlich zur ungewollten Beeinflussung der Zellen und somit möglicherweise zu einer Verfälschung der Ergebnisse. Des weiteren lassen sich Versuche unter solchen unkontrollierten Bedingungen nicht reproduzieren. Experimente mit Zellen in Kultur werden z.B. oft in Bi-Carbonatgepufferten Inkubationsmedien durchgeführt. Der pH-Wert dieser Medien ist CO2-abhängig und kann somit ohne CO2-Zufuhr nicht aufrechterhalten werden. CO2-unabhängige Medien (beispielsweise durch HEPES gepuffert) können diesem entgegenwirken, werden von vielen Zelllinien aber über längere Zeit (mehr als eine Stunde) jedoch nicht toleriert. In beiden Fällen kommt es sehr häufig zu einer morphologischen Veränderung der Zellen bis hin zum Zelltod. Ebenso kann die physiologische bzw. gewünschte Temperatur ohne Regulation meist nicht erreicht. Qde/ gejialjen ..werdprv Dyrch , Jemperaturänderungen werdenWhen observing living cells, for example, with microscopes under environmental conditions that cannot be controlled or regulated, the cells will inevitably be influenced in an unintentional manner after a short time, which may lead to a falsification of the results. Furthermore, experiments under such uncontrolled conditions cannot be reproduced. Experiments with cells in culture are often carried out in bicarbonate-buffered incubation media, for example. The pH value of these media is CO 2 -dependent and therefore cannot be maintained without the addition of CO 2. CO 2 -independent media (for example buffered by HEPES) can counteract this, but are not tolerated by many cell lines over a longer period of time (more than an hour). In both cases, morphological changes in the cells often occur, even leading to cell death. Likewise, the physiological or desired temperature cannot usually be achieved without regulation. Qde/ gejialjen ..werdprv Dyrch , Temperature changes are
meist nicht erreicht oder gehalten werden. Durch Temperaturänderungen werden augenblicklich zelluläre Prozesse beeinflusst (Stoffwechsel, Molekültransport, etc). Spezielle Arbeiten, wie beispielsweise Versuche mit thermosensitiven Zellen (z.B. temperatursensitiven Mutanten) sind unter solchen Bedingungen in der Regel überhaupt nicht möglich, da restriktive oder permissive Temperaturen nicht eingehalten werden können.usually cannot be achieved or maintained. Changes in temperature immediately affect cellular processes (metabolism, molecule transport, etc.). Special work, such as experiments with thermosensitive cells (e.g. temperature-sensitive mutants) is generally not possible under such conditions, since restrictive or permissive temperatures cannot be maintained.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist z.B. die thermische Stabilität des Messgerätes z.B. einer Bildaufnahme und -Verarbeitungseinheit. Ist beispielsweise ein Mikroskop (Mikroskoptisch und Optik) gegenüber der Raumluft nicht abgeschirmt, kommt es durch Temperaturschwankungen und Luftturbulenzen häufig zu einer Verschiebung der Fokusebene, wodurch die Bildaufnahme von Zellen über einen längeren Zeitraum nur unter ständiger Beobachtung und Nachjustierung des Systems möglich ist. Temperaturschwankungen von weniger als 1 0C bewirken schon eine sichtbare Fokusabweichung.Another important aspect is the thermal stability of the measuring device, eg an image recording and processing unit. If, for example, a microscope (microscope table and optics) is not shielded from the ambient air, temperature fluctuations and air turbulence often cause a shift in the focal plane, which means that image recording of cells over a longer period of time is only possible with constant observation and readjustment of the system. Temperature fluctuations of less than 1 0 C already cause a visible focus deviation.
Bisher wurde dieses Problem dadurch gelöst, dass die Probe selbst unter den erforderlichen Bedingungen in einem Brutschrank inkubiert wurde und in bestimmten Zeitabständen aus dem Brutschrank entnommen und mit einem Messgerät z.B. Mikroskop analysiert wurde. Insbesondere bei Langzeitbeobachtungen ist dies ein großer Nachteil, da zum einen die Probe immer wieder aus der kontrollierten Umgebung entfernt wird und zum anderen das Messgerät immer wieder neu eingestellt werden muss. Hinzu kommen Vibrationen und Strömungsbewegungen, die möglichst nicht auf die Probe übertragen werden sollen. Weiterhin muss die Probenentnahme und -positionierung in der Regel manuell erfolgen, was sehr zeitaufwendig ist.Until now, this problem was solved by incubating the sample itself in an incubator under the required conditions and removing it from the incubator at certain intervals and analyzing it with a measuring device, e.g. a microscope. This is a major disadvantage, especially for long-term observations, because on the one hand the sample is repeatedly removed from the controlled environment and on the other hand the measuring device has to be readjusted again and again. In addition, there are vibrations and flow movements that should not be transferred to the sample if possible. Furthermore, the sample removal and positioning usually has to be done manually, which is very time-consuming.
Demnach ist eine Vorrichtung wünschenswert, die es ermöglicht, die Probe unter konstanten Bedingungen zu inkubieren und gleichzeitig zu analysieren. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Klimakontrolle um ein Messgerät gelöst, die aus einer Kontrolleinheit und aus einem das Messgerät ganz oder teilweise umfassenden luftdicht abschließenden Gehäuse besteht (im folgenden als „Inkubator" bezeichnet) gelöst. Über die Kontrolleinheit werden die Parameter Temperatur, Luftfeuchtigkeit und CO2-Gehalt im Inkubator auf einen gewünschten Wert eingestellt und konstant gehalten bzw. verändert nach den Wünschen des Experimentators. Die Vorrichtung stellt ein fast geschlossenes System dar, in dem eine abgeschlossene Luftmenge zur Übertragung der Wärme, CO2-Gehalt und Luftfeuchtigkeit umgewälzt wird. Der Inkubator muss deshalb möglichst luftdicht abschließen. Diese Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass flexible Scharniere und Gummidichtungen zum Abdichten des Inkubators verwendet werden.
In einer ersten Ausführungsform kann der Inkubator als solcher vom Mikroskop abgehoben oder über ein Gelenk weggeklappt werden z.B. um die Probe einzustellen.Accordingly, a device is desirable that enables the sample to be incubated under constant conditions and analyzed at the same time. According to the invention, this object is achieved by a device for climate control around a measuring device, which consists of a control unit and an airtight housing that completely or partially encloses the measuring device (hereinafter referred to as "incubator"). The control unit sets the parameters temperature, air humidity and CO 2 content in the incubator to a desired value and keeps them constant or changes them according to the wishes of the experimenter. The device represents an almost closed system in which a closed amount of air is circulated to transfer the heat, CO 2 content and air humidity. The incubator must therefore be as airtight as possible. This problem is solved according to the invention by using flexible hinges and rubber seals to seal the incubator.
In a first embodiment, the incubator as such can be lifted off the microscope or folded away via a joint, e.g. to adjust the sample.
•i &khgr;. fr";. f;V•i &khgr;. fr";. f;V
In einer besonderen Ausführungsform enthält der Inkubator eine oder mehrere Türen, die ebenfalls mit Gummidichtungen und Scharnieren abgedichtet sind, und die es dem Experimentator erlauben, während des Versuches in den Inkubator zu greifen und z.B.In a special embodiment, the incubator contains one or more doors, which are also sealed with rubber seals and hinges, and which allow the experimenter to reach into the incubator during the experiment and, for example,
Änderungen an den Einstellungen des Mikroskops oder der Position der Probe vorzunehmen.Make changes to the microscope settings or the position of the sample.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Manipulation der Probe auf dem Mikroskoptisch von aussen gesteuert, ohne dass der Experimentator in den Inkubator eingreifen muss.In another embodiment, the manipulation of the sample on the microscope stage is controlled from the outside without the experimenter having to intervene in the incubator.
Zur Steuerung des geschlossenen Systems innerhalb des Inkubators wurde eine Kontrolleinheit entwickelt, mit deren Hilfe Temperatur, CO2-Gehalt und Luftfeuchtigkeit auf einen gewünschten Wert eingestellt und konstant gehalten werden. Die Kontrolleinheit ist als ein vom Inkubator getrenntes Gerät konzipiert, um eine vollständige Entkopplung von Vibrationen zu gewährleisten. Die Steuerung des Messgerätes und die Einstellung der Parameter ist somit von außen möglich, so dass die Probe während der Messreihe nicht bewegt werden muss. In einer bevorzugten Ausführungsform ist sie z.B. zur Montage an der Wand vorgesehen. Die Kontrolleinheit ist über flexible Schläuche mit dem Inkubator verbunden.A control unit was developed to control the closed system within the incubator. This allows the temperature, CO 2 content and humidity to be set to a desired value and kept constant. The control unit is designed as a separate device from the incubator to ensure complete isolation from vibrations. The measuring device can therefore be controlled and the parameters set from outside, so that the sample does not have to be moved during the series of measurements. In a preferred embodiment, it is designed for wall mounting, for example. The control unit is connected to the incubator via flexible hoses.
Das Einschalten der Vorrichtung kann auch über die Kontrolleinheit vorprogrammiert werden. In einer Ausführungsform der Kontrolleinheit ist ein Radiallüfter zur Umwälzung der temperierten Luft vorgesehen und ein Wärmetauscher zum Abkühlen oder Aufheizen und die gesamte Steuer- und Leistungselektronik integriert. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Kontrolle, Programmierung und Anzeige aller Parameter über eine kabelgebundene Bedienbox mit beleuchtetem LCD-Display und einem Drehimpulsgeber, sowie 4 LED's als Statusanzeige für Alarm, CO2-, Kühl- und Heizperiode.The device can also be pre-programmed to switch on via the control unit. In one embodiment of the control unit, a radial fan is provided for circulating the tempered air and a heat exchanger for cooling or heating and the entire control and power electronics are integrated. In a preferred embodiment, the control, programming and display of all parameters takes place via a wired control box with an illuminated LCD display and a rotary pulse encoder, as well as 4 LEDs as status displays for alarm, CO2, cooling and heating periods.
Bevorzugt erfolgt die Erwärmung der Umluft direkt in dem als Düse ausgeführtem Ende des Zugluftschlauchs. Dadurch wird vermieden, dass zu heiße Luft durch das ganze System gepumpt werden muss. In einem Ausführungsbeispiel besteht die Heizung selbst aus 2 Niederspannungs-Keramikelementen mit je 12V / 150W (Berührungsschutz). Diese Heizmodule erreichen im Normalfall max. 6O0C und sind bei Ausfall der Umluft selbstbegrenzend (PTC-Verhalten). Bevorzugt werden zur Erzeugung und Regelung der zugeführten Leistung aus Baugröße- und Kostengründen getaktete Elektronik-Halogentrafos verwendet, die über Nullspannungs-gesteuerte Halbleiterrelais je nach Leistungsbedarf in einem quasi PWM Mode angesteuert werden. Zusätzlich besitzen diese Trafos alle erforderlichen Stör- und Sicherheitszeichen (CE, VDE, EMV usw.). Bevorzugt werden die Zuleitungen zur Heizung, sowie zu den Sensoren für Temperatur und Luftfeuchte innerhalbPreferably, the circulating air is heated directly in the end of the draft hose designed as a nozzle. This avoids having to pump air that is too hot through the entire system. In one example, the heater itself consists of 2 low-voltage ceramic elements, each with 12V / 150W (contact protection). These heating modules normally reach a maximum of 6O 0 C and are self-limiting if the circulating air fails (PTC behavior). For size and cost reasons, clocked electronic halogen transformers are preferably used to generate and regulate the supplied power, which are controlled by zero-voltage-controlled semiconductor relays in a quasi PWM mode depending on the power requirement. In addition, these transformers have all the necessary interference and safety symbols (CE, VDE, EMC, etc.). The supply lines to the heater and to the sensors for temperature and humidity are preferably inside
• ··
des Luftschlauchs geführt, dadurch ergibt sich eine möglichst einfache Installation des Systems.of the air hose, making installation of the system as easy as possible.
Ab einer gewünschten Einstellung um ca. 30C über der Umgebungstemperatur (oder kleiner) ist es erforderlich die Umluft zu kühlen, da die normalen Verluste über die Oberfläche des Systems nicht mehr ausreichend hoch sind. Dafür ist in der Kontrolleinheit ein Wärmetauscher installiert, der durch einen externen Umwälzkühler über ein Wasserkreislauf der Luft die Wärme entzieht. Der Zulauf kann z.B. durch ein internes Magnetventil geregelt werden oder andere dem Fachmann bekannte Ventile. Wird z.B. als Umwälzkühler ein System verwendet bei dem der Kühlkreislauf nicht geschlossen werden darf, so ist ein automatisches Bypassventil zu verwenden. Bevorzugt sollte die Kühlwassertemperatur auf ca. 100C unter der Kontrollertemperatur eingestellten sein, diese Einstellung muss aber für das jeweilige Experiment überprüft und angepasst werden. Im Regelfall ist als Kälteleistung je nach Raumtemperatur ca. 300-500W bei einem Förderdruck von >= 300mbar (max. 1 bar) erforderlich.If the desired setting is around 3 ° C above the ambient temperature (or lower), the circulating air must be cooled as the normal losses across the surface of the system are no longer high enough. For this purpose, a heat exchanger is installed in the control unit which extracts heat from the air via a water circuit using an external circulating cooler. The supply can be regulated using an internal solenoid valve or other valves known to those skilled in the art. If, for example, a system is used as a circulating cooler in which the cooling circuit cannot be closed, an automatic bypass valve must be used. The cooling water temperature should preferably be set to around 10 ° C below the controller temperature, but this setting must be checked and adjusted for each experiment. As a rule, depending on the room temperature, a cooling output of around 300-500W at a delivery pressure of >= 300mbar (max. 1 bar) is required.
Bevorzugt erfolgt die Beigabe von CO2 direkt am Düsengehäuse, z.B. über ein gepulstes Magnetventil mit Drosselventil. Die zugegebene Menge und Druck des CO2 hängt vom durchzuführenden Experiment ab und wird vom Experimentator bestimmt. Bevorzugt wird z. B. per Software ständig die zugeführte Menge CO2 pro Zeiteinheit beobachtet, und bei überschreiten (z.B. zu langes Öffnen einer Inspektionstür) ein optischer und akustischer Alarm ausgelöst. Idealerweise verfügt der Raum, in dem der Inkubator installiert ist, über eine eigenständige CO2-Raumluftüberwachung.Preferably, CO 2 is added directly to the nozzle housing, e.g. via a pulsed solenoid valve with a throttle valve. The amount and pressure of CO 2 added depends on the experiment being carried out and is determined by the experimenter. Preferably, the amount of CO 2 added per unit of time is constantly monitored using software, and if this is exceeded (e.g. if an inspection door is left open for too long), a visual and acoustic alarm is triggered. Ideally, the room in which the incubator is installed has its own CO 2 room air monitoring system.
Die Sensoren für Temperatur und Luftfeuchte sind am Ende von Zuleitungen montiert. Bevorzugt ragen diese Zuleitungen in den Inkubator hinein und lassen sich innerhalb des Mikroskop umschließenden Gehäuses beliebig positionieren, um an der gewünschten Stelle die genauen Werte zu ermitteln und an die Kontrolleinheit weiterzugeben. Vorzugsweise sollten sie möglichst nahe bei der Probe positioniert sein. Bevorzugt sind die Sensoren zum Schutz vor mechanischer Einwirkung, Staub und Berührung mit einem Schutzfilter z.B. aus Polyäthylen umgeben.The sensors for temperature and humidity are mounted at the end of supply lines. These supply lines preferably extend into the incubator and can be positioned anywhere within the housing surrounding the microscope in order to determine the exact values at the desired location and pass them on to the control unit. They should preferably be positioned as close to the sample as possible. The sensors are preferably surrounded by a protective filter, e.g. made of polyethylene, to protect them from mechanical impact, dust and contact.
·&iacgr;:":.&Ggr;!·"&iacgr;.&Pgr;&ngr;·&iacgr;:":.&Ggr;!·"&iacgr;.&Pgr;&ngr;
Der CO2-Sensor ist z.B. als Infrarot-optischer Sensor ausgeführt, der die Lichtabsorption von Kohlendioxid in einem schmalen Wellenbereich erfasst. Dem Fachmann sind auch andere Arten der CO2-Messung bekannt, die ebenfalls eingesetzt werden können.The CO2 sensor is designed as an infrared optical sensor, for example, which detects the light absorption of carbon dioxide in a narrow wavelength range. Experts are also aware of other types of CO2 measurement that can also be used.
Die Kontrolleinheit ist als flaches Pultgehäuse ausgeführt. Im beleuchteten LED Display werden während des Laufs ständig die IST-Wert für Temperatur, Luftfeuchte und CO2-Gehalt und der Wochentag mit Uhrzeit angezeigt. 4 zusätzliche LED zeigen Alarm (rot), CO2 Dosierung (grün), Kühlwasserfluss (blau) und Heizungsstatus (gelb) an. Sämtliche Eingaben werden nur über einen Drehimpulsgeber getätigt der durch rechts/links Drehung Eingabewerte erhöht bzw. erniedrigt, und durch drücken der Drehachse den Wert übernimmt oder zum nächsten Menupunkt weiterschaltet. Das Menu ist mehrstufig gestaltet, so dass zur Eingabe der SOLL-Werte für Temperatur und CO2-Gehalt nur wenige Betätigungen nötig sind. Sämtliche Eingabewerte werden während der Eingabe auf Plausibilität überprüft.The control unit is designed as a flat desk housing. The illuminated LED display constantly shows the ACTUAL values for temperature, humidity and CO2 content and the day of the week with the time during operation. 4 additional LEDs show alarm (red), CO2 dosage (green), cooling water flow (blue) and heating status (yellow). All entries are made using a rotary encoder that increases or decreases input values by turning right/left, and accepts the value or moves on to the next menu item by pressing the rotary axis. The menu is designed in several levels, so that only a few operations are required to enter the TARGET values for temperature and CO2 content. All input values are checked for plausibility during input.
Der CO2-Sensor ist als Infrarot-optischer Sensor ausgeführt, der die Lichtabsorption von Kohlendioxid in einem schmalen Wellenbereich erfasst. Im Ausführungsbeispiel ist er in ein Alu-Gehäuse mit Flansch eingebaut. Bevorzugt sollte er in Höhe der Probe auf der Seite der Luftabsaugung montiert sein. Zur Versorgung und Signalkonditionierung wird eine externe Box benötigt, die über ein Kabel mit dem Kontroller verbunden ist.The CO 2 sensor is designed as an infrared optical sensor that detects the light absorption of carbon dioxide in a narrow wavelength range. In the example shown, it is built into an aluminum housing with a flange. It should preferably be mounted at the height of the sample on the side of the air extraction. An external box is required for power supply and signal conditioning, which is connected to the controller via a cable.
Das Einschalten der Vorrichtung kann auch vorprogrammiert werden. Dazu wird eine Relaisbox installiert, die z.B. als Schuko-Zwischenstecker ausgeführt sein kann. Z.B. kann im Ausführungsbeispiel das Aufheizen des Systems ca. 30 Min. bis zu 2 Stunden dauern, und um Zeitverlust zu vermeiden ist in der Software ein Timerprogramm implementiert, das es erlaubt bis zu einer Woche im voraus das System zu starten, um dann zum festgelegten Zeitpunkt das Experiment ohne Wartezeit zu beginnen.The device can also be switched on in advance. To do this, a relay box is installed, which can be designed as a Schuko adapter plug, for example. In the example shown, heating up the system can take between 30 minutes and 2 hours, and to avoid wasting time, a timer program is implemented in the software that allows the system to be started up to a week in advance, so that the experiment can begin at the set time without having to wait.
Im vorliegenden Beispiel ist die gesamte Elektronik ist auf zwei Leiterplatten aufgeteilt die in einem separaten Bereich übereinander, innerhalb des Kontrollergehäuses montiert. Eine Leiterplatte enthält einen leicht austauschbaren Mikrokontroller mit separater „Powerfail-" und Restartüberwachung, eine gepufferte Echtzeituhr (Lithium-Knopfzelle), eine serielle Schnittstelle (RS232) und Anschlüsse für die Bedienbox und InCircuit-Programmierung. Ferner die Analogeingänge für die Sensoren und eine l2C-Verbindung zur unten liegenden Netzteil- bzw. Leistungskarte. Sämtliche Leistungsausgänge sind je nach Anforderung mitIn this example, the entire electronics are divided into two circuit boards that are mounted one above the other in a separate area within the controller housing. One circuit board contains an easily replaceable microcontroller with separate "power fail" and restart monitoring, a buffered real-time clock (lithium button cell), a serial interface (RS232) and connections for the control box and in-circuit programming. Furthermore, the analog inputs for the sensors and an I2C connection to the power supply or power card below. All power outputs are connected to
mechanischen Relais oder optoentkoppelten Halbleiterstufen zu bestücken. Die Elektronik wird über einen Flachtrafo versorgt dem ein Netzfilter vorgeschaltet ist.mechanical relays or opto-decoupled semiconductor stages. The electronics are supplied via a flat transformer with a mains filter connected in front of it.
Die Software ist als eine menugeführte Benutzerschnittstelle ausgeführt, die in mehrere Ebenen unterteilt ist. Diese Ebenen werden einfach durch drücken des Drehgebers durchgerollt und durch drehen ausgewählt. Die einzelnen Menupunkte sind wie in einem Ring angeordnet sodass man nach mehrmaligem Drücken wieder am Anfang beginnt. In der ersten Ebene ist es möglich die aktuellen Werte anzuzeigen, das System zu starten oder in ein Submenu zum Einstellen dieser Werte zu verzweigen. Alle Eingaben werden permanent gespeichert (EEPROM) und sind auch nach dem Ausschalten wieder verfügbar. Das Menu verzweigt je nach Priorität der Funktion, d.h. Funktionen wie z.B. Testroutinen für die Hardware sind erst in der untersten Ebene zu erreichen. Da alle numerische Werte über den Drehgeber durch inkrementieren oder dekrementieren der letzten Einstellung eingegeben werden, ist jederzeit die letzte Einstellung erkennbar. Programmintern ist für jeden Eingabewert das Minimum und Maximum festgelegt sodass eine Über- oder Unterschreitung nicht möglich ist.The software is designed as a menu-driven user interface that is divided into several levels. These levels are scrolled through simply by pressing the rotary encoder and selected by turning. The individual menu items are arranged like a ring, so that if you press it several times you start again at the beginning. In the first level it is possible to display the current values, start the system or branch into a submenu to set these values. All entries are saved permanently (EEPROM) and are available again even after the device is switched off. The menu branches according to the priority of the function, i.e. functions such as test routines for the hardware can only be accessed at the lowest level. Since all numerical values are entered via the rotary encoder by incrementing or decrementing the last setting, the last setting can be seen at any time. The minimum and maximum are set internally in the program for each input value, so that it is not possible to exceed or fall below this value.
Der Regelalgorithmus für die Temperatur und CO2 wurde speziell für diese Aufgabe entwickelt, und ist im Prinzip eine Nachführregelung mit selbstanpassender Zeitkonstante, der ganz ohne Floatingpoint-Berechnung auskommt. Bleiben die Parameter über eine längere Zeit konstant werden sie abgespeichert und als Basis für den nächsten Start verwendet.The control algorithm for temperature and CO2 was developed specifically for this task and is essentially a tracking control with a self-adapting time constant that does not require any floating point calculation. If the parameters remain constant over a longer period of time, they are saved and used as a basis for the next start.
Sollte es während des Betriebs zu einer Störung des Programmablaufs kommen wird eine sogenannte „Watchdog-Schaltung" aktiv die den Mikrokontroller neu startet und das Programm im Standby-Mode hält.If a disruption to the program flow occurs during operation, a so-called "watchdog circuit" is activated, which restarts the microcontroller and keeps the program in standby mode.
Sämtliche Ausgabetexte sind in einem separaten Bereich des Programms zusammengefasst und leicht änderbar (z.B. in andere Sprachen).All output texts are summarized in a separate area of the program and can be easily changed (e.g. into other languages).
Durch Verwendung eines RISC-Mikrokontroller neuester Bauart mit einem sehr großen Flash-Programmspeicher ist Spielraum für weitere Programmergänzungen wie z.B. eine Anbindung über die serielle Schnittstelle an PCs oder übergeordnete Steuergeräte. Ferner ist auch eine Anbindung an das Internet (Intranet) via Ethernet denkbar um den Status abzufragen (Temperatur erreicht ?) oder neue Werte vorzugeben.By using a state-of-the-art RISC microcontroller with a very large flash program memory, there is scope for further program additions, such as a connection to PCs or higher-level control units via the serial interface. A connection to the Internet (intranet) via Ethernet is also conceivable in order to query the status (temperature reached?) or to specify new values.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20214480U DE20214480U1 (en) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | New incubator for living cells comprises climate control which also shrouds the microscope wholly or partially, to give a simultaneous incubation under constant conditions and sample analysis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20214480U DE20214480U1 (en) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | New incubator for living cells comprises climate control which also shrouds the microscope wholly or partially, to give a simultaneous incubation under constant conditions and sample analysis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE20214480U1 true DE20214480U1 (en) | 2003-01-02 |
Family
ID=7975231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE20214480U Expired - Lifetime DE20214480U1 (en) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | New incubator for living cells comprises climate control which also shrouds the microscope wholly or partially, to give a simultaneous incubation under constant conditions and sample analysis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE20214480U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10344294A1 (en) * | 2003-09-23 | 2005-04-28 | Evotec Technologies Gmbh | Climate chamber at a microscope, to control the environment around the samples during examination, is formed by a housing with an opening for a medium inflow aligned to prevent condensation at the lens and other components |
| EP1553166A1 (en) | 2003-10-24 | 2005-07-13 | Olympus Corporation | Culture microscope apparatus |
| EP1653269A1 (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-03 | Olympus Corporation | Microscope and method of preventing dew condensation on objective lens |
| US9353346B2 (en) | 2008-10-30 | 2016-05-31 | Olympus Soft Imaging Solutions Gmbh | Incubator device and method |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2633085A1 (en) | 1975-07-22 | 1977-01-27 | Olympus Optical Co | DEVICE FOR THE AUTOMATIC CULTIVATION OF LIVING TISSUE OR CELLS |
| WO1988007574A1 (en) | 1987-04-02 | 1988-10-06 | Baylor College Of Medicine | Environmentally controlled in vitro incubator |
| DE3924701A1 (en) | 1989-07-26 | 1991-01-31 | Buehler Edmund Gmbh & Co | Microscope incubator - with transparent lid over petri dish heated by warm air circulation |
| US5424209A (en) | 1993-03-19 | 1995-06-13 | Kearney; George P. | Automated cell culture and testing system |
| WO1996039482A1 (en) | 1995-06-06 | 1996-12-12 | Becton Dickinson And Company | Compact blood culture apparatus |
| DE29800070U1 (en) | 1998-01-05 | 1998-03-05 | Labotect GmbH Labor-Technik-Göttingen, 37079 Göttingen | Measuring system for checking the environmental conditions in an incubation room |
| US6271022B1 (en) | 1999-03-12 | 2001-08-07 | Biolog, Inc. | Device for incubating and monitoring multiwell assays |
| WO2002061031A1 (en) | 2001-01-30 | 2002-08-08 | Universite Pierre Et Marie Curie (Paris Vi) | Microbiological security stations useful for medically-assisted reproduction |
| WO2002064728A2 (en) | 2001-02-09 | 2002-08-22 | Daniel Attias | Incubator and incubation method monitoring the organism to be incubated |
-
2002
- 2002-09-18 DE DE20214480U patent/DE20214480U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2633085A1 (en) | 1975-07-22 | 1977-01-27 | Olympus Optical Co | DEVICE FOR THE AUTOMATIC CULTIVATION OF LIVING TISSUE OR CELLS |
| WO1988007574A1 (en) | 1987-04-02 | 1988-10-06 | Baylor College Of Medicine | Environmentally controlled in vitro incubator |
| DE3924701A1 (en) | 1989-07-26 | 1991-01-31 | Buehler Edmund Gmbh & Co | Microscope incubator - with transparent lid over petri dish heated by warm air circulation |
| US5424209A (en) | 1993-03-19 | 1995-06-13 | Kearney; George P. | Automated cell culture and testing system |
| WO1996039482A1 (en) | 1995-06-06 | 1996-12-12 | Becton Dickinson And Company | Compact blood culture apparatus |
| DE29800070U1 (en) | 1998-01-05 | 1998-03-05 | Labotect GmbH Labor-Technik-Göttingen, 37079 Göttingen | Measuring system for checking the environmental conditions in an incubation room |
| US6271022B1 (en) | 1999-03-12 | 2001-08-07 | Biolog, Inc. | Device for incubating and monitoring multiwell assays |
| WO2002061031A1 (en) | 2001-01-30 | 2002-08-08 | Universite Pierre Et Marie Curie (Paris Vi) | Microbiological security stations useful for medically-assisted reproduction |
| WO2002064728A2 (en) | 2001-02-09 | 2002-08-22 | Daniel Attias | Incubator and incubation method monitoring the organism to be incubated |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10344294A1 (en) * | 2003-09-23 | 2005-04-28 | Evotec Technologies Gmbh | Climate chamber at a microscope, to control the environment around the samples during examination, is formed by a housing with an opening for a medium inflow aligned to prevent condensation at the lens and other components |
| EP1553166A1 (en) | 2003-10-24 | 2005-07-13 | Olympus Corporation | Culture microscope apparatus |
| US7799559B2 (en) | 2003-10-24 | 2010-09-21 | Olympus Corporation | Culture microscope apparatus |
| US8110394B2 (en) | 2003-10-24 | 2012-02-07 | Olympus Corporation | Culture microscope apparatus |
| EP1653269A1 (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-03 | Olympus Corporation | Microscope and method of preventing dew condensation on objective lens |
| US7382531B2 (en) | 2004-10-28 | 2008-06-03 | Olympus Corporation | Microscope and method of preventing dew condensation on objective lens |
| US9353346B2 (en) | 2008-10-30 | 2016-05-31 | Olympus Soft Imaging Solutions Gmbh | Incubator device and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2848679B1 (en) | Laboratory incubator with humidity adjustment | |
| DE102016123330B4 (en) | Laser device with condensation prevention function | |
| DE69524993T2 (en) | System for controlling a controlled atmosphere for a cooling container | |
| EP2812637B1 (en) | Ventilation device for clean room applications | |
| DE20220550U1 (en) | Air-conditioned storage cabinet | |
| EP2418472A1 (en) | Device for assembling at least one sample container in an optical measuring device, optical measuring device with such a device and use of such an optical measuring device | |
| DE69510062T2 (en) | TEMPERATURE CONTROL FOR A NEAR INFRARED ANALYZER | |
| DE102017009686A1 (en) | Climate chamber for testing high-voltage e-mobility batteries, fuel cells or other energy storage devices or drive units equipped or connected therewith with hazardous energy content | |
| DE4203613A1 (en) | Central heating control system - has central computer evaluating individual room temperatures and controlling heater valves according to set points | |
| DE20214480U1 (en) | New incubator for living cells comprises climate control which also shrouds the microscope wholly or partially, to give a simultaneous incubation under constant conditions and sample analysis | |
| EP1231258B1 (en) | Process for humidifying the useful space in an incubator and a controlled atmosphere incubator | |
| DE3924701A1 (en) | Microscope incubator - with transparent lid over petri dish heated by warm air circulation | |
| DE102020129412A1 (en) | Exhaust device with volumetric flow control | |
| CH705961B1 (en) | Method for controlling a ventilation system. | |
| DE102015201026B3 (en) | Discharge device with regulated suction device | |
| DE69213105T2 (en) | Device for controlling air conditioners | |
| EP4330370A1 (en) | Incubator for cell cultures | |
| DE102006034534B4 (en) | Arrangement for temperature control of the sample space on a microscope | |
| DE102012105194A1 (en) | Fume hood apparatus has control device connected to sensor, to perform necessary comparison calculations, and optical relative indicator with display of average air flow rate per unit time in relation to preset reference values | |
| DE102004049789A1 (en) | Device for non-contact measurement of the temperature in a melting furnace | |
| EP3444329B1 (en) | Device for the humidification of a gas mixture for cell incubation | |
| DE202014009495U1 (en) | Test device for monitoring the sterilization efficiency. | |
| DE69911669T2 (en) | Method and device for controlling the water content of products stored in an enclosed space | |
| EP4215817A1 (en) | Method and arrangement for determining soiling in the optical path of an optical sensor for observing a flame in a combustion chamber and computer program product | |
| DE102015115752A1 (en) | TOOL MACHINE, EQUIPPED WITH A DEVICE FOR MONITORING AND CONTROLLING THE ATMOSPHERE INSIDE A TOOL MACHINE CONTROL PULSE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20030206 |
|
| R021 | Search request validly filed |
Effective date: 20021104 |
|
| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20050225 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20051005 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20081028 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20100921 |
|
| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |