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Die Erfindung betrifft einen Inkubator und dessen Verwendung zur Kultivierung von Mikroorganismen und/oder zur Durchführung einer chemischen Reaktion, insbesondere einer biochemischen Reaktion.
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Die Erfindung betrifft weiter einen Probenbehälter zur Kultivierung von Mikroorganismen und/oder zur Durchführung einer chemischen Reaktion in einem Inkubator sowie die Verwendung des Probenbehälters zur Untersuchung eines in einem Probenaufnahmeraum des Probenbehälters enthaltenen Probenmaterials.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Set mit einem Inkubator und einem Probenbehälter zur Kultivierung von Mikroorganismen und/oder zur Durchführung einer chemischen Reaktion.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Untersuchung eines Probenmaterials, insbesondere zum Nachweis eines Zwischen- und/oder Endprodukts einer chemischen Reaktion und/oder eines Metabolits und/oder eines Stoffwechselprodukts und/oder einer Nukleinsäure und/oder einer Nukleinsäuresequenz.
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Inkubatoren, die ebenfalls als Brutschränke bezeichnet werden, sind Vorrichtungen mit denen kontrollierte Inkubationsbedingungen (auch als Kulturbedingungen bezeichnet) für verschiedene Entwicklungs- und Wachstumsprozesse von Mikroorganismen geschaffen und erhalten werden können. Insbesondere dienen sie also der Schaffung und Erhaltung eines Mikroklimas mit geregelten Luftfeuchtigkeits- und Temperatur-Bedingungen.
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Zudem können Inkubatoren auch dazu eingesetzt werden, um bestimmte Reaktionsbedingungen zum Ablauf und/oder Beenden einer chemischen Reaktion schaffen zu können.
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Im Lebensmittelbereich werden Proben (wie z.B. von Lebensmitteln und/oder Kratzschwämmen) genommen und insbesondere in als Stomacherbeutel ausgebildeten Probenbehältern zusammen mit einem Kultivierungsmedium in Kultur genommen. Die Beutel können anschließend in einen ersten Inkubator überführt werden, um darin bebrütet zu werden. Anschließend wird in der Regel ein Teil der Probe aus dem Beutel auf einen als Selektionsagarplatte ausgebildeten Probenbehälter ausplattiert und erneut in einem zweiten Inkubator kultiviert. Die Agarplatten können anschließend auf ein Wachstum von Mikroorganismen, wie beispielsweise Bakterien und Pilze, überprüft werden. Vor der Entsorgung des biologischen Materials muss dieses inaktiviert werden, also insbesondere abgetötet werden. Für die Inaktivierung kommt in der Regel ein Autoklav zum Einsatz.
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Mikroorganismen werden, wie zuvor bereits erwähnt, in Probenbehältern, wie Petrischalen oder Kultivierungsbeuteln in Kultur genommen. Dadurch besteht jedoch ein erhebliches Kontaminationsrisiko des Labors und des darin arbeitenden Personals, da insbesondere die Schalen zum einen leicht auslaufen können und zudem viele Einzelschritte zur Durchführung der Kultivierung, Analyse und Inaktivierung sowie weiterhin ein für die Durchführung besonders geschultes Personal erforderlich sind. Insbesondere bei der Überführung eines Mikroorganismus von einem Probenbehälter auf einen zweiten Probenbehälter kann es zu Kontaminationen kommen, da die Probenbehälter dazu von Hand geöffnet werden müssen. Es wäre daher erstrebenswert, eine Überführung des biologischen Materials nach einer Animpfung des Kultivierungsmediums zu vermeiden.
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Aufgrund der recht komplexen Arbeitsschritte der gesamten Kultivierung, Analyse und Inaktivierung besteht ein hohes Risiko einer Kontamination der Umgebung und umgebenden Personen. Es ist daher wünschenswert, eine Vorrichtung sowie eine Nachweismethode zur Verfügung zu stellen, durch welche das Risiko einer Kontamination für Umgebung und umgebende Personen reduziert oder sogar ausgeräumt ist.
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Außerdem ist es erforderlich, dass für die Kultivierung und die Inaktivierung der Mikroorganismen jeweils zumindest ein Gerät zum Einsatz kommt. So wird in der Regel zumindest ein Inkubator zur Kultivierung und ein Autoklav oder dergleichen zur Inaktivierung benötigt. Bei der Analyse kann es zudem vorkommen, dass eine Messvorrichtung zur Bestimmung eines Versuchsparameters benötigt wird. Es ist daher wünschenswert, eine einzige Vorrichtung zu schaffen, die dazu geeignet ist, die Kultivierung und Inaktivierung einer Probe und optional sogar die Analyse der Probe, vorzugsweise ohne zusätzliche Laborausrüstung, durchführen zu können.
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Es besteht daher die Aufgabe, einen Inkubator der eingangs erwähnten Art, einen mit dem Inkubator kompatiblen Probenbehälter und ein Verfahren zur Untersuchung eines Probenmaterials zu schaffen, durch welche jeweils die genannten Nachteile ausgeräumt sind.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmalskombination nach Anspruch 1 erreicht. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe ein Inkubator der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, mit einer Probenbehälteraufnahme, in die ein Probenbehälter einsetzbar ist, mit einer Heizeinrichtung zur Veränderung einer Temperatur in der Probenbehälteraufnahme und/oder in einem in die Probenbehälteraufnahme eingesetzten Probenbehälter, und mit einer Probeninaktivierungseinrichtung zur Inaktivierung einer Probe in einem Probenbehälter, der in die Probenbehälteraufnahme eingesetzt ist. Durch die als Inkubator ausgestaltete erfindungsgemäße Vorrichtung ist es somit erstmalig möglich, aufwendige Verfahren zur Kultivierung von Mikroorganismen und/oder zur Durchführung einer chemischen Reaktion mit einer derart reduzierten Ausrüstung vornehmen zu können, da der Inkubator eine verschließbare Sicherheitsbarriere aufweist, durch die verhindert werden kann, dass die zu analysierende Probe im aktivierten oder aktiven Zustand nach außen gelangt und zu einer Kontamination führt. Die Probeninaktivierungseinrichtung kann gemäß einer möglichen Ausgestaltung als Betätigungseinrichtung ausgestaltet sein, die bei Betätigung ein Inaktivierungsmittel eines Probenbehälters, insbesondere eine Inaktivierungskapsel, aktiviert und/oder öffnet.
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Eine weitere Lösung der oben genannten Aufgabe von möglicherweise eigenständiger erfinderischer Qualität, die jedoch auch in Kombination mit der vorgenannten Lösung vorgesehen sein kann, ist durch die Merkmale des untergeordneten, auf einen Inkubator gerichteten Anspruchs gegeben. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe ein Inkubator der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, mit einer Probenaufnahme, in die eine Probe direkt einführbar ist, mit einer Heizeinrichtung zur Veränderung einer Temperatur in der Probenaufnahme, und mit einer Probeninaktivierungseinrichtung zur Inaktivierung der Probe in der Probenaufnahme. Für diese Ausgestaltung ergeben sich daher ähnliche Vorteile, wie bereits im Absatz davor näher ausgeführt wurde, wobei sich ein Unterschied ergibt. Der Unterschied liegt in der unterschiedlichen Entsorgung der inaktivierten Probe, da hierbei die Probe nicht zusammen mit der Probenaufnahme, sondern getrennt davon entsorgt werden muss. Die Probenaufnahme, die beispielsweise in einem Inkubationsraum des Inkubators anordenbar oder angeordnet ist, kann dabei vorzugsweise von den weiteren Bauteilen des Inkubator abnehmbar ausgestaltet sein. Dies erleichtert die Entleerung der Probenaufnahme. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Probenaufnahme als eine Röhre ausgebildet ist. Besonders bevorzugt kann es sich um eine zumindest teilweise aus Metall hergestellte Probenaufnahme handeln. Somit kann die Probenaufnahme sehr häufig wiederverwendet werden, da sie nach Gebrauch einfach gesäubert und gespült werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Inkubator eine Steuerungseinheit zur Einstellung wenigstens eines Programms aufweist. Bei dem einstellbaren Programm kann es sich beispielsweise um ein Inkubationsprogram handeln, mittels welchem die Inkubationsbedingungen für einen Mikroorganismus einstellbar sind. Alternativ oder ergänzend dazu kann es sich bei dem Programm um ein Inaktivierungsprogramm handeln, mittels welchem Inaktivierungsbedingungen für einen Mikroorganismus einstellbar sind. Alternativ oder ergänzend dazu kann das Programm als Reaktionsprogramm zur Einstellung von Reaktionsbedingungen zur Durchführung einer chemischen Reaktion ausgestaltet sein. Somit ist es möglich, eine Fehlbedienung des Inkubators besser verhindern zu können, indem durch die Steuereinheit das durchzuführende Programm vorgebbar ist. Dies vereinfacht die Bedienung des Inkubators erheblich, da es dadurch nicht mehr erforderlich ist, dass ein Benutzer die durch den Inkubator zu erzeugenden, erforderlichen Bedingungen eigenständig einstellen und gegebenenfalls nach Ablauf einer bestimmten Zeit ändern muss. Somit kann ein nahezu vollständig automatisierter Ablauf von Kultivierung, Analyse und Inaktivierung erfolgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, kann es alternativ oder ergänzend zu den hierin genannten vorteilhaften Ausgestaltungen vorgesehen sein, dass der Inkubator eine Sicherheitsverriegelung aufweist, die dazu eingerichtet ist, dass eine Verschlusseinheit nach Einführen des Probenbehälters und Verschließen der Probenbehälteraufnahme mittels der Verschlusseinheit solange verriegelt bleibt, bis ein eingestelltes Programm beendet ist und/oder durch einen berechtigten Benutzer ein Öffnungscode eingegeben wurde. Somit kann noch besser gewährleistet werden, dass eine Fehlbedienung des Inkubators, insbesondere durch Öffnen des Inkubators, ausgeschlossen ist, so dass die Bedienung auch ohne spezielle Fachkräfte möglich ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, kann es alternativ oder ergänzend zu den hierin genannten vorteilhaften Ausgestaltungen vorgesehen sein, dass der Inkubator eine Sicherheitsverriegelung aufweist, die dazu eingerichtet ist, dass eine Verschlusseinheit nach Einführen der Probe in die Probenaufnahme und Verschließen eines Inkubationsraums und/oder der Probenaufnahme mittels der Verschlusseinheit solange verriegelt bleibt, bis ein eingestelltes Programm beendet ist und/oder durch einen berechtigten Benutzer ein Öffnungscode eingegeben wurde. Somit kann ebenfalls noch besser gewährleistet werden, dass eine Fehlbedienung des Inkubators, insbesondere durch Öffnen des Inkubators, ausgeschlossen ist, so dass die Bedienung auch ohne spezielle Fachkräfte möglich ist.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Inkubator wenigstens eine Messvorrichtung zur Durchführung einer Messung wenigstens eines Versuchsparameters aufweist. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung dazu eingerichtet oder einrichtbar ist, eine kontinuierliche Messung wenigstens eines Versuchsparameters durchzuführen. Besonders bevorzugt kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sein, wenn die Messung innerhalb eines in die Probenbehälteraufnahme eingesetzten Probenbehälters vornehmbar ist. Alternativ oder ergänzend dazu kann es vorteilhaft sein, wenn die Messung innerhalb der Probenaufnahme vornehmbar ist. Somit ist es für einen Benutzer möglich, eigenhändig und ohne weitere Ausrüstung eine Analyse einer Probe durchzuführen, vorzugsweise ohne dass er die Probe aus dem Inkubator und/oder der Probenbehälteraufnahme entnehmen muss.
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Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messvorrichtung dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Versuchsparameter ausgewählt aus der Gruppe aus optischer Dichte, Farbreaktion, Impedanz, pH-Wert, Gaszusammensetzung, insbesondere Sauerstoffgehalt und/oder CO2-Gehalt in Flüssigkeit und/oder Überstand, spektroskopische Eigenschaft, elektrochemische Eigenschaft, Umsetzung eines Substrats und/oder einer Chemikalie, Fluoreszenz, Lumineszenz, Nukleinsäuren und/oder einer Nukleinsäuresequenz, Zellmasse, Peptide, Proteine zu bestimmen.
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Es kann weiter besonders bevorzugt sein, wenn der Inkubator eine Messvorrichtung oder mehrere Messvorrichtungen aus der Gruppe aus Chromatographie-Einheit, insbesondere Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-Einheit und/oder Dünnschichtchromatographie-Einheit, Massenspektrometer, Lateral Flow Test-Einheit, Spektroskopieeinheit, insbesondere Raman-Spektroskopie- und/oder NIR-Spektroskop-Einheit, Fluoreszenzmesseinheit, Lumineszenzmesseinheit, Kapillarelektrophoreseeinheit, Proteincharakterisierungseinheit, Nukleinsäurecharakterisierungseinheit, Immunassay-Einheit, insbesondere Antikörper Assay-Einheit und/oder Immunobeads-Einheit aufweist.
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Um vorzugsweise während der Durchführung eines Inkubationsprogramms und/oder ohne Öffnen einer, insbesondere der bereits genannten, Sicherheitsverriegelung einen Stoff in den Inkubator und/oder einen darin enthaltenen Probenbehälter einführen und/oder eine Probe aus dem Inkubator und/oder aus dem Probenbehälter entnehmen zu können, kann es zweckmäßig sein, wenn der Inkubator wenigstens eine Öffnung zum Einführen eines chemischen Stoffes und/oder einer biologischen Substanz in den Probenbehälter und/oder zur selektiven Entnahme von Probenmaterial, insbesondere einer Sterilgutprobe, aus der im Inkubator enthaltenen Probe aufweist. Alternativ oder ergänzend dazu kann es weiter vorteilhaft sein, wenn die Öffnung zum Einführen eines chemischen Stoffes und/oder einer biologischen Substanz in die Probenaufnahme und/oder zur selektiven Entnahme von Probenmaterial, insbesondere einer Sterilgutprobe, aus der Probenaufnahme vorgesehen ist. Um eine Kontamination des Raumes außerhalb des Inkubators bei der Entnahme eines Teils der Probe verhindern zu können, kann es vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Öffnung ein chemisches und/oder biologisches und/oder physikalisches Selektionsmittel zur Abscheidung von Mikroorganismen aufweist. Das Selektionsmittel kann beispielsweise als ein Filter, vorzugsweise als eine Filtermembran und/oder als ein Filterharz, ausgestaltet sein. Alternativ oder ergänzend kann das Selektionsmittel als eine Aufreinigungssäule ausgestaltet sein. Besonders zweckmäßig kann es alternativ oder ergänzend zu den vorteilhaften Ausgestaltungen gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sein, wenn die Öffnung in einer, insbesondere der bereits hierin genannten, Verschlusseinheit ausgestaltet ist. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Öffnung dicht, insbesondere luftdicht und/oder wasserdicht und/oder druckbeständig, verschließbar ist. Dies kann beispielsweise mittels eines Dichtmittels erfolgen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann es weiter vorgesehen sein, dass der Inkubator ein Sichtfenster aufweist, durch welches eine optische Messung an oder in der Probe innerhalb der Probenbehälteraufnahme und/oder innerhalb der Probenaufnahme möglich ist. Somit ist es möglich, eine besonders einfache, insbesondere optische Messung vorzunehmen.
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Die Angabe „innerhalb der Probenbehälteraufnahme“ beziehungsweise „innerhalb des Probenbehälters“ kann im Sinne der Anmeldung bedeuten, dass der Messort innerhalb der Probenbehälteraufnahme und/oder innerhalb eines darin eingesetzten Probenbehälters liegt, dass jedoch die Messvorrichtung zur Durchführung einer, vorzugsweise optischen, Messung außerhalb der Probenbehälteraufnahme und/oder außerhalb oder innerhalb des Probenbehälters angeordnet ist. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, wenn der Probenbehälter eine Messvorrichtung aufweist, die innerhalb des Probenaufnahmeraums angeordnet ist. Die Messvorrichtung kann insbesondere als ein Sensor zur Messung physikalischer und/oder chemischer Eigenschaften ausgestaltet sein. Gleichermaßen kann „innerhalb der Probenaufnahme“ bedeuten, dass der Messort innerhalb der Probenaufnahme liegt, dass jedoch die Messvorrichtung zur Durchführung einer, vorzugsweise optischen, Messung außerhalb der Probenaufnahme, insbesondere in einem Inkubationsraum, oder innerhalb der Probenaufnahme angeordnet ist.
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Somit kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung alternativ oder ergänzend dazu vorgesehen sein, dass der Inkubator einen optischen Sensor zur Durchführung einer optischen Messung der Probe aufweist, insbesondere wobei der optische Sensor innerhalb oder außerhalb der Probenbehälteraufnahme angeordnet ist. Die Anordnung der Messvorrichtung außerhalb der Probenbehälteraufnahme hat den Vorteil, dass eine einfachere Wartung und/oder Kalibrierung der Messvorrichtung, insbesondere auch während der Durchführung einer Messung, möglich ist. Die Anordnung innerhalb der Probenbehälteraufnahme hat den Vorteil, dass das Messergebnis mitunter genauer ist.
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Es kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung alternativ oder ergänzend dazu vorgesehen sein, dass der optische Sensor innerhalb oder außerhalb der Probenaufnahme angeordnet ist. Insbesondere kann der optische Sensor in einem oder dem bereits genannten Inkubationsraum angeordnet sein.
Um eine bessere Durchmischung der zu inkubierenden Probe erreichen zu können, kann es gemäß einer weiteren vorteilhafen Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Inkubator eine Schüttel- und/oder Rühreinheit zur Durchmischung der Probe innerhalb des Probenbehälters und/oder innerhalb der Probenaufnahme aufweist.
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Besonders zweckmäßig kann es weiter sein, wenn der Inkubator eine Detektionseinrichtung aufweist, um einen Vermehrungsprozess und/oder eine biochemische Aktivität wenigstens eines Mikroorganismus innerhalb eines in die Probenbehälteraufnahme eingesetzten Probenbehälters nachzuweisen. Dies ermöglicht es, ein Wachstum von in einer Probe enthaltenen Mikroorganismen besser und einfacher untersuchen zu können, vorzugsweise ohne dass der Inkubator und insbesondere eine oder die bereits genannte Sicherheitsverriegelung geöffnet und/oder entriegelt werden müssen.
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Besonders zweckmäßig kann es aus gleichen Gründen zudem sein, wenn der Inkubator eine Detektionseinrichtung aufweist, um einen Vermehrungsprozess und/oder eine biochemische Aktivität wenigstens eines Mikroorganismus innerhalb der Probenaufnahme nachzuweisen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Inkubator eine Injektor-Einheit zur Abgabe wenigstens einer Substanz in den Probenbehälter und/oder die Probenaufnahme aufweist. Dies ermöglicht es, vorzugsweise während der Durchführung eines Programms und/oder im verriegelten Zustand des Inkubators, Substanzen in den Probenbehälter und/oder die Probenaufnahme abzugeben, um beispielsweise die Inkubationsbedingungen zu ändern und/oder um eine chemische Reaktion auszulösen, insbesondere eine Nachweisreaktion.
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Besonders zweckmäßig kann es gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sein, wenn mittels des durch eine, insbesondere die oder bereits genannte, Steuerungseinheit eingestellten Programms eine oder mehrere biologische und/oder chemische und/oder physikalische Inkubationsbedingung/en einstellbar und/oder variierbar ist/sind. Vorzugsweise kann die Steuereinheit dabei die vorgesehene Inkubationsbedingung automatisch abhängig vom eingestellten Programm einstellen und variieren. Als Inkubationsbedingung kommt vorzugsweise eine oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe aus Temperatur, Druck, Strahlung, Elektronenanteile, Strom, Luftfeuchtigkeit, Beschleunigung, Dreh- und/oder Rüttelgeschwindigkeit, Atmosphärenanteile, pH-Wert und/oder Leitfähigkeit in Frage. Somit kann/können mittels des Inkubators eine Vielzahl unterschiedlicher Mikroorganismen kultiviert und/oder eine Vielzahl unterschiedlicher chemischer Reaktion jeweils durch die Einstellung verschiedener Bedingungen vorgenommen werden.
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Um eine besonders sichere Inaktivierung der zu analysierenden Probe durch den Inkubator zu ermöglichen, kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Probeninaktivierungseinrichtung die Probe durch eine Art oder mehrere Arten inaktiviert, die aus der Gruppe aus physikalischer, mechanischer, thermischer, chemischer, biologischer und/oder mittels Strahlung erzeugter Inaktivierung ausgewählt ist/sind. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann die Probeninaktivierungseinrichtung als zumindest eine Einrichtung ausgewählt aus der Gruppe aus Autoklav, Heißluftsterilisator, Vergasungseinheit, Bestrahlungseinheit, Mikrowelleneinheit, Elektronenbeam-Einheit, Ultraschalleinheit, Vakuumeinheit, Kavitationseinheit, Scherkrafteinheit und/oder Inaktivierungsmittelabgabeeinheit, insbesondere zur Abgabe einer chemischen und/oder biologischen Substanz, ausgestaltet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung eine Heizmanschette aufweist, die die Probenbehälteraufnahme ausbildet oder an der Innenseite der Probenbehälteraufnahme angeordnet ist. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die Heizmanschette den Probenbehälter im eingesetzten Zustand umgibt. Somit ist eine besonders gleichmäßige Erwärmung eines gesamten Volumens eines in die Probenbehälteraufnahme eingesetzten Probenbehälters möglich, so dass es möglich ist, im Probenbehälter überall gleiche Inkubationsbedingungen zu schaffen.
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Weiter kann es alternativ oder ergänzend vorgesehen sein, dass die Heizmanschette einen, insbesondere den bereits genannten, Inkubationsraum ausbildet oder an einer Innenseite des Inkubationsraum angeordnet ist. Die Probenaufnahme kann dabei im Inkubationsraums angeordnet oder anordenbar sein. Alternativ oder ergänzend dazu kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung wenigstens eine Heizplatte aufweist. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die wenigstens eine Heizplatte in einem Bodenbereich der Probenbehälteraufnahme und/oder in einer oder der Verschlusseinheit der Probenbehälteraufnahme angeordnet ist. Dies ermöglicht ebenfalls eine möglichst homogene Erwärmung eines gesamten Volumens eines in die Probenbehälteraufnahme eingesetzten Probenbehälters. Alternativ oder ergänzend dazu kann es zweckmäßig sein, wenn der Inkubator eine Magnetrührer-Einheit aufweist. Vorzugsweise kann die Magnetrührer-Einheit im Bodenbereich angeordnet oder ausgebildet sein.
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Weiter kann alternativ oder ergänzend dazu die Heizeinrichtung auch dazu eingerichtet sein, eine Erwärmung über Luft, Strahlung, ohmsche Erhitzung oder über eine Flüssigkeit zu erzeugen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Inkubator eine Analyseeinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, nach Durchführung eines Inaktivierungsprogramms, vorzugsweise automatisch, zu analysieren, ob eine Inaktivierung der Probe erfolgreich war. Somit ist es möglich, besser kontrollieren zu können, ob ein Inkativierungsschritt tatsächlich erfolgreich verlief oder ob gegebenenfalls ein weiteres und/oder anderes Inaktivierungsprogramm durchzuführen ist. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn ein Öffnen der Probenbehälteraufnahme und/oder des Inkubators nur bei erfolgreicher Inaktivierung, insbesondere durch, vorzugsweise automatische, Freigabe einer oder der bereits zuvor genannten Sicherheitsverriegelung, ermöglicht ist.
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Um einen Austritt der Probe aus dem Inkubator, beispielsweise bei einer Beschädigung des Probenbehälters, verhindern zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn die Probenbehälteraufnahme und/oder der Inkubationsraum dicht verschließbar ist. Insbesondere kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die Probenbehälteraufnahme und/oder der Inkubationsraum wasserdicht und/oder dampfdicht und/oder luftdicht und/oder druckbeständig verschließbar ist. Somit ist es möglich, bei Durchführung jeglicher Programme mit unterschiedlichen Bedingungen verhindern zu können, dass es zu einem Austritt der Probe aus dem Inkubator kommt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Inkubator eine Erkennungseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein Schließen und/oder ein Aktivieren des Inkubators zu verhindern, wenn ein mit dem Inkubator inkompatibler Probenbehälter in die Probenbehälteraufnahme eingesetzt ist oder ein kompatibler Probenbehälter falsch ausgerichtet in die Probenbehälteraufnahme eingesetzt ist. Somit kann verhindert werden, dass es während des Betriebes des Inkubators zu einer Beschädigung eines darin eingesetzten Probenbehälters und/oder des Inkubators selbst kommt.
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Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn der Inkubator wenigstens eine Betätigereinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Kapsel des Probenbehälters, insbesondere eine Inaktivierungskapsel und/oder eine Nachweiskapsel, zu öffnen und/oder ein Öffnungselement und/oder ein Öffnungsmittel des Probenbehälters zu betätigen. Vorzugsweise kann die Betätigereinrichtung dazu eingerichtet sein, die Kapsel des Probenbehälters zu öffnen, ohne dass der Inkubator geöffnet und/oder die Sicherheitsverriegelung entriegelt ist.
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Eine weitere, unabhängige Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist zudem durch einen Probenbehälter zur Kultivierung von Mikroorganismen und/oder zur Durchführung einer chemischen Reaktion in einem Inkubator mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs auf einen Probenbehälter geschaffen. Insbesondere wird dabei zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ein Probenbehälter zur Kultivierung von Mikroorganismen und/oder zur Durchführung einer chemischen Reaktion in einem Inkubator vorgeschlagen, mit einem Probenaufnahmeraum, der mittels eines Sicherheitsverschlusses nicht öffenbar verschließbar ist. Die Angabe „nicht öffenbar verschließbar“ kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass der Probenbehälter nach Verschließen nur durch eine Zerstörung, also einem unsachgemäßen Gebrauch, öffenbar ist. Bei sachgemäßem Gebrauch kann daher keine Öffnung des Probenbehälters herbeigeführt werden, nachdem dieser einmal verschlossen wurde. Besonders zweckmäßig kann es daher sein, wenn der Probenbehälter als Wegwerfartikel ausgestaltet ist, der nach einmaligem Gebrauch zu entsorgen ist.
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Um einen Austritt der zu analysierenden Probe aus dem Probenbehälter verhindern zu können, kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Probenbehälter mittels des Sicherheitsverschlusses dicht verschließbar ist. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der Probenbehälter mittels des Sicherheitsverschlusses wasserdicht und/oder dampfdicht und/oder luftdicht und/oder druckbeständig verschließbar ist. Die Abdichtung kann dabei vorzugsweise mittels eines Dichtmittels erfolgen.
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Um eine Vermischung mehrerer Stoffe oder Substanzen innerhalb des Probenbehälters, vorzugsweise ohne diesen zu öffnen, zu ermöglichen, kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Probenbehälter einen magnetischen Rührfisch aufweist. Insbesondere kann es dabei zweckmäßig sein, wenn der Rührfisch im Probenaufnahmeraum, vorzugsweise am Boden des Probeaufnahmeraums, angeordnet ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Probenbehälter wenigstens eine Messvorrichtung zur, insbesondere kontinuierlichen, Durchführung einer Messung wenigstens eines Versuchsparameters aufweist. Vorzugsweise kann die Messvorrichtung dazu eingerichtet sein, eine Messung innerhalb des in eine Probenbehälteraufnahme eingesetzten Probenbehälters durchzuführen. Die Angabe „innerhalb des Probenbehälters“ kann im Sinne der Anmeldung bedeuten, dass der Messort innerhalb des Probenaufnahmeraums erfolgt, dass jedoch die Messvorrichtung zur Durchführung einer, vorzugsweise optischen, Messung außerhalb des Probenaufnahmeraums und/oder außerhalb des Probenbehälters angeordnet ist. Die Messvorrichtung kann jedoch auch innerhalb des Probenaufnahmeraums und/oder des Probenbehälters angeordnet sein.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messvorrichtung dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Versuchsparameter ausgewählt aus der Gruppe aus optischer Dichte, Farbreaktion, Impedanz, pH-Wert, Gaszusammensetzung, insbesondere Sauerstoffgehalt und/oder CO2-Gehalt in Flüssigkeit und/oder Überstand, spektroskopische Eigenschaft, elektrochemische Eigenschaft, Umsetzung eines Substrats und/oder einer Chemikalie, Fluoreszenz, Lumineszenz, Nukleinsäuren und/oder einer Nukleinsäuresequenz, Zellmasse, Peptide, Proteine zu bestimmen. Somit ist es möglich, eine Vielzahl unterschiedlicher Versuchsparameter zu analysieren. Es kann weiter vorgesehen sein, dass mehrere Probenbehälter beispielsweise als Set mit jeweils unterschiedlichen Messvorrichtungen ausgestattet sind, um damit jeweils unterschiedliche Nachweise vornehmen zu können.
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Alternativ oder ergänzend dazu kann es weiter vorgesehen sein, dass der Probenbehälter eine Messvorrichtung oder mehrere Messvorrichtungen aus der Gruppe aus Lateral Flow Test-Einheit, Kapillarelektrophoreseeinheit, Proteincharakterisierungseinheit, Nukleinsäurecharakterisierungseinheit, Immunassay-Einheit, insbesondere Antikörper Assay-Einheit und/oder Immunobeads-Einheit aufweist. Vorzugsweise weist der Probenbehälter eine Lateral Flow Test-Einheit auf, die mittels einer Betätigereinrichtung eines Inkubators aktivierbar ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Probenbehälter wenigstens eine Schleusenöffnung zum Einführen eines chemischen Stoffes und/oder einer biologischen Substanz in den Probenaufnahmeraum und/oder zur selektiven Entnahme von Probenmaterial, insbesondere einer Sterilgutprobe, aus der im Probenaufnahmeraum enthaltenen Probe aufweist. Der Begriff „Sterilgutprobe“ kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass das aus dem Probenaufnahmeraum entnommene Probenmaterial außerhalb des Probenaufnahmeraums keine Mikroorganismen enthält. Durch die Schleusenöffnung ist es daher möglich, Probenmaterial aus dem Probenaufnahmeraum zu entnehmen, ohne den Sicherheitsverschluss zu öffnen.
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Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die Schleusenöffnung ein chemisches und/oder biologisches und/oder physikalisches Selektionsmittel zur Abscheidung von Mikroorganismen aufweist. Das Selektionsmittel kann insbesondere als ein Filter ausgestaltet sein. Vorzugsweise kann der Filter dabei als eine Filtermembran und/oder als ein Filterharz ausgestaltet sein. Alternativ oder ergänzend dazu kann das Selektionsmittel als eine Aufreinigungssäule ausgestaltet sein. Dadurch kann gewährleistet werden, dass es außerhalb des Probenbehälters nicht zu einer Kontamination durch Mikroorganismen kommt, gleichzeitig ein Ein- und/oder Ausschleusen aus dem Probenbehälter jedoch möglich ist. Insbesondere kann somit Probenmaterial entnommen werden, das beispielsweise für eine außerhalb des Probenbehälters durchzuführende Analyse verwendbar ist.
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Um eine möglichst einfache Handhabung zu erreichen, um ein Ein- und/oder Ausschleusen in den geschlossenen Probenbehälter zu erleichtern, kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Schleusenöffnung im Sicherheitsverschluss und/oder als ein Stutzen oder in einem Stutzen ausgestaltet ist.
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Um eine einfache, vorzugsweise optische Messung innerhalb des Probenaufnahmeraums vornehmen zu können, kann es gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Probenbehälter wenigstens teilweise zylindrisch ausgestaltet ist und/oder dass der Probenbehälter zumindest teilweise lichtdurchlässig, insbesondere transparent, ausgestaltet ist. Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass eine Mantelfläche des Probenbehälters wenigstens teilweise lichtdurchlässig ausgestaltet ist und/oder ein lichtdurchlässiges Sichtfenster aufweist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Probenbehälter eine Inaktivierungskapsel aufweist, die ein Inaktivierungsmittel enthält, das durch Betätigung eines Öffnungselements in den Probenaufnahmeraum freisetzbar ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Inaktivierungskapsel innerhalb des Probenaufnahmeraums angeordnet ist. Weiter kann es zweckmäßig sein, wenn das Inaktivierungsmittel ein Sterilisierungsreagenz ist. Das Öffnungselement kann vorzugsweise an die zuvor bereits genannte Betätigungseinrichtung eines Inkubators angepasst sein, so dass das Öffnungselement mittels der Betätigungseinrichtung betätigbar ist, wenn der Probenbehälter im Inkubator eingesetzt ist.
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Um eine ungewollte Beschädigung und einen Austritt des Inhalts besser verhindern zu können, kann es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Kapsel aus einem flexiblen Material hergestellt ist. Um das Öffnen der Kapsel zu ermöglichen, kann es zweckmäßig sein, wenn das Öffnungselement als Bolzen oder Stift ausgestaltet ist der durch Betätigung des Öffnungselements eine Kapselwand durchstößt oder einen Kapselverschluss öffnet. Vorzugsweise ist das Öffnungselement innerhalb der Kapsel angeordnet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Probenbehälter eine Nachweiskapsel mit einem Nachweismittel zur Detektion einer chemischen und/oder einer biologischen Substanz in der im Probenaufnahmeraum bereitgehaltenen Probe aufweist. Vorzugsweise kann die Nachweiskapsel dabei innerhalb des Probenaufnahmeraums angeordnet sein. Die Nachweiskapsel kann ferner zum Nachweis eines Antigens und/oder einer Nukleinsäure und/oder einer Nukleinsäuresequenz vorgesehen sein. Die Nachweiskapsel kann durch eine Betätigung eines, insbesondere des bereits genannten, Öffnungsmittels öffenbar und das Nachweismittel in den Probenaufnahmeraum freisetzbar sein. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Nachweiskapsel einen Lateral Flow Test beinhaltet, der durch Betätigung des Öffnungsmittels wenigstens teilweise in den Probenaufnahmeraum einführbar ist. Damit ist eine besonders einfach durchführbare und dennoch zuverlässige Analyse einer Probe möglich, ohne dass durch einen Benutzer irgendwelche Stoffe oder Substanzen, beispielsweise über die Schleusenöffnung, in den Probenbehälter eingeführt werden müssen. Der Probenbehälter stellt daher seine eigene Nachweiseinheit bereit, die vorzugsweise sogar automatisch, beispielsweise als Teil eines einstellbaren Programms eines Inkubators, initiierbar ist. Vorzugsweise ist das Öffnungselement innerhalb der Kapsel angeordnet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass in dem Probenbehälter ein Reaktionsmedium oder ein Kultivierungsmedium in Pulverform bereitgestellt ist, das durch eine Zugabe von Wasser und/oder einem anderen Lösungsmittel verflüssigbar ist. Das Reaktionsmedium kann beispielsweise eine Puffersubstanz zur Einstellung eines pH Wertes sein oder enthalten. Das Kultivierungsmedium kann ebenfalls eine Puffersubstanz enthalten. Alternativ oder ergänzend kann es weitere für das Wachstum von Mikroorganismen notwendige Stoffe, wie zum Beispiel Zucker, Salze, Aminosäuren und Vitamine enthalten. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das Medium einen pH Indikator, wie Phenolrot, enthält.
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Durch das Bereitstellen des Mediums im Probenbehälter ist es möglich, zu verhindern, dass durch einen Benutzer ein falsches Medium eingesetzt wird, was dann im schlimmsten Fall auch zu einem falschen Ergebnis führen kann, beispielsweise dann, wenn Mikroorganismen das Medium nicht vertragen und daher das Ergebnis fälschicherweise negativ ausfällt, obwohl der Mikroorganismus in der Probe enthalten ist. Durch die vorzugsweise wasserfreie Pulverform ist es zudem möglich, dass das Medium lange haltbar ist und nur durch Zugabe von Wasser oder einem anderen Lösungsmittel ansetzbar ist.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Set mit einem Inkubator, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist, und einem Probenbehälter, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist, wobei der Probenbehälter kompatibel und/oder zu der Probenbehälteraufnahme des Inkubators ausgestaltet ist. Das Set hat den Vorteil, dass der Benutzer einen Probenbehälter, der auf den Inkubator abgestimmt ist, erhält, so dass eine Fehlbedienung beziehungsweise ein unsachgemäßer Gebrauch besser vermeidbar ist. Das Set kann vorzugsweise auch mehrere Probenbehälter aufweisen, die beispielsweise zur Durchführung unterschiedlicher Untersuchungen vorgesehen sein können.
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Zur Durchführung einer Analyse von aus dem Probenbehälter entnommenen Probenmaterial kann das Set gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ein Detektionsmittel zum Nachweis eines chemischen Stoffes und/oder einer biologischen Substanz in einer Probe aufweisen. Das Detektionsmittel kann dabei vorzugsweise vom Inkubator und/oder dem Probenbehälter separat ausgeführt sein. Bei dem Probenmaterial kann es sich um eine aus dem Probenbehälter entnommene Sterilgutprobe handeln, in welcher keine Mikroorganismen enthalten sind. Das Detektionsmittel kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung als Wegwerfartikel, also beispielsweise als Einmaltest, ausgestaltet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Inkubator in der Probenbehälteraufnahme eine Führungseinrichtung aufweisen, die mit einer Gegenführungseinrichtung am Probenbehälter derart zusammenwirkt, dass der Probenbehälter in einer, insbesondere in genau einer, definierten Einschubposition in die Probenbehälteraufnahme einführbar ist. Somit kann noch besser verhindert werden, dass ein Benutzer den Probenbehälter falsch in den Inkubator einsetzt oder dass der Benutzer einen mit dem Inkubator inkompatiblen Probenbehälter verwendet.
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Um mittels des Sets unterschiedliche Untersuchungen durchführen zu können, kann es gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass das Set mehrere Probenbehälter mit jeweils einem unterschiedlichen Medium enthält. Das Medium kann beispielsweise ein Kulturmedien und/oder Reaktionsmedien sein. Auf den Probenbehältern kann dabei jeweils eine Angabe vorgesehen sein, für welche Untersuchung der Probenbehälter und/oder das darin enthaltene Medium vorgesehen und geeignet ist/sind. Damit kann ein Benutzer eine Vielzahl von vorzugsweise unterschiedlichen Untersuchungen an einer Probe durchführen.
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Eine weitere, unabhängige Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren gemäß der Merkmalskombination des unabhängigen Verfahrensanspruchs erreicht. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zur Untersuchung eines Probenmaterials vorgeschlagen, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen eines zu untersuchenden Probenmaterials und Überführung der Probe in einen Probenbehälter, insbesondere wobei es sich bei dem Probenbehälter um einen Probenbehälter handelt, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist,
- - Einführen des Probenbehälters in eine Probenbehälteraufnahme eines Inkubators, insbesondere wobei es sich bei dem Inkubator um einen Inkubator handelt, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist,
- - Schließen der Probenbehälteraufnahme,
- - Durchführen eines Inkubationsprogramms, insbesondere wobei wenigstens eine Inkubationsbedingung ausgewählt aus der Gruppe aus Temperatur, Druck, Vakuum, Strahlung, Elektronenanteile, Strom, Feuchtigkeit, Beschleunigung, Dreh- und/oder Rüttelgeschwindigkeit, Atmosphärenanteile, pH-Wert, Leitfähigkeit eines Substrats während der Durchführung des Inkubationsprogramms eingestellt und/oder variiert wird/werden,
- - Durchführen eines Inaktivierungsprogramms,
- - Entsorgung des Probenbehälters mitsamt des enthaltenen Probenmaterials.
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Gemäß einer weiteren unabhängige Lösung wird zudem ein Verfahren der eingangs genannten Art umfassend zumindest nachfolgende Schritte vorgeschlagen:
- - Bereitstellen eines zu untersuchenden Probenmaterials und Überführung der Probe in eine Probenaufnahme eines Inkubators, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist,
- - Schließen der Probenaufnahme und/oder eines Inkubationsraums,
- - Durchführen eines Inkubationsprogramms, insbesondere wobei wenigstens eine Inkubationsbedingung ausgewählt aus der Gruppe aus Temperatur, Druck, Vakuum, Strahlung, Elektronenanteile, Strom, Feuchtigkeit, Beschleunigung, Dreh- und/oder Rüttelgeschwindigkeit, Atmosphärenanteile, pH-Wert, Leitfähigkeit eines Substrats während der Durchführung des Inkubationsprogramms eingestellt und/oder variiert wird/werden,
- - Durchführen eines Inaktivierungsprogramms,
- - Entsorgung des Probenmaterials durch Entleeren der Probenaufnahme.
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Insbesondere kann das zuvor genannte Verfahren zum Nachweis eines Zwischen- und/oder Endprodukts einer chemischen Reaktion und/oder eines Metabolits und/oder eines Stoffwechselprodukts und/oder einer Nukleinsäure und/oder einer Nukleinsäuresequenz vorgesehen sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es nun erstmals, dass eine Inkubation und eine anschließende Inaktivierung einer Probe in nur einem Probenbehälter oder einer Probenaufnahme durchführbar ist. Somit lässt sich ein Kontaminationsrisiko beim Arbeiten mit der zu untersuchenden Probe reduzieren, so dass die Untersuchung ohne weitere Laborausrüstung durchführbar ist.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren und dessen vorteilhafte Weiterbildungen gelten zudem ebenfalls die bereits für die Vorrichtung genannten Vorteile.
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Um das Austreten der Probe aus dem Probenbehälter zu verhindern, kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Probenbehälter nach Überführung der Probe nicht öffenbar verschlossen wird. Das Verschließen des Probenbehälters kann dabei vorzugsweise mittels einer Sicherheitsverriegelung am Probenbehälter erfolgen.
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Um die Entsorgung einer inaktivierten Probe nach Durchführung des Inaktivierungsschritts zu erleichtern, kann die Entsorgung des Probenbehälters in den Hausmüll vorgenommen werden. Dies ist daher möglich, da der Probenbehälter auch nach der Inaktivierung der Probe nicht öffenbar verschlossen ist, so dass bei sachgerechtem Gebrauch das Öffnen des Probenbehälters nicht möglich ist. Durch die Inaktivierung der Probe ist diese zudem unschädlich für Mensch und Umwelt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann eine Entnahme von Probenmaterial aus dem Probenbehälter oder der Probenaufnahme während und/oder nach der Durchführung des Inkubationsprogramms vorgenommen werden. Um ein Kontaminationsrisiko möglichst gering halten zu können, wobei eine Untersuchung auch ohne die Ausrüstung eines Labors durchführbar ist, kann es zweckmäßig sein, wenn das Probenmaterial während der Entnahme aus dem Probenbehälter oder der Probenaufnahme sterilfiltriert wird. Eine Entnahme kann alternativ oder ergänzend dazu auch nach der Durchführung des Inaktivierungsprogramms vorgenommen werden. Durch die Entnahme kann eine Untersuchung des entnommenen Probenmaterials außerhalb des Probenbehälters und/oder außerhalb des Inkubators vorgenommen werden. Hierzu können andere Untersuchungen als im geschlossenen Probenbehälter oder im geschlossenen Inkubationsraum vorgenommen werden, was mitunter eine noch genauere Untersuchung der Probe erlaubt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann es alternativ oder ergänzend vorgesehen sein, dass während und/oder nach Ablauf des Inkubationsprogramms eine Messung eines Versuchsparameters des Probenmaterials innerhalb des Probenbehälters und/oder innerhalb der Probenaufnahme durchgeführt wird oder dass während des Inkubationsprogramms eine kontinuierliche Messung eines Versuchsparameters des Probenmaterials innerhalb des Probenbehälters und/oder innerhalb der Probenaufnahme durchgeführt wird. Somit ist eine Untersuchung des Probenmaterials auch innerhalb des Probenbehälters und/oder innerhalb der Probenaufnahme möglich, ohne dass der Probenbehälter und/oder der Inkubator geöffnet wird. Dadurch kann das Kontaminationsrisiko des um den Inkubator liegenden Raums deutlich reduziert werden.
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Um eine unsachgerechte Öffnung des Inkubators effektiver verhindern zu können, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass während der Durchführung des Inkubationsprogramms und/oder des Inaktivierungsprogramms die Probenbehälteraufnahme und/oder der Inkubationsraum verriegelt wird, so dass er/sie nicht öffenbar ist/sind. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die Verriegelung, insbesondere automatisch, aufgehoben wird, sobald das Inkubationsprogramm und/oder das Inaktivierungsprogramm beendet ist/sind. Um das Verfahren noch sicherer zu gestalten, kann alternativ oder ergänzend dazu weiter vorgesehen sein, dass die Verriegelung erst dann aufgehoben wird, wenn durch einen berechtigten Benutzer ein Freischaltcode eingegeben wird.
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Um die Palette der möglichen Untersuchungen noch erweitern zu können, kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass wenigstens eine aus dem Probenbehälter und/oder der Probenaufnahme entnommene Probe anschließend außerhalb des Inkubators analysiert wird. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, wenn hierfür ein Detektionsmittel zum Nachweis eines chemischen Stoffes und/oder einer biologischen Substanz, insbesondere eines Metabolits oder Stoffwechselprodukts, verwendet wird.
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Um möglichst ideale Reaktions- und/oder Wachstumsbedingungen zu schaffen, kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass in dem Probenbehälter ein Kultivierungsmedium vor oder nach Überführung der Probe bereitgestellt oder eingefüllt wird. Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn das Kultivierungsmedium in Pulverform vorliegt und mittels der Zugabe von Wasser und/oder einem anderen Lösungsmittel verflüssigt wird und anschließend die Probe in den Probenbehälter überführt wird.
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Zur weiteren Minimierung eines Kontaminationsrisikos des umliegenden Raums und der in der Nähe befindlichen Personen kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass eine oder die Öffnung am Inkubator und/oder eine oder die Schleusenöffnung am Probenbehälter zum Gasaustausch und/oder zum Druckausgleich verwendet wird/werden. Dazu kann die Öffnung und/oder die Schleusenöffnung ein Ventil, insbesondere ein Überdruckventil, aufweisen.
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Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung eines Probenbehälters, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist, zur Untersuchung eines in einem Probenaufnahmeraum des Probenbehälters enthaltenen Probenmaterials, insbesondere zum Nachweis eines Zwischen- und/oder Endprodukts einer chemischen Reaktion und/oder eines Metabolits und/oder eines Stoffwechselprodukts, wobei die Untersuchung innerhalb eines Inkubators, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist, durchgeführt wird. Vorzugsweise ist der Inkubator und/oder der Probenbehälter während der Durchführung der Untersuchung geschlossen.
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Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines Inkubators, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist, zur Kultivierung und Inaktivierung von Mikroorganismen. Insbesondere kann dabei während der Kultivierung und/oder der Inaktivierung eine Messung wenigstens eines Versuchsparameters durchgeführt werden. Um die Sicherheit zu erhöhen, kann der Inkubator während der Kultivierung und Inaktivierung verriegelt werden.
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Bevorzugt findet/finden hierbei die Kultivierung und/oder die Inaktivierung in situ, also insbesondere ohne zwischengeschaltete Transportschritte aus dem Inkubator heraus, statt. Somit kann eine Gefahr von Kontaminationen der Umgebung durch beispielsweise einen Bruch oder eine Leckage des Probenbehälters vermindert oder beseitigt werden.
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Die Erfindung betrifft also einen Inkubator und dessen Verwendung zur Kultivierung von Mikroorganismen und/oder zur Durchführung einer chemischen Reaktion, wobei der Inkubator eine Probenbehälteraufnahme zum Einsetzen eines Probenbehälters, eine Heizeinrichtung zur Veränderung einer Temperatur in der Probenbehälteraufnahme und/oder in einem in die Probenbehälteraufnahme eingesetzten Probenbehälter, und eine Probeninaktivierungseinrichtung zur Inaktivierung einer Probe in einem Probenbehälter, der in Gebrauchsstellung in die Probenbehälteraufnahme eingesetzt ist, aufweist. Der Probenbehälter selbst ist kein Teil des Inkubators, sondern ist lediglich auf diesen abgestimmt.
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Die Erfindung wird nun anhand mehrerer, illustrierter Ausführungsbeispiele näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch die Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
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Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Inkubators und des erfindungsgemäßen Probenbehälters, wobei zudem die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens angedeutet sind,
- 2 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Probenbehälters in schematischer Darstellung,
- 3 eine Überführung einer Probe in den Probenbehälter, wobei der Probenbehälter geöffnet ist,
- 4 den verschlossenen Probenbehälter, wobei die Probe im Probenaufnahmeraum in einem Medium vorliegt,
- 5 einen Inkubationsschritt, wobei die im Probenaufnahmeraum enthaltene Probe durch Erzeugen idealer Reaktions- und/oder Wachstumsbedingungen inkubiert wird,
- 6 das Auslösen einer Nachweisreaktion durch Betätigen eines Öffnungsmittels, so dass eine Untersuchung der Probe erfolgt, und
- 7 ein Inaktivierungsschritt, wobei durch Betätigen eines Öffnungselements ein Inaktivierungsmittel aus einer Inaktivierungskapsel in den Probeaufnahmeraum freigesetzt wird.
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In 1 ist ein im Ganzen als 1 bezeichneter Inkubator dargestellt. Der Inkubator 1 ist zur Kultivierung von Mikroorganismen 2 und/oder zur Durchführung einer chemischen Reaktion vorgesehen. Bei der chemischen Reaktion kann es sich beispielsweise um eine biochemische Reaktion handeln.
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Der Inkubator 1 weist eine Probenbehälteraufnahme 3 auf, in die ein Probenbehälter 4 einsetzbar ist. Weiter weist der Inkubator 1 eine Heizeinrichtung 5 auf, die zur Veränderung einer Temperatur in der Probenbehälteraufnahme 3 dient. Ist somit ein Probenbehälter 4 in die Probenbehälteraufnahme 3 eingesetzt, so kann auch darin die Temperatur verändert werden. Zudem weist der Inkubator 1 eine Probeninaktivierungseinrichtung 6 auf, die zur Inaktivierung einer Probe 7 in einem Probenbehälter 4, der in die Probenbehälteraufnahme 3 eingesetzt ist, vorgesehen ist.
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Bei einer weiteren, nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsform des Inkubators 1 kann anstelle der Probenbehälteraufnahme 3 ein Inkubationsraum vorgesehen sein. Innerhalb des Inkubationsraum ist eine Probenaufnahme angeordnet, welche direkt mit einer zu inkubierenden Probe beschickt werden kann. Somit ist bei dieser Ausgestaltung nicht vorgesehen, dass ein Probenbehälter in den Inkubator eingesetzt wird, sondern eine Inkubation, Analyse und Inaktivierung der Probe innerhalb der Probenaufnahme vorgenommen wird. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird allerdings auf diese Ausgestaltungsvariante kein weiterer Bezug genommen. Es ist jedoch denkbar, dass die nachfolgend beschriebenen Merkmale auch bei der Ausführungsform mit einer Probenaufnahme Anwendung finden.
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Mittels des Inkubators 1 ist es somit möglich, vorzugsweise auch außerhalb eines speziell dafür eingerichteten Sicherheitslabors, mikrobiologische und/oder biochemische Untersuchungen an einer Probe vorzunehmen, da der Inkubator 1 hierfür einen eigenen abgeschlossenen Versuchsraum schafft, in welchem eine Inkubation und eine Inaktivierung der Probe 7 durchführbar ist. So kann der Inkubator 1 insbesondere dazu verwendet werden, um Untersuchungen an Lebensmitteln, beispielsweise in einem Restaurantbetrieb oder einem Lebensmittelgeschäft vornehmen zu können.
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Um ein spezielles Programm zur Durchführung eines Verfahrens mittels des Inkubators 1, vorzugsweise automatisch, durchführen zu können, weist der Inkubator 1 eine Steuerungseinheit 8 auf. Die Steuerungseinheit 8 erlaubt die Einstellung verschiedener Programme, um wenigstens einen Inkubations- und/oder wenigstens einen Inaktivierungsschritt anhand eines Inkubations- und/oder Inaktivierungsprogramms durchführen zu können. Ein Benutzer hat daher die Möglichkeit, eine beispielsweise speziell auf ein bestimmtes Lebensmittel und/oder einen Mikroorganismus gerichtetes Programm mittels der Steuereinheit 8 auszuwählen, um somit vorzugsweise automatisiert eine Inkubation, Untersuchung und Inaktivierung einer Probe 7 vornehmen zu können.
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Der Inkubator 1 weist weiter eine Sicherheitsverriegelung 9 auf, die dazu eingerichtet ist, dass eine Verschlusseinheit 10 des Inkubators 1 nur dann öffenbar ist, wenn ein über die Steuereinheit 8 eingestelltes Programm beendet ist und/oder wenn durch einen berechtigten Benutzer ein Öffnungscode eingegeben oder eine andere Freischalteaktivität vorgenommen wird. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Sicherheitsverriegelung 9 dazu eingerichtet ist, dass die Verschlusseinheit 10 nach Einführen des Probenbehälters 4 in die Probenbehälteraufnahme 3 und Verschließen der Probenbehälteraufnahme 3 mittels der Verschlusseinheit 10 solange verriegelt bleibt, bis ein eingestelltes Programm beendet ist, so dass ein Öffnen vor Durchführung eines Inaktivierungsschrittes zur Inaktivierung der im Probenbehälter 4 enthaltenen Probe 7 nicht möglich ist. Somit kann verhindert werden, dass eine Kontamination außerhalb des Inkubators 1 auftritt.
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Um eine Untersuchung einer Probe 7 vornehmen zu können, weist der Inkubator 1 wenigstens eine Messvorrichtung 11 auf. Die Messvorrichtung 11 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, kontinuierlich eine Messung wenigstens eines Versuchsparameters vorzunehmen, insbesondere während ein eingestelltes Programm abläuft. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn eine kontinuierliche Messung während eines Inkubationsprogramms erfolgt. Dabei kann die Messung des wenigstens einen Versuchsparameters innerhalb eines in die Probenbehälteraufnahme 3 eingesetzten Probenbehälters 4 erfolgen. Das bedeutet, dass ein Messort innerhalb des Probenbehälters 4 liegt, obwohl die Messvorrichtung 11 außerhalb und/oder innerhalb des Probenbehälters 4 angeordnet ist. Weiter kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung 11 einen Fühler und/oder Sensor aufweist, der in den Probenbehälter 4 hineinreicht, um darin eine Messung wenigstens eines Versuchsparameters vornehmen zu können.
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Die Messvorrichtung 11 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen oder mehrere Versuchsparameter ausgewählt aus der Gruppe aus optischer Dichte, Farbreaktion, Impedanz, PH-Wert, Gaszusammensetzung, wobei vorzugsweise ein Sauerstoffgehalt und/oder ein CO2-Gehalt in Flüssigkeit und/oder in einem Überstand gemessen wird, spektroskopische Eigenschaft, elektrochemische Eigenschaft, Umsetzung eines Substrats und/oder einer Chemikalie, Fluoreszenz, Lumineszenz, Nukleinsäuren und/oder eine Nukleinsäuresequenz, Zellmasse, Peptide und/oder Proteine zu bestimmen. Daher kann es zweckmäßig sein, wenn der Inkubator 1 eine Messvorrichtung 11 oder mehrere Messvorrichtungen 11 aus der Gruppe aus Chromatographie-Einheit, insbesondere Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-Einheit und/oder Dünnschichtchromatographie-Einheit, Massenspektrometer, Lateral-Flow-Test-Einheit, Spektroskopieeinheit, insbesondere Raman-Spektroskopie- und/oder NIR-Spektroskopie-Einheit, Fluoreszenzmesseinheit, Lumineszenzmesseinheit, Kapillarelektrophoreseeinheit, Proteincharakterisierungseinheit, Nukleinsäurecharakterisierungseinheit, Immunassay-Einheit, insbesondere Antikörper-Assay-Einheit und/oder Immunobeads-Einheit aufweist.
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Um vorzugsweise während der Durchführung eines Programmes einen chemischen Stoff und/oder eine biologische Substanz in den Probenbehälter 4 einführen zu können und/oder um aus dem Probenbehälter 4 Probenmaterial aus der im Inkubator 1 enthaltenen Probe 7 zu entnehmen, weist der Inkubator 1 wenigstens eine Öffnung 12 auf. Die vorzugsweise verschließbare Öffnung 12 erlaubt durch ihre Ausgestaltung mit einem Selektionsmittel 13 lediglich eine selektive Entnahme von Probenmaterial, welches keine Mikroorganismen enthält und somit steril ist. Das Selektionsmittel 13 kann beispielsweise als ein Filter ausgebildet sein. Besonders bevorzugte Filterausgestaltungen können dabei eine Filtermembran und/oder ein Filterharz sein. Das Selektionsmittel 13 kann jedoch alternativ oder ergänzend auch als eine Aufreinigungssäule ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist für die Entnahme und das Einführen jeweils eine separat ausgestaltete Öffnung 12 vorgesehen.
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Wie in 1 zu erkennen ist, ist die wenigstens eine Öffnung 12 in der Verschlusseinheit 10 angeordnet. Somit ist die Öffnung 12 möglichst einfach für einen Benutzer erreichbar, wenn er einen Versuch durchführt. Die Öffnung 12 kann beispielsweise mittels eines Dichtmittels dicht verschließbar sein. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Öffnung 12 verschließbar, insbesondere durch ein Dichtmittel verschließbar ist.
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Der Inkubator 1 weist weiter ein Sichtfenster 14 auf, durch welches eine optische Messung bei der Probe 7 möglich ist. Die Probe 7 kann dabei innerhalb des Probenbehälters 4, der in die Probenbehälteraufnahme 3 eingesetzt ist, analysiert werden. Der Inkubator 1 weist dazu einen optischen Sensor 15 auf, mittels welchem optischen Sensor 15 die Durchführung einer optischen Messung an oder in der Probe 7 möglich ist. Der optische Sensor 15 kann innerhalb oder außerhalb der Probenbehälteraufnahme 3 angeordnet sein, da über das Sichtfenster 14 auch Messungen von außerhalb der Probenbehälteraufnahme 3 möglich sind.
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Um eine möglichst gute Durchmischung einer Probe 7 vorzugsweise mit einem Medium 38 zu ermöglichen, weist der Inkubator 1 eine Schüttel- und/oder Rühreinheit 16 auf.
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Um einen Vermehrungsprozess und/oder eine biochemische Aktivität wenigstens eines Mikroorganismus 2 innerhalb eines in die Probenbehälteraufnahme 3 eingesetzten Probenbehälters 4 nachweisen zu können, weist der Inkubator 1 eine Detektionseinrichtung 17 auf. Die Detektionseinrichtung 17 kann beispielsweise als Teil der Messvorrichtung 11 ausgestaltet sein, wobei einem Benutzer direkt ein Ergebnis anzeigbar ist, ob ein Vermehrungsprozess erfolgt und/oder ob eine biochemische Aktivität erkennbar ist.
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Der Inkubator 1 weist weiter eine Injektor-Einheit 18 auf, die zur Abgabe wenigstens einer Substanz in den Probenbehälter 4 vorgesehen ist. Ein Benutzer kann daher vorzugsweise ohne Öffnen des Inkubators 1 einen chemischen Stoff oder eine biologische Substanz in den Probenbehälter 4 mittels der Injektor-Einheit 18, beispielsweise während der Durchführung eines Programms einführen.
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Die Steuereinheit 8 ist dazu eingerichtet, eine Einstellung einer oder mehrerer biologischer und/oder chemischer und/oder physikalischer Inkubationsbedingung/en einzustellen. Die Steuereinheit 8 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine oder mehrere Inkubationsbedingungen aus der Gruppe aus Temperatur, Druck, Strahlung, Elektronenanteile, Strom, Luftfeuchtigkeit, Beschleunigung, Dreh- und/oder Rüttelgeschwindigkeit, Atmosphärenanteile, pH-Wert und/oder Leitfähigkeit einstellen zu können. Somit können mittels des Inkubators 1 unterschiedliche chemische Reaktionen und/oder die Kultivierung unterschiedlicher Mikroorganismen durchgeführt werden.
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Um eine in einem Probenbehälter 4 enthaltene Probe 7 mittels des Inkubators 1 sicher inaktivieren zu können, kann die Probeninaktivierungseinrichtung 6 dazu eingerichtet sein, die Probe 7 durch eine Art oder mehrere Arten einer Inaktivierungsmethode zu inaktivieren. Die Inaktivierung kann dabei vorzugsweise durch physikalische, mechanische, thermische, chemische, biologische und/oder durch Strahlung erzeugte Inaktivierung erfolgen. Der Begriff Inaktivierung kann sich auf ein Abtöten von Mikroorganismen, eine Inaktivierung von Viren und/oder ein Unschädlichmachen eines chemischen Stoffes beziehen.
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Die Probeninaktivierungseinrichtung 6 kann beispielsweise als zumindest eine Einrichtung ausgewählt aus der Gruppe aus Autoklav, Heißluftsterilisator, Vergasungseinheit, Bestrahlungseinheit, Mikrowelleneinheit, Elektronenbeam-Einheit, Ultraschalleinheit, Vakuumeinheit, Kavitationseinheit, Scherkrafteinheit und/oder Inaktivierungsmittelabgabeeineit, insbesondere zur Abgabe einer chemischen und/oder biologischen Substanz, ausgestaltet sein.
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Um eine besonders gleichmäßige Erwärmung eines in die Probenbehälteraufnahme 3 eingesetzten Probenbehälters 4 zu ermöglichen, weist die Heizeinrichtung 5 eine Heizmanschette 19 auf, die die Probenbehälteraufnahme 3 an der Innenseite auskleidet. Die Heizmanschette 19 umgibt daher den Probenbehälter 4 im eingesetzten Zustand, so dass eine gleichmäßige Wärmeabgabe möglich ist.
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Die Heizeinrichtung 5 weist weiter eine Heizplatte 20 auf, die in einem Bodenbereich der Probenbehälteraufnahme 3 und/oder in der Verschlusseinheit 10 der Probenbehälteraufnahme 3 angeordnet sein kann.
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Der Inkubator 1 weist eine Analyseeinheit 21 auf. Die Analyseeinheit 21 ermöglicht eine Durchführung einer Analyse, ob eine Inaktivierung der Probe mittels der Probeninaktivierungseinrichtung 6 erfolgreich war. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die Analyseeinheit 21 mit der Steuereinheit 8 und/oder der Sicherheitsverriegelung 9 elektronisch gekoppelt ist, so dass eine Öffnung der Probenbehälteraufnahme 3 nur bei einer erfolgreichen Inaktivierung möglich ist. Die Sicherheitsverriegelung 9 bleibt daher solange verschlossen, bis durch die Analyseeinheit 21 festgestellt ist, dass eine Inaktivierung der Probe erfolgreich war.
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Wird ein Probenbehälter 4 innerhalb der Probenbehälteraufnahme 3 des Inkubators 1 unerwünschterweise derart beschädigt, dass Probenmaterial 7 austritt, kann mittels eines Dichtelements, das ein wasserdichtes und/oder dampfdichtes und/oder luftdichtes und/oder druckdichtes Verschließen der Probenbehälteraufnahme 3 mit der Verschlusseinheit 10 ermöglicht, eine Kontamination des umliegenden Raums und der in der Nähe befindlichen Personen verhindert werden.
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Der Inkubator 1 weist eine Erkennungseinrichtung 22 auf, die erkennt, wenn in die Probenbehälteraufnahme 3 ein mit dem Inkubator 1 inkompatibler Probenbehälter oder ein kompatibler Probenbehälter 4 falsch ausgerichtet eingesetzt ist. Die Erkennungseinrichtung kann dabei ein Schließen der Verschlusseinheit 10 und/oder ein Aktivieren des Inkubators 1 verhindern. Somit kann das Risiko einer Beschädigung durch die Verwendung inkompatibler Probenbehälter oder einen unsachgemäßen Gebrauch des Inkubators 1 vermieden werden.
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Der Inkubator 1 weist eine Betätigereinrichtung 23 auf, die mit einem Öffnungselement 34 und/oder einem Öffnungsmittel 37 am Probenbehälter 4 zusammenwirken kann. Die Betätigereinrichtung 23 kann daher von außen bedient werden, um eine Inaktivierungskapsel 34 und/oder eine Nachweiskapsel 25 im Probenbehälter 4 zu öffnen, wenn der Inkubator 1 geschlossen und/oder in Betrieb ist.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Untersuchung eines Probenmaterials 7 angedeutet, wobei in einem ersten Schritt eine zu untersuchende Probe 7 in einem Probenbehälter 4 überführt wird. Anschließend wird der Probenbehälter 4 verschlossen und in die Probenbehälteraufnahme 3 des Inkubators 1 eingeführt. Die Probenbehälteraufnahme 3 des Inkubators 1 wird anschließend mittels der Verschlusseinheit 10 verschlossen und durch die Sicherheitsverriegelung 9 verriegelt. Mittels der Steuereinheit 8 kann anschließend ein Inkubationsprogramm durchgeführt werden, wobei die Inkubationsbedingungen frei einstellbar oder vordefinierbar sind.
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Während der Durchführung des Inkubationsprogramms kann eine Analyse der Probe 7 innerhalb des Probenbehälters 4 mittels einer Messvorrichtung 11, 28 erfolgen. Dies kann beispielsweise dazu dienen, ein Wachstum von Mikroorganismen 2 in der Probe 7 nachzuweisen. Überschreitet beispielsweise das Wachstum der Mikroorganismen 2 einen bestimmten Grenzwert, so muss ein Lebensmittel, aus welchem die Probe entnommen wurde, entsorgt werden.
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Während der Durchführung des Inkubationsschrittes ist es möglich, Probenmaterial 7 aus dem Probenbehälter 4 zu entnehmen, um weitere Analysen an einem entnommenen Probenmaterial 7 vornehmen zu können.
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Während der Durchführung des Inkubationsprogramms und eines anschließenden Inaktivierungsprogramms ist die Probenbehälteraufnahme 3 des Inkubators 1 verriegelt, so dass sie nicht durch einen Benutzer öffenbar ist. Nach Durchführung des Inkubationsschrittes wird ein Inaktivierungsprogramm durchgeführt, um eine Inaktivierung des in dem Probenbehälter 4 enthaltenen Probenmaterials 7 zu erreichen.
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Nach Beendigung des Inaktivierungsprogramms wird der Inkubator 1 entriegelt, so dass ein Zugriff auf den Probenbehälter 4 in der Probenbehälteraufnahme 3 möglich ist und der Probenbehälter 4 entnommen werden kann.
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Anschließend kann der Probenbehälter 4 mitsamt der darin enthaltenen Probe 7 entsorgt werden. Aufgrund der Inaktivierung der enthaltenen Probe 7 kann der Probenbehälter 4 im Hausmüll entsorgt werden.
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In den 2 bis 7 ist ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Probenbehälter 4 gezeigt. Der Probenbehälter 4 ist zur Kultivierung von Mikroorganismen 2 und/oder zur Durchführung der chemischen Reaktion, insbesondere einer biochemischen Reaktion, in einem Inkubator 1 vorgesehen.
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Der Probenbehälter 4 weist einen Sicherheitsverschluss 27 auf, mittels welchem ein Probenaufnahmeraum 26 nicht öffenbar verschließbar ist. Das bedeutet, dass der Probenaufnahmeraum 26 nach einem Verschließen mittels des Sicherheitsverschlusses 27 nur durch Zerstörung des Probenbehälters 4 öffenbar ist, da ein Öffnen des Probenbehälters 4 nach dessen Verschließen nicht vorgesehen ist. Somit kann ein unsachgemäßer Gebrauch durch einen Benutzer verhindert werden, so dass die erforderlichen Sicherheitsstandards einfacher einhaltbar sind und das Risiko einer Kontamination von Mensch und Umwelt deutlich reduziert ist.
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Um den Probenbehälter 4 in möglichst vielen unterschiedlichen Inkubations- und/oder Inaktivierungsprogrammen einsetzen zu können, ist der Probenbehälter 4 mittels des Sicherheitsverschlusses 27 wasserdicht und/oder dampfdicht und/oder luftdicht und/oder druckbeständig verschließbar.
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Der Probenbehälter 4 kann eine Rührvorrichtung aufweisen, die beispielsweise als magnetischer Rührfisch 41 ausgebildet ist. Damit kann beispielsweise ein getrocknetes Medium 38, das im Probenbehälter 4 bereitgehalten ist, durch Zugabe von Wasser oder einem anderen Lösungsmittel einfacher gelöst werden.
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Der Probenbehälter 4 kann eine eigene Messvorrichtung 28 aufweisen, die vorzugsweise zur kontinuierlichen Durchführung einer Messung wenigstens eines Versuchsparameters eingerichtet ist. Die Messvorrichtung 28 kann dabei beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen oder mehrere Versuchsparameter ausgewählt aus der Gruppe aus optischer Dichte, Farbrekation, Impedanz, pH-Wert, Gaszusammensetzung, insbesondere Sauerstoffgehalt und/oder CO2-Gehalt in Flüssigkeit und/oder Überstand, spektroskopische Eigenschaft oder elektrochemische Eigenschaft, Umsetzung eines Substrats und/oder einer Chemikalie, Fluoreszenz, Lumineszenz, Nukleinsäuren und/oder eine Nukleinsäuresequenz, Zellmasse, Peptide und/oder Proteine zu bestimmen. Der Probenbehälter 4 kann daher eine Messvorrichtung 28 oder mehrere Messvorrichtungen 28 aus der Gruppe aus Lateral-Flow-Test-Einheit, Kapillar Elektrophoreseeinheit, Proteincharakterisierungseinheit, Nukleinsäurecharakterisierungseinheit, Immunassay-Einheit, insbesondere Antikörper Assay-Einheit und/oder Immunobeads-Einheit aufweisen.
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Um beispielsweise mittels einer Injektoreinheit 18 des Inkubators 1 einen chemischen Stoff und/oder eine biologische Substanz in den geschlossenen Probenbehälter 4 einführen zu können, weist der Probenbehälter 4 eine Schleusenöffnung 29 auf. Um verhindern zu können, dass unerwünschterweise Mikroorganismen aus dem Probenaufnahmeraum 26 entweichen können, weist die Schleusenöffnung 29 ein Selektionsmittel 30 zur Abscheidung von Mikroorganismen auf. Das Selektionsmittel 30 kann beispielsweise als chemisches und/oder biologisches und/oder physikalisches Selektionsmittel 30 ausgestaltet sein. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn das Selektionsmittel 30 als ein Filter, vorzugsweise eine Filtermembran und/oder ein Filterharz, ausgebildet ist. Das Selektionsmittel 30 kann jedoch auch als eine Aufreinigungssäule ausgestaltet sein. Die Schleusenöffnung 29 ist im Sicherheitsverschluss 27 des Probenbehälters 4 angeordnet. Wie in 1 zu erkennen ist, kann die Schleusenöffnung 29 als ein Stutzen 42 ausgestaltet sein. Eine als Stutzen 42 ausgebildete Schleusenöffnung 29 kann den Vorteil aufweisen, dass sie durch eine an der Verschlusseinheit 10 des Inkubators 1 ausgebildeten Öffnung 12 führbar ist und somit in Gebrauchsstellung zumindest ein Teil des Stutzens 42 aus der Probenbehälteraufnahme 3 herausragt und/oder außerhalb der Probenbehälteraufnahme 3 liegt. Somit ist die Einführung und/oder Entnahme über die Schleusenöffnung 29 einfacher durchführbar. Die Schleusenöffnung 29 kann beispielsweise durch ein Dichtmittel verschließbar sein. Alternativ oder ergänzend kann die Schleusenöffnung 29 dazu eingerichtet sein, um im Probenbehälter 4 einen Druckausgleich durchzuführen. Dazu kann die Schleusenöffnung 29 beispielsweise ein Ventil, insbesondere ein Überdruckventil, aufweisen.
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Der Probenbehälter 4 weist einen an die Probenbehälteraufnahme 3 des Inkubators 1 angepasste Form auf. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, wenn der Probenbehälter 4 zumindest teilweise zylindrisch ausgestaltet ist. Der Probenbehälter 4 weist zumindest ein lichtdurchlässiges Sichtfenster 32 auf, so dass eine optische Messung an oder in einen im Probenbehälter 4 enthaltenen Probenmaterials 7 durch eine außerhalb des Probenbehälters 4 angeordnete Messvorrichtung 11, 28 möglich ist. Das Sichtfenster 32 ist vorzugsweise in einer Mantelfläche 31 des Probenbehälters 4 ausgebildet.
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Der Probenbehälter 4 weist eine innerhalb des Probeaufnahmeraums 26 angeordnete Inaktivierungskapsel 24 auf. In der Inaktivierungskapsel 24 ist ein Inaktivierungsmittel 31 enthalten, das beispielsweise als ein Sterilisierungsreagenz ausgebildet sein kann. Durch die Betätigung einer Betätigungseinrichtung 23 am Inkubator und/oder eines Öffnungselements 34 am Probenbehälter 4 ist das Inaktivierungsmittel 33 aus der Inaktivierungskapsel 24 freisetzbar. Dabei kann die Betätigereinrichtung 23 das Öffnungselement 34 betätigen, so dass dieses eine Kapselwand durchstößt und/oder einen Kapselverschluss 35 öffnet. Das Öffnungselement 34 ist vorzugsweise als ein Bolzen oder ein Stift ausgestaltet, der innerhalb der Inaktivierungskapsel 24 angeordnet ist. Die Kapselwand ist flexibel ausgestaltet, so dass einerseits eine gewisse Stoßresistenz hergestellt und andererseits ein einfaches Öffnen mittels des Öffnungselements 34 erreichbar ist.
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Der Probenbehälter 4 weist außerdem eine innerhalb des Probenaufnahmeraums 26 angeordnete Nachweiskapsel 25 auf. Die Nachweiskapsel 25 enthält ein Nachweismittel 36 zur Detektion einer chemischen und/oder einer biologischen Substanz. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die Nachweiskapsel 25 zur Detektion eines Antigens und/oder einer Nukleinsäure und/oder einer Nukleinsäuresequenz vorgesehen ist. Die Nachweiskapsel kann durch Betätigung einer Betätigereinrichtung 23 und/oder eines Öffnungsmittels 37 öffenbar sein. Durch Betätigung der Betätigungseinrichtung 23 kann auch das Öffnungsmittel 37 betätigt werden, so dass das Nachweismittel 36 in den Probeaufnahmeraum 26 freisetzbar ist. Die Nachweiskapsel 25 ist dabei aus einem flexiblen Material hergestellt. Dies hat den Vorteil, dass sie einerseits stoßresistent und andererseits einfach mittels des Öffnungsmittels 37 öffenbar ist. Das Öffnungsmittel 37 ist vorzugsweise als ein Bolzen und/oder Stift ausgestaltet. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Nachweiskapsel 25 einen Lateral-Flow-Test beinhaltet, der durch Betätigung des Öffnungsmittels 37 wenigstens teilweise in den Probeaufnahmeraum 26 einführbar ist. Das Nachweismittel 36 kann alternativ oder ergänzend auch eine Chemikalie sein, welche eine Detektionsreaktion in Gang setzt. Eine Detektionsreaktion kann sich dabei beispielsweise auf einen detektierbaren Farbumschlag beziehen.
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In den 1 bis 7 sind einzelne Verfahrensschritte gezeigt, die anhand des Probenbehälters 4 durchführbar sind.
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In 3 wird zunächst Probenmaterial 7 in den Probenaufnahmeraum 26 des Probenbehälters 4 eingeführt.
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Nach Einführen des Probenmaterials 7 in den Probenbehälter 4 wird der Sicherheitsverschluss 27 verschlossen und verriegelt, so dass ein nachträgliches Öffnen nicht mehr möglich ist (vgl. 4).
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Wie in 5 gezeigt ist, erfolgt anschließend ein Inkubationsschritt, bei welchem ideale Reaktions- und/oder Wachstumsbedingungen mittels einer Steuereinheit 8 einstellbar sind.
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In 6 ist ein Nachweisschritt gezeigt. Durch Betätigung des Öffnungsmittels 37 wird zunächst ein Nachweismittel 36, insbesondere ein Lateral-Flow-Assay, in das Medium 38 freigesetzt, wobei ein Kapselverschluss 35 durch Betätigen des Öffnungsmittels 37 geöffnet wird.
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Nach Durchführung des Nachweises, der als Ergebnis beispielsweise einen Farbumschlag aufweisen kann, wird, wie in Schritt 7 gezeigt ist, ein Inaktivierungsschritt vorgenommen. Dabei wird durch Betätigung des Öffnungselements 34 die Inaktivierungskapsel 24 an ihrem Kapselverschluss 35 geöffnet, indem das Öffnungsmittel 34 die Kapselwand durchstößt. Anschließend kann das in der Inaktivierungskapsel 24 enthaltene Inaktivierungsmittel 33 in den Probeaufnahmeraum 26 freigesetzt werden, um die darin enthaltene Probe 7 und die darin enthaltenen Mikroorganismen 2 zu inaktivieren.
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Anschließend kann der gesamte Probenbehälter 4 entsorgt werden.
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Um das Einführen eines inkompatiblen Probenbehälters 4 oder einen kompatiblen Probenbehälter 4 in falscher Ausrichtung in die Probenbehälteraufnahme 3 des Inkubators 1 verhindern zu können, weist die Probenbehälteraufnahme 3 eine Führungseinrichtung 39 auf und der Probenbehälter 4 eine dazu kompatible Gegenführungseinrichtung 40. Mittels der Führungseinrichtung 39 und der Gegenführungseinrichtung 40 kann eine bestimmte Ausrichtung des Probenbehälters 4 bei der Einführung in die Probenbehälteraufnahme 3 vorgegeben sein. Somit ist ein fehlerhaftes Einsetzen des Probenbehälters 4 in die Probenbehälteraufnahme 3 ausgeschlossen. Insbesondere bei der Durchführung einer Probenbehälterbewegung innerhalb des Inkubators 1 kann es bei unsachgerechtem Einsatz des Probenbehälters 4 in die Probenbehälteraufnahme 3 zu einer Beschädigung des Probenbehälters 4 kommen und damit zu einem Austritt von Probenmaterial.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Inkubator
- 2
- Mikroorganismus
- 3
- Probenbehälteraufnahme
- 4
- Probenbehälter
- 5
- Heizeinrichtung
- 6
- Probeninaktivierungseinrichtung
- 7
- Probe/Probenmaterial
- 8
- Steuereinheit
- 9
- Sicherheitsverriegelung
- 10
- Verschlusseinheit
- 11
- Messvorrichtung
- 12
- Öffnung
- 13
- Selektionsmittel
- 14
- Sichtfenster
- 15
- optischer Sensor
- 16
- Schüttel-Rühreinheit
- 17
- Detektionseinrichtung
- 18
- Injektor-Einheit
- 19
- Heizmanschette
- 20
- Heizplatte
- 21
- Analyseeinheit
- 22
- Erkennungseinrichtung
- 23
- Betätigereinrichtung
- 24
- Inaktivierungskapsel
- 25
- Nachweiskapsel
- 26
- Probenaufnahmeraum
- 27
- Sicherheitsverschluss
- 28
- Messvorrichtung
- 29
- Schleusenöffnung
- 30
- Selektionsmittel
- 31
- Mantelfläche
- 32
- Sichtfenster
- 33
- Inaktivierungsmittel
- 34
- Öffnungselement
- 35
- Kapselverschluss
- 36
- Nachweismittel
- 37
- Öffnungsmittel
- 38
- Medium
- 39
- Führungseinrichtung
- 40
- Gegenführungseinrichtung
- 41
- magnetischer Rührfisch
- 42
- Stutzen