DE4032002C2 - In situ Mikroskopsonde und Meßverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie eine Vorrich­ tung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein solches Verfahren kommt dort zum Einsatz, wo in ei­ nem abgeschlossenen System, beispielsweise in einem Bio­ reaktor, lebende Zellen bei einer bestimmten Temperatur und vorgegebenen Reinheitsbedingungen vermehrt werden. Um die Vermehrung der Zellen bzw. das Anwachsen der Bio­ masse im Reaktor kontrollieren zu können, werden zur Zeit Streulicht- oder Fluoreszenzsonden verwendet. Bei diesen Vorrichtungen wird die Kulturbrühe mit einem Lichtstrahl beleuchtet, und die Intensität des hervorge­ rufenen Streulichts bzw. des Fluoreszenzlichts mit einem Fotodetektor bestimmt. Aus der Intensitätsänderung des Lichtes bzw. auf Grund der durch die Zellen hervorge­ rufenen Fluoreszenz kann auf die Konzentration der Bio­ masse bzw. der Zellen in dem Bioreaktor geschlossen wer­ den. Die bis jetzt zur Ermittlung der Zellenkonzentra­ tion in den Bioreaktoren verwendeten optischen Sonden erfassen summarisch alle streuenden bzw. fluoreszierenden Be­ standteile eines repräsentativen Probevolumens. Die ermittel­ ten Werte müssen daher mit Hilfe eines standardisierten Pro­ zesses kalibriert werden und erlauben nur dann korrekte Mes­ sungen, wenn jeder Meßprozeß hinsichtlich seiner Bestandteile immer den gleichen Meßuntergrund aufweist. Der Meßuntergrund einer Kulturbrühe in einem Bioreaktor wird durch die sich dort bildenden Gasblasen, den Festkörper, die Nährsubstanzen oder aber auch durch eine variierende durchschnittliche Größe der Zellen erzeugt. Die zuletzt genannten Faktoren können zu einer erheblichen Störung des Meßverfahrens und damit zu einer Ver­ fälschung der Meßdaten führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren auf­ zuzeigen, mit dem eine fehlerfreie Ermittlung der Zellenkon­ zentration einer Kulturbrühe durchgeführt werden kann, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Das Verfahren, mit dem diese Aufgabe gelöst wird, ist in Patentanspruch 1 offenbart.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Pa­ tentanspruch 3 offenbart.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, eine Kulturbrühe, z. B. in einem Bioreaktor, mikroskopisch zu überwachen. Durch den zusätzlichen Einsatz einer Videokamera und einer Vorrich­ tung, mit der eine Strömungsberuhigung der Kulturbrühe inner­ halb des Bioreaktors durchgeführt werden kann, können zu jedem beliebigen Zeitpunkt Bilder der Kulturbrühe erzeugt und die Konzentration der lebenden Zellen in der Kulturbrühe hieraus ermittelt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die mikroskopische Betrachtung einer dünnen Volumenschicht innerhalb des Bioreak­ tors mit einer Mikroskopsonde, nachfolgend auch Meßsonde ge­ nannt. Die Kulturbrühe kann in Durchlicht und Auflicht mikro­ skopiert werden. Ebenso ist Fluoreszenzmikroskopie möglich, wenn das abgegrenzte Volumen der Kulturbrühe mit einer Anre­ gungswellenlänge von 340 bis 365 nm bestrahlt wird. Das Objektiv des Mikroskops kann unmittelbar vor dem Reaktorfenster angeordnet werden. Falls es die Gegebenheiten erlauben, kann die Meßsonde durch einen Normstutzen auch unmittelbar in den Reaktor eingeführt werden, wobei das Meßfenster direkt durch das Mikroskopobjektiv gebildet werden kann. Auf die Objektiv­ frontlinse wird dazu ein Deckglas aufgekittet.

Eine Sterilisierung der Mikroskopsonde kann hierbei dann auf chemischem Wege erfolgen. Die Mikroskopsonde wird in diesem Fall unter Verwendung einer Wechselsonde in den Reaktor einge­ führt.

Das mit Hilfe des Mikroskops erhaltene Bild erzeugt leuchtende Strukturen auf einem dunklen oder diffusen Hintergrund. Dieses Bild kann über eine Videokamera einer automatischen Bildver­ arbeitungsvorrichtung zugeführt werden, in der eine Auswertung des Bildes erfolgt. Bei der Auswertung des Bildes wird die An­ zahl der beleuchteten Objekte erfaßt. Diese entspricht der An­ zahl der Zellen in dem betrachteten, abgegrenzten Volumen. Aus der Anzahl der Zellen in dem betrachteten Volumen ergibt sich die Konzentration der Zellen in der Kulturbrühe des Bioreak­ tors. Die Abgrenzung des Probevolumens innerhalb des Bioreak­ tors erfolgt durch ein Schärfe- bzw. Kontrastkriterium, das in der digitalen Bildverarbeitung des Mikroskopbildes einprogram­ miert wird. Nur diejenigen Objekte werden mitgezählt, deren Kanten genügend scharf hervortreten, deren Abbildungsschärfe oder Kontrast also oberhalb einer zweckmäßig gewählten Mini­ malschärfe bzw. einem Minimalkontrast liegen. Die Schwellen­ werte für Kantencharakteristik, Schärfe und Kontrast können innerhalb der digitalen Bildverarbeitung numerisch definiert werden. Auf diese Weise werden nur Objekte gezählt, die sich innerhalb einer definierten Entfernung von der Gegenstands­ ebene des Mikroskops befinden. Das eigentlich untersuchte Vo­ lumen ist also der Bereich, der durch das Mikroskop mit de­ finierter Schärfe abgebildet wird. Seine Größe wird durch eine Eichmessung mit einer wohlbekannten Konzentration von Zellen bestimmt. Die in einem Bioreaktor enthaltene Kulturbrühe kann auch außerhalb desselben in einer Durchflußzelle überprüft werden. Zu diesem Zweck wird an den Bioreaktor eine Durchfluß­ zelle angeschlossen, die von der Kulturbrühe durchströmt wer­ den kann.

Neben einer Beobachtung und Analyse von lebenden Zellen in einem Bioreaktor können die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren auch unabhängig vom Bioreaktor zur Analyse klei­ ner Teilchen in bewegten oder ruhenden Medien Anwendung fin­ den.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine spezielle Ausführungsform der Beleuchtungs- und Abtrennvorrichtung des erfindungsgemäßen Bioreak­ tors,

Fig. 2 eine spezielle Ausführungsform des Fensters für das Mikroskopobjektiv,

Fig. 3 eine Variante der in Fig. 2 dargestellten Vorrich­ tung,

Fig. 4 die vollständige Vorrichtung in der speziellen Ausführungsform für Auflicht-Belichtung,

Fig. 5 eine mit dem Bioreaktor in Verbindung stehende Durchflußzelle.

Fig. 1 zeigt einen Bioreaktor 1, in dem lebende Zellen in einem Nährmedium kultiviert werden können. Der Bio­ reaktor 1 weist ein Fenster 2 auf. Im Bereich dieses Fensters 2 ist eine Vorrichtung 3 installiert, mit der eine definierte Menge der zu untersuchenden Kulturbrühe 4 vom Inhalt 11 des Bioreaktors 1 abgetrennt und vor dem Fenster 2 angeordnet werden kann. Die Vorrichtung 3 wird durch ein Rohr 3R gebildet, das U-förmig gebogen und bei der hier dargestellten Ausführungsform aus Edelstahl gefertig ist. Das Fenster 2 des Bioreaktors 1 wird bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine kreisförmige Öffnung 2E begrenzt, die nach außen hin einen zylinderförmigen Ansatzstutzen 2Z aufweist. Dieser kann, wie bei dem hier dargestellten Ausführungsbei­ spiel, als Normstutzen mit einem Durchmesser von 25 mm ausgebildet werden. In den Ansatzstutzen 2Z ist ein zy­ linderförmiger Einsatz 2L eingesetzt. Das dem Inneren des Bioreaktors zugewandte Ende des Einsatzes 2L ist durch eine durchsichtige Scheibe 2S verschlossen. Diese kann aus Glas oder Quarz gefertigt sein. Die Scheibe 2S ist bereichsweise in eine ringförmige Ausnehmung 2A des Einsatzes 2L eingefügt und von einer ringförmigen Dich­ tung 2D umgeben, so daß ein hermetischer Abschluß des Bioreaktors 1 im Bereich der Scheibe 2S gegeben ist. Die Öffnung 2E des Bioreaktors 1 weist in der Wand 1W eine Ringnut 1N auf, die zu dem Einsatz 2L hin offen ist. In diese Ringnut 1N ist eine ringförmige Dichtung 1D einge­ fügt, so daß ein hermetischer Abschluß des Bioreaktors 1 zwischen dem Einsatz 2L und der zylinderförmigen Verlän­ gerung 2Z nach außen hin gegeben ist. In definiertem Abstand von dem Fenster 2 ist in der gleichen Wand 1W eine weitere Öffnung 5 vorgesehen. Diese weist eine zy­ linderförmige Verlängerung 5Z auf, die nach außen ge­ richtet ist. Ein Arm 3A des Rohres 3R ist durch die Öff­ nung 5 nach außen geführt, und steht etwa 10 cm über die Öffnung 5 nach außen über. Im Bereich der Öffnung 5 und der zylinderförmigen Verlängerung 5Z sind in definiertem Abstand ringförmige Dichtungen 6 und 7 angeordnet, die das Rohr 3R eng umschließen. Die beiden Dichtungen 6 und 7 sind in je einer Ringnut 8 und 9 angeordnet, die im Bereich der Wand 1W des Bioreaktors 1 bzw. der zylinder­ förmigen Verlängerung 5Z angeordnet sind. Die U-förmige Krümmung des Rohres 3R ist innerhalb des Bioreaktors angeordnet. Der Krümmungsradius 3R des Rohres ist so gewählt, daß das zweite freie Ende 3E des Rohres 3R in gleicher Höhe wie das Fenster 2 angeordnet ist. In das freie Ende ist ein scheibenförmiges, durchsichtiges Bau­ element 10 eingesetzt, das ein Fenster bildet. Das Fen­ ster 10 ist von einer ringförmigen Dichtung 11 umgeben, die geringfügig aus dem freien Ende 3E nach außen über­ steht. Das Fenster 10 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform aus Glas oder Quarz gefertigt. Die Dich­ tung 11 ist aus einem elastischen Material gefertigt. Das Fenster 10 kann so angeordnet werden, daß sein Mit­ telpunkt in einer Ebene mit dem Mittelpunkt des Fensters 2 in der Wand 1W liegt. An dem außerhalb des Bioreaktors 1 angeordneten Arm 3A des Rohres 3R ist ein Manipulator 12 befestigt. Mit dessen Hilfe kann das Rohr 3R über eine Führung (hier nicht dargestellt) in dem Bioreaktor 1 bewegt werden. Wird der Arm 3A nach außen gezogen, so bewegt sich das Ende 3E innerhalb des Bioreaktors in Richtung-auf das Fenster 2. Da die Dichtung 11 geringfü­ gig aus dem Ende 3E hervorsteht, kann mit dem Manipula­ tor 12 eine geringe Menge der im Bioreaktor befindlichen Kulturbrühe zwischen dem Fenster 2 und dem Fenster 10 eingeschlossen und damit ruhiggestellt werden. Ist die mikroskopische Messung an der vor dem Fenster 2 ange­ ordneten Kulturbrühe 4 abgeschlossen, so wird mit Hilfe des Manipulators 12 der Arm 3A weiter in den Bioreaktor hineingeschoben, so daß die beobachtete Menge an Kulturbrühe 4 wieder dem übrigen Volumen der Kulturbrühe 4 zugeführt wird. Durch ein neues Herausziehen des Armes 3A kann zu einem späte­ ren Zeitpunkt wiederum eine kleine Menge der Kulturbrühe 4 zwischen dem Fenster 10 und dem Fenster 2 ruhiggestellt wer­ den. Falls die Innenseite des Fensters 2 durch die Kulturbrühe 4 verschmutzt ist, kann mit Hilfe der Dichtung 11, die sich am Ende 3E des Rohres 3R befindet, das Fenster 2 gereinigt wer­ den. Hierzu wird das Ende 3E zunächst vor der Scheibe 2S posi­ tioniert. Anschließend wird der Manipulator 12 im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht.

Wie in Fig. 2 dargestellt, kann vor dem Fenster 2 des Bioreak­ tors 1 auch das Objektiv 21 eines Mikroskops 20 angeordnet werden. Hierzu wird das Objektiv 21 zusammen mit dem Tubus 22 des Mikroskops 20 in die zylinderförmige Verlängerung 2Z in der Öffnung 2E eingesetzt. Anstelle des Fensters 2 bzw. der Scheibe 2S kann auch das Objektiv 21 eines Mikroskops 20 dau­ erhaft installiert werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall bildet das Objektiv selbst das Fenster. Um ei­ nen hermetischen Abschluß des Bioreaktors 1 auch bei dieser Ausführungsform zu erreichen, ist zwischen dem zylinderförmi­ gen Ansatzstutzen 2Z des Bioreaktors 1 und dem Tubus 22 des Mikroskops eine ringförmige Dichtung 23, beispielsweise ein O- Ring angeordnet, der in der Ringnut 24 des Tubus 22 angeordnet ist.

Fig. 4 zeigt den Bioreaktor 1 wiederum im Bereich seines Fen­ sters 2. Vor dem Fenster 2 ist das Mikroskop 20 mit seinem Objektiv 21 angeordnet. Das Mikroskop 20 steht mit einer Lichtquelle 50 in Verbindung. Diese kann beispielsweise als gepulste UV-Lichtquelle ausgebildet werden. Um Fluoreszenzmi­ kroskopie durchzuführen, ist vor allem eine Lichtquelle 50 erforderlich, die Licht im ultravioletten Wellenlängenbereich aussendet. Wie anhand von Fig. 4 zu sehen ist, wird mit dem von der Lichtquelle 50 kommenden Licht, welches durch das Mi­ kroskop 20 eingekoppelt wird, die unmittelbar hinter dem Fen­ ster 2 des Bioreaktors 1 befindliche Kulturbrühe beleuchtet. Zur Durchführung von Fluoreszenzmikroskopie wird UV-Licht über den dichroitischen Filter 53 in den Strahlengang eingekoppelt. Das mit Hilfe des Mikroskops 20 erzeugte Bild wird einer Vi­ deokamera 51 zugeführt. Ihr Signaleingang steht mit dem Mikro­ skop 20 in Verbindung, während ihr Signalausgang an eine com­ putergestützte digitale Bildverarbeitungseinrichtung 52 an­ geschlossen ist. Mit Hilfe der Einrichtung 52 werden die Bil­ der ausgewertet. Sie ermittelt automatisch die Konzentration der Zellen in der Kulturbrühe 4. Mit Hilfe der in Fig. 4 dar­ gestellten Vorrichtung ist eine Auflichtmikroskopie auf ein­ fache Weise möglich. Dabei ist es gleichgültig, ob das Objek­ tiv 21 des Mikroskops vor dem Fenster 2 des Bioreaktors 1 an­ geordnet ist, und mit bzw. ohne aufgekittetem Deckglas selbst das Fenster des Bioreaktors bildet. Das mit Hilfe des Mikro­ skops 20 erzeugte Bild wird, wie oben beschrieben, mit Hilfe der Videokamera und der digitalen Bildverarbeitungseinrichtung weiterverarbeitet und ausgewertet.

Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, mit der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung auch scharfe Bilder von der strömen­ den Kulturbrühe 4 innerhalb des Bioreaktors 1 zu erzeugen. Hierzu wird die mit dem Mikroskop 20 verbundene Kamera 51 durch kurze Verschlußzeiten oder durch Blitzbelichtung so kurzzeitig belichtet, daß auch die bewegten Zellen in der Kul­ turbrühe 4 noch hinreichend scharf abgebildet werden. Die Kom­ bination von Blitzbelichtung mit synchronisiertem Kameraver­ schluß stellt zusätzlich eine Möglichkeit dar, extrem kurze Kameraverschlußzeiten von kleiner als einer Mikrosekunde bei hoher Lichtintensität anzuwenden.

Die lebenden Zellen können selbstverständlich auch mit Hilfe von Auflicht-Fluoreszenz mikroskopiert werden. Die Fluoreszenz der mit vorzugsweise einer UV-Wellenlänge von 340 bis 365 nm bestrahlten Mikroorganismen läßt sich bei Verwendung von Auflicht aus der Lichtquelle 50 be­ sonders gut zur mikroskopischen Abbildung verwerten. Da lebende Zellen einen Gehalt an besonders stark fluores­ zierenden Coenzymen (NADH oder NADPH) besitzen, heben sich diese Zellen durch Fluoreszenz mit einer Wellenlän­ ge von 460 nm vom restlichen Medium sehr gut ab.

Falls die Lichtverhältnisse, insbesondere bei der Auf­ lichtfluoreszenzmikroskopie mit kurzen Belichtungszeiten nicht den Gebrauch normaler Videokameras mit ca. 0,05 Lux Empfindlichkeit erlauben, kann auf Kameras mit höherer Empfindlichkeit, beispielsweise auf Restlichtkameras zurückgegriffen werden. Durch den Einsatz von Lichtver­ stärkern in Restlichtkameras wird eine Empfindlichkeit erzielt, die selbst bei extrem geringen Belichtungsstär­ ken noch scharfe Abbildungen erlaubt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch für Durch­ lichtmikroskopie geeignet. Da hierfür Licht vom Inneren 1I des Bioreaktors 1 auf das zwischen dem Fenster 2 und dem Fenster 10 angeordnete Volumen scheinen muß, ist innerhalb des Rohres 3R ein Lichtleiter 30 angeordnet, der außerhalb des Bioreaktors 1 mit einer Lichtquelle (hier nicht dargestellt) in Verbindung steht. Der Licht­ leiter 30 kann an seinem vor dem Fenster 10 angeordneten Ende mit einer Miniaturkondensoroptik (hier nicht darge­ stellt) versehen sein. Durch das Fenster 10, das aus Glas oder Quarz gefertigt ist, wird der Lichtleiter 30 vor einem direkten Kontakt mit der Kulturbrühe 4 ge­ schützt.

Sollte eine Mikroskopie der Kulturbrühe 4 durch das Fen­ ster 2 des Bioreaktors 1 nicht möglich sein, so besteht die Möglichkeit, den Bioreaktor 1 an eine Durchflußzelle 40 anzuschließen, die in Fig. 5 dargestellt ist. Über eine Lei­ tung 41 wird von dem Bioreaktor 1 (in Fig. 5 nicht darge­ stellt) Kulturbrühe der Durchflußzelle 40 zugeleitet. Die Durchflußzelle 40 wird durch einen durchsichtigen Zellenboden 42 gebildet, in den die Leitung 41 einmündet. Die Leitung 41 steht mit einer Leitung 43 in Verbindung, über welche die Kul­ turbrühe wieder aus der Durchflußzelle 40 entfernt werden kann. Die Kulturbrühe wird von der Leitung 41 aus an einem Deckglas 44 entlanggeleitet und der Leitung 43 zugeführt. Zwi­ schen dem Deckglas 44 und dem Boden 42 der Durchflußzelle 40 ist eine Dichtung 45 aus Polytetrafluoräthylen angeordnet. Das Deckglas 44 ist über den Öffnungen 41E und 43E der Leitungen 43 und 44 positioniert. Mit Hilfe der Dichtung 45 wird sicher­ gestellt, daß die Kulturbrühe 4 nicht zwischen dem Deckglas 45 und dem Boden 42 aus der Durchflußzelle 40 ausströmen kann. Nach oben wird die Durchflußzelle 40 von einem Rahmen 46 be­ grenzt, der mittig eine Öffnung 46E aufweist, durch die hin­ durch das Deckglas 44 voll sichtbar ist. Die Durchflußzelle 40, die in Fig. 5 in aufgespreizter Darstellung gezeigt ist, ist in ihren Abmessungen so gewählt, daß sie zwischen dem O- bjektiv und dem Kondensor eines Mikroskops angeordnet werden kann. Die unter dem Deckglas 44 befindliche Kulturbrühe kann mit Hilfe des Mikroskops betrachtet und anschließend beseitigt oder dem Reaktor über die Leitung 43 wieder zugeführt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Zellen in einer Kulturbrühe (4) oder von anderen Partikeln in beweg­ ten oder ruhenden Medien mit einem Mikroskop (20), dem eine Videokamera (51) nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Mikroskops (20) und der nachgeschalteten Videokamera (51) die strömende oder ruhig gestellte Kultur­ brühe (4) in einem Bioreaktor (1) aufgenommen und mit Hilfe einer computergestützten, digitalen Bildverarbeitungseinrich­ tung (52) die Konzentration der Zellen in der Kulturbrühe (4) oder der anderen Partikel bestimmt und zur Steuerung des Bio­ prozesses im Bioreaktor (1) unmittelbar benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Bildverarbeitungseinrichtung (52) die Konzen­ tration der Zellen oder Partikel als Anzahl pro Volumen be­ stimmt wird, wobei für die Konzentrationsbestimmung diejenigen abgebildeten Zellen oder Partikel mitgezählt werden, welche infolge ihrer Abbildungsschärfe einem definierten Volumen sym­ metrisch zur scharf abgebildeten Gegenstandsebene zugeordnet sind.

3. Vorrichtung mit einem Bioreaktor (1) zur Erzeugung von lebenden Zellen in einer Kulturbrühe (4) mit einem Fenster (2), einem Mikroskop (20) und einer nachgeschalteten Videoka­ mera, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (3) zur Ruhigstellung und/oder Abtrennung einer definierten Menge der im Bioreaktor (1) enthaltenen Kulturbrühe (4), eine computer­ gestütze, digitale Bildverarbeitungseinrichtung (52) sowie jeweils eine Lichtquelle (30, 50) für die Auflicht- und Durch­ lichtmikroskopie vorgesehen sind, daß das Objektiv (21) des Mikroskops (20) unmittelbar vor dem Fenster (2) des Bioreak­ tors (1) angeordnet ist oder das Fenster (2) des Bioreaktors (1) bildet, und daß das Mikroskop (20) mit der Lichtquelle (50) verbunden ist, deren Licht durch das Mikroskop (20) auf das Fenster (2) des Bioreaktors geleitet ist, wobei der Si­ gnalausgang des Mikroskops (20) an der Videokamera (51) an­ geschlossen ist, deren Ausgangssignal einer computergestütz­ ten, digitalen Bildverarbeitungseinrichtung (52) zugeführt ist, die zur Steuerung des Bioreaktors (1) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Strömungsberuhigung durch ein U-förmi­ ges, beweglich gehaltertes Rohr (3R) gebildet ist, dessen er­ stes Ende (3B) außerhalb des Bioreaktors (1) und dessen zwei­ tes Ende (3E) innerhalb des Bioreaktors (1) vor dem Fenster (2) desselben angeordnet und mit einer Scheibe (10) und einem elastischen Dichtungsring (11) verschlossen ist, so daß die Dichtung (11) geringfügig aus dem Ende (3E) herausragt, und daß der Krümmungsradius des Rohres (3R) so gewählt ist, daß die Scheibe (10) konzentrisch zum Fenster (2) mit der Dichtung (11) am Fenster (2) anliegend bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheibe (10) aus lichtdurchlässigem Material besteht, und daß im Inneren des Rohres (3R) ein Lichtleiter (30) angeordnet ist, durch welchen Licht zur Durchlichtmikro­ skopie von außen einkoppelbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Arm (3A) des Rohres (3) durch eine Öffnung (5) in der Wand (1W) des Bioreaktors geführt ist, daß die Öffnung (5) eine zylinderförmige Verlängerung (5Z) aufweist, die nach außen gerichtet ist, daß der Durchmesser der Öffnung (5) und der zylinderförmigen Verlängerung (5Z) geringförmig größer sind, als der Innendurchmesser des Rohres (3R), daß zwischen dem Rohr (3R), der Wand (1W) und der zylin­ derförmigen Verlängerung (5Z) zwei ringförmige Dichtungen (6 und 7) angeordnet sind, die bereichsweise in je eine ringför­ mige Nut (8, 9) in der Wand (1W) und der zylinderförmigen Ver­ längerung (5Z) eingesetzt sind, daß die Dichtungen (5 und 6) als Gleit-O-Ringdichtungen ausgebildet sind, und daß außerhalb des Bioreaktors (1) am Rohr (3R) ein Manipulator (12) zur Be­ tätigung der Vorrichtung (3) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Fensters (2) des Bioreak­ tors (1) in der Wand (1W) des Bioreaktors (1) eine kreisförmi­ ge Öffnung (2E) vorgesehen ist, an die eine nach außen gerich­ tete zylinderförmige Verlängerung (2Z) angesetzt ist, daß in die Verlängerung (2Z) ein zylinderförmiger Einsatz (2) einge­ setzt ist, der an seinem dem Innenraum (1I) des Reaktors (1) zugewandten Ende durch ein Fenster (2S) aus Glas oder Quarz verschlossen ist, daß das Fenster (25) in eine Ausnehmung (2A) des Einsatzes (2L) eingesetzt und von einer ringförmigen Dich­ tung (2D) umgeben ist, und daß der Einsatz (2L) ebenfalls von einer ringförmigen Dichtung (2D) in Form eines O-Ringes umge­ ben ist, der in eine ringförmige Nut (1N) eingesetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Bildung des Fensters (2) ein Fermenter-Norm­ stutzen vorgesehen ist, daß der Mikroskopaufbau (20) in den dazu passenden Ansatzstutzen (2Z) eingefügt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop (20) zur Vereinfachung der Sterilisation in eine handelsübliche Wechselsonde für Fermenter-Normstutzen eingefügt ist.