用于细胞培养的培养箱制造技术

本发明专利技术涉及一种培养箱，其包括用于检测培养箱腔室的内部空间的气体环境的

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于细胞培养的培养箱


[0001]本专利技术涉及一种用于生物细胞生长的培养箱
。
此外，本专利技术还涉及用于测量培养箱环境的一种系统和一种方法
。

技术介绍

[0002]在生物和医学实验室中，利用这种培养箱在受控的周围环境条件下将细胞保持在细胞培养物中，并且因此使活细胞能在体外生长
。
为此，通过培养箱的仪器装置将在与周围环境隔绝的培养箱腔室内部中的环境的温度和气体成分或空气湿度保持到期望值
。
真核细胞需要
CO2
培养箱
。
环境由具有特定的
CO2
和
O2
含量和特定的空气湿度的空气形成，适宜的温度常常为
37℃。
[0003]培养箱不仅是细胞培养物的理想的生长环境，而且也是生物污染的理想的生长环境
。
细胞培养物的生物污染的后果会在生物研究
、
疫苗生产
、
个人医疗和再生医学应用中引起广泛的问题
。
因此生物污染的后果是时间和金钱的损失
、
不精确的或错误的实验结果
。
例如在法医学或生殖医学中也存在一些情况，在这些情况下，单个样本的
、
特别是在细胞培养皿中的细胞的价值，远高于例如整个培养箱的价值，因此一定要避免因污染造成的样本损失
。
[0004]但培养箱腔室的污染可能也由非生物原因造成，并且尤其可能是从培养箱的周围环境带入到培养箱腔室中的污染
。
当有机物质从塑料
、
特别是从绝缘材料和
/
或密封材料蒸发或释放出来并且侵入到培养箱腔室中时，那么在培养箱的制造过程中就可能造成非生物的污染
。
[0005]现有技术的培养箱的功能范围也常常包括为了高温灭菌的目的而将培养箱腔室例如加热到
180℃。
在高温灭菌时，培养箱腔室不应包含任何热敏物体
。
因此必须在高温灭菌之前清理培养箱腔室，并且敏感的样本在此必须被转移到至少一个第二培养箱中
。
由于对样本的这种额外的操作，样本损失的风险加大
。
此外还产生的风险是，会由于重置样本容器而将培养箱中可能产生的污染带入到至少一个第二培养箱中，并且必要时还进一步扩散
。
无论如何，谨慎执行高温灭菌并结合样本重置，均意味着巨大的耗费
。
然而由于培养箱腔室的无菌性很重要，生产商的标准建议是定期
、
例如每月两次执行高温灭菌
。
以这种方式使因污染造成的样本损失的风险从统计学上来看降低
。
值得期望的是，减少了使用者用于培养箱腔室的尽可能无菌的运行的耗费
。

技术实现思路

[0006]因此本专利技术的任务是，提供一种培养箱，用户可以用尽可能少的耗费可靠地
、
少污染地运行其培养箱腔室
。
[0007]本专利技术通过一种根据权利要求1所述的培养箱
、
根据权利要求
16
所述的方法和根据权利要求
17
所述的能加装传感器装置解决这个任务
。
优选的设计方案尤其是从属权利要求的主题
。
[0008]按本专利技术的用于培养活体细胞培养物的培养箱具有：用于将物体
、
特别是细胞培养容器容纳在培养箱腔室的能关闭的内部空间中的培养箱腔室，该培养箱腔室能用受控的气体环境运行；用于探测所述内部空间的气体环境中的挥发性有机化合物
(VOC)
的富集
、
特别是污染的传感器装置，传感器装置具有至少一个用于探测
VOC
的
VOC
传感器，该
VOC
传感器具有与内部空间的气体环境流动连通地布置的测量区域
。
[0009]本专利技术基于的思想是，不是“盲目地”周期性地执行培养箱腔室的高温灭菌，而是在能自动检测的条件下，当在培养箱腔室中产生了污染时才执行高温灭菌
。
为此应当借助污染探测器
(VOC
传感器，参看下文
)
探测污染，并且优选也直接告知用户探测到了污染，因此这个用户可以导入高温灭菌
。
由此能够在客观的条件下在需要时执行灭菌，并且因此有最大的效率
。
[0010]已知的是，将由污染过程
、
特别是由细菌和微生物的生长决定的污染物质排出到周围环境中
。
微生物的挥发性的有机的气态代谢产物称为
MVOC(
英文为：
Microbial Volatile Organic Compounds
，即微生物挥发性有机化合物
)
并且可以用作微生物生长的指标
。
在本专利技术的范畴内，在
MVOC
检测概念的概括化中，所有通过化学过程
、
特别是污染过程排出到周围环境中或培养箱气体环境中的物质均称为
VOC(
挥发性有机化合物
)。
[0011]由现有技术
WO 97/08337A
已知培养箱中的单独器皿监控功能，培养箱具有培养箱腔室的贯通开口，以便借助导入到布置在培养箱腔室中的器皿的放置在样本体积上方的空气承受
(Luft
ü
berstand)
区域中的气体管线将气体从这个空气承受区域取出并且运输给布置在培养箱外的
VOC
传感器装置
。
因为在空气承受区域的气体中形成了器皿气体环境，来自包含在器皿中的细胞培养物的
VOC
痕迹可能在该器皿气体环境中富集，所以用这种测量装置有针对性地检测包含在器皿中的细胞培养物的污染
。
但以这种方式无法检测在培养箱腔室本身中
、
例如在培养箱腔室的水盘中
、
门封或培养的样本容器的外侧处或者在其它由于冷凝引起的湿气形成而容易滋生细菌的部位处的污染
。
[0012]在基于本专利技术的研究工作的范畴内研发出了一种新的装置，在该装置中，借助培养箱自身的
VOC
传感器装置，更确切地说优选作为培养箱运行持续期间的定期的主动的监控功能，来测试培养箱腔室
(
在培养箱腔室中可以布置大量封闭的细胞培养容器
)
的内部空间的气体环境
。
无论污染源如何，均能以这种方式向用户发出警告并且推动培养箱腔室的内部空间的灭菌或清洁
。
除污染外通常也可以测量培养箱气体环境中的
VOC
的富集，特别是用于证实特定的生化过程
。
[0013]传感器装置用于探测内部空间的气体环境的污染
。
传感器装置具有优选至少一个
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于培养活体细胞培养物的培养箱
(1
；
50
；
200
；
300
；
400
；
500
；
600
；
700
；
800
；
900
；
1000)
，具有：培养箱腔室
(2)
，其用于将物体
、
特别是细胞培养容器容纳在培养箱腔室的具有能控制的气体环境的能封闭的内部空间中，传感器装置
(11
；
21
；
31
；
41)
，其用于探测内部空间的气体环境中的挥发性有机化合物
(VOC)
的富集
、
特别是污染，其中，传感器装置具有至少一个用于探测
VOC
的
VOC
传感器
(11)
，并且至少一个
VOC
传感器具有至少一个与内部空间的气体环境气体流动连通地布置的测量区域
。2.
根据权利要求1所述的培养箱，其具有流动通道
、
特别是至少一条气体管线，流动通道从所述培养箱腔室的内部空间起通到布置在所述培养箱腔室的外部空间中的测量室中，因而来自培养箱腔室的气体环境气体能被运输到测量室中
。3.
根据权利要求2所述的培养箱，其具有流动通道
、
特别是排气管线，流动通道被布置用于将排出空气从所述测量室输送到所述测量室的外部空间中
。4.
根据权利要求2所述的培养箱，其具有流动通道
、
特别是回引气体管线，流动通道被布置用于，将来自测量室的排出空气优选通过过滤器
、
特别是
Hepa
过滤器输送回到所述培养箱腔室中
。5.
根据权利要求2所述的培养箱，其中，所述传感器装置具有多个
VOC
传感器，它们的测量区域
、
特别是它们的吸附面，与所述测量室的内部空间接触地布置
。6.
根据权利要求1或5所述的培养箱，其中，所述至少一个或者多个
VOC
传感器是
MOX
传感器并且具有加热侧，加热侧特别是分别布置在所述测量室外
。7.
根据权利要求2所述的培养箱，其中，所述测量室具有所述测量室的环面形的测量室区段的环面形的内部空间，其中，多个
VOC
传感器的测量区域沿着环面形的测量室区段的壁布置
。8.
根据权利要求2所述的培养箱，其中，所述传感器装置被设计成电子鼻并且具有电子控制装置以及多个不同的
VOC
传感器，以及特别是具有冲洗装置，借助冲洗装置可以通过冲洗气体冲洗所述测量室
。9.
根据权利要求8所述的培养箱，其中，所述控制装置具有带至少一个数据存储器的数据处理装置，数据处理装置被编程用于实施下列步骤：
i)
将测量数据集储存在数据存储器中，测量数据集包含了数量
N
＞1个
VOC
传感器的特别是与时间相关地进行检测的测量值，其中，测量值表征相应的
VOC
传感器的探测到的测量信号，测量信号在存在来自培养箱腔室的并且施加在
VOC
传感器的测量区域处的气体环境的体积的情况下被检测到；
ii)
特别是在使用测量数据集和参考数据集的差的情况下从测量数据集与参考数据集的比较求出第一结果测量数据，参考数据集包含了数量为
N
＞1的
VOC
传感器的特别是取决于时间地检测到的参考测量值，其中，参考测量值表征相应的
VOC
传感器的探测到的测量信号，所述测量信号在存在来自冲洗装置的并且施加在
VOC
传感器的测量区域处的冲洗气体的情况下被检测到；可选：
iii)
识别在包含了结果测量数据的结果测量数据集中的表征性的数据模式，其中，表征性的数据模式代表了在气体环境气体中被证实的特定的
VOC、
特别是也代表其浓度
或量
。10.
根据权利要求9所述的培养箱，其中，所述步骤
iii)
包含，使用借助机器学习求出的分类算法
、
特别是神经网络来对表征性的数据模式进行分类
。11...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明，
申请(专利权)人：艾本德欧洲股份有限公司，
类型：发明
国别省市：