DE3318287A1 - Automatische bakterienkolonien-uebertragungsvorrichtung - Google Patents

Description

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Beschreibung

• Die Erfindung betrifft eine Bakterienkolonien-Übertragungsvorrichtung, mit der eine Kolonie von Bakterien, d. h.. eine Fleckengruppe, aus einer Kültur-Petrischale in eine Test-Petrischale oder ein Testrohr übertragen werden kann, ohne Störungen hervorzurufen, mit Ausnahme einer visuellen Inspektion, um eine gewünschte, zu übertragende Kolonie auszuwählen.

Ein Verfahren zur Entdeckung von wirksamen Bakterien im Boden oder dgl. ist verwendet worden, um neue Arten von Lebewesen zu entwickeln, z„ B'= Antibiotika. Zu diesem Zweck werden Bakterienkolonien in großem Umfang aus heterogenen Böden gesammelt oder aufgenommen und kultiviert, und zwar durch Bakterienkolonien-Übertragungsvorgänge zwischen Petrischalen oder zwischen einer Petrischale und einem Testrohr. Außerdem wird auf dem Gebiet der genetischen Entwicklung, in welchem verschiedene Forschungen und Untersuchungen in jüngster Zeit sich schnell entwickelt haben, eine bestimmte Spezies von Bakterien ausgewählt und in Erwartung der Schaffung von neuen Lebewesen durch Gen-Rekombination mit den kultivierten Bakterien kultiviert. Auch bei diesen Prozessen

QQ werden häufig Bakterienkolonien-Übertragungsvorgänge durchgeführt.

Herköntmlicherweise sind Bakterienkolonien-Übertragungsvorgänge manuell durchgeführt worden, indem man eine ■35 Platinschlaufe verwendet hat, die ein speziell geformtes Ende besitzt, wie z. B. eine ohrlöffeiförmige Spitze, während man die Bakterienkolonien visuell besichtigt oder untersucht hat.

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Unter vielen Betriebsarten ist ein Beispiel für einen Bakterienkolonien-Ubertragungsvorgang von der Art, daß eine Bakterienkolonie, die bis zu einem gewissen Grade, gewachsen ist, beispielsweise auf 1 bis 2 nun oder mehr

b im Durchmesser, aus Bakterienkolonien, die in einem Agarrnedium in einer Kultur-Petrischale gesellig wachsen, ausgewählt und zu Testzwecken in eine andere Petrischale übertragen wird. Diese Operation erfordert nicht nur Geschicklichkeit und ist in beträchlichem Maße störend, sondern sie ist auch kompliziert bei der Aufzeichnung und der Kontrolle von verschiedenen Daten hinsichtlich der Positionen, Arten oder dg3 . der übertragenen Bakterienkolonie.

Hinsichtlich der Übertragungs-Betriebsarten im Hinblick auf die Art des Behälters, in welchen eine Kolonie übertragen wird, ist es derzeit der Umstand, daß eine Test-Petrischale für die Übertragung einer Bakterienkolonie geeignet ist, welche eine Anzahl von Arten von. Bakterien enthält, da ihr breiter Bereich verwendet wird, während eine Teströhre verwendet wird, um eine große Anzahl von •Bakterien einer einzigen Art oder eine Spezies zu kultivieren. .

Da es wichtig ist, eine Verunreinigung durch andere Arten von Keimen oder Mikroorganismen bei dem Bakterienkolonien-Übertragungsvorgang zu verhindern, wird der Vorgang in einem Sicherheitsbehälter durchgeführt, und sämtliche zu verwendenden Instrumente werden der Desinfektion und Sterilisation, nachstehend kurz mit dem Ausdruck Sterilisation bezeichnet, rechtzeitig unterworfen. Wenn der oben erwähnte Bakterienkolonien-Übertragungsvorgang betrachtet wird, ändern man auf unterschiedlichen Standpunkten steht, so wird in dem Stadium, wo Studium und Entwicklung betrieben worden, ein Vorgang des Herausnehmens einer neuen Bakterionspezi.es, die hoffnungsvoll und nützlich erscheint, während einer Beschränkung auf eine einzelne Spezies so rein wie möglich aus einer Bakterienkolonie erfolgt, in

der verschiedene Spezies von Bakterien gemischt kultiviert werden, und ein Prozess der Schaffung njnor rriruMi Kultur von herausgenommenen Bakterienspezi es wiederholt.. Und in dem Stadium, wo die neue Bakterienspezies einer industriellen Massenproduktion unterliegt oder der Registrierung/Speicherung unterworfen ist, wird ein Prozess der Beseitigung von Bakterienspezies durchgeführt, die kaum nützlich und durch verschiedene Keime oder Mikroorganismen verunreinigt erscheinen, die dort in fundamentaler Weise nicht existieren sollten» In aktuellen Fällen ist es erforderlich, einige Tausende oder mehr Testkörper jeden Tag zu handhaben. Während dementsprechend die oben erwähnten Bakterienkolonien-Übertragungsvorgänge auf einen Blick' einfach erscheinen, ist es so,daß die Vorgänge, bei denen die visuelle Inspektion für eine lange Zeitdauer zur Spezifizierung einer gewünschten Bakterienkolonie und die Arbeiten zur genauen Aufnahme und übertragung der spezifizierten Bakterienkolonie wiederholt durchgeführt werden . und dadurch Probleme hervorrufen, daß nicht nur eine in einem bestimmten Maße erfahrene Person erforderlich ist, sondern auch eine solche erfahrene Person sehr ermüdet wird. Außerdem bestand das Problem, daß in der oben angedeuteten Weise, die Aufzeichnung und Speicherung der Information im Hinblick auf die Bakterienkolonienübertragung mühevoll und nicht effizient ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bakterienkolonien-Übertragungsvorrichtung zu schaffen, mit der die Bakterienkolonien-Übertragungsvorgänge automatisch mechanisch durchgeführt werden können, mit Ausnahme des spezifischen Bakterienkolonien-Wählvorganges, der unter den derzeitigen Umständen zwangsläufig manuell durchgeführt wird.

In jüngster Zeit wird eine Vorrichtung zur Durchführung der Positionierung mit hoher Genauigkeit relativ leicht verfügbar. Aufgrund der bemerkenswerten Entwicklung der sogenannten Mechatronik ist es möglich geworden, ein vergrößertes Bild einer beobachteten Bakterienkolonie auf

einer Anzeige, wie ζ. Β. einer Kathodenstrahlröhre zu reproduzieren, indem man eine Fernsehkamera verwendet, anstatt eine direkte visuelle Inspektion der beobachteten Bakterienkolonie vorzunehmen, um in einer Speichereinrichtung die Koordinaten der Position zu speichern, die z. B. mit einer Laufmarkierung auf der Anzeigeeinrichtung bestimmt werden. Außerdem ist es bekannt, daß nicht nur langwierige, komplizierte aufeinanderfolgende Mechanismussteuerungen, die mit mechanischen Mitteln nicht durchgeführt werden konnten, nunmehr in sehr einfacher und sehr genauer Weise unter Verwendung eines Computers durchgeführt werden können, sondern es können sogar, die Steuerungsvorgänge in einfacher Weise geändert werden, und verschiedene Arten von mit Computern ausgerüsteten Steuervorrichtungen werden in hohem Maße wenig kostspielig.

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Weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine automatische Bakterienkolonien-Übertragungsvorrichtung zu schaffen, in der eine sehr genaue mechatronische Technik und eine · computerisierte Steuertechnik der oben angedeuteten Art in so geeigneter Weise kombiniert sind, daß nur der Vorgang der Wahl einer gewünschten Bakterienkolonie durch visuelle Inspektion durchgeführt wird, während die anderen Vorgänge als der Kolonienauswahlvorgang automatisch durchgeführt werden, so daß es möglich wird, die gesamten Bakterienkolonien-Übertragungsvorgänge in effizienter Weise durchzuführen.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1A einen Querschnitt (A) bzw. eine Seitenansicht (B) einer Ausführungsform eines Bakterienkolonien-Aufnähme/übertragungs-Endelementes vom Selbstbeheizungstyp, das

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zur Verwendung in der Vorrichtung gemäß der

Erfindung geeignet ist;.
Fig. IB den Erregungsstrom (C) bzw. die Temperatur

(D) des Endelementes gemäß Fig. 1A; Fig. 2 verschiedene Ansichten zur Erläuterung der

Verwendung einer Ausführungsform eines Bakterienkolonien-Aufnähme/übertragungs-Endelementes vom Wegwerftyp, das zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung geeignet ist;

Fig. 3 verschiedene Darstellungen zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung eines Wegwerfelementes ähnlich der Darstellung in ■ Fig. 2;

Fig. 4 schematische perspektivische Darstellungen

zur Erläuterung eines Beispiels des Bakterienkolonien-Übertragungsvorganges, wenn eine Test-Petrischale als Testbehälter verwendet wird;

Fig. 5 verschiedene Querschnitt eines Testrohres

zur Erläuterung eines Beispiels des Bakterienkolonien-Übertragungsvorganges , wenn eine Teströhre als Testbehälter verwendet wird; Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Bakterienkolonien-Übertragungsvorganges gemäß

einer Ausführungsform der Erfindung,, in der ein Bakterienkolonien-Aufnahme/Übertragungs-Endelement vom Wiederverwendungstyp, das häufig wiederverwendbar ist, verwendet wird; Fig. 7 eine Draufsicht einer Bakterienkolonien-Übertragungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der ein ein Bakterienkolonien-Aufnähme/Übertragungs-Endelement vom Wegwerftyp verwendet wird; Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Teiles

einer erfindungsgemäßen Bakterienkolonien-Übertragungsvorrichtung, bei der eine Teströhre in geeigneter Weise als Testbehälter angeordnet wird;

Fig. 9 eine Vorderansicht im Schnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 8; und in Fig. 10 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der

Anordnung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bakterienkolonien-Ubertragungs-

vorrichtung.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen erläutert. Der Einfachheit halber werden eine Petrischale, in der eine gesammelte oder aufgenommene Bakterienkolonie enthalten ist, als Kultur-Petrischale bezeichnet, und eine Petrischale, in die eine Bakterienkolonie in der Kultur-Petrischale übertragen wird, wird als Test-Petrischale bezeichnet, um sie auf diese Weise voneiander zu unterscheiden.

Herkömmlicherweise wird, wie oben angedeutet, bei manuellen Bakterienaufnahme/Übertragungs-Vorgängen die Spitze einer bereits erwähnten Platinschlaufe, die vorher einer · Waschung und Sterilisation unterworfen worden ist, mit einer Bakterienkolonie in einem Medium einer Kultur-Petrischale in Kontakt gebracht, um dafür zu sorgen, daß die Kolonie daran haftet,und danach wird die Spitze der Platin schläufe in Kontakt mit einem Medium in einer Test-Petrischale oder einer Teströhre gebracht, um die Kolonie auf diese zu übertragen.

In diesem Falle kann das Waschen und Sterilisieren der Platinschlaufe während der kontinuierlichen Vorgänge der übertragung von Bakterienkolonien von einer und derselben Art oder Spezies unterbleiben. Wenn andererseits die Operation nach einer Unterbrechung erneut gestartet wird, oder in solchen Fällen, wo eine Bakterienkolonie von einer Art oder Spezies, die sich von der unmittelbar vorher übertragenen Art unterscheidet, sind das Waschen und die Sterilisation erforderlich. Dies sollte in dem Falle angewendet werden, wo die Automatisierung in gleicher Weise wie oben erwähnt durchgeführt wird.

Zu'diesem Zweck gibt es eine erste Betriebsart oder Wiederverwendungs-Betriebsart, bei der eine Platinschlaufe oder dgl., die zu verwenden ist, einer Waschung und Sterilisation unterworfen wird, sowie eine zweite Betriebsart oder Wegwerf-Betriebsart, bei der das Waschen und die Sterilisation unterbleiben.

Die Platinschlaufe, die bei der oben erwähnten ersten oder Wiederverwendungs-Betriebsart gemäß der Erfindung verwendet wird, ist bekannt, und ihre Beschreibung kann insofern unterbleiben, während ein Aufnehmer vom Selbstbeheizungstyp gemäß der Erfindung nachstehend näher erläutert ist«,

Fig. 1A zeigt den Aufbau eines Aufnehmers 10 vom SelbstbeheizungStyp, der in der oberen Figur (A) im Querschnitt und in der unteren Figur (B) in der Draufsicht dargestellt ist. Der Aufnehmer wird durch Selbstbeheizung durch die Stromleitung durch den Aufnehmer selbst sterilisiert. Als Material für den Aufnehmer wird ein hitzewiderstandsfähiger Draht, wie z„ B. ein Nichrom-Draht 11 verwendet. Der Nichrom-Draht 11 ist in zwei Teile gefaltet, wobei ein hitzewiderstandsfähiger Isolator 12 dazwischen eingesetzt ist; das gefaltete oder abgekantete Spitzenteil 11-1 wird durch Schleifen verjüngt ausgebildet und zu einer ohrlöffeiförmigen Spitze fertiggestellt. Wenn ein Strom durch den Nichrom-Draht 11 in der durch Pfeile in ' Fig. IA (A) angedeuteten Richtung geleitet wird, so wird das Spitzenteil 11-1 mit hohem Widerstand auf Rotglut erhitzt, so daß das Spitzenteil sterilisiert und ein daran anhaftendes Material verbrannt wird. Fig. 1B zeigt in der oberen Darstellung (C) den im Aufnehmer 10 fließenden Strom i_ und in der unteren Darstellung (D) seine Heiζtemperatür T. Diese Betriebsart ist vorteilhaft, weil die Temperatur T durch Einstellung des Stromes i_ genau gesteuert werden kann und kein Heizofen erforderlich ist, was zu einer einfachen Anordnung der Vorrichtung führt.

Als nächstes wird der Aufnehmer gemäß der oben erwähnten" zweiten Betriebsart erläutert. Wie in Fig. 2(A) dargestellt, wird ein dünner Draht 22 aus einem Material, wie z. B. Gold, Aluminium, Glasfiber, der auf eine Drahtspule 21 gewickelt ist, von einer Zuführungseinrichtung 23 heruntergezogen und mit einer Klemmeinrichtung 24 festgelegt, während die Drahtspitze von einer Schneideinrichtung 25 abgeschnitten wird. Als nächstes wird das geschnittene Ende des dünnen Drahtes 22 durch Beheizung mit einer Schweißbrennerflamme 26 geschmolzen, um ein Kugelende oder eine Kugelspitze 27 zu bilden, wie es in Fig. 2 (B) gezeigt ist. Die Bakterienkolonien-Aufnahme/tJbertragungs-Vorgänge werden unter Verwendung dieser Kugelspitze 27 durchgeführt, wie es in Fig. 2 (C) dargestellt ist.

Im Falle der wiederholten Verwendung geht der·Prozess zurück zum Stadium gemäß'Fig. 2 (A), so daß das Endteil einschließlich der Kugelspitze 27 abgeschnitten und das geschnittene Endteil zur Bildung einer neuen Kugelspitze 27 durch Beheizen geschmolzen wird. Somit wird die Kugelspitze während des Kugelspitzen-Formungsvorganges sterilisiert, während ein Waschvorgang unnötig wird. Die Vorgänge, bei der Bildung der geschmolzenen Kugelspitze 27 werden durch die Bewegung eines X-Y-Tisches oder Kreuztisches unter Verwendung einer Computersteuerung durchgeführt. Als Brennerflamme 26 kann"eine Brennerflamme einer elektrischen Entladung oder eine Knallgasflamme verwendet werden, die in gezündetem Zustand gehalten und deren Richtung gesteuert werden können.

Alternativ zur Verwendung einer geschmolzenen Kugelspitze kann die Spitze eines Drahtes 22 gemäß der Darstellung in Fig. 3(A) abgeschnitten und gleichzeitig so geformt werden, daß das geschnittene Endteil zu einem Biegeteil 7 bzw. 8 geformt wird, wie es die Fig. 3 (B) oder 3 (C) zeigen, indem man ein Schneid/Formwerkzeug 28 verwendet; dann wird das Biegeteil 7 oder 8 einer Hitzesterilisation durch eine Heizeinrichtung 29 unterworfen, z. B. unter Vorwendung einer üblichen elektrischen Heizeinrichtung

oder ein'es Mikrowellen-Heizsystenis, wae es in Fig. 3 (D) angedeutet ist. Da das Spitzenteil, das einmal verwendet worden ist, abgeschnitten wird, ist auch in diesem Falle ein Waschvorgang nicht erforderlich. 5

Als nächstes werden die Vorgänge der Automatisierung beim Bakterien-Kolonien-Übertragungsvorgang zunächst einmal unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben, wo eine Test-Petrischale als Testbehälter verwendet wird. Fig. 4 (A) zeigt den Fall, wo eine Platinschlaufe als Aufnehmer verwendet wird. Nehmen wir nun an, daß die Position einer Bakterienkolonie 17-1, die durch visuelle Inspektion von einer Bedienungsperson in der oben beschriebenen Weise aus den verschiedenen Bakterienkolonien ausgewählt worden ist, die in einem Medium 1β in einer Kulturpetrischale verteilt sind, in einer Speichereinrichtung gespeichert worden ist, indem man die Positionen von Kolonien, die auf einer Anzeige-Bildebene gezeigt werden, unter Verwendung eines Läufers in der oben beschriebenen Weise ausgewählt und bestimmt hat.

Auf der Basis dieser gespeicherten Information wird ein X-Y-Tisch oder Kreuztisch,, der nachstehend näher beschrieben wird, so bewegt, daß die Bakterienkolonie 17-1 direkt unter der Platinschlaufe 45 eines Aufnehmers 22 angeordnet und dann, der Aufnehmer 22 abgesenkt wird, um die Schlaufe 45 mit der Bakterienkolonie 17-1 in Kontakt zu bringen und dadurch die Bakterienkolonie 17-1, die an der Schlaufe 45 haftet, aufzunehmen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein optischer Höhenmesser 13A, der mit einem LSD, einer optischen Faser, einer Photodiode usw. versehen ist, .verwendet, um die Höhe der Schlaufe 45 zu steuern, um einen glatten oder weichen Kontakt der Schlaufe 45 mit der Bakterienkolonie 17-1 zu erreichen. Als nächstes wird der Aufnehmer 22 nach oben gezogen und von einem Transportmechanismus, der nachstehend näher erläutert ist, so bewegt, daß die Schlaufe 45 durch den Läufer direkt in eine vorgegebene Position, die vorher gespeichert worden ist,

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über einem Medium 16 in einer Test-Petrischale 18-1 gebracht wird, wie es Fig. 4 (B) zeigt. Dann wird der Aufnehmer 22 abgesenkt, bis die Schlaufe 45 in Kontakt mit dem Medium 16 kommt, um dadurch die Bakterienkolonie 1.7-1 auf das Medium 16 zu übertragen. Zur Einstellung der relativen Positionen zwischen der Schlaufe 45 und jeder der Kultur-Petrischalen und der Test-Petrischalen werden die X-Y-Tische oder Kreuztische, auf denen die Kulturbzw. Test-Petrischalen jeweils montiert sind, bewegt.

Die oben erwähnte Abfolge von Übertragungsvorgängen kann ohne weiteres unter Verwendung einer Computersteuerung durchgeführt werden. Eine derartige Steuertechnik mit einem Computer ist bekannt und wird in großem Umfang verwendet. Fig. 4 (B) zeigt den Fall, wo die Bakterienkolonie 17-1 von einer und derselben Spezies in die Test-Petrischale 18-1 übertragen wird,'so daß die Bakterienkolonie 17-1 an einer Vielzahl von Positionen auf dem Medium 16 in der Petrischale 18-1 angeordnet ist; alternativ, dazu ist es möglich, eine Vielzahl von Bakterienkolönien 17-2, 17-3 usw. von verschiedenen Arten aus einer Vielzahl von Spezies zu übertragen, wie es Fig. 4 (C) andeutet.

Die obige Beschreibung gilt im wesentlichen für den Fall, wo die Übertragung unter Verwendung eines .solchen Aufnehmers durchgeführt wird, wie er in Fig. 1,2 und 3 gezeigt ist.

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung des Falles, wenn eine Bakterienkolonie aus einer Kultur-Petrischaxe in eine Teströhre übertragen wird. Wenn ein Medium in der Teströhre eine Flüssigkeit ist, wird es genügen, die Spitze des Aufnehmers lediglich in das flüssige Medium einzutauchen, so daß diesbezüglich eine nähere Beschreibung entbehrlich erscheint. Wenn gelierter Agar andererseits als Medium verwendet wird, wird das folgende Verfahren eingesetzt, um den Übertragungsvorgang in effektiver Weise durchzuführen. Dieses Verfahren wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert.

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Der Zweck der Übertragung in eine Teströhre ist die Massenproduktion einer Bakterienkolonie einer einzigen Spezies in effektiver Weise, und zu diesem Zweck wird die Oberfläche des Mediums in der Teströhre so ausgebildet, daß sie gegenüber der Längsachse der Teströhre geneigt ist, um die Kontaktfläche des Mediums mit der Luft möglichst groß zu machen. Eine derartige geneigte Medienoberfläche wird so ausgebildet, daß ein Medienmaterial (Agar) in Form einer Flüssigkeit in eine vorher IQ im richtig geneigten Zustand gehaltene Teströhre gegossen und in dieser verfestigt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Gestalt des Mediums so auszubilden, daß es einen gewünschten und vorgegebenen Neigungswinkel, Höhe usw. besitzt.

Fig. 5(A) zeigt die automatischen Vorgänge der übertragung einer Bakterienkolonie in eine Teströhre 19 unter Verwendung von irgendeiner Platinschlaufe oder einem Aufnehmer, wie sie in den Fig·. 1 (A) , 2 und 3 dargestellt sind. In diesem Falle wird die Höhe A, die mit dem Pfeil von der Oberfläche 50 eines Mediums bezeichnet ist, von einem Höhenmesser 13A abgetastet, um die Richtung der normalen zur Medienoberfläche 50 durch eine Rechensteuerung vom Computer zu bestimmen; nachdem die Teströhre von einem Drehmechanismus, der nachstehend näher erläutert ist, so angetrieben worden ist, daß sie sich in die vorgegebene Richtung bewegt und dort angehalten hat, wird die Aufnehmerspitze 27 abgesenkt, wie es mit der gestrichelten Linie angedeutet ist.. Dann werden X-Y-Tische oder

QQ Kreuztische, auf denen die Teströhre bzw. der Aufnehmer montiert sind, angetrieben, um sich in Verbindung miteinander so zu bewegen, daß die Spitze 27 des Aufnehmers aus seiner abgesenkten Position in Zick-Zack-Richtung nach oben bewegt wird, wobei er auf der Kulturoberfläche 50

gg gleitet, um auf diese Weise die Bakterien zu verteilen oder zu verstreuen und zu übertragen, wie es in Fig. 5(C) dargestellt ist.

Fig. 5(B) zeigt den Fall, wo ein wiederverwendbarer Aufnehmer gemäß der oben erwähnten ersten Betriebsart verwendet wird, mit dem es möglich ist, den Kontakt zwischen der Spitze des Aufnehmers und der Medienoberfläche 50 unter Verwendung eines Belastungs- oder Dehnungsmeßgerätes 51 abzutasten. Dabei wird die Spitze des Aufnehmers in einer vorgegebenen Posititon angehalten, die vom Zentrum der Röhre ausgelenkt ist und sich dicht an der Innenwand der· Röhre befindet, und zwar mit einer nachstehend beschriebenen Transporteinrichtung.

Wenn die Teströhre 19 in der Richtung gedreht wird, die durch den Pfeil R bezeichnet ist, und die Spitze des Aufnehmers in Kontakt mit der Medienoberfläche 50 ist, wird der Kontakt durch das Belastungs- oder Dehnungsmeßgerät 51 gemessen und die Drehung der Teströhre angehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird die Aufnehmerspitze mit ihrem abgesenkten Teil auf der Medienoberfläche 50 in Kontakt gebracht, wie es mit der gestrichelten Linie angedeutet ist, und zwar durch die nach unten gerichtete Bewegung ■ des Aufnehmers und die' horizontale Bewegung des X-Y-Tisches. Dann bewegt sich die 'Aufnehmerspitze in Zick-Zack-Richtung gemäß Fig. 5(C) in der oben beschriebenen Weise, gesteuert durch den Computer.

Eine Ausführungsform der Bakterienkolonie-Übertragung in eine Teströhre, bei der eine Profilplatte verwendet wird, ist in Fig. 5(D) und 5(E) dargestellt. In Fig. 5(D) ist die Profilplatte 23a an der Spitze einer flexiblen Stange.

22a mit einem Kugelfassungs-Verbindungsmechanismus BS angebracht. Dementsprechend ist die Profilplatte 23a in jede Neigungsrichtung gegenüber der Stange 22a frei drehbar oder schwenkbar. Die Profilplatte 23a wird in die Teströhre 19 eingesetzt und in Kontakt mit der Medienoberfläche 50 gebracht. Es ist möglich, die Profilplatte 23a in gutem Kontakt mit der Medienoberfläche zu halten, unabhängig von den Richtungen der Medienoberfläche 50 und der Aufwärts/Abwärts-Gleitbewegung, wobei eine Biegung in

der in der Zeichnung'dargestellten Weise erfolgt, so daß es möglich ist, den Verteilungs- und Übertragungsvorgang • mit einem Schritt durchzuführen. Obwohl das Verfahren des vorherigen Aufnehmens einer Bakterienkolonie auf die untere Oberfläche der Profilplatte aus einer Kultur-Petrischale ähnlich dem Fall ist, wo die oben erwähnten verschiedenen Arten von Aufnehmern verwendet werden, ist dieser Fall insofern vorteilhaft, als eine Bakterienkolonie in einem breiten Bereich oder einer großen Fläche . in einem Schritt mit einem sogenannten Stempelvorgang aufgenommen werden kann.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des gesamten Mechanismus der· Bakterienkolonien-Übertragungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Vorrichtung auf einem Tisch 30 mit· fester oder starrer Oberfläche aufgebaut ist. Eine Anzeige einheit -33 ist auf der Oberfläche des Tisches 30 in seinem mittleren Bereich angeordnet, und ein drehbarer 'Arm 31, der an der Anzeigeeinheit 33 angebracht ist, kann genau an jeder.der vier Eckpositionen angehalten werden, die in Abständen von 90° angeordnet sind. Ein Ring oder eine Hülse .32 ist am* vorderen Ende des Armes 31 angebracht, und die Platinschlaufe oder der wiederverwendbare Aufnehmer gemäß Fig. 1A ist lösbar an der Hülse 32 befestigt. Die Bezugszeichen 34-1 und 34-2 bezeichnen X-Y-Tische oder Kreuztlsche, auf denen eine Kultur-Petrischale 15 bzw. eine Test'-Petrischale 18 montiert sind, so daß die Bakterienkolonie von der Kultur-Petrischale zur Test-Petrischale 1Ö durch die Rotation und Aufwärts/Abwärts-Bewegung des drehbaren Armes 31 übertragen wird. Sämtliche Rotations- und Aufwärts/Abwärts-Bewegungen des Mechanismus werden mit der programmierten Steuerung durch den Computer in der bereits beschriebenen Weise durchgeführt. Die Steri !isation der Platinschlaufe oder des Aufnehmers werden mit einem Sterilisationsbereich 35 durchgeführt, und das Waschen und Kühlen erfolgt in einem Waschbehälter 36. Die Sterilisation des Sterilisationsbereiches 35 kann durch-

geführt werden, indem man eine Beheizung, medizinische Flüssigkeiten oder optische Laser verwendet. Die Sterilisation bei dieser Ausführungsform wird für den Fall der Verwendung einer Heizeinrichtung nachstehend erläutert. Wenn ein Aufnehmer vom Selbstbeheizungstyp gemäß Fig. 1A bei dieser Vorrichtung verwendet wird, sind der Sterilisations- oder Heizbereich 35 und der Waschbereich nicht erforderlich. Wenn aber ein solcher Aufnehmer mit einer Kugelspitze 27, wie er in Fig. 2 dargestellt ist,oder ein Aufnehmer von dem Typ, bei dem ein dünner Draht 22, der gemäß Fig. 3 geschnitten und geformt wird, als Aufnehmer verwendet wird, ist die Vorrichtung so angeordnet, wie es Fig. 7 in der Draufsicht zeigt. Dabei wird die Formung der Kugelspitze 27 oder die Formgebung der Spitze des dünnen Drahtes 22 in einem Spitzen-Bearbeitungsbereich 37 mit Vorgängen -gemäß Fig. 2 oder Fig. 3 durchgeführt, während die Aufnahme-· und Übertragungsvorgänge in gleicher Weise durchgeführt werden wie im Falle von Fig.. 6.

Die automatischen Vorgänge zum Schmelzen, Schneiden usw., die im Spitzen-Bearbeitungsbereich 37 durchgeführt werden, sind beispielsweise im Hinblick auf "eine automatische Drahtbondxngmaschxne bekannt, die. in großem Umfang auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung verwendet wird, so daß eine nähere Beschreibung hier entbehrlich erscheint.

In dem Falle, wo eine Teströhre als Testbehälter verwendet wird, ist es erforderlich, einen Teströhrenständer auf der Oberfläche des Tisches 30 anzubringen, indem man ein Hilfsteil verwendet, da eine Teströhre höher ist als eine Petrischale; weiterhin ist es erforderlich, einen Drehmechanismus vorzusehen, denn die Teströhre 19 muß in der oben beschriebenen Weise gedreht wenden.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Art und Weise, wie die Teströhre 19 angebracht und gedreht wird, näher erläutert ist. In Fig. 8 ist ein Hilfsteil 30' auf der Oberfläche des Tisches 30 in der dargestellten Weise

angebracht, um die vertikale Position des X-Y-Tisches 34-2 abzusenken, und ein drehbarer Bereich 38 ist auf dem X-Y-Tisch 34-2 vorgesehen, wobei der drehbare Bereich 38 mit einem Loch 38' ausgebildet ist, in welches die Teströhre 19 eingesetzt werden kann. Obwohl der Drehmechanismus für den drehbaren Bereich 38 nicht im einzelnen dargestellt ist, ist klar, daß ein solcher Drehmechanismus sowie der Mechanismus zum Bewegen in X-Y-Richtung leicht realisiert werden kann. In dem Falle, wo die Teströhre 19 von Hand eingesetzt wird, so daß die Medienoberfläche eine vorgegebene Richtung erhält, ist es selbstverständlich möglich, daß der Drehmechanismus nicht erforderlich ist, so daß der gesamte Mechanismus und die Steuerung dafür erheblich vereinfacht werden kann.

Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, der oben beschriebenen Ausführungsform, wobei eine Fernsehkamera 39-1 über der Kultur-Petri'schale 15 angebracht und eine Bildschirmanzeige 39-2 in einer geeigneten Position zur Überwachung durch eine Bedienungsperson angeordnet ist. Die Bedienungsperson kann ein Steuerpult 41 betätigen, um einen' Läufer oder Cursor in der Bildebene der Bildschirmanzeige 39-2 so zu bewegen, daß eine gewünschte, zu übertragende Bakterienkolonie gewählt wird. Das Bezugszeichen 40 bezeichnet eine Abdeckung, um zu verhindern, daß Keime, Mikroorganismen sowie Licht eindringen.

Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des gesamten Aufbaus der Äusführungsform gemäß der Erfindung, wobei eine Kultur-Petrischale 15 und eine Test-Petrischale 18 oder eine Teströhre 19 jeweils auf X-Y-Tischen oder Kreuztischen' 34-1 und 34-2 angeordnet sind, die jeweils in der Nähe von gegenüberliegenden Endbereichen eines gemeinsamen Tisches 30 angeordnet sind» Ein Aufnehmerbereich 13 wird zwischen der Kultur-Petrischale 15 und der Test-Petrischale oder der Teströhre 19 mit einem Transportmechanismus 42 unter der Steuerung eines Mikrocomputers 43 bewegt, der mit einem Speicher 44 und einem Bedienungs-

oder Steuerpult 41 ausgerüstet ist. Ein Höhenmesser 13A, der am Aufnehmerbereich 13 angebracht ist, mißt seine Höhe gegenüber der Medienoberfläche, um die Höhe der Spitze des Aufnehmerbereiches 13 in der oben beschriebenen Weise zu steuern. Die X-Y-Tische 34-1 und 34-2 können mit einer Feineinstellung in den beiden senkrechten Richtungen X und Y mit einem Motorantrieb, ζ. Β. einem Schrittmotor bewegt werden. In einer Zwischenposition zwischen den X-Y-Tischen 34-1 und 34-2 ist ein Aufnehmer-Bearbeitungsbereich 37 vorgesehen, um Regenerierungs/Sterilisierungs-Prozesse an der Aufnehmerspitze vorzunehmen, beispielsweise die Ausbildung einer geschmolzenen Kugelspitze 27. Diese Bearbeitung wird erforderlich, wenn eine zu übertragende Bakterienkolonie unter Verwendung eines nachstehend beschriebenen Überwachungsbereiches 39 neu gewählt wird und von einer anderen Art oder Spezies als die bis"dahin gehandhabten Bakterienkolonie, ist, oder wenn der Betrieb nach einer Unterbrechung wieder gestartet wird, wobei der BearbeitungsVorgang unter der Steuerung des Mikrocomputers 43 in Zusammenarbeit mit der Bewegung der X-Y-Tische oder Kr.euztische vorgenommen wird. Das Aufnehmen und übertragen einer Bakterienkolonie wird in der oben beschriebenen Weise durchgeführt. Der Überwachungsbereich 39 besteht aus einer Fernsehkamera und einer Anzeige, wobei die Fernsehkamera an dem gemeinsamen Tisch 30 so angebracht ist,' daß die Medienoberfläche in der Kultur-Petrischale 15 gut untersucht oder inspiziert werden kann.

Obwohl eine kreisförmige Petrischale bei der oben beschriebenen Ausführungsform dargestellt ist, ist die Form des Behälters keinesfalls auf eine solche kreisförmige Form beschränkt, vielmehr kann jeder Behälter mit geeigneter Gestalt oder Form für die automatische Bakterienkolonien-Übertragungsvorrichtung verwendet werden, beispielsweise kann eine Form mit Richtungsqualität, wie z. B. mit kreisförmiger Gestalt, bei dem ein Segment fehlt, ohne weiteres eingesetzt werden.

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Bai der oben beschriebenen automatischen Bakterienkolonien-Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft, daß keine Geschicklichkeit für den Bakterienkolonien-Ubertragungsvorgang erforderlich ist, vielmehr kann die Aufzeichnung und Speicherung von Information im Hinblick auf die Bakterienkolonienübcrtrayung in wirksamer Weise auf elektronischem Wege realisiert worden.

Leerseite

Claims (12)

■Patentansprüche

1. Automatische Bakterienkolonien-Übertragungsvorrichtung , gekennzeichnet durch

- einen gemeinsamen Tisch (30);

einen Computer (43) mit geeigneten Speichern (44); einen Kulturbehälter (15) , in welchem Bakterienkolonien kultiviert werden;
einen Testbehälter (18), in den eine gewünschte : Bakterienkolonie der Bakterienkolonien aus dem Kulturbehälter übertragen wird;

zwei X-Y-Tische (34-1, 34-2), auf denen der Kulturbehälter bzw. der Testbehälter montiert sind und die so angeordnet sind, daß sie durch die Steuerung des

SO Computers (43) unabhängig voneinander bewegbar sind; j ■ einen Überwachungsbereich (39-1, .39-2) zur Inspektion der Bakterxenkolonien auf der Oberfläche eines Mediums im Kulturbehälter, um eine gewünschte Bakterienkolonie auszuwählen;

einen Aufnehmerbereich (13) zum Aufnehmen der gewählten Bakterienkolonie aus dem Kulturbehälter und zur übertragung der aufgenommenen Bakterienkolonie auf eine Oberfläche eines Mediums (50) in dem Testbehälter;

einen Bakterienkolonien-Aufnehmer/Übertragungs-Endboreich (7, 8, 10, 23, 27 oder 45), der am Aufnehmerbereich (13) angebracht ist; und einen Transportbereich (42) , um nacheinander den Aufnehmerbereich zwischen dein Kulturbehälter und dem Testbehälter durch die Steuerung des Computers zu bewegen, so daß die gewünschte Bakterienkolonie mit dem Überwachungsbereich ausgewählt und automatisch von dem Medium im Kulturbehälter zum Medium im Testbehälter übertragen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bakterienkolonien-Aufnehmer/Übertragungs-Endbereich aus einem dünnen Draht (22) aus einem .

Material, wie Gold, Aluminium, rostfreiem Stahl, Glasfiber oder dgl. besteht und daß die Vorrichtung mit einem Aufnehmer-Bearbeitungsbereich (37) ausgerüstet ist, um das Abziehen, Abschneiden, Beheizen und Formen des dünnen Drahtes (22) in Verbindung mit dem Vorgang der Übertragung der gewählten Bakterienkolonie aus dem Kulturbehälter in den Testbehälter durchzuführen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- *zeichnet, daß der Aufnehmerbereich (13) mit einer Höhen-Abtasteinrichtung (13A) versehen ist, die ein LSD, eine optische Faser und eine Photodiode aufweist, um die Höhe der Oberfläche des Mediums des Testbehälters zu messen.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsbereich (39-1, 39-2), eine Fernsehkamera zum Photographieren der Bakterienkolonien in dem Kulturbehälter (15), eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige eines vergrößerten Bildes der Kolonien und einen Läufer zur Bestimmung einer gewünschten Bakterienkolonie der Bakterienkolonien in der Bildebene der Anzeigeeinrich-

tung aufweist, um hauptsächlich Information·im Hinblick auf die Quantität und Position der Bewegung von jedem der beiden X-Y-Tische (34-1, 34-2) zu speichern, welche in Verbindung mit dem Wählvorgang der gewünschten Bakterienkolonie bewegt werden.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportbereich (42) einen Arm (31) mit gegenüberliegenden Enden besitzt, wobei der Aufnehmerbereich an einem der gegenüberliegenden Enden angeordnet ist, während eine Anzeigeeinheit (33) am anderen Ende des Armes angebracht ist und als Drehachse für den Arm dient, und daß die beiden X-Y-Tische und ein Aufnehmer-Bearbeitungsbereich (37) auf einer Kreisbahn der Drehung des einen Endes des Armes angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportbereich (42) eine Anzeigeeinheit (33), die auf dem gemeinsamen Tisch (30) angeordnet ist, einen Arm (31), der mit der'Anzeigeeinheit als Drehachse durch die Wirkung der Anzeigeeinheit drehbar und so angeordnet

ist, daß er an mindestens vier Positionen anhalten kann, sowie ein Bakterienkolonien-übertragungs-Endteil (7, 8, 10, 27, 23 oder 45) aufweist, das vertikal beweglich an einem Ende des Armes (31) angebracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakterien-Kolonien-Übertragungs-Endteil eine Platinschlaufe ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakterienkolonien-Übertragungs-Endteil ein Element vom Selbstbeheizungstyp ist, das aus einem Widerstandsdraht (11) besteht,der in zwei Bereiche mit einem dazwischen eingesetzten hitzewiderstandsfähigen Isoliermaterial (12) gefaltet ist, wobei das

' gefaltete Spitzenteil des Drahtes so geformt ist, daß sein Querschnittsbereich reduziert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet/ daß das Bakterienkolonien-Ubertragungs-Endteil eine kleine flache Platte (23a) ist, die mit einer Kugelfassungsverbindung (BS) an der Spitze einer elastischen dünnen Stange (22a) angebracht ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet/ daß zu den mindestens vier Positionen solche Positionen gehören, in denen der Kulturbehälter (15), der Testbehälter (18), ein Heizbereich (35) zum Heizen/Sterilisieren des Bakterienkolonien-Übertragungs-Endteiles und ein Wasch/ Kühlbereich (36) zum Waschen/Kühlen des beheizten/ sterilisierten.Bakterienkolonien-Übertragungs-Endteiles jeweils angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 10, dadurch gekennzeichnet/ daß die Vorrichtung ein Belastung?- oder Dehnungsmeßgerät (51) aufweist, das am Basisteil des Bakterienkolonien-Übertragungs-Endteiles angebracht ist, um den Kontakt des Bakterienkolonien-übertragungs-Endteiles mit der Oberfläche des Mediums (50) des Testbehälters abzutasten.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kulturbehälter eine Kultur-Petrischale (15) und der Testbehälter

. eine Test-Petrischale (18) oder eine Teströhre (19) sind.