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Patent Searching and Data


Title:
CAPILLARY CELL AND USE OF A CAPILLARY CELL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/025205
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a capillary cell (1, 70, 110), in particular for use in an optical microscope, more particularly a light sheet microscope (40), said capillary cell having an outer casing (3, 72, 112) consisting of a material that is light-permeable in the visible spectrum. The casing also has a side wall and a lower cover. A support device (9, 82, 122) is provided inside the casing, said support device comprising inter alia a permeable structure.

Inventors:
FRITZSCHE, Thomas (Straße des 18. Oktober 19/W78, Leipzig, 04103, DE)
BRAUMANN, Ulf-Dietrich (Menckestraße 8, Leipzig, 04155, DE)
Application Number:
EP2018/069696
Publication Date:
February 07, 2019
Filing Date:
July 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. (Hansastraße 27c, München, 80686, DE)
International Classes:
B01L3/00; G01N21/03; G01N21/64; G02B21/16; G02B21/34; G02B21/36
Domestic Patent References:
WO2009049740A12009-04-23
Foreign References:
EP2174715A12010-04-14
DE102012108158A12014-03-06
CA2684221A12008-10-23
DE102014004851A12015-10-01
US20160000128A12016-01-07
EP0515883A21992-12-02
US5126238A1992-06-30
Other References:
ANNA KAUFMANN ET AL: "Multilayer mounting enables long-term imaging of zebrafish development in a light sheet microscope", DEVELOPMENT, 1 September 2012 (2012-09-01), pages 3242 - 3247, XP055509449, Retrieved from the Internet [retrieved on 20180925], DOI: 10.1242/dev.082586
Attorney, Agent or Firm:
PFENNING, MEINIG & PARTNER MBB (Joachimsthaler Straße 10-12, Berlin, 10719, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Kapillarzelle (1; 70; 110), insbesondere zur Verwendung in einem optischen Mikroskop, insbesondere in einem Lichtblattmikroskop (40), wobei die Kapillarzelle (1; 70; 110) eine äußere Hülle (3; 72; 112) aus einem im visuellen und/oder Nahen Infrarot Spektrum lichtdurchlässigen Material umfasst; die Hülle (3; 72; 112) eine Seitenwand (5; 74; 114) und einen unteren Deckel (7; 76; 116) besitzt; und die Hülle (3; 72; 112) einen Zufluss (13; 88; 130) und einen Abfluss (15; 90; 132) besitzt,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,

dass eine Auflagevorrichtung (9; 82, 122) für eine zu untersuchende Probe (30; 80) mit der Hülle (3; 72; 112) verbunden ist, wobei die Auflagevorrichtung (9; 82, 122) die Hülle (3; 72; 112) in eine untere, sich zwischen dem unteren Deckel und der Auflagevorrichtung (9; 82, 122) erstreckende Kammer (11; 86; 124) und einen oberen, sich zwischen einer oberen Begrenzung (21) der Hülle (3; 72; 112) und der Auflagevorrichtung (9; 82, 122) erstreckenden Teil (23, 126) kompartimentiert; und die Auflagevorrichtung (9; 82, 122) eine durchlässige Struktur (9; 98; 122) umfasst.

2. Kapillarzelle (1; 70) nach Anspruch 1, wobei der Zufluss (13; 88) und der Abfluss (15; 90) in die untere Kammer (11; 86) geführt sind, so dass die untere Kammer (11; 86) der Hülle (3; 72) eine Durchflusskammer ist.

3. Kapillarzelle (110) nach Anspruch 1, wobei der Zufluss (130) durch den unteren Deckel (116) geführt ist und mit einem durch die Auflagevorrichtung (122) führenden weiteren Kapillar (128) verbunden ist und der Abfluss (132) mit einem, dem Zufluss (130) gegenüberliegenden Ende des weiteren Kapillars (128) verbunden ist.

4. Kapillarzelle (110) nach Anspruch 3, wobei das weitere Kapillar (128) eine zumindest an die untere Kammer (124) grenzende semipermeab- le Membran (134) umfasst, wobei die semipermeable Membran (134) vorzugsweise auch im oberen Teil (126) angeordnet ist.

5. Kapillarzelle (1; 70; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die obere Begrenzung (21) der Hülle (3; 72; 112) einen oberen Deckel (78; 118) umfasst, welcher den oberen Teil (23, 126) als obere Kammer (23, 126) abschließt und ein Gaseinlasssystem (102) in die obere Kammer (23, 126) geführt ist, so dass die zu untersuchende Probe (30; 80) mit Gas spülbar ist.

6. Kapillarzelle (1; 70; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durchlässige Struktur (9, 98, 122) ein Filter oder eine semipermeable Membran (98) ist oder aufweist.

7. Kapillarzelle (1; 70; 110) nach Anspruch 6, wobei der Filter derart beschaffen ist, dass eine Flüssigkeit aufgrund von Kapillarkräften aufsteigen kann.

8. Kapillarzelle (1; 70; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das lichtdurchlässige Material ein Glas oder ein Kunststoff ist.

9. Kapillarzelle (1; 70; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die untere Kammer (11; 86; 124) ein Volumen von 7 mm3 bis 20 cm3 besitzt, und/oder die Auflagevorrichtung (9; 82, 122) ein Volumen von 0,1 mm3 bis 5 cm3 besitzt, und/oder die Auflagevorrichtung (9; 82, 122) eine Fläche von 2 mm2 bis 5 cm2 besitzt.

10. Verwendung einer Kapillarzelle (1; 70; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Lichtblattmikroskop.

Description:
Kapillarzelle und Verwendung einer Kapillarzelle

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Kapillarzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Verwendung einer Kapillarzelle in einem Mikroskopieverfahren, wie beispielsweise einem Lichtblattmikroskopieverfahren oder einem selective piain Illumination microscopy (SPIM) Verfahren.

Moderne Mikroskopieverfahren, insbesondere im visuellen Bereich bieten zahlreiche Möglichkeiten in der biologischen Forschung. Unter anderem sind bei vielen Mikroskopieverfahren auch Langzeitbeobachtungen von biologischen, insbesondere lebenden, Proben möglich. I nsbesondere die SPI M- Verfahren und die Lichtblattmikroskopie stellen Verfahren dar, welche sich bei der Bildgebung von biologischen Zellvorgängen großer Beliebtheit erfreuen.

Bei einem Lichtblattsystem sind die Beleuchtungs-und die Detektionsachse orthogonal zueinander ausgerichtet. Um die zu untersuchende Probe in den Schnittpunkt der Beleuchtungs- und Detektionsachse zu bewegen wird häufig auf eine Kapillarzelle zurückgegriffen, in welche die zu untersuchende Probe eingebracht wird. Anschließend kann die Kapillarzelle bzw. die sich darin befindliche Probe ebenenweise entlang der Detektionsachse bewegt werden, um so verschiedene Ebenen durch das Lichtblatt beleuchtet zu sehen. Ein Beispiel einer derartigen Kapillarzelle ist in der DE 10 2012 108 158 AI dargestellt. Die dort beschriebene Kapillarzelle umfasst neben einer Hülle mit einer begrenzenden Seitenwand und einem oberen und einem unteren Deckel einen Abschluss und einen Zufluss, mittels welchem die Kapillarzelle mit einer Lösung durchspült werden kann. Dabei ist der Abfluss in dem ersten

Deckel und der Zufluss in dem gegenüberliegenden Deckel angeordnet. Hierdurch kann die zu untersuchende Probe beispielsweise in der Lösung schwimmend untersucht werden. Bei der in der DE 10 2012 108 158 AI gezeigten Kapillarzelle ist es jedoch nachteilig, dass Langzeituntersuchungen nur schwierig durchführbar sind, da die Kapillarzelle dauerhaft durchströmt wird.

Die Druckschrift CA 2 684 221 AI zeigt eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren, in der bzw. dem ein Fluid, in dem sich zu untersuchende Partikel befinden, eine Kapillare durchströmt. Die sich mit dem Fluid bewegenden Partikel werden beim Durchfließen eines Messbereichs vermessen. Über poröse Strukturen können dem Fluid im Inneren der Kapillare Stoffe zugeführt werden, wie beispielsweise wachstumshemmende Substanzen, Gifte oder zellschädigende Chemikalien. Die Druckschriften DE 10 2014 004 851 AI und US 2016 / 0 001 285 AI zeigen ein vertikales Reaktionsgefäß in Form eines Inserts. Das Insert ist passfähig zu einem Aufnahmegefäß ausgebildet, mit mindestens einer oben befindlichen ersten Öffnung, sowie einer oben befindlichen zweiten Öffnung für einen Druckausgleich und einen Überlauf. Das Reaktionsgefäß besteht aus einem formstabilen Grundkörper, wobei der formstabile Grundkörper mindestens einen nichtkapillaren Reaktionsraum als Innenvolumen mit mindestens einer semipermeablen Membran als Seitenwand bildet.

Die Druckschrift EP 0 515 883 A2 zeigt eine Einrichtung zur sicheren Entnahme von Blut aus einem Vorratsgefäß mit einem Aperturhalter, in dem ein eine

Apertur aufweisendes Teil gehalten ist und an dem eine Kapillare befestigt ist. Das Vorratsgefäß ist durch ein Deckelteil verschließbar. Das Deckelteil weist einen Bereich auf, durch den hindurch die Kapillare bei geschlossenem Deckelteil in das Vorratsgefäß einführbar ist. Die Druckschrift US 5 126 238 A zeigt ein Hohlfaser-Bioreaktorsystem und ein Verfahren zur Zellvermehrung. Im Zusammenhang mit dem System und dem Verfahren wird die Verwendung einer Hohlfasermembran oder eines eine Hohlfasermembran umfassenden Bioreaktors vorgeschlagen sowie ein Kreislauf, der mit einem ersten Zufluss und einem ersten Abfluss verbunden ist und Mittel aufweist, um Fluide in den Kreislauf einzuführen, die Reagenzien und ein Nährstoffe enthaltendes Basalmedium enthalten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kapillarzelle zu schaffen, welche unter anderem auch zur Langzeitbeobachtung von Proben einsetzbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kapillarzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weiterführende Ausführungsformen finden sich in den untergeordneten Ansprüchen.

Die Kapillarzelle umfasst eine äußere Hülle aus einem im visuellen Spektrum (380 nm - 800 nm) bzw. nahen Infrarotspektrum (800 nm - 1500nm) lichtdurchlässigen Material, vorzugsweise im visuellen Spektrum durchlässigen Bereich. Geeignete Materialien sind beispielsweise Glas, insbesondere Borsilikatglas, Quarzglas, Optisches Glas oder Optisches Spezialglas sowie Kunststoffe wie Fluorethylenpropylen (FEP), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol (PS), Celluloseacetatbutyrat (CBS). Die Hülle umfasst zumindest eine Seitenwand und einen unteren Deckel. Die Hülle besitzt zudem einen Zufluss und eine Abfluss mittels welchen eine Nährlösung durch den Zufluss in die Hülle eingespült und durch den Abfluss abgelassen werden kann.

Ferner besitzt die Kapillarzelle eine Auflagevorrichtung für eine zu untersuchende Probe, welche mit der Hülle verbunden ist. Die Auflagevorrichtung unterteilt die Hülle in eine untere, sich zwischen dem unteren Deckel und der Aufnahme erstreckende Kammer und einen oberen sich zwischen einer oberen Begrenzung der Hülle und der Auflagevorrichtung erstreckenden Teil. Die Auflagevorrichtung ist dabei derart beschaffen, dass diese eine durchlässige Struktur umfasst. Die Auflagevorrichtung ist bevorzugt an der Seitenwand befestigt und lässt keinen weiteren Spalt zwischen der Seitenwand und der Auflagevorrichtung zu. Auf diese Weise kann eine beispielsweise in die untere Kammer eingefüllte Nährstofflösung, welche beispielsweise durch den Abfluss und den Zufluss zirkuliert wird, lediglich durch die durchlässige Struktur der Auflagevorrichtung in den oberen Teil der Kapillarzelle treten.

Ferner ist die Auflagevorrichtung dafür geeignet, biologische Proben auf der Oberseite, d.h. dem oberen Teil der der Kapillarzelle zugewandten Seite der Auflagevorrichtung angeordnet zu werden. Auf diese Weise befindet sich die Probe an einem festgelegten Ort und kann somit für Langzeitbeobachtungen verfügbar gemacht werden. Um eine ausreichende Versorgung der biologischen Probe mit Nährstofflösung zu ermöglichen, kann in die untere Kammer eingespülte Nährstofflösung durch die durchlässige Struktur von der zu untersuchenden Probe aufgesogen werden.

Je nach Beschaffenheit der Auflagevorrichtung kann die zu untersuchende Probe die Nährstofflösung ausschließlich aufgrund der wirkenden Kapillarkräfte durch die durchlässige Struktur nach oben ziehen. Ein Beispiel für eine derartige Auflagevorrichtung mit einer durchlässigen Struktur ist beispielsweise ein Filter, beispielsweise ein Keramikfilter mit einer Porengröße von 2 μιτι. Eine mit Nährstofflösung durchflossene untere Kammer der Kapillarzelle benetzt die untere Seite der Auflagevorrichtung und der durchlässigen Struktur, welche so mit der Nährstofflösung befeuchtet wird und die Nährstofflösung aufgrund von osmotischen Kräften durch den Filter an die Oberseite der Auflagevorrichtung gesogen wird. Da auf der Oberseite der Auflagevorrichtung die zu untersuchende Probe platziert ist, nimmt diese die Nährstofflösung auf und wird somit auch für eine Langzeitbeobachtung entweder am Leben gehalten oder die biologische Funktionsfähigkeit der zu untersuchenden Probe gewährleistet.

Der untere Deckel der Kapillarzelle kann beispielsweise integral mit der Sei- tenwand verbunden sein. In einer Ausführungsform der Kapillarzelle weist diese einen oberen Deckel auf, welcher somit den oberen Teil der Kapillarzelle zu einer oberen Kammer abschließt. Auch dieser Deckel kann integral mit der Seitenwand verbunden sein. In anderen Ausführungsformen ist der obere Deckel jedoch abnehmbar mit der Probe verbunden. Die

Wiederverschließbarkeit der Kapillarzelle durch einen oberen Deckel hat den

Vorteil, dass die Probe, welche zu untersuchen ist, auf einfache Art und Weise auf der Auflagevorrichtung abgelegt werden kann. Dabei ist die Auflagevorrichtung mechanisch stabil genug ausgebildet, um das Gewicht der zu untersuchenden Probe zu tragen. Weitere Ausführungsformen finden sich in den untergeordneten Ansprüchen.

In einer Ausführungsform sind der Zufluss und der Abfluss in die untere Kammer geführt, so dass der untere Teil der Hülle eine Durchflusskammer ist. In dieser Ausführungsform kann die gesamte untere Kammer mit einer Nähr- Stofflösung, wie beispielsweise Agarose durchspült werden. Als Zufluss können beispielsweise Öffnungen im unteren Deckel oder Öffnungen in der Seitenwand, welche die untere Kammer begrenzt, eingebracht werden. Um den Zu- bzw. Abfluss mit einem Mikropumpensystem zu verbinden, können beispielsweise der Abfluss und der Zufluss mit Schläuchen ausgestattet sein, wel- che einen einfacheren Anschluss der Mikropumpe an den Ab- und Zufluss ermöglichen. Derartige Schläuche können beispielsweise aus Kunststoffen, wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyurethane (PUR), Fluorethylenpropylen (FEP) oder Silikon oder aus Glas bestehen. In einer weiteren Ausführungsform ist der Zufluss durch den unteren Deckel geführt und mit einem weiteren Kapillar verbunden. Jenes Kapillar befindet sich im Inneren der Hülle der Kapillarzelle oder innerhalb der Seitenwand und führt die Nährstofflösung. Das Kapillar ragt vorzugsweise durch die Auflagevorrichtung hindurch und reicht bis zur oberen Begrenzung der Hülle bzw. bis zu einem oberen Deckel, an welchem der Abfluss angeordnet ist. Im Bereich des Durchflusses durch die Auflagevorrichtung bzw. durch die durchlässige Struktur kann das weitere Kapillar unterbrochen sein, so dass eine durch das weitere Kapillar hindurchtretende Nährstofflösung die Auflagevorrichtung bzw. die durchlässige Struktur befeuchten bzw. die durchlässige Struktur die Nährstofflösung aufnehmen kann.

In einer weiteren Ausführungsform ist das weitere Kapillar mit einer semipermeablen Membran ausgebildet, wobei die semipermeable Membran an die untere Kammer grenzt, so dass ein Flüssigkeitsaustausch zwischen der unteren Kammer und dem weiteren Kapillar stattfinden kann. Besonders bevorzugt ragt das weitere Kapillar auch in den oberen Teil und umfasst auch hier eine semipermeable Membran. In anderen Ausführungsformen befindet sich die semipermeable Membran des weiteren Kapillars jedoch ausschließlich in der unteren Kammer bzw. in der unteren Kammer und im Bereich der Auflagevorrichtung.

Bei den bislang beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, zum einen die zu untersuchende Probe durch die mit Nährstofflösung durchflossene untere Kammer zu versorgen und zum anderen zu verhindern, dass die zu untersuchende Probe auf der Auflagevorrichtung bzw. dem oberen Teil der Kapil- larzelle aufgeschwemmt wird. Manche zu untersuchenden Proben, wie beispielsweise hippocampale Schnitte oder hippocampale Strukturen von Tieren müssen im Wesentlichen unaufgeschwemmt vorliegen, um Langzeituntersuchungen durchführen zu können. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Hülle einen oberen Deckel, welcher die obere Begrenzung bildet (auch wenn dieser Deckel beispielsweise noch durch die Seitenwand überragt würde). Dieser obere Deckel kann ein Gaseinlass- und ein Gasauslasssystem besitzen, so dass die durch den oberen Deckel und die Auflagevorrichtung begrenzte obere Kammer mit einem Gas spülbar ist. Für zahlreiche Untersuchungen ist es notwendig, die Probe nicht nur mit Nährstoffen aus einer Nährstofflösung zu versorgen, sondern auch sicherzustellen, dass die zu untersuchende Probe in einem bestimmten Gasmilieu gehalten wird. So gibt es beispielsweise zahlreiche zu untersuchende Proben, welche bevorzugt in einer Stickstoffatmosphäre überleben können. Um hier bei Laborbedingungen ein einfaches Überleben der Proben zu gewährleisten, ist es notwendig, den oberen Teil der Kammer mit einem Gas zu spülen. Dabei kann das Gaseinlasssystem lediglich einen gemeinsamen Einlass und Auslass besitzen oder zwei getrennte Einlass- und Auslassöffnungen besitzen, welche jeweils im oberen Deckel oder in der Seitenwand, welcher die obere Kammer begrenzt, eingebracht sind.

In einer weiteren Ausführungsform ist die durchlässige Struktur ein Filter, insbesondere ein Keramikfilter oder ein Mikrofilter. Auch ist es möglich, die durchlässige Struktur in Form einer semipermeablen Membran, beispielswei- se einer Protonenaustauschmembran zu gestalten. Eine typische Porengröße kann von Ο,ΐμιτι bis ΙΟΟμιτι betragen. Die hier vorgestellte Kapillarzelle kann in verschiedenen Größen zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann die Höhe der Kapillarzelle zwischen 3 und 12 cm betragen. Der Durchmesser eines runden Kapillars mit einer im Wesentlichen kreisrunden Seitenwand kann im Bereich zwischen 500 μιη und 4 cm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 15 mm liegen. Bei anderen Geometrien kann ein Intervall der möglichen Querschnittsfläche der Kapillarzelle anhand der obigen Durchmesser berechnet werden. Obgleich bislang lediglich eine runde Ausgestaltung der Seitenwand erläutert wurde ist es auch möglich, beispielsweise eine rechteckige, insbesondere quadratische, oder elliptische Grundstruktur für die Kapillarzelle zu wählen. Die Wahl hängt primär von der Größe der zu untersuchenden Proben und der zur Verfügung stehenden Materialien für die Kapillarzelle ab.

Das Volumen der Kapillarzelle kann in der unteren Kammer beispielsweise 7 mm 3 bis 20 cm 3 betragen. Der obere Teil kann ein ähnliches Volumen fassen. Das Volumen der Kapillarzelle, der unteren Kammer und des oberen Teils hängt unter anderem auch vom Durchmesser der Kapillarzelle ab. Die Auflagevorrichtung kann ein Volumen von typischerweise 0,1 mm 3 bis 5 cm 3 besitzen, und/oder die Auflagevorrichtung eine Fläche von typischerweise 2 mm 2 bis 5 cm 2 besitzen.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist die hier vorgestellte Kapillarzelle besonders geeignet, um in einem Lichtblattmikroskopieverfahren eingesetzt zu werden.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger konkreter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1A schematische Darstellung einer Kapillarzelle;

Fig. 1B Verwendung einer derartigen Kapillarzelle in einem Lichtblattmikroskop;

Fig. 2 weitere Ausführungsformen einer Kapillarzelle, welche im Längsschnitt darstellt ist; und Fig. 3 weitere Ausführungsform einer Kapillarzelle, welche ebenfalls im Längsschnitt dargestellt ist.

Die Fig. 1A zeigt eine Kapillarzelle 1 mit einer äußeren Hülle 3, welche durch eine Seitenwand 5 sowie einen unteren Deckel 7 definiert ist. Ferner ist innerhalb der Hülle 3 eine Auflagevorrichtung 9 dargestellt, welche als durchlässige Struktur ausgebildet ist. Zwischen dem unteren Deckel 7 und der Auflagevorrichtung 9 befindet sich eine untere Kammer 11, wobei in der Seitenwand 5, welche die untere Kammer 11 begrenzt, ein Zufluss 13 und ein Abfluss 15 vor- handen sind, um die untere Kammer 11 mit einer Nährstofflösung, beispielsweise aus Agarose, zu durchfließen und so einen konstanten Durchfluss zu schaffen. Die Seitenwand 5 ist aus einem Glas oder Kunststoff gebildet und ist im Wesentlichen rund. Der Durchmesser der kreisrunden Seitenwand beträgt im Wesentlichen D = 2,5 cm. Die Auflagevorrichtung 9 ist ein keramischer Fil- ter, welcher analog zum Durchmesser D = 2,5 cm ebenfalls eine kreisrunde

Scheibe mit einem Durchmesser von 2,5 cm besitzt. Der keramische Filter ist dabei mit der Seitenwand verklebt.

Wird nun eine Nährstofflösung in den Zufluss 13 eingespült, befüllt diese zu- nächst die untere Kammer 11 und befeuchtet insbesondere eine Unterseite

17 der Auflagevorrichtung 9. Aufgrund der Befeuchtung und der herrschenden Kapillarkräfte wird die Nährstofflösung durch die Auflagevorrichtung 9 hindurch von der unteren Seite 17 bis zur oberen Seite 19 gesogen, und kann so eine sich auf der Oberseite 19 der Auflagevorrichtung 9 befindliche zu un- tersuchende Probe mit der Nährstofflösung versorgen.

An der oberen Begrenzung 21 der Seitenwand 5 befindet sich eine Öffnung, durch welche die zu untersuchende Probe auf der Oberseite 19 der Auflagevorrichtung 9 abgelegt werden kann. Die hier gezeigte Kapillarzelle 1 ist bei- spielsweise geeignet, um einen Rattenhippocampus auf der Oberfläche 19 abzulegen und mittels einer in die untere Kammer 11 eingespülten Nährstofflösung mit Nährstoffen zu versorgen. Der so präparierte Hippocampus kann zusammen mit der Kapillarzelle 1 in einen Lichtblattmikroskopieaufbau eingeführt werden, und so über Tage oder Wochen untersucht werden, um die Ak- tivität des Hippocampus im Langzeitversuch zu untersuchen. Anhand der Fig. 1B soll erläutert werden, wie eine Untersuchung der Probe in der Kapillarzelle mittels Lichtblattmikroskopie durchgeführt werden kann. In der Fig. 1B ist die Kapillarzelle 1 mit einer darin angeordneten Probe 30 gezeigt, welche auf der Auflagevorrichtung 9 angeordnet ist. Der Einfachheit halber sind die Zu- und Abflüsse der unteren Kammer 11, wie in der Fig. 1A dargestellt, nicht eingezeichnet. Das Lichtblattmikroskop 40 besitzt eine Vielzahl von Teilen, von denen lediglich einige explizit dargestellt sind. Unter anderem ist ein Detektionsobjektiv 42 zu sehen und ein Matrixbildschirm 44, auf welchem die Lichtwellen (hier als Bezugszeichen 46 schematisch eingezeich- net) auftreffen und beispielsweise von einer Rechnereinheit zu Bildern zusammengesetzt werden. Die Probe 30 wird aus der Ebene der Zeichnung heraus mit einem Lichtblatt 48 durchleuchtet. Dieses Lichtblatt bzw. die Kapillare mit Probe kann entlang der Richtung z hin- und hergeschoben werden, um so verschiedenen Ebenen der zu untersuchenden Probe 30 zu beleuchten. Auf diese Weise können unterschiedliche Ebenen auf dem Matrixbildschirm 44 dargestellt werden und zu einem Gesamtbild oder einem dreidimensionalen Modell der zu untersuchenden Probe zusammengesetzt werden.

Die Kapillarzelle 1 befindet sich innerhalb einer Probenkammer 50, welche verhindern soll, dass das Objektiv 42 bzw. das Objektiv zum Einstrahlen des

Lichtblatts 48 von der Kapillarzelle 1 berührt werden und somit beschädigt werden könnten. Um die Kapillarzelle 1 in die Probenkammer 50 abzulassen, kann diese beispielsweise an ihrem oberen Ende mit einer Halterung 60 verbunden werden, so dass ein Ablassen in die Probenkammer 50 einfach mög- lieh ist. Wird die zu untersuchende Probe bzw. die untere Kammer der Kapillarzelle nun mit einem Nährstoffmedium durchspült, kann die zu untersuchende Probe 30 mehrere Tage oder auch Wochen in dem Versuchsaufbau verbleiben, und es können fortlaufend Bilder verschiedener Ebenen gemacht werden.

Anhand der Fign. 2 und 3 sollen weitere Ausführungsbeispiele von Kapillarzellen erläutert werden. In der Fig. 2 ist eine Kapillarzelle 70 im Längsschnitt dargestellt. Ähnlich wie die in der Fig. 1A dargestellte Kapillarzelle 1 kann die Kapillarzelle der Fig. 2 einen runden, ovalen, viereckigen oder rechteckigen Querschnitt besitzen. Die Kapillarzelle besitzt eine Hülle 72 mit einer Seitenwand 74 sowie einem unteren Deckel 76, welcher integral mit der Seitenwand verbunden ist, und einen oberen Deckel 78, welcher abnehmbar gestaltet ist, so dass die Probe 80 auf der Auflagevorrichtung 82 abgelegt werden kann. Die zwischen dem Deckel 76 und der unteren Oberfläche 84 der Auflagevorrichtung 82 angeordnete untere Kammer 86 besitzt einen Zufluss 88 und einen Abfluss 90. Der Zufluss 88 ragt als kleines, nicht über die gesamte Länge der unteren Kammer 86 ragendes Kapillar 92 in die untere Kammer 86 und führt dieser ein für die Probe 80 benötigtes Nährstoffmedium zu. Dieses Nährstoffmedium kann durch den Abfluss 90, welcher ebenfalls ein kleines Kapillar 94 umfasst, ausgeführt werden. Auf diese Weise wird eine Durchflusskammer in der unteren Kammer 86 geschaffen. Die Auflagevorrichtung 82 ist am Rand

96 undurchlässig ausgebildet, beispielsweise aus einem PMMA, und in seiner Mitte 98 mit einem durchlässigen Material, wie beispielsweise einer semipermeablen Membran versehen. Durch die semipermeable Membran 98 kann die zu untersuchende Probe 80 die in der unteren Kammer befindliche Nähr- Stofflösung aufgrund von Sogwirkung oder Kapillarwirkung aufnehmen. Die obere Kammer 100 wird über einen Einlass 102 mit einem Gasspülsystem 104 verbunden. Das Gas des Gasspülsystem 104 ist beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid oder eine anderes Gas oder Gasgemisch, welches zahlreiche zu untersuchenden Proben benötigen, um dauerhaft funktionsfähig bzw. für die Versuche geeignet zu sein. Obgleich in der Fig. 2 nur ein einziger Einlass 102 dargestellt ist, kann neben dem Einlass auch ein separater Auslass vorhanden sein. Die in der Fig. 2 dargestellten Ein- und Auslässe sind in kleiner Kapillarform gehalten. Dies kann die Strömungseigenschaften innerhalb der unteren bzw. oberen Kammer beeinflussen bzw. verbessern. Um die Kapillarzelle 70 für die Lichtblattmikroskopie oder SPIM-Verfahren zugänglich zu machen, ist diese aus einem Borsilikatglas gehalten. Die Auflagevorrichtung mit dem soliden Bereich 96 und der semipermeablen Membran 98 wird vorab gefertigt und nachträglich in die Kapillarzelle 70 eingeführt. Dabei wird diese mit der Seitenwand 74 verklebt. Somit besteht nur die Möglichkeit über die semiper- meable Membran 98 Medien zwischen der oberen und der unteren Kammer auszutauschen.

Die Fig. 3 zeigt eine Variante der in der Fig. 2 dargestellten Kapillarzelle 70. Die Kapillarzelle 110 besitzt eine Hülle 112 mit einer Seitenwand 114 sowie einem unteren Deckel 116 und einem oberen Deckel 118. Der obere Deckel 118 ist hierbei wieder abnehmbar gestaltet, so dass eine zu untersuchende Probe 120 auf der Auflagevorrichtung 122 abgelegt werden kann. Die hier dargestellte Auflagevorrichtung 122 ist beispielsweise ein Filter. Die Auflagevorrichtung 122 und der untere Deckel 116 begrenzen eine untere Kammer 124. Der obere Deckel 118 und die Auflagefläche 122 begrenzen eine obere Zelle 126. Auch die Kapillarzelle 110 weist ein Spülsystem zum Versorgen der zu untersuchenden Probe 120 mit einer Nährstofflösung auf. Anders als in den vorab gezeigten Beispielen wird jedoch die Nährstofflösung durch ein Kapillar 128 geleitet, dessen Zufluss 130 am unteren Deckel 116 und deren Abfluss 132 am oberen Deckel 118 angeordnet ist. Das weitere Kapillar 128 führt also über die gesamte Höhe der Kapillarzelle hindurch. Dabei wird das weitere Kapillar 128 auch durch die Auflagefläche 122 geführt. Wird nun eine Nährstofflösung durch den Zufluss 130 in das weitere Kapillar 128 eingespült, kann die Nährstofflösung in die untere Kammer 124 eintreten, da eine begrenzende Wand 134 des weiteren Kapillars 128 eine semipermeable Membran ist, durch welche die Nährstofflösung hindurchtreten und somit nach und nach die untere Kammer befüllen kann. Alternativ hierzu befindet sich die semipermeable Membran ausschließlich im Bereich der Auflagevorrichtung 122, d.h. ausschließlich entlang des kleinen Abschnitts 136. Das weitere Kapillar 128 besitzt in der oberen Kammer 126 solide, d.h. undurchlässige Wände, welche keine Nährstoffflüssigkeit in die obere Kammer 126 austreten lassen. Wie bereits in der Fig. 2 dargestellt, befindet sich am oberen Deckel 118 auch ein Gaseinlass 102, welcher mit einem Gasflusssystem 104 verbindbar ist. Auf diese Weise kann die Probe 120 ebenfalls mit dem Gas bespült werden.