溶胶化设备被激活并且产生气溶胶云雾，优选小滴云雾。云雾能够具有初始速度并且尤其紧密至，使得适用云雾运动定律，这尤其引起云雾的快速的“自由”下落(重力)进而引起活性物质或物质到细胞的快速的对流运输。
[0202]在阶段2中，到达底部，云雾均匀地在所有方向上侧向地转向Α，由此形成对称的漩涡W，所述漩涡引起云雾水平均匀的分布进而在腔室的下部中构成(小滴)烟雾N。在其他的雾化活动中，烟雾逐渐地从下向上填充腔室，其中烟雾由于重力总是在底部附近是最紧密的。
[0203]最后，在第3阶段中，在雾化结束之后，烟雾如由箭头S在图3c中表明的那样由于重力在大约3min和更短时间内下降到位于底部处的试样上，所述试样优选在标准微量滴定板中作为其中培养的LFG细胞存在，所述LFG细胞由此均匀地被润湿。在形成这种烟雾N时，靠近底部区域6或靠近定位设备8的颗粒浓度通常高于更远离底部区域或定位设备的颗粒浓度一一这在图3c中通过增加暗度的阴影表明。
[0204]由此能够实现细胞在空气液体边界面(LFG)上的尤其快速的、高效率的且水平均匀的分配。设备的操作丝毫不要求关于气溶胶或云雾物理的专业知识，是易于操作和清洁的以及不太易受故障和干扰影响。
[0205]此外，如上文、尤其结合图1和2所描述，其他元件也显然能够使用在现在所描述的方法中。此外，优选借助于所描述的设备2执行方法。
[0206]通常，云雾的大小和密度以及竖直的侧壁4a、4b、4c和4d的、底部区域6的或定位设备8的精确的尺寸设计、以及气溶胶化设备14与定位设备8的间距，侧壁4a、4b、4c和4d的竖直伸展L参数优选有助于:确保或改进快速地且均匀地用物质润湿试样。
[0207]根据本发明的设备或根据本发明的方法尤其允许在平坦(和结构化)的表面上简单且可靠地产生优选大约15-100 μπι薄的液体膜。由此，所述方法或设备潜在地不仅能应用于LFG细胞培养，而且普遍地也能应用于在水平的表面上产生微米薄的均匀的层。
[0208]在此尤其有利的是，例如在没有附加的手段、例如产生电场或附加的空气流或混合系统的情况下，自身活性地或固有的润湿均匀化能够是够用的。借助于该方法，尤其实现气溶胶颗粒在细胞上均匀的分布。这尤其通过利用云雾物理的效应来实现，通过关于下述参数的最优的设计促进所述云雾物理的效应:(I)暴露腔室的几何设计；(2)雾化器的定位
(3)雾化器每时间单位的物质或液体输出(output rate输出速率)以及(4)由雾化器产生的气溶胶云雾的适合的直径和适合的初始速度。示例的试验的结果
[0209]借助于设备2、尤其借助于如上文所描述的这种设备执行的实验得出下述特征变量:
[0210]在应用设备2时，得到大于0.8或大于80%的高的沉积系数。换言之，大于80%的所使用的液体或气溶胶(必要时借助于定位设备8)沉淀到底板上。这已经借助于将作为用于药物活性物质的代替物的荧光溶液的雾化来确定。这已经从用于具有各大约4.5cm2的面积的至少6个、在底板之上的至少6个不同的部位处分布的试样的数据推断出，并且换算为底板的整个面积(125cm2)。
[0211]此外，所应用的总剂量是极其可复现的。在200 μ I的荧光溶液的重复的雾化时，已经测量出平均沉积到六个试样上的总剂量的最大大约+/-10% (95%的置信水平)的偏差。
[0212]此外，活性物质在微量滴定板的不同孔(具有6孔插入式细胞培养小室)上的均匀的分布。在各个孔中的剂量与在所有孔中的平均剂量的偏差尤其小于+/-20% (95%的置信水平)。
[0213]此外，测量0.5 μ l/cm2/min之内的活性物质沉淀速率--在此其为每时间单位每细胞覆盖的面积单位的活性物质(物质)的体积。此外，在使用根据本发明的设备和根据本发明的方法时，可确定在暴露期间没有对生物试样由于操作产生负面效应。尤其，在使用根据本发明的设备时加载有(无毒性的)生理盐水溶液的人肺部的细胞系(A549)的细胞不显示出生存能力(WST-1)的降低或坏死(LDH)的开始。这是对于使用借助于生物试样的方法的优点。
[0214]此外示出的是，A549细胞在设备2中不仅是能生存的，而且也能够用于系统地研究新的活性物质的活性(Drug Screening药物筛选)。如果使用非极化的肺部细胞系(在此:A549)，即在空气侧上与在液体侧上相比无不同地组织的细胞，那么必须预期的是，(在设备2中)在LFG上的细胞的生物学的相应刚好与如在液体培养条件下一样，其中活性物质吸移到介质中。如果相反地使用极化的肺部上皮细胞(例如原细胞)，那么要考虑到在生物学的相应中的明显的不同。在用肿瘤坏死因子a (TNFa)刺激Α549细胞之后，白细胞介素8 (IL-8)作为炎症的标记相对于基准值(未刺激的细胞)大约7倍地被诱导(在图4中对应于值I)。炎性的作用能够通过应用抗炎症的活性物质(在此硼替佐米；蛋白酶体抑制剂)与剂量相关地降低直至1/2。在此指出:在将气溶胶化形式的活性物质借助于设备2施用之后，剂量作用曲线与通过将活性物质直接吸移到细胞上所建立的基准曲线相同。这示例地示出，借助设备2能够将气溶胶化的活性物质剂量准确地且无生物活性损耗(例如通过在雾化时的剪应力)施加到在LFG处的人肺部细胞上。由此，设备2适合于对物质关于其作为气溶胶化形式的活性物质的潜力方面进行系统地筛选。
[0215]图4示出蛋白酶体抑制剂硼替佐米对在LFG处的人的、非极化的肺部细胞系(Α549)的剂量相关的抗炎症的作用，所述LFG用肿瘤坏死因子a (TNFa)炎性地刺激。在此，借助于设备2建立的剂量作用曲线(红色，ALI)与通过将活性物质直接吸移到液体培养细胞上所测量的基准曲线(蓝色，SUB)没有不同之处。由此，将设备2作为用于气溶胶化的、液态的活性物质的量化的活性物质筛选的工具被确认为可靠的。
[0216]当在上文中结合表述例如“大致、大约、附近、基本上、通常、至少、最少”等提出表述、特征、数值或范围时，本发明同样包括准确的或精确的这些表述、特征、数值或范围等(即“大致3”应同样包括“3”或“基本上径向”也应包括“径向” 一一并且反之亦然)。此夕卜，表述“或”意味着“和/或”。
【主权项】
1.一种用于借助于气溶胶润湿至少一个试样的设备(2)， 其中所述设备⑵具有: 侧壁(4a，4b，4c，4d)； 通过所述侧壁(4a，4b，4c，4d)限界的底部区域(6)，其中所述底部区域(6)为了容纳所述试样的定位设备或为了与用于定位所述试样的定位设备(8)共同作用而进行匹配； 盖区域(10)，所述盖区域竖直地与所述底部区域(6)相对置，并且所述盖区域由所述侧壁(4a，4b，4c，4d)限界，其中所述设备(2)构成暴露腔室(12); 用于产生气溶胶(16)的气溶胶化设备(14)，所述气溶胶化设备设置在所述盖区域(10)附近，其中所述气溶胶化设备(14)设置在所述底部区域(6)之上，使得所述气溶胶化设备(14)在竖直的俯视图中至少部分地覆盖所述底部区域(6)。2.根据权利要求1所述的设备(2)，其中所述气溶胶化设备具有至少一个雾化器。3.根据上述权利要求中任一项所述的设备(2)， 其中所述设备(2)和/或所述气溶胶化设备(14)构成为，用于形成(气溶胶)云雾。4.根据上述权利要求中任一项所述的设备(2)，其中所述设备构建为在没有到所述设备(2)中或出自所述设备(2)的外部的空气流的情况下，并且尤其无空气流地运行，并且尤其无空气流地运行所述雾化器。5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述气溶胶化设备(14)定向为，使得所述云雾的初始的运动方向与垂直线围成小于30°的角并且优选基本上平行于所述垂直线。6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中在竖直的俯视图中所述气溶胶化设备大致居中地设置在所述底部区域或所述定位设备之上。7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述设备构成为，使得获得由所述气溶胶化设备初始产生的云雾，从而使得在暴露开始时产生的所述烟雾的平均下落速度大于lcm/s，优选大于3cm/s，尤其优选大于10cm/s。8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述设备构成为，获得由所述气溶胶化设备产生的云雾，使得所述云雾能够不受阻碍地下落进而确保所述气溶胶到所述底部区域的快速的运输。9.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述暴露腔室的尺寸确定为，使得所述暴露腔室在所述腔室的上半部中的水平的横截面积比初始产生的所述云雾的横截面积的2倍还大，优选是比2.5倍还大，尤其优选是比3倍还大。10.根据上述权利要求中任一项所述的设备(2)，所述设备具有用于定位试样的定位设备⑶。11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述设备和/或所述定位设备构成为，用于容纳或润湿试样。12.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述试样具有生物材料和/或材料试样。13.根据上述权利要求中任一项所述的设备(2)，其中所述定位设备具有用于测量和/或调节温度的元件，例如电加热器或借助于水循环运行的调温设备；用于对所述试样供给例如培养基的元件和/或用于测量沉着在一个或多个试样上的物质的重量的元件，例如一个或多个石英晶体微天平。14.一种用于借助于气溶胶、尤其借助于根据上述权利要求中任一项所述的设备润湿至少一个试样的方法，其中所述方法具有下述步骤: 提供至少一个试样； 在至少一个所述试样之上在竖直的俯视图中至少部分地覆盖所述底部区域￠)的位置上产生云雾(16);以及 使所述云雾沿朝所述试样的方向(R)下降。15.根据权利要求14所述的方法，还具有将所述云雾转变为烟雾的漩涡成形的步骤，所述烟雾均匀地沿水平方向(H1-H2)填充所述暴露腔室。16.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，还具有由于重力使所述烟雾下降的步骤。17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，还具有在气溶胶云雾中形成涡流的步骤，优选通过使所述云雾碰撞到所述底部区域上和/或提供所述试样的定位设备(8)上的方式来形成。18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，还具有形成烟雾且由于重力使所述烟雾下降到至少一个试样上的步骤。19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，并且还具有提供气溶胶化设备(14)，优选无空气流的用于产生所述气溶胶(16)的雾化装置的步骤。20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法，还具有空间上均匀地润湿至少一个所述试样的步骤。21.一种根据权利要求1至13中任一项所述的设备的应用，以用于执行根据权利要求14至20中任一项所述的方法。
【专利摘要】本发明涉及一种用于借助于气溶胶润湿至少一个试样的设备，其中设备具有：侧壁；通过侧壁限界的底部区域，其中所述底部区域为了容纳用于定位试样的定位设备或为了与用于定位试样的定位设备共同作用进行匹配；盖区域，所述盖区域竖直地与底部区域相对置，并且所述盖区域由侧壁限界，其中设备形成暴露腔室；用于产生气溶胶的气溶胶化设备，所述气溶胶化设备设置在盖区域附近，其中气溶胶化设备设置在底部区域之上，使得气溶胶化设备在竖直的俯视图中至少部分地覆盖底部区域。本发明还涉及一种用于借助于气溶胶润湿至少一个试样的方法，其中所述方法具有下述步骤：提供至少一个试样，在至少一个试样之上在竖直的俯视图中至少部分地覆盖底部区域的位置处产生云雾，以及使云雾朝试样的方向下降。
【IPC分类】C12M1/00, B05B13/00, C12M1/34
【公开号】CN105188956
【申请号】CN201480017550
【发明人】奥特马尔·施密德, 安克-G·伦兹, 贝恩德·伦特纳, 奥利弗·艾克尔贝格
【申请人】亥姆霍兹慕尼黑中心-德国环境健康研究中心(Gmbh)
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年3月21日
【公告号】DE102013005010A1, DE102013005010B4, EP2976159A1, US20160010047, WO2014147229A1